JP7399468B2 - organic friction modifier - Google Patents
organic friction modifier Download PDFInfo
- Publication number
- JP7399468B2 JP7399468B2 JP2020009894A JP2020009894A JP7399468B2 JP 7399468 B2 JP7399468 B2 JP 7399468B2 JP 2020009894 A JP2020009894 A JP 2020009894A JP 2020009894 A JP2020009894 A JP 2020009894A JP 7399468 B2 JP7399468 B2 JP 7399468B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- friction modifier
- organic friction
- friction
- organic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003607 modifier Substances 0.000 title claims description 69
- -1 piperidine compound Chemical class 0.000 claims description 71
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N tetrahydropyridine hydrochloride Natural products C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 31
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 11
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 10
- 239000002199 base oil Substances 0.000 claims description 10
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 10
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 claims 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 30
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 description 19
- GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N methyl-cyclopentane Natural products CC1CCCC1 GDOPTJXRTPNYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 4-Dimethylaminopyridine Chemical compound CN(C)C1=CC=NC=C1 VHYFNPMBLIVWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 14
- KHYKFSXXGRUKRE-UHFFFAOYSA-J molybdenum(4+) tetracarbamodithioate Chemical compound C(N)([S-])=S.[Mo+4].C(N)([S-])=S.C(N)([S-])=S.C(N)([S-])=S KHYKFSXXGRUKRE-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 14
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 11
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 11
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 10
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 10
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 10
- FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyliminomethylidene-ethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN=C=NCCCN(C)C FPQQSJJWHUJYPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 7
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 6
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 238000004992 fast atom bombardment mass spectroscopy Methods 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Substances CCN=C=NCCCN(C)C LMDZBCPBFSXMTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUXUHDYTLNCYQQ-UHFFFAOYSA-N 4-amino-TEMPO Chemical group CC1(C)CC(N)CC(C)(C)N1[O] XUXUHDYTLNCYQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QOSSAOTZNIDXMA-UHFFFAOYSA-N Dicylcohexylcarbodiimide Chemical compound C1CCCCC1N=C=NC1CCCCC1 QOSSAOTZNIDXMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 4
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 4
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 4
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229960000549 4-dimethylaminophenol Drugs 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N Octadecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCN REYJJPSVUYRZGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101100407037 Oryza sativa subsp. japonica PAO6 gene Proteins 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 239000007810 chemical reaction solvent Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N diisopropylamine Chemical compound CC(C)NC(C)C UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 229920013639 polyalphaolefin Polymers 0.000 description 3
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 3
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 3
- FTVFPPFZRRKJIH-UHFFFAOYSA-N 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-amine Chemical compound CC1(C)CC(N)CC(C)(C)N1 FTVFPPFZRRKJIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical class ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940053200 antiepileptics fatty acid derivative Drugs 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002451 electron ionisation mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- RHSBIGNQEIPSCT-UHFFFAOYSA-N stearonitrile Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC#N RHSBIGNQEIPSCT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 1,1-Dichloroethane Chemical compound CC(Cl)Cl SCYULBFZEHDVBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical compound C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDNKZNFMNDZQMI-UHFFFAOYSA-N 1,3-diisopropylcarbodiimide Chemical compound CC(C)N=C=NC(C)C BDNKZNFMNDZQMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004973 1-butenyl group Chemical group C(=CCC)* 0.000 description 1
- 125000004972 1-butynyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C#C* 0.000 description 1
- 125000006039 1-hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006023 1-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006017 1-propenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000530 1-propynyl group Chemical group [H]C([H])([H])C#C* 0.000 description 1
- 125000004974 2-butenyl group Chemical group C(C=CC)* 0.000 description 1
- 125000000069 2-butynyl group Chemical group [H]C([H])([H])C#CC([H])([H])* 0.000 description 1
- BNGPVKSKKYIJCR-UHFFFAOYSA-N 2-chloro-1,3-dimethylimidazolidine;hydrochloride Chemical compound [Cl-].CN1CC[NH+](C)C1Cl BNGPVKSKKYIJCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006076 2-ethyl-1-butenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006040 2-hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006020 2-methyl-1-propenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006024 2-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001494 2-propynyl group Chemical group [H]C#CC([H])([H])* 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004975 3-butenyl group Chemical group C(CC=C)* 0.000 description 1
- 125000000474 3-butynyl group Chemical group [H]C#CC([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000006041 3-hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006042 4-hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003119 4-methyl-3-pentenyl group Chemical group [H]\C(=C(/C([H])([H])[H])C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- QWMFKVNJIYNWII-UHFFFAOYSA-N 5-bromo-2-(2,5-dimethylpyrrol-1-yl)pyridine Chemical compound CC1=CC=C(C)N1C1=CC=C(Br)C=N1 QWMFKVNJIYNWII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000006043 5-hexenyl group Chemical group 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N Diisopropyl ether Chemical compound CC(C)OC(C)C ZAFNJMIOTHYJRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006267 biphenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000001718 carbodiimides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- PFKFTWBEEFSNDU-UHFFFAOYSA-N carbonyldiimidazole Chemical compound C1=CN=CN1C(=O)N1C=CN=C1 PFKFTWBEEFSNDU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 150000007942 carboxylates Chemical class 0.000 description 1
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229940125782 compound 2 Drugs 0.000 description 1
- 229940125898 compound 5 Drugs 0.000 description 1
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229940043279 diisopropylamine Drugs 0.000 description 1
- BGRWYRAHAFMIBJ-UHFFFAOYSA-N diisopropylcarbodiimide Natural products CC(C)NC(=O)NC(C)C BGRWYRAHAFMIBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002019 disulfides Chemical class 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 125000003976 glyceryl group Chemical group [H]C([*])([H])C(O[H])([H])C(O[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008282 halocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- BTJRKNUKPQBLAL-UHFFFAOYSA-N hydron;4-methylmorpholine;chloride Chemical compound Cl.CN1CCOCC1 BTJRKNUKPQBLAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- YAQXGBBDJYBXKL-UHFFFAOYSA-N iron(2+);1,10-phenanthroline;dicyanide Chemical compound [Fe+2].N#[C-].N#[C-].C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1.C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 YAQXGBBDJYBXKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000555 isopropenyl group Chemical group [H]\C([H])=C(\*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- ZQKXQUJXLSSJCH-UHFFFAOYSA-N melamine cyanurate Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1.O=C1NC(=O)NC(=O)N1 ZQKXQUJXLSSJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- SKTCDJAMAYNROS-UHFFFAOYSA-N methoxycyclopentane Chemical compound COC1CCCC1 SKTCDJAMAYNROS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- NTQYXUJLILNTFH-UHFFFAOYSA-N nonanoyl chloride Chemical compound CCCCCCCCC(Cl)=O NTQYXUJLILNTFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WTBAHSZERDXKKZ-UHFFFAOYSA-N octadecanoyl chloride Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(Cl)=O WTBAHSZERDXKKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 150000003053 piperidines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003386 piperidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001083 polybutene Polymers 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000003459 sulfonic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- JTCWXISSLCZBQV-UHFFFAOYSA-N tribol Natural products CC(CO)CCC1OC2(O)CC3C4CC=C5CC(CCC5(C)C4CCC3(C)C2C1C)OC6OC(CO)C(OC7OC(C)C(O)C(O)C7O)C(O)C6OC8OC(C)C(O)C(O)C8O JTCWXISSLCZBQV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002525 ultrasonication Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Images
Description
本発明は、有機摩擦調整剤に関する。 The present invention relates to organic friction modifiers.
環境に調和した社会の実現に向けて、自動車や工作機械等の機械システムには省エネや環境負荷低減が強く求められており、摩擦によるエネルギー損失を極限まで低減できるグリーン潤滑技術の確立が世界的な重要課題である。なお、本明細書において、「グリーン潤滑技術」とは、環境及び生物への影響と、自然との調和を考えたトライボロジー(摩擦、摩耗、潤滑等に関わる学問)視点での科学技術を意味する。摩擦損失を低減する最も有効な方法として、潤滑油の低粘度化が知られている。摩擦及び摩耗の改善による経済効果は、GNPの2%程度に相当すると試算されており、自動車を例とすると、摩擦による燃料損失は世界で年間3880億リットルであり、約10億トンの二酸化炭素排出量に相当する。しかしながら、自動車のエンジンスタート及びストップ時のように固体二面の相対運動速度が低い場合、低粘度の潤滑油が固体二面を十分に分離できないため、固体同士の直接接触により摩擦及び摩耗が急増し、システムの耐久性が損なわれる。このような解決策として、硫黄又はリン系物質や有機摩擦調整剤(organic friction modifier: 以下、「OFM」と言うこともある)とよばれる脂肪酸等を低粘度の潤滑油に添加する方法が用いられてきた。自動車のエンジンを例に、擦れながら滑り合う面(摺動面)におけるOFM添加剤含有潤滑系のイメージを図1に示す。高荷重及び高速度の摺動時においても、OFM添加剤分子が摺動面に強固に吸着して固体接触を防ぐ被膜を形成できることが、摩擦及び摩耗の低減を可能とし、潤滑油の更なる低粘度化の鍵を握る。つまり、自動車や工作機械に対する燃費の向上には、それらの可動部分に用いられる潤滑油に添加する有機摩擦調整剤(OFM)がその鍵を握る。 In order to realize a society in harmony with the environment, there is a strong need for mechanical systems such as automobiles and machine tools to save energy and reduce environmental impact, and the establishment of green lubrication technology that can minimize energy loss due to friction is a global goal. This is an important issue. In this specification, "green lubrication technology" refers to science and technology from the perspective of tribology (a study related to friction, wear, lubrication, etc.) that considers the impact on the environment and living organisms and harmony with nature. . Lowering the viscosity of lubricating oil is known as the most effective method for reducing friction loss. The economic effect of improving friction and wear is estimated to be equivalent to about 2% of GNP. For example, in automobiles, fuel loss due to friction is 388 billion liters per year worldwide, and approximately 1 billion tons of carbon dioxide is lost. Equivalent to emissions. However, when the relative motion speed of the two solid surfaces is low, such as when starting and stopping an automobile engine, the low viscosity lubricating oil cannot sufficiently separate the two solid surfaces, so friction and wear rapidly increase due to direct contact between the solids. and the durability of the system is compromised. As a solution to this problem, a method is used in which sulfur or phosphorus-based substances and fatty acids called organic friction modifiers (hereinafter sometimes referred to as "OFM") are added to low-viscosity lubricating oils. I've been exposed to it. Using an automobile engine as an example, Figure 1 shows an image of a lubrication system containing OFM additives on surfaces that rub against each other (sliding surfaces). Even during high-load and high-speed sliding, the OFM additive molecules can firmly adsorb to the sliding surface and form a film that prevents solid contact, which reduces friction and wear and further improves the lubricant's performance. Holds the key to lower viscosity. In other words, organic friction modifiers (OFM), which are added to the lubricating oil used in the moving parts of automobiles and machine tools, hold the key to improving the fuel efficiency of automobiles and machine tools.
OFMとしては、初期ではステアリン酸等の脂肪酸(RCOOH)が実用化されていたが、脂肪酸の酸性による機械システムの腐食を避けるために、カルボキシル基をアミド、アミン、グリセリル等の官能基に置換したものが一般的である(例えば、非特許文献1参照)。 Initially, fatty acids such as stearic acid (RCOOH) were put into practical use as OFM, but in order to avoid corrosion of mechanical systems due to the acidity of fatty acids, the carboxyl group was replaced with a functional group such as amide, amine, or glyceryl. (For example, see Non-Patent Document 1).
ステアリン酸やその誘導体が有機摩擦調整剤(OFM)として利用されてから一世紀が経った今なお、OFM分子構造のコンセプトは、基本的には摺動面と水素結合する1つの末端官能基に1本のアルキル鎖という従来構造を踏襲したものであるため、性能の限界が見え始めた。このため、現実には、OFM単独で使用することは困難であり、耐荷重能力を補うためにモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)やジアルキルジチオリン酸(ZnDTP)等の添加剤との併用が不可欠である。しかしながら、例えばMoDTCは非常に高価な上に、遷移金属や硫黄を含んでおり、環境に悪影響をおよぼしている。パリ協定の目標達成に寄与しつつ、市場競争力を高めるためには、潤滑油の低粘度化をさらに促進することが必須であり、従来構造を刷新する付加価値の高い新規な高性能OFMの開発が求められている。 A century has passed since stearic acid and its derivatives were used as organic friction modifiers (OFM), but the concept of OFM's molecular structure still remains basically based on one terminal functional group that hydrogen bonds with the sliding surface. Because it follows the conventional structure of a single alkyl chain, the limits of performance are beginning to appear. Therefore, in reality, it is difficult to use OFM alone, and it is essential to use it in combination with additives such as molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) and dialkyldithiophosphoric acid (ZnDTP) to supplement the load-bearing capacity. However, MoDTC, for example, is very expensive and contains transition metals and sulfur, which has a negative impact on the environment. In order to contribute to achieving the goals of the Paris Agreement and increase market competitiveness, it is essential to further reduce the viscosity of lubricating oils. development is required.
また、従来から用いられている脂肪酸の誘導体を用いたOFMでは、摩擦を十分に低減することができず、経時変化によって摩擦係数が変わりやすく安定しないうえに、摩耗量も多かった。 Furthermore, conventionally used OFMs using fatty acid derivatives were unable to sufficiently reduce friction; the coefficient of friction tended to change over time and was unstable, and the amount of wear was high.
本発明は、このような課題を解決するものであり、摩擦を十分に低減することができ、経時変化によって摩擦係数が変わりにくく安定した摩擦係数を有するとともに、摺動面における摩耗痕も小さく、耐荷重能力にも優れた有機摩擦調整剤を提供することを目的とする。 The present invention solves these problems, and is capable of sufficiently reducing friction, has a stable friction coefficient that does not easily change over time, and has small wear marks on sliding surfaces. The purpose of the present invention is to provide an organic friction modifier that also has excellent load-bearing capacity.
本発明者らは、上記目的を達成するために検討を重ねてきた結果、特定の構造を有するピペリジン化合物を含有する有機摩擦調整剤は、摩擦を十分に低減することができ、経時変化によって摩擦係数が変わりにくく安定した摩擦係数を有するとともに、摩耗量も低減し、耐荷重能力にも優れたものであることを見出した。本発明者らは、以上の知見をもとにさらに検討を重ね、本発明を完成した。即ち、本発明は、以下の構成を包含する。 As a result of repeated studies to achieve the above object, the present inventors found that an organic friction modifier containing a piperidine compound having a specific structure can sufficiently reduce friction, and that It has been found that the friction coefficient is stable and does not change easily, the amount of wear is reduced, and the load bearing capacity is excellent. The present inventors conducted further studies based on the above knowledge and completed the present invention. That is, the present invention includes the following configurations.
項1.一般式(1):
[式中、R1は水素原子又は酸素ラジカルを示す。nが2以上の整数である場合はn個のR2は同一又は異なって、炭化水素基を示す。R3及びR4は同一又は異なって、単結合又はカルボニル基を示す。R5及びR6は同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基を示す。なお、R5が水素原子である場合はR3は単結合であり、R6が水素原子である場合はR4は単結合である。また、R5及びR6の双方が水素原子となることはない。nは0~8の整数を示す。]
で表されるピペリジン化合物を含有する、有機摩擦調整剤。
[In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an oxygen radical. When n is an integer of 2 or more, n R 2 's are the same or different and represent a hydrocarbon group. R 3 and R 4 are the same or different and represent a single bond or a carbonyl group. R 5 and R 6 are the same or different and represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group. Note that when R 5 is a hydrogen atom, R 3 is a single bond, and when R 6 is a hydrogen atom, R 4 is a single bond. Furthermore, both R 5 and R 6 are never hydrogen atoms. n represents an integer from 0 to 8. ]
An organic friction modifier containing a piperidine compound represented by:
項2.前記ピペリジン化合物が、一般式(1A):
[式中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は前記に同じである。]
で表されるピペリジン化合物である、項1に記載の有機摩擦調整剤。
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are the same as above. ]
項3.前記R2がいずれもアルキル基である、項1又は2に記載の有機摩擦調整剤。
項4.前記R3がカルボニル基であり、前記R4が単結合であり、前記R5が炭化水素基であり、前記R6が水素原子である、項1~3のいずれか1項に記載の有機摩擦調整剤。
項5.一般式:
で表される、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル化合物。 A 2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl compound represented by:
項6.項5に記載の2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル化合物を含有する、有機摩擦調整剤。
項7.有機摩擦低減剤である、項1~4及び6のいずれか1項に記載の有機摩擦調整剤。
Section 7. The organic friction modifier according to any one of
項8.金属材料用である、項1~4及び6~7のいずれか1項に記載の有機摩擦調整剤。
項9.項1~4及び6~8のいずれか1項に記載の有機摩擦調整剤と、基油とを含有する、潤滑剤。
Item 9. A lubricant containing the organic friction modifier according to any one of
本発明によれば、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)等の遷移金属や硫黄を含有する添加剤を使用せずとも、摩擦を十分に低減することができ、経時変化によって摩擦係数が変わりにくく安定した摩擦係数を有するとともに、摩耗量も低減し、耐荷重能力にも優れた有機摩擦調整剤を提供することができる。 According to the present invention, friction can be sufficiently reduced without using additives containing transition metals such as molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) or sulfur, and the friction coefficient is less likely to change over time, resulting in stable friction. It is possible to provide an organic friction modifier having a high coefficient of wear, reduced wear amount, and excellent load-bearing ability.
本明細書において、「含有」は、「含む(comprise)」、「実質的にのみからなる(consist essentially of)」、及び「のみからなる(consist of)」のいずれも包含する概念である。また、本明細書において、数値範囲を「A~B」で示す場合、A以上B以下を意味する。 In this specification, "contain" is a concept that includes all of "comprise," "consist essentially of," and "consist of." Furthermore, in this specification, when a numerical range is expressed as "A to B", it means greater than or equal to A and less than or equal to B.
本明細書において、「摺動面」とは、相対的に擦れながら滑り合う面を意味する。また、本明細書において、「摺動速度」とは、相対的に擦れながら滑り合う面の相対速度を意味する。 In this specification, "sliding surface" means a surface that slides against each other while rubbing against each other. Furthermore, in this specification, "sliding speed" means the relative speed of surfaces that slide against each other while rubbing against each other.
本明細書において、「有機摩擦調整剤」、特に「有機摩擦低減剤」とは、摺動面の摩擦低減を目的とした有機化合物を含有する添加剤を意味する。通常、基油に溶解させて使用し、摺動面への物理的又は化学的吸着によって被膜を形成することができ、これによって摩擦を低減することができる。 As used herein, the term "organic friction modifier", particularly "organic friction reducer", refers to an additive containing an organic compound for the purpose of reducing friction on sliding surfaces. Usually, it is used by dissolving it in base oil, and a film can be formed by physical or chemical adsorption on the sliding surface, thereby reducing friction.
本明細書において、「摩擦係数」とは、摩擦力の、接触面に垂直に作用する荷重(垂直荷重)に対する比を意味する。滑りにくさを表した係数であり、大きいほど滑りにくいことを意味する。 As used herein, "coefficient of friction" means the ratio of frictional force to the load acting perpendicularly to the contact surface (vertical load). This is a coefficient that expresses the slip resistance, and the larger the coefficient, the more difficult it is to slip.
本明細書において、「ピンオンディスク式試験」とは、標準的な摩擦試験の1つである。回転するディスク試料にピン形状の試料を押し当て、摩耗量、摩擦力変化及び摩擦係数変化を測定することができる。 As used herein, the "pin-on-disc test" is one of the standard friction tests. By pressing a pin-shaped sample against a rotating disk sample, it is possible to measure the amount of wear, changes in frictional force, and changes in friction coefficient.
本明細書において、「ハードな酸」、「ハードな塩基」、「ソフトな酸」及び「ソフトな塩基」は、R. G. Pearsonに提唱されたもので、酸及び塩基の相性(結合の強さや反応のしやすさ)を、ハード及びソフトという表現を使って分類した概念である。一般に、ハードな酸とハードな塩基とは、強い結合を形成しやすく反応しやすい。一方、ソフトな酸とソフトな塩基は、強い結合を形成しやすく反応しやすい。 In this specification, the terms "hard acid," "hard base," "soft acid," and "soft base" were proposed by R. G. Pearson, and are based on the compatibility (bond strength and reaction) of acids and bases. This is a concept that uses the expressions hardware and software to classify the ease of use. Generally, hard acids and hard bases tend to form strong bonds and react easily. On the other hand, soft acids and soft bases tend to form strong bonds and react easily.
1.有機摩擦調整剤
現在、有機摩擦調整剤として脂肪酸誘導体や脂肪族アミンが主に使用されているが、その改善効果には限界が見えている。実際には、耐荷重能力を補うためにモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)やジアルキルジチオリン酸(ZnDTP)との併用が不可欠である。しかし、例えばMoDTCは非常に高価な上に、遷移金属や硫黄を含んでおり、環境に悪影響をおよぼしている。このため、環境負荷低減のため、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)やジアルキルジチオリン酸(ZnDTP)等の添加剤の使用量を低減することができる有機摩擦調整剤が求められている。
1. Organic Friction ModifiersCurrently , fatty acid derivatives and aliphatic amines are mainly used as organic friction modifiers, but there are limits to their improvement effects. In fact, it is essential to use it in combination with molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) and dialkyldithiophosphoric acid (ZnDTP) to supplement the load-bearing capacity. However, MoDTC, for example, is very expensive, contains transition metals and sulfur, and has a negative impact on the environment. Therefore, in order to reduce the environmental impact, there is a need for an organic friction modifier that can reduce the amount of additives such as molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) and dialkyldithiophosphoric acid (ZnDTP) used.
一方、本発明の有機摩擦調整剤は、一般式(1): On the other hand, the organic friction modifier of the present invention has the general formula (1):
[式中、R1は水素原子又は酸素ラジカルを示す。nが2以上の整数である場合はn個のR2は同一又は異なって、炭化水素基を示す。R3及びR4は同一又は異なって、単結合又はカルボニル基を示す。R5及びR6は同一又は異なって、水素原子又は炭化水素基を示す。なお、R5が水素原子である場合はR3は単結合であり、R6が水素原子である場合はR4は単結合である。また、R5及びR6の双方が水素原子となることはない。nは0~8の整数を示す。]
で表されるピペリジン化合物を含有する。
[In the formula, R 1 represents a hydrogen atom or an oxygen radical. When n is an integer of 2 or more, n R 2 's are the same or different and represent a hydrocarbon group. R 3 and R 4 are the same or different and represent a single bond or a carbonyl group. R 5 and R 6 are the same or different and represent a hydrogen atom or a hydrocarbon group. Note that when R 5 is a hydrogen atom, R 3 is a single bond, and when R 6 is a hydrogen atom, R 4 is a single bond. Furthermore, both R 5 and R 6 are never hydrogen atoms. n represents an integer from 0 to 8. ]
Contains a piperidine compound represented by
有機摩擦調整剤が持続的に摩擦低減効果を示すには、有機摩擦調整剤が摺動表面と常に吸着することが好ましい。ところで、摺動表面は一般に摺動時間とともに変化することが多い。自動車エンジンの可動部分に有機摩擦調整剤を適用する場合を例に取ると、図2のように、摺動表面は一般に、金属材料の表面に形成された酸化膜である金属酸化物であるが、接触によって表面が摩耗してくると金属新生面が現れてくる。実際の動作中の摺動表面は、金属酸化物と酸化されていない金属が混ざった状態となっている。このため、金属酸化物の表面と金属新生面の両方に吸着するような有機摩擦調整剤が好ましい。 In order for the organic friction modifier to continuously exhibit a friction-reducing effect, it is preferable that the organic friction modifier constantly adsorbs to the sliding surface. Incidentally, the sliding surface generally changes with sliding time in many cases. Taking the case of applying an organic friction modifier to the moving parts of an automobile engine as an example, as shown in Figure 2, the sliding surface is generally a metal oxide, which is an oxide film formed on the surface of a metal material. As the surface wears down due to contact, a new metal surface appears. The sliding surface during actual operation is a mixture of metal oxide and unoxidized metal. For this reason, an organic friction modifier that adsorbs to both the surface of the metal oxide and the new metal surface is preferable.
(1-1)ピペリジン化合物
R. G. Pearsonによるハードな酸及びハードな塩基、並びにソフトな酸及びソフトな塩基の概念によれば、金属酸化物はハードな酸であり、金属新生面はソフトな酸である。このように、両者の化学的性質は異なるため、従来の有機摩擦調整剤で目的を達成することは困難であった。それに対して、本発明の有機摩擦調整剤によれば、金属酸化物の表面と金属新生面の両方に吸着させることが可能であり、結果として、摩擦を十分に低減することができ、経時変化によって摩擦係数が変わりにくく安定した摩擦係数を有するとともに、摩耗量も低減できる。しかも、本発明の有機摩擦調整剤における一般式(1)で表されるピペリジン化合物においては、環状構造であるピペリジン環を有しているため、高い荷重にも耐えることが可能である。このため、一般式(1)で表されるピペリジン化合物は、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)やジアルキルジチオリン酸(ZnDTP)等の添加剤の使用量を低減することができ、また、硫黄、リン、遷移金属等を一切含まないため、環境に優しい。
(1-1) Piperidine compound
According to the concepts of hard acids and bases and soft acids and soft bases by RG Pearson, metal oxides are hard acids and metal nascent surfaces are soft acids. As described above, since the chemical properties of the two are different, it has been difficult to achieve the objective with conventional organic friction modifiers. In contrast, the organic friction modifier of the present invention can be adsorbed to both the surface of the metal oxide and the new metal surface, and as a result, the friction can be sufficiently reduced and It has a stable friction coefficient that does not easily change, and can also reduce the amount of wear. Moreover, since the piperidine compound represented by the general formula (1) in the organic friction modifier of the present invention has a piperidine ring which is a cyclic structure, it can withstand high loads. Therefore, the piperidine compound represented by general formula (1) can reduce the amount of additives such as molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) and dialkyldithiophosphoric acid (ZnDTP), and also It is environmentally friendly as it does not contain any metals.
また、一般式(1)で表されるピペリジン化合物は、ステアリン酸やその誘導体を用いた有機摩擦調整剤では誘導体化は困難であることと比較し、R1、R5、R6等において目的性能に応じて自由に官能基を導入することが可能であり、設計の自由度が高い。また、実製品として潤滑油に含まれるその他の添加剤との相性を、自在に調整することも可能である。 In addition, the piperidine compound represented by the general formula (1) is difficult to derivatize with organic friction modifiers using stearic acid or its derivatives, but it is difficult to derivatize it with R 1 , R 5 , R 6 , etc. It is possible to freely introduce functional groups according to performance, and there is a high degree of freedom in design. Furthermore, it is also possible to freely adjust the compatibility with other additives contained in lubricating oil as an actual product.
なお、一般式(1)で表されるピペリジン化合物において、R1が水素原子である場合はハードな塩基であり、ハードな酸である金属酸化物表面に特に吸着しやすい。一方、一般式(1)で表されるピペリジン化合物において、R1が酸素ラジカルである場合はソフトな塩基であり、ソフトな酸である金属新生面に特に吸着しやすい。このため、R1が水素原子である一般式(1)で表されるピペリジン化合物と、R1が酸素ラジカルである一般式(1)で表されるピペリジン化合物とを併用する場合には、金属酸化物の表面と金属新生面の両方にさらに吸着しやすくすることができ、摩擦をさらに低減させ、経時変化によってもさらに安定した摩擦係数を有するとともに、摺動面における摩耗量もさらに低減できる。なかでも、R1としては、溶解性、合成の容易さ、摩擦低減、安定した摩擦係数、摩耗量、耐荷重能力等の観点から、水素原子及び酸素ラジカルのうち、酸素ラジカルが好ましい。なお、現状、ソフトな酸である金属新生面へ吸着しやすい摩擦調整剤は硫黄を含む摩擦調整剤であり、環境調和の観点から問題視されている。 In addition, in the piperidine compound represented by the general formula (1), when R 1 is a hydrogen atom, it is a hard base and is particularly easily adsorbed on the surface of a metal oxide, which is a hard acid. On the other hand, in the piperidine compound represented by the general formula (1), when R 1 is an oxygen radical, it is a soft base and is particularly easily adsorbed on the metal nascent surface, which is a soft acid. Therefore, when using a piperidine compound represented by general formula (1) in which R 1 is a hydrogen atom and a piperidine compound represented by general formula (1) in which R 1 is an oxygen radical, metal It can be made to be more easily adsorbed to both the oxide surface and the new metal surface, further reducing friction, having a more stable friction coefficient even with changes over time, and further reducing the amount of wear on the sliding surface. Among these, from the viewpoints of solubility, ease of synthesis, friction reduction, stable friction coefficient, wear amount, load bearing capacity, etc., oxygen radicals are preferable as R 1 among hydrogen atoms and oxygen radicals. Currently, friction modifiers that are soft acids that tend to be adsorbed to the nascent metal surface are friction modifiers that contain sulfur, which is viewed as a problem from an environmentally friendly perspective.
一般式(1)において、R2で示される炭化水素基としては、1価の炭化水素基であれば特に制限はなく、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の脂肪族炭化水素基が挙げられる。これらの炭化水素基には、酸素原子や窒素原子等のヘテロ原子が含まれていてもよい。 In the general formula (1), the hydrocarbon group represented by R 2 is not particularly limited as long as it is a monovalent hydrocarbon group, and examples include aliphatic hydrocarbon groups such as an alkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group. Can be mentioned. These hydrocarbon groups may contain heteroatoms such as oxygen atoms and nitrogen atoms.
R2で示される炭化水素基としてのアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基(n-プロピル基、イソプロピル基等)、ブチル基(n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基等)、ペンチル基(n-ペンチル基、ネオペンチル基等)、ヘキシル基(n-ヘキシル基等)等の炭素数1~6のアルキル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group as a hydrocarbon group represented by R2 include methyl group, ethyl group, propyl group (n-propyl group, isopropyl group, etc.), butyl group (n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, etc.). Examples include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms, such as tert-butyl group, pentyl group (n-pentyl group, neopentyl group, etc.), and hexyl group (n-hexyl group, etc.).
R2で示される炭化水素基としてのアルケニル基としては、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、イソプロペニル基、2-メチル-1-プロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、2-エチル-1-ブテニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、4-メチル-3-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、2-ヘキセニル基、3-ヘキセニル基、4-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基等の直鎖状又は分岐鎖状の炭素数2~10のアルケニル基が挙げられる。また、二重結合の位置及び数は任意であり、適宜調整することができる。 Examples of the alkenyl group as the hydrocarbon group represented by R 2 include vinyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group, 2-methyl-1-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3- Butenyl group, 2-ethyl-1-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group, 4-methyl-3-pentenyl group, 1-hexenyl group, 2-hexenyl group , 3-hexenyl group, 4-hexenyl group, 5-hexenyl group, and other straight-chain or branched alkenyl groups having 2 to 10 carbon atoms. Furthermore, the position and number of double bonds are arbitrary and can be adjusted as appropriate.
R2で示される炭化水素基としてのアルキニル基としては、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基、1-ヘキシニル基、2-ヘキシニル基、3-ヘキシニル基、4-ヘキシニル基、5-ヘキシニル基等の直鎖状又は分岐鎖状の炭素数2~10のアルキニル基が挙げられる。また、三重結合の位置及び数は任意であり、適宜調整することができる。 Examples of the alkynyl group as a hydrocarbon group represented by R 2 include ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, 1-pentynyl group, Straight or branched carbon atoms such as 2-pentynyl group, 3-pentynyl group, 4-pentynyl group, 1-hexynyl group, 2-hexynyl group, 3-hexynyl group, 4-hexynyl group, 5-hexynyl group, etc. Examples include 2 to 10 alkynyl groups. Moreover, the position and number of triple bonds are arbitrary and can be adjusted as appropriate.
なかでも、R2としては、合成の容易さ、摩擦低減、安定した摩擦係数、摩耗量、耐荷重能力等の観点から、アルキル基が好ましい。R2の個数であるnが2以上である場合は、全てがアルキル基であることが好ましい。また、R2の個数であるnが2以上である場合は、R2はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 Among these, an alkyl group is preferable as R 2 from the viewpoints of ease of synthesis, friction reduction, stable friction coefficient, amount of wear, load-bearing ability, and the like. When n, which is the number of R 2 s, is 2 or more, it is preferable that all of them are alkyl groups. Further, when n, which is the number of R 2 s, is 2 or more, each R 2 may be the same or different.
一般式(1)において、R2で示される炭化水素基の個数であるnは特に制限はなく、合成の容易さ、摩擦低減、安定した摩擦係数、摩耗量、耐荷重能力等の観点から、0~8の整数が好ましく、1~7の整数がより好ましく、2~6の整数がさらに好ましい。 In general formula (1), n, which is the number of hydrocarbon groups represented by R 2 , is not particularly limited, and from the viewpoints of ease of synthesis, friction reduction, stable friction coefficient, amount of wear, load-bearing ability, etc. An integer of 0 to 8 is preferred, an integer of 1 to 7 is more preferred, and an integer of 2 to 6 is even more preferred.
一般式(1)において、R2で示される炭化水素基の個数であるnは、合成の容易さ、摩擦低減、安定した摩擦係数、摩耗量、耐荷重能力等の観点から、4であることが特に好ましい。つまり、一般式(1A): In general formula (1), n, the number of hydrocarbon groups represented by R2 , should be 4 from the viewpoint of ease of synthesis, friction reduction, stable friction coefficient, amount of wear, load-bearing capacity, etc. is particularly preferred. That is, general formula (1A):
[式中、R1、R2、R3、R4、R5及びR6は前記に同じである。]
で表されるピペリジン化合物が好ましい。
[In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are the same as above. ]
A piperidine compound represented by is preferred.
一般式(1)において、R3及びR4は単結合又はカルボニル基を示す。ただし、R5が水素原子である場合はR3は単結合であり、R6が水素原子である場合はR4は単結合である。また、R5が水素原子である場合はR3は単結合又はカルボニル基であり、R6が水素原子である場合はR4は単結合又はカルボニル基である。なかでも、R5及びR6の双方が炭化水素基である場合は、R3及びR4はいずれも単結合が好ましく、R5及びR6の片方のみが炭化水素基である場合、例えばR5が炭化水素基でありR6が水素原子である場合は、溶解性、合成の容易さ、摩擦低減、安定した摩擦係数、摩耗量、耐荷重能力等の観点から、R3はカルボニル基であり、R4は単結合であることが好ましい。 In general formula (1), R 3 and R 4 represent a single bond or a carbonyl group. However, when R 5 is a hydrogen atom, R 3 is a single bond, and when R 6 is a hydrogen atom, R 4 is a single bond. Further, when R 5 is a hydrogen atom, R 3 is a single bond or a carbonyl group, and when R 6 is a hydrogen atom, R 4 is a single bond or a carbonyl group. Among these, when both R 5 and R 6 are hydrocarbon groups, R 3 and R 4 are preferably both single bonds, and when only one of R 5 and R 6 is a hydrocarbon group, for example, R When 5 is a hydrocarbon group and R 6 is a hydrogen atom, R 3 is a carbonyl group from the viewpoint of solubility, ease of synthesis, friction reduction, stable friction coefficient, amount of wear, load bearing capacity, etc. and R 4 is preferably a single bond.
一般式(1)において、R5及びR6で示される炭化水素基としては、1価の炭化水素基であれば特に制限はなく、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の脂肪族炭化水素基;アリール基(フェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基等)等の芳香族炭化水素基が挙げられる。これらの炭化水素基には、酸素原子や窒素原子等のヘテロ原子が含まれていてもよい。また、アルケニル基又はアルキニル基の場合は、二重結合又は三重結合の位置及び数は任意であり、適宜調整することができる。ここでは、溶解性、合成の容易さ、摩擦低減、安定した摩擦係数、摩耗量、耐荷重能力等の観点から、脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状であることがより好ましく、炭素数が適度に大きいことがさらに好ましい。このような観点から、R5及びR6で示される炭化水素基としては、炭素数5~25(特に7~20、さらには9~15)の直鎖状アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基が好ましい。具体的には、-(CH2)n1CH3(n1は4~24の整数である)、-CH=CH-(CH2)n2CH3(n2は2~22の整数である)、-CH≡CH-(CH2)n3CH3(n3は2~22の整数である)等が挙げられる。 In general formula (1), the hydrocarbon groups represented by R 5 and R 6 are not particularly limited as long as they are monovalent hydrocarbon groups, such as aliphatic hydrocarbon groups such as alkyl groups, alkenyl groups, and alkynyl groups. Hydrogen group; examples include aromatic hydrocarbon groups such as aryl groups (phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, etc.). These hydrocarbon groups may contain heteroatoms such as oxygen atoms and nitrogen atoms. Further, in the case of an alkenyl group or an alkynyl group, the position and number of double bonds or triple bonds are arbitrary and can be adjusted as appropriate. Here, from the viewpoints of solubility, ease of synthesis, friction reduction, stable friction coefficient, wear amount, load-bearing capacity, etc., aliphatic hydrocarbon groups are preferable, linear ones are more preferable, and the number of carbon atoms is It is further preferable that the value is appropriately large. From this viewpoint, the hydrocarbon group represented by R 5 and R 6 is a straight-chain alkyl group, alkenyl group, or alkynyl group having 5 to 25 carbon atoms (especially 7 to 20 carbon atoms, and even 9 to 15 carbon atoms). preferable. Specifically, -(CH 2 ) n1 CH 3 (n1 is an integer from 4 to 24), -CH=CH-(CH 2 ) n2 CH 3 (n2 is an integer from 2 to 22), - CH≡CH-(CH 2 ) n3 CH 3 (n3 is an integer from 2 to 22), and the like.
一般式(1)におけるR5及びR6は、溶解性、合成の容易さ、摩擦低減、安定した摩擦係数、摩耗量、耐荷重能力等の観点から、双方が水素原子となることはない。つまり、少なくとも一方は、上記した炭化水素基である。また、R5及びR6の一方のみを炭化水素基とし、他方を水素原子とすることもできるが、炭化水素鎖の本数を増大させることで吸着膜密度をさらに向上させて、耐荷重能力、摩擦低減効果等をさらに向上させることを目的として、R5及びR6の双方を炭化水素基とすることもできる。 R 5 and R 6 in general formula (1) cannot both be hydrogen atoms from the viewpoints of solubility, ease of synthesis, friction reduction, stable friction coefficient, amount of wear, load bearing capacity, etc. That is, at least one of them is the above hydrocarbon group. In addition, only one of R 5 and R 6 can be a hydrocarbon group and the other can be a hydrogen atom, but by increasing the number of hydrocarbon chains, the adsorption film density can be further improved, and the load-bearing capacity and Both R 5 and R 6 can also be hydrocarbon groups for the purpose of further improving the friction reduction effect and the like.
上記したピペリジン化合物のうち、一般式: Among the above-mentioned piperidine compounds, general formula:
で表される、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル化合物は、文献未記載の新規化合物である。 The 2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl compound represented by is a new compound that has not been described in any literature.
(1-2)ピペリジン化合物の合成方法
上記のような本発明の有機摩擦調整剤が含有する一般式(1)で表されるピペリジン化合物は、例えば、アミノ基含有ピペリジン化合物とカルボン酸化合物との縮合反応によって上記したカルボニル炭化水素基を導入したり、アミノ基含有ピペリジン化合物とハロゲン化炭化水素化合物との反応によって上記した炭化水素基を導入したりすることにより、容易に合成することができる。つまり、本発明の有機摩擦調整剤が含有する一般式(1)で表されるピペリジン化合物は、各種の基を選択することにより、容易に誘導体化が可能である。
(1-2) Synthesis method of piperidine compound The piperidine compound represented by the general formula (1) contained in the organic friction modifier of the present invention as described above is, for example, a combination of an amino group-containing piperidine compound and a carboxylic acid compound. It can be easily synthesized by introducing the above-mentioned carbonyl hydrocarbon group through a condensation reaction, or by introducing the above-mentioned hydrocarbon group through a reaction between an amino group-containing piperidine compound and a halogenated hydrocarbon compound. That is, the piperidine compound represented by the general formula (1) contained in the organic friction modifier of the present invention can be easily derivatized by selecting various groups.
アミノ基含有ピペリジン化合物としては、特に制限はなく、一般式(2): There are no particular limitations on the amino group-containing piperidine compound, and general formula (2):
[式中、R1、R2及びnは前記に同じである。]
で表されるアミノ基含有ピペリジン化合物を使用することができる。
[In the formula, R 1 , R 2 and n are the same as above. ]
An amino group-containing piperidine compound represented by can be used.
カルボニル炭化水素基を導入する場合のカルボン酸化合物としては、特に制限はなく、一般式(3):
R5aCOR7 (3)
[式中、R5aは炭化水素基を示す。R7はヒドロキシ基又はハロゲン原子を示す。]
で表されるカルボン酸化合物を使用することができる。
The carboxylic acid compound to which a carbonyl hydrocarbon group is introduced is not particularly limited, and can be represented by the general formula (3):
R 5a COR 7 (3)
[In the formula, R 5a represents a hydrocarbon group. R 7 represents a hydroxy group or a halogen atom. ]
A carboxylic acid compound represented by can be used.
一般式(3)において、R5aで示される炭化水素基としては、特に制限はなく、上記R5及びR6において説明した炭化水素基を採用することができる。 In the general formula (3), the hydrocarbon group represented by R 5a is not particularly limited, and the hydrocarbon groups described for R 5 and R 6 above can be employed.
一般式(3)において、R7で示されるハロゲン原子としては、特に制限はなく、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。なかでも、合成の容易さ等の観点から、塩素原子が好ましい。 In the general formula (3), the halogen atom represented by R 7 is not particularly limited, and examples thereof include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and the like. Among these, a chlorine atom is preferred from the viewpoint of ease of synthesis.
なお、一般式(2)で表されるアミノ基含有ピペリジン化合物において、R1が水素原子の場合は、R7はヒドロキシ基が好ましく、R1が酸素ラジカルの場合は、R7はハロゲン原子が好ましい。 In addition, in the amino group-containing piperidine compound represented by general formula (2), when R 1 is a hydrogen atom, R 7 is preferably a hydroxy group, and when R 1 is an oxygen radical, R 7 is a halogen atom. preferable.
一般式(3)で表されるカルボン酸化合物の使用量は、通常、一般式(2)で表されるアミノ基含有ピペリジン化合物1モルに対して、0.2~2モルが好ましく、0.5~1.5モルがより好ましい。 The amount of the carboxylic acid compound represented by general formula (3) to be used is usually preferably 0.2 to 2 mol, and 0.2 to 2 mol, per 1 mol of the amino group-containing piperidine compound represented by general formula (2). More preferably 5 to 1.5 mol.
また、反応は、塩基の存在下で行うこともできる。塩基としては、特に制限はなく、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン等のアミン化合物;ピリジン、N,N-ジメチル-4-アミノピリジン(DMAP)等のピリジン化合物等を使用することができる。これらの塩基は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 Moreover, the reaction can also be carried out in the presence of a base. The base is not particularly limited, and amine compounds such as trimethylamine, triethylamine, diisopropylamine, etc.; pyridine compounds such as pyridine, N,N-dimethyl-4-aminopyridine (DMAP), etc. can be used. These bases can be used alone or in combination of two or more.
塩基の使用量は、通常、一般式(2)で表されるアミノ基含有ピペリジン化合物1モルに対して、0.5~5モルが好ましく、1~2.5モルがより好ましい。 The amount of the base used is usually preferably 0.5 to 5 mol, more preferably 1 to 2.5 mol, per 1 mol of the amino group-containing piperidine compound represented by general formula (2).
一般式(2)で表されるアミノ基含有ピペリジン化合物において、R1が水素原子の場合は、反応は、縮合剤の存在下に行うこともできる。縮合剤としては、例えば、カルボジイミド系縮合剤(N,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、1-エチル-3-(3-ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(EDAC)、ジイソプロピルカルボジイミド)、イミダゾール系縮合剤(カルボニルジイミダゾール、2-クロロ-1,3-ジメチルイミダゾリニウムクロリド)、トリアジン系縮合剤(4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド)等の縮合剤を使用することができる。これらの縮合剤は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 In the amino group-containing piperidine compound represented by general formula (2), when R 1 is a hydrogen atom, the reaction can also be carried out in the presence of a condensing agent. Examples of the condensing agent include carbodiimide condensing agents (N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC), 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (EDAC), diisopropylcarbodiimide), and imidazole condensing agents. agent (carbonyldiimidazole, 2-chloro-1,3-dimethylimidazolinium chloride), triazine condensing agent (4-(4,6-dimethoxy-1,3,5-triazin-2-yl)-4- Condensing agents such as methylmorpholinium chloride) can be used. These condensing agents can be used alone or in combination of two or more.
縮合剤の使用量は、通常、一般式(2)で表されるアミノ基含有ピペリジン化合物1モルに対して、0.5~3モルが好ましく、1~2モルがより好ましい。 The amount of the condensing agent used is usually preferably 0.5 to 3 mol, more preferably 1 to 2 mol, per 1 mol of the amino group-containing piperidine compound represented by general formula (2).
反応は通常、反応溶媒の存在下で行うことができる。使用できる反応溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン、シクロペンチルメチルエーテル等のエーテル化合物;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素化合物;ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロホルム、四塩化炭素等の脂肪族ハロゲン化炭化水素化合物;アセトニトリル等のニトリル化合物;ジメチルホルムアミド等のアミド化合物、ジメチルスルホキシド等が挙げられ、合成の容易さ、収率等の観点から、エーテル化合物、脂肪族ハロゲン化炭化水素化合物が好ましく、テトラヒドロフラン、ジクロロメタン等が好ましい。これらの反応溶媒は単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 The reaction can usually be carried out in the presence of a reaction solvent. Examples of reaction solvents that can be used include ether compounds such as diethyl ether, diisopropyl ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, dimethoxyethane, and cyclopentyl methyl ether; aromatic hydrocarbon compounds such as benzene, toluene, and xylene; dichloromethane, dichloroethane, etc. , chloroform, aliphatic halogenated hydrocarbon compounds such as carbon tetrachloride; nitrile compounds such as acetonitrile; amide compounds such as dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, etc. From the viewpoint of ease of synthesis, yield, etc., ether compounds , aliphatic halogenated hydrocarbon compounds are preferred, and tetrahydrofuran, dichloromethane and the like are preferred. These reaction solvents can be used alone or in combination of two or more.
反応雰囲気は、通常、不活性ガス雰囲気(アルゴンガス雰囲気、窒素ガス雰囲気等)を採用し得る。反応温度は、加熱下、常温下及び冷却下のいずれでも行うことができ、通常、-50~100℃が好ましく、-20~50℃がより好ましい。反応時間は特に制限されず、反応が十分に進行する時間とすることができる。 As the reaction atmosphere, an inert gas atmosphere (argon gas atmosphere, nitrogen gas atmosphere, etc.) can usually be employed. The reaction temperature can be carried out under heating, at room temperature, or under cooling, and is usually preferably -50 to 100°C, more preferably -20 to 50°C. The reaction time is not particularly limited, and can be set to a time that allows the reaction to proceed sufficiently.
反応終了後は、必要に応じて常法にしたがって精製処理をすることにより、一般式(1)で表されるピペリジン化合物を得ることができる。 After the reaction is completed, the piperidine compound represented by the general formula (1) can be obtained by purification according to a conventional method if necessary.
なお、上記のようにして、R1が水素原子であるピペリジン化合物を合成した場合は、その後、常法により酸化することで、R1が酸素ラジカルであるピペリジン化合物を合成することも可能である。 In addition, when a piperidine compound in which R 1 is a hydrogen atom is synthesized as described above, it is also possible to synthesize a piperidine compound in which R 1 is an oxygen radical by subsequent oxidation using a conventional method. .
(1-3)有機摩擦調整剤
本発明の有機摩擦調整剤は、上記した一般式(1)で表されるピペリジン化合物を含有する。
(1-3) Organic friction modifier The organic friction modifier of the present invention contains a piperidine compound represented by the above general formula (1).
本発明の有機摩擦調整剤は、上記した一般式(1)で表されるピペリジン化合物のみからなる構成を採用することもできるが、必ずしも、上記した一般式(1)で表されるピペリジン化合物のみで構成する必要はない。 The organic friction modifier of the present invention can adopt a structure consisting only of the piperidine compound represented by the above general formula (1), but does not necessarily contain only the piperidine compound represented by the above general formula (1). There is no need to configure it.
例えば、合成の過程で使用した原料化合物や縮合剤、塩基等の不純物が不可避不純物として少量残存していても差し支えない。この場合、これら不可避不純物の含有量は、特に制限されないが、溶解性、合成の容易さ、摩擦低減、安定した摩擦係数、摩耗量、耐荷重能力等の観点から、0~5質量%が好ましく、0~2質量%がより好ましい。 For example, there is no problem even if a small amount of impurities such as raw material compounds, condensing agents, bases, etc. used in the synthesis process remain as unavoidable impurities. In this case, the content of these unavoidable impurities is not particularly limited, but is preferably 0 to 5% by mass from the viewpoints of solubility, ease of synthesis, friction reduction, stable friction coefficient, amount of wear, load-bearing capacity, etc. , more preferably 0 to 2% by mass.
このような条件を有する本発明の有機摩擦調整剤は、摩擦を十分に低減することができ、経時変化によって摩擦係数が変わりにくく安定した摩擦係数を有するとともに、摩耗量も低減することができ、耐荷重能力にも優れている。このため、本発明の有機摩擦調整剤を潤滑剤中に適用することにより、モリブデンジチオカーバメート(MoDTC)やジアルキルジチオリン酸(ZnDTP)等の添加剤の使用量を低減することができ、有機摩擦低減剤として有用である。 The organic friction modifier of the present invention that meets these conditions can sufficiently reduce friction, have a stable friction coefficient that is difficult to change due to changes over time, and can also reduce the amount of wear. It also has excellent load-bearing capacity. Therefore, by applying the organic friction modifier of the present invention to a lubricant, it is possible to reduce the amount of additives such as molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) and dialkyldithiophosphoric acid (ZnDTP), thereby reducing organic friction. It is useful as a drug.
このような本発明の有機摩擦調整剤は、自動車のエンジンスタート及びストップ時のように、固体同士の直接接触により摩擦及び摩耗が急増する用途に特に有用である。つまり、自動車のエンジンに適用される場合の摺動面である金属材料用として特に有用である。このような金属材料としては、例えば、ステンレスや炭素鋼等が挙げられる。この場合、金属材料表面に酸化膜が形成されている場合は、摩擦の進行とともに内部の金属が露出してくるが、この場合、金属酸化物及び金属の双方に対して、摩擦低減効果が認められる。 Such an organic friction modifier of the present invention is particularly useful in applications where friction and wear rapidly increase due to direct contact between solid objects, such as when starting and stopping an automobile engine. In other words, it is particularly useful for metal materials that are sliding surfaces when applied to automobile engines. Examples of such metal materials include stainless steel and carbon steel. In this case, if an oxide film is formed on the surface of the metal material, the internal metal will be exposed as friction progresses, but in this case, a friction reduction effect is recognized for both the metal oxide and the metal. It will be done.
2.潤滑剤
本発明の潤滑剤(特に潤滑油)は、本発明の有機摩擦調整剤と、基油とを含有する。
2. Lubricant The lubricant (especially lubricating oil) of the present invention contains the organic friction modifier of the present invention and a base oil.
基油としては、特に制限されないが、本発明の有機摩擦調整剤の溶解性を考慮して選択することが好ましい。このような基油としては、例えば、鉱物油、ポリ-α-オレフィン化合物(PAO)、アルキルジフェニルエーテル化合物、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。これらの基油は、単独で用いることもでき、2種以上を組合せて用いることもできる。 The base oil is not particularly limited, but it is preferably selected in consideration of the solubility of the organic friction modifier of the present invention. Examples of such base oil include mineral oil, poly-α-olefin compound (PAO), alkyldiphenyl ether compound, polypropylene glycol, and the like. These base oils can be used alone or in combination of two or more.
本発明の潤滑剤において、本発明の有機摩擦調整剤の含有量は特に制限されないが、溶解度、摩擦低減、安定した摩擦係数、摩耗量、耐荷重能力等の観点から、基油100質量部に対して、0.1~5質量部が好ましく、0.5~3質量部がより好ましい。 In the lubricant of the present invention, the content of the organic friction modifier of the present invention is not particularly limited, but from the viewpoint of solubility, friction reduction, stable friction coefficient, wear amount, load carrying capacity, etc. On the other hand, it is preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.5 to 3 parts by weight.
本発明の潤滑剤には、他にも、酸化防止剤(ヒンダードフェノール化合物、芳香族2級アミン化合物等)、粘度指数向上剤(ポリブテン、ポリイソブテン、ポリイソブチレン、ポリイソプレン、ポリメタクリレート等)、油性向上剤(オレイン酸等の長鎖脂肪酸化合物若しくはそのエステル、オレイルアミン等の長鎖アミン化合物若しくはそのエステル等)、極圧剤(モノスルフィド、ジスルフィド、スルホキシド、硫黄ホスファイド等の硫黄含有化合物;塩素化パラフィン等の塩素含有化合物等)、固体潤滑剤(二硫化モリブデン、グラファイト、窒化ホウ素、メラミンシアヌレート、ポリテトラフルオロエチレン等)、防錆剤(酸化パラフィン、カルボン酸金属塩、スルホン酸金属塩、カルボン酸エステル、スルホン酸エステル等)、流動降下剤(ポリアルキルメタクリレート、ポリアルキルアクリレート、ポリアルキルスチレン、ポリビニルアセテート等)等の添加剤を含有することもできる。この場合、各添加剤の含有量は、従来から通常使用される量とすることができる。 The lubricant of the present invention also includes antioxidants (hindered phenol compounds, aromatic secondary amine compounds, etc.), viscosity index improvers (polybutene, polyisobutene, polyisobutylene, polyisoprene, polymethacrylate, etc.), Oiliness improvers (long-chain fatty acid compounds such as oleic acid or their esters, long-chain amine compounds such as oleylamine or their esters, etc.), extreme pressure agents (sulfur-containing compounds such as monosulfides, disulfides, sulfoxides, sulfur phosphides; chlorination) chlorine-containing compounds such as paraffin), solid lubricants (molybdenum disulfide, graphite, boron nitride, melamine cyanurate, polytetrafluoroethylene, etc.), rust inhibitors (paraffin oxides, metal carboxylates, metal sulfonates, It may also contain additives such as carboxylic acid esters, sulfonic acid esters, etc.), flow-reducing agents (polyalkyl methacrylates, polyalkyl acrylates, polyalkylstyrenes, polyvinyl acetates, etc.). In this case, the content of each additive can be the amount conventionally ordinarily used.
上記のような本発明の有機摩擦調整剤による波及効果は、社会的にも経済的にも絶大である。それは、有機摩擦調整剤が、潤滑剤とともに動力の発生及び伝達するあらゆる所で使用されているためである。その利用分野は、製造(化学工業、石油化学工業、製鉄業等)、輸送(自動車、航空機、鉄道、船舶等)、発電(発電所、熱併給発電所等)、住居(室内暖房、冷却設備、換気設備等)等が挙げられる。 The ripple effects of the organic friction modifier of the present invention as described above are enormous both socially and economically. This is because organic friction modifiers are used along with lubricants wherever power is generated and transmitted. The fields of use are manufacturing (chemical industry, petrochemical industry, steel industry, etc.), transportation (automobiles, aircraft, railways, ships, etc.), power generation (power plants, cogeneration power plants, etc.), and residences (indoor heating, cooling equipment, etc.). , ventilation equipment, etc.).
以下、本発明について実施例の形式で詳細に説明する。以下の実施例は、本発明の用途を何ら限定するものではない。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail in the form of examples. The following examples do not limit the application of the present invention in any way.
実施例1~3:カルボン酸クロリドを用いたCExamples 1-3: C using carboxylic acid chloride nn TEMPOの合成Synthesis of TEMPO
式中、THFはテトラヒドロフランを示す。 In the formula, THF represents tetrahydrofuran.
[実施例1:C9TEMPO]
既報(Magnetic Resonance Imaging 1992, 10, 445-455)に従って合成した。4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル フリーラジカル(化合物1; 1.28 g, 7.5 mmol)、テトラヒドロフラン(80 mL)及びトリエチルアミン(2.0 mL, 14 mmol)の混合物に、0℃でノナノイルクロリド(化合物2; 1.2 mL, 6.5 mmol)とテトラヒドロフラン(20 mL)の混合物をゆっくりと滴下した。0℃で14時間攪拌後、セライトろ過により固形物を除いた。溶媒を除去した後、得られた油状物質をジクロロメタン(70 mL)に溶解させた。これを0.5 M塩酸(50 mL×2)で洗浄後、有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を除去した後、得られた粗生成物を中圧分取精製装置により精製し[ヘキサン:酢酸エチル = 50:50、流速 20 mL/min、シリカゲルカラム(Purif-Pack(登録商標)-EX SI 50μm, SIZE 60, SHOKO SCIENCE, Yokohama, Japan)]、C9TEMPO(1.50 g, 収率74%)をワインレッドの油状物質として得た。質量分析(FAB-MS)[calcd for C18H35N2O2[M]+・ 311, found 311]は、C9TEMPOの構造を支持した。
[Example 1: C 9 TEMPO]
It was synthesized according to a previous report (
[実施例2:C12TEMPO]
実施例1と同様に、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル フリーラジカル(化合物1; 1.21 g, 7.1 mmol)、テトラヒドロフラン(150 mL)及びトリエチルアミン(0.90 mL, 6.5 mmol)の混合物に、0℃でラウロイルクロリド(化合物3; 1.5 mL, 6.4 mmol)とテトラヒドロフラン(100 mL)の混合物をゆっくりと滴下し、0℃で約4時間攪拌することによって、C12TEMPO(1.82 g, 収率80%)をワインレッドの固体として得た。質量分析(FAB-MS)[calcd for C21H41N2O2[M]+・ 353, found 353; calcd for C21H43N2O2[M+2H]+ 355, found 355]及び元素分析(Anal. Calcd for C21H41N2O2: C, 71.34; H, 11.69; N, 7.92. Found: C, 71.16; H, 11.88; N, 7.86)は、C12TEMPOの構造を支持した。
[Example 2: C 12 TEMPO]
As in Example 1, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl free radical (
[実施例3:C18TEMPO]
実施例1と同様に、4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル フリーラジカル(化合物1; 1.21 g, 7.0 mmol)、テトラヒドロフラン(100 mL)及びトリエチルアミン(2.0 mL, 14 mmol)の混合物に、0℃でステアロイルクロリド(化合物4; 2.2 mL, 6.5 mmol)とテトラヒドロフラン(24 mL)の混合物をゆっくりと滴下し、0℃で約5時間30分攪拌することによって、C18TEMPO(1.75 g, 収率62%)をワインレッドの固体として得た。質量分析(FAB-MS)[calcd for C27H53N2O2[M]+・ 437, found 437; calcd for C27H55N2O2[M+2H]+ 439, found 439]は、C18TEMPOの構造を支持した。
[Example 3: C 18 TEMPO]
Similar to Example 1, 4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl free radical (
実施例4:カルボン酸を用いたCExample 4: C using carboxylic acid 1515 TEMPOの合成Synthesis of TEMPO
式中、EDAC・HClは1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩を示す。DMAPは4-ジメチルアミノピリジンを示す。 In the formula, EDAC·HCl represents 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride. DMAP stands for 4-dimethylaminopyridine.
4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル フリーラジカル(化合物1; 586 mg, 3.4 mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(556 mg, 4.6 mmol)、ペンタデカン酸(化合物5; 700 mg, 2.9 mmol)及びジクロロメタン(20 mL)の混合物に、1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(879 mg, 4.6 mmol)を0℃で加えた。反応混合物を室温で27時間攪拌後、これを0.5 M塩酸(30 mL×2)で洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を除去した。得られた粗生成物を中圧分取精製装置により精製し[ヘキサン:酢酸エチル = 71:29 → 50:50、流速 20 mL/min、シリカゲルカラム(Purif-Pack(登録商標)-EX SI 25μm, SIZE 120, SHOKO SCIENCE, Yokohama, Japan)]、C15TEMPO(1.07 g, 収率94%)をワインレッドの固体として得た。質量分析(EI-MS)[calcd for C24H47N2O2[M]+・ 395.36375, found 395.36360]及び元素分析(Anal. Calcd for C24H47N2O2: C, 72.86; H, 11.97; N, 7.08. Found: C, 72.52; H, 12.38; N, 7.11)は、C15TEMPOの構造を支持した。
4-Amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl free radical (
実施例5~6:カルボン酸を用いたCExamples 5-6: C using carboxylic acid nn TEMPIの合成Synthesis of TEMPI
式中、EDAC・HClは1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩を示す。DMAPは4-ジメチルアミノピリジンを示す。 In the formula, EDAC·HCl represents 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride. DMAP stands for 4-dimethylaminopyridine.
[実施例5:C12TEMPI]
4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン(化合物6; 0.60 mL, 3.5 mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(547 mg, 4.5 mmol)、ラウリン酸(化合物7; 690 mg, 3.4 mmol)及びジクロロメタン(20 mL)の混合物に、1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(861 mg, 4.5 mmol)を0℃で加えた。反応混合物を室温で約52時間攪拌後、これを0.5 M塩酸(20 mL×2)で洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させ、溶媒を除去した。得られた粗生成物をメタノールとジエチルエーテルから再結晶し、C12TEMPI(927 mg, 収率80%)を白色粉末として得た。質量分析(FAB-MS)[calcd for C21H43N2O [M+H]+ 339, found 339]は、C12TEMPIの構造を支持した。
[Example 5: C 12 TEMPI]
4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine (
C12TEMPIの生成をさらに確認するために、既報(J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3798-3808)の条件に従って、得られたC12TEMPIをC12TEMPOに変換した。C12TEMPI(91.2 mg, 0.27 mmol)、30%過酸化水素水(0.12 mL)、タングステン酸ナトリウム二水和物(10.3 mg, 0.031 mmol)及びメタノール(1.3 mL)の混合物を65℃で24時間加熱撹拌した。反応混合物を酢酸エチル(2 mL×2)で抽出して得られた粗生成物を、中圧分取精製装置により精製し[ヘキサン:酢酸エチル = 69:31 → 48:52、流速 10 mL/min、シリカゲルカラム(Purif-Pack(登録商標)-EX SI 25μm, SIZE 20, SHOKO SCIENCE, Yokohama, Japan)]、C12TEMPO(5.7 mg, 収率6%)を得た。質量分析(EI-MS)[calcd for C21H41N2O2[M]+・ 353.32, found 353.32]は、C12TEMPOの構造を支持した。
In order to further confirm the production of C 12 TEMPI, the obtained C 12 TEMPI was converted to C 12 TEMPO according to the conditions previously reported (J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 3798-3808). A mixture of C 12 TEMPI (91.2 mg, 0.27 mmol), 30% hydrogen peroxide (0.12 mL), sodium tungstate dihydrate (10.3 mg, 0.031 mmol) and methanol (1.3 mL) was incubated at 65°C for 24 hours. The mixture was heated and stirred. The crude product obtained by extracting the reaction mixture with ethyl acetate (2 mL x 2) was purified using a medium pressure preparative purification device [hexane: ethyl acetate = 69:31 → 48:52,
[実施例6:C18TEMPI]
4-アミノ-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン(化合物6; 0.60 mL, 3.5 mmol)、4-ジメチルアミノピリジン(550 mg, 4.5 mmol)、ステアリン酸(化合物8; 882 mg, 3.1 mmol)及びジクロロメタン(20 mL)の混合物に、1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(857 mg, 4.5 mmol)を0℃で加えた。反応混合物を室温で約25時間攪拌後、これを0.5 M塩酸(50 mL×3)で洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥させた後、溶媒を除去し、C18TEMPI(1.30 g, 収率99%)を白色粉末として得た。質量分析(FAB-MS)[calcd for C27H55N2O [M+H]+ 423, found 423]は、C18TEMPIの構造を支持した。
[Example 6: C 18 TEMPI]
4-amino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine (
ピンオンディスク式試験を駆使して、合成したピペリジン化合物を用いた有機摩擦調整剤を評価した。これらの手法により、摩擦係数を測定した。常に、比較対象となるステアリン酸又はステアリルアミンを用いて、同一条件下で対照実験を行った。 An organic friction modifier using a synthesized piperidine compound was evaluated using a pin-on-disk test. The friction coefficient was measured using these methods. Control experiments were always performed under the same conditions using stearic acid or stearylamine for comparison.
潤滑油(実施例7及び比較例1~3)
実施例2で合成したC12TEMPOと、購入したステアリン酸及びステアロニトリルを有機摩擦調整剤として使用した。
Lubricating oil (Example 7 and Comparative Examples 1 to 3)
C 12 TEMPO synthesized in Example 2 and purchased stearic acid and stearonitrile were used as organic friction modifiers.
基油として、100℃で粘度6cStのポリアルファオレフィン油(Chevron Phillips社製;以降、単に「PAO6」と呼ぶこともある)を使用した。摩擦測定では、3種類の有機摩擦調整剤を、基油PAO6に1質量%の濃度で約45分間超音波処理及び攪拌し、その後65℃で約15分間油浴加熱して別々に溶解した。各潤滑油の粘度を、摩擦測定と同じ温度40℃で、粘度計(TPE-100、東機産業株式会社製)で測定した。その結果を表1に示す。 As the base oil, polyalphaolefin oil (manufactured by Chevron Phillips; hereinafter sometimes simply referred to as "PAO6") having a viscosity of 6 cSt at 100° C. was used. For friction measurements, three organic friction modifiers were separately dissolved in base oil PAO6 at a concentration of 1% by mass by ultrasonication and stirring for about 45 minutes, followed by oil bath heating at 65° C. for about 15 minutes. The viscosity of each lubricating oil was measured using a viscometer (TPE-100, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at the same temperature of 40° C. as in the friction measurement. The results are shown in Table 1.
潤滑油(実施例8及び比較例4~5)
実施例2で合成したC12TEMPOと、購入したステアリン酸及びステアリルアミンの含有量がそれぞれ0.5質量%となるように調整したこと以外は、上記実施例7及び比較例2~3と同様に、実施例8(C12TEMPO0.5質量%)、比較例4(ステアリン酸0.5質量%)及び比較例5(ステアリルアミン0.5質量%)の潤滑油を得た。
Lubricating oil (Example 8 and Comparative Examples 4-5)
Same as Example 7 and Comparative Examples 2 to 3 above, except that the content of C 12 TEMPO synthesized in Example 2 and the purchased stearic acid and stearylamine were each adjusted to 0.5% by mass. Then, lubricating oils of Example 8 (0.5% by mass of C 12 TEMPO), Comparative Example 4 (0.5% by mass of stearic acid), and Comparative Example 5 (0.5% by mass of stearylamine) were obtained.
摩擦測定
摩擦測定は、図3に示すように、ピンオンディスク回転式トライボテスタで行った。この装置には、回転するオイル容器と固定ピンが含まれている。ピンとして直径8mmの球状ボールを使用した。ディスクを回転容器に固定し、サンプルの潤滑油に浸した。ピン及びディスクは、いずれもSUS304ステンレス鋼で構成した。
Friction Measurement Friction measurement was performed using a pin-on-disk rotating tribo tester as shown in FIG. The device includes a rotating oil container and a fixing pin. A spherical ball with a diameter of 8 mm was used as a pin. The disk was fixed in a rotating container and immersed in sample lubricating oil. Both the pin and the disk were made of SUS304 stainless steel.
測定では、ピンに加えられる垂直荷重は1.1Nから38.8Nまで増加させた。これは、ピンとディスクの間に0.36~1.18GPaのヘルツ接触圧力を印加することに対応する。オイル容器の回転速度ωを上げることにより、摺動速度が8.4から89.0mm/sに増加した。オイルコンテナの下にヒーターを埋め込んで、温度を40℃に固定した。各負荷及び摺動速度条件で、2分間の慣らし運転後、1.0kHzのサンプリングレートで1分間摩擦力を測定し、その平均値を求めた。 In the measurements, the vertical load applied to the pin was increased from 1.1N to 38.8N. This corresponds to applying a Hertzian contact pressure of 0.36 to 1.18 GPa between the pin and the disc. By increasing the rotation speed ω of the oil container, the sliding speed increased from 8.4 to 89.0 mm/s. A heater was embedded under the oil container to fix the temperature at 40°C. After a 2-minute break-in operation under each load and sliding speed condition, the frictional force was measured for 1 minute at a sampling rate of 1.0 kHz, and the average value was determined.
結果
図4は、純粋なPAO6を用いた潤滑油(比較例1)及び2種類の有機摩擦調整剤を用いた潤滑油(実施例7及び比較例2)の摺動速度の増加に伴う動的摩擦係数の変化を示している。垂直荷重は、1.5Nという比較的低い値に固定し、対応するヘルツ接触圧力は0.40GPaであった。いずれの有機摩擦調整剤の場合も、特に低摺動速度で、純粋な基油よりもはるかに小さな摩擦係数を示した。ステアリン酸では摩擦係数は摺動速度が変化しても約0.15でほぼ一定に維持されるのに対し、本発明の有機摩擦調整剤においては摺動速度の増加とともに約0.13に収束した。以上から、本発明の有機摩擦調整剤は、いずれの摺動速度においても有効であることが示されている。
Results Figure 4 shows the dynamic behavior of the lubricating oil using pure PAO6 (Comparative Example 1) and the lubricating oil using two types of organic friction modifiers (Example 7 and Comparative Example 2) as the sliding speed increases. It shows the change in friction coefficient. The vertical load was fixed at a relatively low value of 1.5 N, and the corresponding Hertzian contact pressure was 0.40 GPa. Both organic friction modifiers exhibited much lower coefficients of friction than the pure base oils, especially at low sliding speeds. In stearic acid, the coefficient of friction remains approximately constant at approximately 0.15 even if the sliding speed changes, whereas in the organic friction modifier of the present invention, it converges to approximately 0.13 as the sliding speed increases. did. From the above, it has been shown that the organic friction modifier of the present invention is effective at any sliding speed.
図5は、3種類の有機摩擦調整剤を用いた潤滑油(実施例7、比較例2及び比較例3)の垂直荷重の増加に伴う摩擦力の変化を示している。68.0mm/sの摺動速度では、3種類の有機摩擦調整剤のいずれも、摩擦力は、ほぼ同じ勾配(すなわち、同じ摩擦係数)0.12で直線的に増加した。垂直負荷は臨界値まで増加し、それを超えると摩擦力が急激に増加する。この結果、本発明の有機摩擦調整剤の臨界負荷は明らかに最大であり、ステアリン酸及びステアロニトリルの負荷のほぼ3倍であった。これは、本発明の有機摩擦調整剤が高い耐荷重能力を持っていることを示している。 FIG. 5 shows the change in friction force as the vertical load increases for lubricating oils using three types of organic friction modifiers (Example 7, Comparative Example 2, and Comparative Example 3). At a sliding speed of 68.0 mm/s, the friction force increased linearly with approximately the same slope (ie, the same coefficient of friction) of 0.12 for all three organic friction modifiers. The vertical load increases to a critical value, beyond which the frictional force increases rapidly. As a result, the critical load of the organic friction modifier of the present invention was clearly the highest, approximately three times that of stearic acid and stearonitrile. This indicates that the organic friction modifier of the present invention has high load-bearing capacity.
次に、実施例8及び比較例4~5の潤滑油を用いて、垂直荷重を5N、摺動速度を20.4mm/s、試験時間を3600秒として、時間経過に伴う摩擦係数の変化を測定し、試験後に摩耗痕を顕微鏡で観察した。結果を図6に示す。この結果、本発明の有機摩擦調整剤を用いた実施例8は、比較例4~5と比較し、摩耗痕を少なくすることができるとともに、測定中の摩擦係数も小さく安定していた。このため、本発明の有機摩擦調整剤によって、摩耗量を低減することが可能であることが理解できる。また、本発明の有機摩擦調整剤が、金属新生面に対しても吸着しやすいことが示唆されている。 Next, using the lubricating oils of Example 8 and Comparative Examples 4 and 5, the vertical load was 5 N, the sliding speed was 20.4 mm/s, and the test time was 3600 seconds, and the change in the friction coefficient over time was measured. The wear marks were observed under a microscope after the test. The results are shown in FIG. As a result, in Example 8 using the organic friction modifier of the present invention, as compared to Comparative Examples 4 and 5, wear marks could be reduced, and the friction coefficient during measurement was small and stable. Therefore, it can be understood that the amount of wear can be reduced by the organic friction modifier of the present invention. Furthermore, it has been suggested that the organic friction modifier of the present invention is likely to be adsorbed onto nascent metal surfaces.
Claims (9)
で表されるピペリジン化合物を含有する、有機摩擦調整剤。 General formula (1):
An organic friction modifier containing a piperidine compound represented by:
で表されるピペリジン化合物である、請求項1に記載の有機摩擦調整剤。 The piperidine compound has the general formula (1A):
The organic friction modifier according to claim 1, which is a piperidine compound represented by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020009894A JP7399468B2 (en) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | organic friction modifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020009894A JP7399468B2 (en) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | organic friction modifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021116338A JP2021116338A (en) | 2021-08-10 |
JP7399468B2 true JP7399468B2 (en) | 2023-12-18 |
Family
ID=77174092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020009894A Active JP7399468B2 (en) | 2020-01-24 | 2020-01-24 | organic friction modifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7399468B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0387489A1 (en) | 1989-01-18 | 1990-09-19 | BASF Aktiengesellschaft | Use of 2,2,6,6-tetramethyl-4-amino-piperidine amides as fungicides |
JP2014513164A (en) | 2011-03-14 | 2014-05-29 | エボニック オイル アディティヴス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Copolymers containing ester groups and their use in lubricants |
JP2015174983A (en) | 2014-03-18 | 2015-10-05 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | Lubricant composition for speed change gear |
JP2018090714A (en) | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 出光興産株式会社 | Lubricant composition and process for producing the same |
WO2018203144A2 (en) | 2017-05-04 | 2018-11-08 | Basf Se | Lubricant composition |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6028496A (en) * | 1983-07-25 | 1985-02-13 | Adeka Argus Chem Co Ltd | Lubricating oil composition |
DE19510184A1 (en) * | 1995-03-21 | 1996-09-26 | Basf Ag | 4-acylaminopiperidine-N-oxyls |
-
2020
- 2020-01-24 JP JP2020009894A patent/JP7399468B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0387489A1 (en) | 1989-01-18 | 1990-09-19 | BASF Aktiengesellschaft | Use of 2,2,6,6-tetramethyl-4-amino-piperidine amides as fungicides |
JP2014513164A (en) | 2011-03-14 | 2014-05-29 | エボニック オイル アディティヴス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | Copolymers containing ester groups and their use in lubricants |
JP2015174983A (en) | 2014-03-18 | 2015-10-05 | Jx日鉱日石エネルギー株式会社 | Lubricant composition for speed change gear |
JP2018090714A (en) | 2016-12-05 | 2018-06-14 | 出光興産株式会社 | Lubricant composition and process for producing the same |
WO2018203144A2 (en) | 2017-05-04 | 2018-11-08 | Basf Se | Lubricant composition |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2021116338A (en) | 2021-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | Tribological performances of highly dispersed graphene oxide derivatives in vegetable oil | |
Wang et al. | Friction and wear behaviors of ionic liquid of alkylimidazolium hexafluorophosphates as lubricants for steel/steel contact | |
Zhang et al. | Environmental friendly polyisobutylene-based ionic liquid containing chelated orthoborate as lubricant additive: Synthesis, tribological properties and synergistic interactions with ZDDP in hydrocarbon oils | |
Xia et al. | Ionic liquid lubrication of electrodeposited nickel–Si3N4 composite coatings | |
Ma et al. | Effect of Ag nanoparticles additive on the tribological behavior of multialkylated cyclopentanes (MACs) | |
US8435931B2 (en) | Reduced friction lubricating oils containing functionalized carbon nanomaterials | |
TW200923071A (en) | Lubricating oil base oil and lubricating oil composition | |
Kreivaitis et al. | Investigating the tribological properties of PILs derived from different ammonium cations and long chain carboxylic acid anion | |
JPWO2019082917A1 (en) | Lubricating oil composition and its manufacturing method | |
Wang et al. | Synthesis of a novel borate ester containing a phenylboronic group and its tribological properties as an additive in PAO 6 base oil | |
Ding et al. | Analysis and comparison of tribological performance of fatty acid-based lubricant additives with phosphorus and sulfur | |
Hu et al. | Correlation between the degree of alkylation and tribological properties of amino-PEG2-amine-based organic friction modifiers | |
Zhu et al. | Tribological characteristics of bisphenol AF bis (diphenyl phosphate) as an antiwear additive in polyalkylene glycol and polyurea grease for significantly improved lubrication | |
JP7399468B2 (en) | organic friction modifier | |
WO2012133345A1 (en) | Grease composition | |
Totolin et al. | Tribochemistry and thermo-oxidative stability of halogen-free ionic liquids | |
Gu et al. | Tribological properties of fluorine-containing additives of silicone oil | |
Li et al. | Tribological evaluation of S-(1H-benzotriazole-1-yl) methyl N, N-dialkyldithiocarbamates as additives in rapeseed oil | |
Jin et al. | Online infrared spectra analysis of multi-phenol antioxidants in ester lubricant during friction under high-temperature oxidation | |
CN114315669A (en) | Methionine amide micromolecule lubricating oil additive and synthetic method and application thereof | |
Zhao et al. | A tribological study of DIPE esters containing ionic liquids as high temperature and heavy load lubricants | |
WO2015199124A1 (en) | Lubrication oil additive and method for manufacturing same, and lubrication oil composition using same | |
Hatsuda et al. | Effect of a long alkyl chain in protic ionic liquids molecules on tribological properties at high temperature | |
Wang et al. | Investigation on phenyl-borated hydroxyalkyldithiocarbamate as multi-functional lubricating additive with high hydrolytic stability and anti-oxidation | |
Su et al. | Synthesis and investigation of phosphorus-free ionic liquids as multifunctional lubricating additives |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231031 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231114 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231129 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7399468 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |