JP7470825B2 - ナフチルフェニルエーテル化合物およびそれを含む潤滑油組成物 - Google Patents
ナフチルフェニルエーテル化合物およびそれを含む潤滑油組成物 Download PDFInfo
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Description
本発明は、ナフチルフェニルエーテル化合物およびそれを含む潤滑油組成物等に関する。
潤滑油や潤滑油組成物は、様々な機械装置などの可動部や可動面間の摩擦や摩耗を低減するために用いられる。
特に、潤滑油、潤滑グリース等は、高温、高速、高荷重、放射線下といったより過酷な条件下で使用されるようになっており、いっそう優れた耐熱性を有する潤滑油剤が求められている。
使用条件が高温、高速になった場合には、潤滑に用いられる潤滑油およびグリース等は油膜切れによる温度上昇や、熱劣化、酸化劣化を引き起こし、それによる潤滑油基油の蒸発の促進により、スラッジの生成、機械装置の破損や寿命低下につながる。
このため、高温条件下で使用可能な潤滑油、グリースは種々検討されており、一般的には、高温条件での改良は、潤滑油およびグリースの組成中、最も多く含有する基油によるところが大きい。
これまでに、アルキル炭素数が１０～２０個であるモノアルキルジフェニルエーテルあるいはジアルキルジフェニルエーテル７５～２５％から成る耐放射線性潤滑油（特許文献１）が知られている。
さらに、酸化安定性を有する潤滑油として、炭素数１～２０のアルキル基、フェニル基、炭素数７～２６のモノアルキルフェニル基等を有する、ナフチルエーテル化合物も報告されている（特許文献２）。
特許文献１に記載の潤滑油剤は、優れた耐熱性や耐放射線性を備えているが、現在、潤滑油、潤滑グリースなどの潤滑油剤は、より過酷な条件の下で使用されるようになっており、より優れた耐熱性の潤滑油剤が求められている。また、特許文献２では、実際に実施例で使用されているフェニルナフチルエーテル化合物はブチルフェニルナフチルエーテルであり、当該化合物では十分な耐熱性が得られないことが、本発明者らの研究によりわかってきた。
本発明の課題は、前記問題点を解決することにある。すなわち、より優れた耐熱性を備え、より過酷な条件下で使用できる潤滑油として用いられる化合物を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、下記構成のナフチルフェニルエーテル化合物によって、上記目的を達することを見出し、この知見に基づいて更に検討を重ねることによって本発明を完成した。
すなわち、本発明の一局面に係るナフチルフェニルエーテル化合物は、下記式（１）で示される化合物である。
（式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、同一または異なって、炭素数６～２８の直鎖もしくは分岐鎖の炭化水素基であり；ｍおよびｎはそれぞれ０以上の実数であり、かつ、１．０≦ｍ＋ｎ≦３．０を満たす）
本発明のナフチルフェニルエーテル化合物は、上述したように、下記式（１）で示される化合物である。
式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、同一または異なって、炭素数６～２８の直鎖もしくは分岐鎖の炭化水素基である。また、ｍおよびｎはそれぞれ０以上の実数であり、かつ、１．０≦ｍ＋ｎ≦３．０を満たす。
このような構成のナフチルフェニルエーテル化合物は、上記先行文献に記載されているような従来の化合物と同等程度の低温特性（流動点）および潤滑性を維持しつつ、非常に優れた耐熱性を有するため、潤滑油として非常に有用である。より具体的には、前記ナフチルフェニルエーテル化合物は高温での蒸発損失が少なく、高温下における寿命も長いため、より高温で使用される高温用潤滑油または耐熱グリースの基油として好適に使用することができる。
したがって、本発明によれば、より優れた耐熱性を備え、より過酷な条件下で使用できる潤滑油として用いられるナフチルフェニルエーテル化合物を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本実施形態のナフチルフェニルエーテル化合物は、上記式（１）で示される化合物である。
式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、同一または異なって、炭素数６～２８の炭化水素基であるが、例えば、前記式（１）中のｍまたはｎのうちいずれかが０である場合、Ｒ１およびＲ２のうちいずれか一方は水素原子であってもよい。すなわち、Ｒ１およびＲ２は、いずれか一方が水素原子であってもよいが、少なくとも一方は前記炭化水素基である。
前記炭化水素基の炭素数が６未満であると、炭化水素基を有さないナフチルフェニルエーテルの物性が出現し、固化しやすくなる。また、分子量が小さいため蒸発量が多くなってしまう。一方で、炭素数が２８を超えると分子同士の相互作用が大きくなり粘度が高くなりすぎる。また、炭化水素基が集合しやすくなり流動点が高くなりすぎる。Ｒ１およびＲ２が、炭素数６～２８の炭化水素基であるとき、本実施形態のナフチルフェニルエーテル化合物は、優れた耐熱性、潤滑性、低温流動性を併せ持つ。
本実施形態において、前記炭素数６～２８の炭化水素基の構造は、直鎖もしくは分枝鎖である。具体的には、直鎖の炭化水素基としては、例えば、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基、ドコシル基、テトラコシル基、ヘキサコシル基、オクタコシル基などのアルキル基；オクテン基、デセン基、ヘキサデセン基、ドデセン基、オクタデセン基、イコセン基、ドコセン基、テコラコセン基、ヘキサコセン基、オクタコセン基等のアルキレン基；シクロヘキシル基等が挙げられる。分岐鎖の炭化水素基としては、例えば、１－メチルウンデシル基、１－エチルデシル基、１－メチルトリデシル基、１－エチルドデシル基、１－メチルペンタデシル基、１－エチルテトラドデシル基、１－メチルヘプタデシル基、１－エチルオクタデシル基、１－メチルノナデシル基、１－エチルオクタデシル基、２－エチルヘキシル基、２－オクチルドデシル基、２－デシルテトラデシル基、２－ドデシルヘキサデシル基、１－ブチル－１－メチルペンチル基、１－ブチル－１－メチルへプチル基、１－メチル－１－ペンチルオクチル基、１－ヘキシル－１－メチルノニル基、１－へプチル－１－メチルデシル基、１－メチル－１－オクチルウンデシル基、１－デシル－１－メチルトリデシル基、１－ドデシル－１－メチルペンタデシル基、２－オクチルドデセン基、２－デシルテトラデセン基、シクロヘキシル基等が挙げられる。熱安定性に優れることから、炭化水素基は飽和炭化水素基であることが好ましい。前記炭化水素基は複数の種類を同時に用いてもよい。この場合、炭化水素基の炭素数はその平均で表す。
これらの炭化水素基中でも、より優れた耐熱性が得られるという観点から、炭素数１２～２４の炭化水素基であることが好ましく、好適には、１－メチルウンデシル基、１－メチルトリデシル基、１－メチルペンタデシル基、１－メチル－１－オクチルウンデシル基、１－デシル－１－メチルトリデシル基、１－ドデシル－１－メチルペンタデシル基、ヘキサデシル基、ドデシル基、テトラデシル基、２－オクチルドデシル基、２－デシルテトラデシル基、２－ドデシルヘキサデシル基等が例示される。
上述したような炭化水素基は、前記式（１）において、ｍおよびｎが、１．０≦ｍ＋ｎ≦３．０を満たすのであれば、ナフチル基およびフェニル基のいずれに結合していてもよく、またナフチル基およびフェニル基のいずれの位置に結合していてもよい。また、例えば、ｍ＋ｎが１である場合、Ｒ１およびＲ２のうちいずれかが水素原子であってもよい。
上記式（１）の化合物において、ｍおよびｎはそれぞれ０以上の実数であり、かつ、１．０≦ｍ＋ｎ≦３．０を満たす。ｍ＋ｎが１．０未満となると、炭化水素基を有さないナフチルフェニルエーテルの物性が出現し、固化しやすくなる。また、分子量が小さいため蒸発量を十分に抑制することができない。一方でｍ＋ｎが３．０を超えると、分子同士の相互作用が大きくなり粘度が高くなりすぎる。本実施形態において、ｍ＋ｎは、直鎖または分岐鎖の炭化水素基置換数（以下、単に、アルキル置換数とも称す）を示している。
本実施形態の化合物は、例えば、０≦ｍ＋ｎ≦２．０の化合物と、２．０≦ｍ＋ｎ≦３．０の化合物との混合物等であってもよい。このように複数の異なるｍ＋ｎ値を有する化合物の混合物である場合、ｍ＋ｎの値は、本実施形態の化合物に含まれるナフチルフェニルエーテル化合物におけるｍ＋ｎの平均値を意味する。
好ましい実施形態において、前記ｍ＋ｎは１以上、２．５以下であることがより望ましい。
本実施形態において、炭化水素基置換数は、後述の実施例に示す方法によって測定することができる。
本実施形態のナフチルフェニルエーテル化合物の質量平均分子量は、４２０～７００程度であることが好ましい。ナフチルフェニルエーテル化合物の質量平均分子量が大きいと耐熱性に優れる傾向があるが、動粘度が高くなりすぎたり潤滑性が劣るおそれがある。反対に質量平均分子量が小さいと、動粘度は低くなるが、耐熱性が劣る傾向にある。質量平均分子量が前記範囲であれば、動粘度や流動点が高すぎず、耐熱性が優れるという利点がある。
なお、本実施形態におけるナフチルフェニルエーテル化合物の質量平均分子量とは、後述の実施例に示すように、１Ｈ－ＮＭＲを用いて測定した値である。なお、以下では質量平均分子量を単に「平均分子量」とも称す。
上述したようなナフチルフェニルエーテル化合物の製造方法は、特に限定はされないが、例えば、以下のような合成方法で得ることができる。
まず、２－ナフトールとＮ－メチル－２－ピロリドンを、炭酸カリウムとヨウ化銅と混合して窒素置換を行い、そこへブロモベンゼンを滴下することによって、ナフチルフェニルエーテルを得る。
次に、例えば、触媒として塩化アルミニウム等を用いて、前記ナフチルフェニルエーテルと、直鎖もしくは分岐鎖オレフィン等とを反応させることによって、本実施形態のナフチルフェニルエーテル化合物を得ることができる。
本発明には、上述したようなナフチルフェニルエーテル化合物を含む潤滑油組成物も包含される。
本実施形態の潤滑油組成物には、前記ナフチルフェニルエーテル化合物以外に、その性能をさらに向上させる目的で、または、必要に応じてさらなる性能を付与するために、本発明の効果を損なわない範囲で、鉱物油の他、α－オレフィンオリゴマー、ポリオールエステル、ジエステル、ポリアルキレングリコール、シリコーン油、変性シリコーン油、アルキルジフェニルエーテル油、マルチプルアルキレートシクロペンタン油、シラハイドロカーボン油などの合成油を混合することができる。さらに、必要に応じて酸化防止剤、極圧剤、摩擦調整剤、金属不活性化剤、消泡剤、増粘剤、着色剤等の各種添加剤を単独でまたは複数を組み合わせて配合しても良い。
添加剤としては、一般的に潤滑油に使用される酸化防止剤を特に限定なく使用することができるが、酸化防止剤としては、例えば、フェノール系化合物やアミン系化合物、リン系化合物、硫黄系化合物等が挙げられる。
極圧剤としては、例えば、リン系化合物、硫黄系化合物等が挙げられる。
摩擦調整剤としては、例えば、モリブデンジチオカーバメートのようなモリブデン系化合物、グリセリンモノステアレートのような脂肪酸誘導体類等が挙げられる。
金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、およびイミダゾール系化合物等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、ポリアクリレート、およびスチレンエステルポリマー等が挙げられる。
増粘剤としては、例えば、金属石鹸（例えば、リチウム石鹸）、シリカ、膨張黒鉛、ポリ尿素、粘土（例えば、ヘクトライトまたはベントナイト）等が挙げられる。
本実施形態の潤滑油組成物において、前記ナフチルフェニルエーテル化合物を基油として含む場合、その含有量は、耐熱性確保の観点から潤滑油組成物全体（総質量）に対して５０～１００質量％程度であることが好ましい。また、その場合、前記潤滑油組成物における添加剤等の含有量は、５０～０質量％程度であることが好ましい。
さらに、前記ナフチルフェニルエーテル化合物を潤滑油組成物の添加剤として使用することも可能であり、その場合、前記ナフチルフェニルエーテル化合物の含有量は潤滑油組成物全体（総質量）に対して１～４９質量％程度であることが好ましい。
また、本発明には、上述したようなナフチルフェニルエーテル化合物を含む、高温用潤滑油および耐熱グリースも包含される。
上述したような潤滑油組成物、高温用潤滑油および耐熱グリースは、軸受用潤滑剤、含浸軸受用の潤滑剤、グリース基油、冷凍機油、可塑剤等として好適に使用される。特に、高温条件下で使用される各種潤滑油、例えば、軸受油、流体軸受油、含油軸受油、グリース基油、含油プラスチックス油、ギヤ油、ジェットエンジン油、断熱エンジン油、ガスタービン油、自動変速機油、真空ポンプ油、油圧作動液等として好適に使用できる。
また、上述したようなナフチルフェニルエーテル化合物は耐放射線性にも優れているため、耐放射線性潤滑油または耐放射線性グリースとしても好適に使用できると考えられる。
本明細書は、上述したように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
本発明の一局面に係るナフチルフェニルエーテル化合物は、下記式（１）で示される化合物である。
（式（１）中、Ｒ１およびＲ２は、同一または異なって、炭素数６～２８の直鎖もしくは分岐鎖の炭化水素基であり；ｍおよびｎはそれぞれ０以上の実数であり、かつ、１．０≦ｍ＋ｎ≦３．０を満たす）
このような構成により、従来の潤滑油より優れた耐熱性を有する化合物を提供することができる。
このような構成により、従来の潤滑油より優れた耐熱性を有する化合物を提供することができる。
本発明の他の局面に関する潤滑油組成物は、上述のナフチルフェニルエーテル化合物を含むことを特徴とする。
本発明のさらに他の局面に関する高温用潤滑油および耐放射線性潤滑油は、上述のナフチルフェニルエーテル化合物を含むことを特徴とする。
本発明のさらに他の局面に関する耐熱グリースおよび耐放射線性グリースは、上述のナフチルフェニルエーテル化合物を含むことを特徴とする。
本発明に係る潤滑油組成物、高温用潤滑油、耐熱グリースは、非常に優れた耐熱性を備えているため、過酷な条件（特に高温下）での使用に適している。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
〔化合物の合成〕
（実施例１：化合物１）
攪拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却管を取り付けた容積５Ｌ四つ口フラスコに、２－ナフトール５０４ｇ（３．５０モル）と炭酸カリウム９６１ｇ（６．９５モル）、ヨウ化銅１３５ｇ（０．７１モル）およびＮ－メチル－２－ピロリドン（以下ＮＭＰと記す）１５００ｇを入れ、窒素置換を行ったのち反応系の温度を１７５℃まで加熱した。１２０℃になった時点でブロモベンゼン１１２０ｇ（７．１３モル）の滴下を開始した。滴下終了後、１７５℃で６時間攪拌を行った。反応終了後９０℃になるまで自然冷却し、キョーワード１０００ｓ（アルカリ吸着剤；協和化学工業株式会社製）６０ｇを投入し、３０分間攪拌した。続けて、活性白土４０ｇを投入し、９０℃で３０分攪拌した後、減圧ろ過により、固体分を除去した。ろ滓をＮＭＰに攪拌し、減圧ろ過を３回繰り返した。得られたろ液を８０Ｐａにおいて１６５℃から１７０℃で減圧蒸留して、留分として常温で固体の２－ナフチルフェニルエーテル（２－ナフチルフェニルオキサイド：２－ＮＰＯ）を取得した。ここで得られた化合物に５重量％の活性白土を加え９０℃で３０分攪拌し、減圧ろ過により混入したグリース等を除去した。ナフチルフェニルエーテルのガスクロマトグラフィー（ＧＣ）チャートを図１に示した（測定条件は、後述する）。純度９８．７％であった。ここで合成したナフチルフェニルエーテルは後述の実施例２から６までの反応材料としても使用した。
（実施例１：化合物１）
攪拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却管を取り付けた容積５Ｌ四つ口フラスコに、２－ナフトール５０４ｇ（３．５０モル）と炭酸カリウム９６１ｇ（６．９５モル）、ヨウ化銅１３５ｇ（０．７１モル）およびＮ－メチル－２－ピロリドン（以下ＮＭＰと記す）１５００ｇを入れ、窒素置換を行ったのち反応系の温度を１７５℃まで加熱した。１２０℃になった時点でブロモベンゼン１１２０ｇ（７．１３モル）の滴下を開始した。滴下終了後、１７５℃で６時間攪拌を行った。反応終了後９０℃になるまで自然冷却し、キョーワード１０００ｓ（アルカリ吸着剤；協和化学工業株式会社製）６０ｇを投入し、３０分間攪拌した。続けて、活性白土４０ｇを投入し、９０℃で３０分攪拌した後、減圧ろ過により、固体分を除去した。ろ滓をＮＭＰに攪拌し、減圧ろ過を３回繰り返した。得られたろ液を８０Ｐａにおいて１６５℃から１７０℃で減圧蒸留して、留分として常温で固体の２－ナフチルフェニルエーテル（２－ナフチルフェニルオキサイド：２－ＮＰＯ）を取得した。ここで得られた化合物に５重量％の活性白土を加え９０℃で３０分攪拌し、減圧ろ過により混入したグリース等を除去した。ナフチルフェニルエーテルのガスクロマトグラフィー（ＧＣ）チャートを図１に示した（測定条件は、後述する）。純度９８．７％であった。ここで合成したナフチルフェニルエーテルは後述の実施例２から６までの反応材料としても使用した。
次に、攪拌機、滴下ロート、温度計を取り付けた５００ｍＬの四つ口フラスコに、上記で得られたナフチルフェニルエーテル２００ｇ（０．９１モル）と無水塩化アルミニウム２．８５ｇ（０．０２１モル）を入れ、９０℃に加熱して無水塩化アルミニウムを溶解したのち、反応系の温度を１１０℃に保ちながら、１－ヘキサデセン１０２ｇ（０．４５モル）を２時間かけて滴下し、置換反応を行った。滴下終了後、１１０℃で５時間攪拌を続けたのち、９０℃になるまで自然冷却し、キョーワード１０００ｓを無水塩化アルミニウムの５．５倍量投入し、３０分間攪拌した。続けて、活性白土を無水塩化アルミニウムの３．６５倍量投入し、９０℃で３０分攪拌した後、減圧ろ過により、無水塩化アルミニウムおよびその他副生する酸性物質を除去した。ここで得られたろ液を８０Ｐａにおいて２６０℃で減圧蒸留して、未反応の原料等を除去し、モノアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物１：アルキル（Ｃ１６）－２－フェノキシナフタレン（Ｃ１６－２－ＮＰＯ））を得た。得られた化合物には、５重量％の活性白土を加え９０℃で３０分攪拌し、減圧ろ過により混入したグリース等を除去した。なお、評価はグリース等を除去した化合物１について行った。以下、実施例１～７、比較例１～３も同様にグリース等を除去して評価を行った。
（実施例２：化合物２）
反応に容積５００ｍＬの四つ口フラスコを用い、実施例１で得たナフチルフェニルエーテル１３０ｇ（０．５９モル）と無水塩化アルミニウム１．１１ｇ（０.００８３モル）、１－ヘキサデセン３９．７ｇ（０．１８モル）を用い、８０Ｐａにおいて３００℃で減圧蒸留して、未反応の原料およびモノアルキル置換体等を除去した以外は、実施例１と同様の条件で、ジアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物２：ジアルキル（Ｃ１６）－２－フェノキシナフタレン（ｄｉＣ１６－２－ＮＰＯ））を得た。
反応に容積５００ｍＬの四つ口フラスコを用い、実施例１で得たナフチルフェニルエーテル１３０ｇ（０．５９モル）と無水塩化アルミニウム１．１１ｇ（０.００８３モル）、１－ヘキサデセン３９．７ｇ（０．１８モル）を用い、８０Ｐａにおいて３００℃で減圧蒸留して、未反応の原料およびモノアルキル置換体等を除去した以外は、実施例１と同様の条件で、ジアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物２：ジアルキル（Ｃ１６）－２－フェノキシナフタレン（ｄｉＣ１６－２－ＮＰＯ））を得た。
（実施例３：化合物３）
反応に容積５００ｍＬの四つ口フラスコを用い、実施例１で得たナフチルフェニルエーテル１００ｇ（０．４５モル）と無水塩化アルミニウム１．０７ｇ（０．００８０モル）、１－ドデセン３８．２（０．２３モル）を用い、８０Ｐａにおいて２６０℃から３００℃で減圧蒸留して留分としてモノアルキル置換体を得た以外は、実施例１と同様の条件で、モノアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物３：アルキル（Ｃ１２）－２－フェノキシナフタレン（Ｃ１２－２－ＮＰＯ））を得た。
反応に容積５００ｍＬの四つ口フラスコを用い、実施例１で得たナフチルフェニルエーテル１００ｇ（０．４５モル）と無水塩化アルミニウム１．０７ｇ（０．００８０モル）、１－ドデセン３８．２（０．２３モル）を用い、８０Ｐａにおいて２６０℃から３００℃で減圧蒸留して留分としてモノアルキル置換体を得た以外は、実施例１と同様の条件で、モノアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物３：アルキル（Ｃ１２）－２－フェノキシナフタレン（Ｃ１２－２－ＮＰＯ））を得た。
（実施例４：化合物４）
反応に容積５００ｍＬの四つ口フラスコを用い、実施例１で得たナフチルフェニルエーテル１００ｇ（０．４５モル）と無水塩化アルミニウム１．９３ｇ（０．０１４モル）、１－ドデセン６８．７７（０．４１モル）を用い、８０Ｐａにおいて３００℃で減圧蒸留した以外は、実施例１と同様の条件で、ジアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物４：ジアルキル（Ｃ１２）－２－フェノキシナフタレン（ｄｉＣ１２－２－ＮＰＯ））を得た。
反応に容積５００ｍＬの四つ口フラスコを用い、実施例１で得たナフチルフェニルエーテル１００ｇ（０．４５モル）と無水塩化アルミニウム１．９３ｇ（０．０１４モル）、１－ドデセン６８．７７（０．４１モル）を用い、８０Ｐａにおいて３００℃で減圧蒸留した以外は、実施例１と同様の条件で、ジアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物４：ジアルキル（Ｃ１２）－２－フェノキシナフタレン（ｄｉＣ１２－２－ＮＰＯ））を得た。
（実施例５：化合物５）
反応に容積５００ｍＬの四つ口フラスコを用い、実施例１で得たナフチルフェニルエーテル１３５ｇ（０．６１モル）と無水塩化アルミニウム２．４０ｇ（０.０１８モル）、２－オクチル－１－ドデセン８５．８（０．３１モル）を用いた以外は、実施例１と同様の条件で、モノアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物５：分岐型アルキル（Ｃ２０）－２－フェノキシナフタレン（ｂＣ２０－２－ＮＰＯ））を得た。
反応に容積５００ｍＬの四つ口フラスコを用い、実施例１で得たナフチルフェニルエーテル１３５ｇ（０．６１モル）と無水塩化アルミニウム２．４０ｇ（０.０１８モル）、２－オクチル－１－ドデセン８５．８（０．３１モル）を用いた以外は、実施例１と同様の条件で、モノアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物５：分岐型アルキル（Ｃ２０）－２－フェノキシナフタレン（ｂＣ２０－２－ＮＰＯ））を得た。
（実施例６：化合物６）
反応に容積１００ｍＬの四つ口フラスコを用い、実施例１で得たナフチルフェニルエーテル３３ｇ（０．１５モル）と無水塩化アルミニウム０．７１ｇ（０.００５３モル）、２－デシル－１－テトラデセン８５．８（０．３１モル）を用いた以外は、実施例１と同様の条件で、モノアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物６：分岐型アルキル（Ｃ２４）－２－フェノキシナフタレン（ｂＣ２４－２－ＮＰＯ））を得た。
反応に容積１００ｍＬの四つ口フラスコを用い、実施例１で得たナフチルフェニルエーテル３３ｇ（０．１５モル）と無水塩化アルミニウム０．７１ｇ（０.００５３モル）、２－デシル－１－テトラデセン８５．８（０．３１モル）を用いた以外は、実施例１と同様の条件で、モノアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物６：分岐型アルキル（Ｃ２４）－２－フェノキシナフタレン（ｂＣ２４－２－ＮＰＯ））を得た。
（実施例７：化合物１０）
攪拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却管を取り付けた容積２Ｌの四つ口フラスコに、１－ナフトール２５０ｇ（１．７３モル）と炭酸カリウム４７９ｇ（３．４７モル）、ヨウ化銅６６ｇ（０．３５モル）およびＮＭＰ３８０ｇを入れ、窒素置換を行ったのち反応系の温度を１７５℃まで加熱した。１２０℃になった時点でブロモベンゼン５４５ｇ（３．４７モル）の滴下を開始した。滴下終了後、１７５℃で６時間攪拌を行った。反応終了後９０℃になるまで自然冷却し、キョーワード１０００ｓを３０ｇ投入し、３０分間攪拌した。続けて、活性白土２０ｇを投入し、９０℃で３０分攪拌した後、減圧ろ過により、固体分を除去した。ろ滓をＮＭＰに攪拌し、減圧ろ過を３回繰り返した。得られたろ液を８０Ｐａにおいて１６５℃から１７０℃で減圧蒸留して、留分として１－ナフチルフェニルエーテル（１－ナフチルフェニルオキサイド：１－ＮＰＯ）を取得した。ここで得られた化合物に５重量％の活性白土を加え９０℃で３０分攪拌し、減圧ろ過により混入したグリース等を除去した。純度９９．０％であった。
攪拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却管を取り付けた容積２Ｌの四つ口フラスコに、１－ナフトール２５０ｇ（１．７３モル）と炭酸カリウム４７９ｇ（３．４７モル）、ヨウ化銅６６ｇ（０．３５モル）およびＮＭＰ３８０ｇを入れ、窒素置換を行ったのち反応系の温度を１７５℃まで加熱した。１２０℃になった時点でブロモベンゼン５４５ｇ（３．４７モル）の滴下を開始した。滴下終了後、１７５℃で６時間攪拌を行った。反応終了後９０℃になるまで自然冷却し、キョーワード１０００ｓを３０ｇ投入し、３０分間攪拌した。続けて、活性白土２０ｇを投入し、９０℃で３０分攪拌した後、減圧ろ過により、固体分を除去した。ろ滓をＮＭＰに攪拌し、減圧ろ過を３回繰り返した。得られたろ液を８０Ｐａにおいて１６５℃から１７０℃で減圧蒸留して、留分として１－ナフチルフェニルエーテル（１－ナフチルフェニルオキサイド：１－ＮＰＯ）を取得した。ここで得られた化合物に５重量％の活性白土を加え９０℃で３０分攪拌し、減圧ろ過により混入したグリース等を除去した。純度９９．０％であった。
次に、攪拌機、滴下ロート、温度計を取り付けた５００ｍＬの四つ口フラスコに、上記で得られた１－ナフチルフェニルエーテル１１０ｇ（０．５０モル）と無水塩化アルミニウム１．５７ｇ（０．０１２モル）を入れ、９０℃に加熱して無水塩化アルミニウムを溶解したのち、反応系の温度を１１０℃に保ちながら、１－ヘキサデセン５６ｇ（０．２５モル）を１時間かけて滴下し、置換反応を行った。滴下終了後、１１０℃で５時間攪拌を続けたのち、９０℃になるまで自然冷却し、キョーワード１０００ｓを無水塩化アルミニウムの５．５倍量投入し、３０分間攪拌した。続けて、活性白土を無水塩化アルミニウムの３．６５倍量投入し、９０℃で３０分攪拌した後、減圧ろ過により、無水塩化アルミニウムおよびその他副生する酸性物質を除去した。ここで得られたろ液を８０Ｐａにおいて２６０℃で減圧蒸留して、未反応の原料等を除去し、モノアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ナフチルフェニルエーテル（化合物１０：アルキル（Ｃ１６）－１－フェノキシナフタレン（Ｃ１６－１－ＮＰＯ））を得た。得られた化合物には、５重量％の活性白土を加え９０℃で３０分攪拌し、減圧ろ過により混入したグリース等を除去した。
（比較例１：化合物７）
攪拌機、滴下ロート、温度計を取り付けた５００ｍＬの四つ口フラスコにジフェニルエーテル２００ｇ（１．１８モル）と無水塩化アルミニウム１．００ｇ（０．００７５モル）を入れ、９０℃に加熱して無水塩化アルミニウムを溶解した。その後、反応系の温度を１００℃に保ちながら、１－ヘキサデセン１８６ｇ（０．８３モル）を２時間かけて滴下し、置換反応を行った。滴下終了後、１００ ℃で１時間攪拌を続けたのち、９０ ℃になるまで自然冷却し、キョーワード１０００ｓを無水塩化アルミニウムの５．５倍量投入し、３０分間攪拌した。続けて、活性白土を無水塩化アルミニウムの３．６５倍量投入し、９０℃で３０分攪拌した後、減圧ろ過により、無水塩化アルミニウムおよびその他副生する酸性物質を除去した。ここで得られたろ液（反応ろ液Ａ）を８０Ｐａにおいて２５０℃から２６０℃で減圧蒸留して、留分としてモノアルキル置換ジフェニルエーテル（化合物７：アルキル（Ｃ１６）ジフェニルエーテル（Ｃ１６－ＤＰＯ））を得た。ここで得られた化合物に５重量％の活性白土を加え９０℃で３０分攪拌し、減圧ろ過により混入したグリース等を除去した。
攪拌機、滴下ロート、温度計を取り付けた５００ｍＬの四つ口フラスコにジフェニルエーテル２００ｇ（１．１８モル）と無水塩化アルミニウム１．００ｇ（０．００７５モル）を入れ、９０℃に加熱して無水塩化アルミニウムを溶解した。その後、反応系の温度を１００℃に保ちながら、１－ヘキサデセン１８６ｇ（０．８３モル）を２時間かけて滴下し、置換反応を行った。滴下終了後、１００ ℃で１時間攪拌を続けたのち、９０ ℃になるまで自然冷却し、キョーワード１０００ｓを無水塩化アルミニウムの５．５倍量投入し、３０分間攪拌した。続けて、活性白土を無水塩化アルミニウムの３．６５倍量投入し、９０℃で３０分攪拌した後、減圧ろ過により、無水塩化アルミニウムおよびその他副生する酸性物質を除去した。ここで得られたろ液（反応ろ液Ａ）を８０Ｐａにおいて２５０℃から２６０℃で減圧蒸留して、留分としてモノアルキル置換ジフェニルエーテル（化合物７：アルキル（Ｃ１６）ジフェニルエーテル（Ｃ１６－ＤＰＯ））を得た。ここで得られた化合物に５重量％の活性白土を加え９０℃で３０分攪拌し、減圧ろ過により混入したグリース等を除去した。
（比較例２：化合物８）
比較例１で得られた反応ろ液Ａを８０Ｐａにおいて２９０℃で減圧蒸留して、未反応の原料およびモノアルキル置換体等を除去し、ジアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ジフェニルエーテル（化合物８：ジアルキル（Ｃ１６）ジフェニルエーテル（ｄｉＣ１６－ＤＰＯ））を得た。
比較例１で得られた反応ろ液Ａを８０Ｐａにおいて２９０℃で減圧蒸留して、未反応の原料およびモノアルキル置換体等を除去し、ジアルキル置換体を主成分とするアルキル置換ジフェニルエーテル（化合物８：ジアルキル（Ｃ１６）ジフェニルエーテル（ｄｉＣ１６－ＤＰＯ））を得た。
（比較例３：化合物９）
攪拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却管を取り付けた容積５Ｌ四つ口フラスコに４－ｓｅｃブチルフェニル１００ｇ（０．６７モル）と１－ブロモナフタレン２７５ｇ（１．３３モル）、炭酸カリウム１３８ｇ（１．３３モル）、ヨウ化銅２５ｇ（０．１３モル）およびＮ－メチル－２－ピロリドン（以下ＮＭＰと記す）３５０ｇを入れ、窒素置換を行った。その後、１７５℃で１２時間攪拌を行った。反応終了後９０℃になるまで自然冷却しキョーワード１０００ｓ２０ｇを投入し、３０分間攪拌した。続けて、活性白土１５ｇを投入し、９０℃で３０分攪拌した後、減圧ろ過により、固体分を除去した。ろ滓をＮＭＰに攪拌し、減圧ろ過を３回繰り返した。得られたろ液を８０Ｐａにおいて１９０℃から２２０℃で減圧蒸留して、留分として４－ｓｅｃブチルフェニル－１－ナフチルエーテル（化合物９）を取得した。ここで得られた化合物に５重量%の活性白土を加え９０℃で３０分攪拌し、減圧ろ過により混入したグリース等を除去した。
攪拌機、温度計、滴下ロートおよび冷却管を取り付けた容積５Ｌ四つ口フラスコに４－ｓｅｃブチルフェニル１００ｇ（０．６７モル）と１－ブロモナフタレン２７５ｇ（１．３３モル）、炭酸カリウム１３８ｇ（１．３３モル）、ヨウ化銅２５ｇ（０．１３モル）およびＮ－メチル－２－ピロリドン（以下ＮＭＰと記す）３５０ｇを入れ、窒素置換を行った。その後、１７５℃で１２時間攪拌を行った。反応終了後９０℃になるまで自然冷却しキョーワード１０００ｓ２０ｇを投入し、３０分間攪拌した。続けて、活性白土１５ｇを投入し、９０℃で３０分攪拌した後、減圧ろ過により、固体分を除去した。ろ滓をＮＭＰに攪拌し、減圧ろ過を３回繰り返した。得られたろ液を８０Ｐａにおいて１９０℃から２２０℃で減圧蒸留して、留分として４－ｓｅｃブチルフェニル－１－ナフチルエーテル（化合物９）を取得した。ここで得られた化合物に５重量%の活性白土を加え９０℃で３０分攪拌し、減圧ろ過により混入したグリース等を除去した。
［１Ｈ－ＮＭＲ測定条件と炭化水素基置換数算出条件］
１Ｈ－ＮＭＲは日本電子株式会社製の核磁気共鳴装置ＪＮＭ－ＥＣＸ４００を使用して測定した。測定条件は、温度は８０℃、溶媒および標準物質は不使用で行った。
１Ｈ－ＮＭＲは日本電子株式会社製の核磁気共鳴装置ＪＮＭ－ＥＣＸ４００を使用して測定した。測定条件は、温度は８０℃、溶媒および標準物質は不使用で行った。
化学シフトは同一の化合物を溶媒に重クロロホルム、標準物質にＴＭＳを用いた測定を行い、比較することにより求めた。重クロロホルムとベンゼン環のピークが重複し、正確な積分値を求めることができないためである。
上記条件において１Ｈ－ＮＭＲを使用して、得られた化合物１～１０を解析し、各化合物の質量平均分子量を求めた。
また、化合物１～１０の炭化水素基置換数は、各化合物について１Ｈ－ＮＭＲスペクトルを解析して求めた。具体的には、図２に示すモデル化合物の１Ｈ－ＮＭＲスペクトルを用いて、算出方法について説明する。
図２において、ａ（ケミカルシフト６.５～７.３）は芳香環の水素のピークを示す。ｂ１（ケミカルシフト２.８～３.３）およびｂ２（ケミカルシフト２.２～２.７）はベンジル位の水素のピークを示す。ｃ（ケミカルシフト０.５～１.９）は炭化水素基の水素のピークを示す。
これらａ、ｂ１、ｂ２およびｃのピークの積分値（比）を基に、次の式より炭化水素基置換数を算出する：
炭化水素基置換数（ｍ＋ｎ）＝（芳香環の水素数）×（ｂ１＋ｂ２＋ｃ）／［（炭化水素基の平均水素数）×ａ＋ｂ１＋ｂ２＋ｃ］
炭化水素基置換数（ｍ＋ｎ）＝（芳香環の水素数）×（ｂ１＋ｂ２＋ｃ）／［（炭化水素基の平均水素数）×ａ＋ｂ１＋ｂ２＋ｃ］
＜純度測定＞
［ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）測定条件］
ガスクロマトグラフィーは島津製作所製のＧＣ－２０１０ Ｐｌｕｓを使用して測定した。カラムはＵｌｔｒａ ＡＬＬＯＹ＋－１７、キャリアーガスは窒素ガスを使用した。測定温度条件は、５０℃で２分間保持した後、毎分２５℃ずつ１００℃まで昇温、１００℃からは毎分１５℃で３５０℃まで昇温し、３５０℃で１５分保持した。
［ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）測定条件］
ガスクロマトグラフィーは島津製作所製のＧＣ－２０１０ Ｐｌｕｓを使用して測定した。カラムはＵｌｔｒａ ＡＬＬＯＹ＋－１７、キャリアーガスは窒素ガスを使用した。測定温度条件は、５０℃で２分間保持した後、毎分２５℃ずつ１００℃まで昇温、１００℃からは毎分１５℃で３５０℃まで昇温し、３５０℃で１５分保持した。
＜評価試験＞
［ＴＧ法による蒸発量の測定］
ＴＧ法による蒸発量は日立ハイテクノロジーズ社製ＳＴ７２００ＲＶを使用して測定した。キャリアーガスは空気（２００ｍｌ／ｍｉｎ）、試料容器はアルミニウム深皿パンを使用し、試料量は５ｍｇ、温度は２５０℃で、３０分保持した時の各化合物の蒸発量（％）を測定した。
［ＴＧ法による蒸発量の測定］
ＴＧ法による蒸発量は日立ハイテクノロジーズ社製ＳＴ７２００ＲＶを使用して測定した。キャリアーガスは空気（２００ｍｌ／ｍｉｎ）、試料容器はアルミニウム深皿パンを使用し、試料量は５ｍｇ、温度は２５０℃で、３０分保持した時の各化合物の蒸発量（％）を測定した。
本試験では、評価基準を、３０分後の蒸発量２７％以下を満たす化合物を、合格とする。
［薄膜加熱試験］
上記化合物１～１０をそれぞれ０．５ｇ、材質Ｓ４５Ｃの５０Φ凹面皿に秤量した。これを、２００℃の恒温槽に静置し、２時間毎に恒温槽から取り出して重量測定を実施し、室温に戻した際の流動性を確認した。そして、室温での流動性を失った時間を薄膜寿命とした。本試験では、薄膜寿命２５時間以上を合格として判定する。
上記化合物１～１０をそれぞれ０．５ｇ、材質Ｓ４５Ｃの５０Φ凹面皿に秤量した。これを、２００℃の恒温槽に静置し、２時間毎に恒温槽から取り出して重量測定を実施し、室温に戻した際の流動性を確認した。そして、室温での流動性を失った時間を薄膜寿命とした。本試験では、薄膜寿命２５時間以上を合格として判定する。
［潤滑性試験（ＳＲＶ）］
ＯＰＴＩＭＯＬ社のＳＲＶ－５を使用して、潤滑性を測定した。上部試験片は１／２インチＳＵＪ２ボール、下部試験片はＳＫ－５プレートを使用した。温度４０℃、荷重５０Ｎ、速度４０ｍｍ／ｓで５０秒の慣らし運転をした後に、温度４０℃、荷重１００Ｎ、速度４０ｍｍ／ｓで６００秒の本試験を実施して、摩擦係数（ＣＯＦ）を測定し、１００Ｎでの平均ＣＯＦを求めた。本試験では、平均ＣＯＦ０．１５０以下を合格として判定する。
ＯＰＴＩＭＯＬ社のＳＲＶ－５を使用して、潤滑性を測定した。上部試験片は１／２インチＳＵＪ２ボール、下部試験片はＳＫ－５プレートを使用した。温度４０℃、荷重５０Ｎ、速度４０ｍｍ／ｓで５０秒の慣らし運転をした後に、温度４０℃、荷重１００Ｎ、速度４０ｍｍ／ｓで６００秒の本試験を実施して、摩擦係数（ＣＯＦ）を測定し、１００Ｎでの平均ＣＯＦを求めた。本試験では、平均ＣＯＦ０．１５０以下を合格として判定する。
［流動性］
ＪＩＳ Ｋ２２６９（１９８７年）に基づいて、化合物１～１０の流動点（℃）を測定した。本試験では、－２０℃以下を合格として判定する。
ＪＩＳ Ｋ２２６９（１９８７年）に基づいて、化合物１～１０の流動点（℃）を測定した。本試験では、－２０℃以下を合格として判定する。
［粘度特性］
４０℃動粘度（ｍｍ２／ｓ）を、ＪＩＳ Ｋ ２２８３（２０００年）に従って測定、算出した。
４０℃動粘度（ｍｍ２／ｓ）を、ＪＩＳ Ｋ ２２８３（２０００年）に従って測定、算出した。
以上の結果を、表１および表２にまとめる。
（考察）
表１の結果から、本発明に関する実施例のナフチルフェニルエーテル化合物１～６および化合物１０が、上述した蒸発量および薄膜寿命の両方の合格基準をすべて満たすことが示された。つまり、高温での蒸発損失が少なく、高温下における寿命も長いため、耐熱性に非常に優れることがわかった。通常は、化合物の分子量が小さくなれば蒸発量が多くなることが知られているが、本発明の化合物では、実施例１、２および７と比較例２を比較すると炭化水素基の炭素数が同一であっても蒸発量が抑えられていた。実施例２、４、６および７と比較例２を比較すると、同等の分子量であっても、蒸発量は抑えられていた。同等の動粘度を有する実施例３および比較例２を比較すると、本発明の構造を有する場合は、摩擦係数が優れることが分かった。実施例１～７と比較例３を比較すると、同じナフチルエーテルであっても炭化水素基（Ｒ１、および又はＲ２）の炭素数の違いにより、実施例１～７は良好な特性を示した。さらに、本発明の化合物では、低温流動性、潤滑性においても、従来潤滑剤として使用されている化合物と比べて遜色ない性能を備えていることも確認できた。実施例では４０℃動粘度は比較例よりも高かったが、潤滑剤として使用することは可能であった。ゆえに、ナフチルフェニルエーテルの炭化水素基が炭素数６～２８であり、炭化水素基置換数が１．０≦ｍ＋ｎ≦３．０であるとき、耐熱性と低温流動性、潤滑性を併せ持つことが確認できた。
表１の結果から、本発明に関する実施例のナフチルフェニルエーテル化合物１～６および化合物１０が、上述した蒸発量および薄膜寿命の両方の合格基準をすべて満たすことが示された。つまり、高温での蒸発損失が少なく、高温下における寿命も長いため、耐熱性に非常に優れることがわかった。通常は、化合物の分子量が小さくなれば蒸発量が多くなることが知られているが、本発明の化合物では、実施例１、２および７と比較例２を比較すると炭化水素基の炭素数が同一であっても蒸発量が抑えられていた。実施例２、４、６および７と比較例２を比較すると、同等の分子量であっても、蒸発量は抑えられていた。同等の動粘度を有する実施例３および比較例２を比較すると、本発明の構造を有する場合は、摩擦係数が優れることが分かった。実施例１～７と比較例３を比較すると、同じナフチルエーテルであっても炭化水素基（Ｒ１、および又はＲ２）の炭素数の違いにより、実施例１～７は良好な特性を示した。さらに、本発明の化合物では、低温流動性、潤滑性においても、従来潤滑剤として使用されている化合物と比べて遜色ない性能を備えていることも確認できた。実施例では４０℃動粘度は比較例よりも高かったが、潤滑剤として使用することは可能であった。ゆえに、ナフチルフェニルエーテルの炭化水素基が炭素数６～２８であり、炭化水素基置換数が１．０≦ｍ＋ｎ≦３．０であるとき、耐熱性と低温流動性、潤滑性を併せ持つことが確認できた。
一方、表２の結果によれば、従来から使用されている比較例１および２のジフェニルエーテル化合物や、比較例３のブチルフェニルナフチルエーテルでは、蒸発量が多く、また薄膜寿命も短く、本発明の化合物ほどの耐熱性を得ることができなかった。また、すべての実施例および比較例１、２は流動点測定後、雰囲気温度を流動点以上の温度に上昇させた場合再び流動性が確認できたが、比較例３は室温まで戻しても固体のままであった。
ＮＰＯは常温で固体であり、Ｒ２が炭素数４、ｍ＋ｎ＝１である比較例３は炭化水素基が短いため、ＮＰＯの物性が大きく作用し、固化しやすい性質を有していたと考えられる。また、炭化水素基の炭素数が２８を超えると分子同士の相互作用が大きくなり、粘度や流動点が高くなりすぎると考えられる。
この出願は、２０２１年２月１２日に出願された日本国特許出願特願２０２１－０２０３６７を基礎とするものであり、その内容は本願に含まれるものである。
本発明を表現するために、前述において具体例等を参照しながら実施形態を通して本発明を適切かつ十分に説明したが、当業者であれば前述の実施形態を変更及び／又は改良することは容易になし得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
本発明のナフチルフェニルエーテル化合物は、耐熱性に非常に優れているため、高温用潤滑油および耐熱グリース等として好適に用いることができ、広範な産業上の利用可能性を有する。
Claims (8)
- （削除）
- 下記式（１）で示される、ナフチルフェニルエーテル化合物を含む、潤滑油組成物。
- （削除）
- （削除）
- （削除）
- （削除）
- 前記ナフチルフェニルエーテル化合物のＲ１およびＲ２は、同一または異なって、炭素数１２～２４の直鎖もしくは分岐鎖の炭化水素基である、請求項２に記載の潤滑油組成物。
- 前記ナフチルフェニルエーテル化合物の質量平均分子量は４２０～７００である、請求項２または７に記載の潤滑油組成物。
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-
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