JP6822895B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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(A)ハンセン法で算出した溶解度パラメータ(SP値)のδP値1.0〜2.0、およびδH値2.0〜3.0を有する基油の1種以上、及び
(B)炭素数1〜30の直鎖又は分岐構造を有する一価炭化水素基を有するモリブデンジチオフォスフェート(MoDTP)、及び炭素数1〜10の直鎖又は分岐構造を有する一価炭化水素基を有し、炭素数11以上の一価炭化水素基を有さないモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)から選ばれる1種以上を含有する潤滑油組成物を提供する。
(a)潤滑油組成物が上記(A)成分以外の基油をさらに含み、潤滑油組成物に含まれる全基油の合計質量あたり上記(A)成分の割合が10質量%以上である。
(b)(B)成分の含有量が、該潤滑油組成物の全質量に対するモリブデンの量として300〜1500質量ppmである。
(c)(A)成分の基油が、炭素数4〜30の直鎖又は分岐構造である一価炭化水素基を1つ以上有する化合物であり、該化合物はエステル結合を1つ以上有する。
(d)前記(c)の化合物が、さらに、炭素数6〜20の、芳香族基を有する一価炭化水素基を1つ以上有する。
(e)100℃において動粘度4.5mm2/s以下を有する。
(f)NOACK蒸発量22質量%以下を有する。
(g)内燃機関用である。
さらに本発明は上記潤滑油組成物を使用して摩擦を低減する方法を提供する。
ハンセンの溶解度パラメータとは溶解度をδP、δD、δHの三次元座標で表したものである。δPの値は分子間双極子相互作用によるエネルギー[(MPa)1/2]であり、δHの値は分子間の水素結合によるエネルギー[(MPa)1/2]であり、δDの値は分子間の分散力によるエネルギー[(MPa)1/2]である。本発明は、上記の通り、基油(A)が、ハンセン法で算出した溶解度パラメータSP値におけるδP値1.0〜2.0、好ましくは1.2〜1.9、より好ましくは1.3〜1.8を有し、δH値2.0〜3.0、好ましくは2.1〜2.9、より好ましくは2.2〜2.8、最も好ましくは2.3〜2.7を有することを特徴とする(単位はいずれも(MPa)1/2)。δP値及びδH値の少なくとも1が上記上限値を超えると摩擦が大きくなる。δP値及びδH値の少なくとも1が上記下限値未満では、基油の分子間相互作用が弱くなるため蒸発性が高くなる。
本発明の潤滑油組成物は、上記(A)成分以外の基油を(A)成分と併せて使用することができる。その他の基油は、鉱油系基油及び上記した(A)成分以外の合成系基油であればよく、従来公知の基油であればよい。(A)成分以外の基油は2種以上の併用であってもよい。(A)成分以外の基油を併用する場合の(A)成分の含有割合は、基油全体の質量に対して(A)成分を10質量%以上、好ましくは20質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは60質量%以上、特に好ましくは80質量%以上となるのが好ましい。上限は特に制限されないが、最も好ましくは(A)成分が100質量%であるのがよい。
本発明の潤滑油組成物は、炭素数1〜30の直鎖又は分岐構造を有する一価炭化水素基を有するモリブデンジチオフォスフェート(MoDTP)、及び炭素数1〜10の直鎖又は分岐構造を有する一価炭化水素基を有し、炭素数11以上の一価炭化水素基を有さないモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)から選ばれる1種以上を含有する。これらの摩擦調整剤は(B−1)MoDTP又は(B−2)MoDTCの単独でも、(B−1)MoDTP及び(B−2)MoDTCを併用するのでもよい。(B−1)MoDTPと(B−2)MoDTCとを併用する場合の配合割合は特に制限されるものでない。
即ち、本発明の潤滑油組成物は上記(B−2)成分以外のMoDTCであり、即ち、上記式(2)において少なくとも1のR7の炭素数が11以上、好ましくは11〜30、より好ましくは11〜20であるMoDTC(以下、B−3と称す)を更に含むことができる。即ち、本発明の潤滑油組成物は、上記(B−1)成分と(B−3)成分の組合せ、(B−2)成分と(B−3)成分の組合せ、及び(B−1)成分及び(B−2)成分と(B−3)成分の組合せを含んでいてよい。(B−3)成分の配合量は、本発明の奏する摩擦低減効果を損ねない範囲であればよく、適宜調整されればよい。
本発明の潤滑油組成物は、上記以外の摩擦調整剤を(B−1)又は(B−2)に併せて含有することができる。上記以外の摩擦調整剤としては、例えばエステル、アミン、アミド、硫化エステルなどが挙げられる。これら摩擦調整剤の含有量は、潤滑油組成物の低粘度、低蒸発性、及び摩擦低減効果を損ねない範囲であればよい。
摩耗防止剤は、従来公知のものを使用することができる。中でも、リンを有する摩耗防止剤が好ましく、特には下記式で示されるジチオリン酸亜鉛(ZnDTP(ZDDPともいう))が好ましい。
金属清浄剤としてはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を有する清浄剤が挙げられる。例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するスルフォネート、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するサリシレート、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するフェネートが挙げられるが、これに限定されない。また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属としては、マグネシウム、バリウム、ナトリウム、及びカルシウムが挙げられるが、これに限定されない。
本発明の潤滑剤組成物はさらに無灰分散剤を含有することができる。無灰分散剤は従来公知のものを使用すればよく、特に制限されるものでない。例えば、炭素数40〜400の、直鎖構造又は分枝構造を有するアルキル基又はアルケニル基を分子中に少なくとも1個有する含窒素化合物又はその誘導体、あるいはコハク酸イミド及びその変性品等が挙げられる。無灰分散剤は1種類を単独で使用しても、2種類以上を併用してもよい。また、ホウ素化無灰分散剤を使用することもできる。ホウ素化無灰分散剤は潤滑油に用いられている任意の無灰分散剤をホウ素化したものである。ホウ素化は一般に、イミド化合物にホウ酸を作用させて、残存するアミノ基及び/又はイミノ基の一部又は全部を中和することにより行われる。
粘度指数向上剤としては、例えば、各種メタクリル酸エステルから選ばれる1種又は2種以上のモノマーの重合体又は共重合体、若しくはその水素化物などの、いわゆる非分散型粘度指数向上剤、又は、窒素化合物を含む各種メタクリル酸エステルを共重合させたいわゆる分散型粘度指数向上剤、非分散型又は分散型エチレン−α−オレフィン共重合体(α−オレフィンとしてはプロピレン、1−ブテン、1−ペンテン等が例示できる)、若しくはその水素化物、ポリイソブテン若しくはその水素化物、スチレン−ジエン共重合体の水素化物、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体、星状イソプレン等及びポリアルキルスチレン等が挙げられる。さらに、少なくともポリオレフィンマクロマーに基づく繰返し単位と炭素数1〜30のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートに基づく繰返し単位とを主鎖に含む櫛型ポリマーを用いることもできる。
実施例及び比較例の潤滑油組成物を構成する各成分は以下の通りである。
1)下記構造で示される芳香族モノエステル化合物。
2)2−エチルヘキシルパーミテート(EHPA):下記構造で示されるモノエステル化合物。ハンセン法SP値におけるδP=1.7、δH=2.2であり、KV100=2.6mm2/s、NOACK蒸発量=26質量%を有する。
ハンセン法SP値におけるδP=1.9、δH=2.8であり、KV100=3.0mm2/s、NOACK蒸発量=25質量%を有する。
4)ジイソデシルアジペート(DIDA):下記構造で示されるジエステル化合物。
ハンセン法SP値におけるδP=2.3、δH=2.9であり、KV100=3.6mm2/s、NOACK蒸発量=12質量%を有する。
6)GTL基油2:KV100=3.7mm2/s、NOACK蒸発量=14質量%、ハンセン法SP値におけるδP=0.0、δH=0.0を有する。
7)鉱油:KV100=3.0mm2/s、NOACK蒸発量=41質量%、ハンセン法SP値におけるδP=0.0、δH=0.0を有する。
8)ポリαオレフィン(PAO):KV100=3.0mm2/s、NOACK蒸発量=50質量%、ハンセン法SP値におけるδP=0.0、δH=0.0を有する。
(B−1)モリブデンジチオフォスフェート(MoDTP)
モリブデン含有量9質量%、上記式(1)で表され、X1およびX2が酸素原子であり、Y1およびY2が硫黄原子であり、Rは炭素数8のアルキル基である化合物。
(B−2)モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)
モリブデン含有量4質量%、上記式(2)で表され、X1およびX2が酸素原子であり、Y1およびY2が硫黄原子であり、Rは炭素数8のアルキル基である化合物。
・モリブデンジチオカーバメートMoDTC(B−3)
モリブデン含有量10質量%、上記式(2)で表され、X1およびX2が酸素原子であり、Y1およびY2が硫黄原子であり、Rの一部が炭素数8のアルキル基であり残部が炭素数13のアルキル基である化合物。
・Mo三核体化合物(モリブデン含有量6質量%)
・Pri−ZnDTP(第一級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛)
・Sec−ZnDTP(第二級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛)
・Caサリシレート(全塩基価180mgKOH/g、Ca含有量6質量%)
・Mgスルホネート(全塩基価400mgKOH/g、Mg含有量9質量%)
・ホウ素化コハク酸イミド(B含有量0.7質量%、N含有量2.0質量%)
・非ホウ素化コハク酸イミド(N含有量1.0質量%)
(F)その他の添加剤パッケージ
・酸化防止剤:フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤
・消泡剤:ジメチルシリコーン
上記した各成分を表1〜3の各々に記載の組成及び量で混合して潤滑油組成物を調製した。
表に記載の各量について、以下に説明する。
基油の量は、基油総量に対する質量%である。
モリブデン系摩擦調整剤の量は、モリブデンの含有量に換算した潤滑油組成物の総量に対する質量ppmである。MoDTPについては、潤滑油組成物の総量に対するMoDTP由来のリン量の質量ppmも記載した。
ジアルキルジチオリン酸亜鉛の量は、潤滑油組成物の総量に対する質量ppmである。潤滑油組成物の総量に対するジアルキルジチオリン酸亜鉛由来のリン量の質量ppmも記載した。
金属清浄剤の量は、カルシウム、及びマグネシウムの含有量に換算した潤滑油組成物の総量に対する質量%である。
無灰分散剤の量は、ホウ素の量に換算した潤滑油組成物の総量に対する質量ppmと、窒素の量に換算した潤滑油組成物の総量に対する質量ppmである。
また、表中には、潤滑油組成物の総量に対する、モリブデンの合計量(質量ppm)及びリンの合計量(質量ppm)も記載した。
1)100℃における動粘度(KV100)はASTM D445に従い測定した。
2)NOACK蒸発量はASTM D5800に準拠して250℃1時間で測定した。
3)摩擦係数はPCS Instrument社製のMini Traction Machine(MTM)試験機を用いて測定した。直径19.05mmの研磨されたクロム含有鋼(AISI52100)の球と、球と同じ材質の直径46mmの研磨されたディスクを用い、球およびディスクを互いに独立に駆動し、それによって滑り/転がり接触を生じさせた。試験サンプルを35ml試験オイルバスに入れて試験した。荷重を37N(ヘルツ圧力1GPaに相当)で、すべり率50%、速度(平均速度)100mm/sの条件で2時間慣らし運転した後に、速度(平均速度)を3000mm/s〜2mm/sの範囲で変化させて摩擦係数を測定した。速度20mm/s〜5mm/sの間の8点の摩擦係数値の平均値を摩擦係数として求めた。
Claims (9)
- (A)ハンセン法で算出した溶解度パラメータ(SP値)のδP値1.0〜2.0、およびδH値2.0〜3.0を有する基油の1種以上、及び
(B)炭素数1〜30の直鎖又は分岐構造を有する一価炭化水素基を有するモリブデンジチオフォスフェート(MoDTP)、及び炭素数1〜10の直鎖又は分岐構造を有する一価炭化水素基を有し、炭素数11以上の一価炭化水素基を有さないモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)から選ばれる1種以上
を含有する潤滑油組成物。 - 潤滑油組成物が上記(A)成分以外の基油をさらに含み、潤滑油組成物に含まれる全基油の合計質量あたり上記(A)成分の割合が10質量%以上である、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- (B)成分の含有量が、該潤滑油組成物の全質量に対するモリブデンの量として300〜1500質量ppmであることを特徴とする、請求項1または2に記載の潤滑油組成物。
- (A)成分の基油が、炭素数4〜30の、直鎖又は分岐構造である一価炭化水素基を1つ以上有する化合物であり、該化合物はエステル結合を1つ以上有する、請求項1〜3のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
- 前記化合物がさらに、炭素数6〜20の、芳香族基を有する一価炭化水素基を1つ以上有する、請求項4に記載の潤滑油組成物。
- 100℃において動粘度4.5mm2/s以下を有する、請求項1〜5のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
- NOACK蒸発量22質量%以下を有する、請求項1〜6のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
- 内燃機関用である、請求項1〜7のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項記載の潤滑油組成物を使用して摩擦を低減する方法。
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