JP6896384B2 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
潤滑油基油、(A)マグネシウムを有する清浄剤、(B)ホウ素を有する化合物、及び(C)ジアルキルジチオリン酸亜鉛を含有する潤滑油組成物であって、
(A)成分の量が、該潤滑油組成物の質量に対するマグネシウムの質量ppmによる濃度[Mg]として200〜1200質量ppmの範囲であり、
(C)成分の量が、該潤滑油組成物の質量に対するリンの質量ppmによる濃度[P]として300〜1000質量ppmの範囲であり、
前記(C)成分は、第1級アルキル基及び/又は第2級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛から選ばれる1以上であり、但し、該潤滑油組成物は第2級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛を少なくとも1つ含み、第1級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛と第2級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛の比(質量比)が70:30〜0:100の範囲であり、
潤滑油組成物の質量に対するホウ素の質量ppmによる濃度[B]が100〜300質量ppmの範囲にあることを特徴とする潤滑油組成物である。
(1)(B)ホウ素を有する化合物として、ホウ素を有する無灰分散剤の1以上を含む。
(2)カルシウムを有する清浄剤(A’)をさらに含み、{[Mg]/([Mg]+[Ca])}×100≧5 ([Ca]は、潤滑油組成物の質量に対するカルシウムの質量ppmによる濃度を示す)を満たす。
(3)モリブデンを有する摩擦調整剤をさらに含み、[Mg]/[Mo]<2.5 ([Mo]は、潤滑油組成物の質量に対するモリブデンの質量ppmによる濃度を示す)を満たす。
(4)−35℃でのCCS粘度が6.2Pa・s以下である。
(5)150℃での高温高せん断粘度(HTHS粘度)が1.5〜2.9mPa・sである。
(6)100℃における動粘度が9.3mm2/s未満である。
(7)内燃機関用である。
さらに本発明は、当該潤滑油組成物あるいは上記(1)〜(7)の実施態様の潤滑油組成物を使用することにより、低摩耗性を維持しつつ摩擦を低減する方法に関する。
本発明における潤滑油基油は特に制限されない。鉱油及び合成油のいずれであってもよく、これらを単独で、または混合して使用することができる。
本発明の潤滑油組成物はマグネシウムを有する清浄剤(以下、マグネシウム系清浄剤という)が必須である。マグネシウム系清浄剤とはマグネシウムを有する化合物であり、従来金属系清浄剤として潤滑油組成物に使用されていたものを使用することができ、特に制限されるものでない。例えば、マグネシウムスルホネート、マグネシウムフェネートおよびマグネシウムサリシレート等である。これらの中で、特にマグネシウムサリシレート若しくはマグネシウムスルホネートが好ましい。マグネシウム系清浄剤は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
[Mg]/[Mo]<2.5 (2)
([Mo]は、潤滑油組成物の質量に対するモリブデンの質量ppmによる濃度を示す)を満たす。
[Mg]/[Mo]の値は、より好ましくは2.0以下、さらに好ましくは1.8以下、さらにより好ましくは1.5以下である。上記式(2)の値が上記上限値以上では、摩耗が大きくなり過ぎる場合がある。[Mg]/[Mo]の下限値は好ましくは0.1、より好ましくは0.2、さらに好ましくは0.3である。
{[Mg]/([Mg]+[Ca])}×100≧5 (1)
ここで、[Ca]は、潤滑油組成物の質量に対するカルシウムの質量ppmによる濃度を示す。
{[Mg]/([Mg]+[Ca])}×100の値は、より好ましくは10以上、さらに好ましくは15以上である。当該値が上記下限未満だと、摩擦の低減効果が小さい。{[Mg]/([Mg]+[Ca])}×100の上限値は好ましくは100、より好ましくは80、更に好ましくは60、最も好ましくは50である。
([Mg]+[Ca])/[Mo]≦3.0 (3)
ここで、[Mo]は、潤滑油組成物の質量に対するモリブデンの質量ppmによる濃度を示す。
([Mg]+[Ca])/[Mo]の値は、より好ましくは2.8以下であり、さらに好ましくは2.6以下、特に好ましくは2.5以下である。上記値が上記上限を超えると、トルク低減効果が低い場合がある。([Mg]+[Ca])/[Mo]の下限値は、好ましくは0.2、より好ましくは0.5、さらに好ましくは1.0である。
本発明の潤滑油組成物は、ホウ素を有する化合物を含む。ホウ素を有する化合物は、従来より潤滑油組成物に配合されていた公知の化合物であればよい。代表的なホウ素含有化合物はホウ素含有無灰分散剤である。また、その他のホウ素含有する化合物として、後述するホウ酸アルカリ系添加剤等が挙げられる。中でもホウ素含有無灰分散剤が好ましく、本発明の潤滑油組成物は、特には、ホウ素を有する化合物としてホウ素含有無灰分散剤の1以上を含む。
上記コハク酸イミド誘導体とホウ素化合物とを反応させることにより、ホウ素化されたコハク酸イミド誘導体が得られる。ホウ素化合物とは、ホウ酸、ホウ酸無水物、ホウ酸エステル、酸化ホウ素、及びハロゲン化ホウ素などである。ホウ素化コハク酸イミド誘導体は1種単独であっても、2種以上の組合せであってもよい。
M2O・xB2O3・yH2O
上記式中、Mはアルカリ金属であり、xは2.5〜4.5、yは1.0〜4.8である。
例えば、ホウ酸リチウム水和物、ホウ酸ナトリウム水和物、ホウ酸カリウム水和物、ホウ酸ルビジウム水和物及びホウ酸セシウム水和物等を挙げることができるが、ホウ酸カリウム水和物及びホウ酸ナトリウム水和物が好ましく、特に、ホウ酸カリウム水和物が好ましい。アルカリ金属ホウ酸塩水和物粒子の平均粒径は、一般に1ミクロン(μm)以下である。本発明に用いられるアルカリ金属ホウ酸塩水和物において、ホウ素とアルカリ金属の比は約2.5:1〜4.5:1の範囲にあることが好ましい。ホウ酸アルカリ系添加剤の添加量は、ホウ素量として潤滑油組成物全量基準で2〜300質量ppmである。
本発明の潤滑油組成物はジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZnDTP(ZDDPともいう))を含む。該化合物は摩耗防止剤として機能するものであり、下記式(4)で表される。
モリブデンを有する摩擦調整剤(以下、モリブデン系摩擦調整剤という)は特に制限されず、従来公知のものを使用することができる。モリブデン系摩擦調整剤とはモリブデンを有する化合物であり、例えば、モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)およびモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)等の硫黄を含有する有機モリブデン化合物、モリブデン化合物と硫黄含有有機化合物又はその他の有機化合物との錯体、ならびに硫化モリブデンおよび硫化モリブデン酸等の硫黄含有モリブデン化合物とアルケニルコハク酸イミドとの錯体等を挙げることができる。上記モリブデン化合物としては、例えば、二酸化モリブデンおよび三酸化モリブデン等の酸化モリブデン、オルトモリブデン酸、パラモリブデン酸および(ポリ)硫化モリブデン酸等のモリブデン酸、これらモリブデン酸の金属塩およびアンモニウム塩等のモリブデン酸塩、二硫化モリブデン、三硫化モリブデン、五硫化モリブデンおよびポリ硫化モリブデン等の硫化モリブデン、硫化モリブデン酸、硫化モリブデン酸の金属塩又はアミン塩、塩化モリブデン等のハロゲン化モリブデン等が挙げられる。上記硫黄含有有機化合物としては、例えば、アルキル(チオ)キサンテート、チアジアゾール、メルカプトチアジアゾール、チオカーボネート、テトラハイドロカルビルチウラムジスルフィド、ビス(ジ(チオ)ハイドロカルビルジチオホスホネート)ジスルフィド、有機(ポリ)サルファイドおよび硫化エステル等が挙げられる。特に、モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)およびモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)等の有機モリブデン化合物が好ましい。
[Mg]/[Mo]<2.5 (2)
を満たす量で含まれる。[Mo]は潤滑油組成物の質量に対するモリブデンの質量ppmによる濃度である。
[Mg]/[Mo]の値は、より好ましくは2.0以下、さらに好ましくは1.8以下、さらにより好ましくは1.5以下である。[Mg]/[Mo]の下限値は好ましくは0.1、より好ましくは0.2、さらに好ましくは0.3である。
粘度指数向上剤として、例えば、ポリメタアクリレート、分散型ポリメタアクリレート、オレフィンコポリマー(ポリイソブチレン、エチレン−プロピレン共重合体)、分散型オレフィンコポリマー、ポリアルキルスチレン、スチレン−ブタジエン水添共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体、星状イソプレン等を含むものが挙げられる。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形ポリマーを用いることもできる。
[CCS粘度]/[Mo]≦0.01 (7)
([CCS粘度]は潤滑油組成物の−35℃におけるCCS粘度の値(Pa・s)を示し、[Mo]は潤滑油組成物の質量に対するモリブデンの質量ppmによる濃度を示す。)
[CCS粘度]/[Mo]の値は、より好ましくは0.008以下、さらに好ましくは0.005以下である。上記値が0.01を超えるとトルク低減率が小さくなったり、清浄性が悪化したりすることがある。[CCS粘度]/[Mo]の下限値は限定的でないが、好ましくは0.002、より好ましくは0.003である。
潤滑油基油
GTL由来基油(100℃での動粘度=4.1mm2/s、VI=127)
マグネシウムスルホネート(全塩基価400mgKOH/g、マグネシウム含有量9.4質量%)
(A’)カルシウム系清浄剤
カルシウムサリシレート(全塩基価230mgKOH/g、カルシウム含有量5.5質量%)
ホウ素化コハク酸イミド化合物(上記した式(b)で表され、R1がポリブテニルであり、n=4〜12の混合物、ホウ素含有量0.7質量%、窒素含有量2.0質量%)
コハク酸イミド化合物(上記した式(b)で表され、R1がポリブテニルであり、n=4〜12の混合物、ホウ素含有量0質量%、窒素含有量1.0質量%)
Pri−ZnDTP(下記式(4)で表されR2及びR3が共に炭素数8の第一級アルキル基である化合物)
Sec−ZnDTP(上記式(4)で表され、R2が炭素数4の第二級アルキル基であり、R3が炭素数6の第二級アルキル基である化合物)
モリブデン系摩擦調整剤:MoDTC(モリブデン含有量10質量%)
ポリメタクリレート
酸化防止剤:フェノール系酸化防止剤
消泡剤:ジメチルシリコーン
表1及び3に示す量の各成分を混合して潤滑油組成物を調製した。表に記載の質量部は、潤滑油組成物の総量(100質量部)に対する質量部である。表に記載の(A)マグネシウム系清浄剤、(A’)カルシウム系清浄剤、及び(D)モリブデン系摩擦調整剤の量は、それぞれマグネシウム、カルシウム及び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(順に[Mg]、[Ca]、及び[Mo])である。表に記載の[B]とは、潤滑油組成物の総量に対するホウ素の質量ppmである。(C)摩耗防止剤は、潤滑油組成物の総量(100質量部)に対して合計1質量部を配合した。表に、該1質量部中の摩耗防止剤1(第1級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛)と摩耗防止剤2(第2級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛)の質量割合(第1級/第2級(質量割合))を記載した。また、表に記載の[P]とは潤滑油組成物の総量に対するリンの質量ppmである。 なお、マグネシウム系清浄剤とカルシウム系清浄剤の量は、これらの清浄剤に含まれるマグネシウムとカルシウムの合計モル量が全ての実施例および比較例においてなるべく同一であるようにした。
ASTMD4683に準拠して測定した。
ASTMD5293に準拠して測定した。
ASTMD445に準拠し、100℃で測定した。
実施例および比較例で得られた潤滑油組成物を試験組成物とし、ガソリンエンジンを用いたモータリング試験にてトルクを測定した。エンジンは、トヨタ2ZR−FE1.8L直列4気筒エンジンを用い、モーターとエンジンとの間にトルク計を設置し、油温80℃および700RPMのエンジン速度におけるトルクを測定した。標準油として市販のGF−5 0W−20油を用い、同様にトルクを測定した。試験組成物のトルク(T)を標準油のトルク(T0)と比較し、標準油のトルクからの低減率({(T0−T)/T0}x100)(%)を計算した。低減率が大きいほど、燃費が良好であることを示す。低減率が9.0%以上のものを合格とした。
回転数を1800rpm、荷重を40kgf、試験温度を90℃及び試験時間を30分とした以外はシェル四球試験(ASTMD4172)に準拠して測定した。摩耗痕径が0.7mm以下であるものを合格とした。
内径2mmのガラス管中に、潤滑油組成物を0.3ミリリットル/時で、空気を10ミリリットル/秒で、ガラス管の温度を270℃に保ちながら16時間流し続けた。ガラス管中に付着したラッカーと色見本とを比較し、透明の場合は10点、黒の場合は0点として評点を付けた。評点が高いほど高温清浄性が良いことを示す。評点が4.5以上のものを合格とした。
Claims (9)
- 潤滑油基油、(A)マグネシウムを有する清浄剤、(B)ホウ素を有する化合物、及び(C)ジアルキルジチオリン酸亜鉛を含有する潤滑油組成物であって、
(A)成分の量が、該潤滑油組成物の質量に対するマグネシウムの質量ppmによる濃度[Mg]として400〜1000質量ppmの範囲であり、
(C)成分の量が、該潤滑油組成物の質量に対するリンの質量ppmによる濃度[P]として300〜1000質量ppmの範囲であり、
前記(C)成分は、第1級アルキル基又は第2級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛から選ばれる1以上であり、第1級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛と第2級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛とを、第1級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛と第2級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛の比(質量比)が60:40〜10:90の範囲で含み、
潤滑油組成物の質量に対するホウ素の質量ppmによる濃度[B]が100〜300質量ppmの範囲にあることを特徴とする潤滑油組成物。 - (B)ホウ素を有する化合物として、ホウ素を有する無灰分散剤の1以上を含む、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- カルシウムを有する清浄剤(A’)をさらに含み、下記式(1):
{[Mg]/([Mg]+[Ca])}×100≧5 (1)
([Ca]は、潤滑油組成物の質量に対するカルシウムの質量ppmによる濃度を示す)
を満たすことを特徴とする、請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。 - さらにモリブデンを有する摩擦調整剤を含み、下記式(2):
[Mg]/[Mo]<2.5 (2)
([Mo]は、潤滑油組成物の質量に対するモリブデンの質量ppmによる濃度を示す)
を満たすことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項記載の潤滑油組成物。 - 第1級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛と第2級アルキル基を有するジアルキルジチオリン酸亜鉛の比(質量比)が50:50〜20:80の範囲である、請求項1〜4のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
- −35℃でのCCS粘度が6.2Pa・s以下である、請求項1〜5のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
- 150℃での高温高せん断粘度(HTHS粘度)が1.5〜2.9mPa・sである、請求項1〜6のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
- 100℃における動粘度が9.3mm2/s未満である、請求項1〜7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1〜8のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
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