JPH01245094A - 合成潤滑油 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は新規な合成潤滑油に関するものであり、特に、
熱酸化安定性、耐加水分解性および低温流動性に優れた
合成潤滑油に関するものである。

［従来の技術］ 近年、更油期間延長や省エネルギー化に対する終わるこ
とのない要求や、機械装置の高性能化に伴い、潤滑油の
性能に対する要求はますます過酷なものとなってきてい
る。就中、熱酸化安定性の特に優れた潤滑油が強く要望
されるようになってきている。

このような要望に応えるために、ポリαオレフィン、ポ
リブテン、ポリアルキレングリコール、アルキルベンゼ
ン、アルキルナフタレン、脂肪族エステル、リン酸エス
テル等が開発され、熱酸化安定性が要求される分野に使
用されている。例えば、ポリαオレフィンは自動車用エ
ンジンオイル、ギヤ油、グリース基油等に、ポリブテン
は２サイクルエンジンオイル、コンプレッサーオイル等
に、ポリアルキレングリコールはブレーキ浦、作動油等
に、アルキルベンゼンは電気絶縁油、冷凍機油等に、脂
肪族エステルはジェットエンジンオイル、自動車用エン
ジンオイル、油圧作動油、グリース基油、精密機械油等
に、リン酸エステルは油圧作動油等に利用されている。

しかしながら、これらの合成潤滑油もより過酷な条件下
では使用に耐え得ない。これに対し、シリコーン系潤滑
油、ポリフェニルエーテル、フッ素合成潤滑油等も利用
されているが、いずれも非常に高価であり、利用範囲が
限定されている。

一方、脂肪族エステルの中で、トリメチロールプロパン
、ペンタエリスリトール等を原料とするエステルは、比
較的安価で熱酸化安定性の良いことが知られている。特
に、特公昭５９−２８２３９号公報に示されるような、
分岐鎖状飽和脂肪モノカルボン酸とのエステルは熱酸化
安定性が良いだけでなく、低温流動性も優れている。し
かしながら、これらのポリオールエステルは粘度が低く
、せいぜい４０℃で９０ｃｓｔが限度であり、高粘度の
らのは得られない。このため、適用可能な範囲が非常に
狭いという問題を有している。この解決のため、アジピ
ン酸等によって一部架橋して粘度を高くしたコンプレッ
クスエステルが考案されているが、高粘度の割に揮発減
潰が大きいという欠点を有している。また、これらのポ
リオールエステルや、コンプレックスエステルは使用条
件によっては加水分解されて脂肪酸が生成し、潤滑油を
施した金属表面を腐食したり脂肪酸金属石鹸を生成して
潤滑不良を起こす等の問題を生じている。

このように、耐加水分解性を持ち、かつ熱酸化安定性、
低温流動性をも兼ね備えた合成潤滑油として充分なしの
はまだ得られていない。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の状況に鑑み、本発明は熱酸化安定性、耐加水分解
性に優れ、かつ低温流動性に優れた、しかも安価な合成
潤滑油を提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記課題解決のために鋭意研究を重ねた
結果、特定構造を有する多価アルコールの分岐酸エステ
ルを主成分とする潤滑油によってこれを解決し得ること
を見出した。すなわち、本発明は１個以上の第２水酸基
を有し、かつ２個以下の第１水酸基を有する脂肪族多価
アルコールと、式： （Ｒはそれぞれ独立して炭素数４〜２０アルキル基） で示されるα分岐脂肪酸とから合成されるエステルを含
有する熱酸化安定性、耐加水分解性に優れ、かつ低温流
動性に優れた合成潤滑油を提供するものである。

ここで、本発明に用いられる多価アルコールとしては、
グリセリン、ソルビトール、マンニトール等が挙げられ
、さらにこれらの多価アルコールの縮合物ら用いること
ができる。特に式・（ｎは炭素数０〜２０の整数） で示されるようなグリセリンおよびその縮合物のエステ
ルを用いた合成潤滑油は特に熱酸化安定性、低温流動性
において優れた好ましい特性を有するものである。これ
らの縮合物からは、縮合度を変えることによって、所望
の粘度グレードのエステルを得ることができる。本発明
の式（ＩＩ）で表されるグリセリンの好ましい縮合度の
範囲はθ〜２０であり、特に、０〜１２の縮合度のもの
が好ましい。縮合度が２０を超えると、エステルの粘度
が高くなりすぎて、このエステルを用いて本発明の目的
に合致させることのできるような合成潤滑油を得ること
が困難となる。グリセリンおよびその縮合物（ＩＩ）を
用いることは上述の点だけではなく、これらが天然油脂
を原料に安価に供給される点でも、実用上たいへん有利
である。

式（ＩＩ）に示されるグリセリン縮合物は例えば、Ｎａ
ＯＨ１ＺｎＯ等のアルカリ触媒０．０１−５重５１％存
在下、グリセリンあるいはグリシドールを１００〜３０
０℃で反応させて得られる。ただし、このような方法に
限定されるものではない。

本発明における多価アルコールの分岐脂肪酸エステルと
して、特に、４０℃において１０〜５００　ｃｓｔの動
粘度（ＪＩＳ　　Ｋ−２２８３に基づく）を示し、かつ
−３０℃で２４時間保持後も流動性を示すものが、合成
潤滑油として優れた性能を発揮することが見出された。

本発明に用いられる分岐脂肪酸としては、上記（１）に
示される、例えば、２−ブチルオクタン酸、２−ペンチ
ルノナン酸、２−へキシルデカン酸、２−へブチルウン
デカン酸、２−オクチルドデカン酸、２−ノニルトリデ
カン酸、２−デシルテトラデカン酸、２−ウンデシルペ
ンタデカン酸、２−ドテシルヘキサデカン酸、２−トリ
デシルへブタデカン酸、２−ペンタデシルノナデカン酸
、２−ヘキサデシルエイコサン酸、２−ヘブタデシルウ
ンエイコサン酸、２−オフタデシルトエイコサン酸、２
−エイコシルテトラエイコサン酸等が挙げられる。この
うち、Ｒの炭素数が４〜１０のものが特に優れた性能を
示す。Ｒの炭素数が２０を超えるとエステルの粘度も流
動点も高くなり好ましくない。

上記分岐脂肪酸の製造法はいろいろ知られている。例え
ば、オキソ法によりオレフィンから得られるものがある
が、この方法は同時に直鎖脂肪酸を生じるため、これを
用いたエステルは、低温流動性が劣り好ましくない。類
似の分岐脂肪酸の製造方法としては、別に特開昭５５−
８１３４号公報に示されるように、３価のマンガン化合
物の存在下、無水酢酸にα−オレフィンを反応させる方
法がある。この方法によって得られる脂肪酸はα−オレ
フィンの付加モル数の異なる数種の脂肪酸が生じ、さら
に２分子以上付加した物についてはα位で対称な鎖長に
分岐した物とγ位で分岐した物とができる。しかも、α
−オレフィンの付加モル数の多い脂肪酸はエステル化反
応が進みにくく、また、γ−分岐酸エステルはα−分岐
酸エステルに比べ熱安定性が劣るなど、好ましくない特
性の脂肪酸を多種含むため、これに由来する混合エステ
ルを用いて合成潤滑油をつくってもその性能は劣ったも
のにならざるを得ない。このような雑多な混合エステル
から好みのエステルを精製することは原理的に可能でも
、実用性、経済性を考慮と不可能に近い。

本発明に使用する分岐脂肪酸の合成法として最も適した
方法は、例えば、直鎖アルコールからゲルベ（Ｇ　ｕｅ
ｒｂｅｔ）法により得られる分岐アルコールを酸化する
方法である。この方法では、得られるα−分岐酸は単一
な非対称鎖長の分岐をなし、しかも、純度が高くそのま
まエステル化したものを用いて本発明の目的とする好ま
しい合成潤滑油を得ることができる。

これらの脂肪酸１種あるいは２種以上の混合物と、これ
らのアルコールを種あるいは２種以上の混合物とを高温
で脱水縮合することによって、本発明のエステルを得る
ことができる。この際、得られるエステルの酸価は低い
ほど好ましく、！屑２ＫＯＨ／ｇ以下であ゛れば特に優
れた合成潤滑油を得ることができるが、酸価が高すぎる
と金属腐食等の問題を生じ易く好ましくない。

以上のような方法によって本発明に使用するエステルを
合成することができるが、合成方法は上記のみに限定さ
れるものではない。

本発明におけるエステルの構造は、酸が分岐構造を有し
、アルコールが第２水酸基を多くもっているため、加水
分解安定性の極めて優れたものである。また、エーテル
結合および非対称分岐構造の存在は、低温流動性および
高温清浄性を高める原因となっている。これらのエステ
ルにおいて、例えば、グリセリンの縮合度を制御すれば
、低粘度から高粘度まで好みの粘度の合成潤滑油をつく
ることができる。

本発明におけるエステルは、通常、潤滑油で使用される
鉱物油や、ポリα−オレフィン、ポリブテン、アルキル
ベンゼン、アルキルナフタレン、ポリアルキレングリコ
ール、ポリオールエステル、脂肪酸ジエステル、リン酸
エステル、ボリフェニルエーテル等の合成油、またはこ
れらの混合油等を配合してよい。ただし、合成油は」二
足の物に限定されるものではない。本発明のエステル／
他の合成油の重量比は１００１０〜１／９９の範囲で用
いられることが多い。

また、必要により通常使用される酸化防止剤、極圧剤、
防錆剤、消泡剤、抗乳化剤等の各種添加剤を配合するこ
とができる。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防
止剤（例えば、２．６−ノーＥ−ブチル−４−メチルフ
ェノール、４，４”−メチレンビス（２，６−ノー１−
ブチル−フェノール）等）、アミン系酸化防止剤（例え
ば、ｐ、ｐ−ジオクチルフェニルアミン、モノオクチル
ジフェニルアミン、フェノチアジン、３．７−シオクチ
ルフエノチアジン、フェニル−１−ナフチルアミン、フ
ェニル−２−ナフチルアミン、アルキルフェニル−１−
ナフチルアミン、アルキルフェニル−２−ナフチルアミ
ン等）、硫黄系酸化防止剤（例えば、アルキルノサルフ
ァイド、チオジプロピオン酸エステル、ベンゾチアゾー
ル等）およびジアルキルジチオリン酸亜鉛、ノアリルジ
チオリン酸亜鉛等が使用可能である。極圧剤としては、
ジアルキルジチオリン酸亜鉛、ジアリルノチオリン酸亜
鉛、ジアルキルポリサルファイド、トリアリルフォスフ
ェート、トリアルキルフォスフェート等である。防錆剤
としてはアルケニルコハク酸、アルケニルコハク酸誘導
体、ソルビタンモノオレエート、ペンタエリスリトール
モノオレエート、グリセリンモノオレエート、アミンフ
ォスフェート等が使用可能である。

消泡剤としては、シリコーン油（例えば、ノメチルボリ
ンロキサン等）、オルガノシリケート類（例えば、ノエ
チルシリケート等）等を用いることができる。また、抗
乳化剤として使用可能のらのは、ポリオキシアルキレン
グリコール、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、
ポリオキンアルキレンアルキルアミド、ポリオキシアル
キレン脂肪酸エステル等である。ただし、上記に限定さ
れるものではない。これら添加剤の配合量は通常潤滑油
全量の０．０１−１５重量％の範囲で用いられる。

また、本発明による合成潤滑油に乳化剤や、分散剤を配
合し、水に乳化、分散し、水系潤滑剤としても使用する
ことができる。

本発明の潤滑油は潤滑油の一般的な使用形態である作動
油、金属加工油、圧縮材部、グリース基油、熱媒体油、
エンジン油、タービン油、ターボチャージャー油等に使
用でき、熱酸化安定性や潤滑性が必要とされる分野には
特に有効である。

［実施例］ 本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施
例に限定されない。

実施例１ （エステル合成例） ２Ｑの四つロフラスコに撹拌機、温度計、窒素導入管お
よび冷却器付きの脱水管を取り付けた。

２−ブチルオクタン酸６００ｇ（３，０モル）と、グリ
セリン９２ｇ（１，０モル）を萌記フラスコに取り、窒
素気流下２４０℃で９時間エステル化反応を行い、本発
明のエステルを得た。

実施例２〜７ 表−１に示したアルコ−爪および脂肪酸により、実施例
１と同様の方法で本発明のエステルを得た。

（実施例Ｉ） 実施例１〜７および表−１に示す比較例１〜８のエステ
ルの粘度、熱酸化安定性を調べた。結果を表−１に示し
た。熱酸化安定性の測定方法は下記の通りである。

（１）３００℃分解率 理学電機（株）製分折装置（ＴＧ）を用い、空気雰囲気
中にて５℃／分の昇温速度で加熱したとき、３００°Ｃ
において試料が減量した割合（％）で示した。

（２）熱安定性試験 潤滑油熱安定性試験（ＪＩＳ　　Ｋ−２５４０）に従い
、２０ｇのサンプルを１７０℃にて２日間空気オープン
中に放置し、粘度増加率、酸価増加、スラッン発生状態
を調べた。粘度増加率とは、熱安定性試験における試料
粘度増加を試験的の試料粘度で除した値を百分率で表し
たものである。酸価増加は、試験後の試料の酸価から、
試料の酸価を差し引いた値とした。また、スラッノ状態
の判定は目視で行い、◎、Ｏ１△、×の四段階判定とし
た。

（３）低温流動性 一３０°Ｃの恒温槽に２４時間放置後、流動性を調べた
。

○は低温流動性であり、×は低温流動性なしを示す。

（実施例■） 本発明のエステルの熱酸化安定性の指標として、高温清
浄性を調べるためにホットチューブ試験を行った。

ホットチューブ試験は（株）小松設備製ホットチューブ
テスターを用いた。垂直にたてられたガラス細管の温度
を３００℃に保ち、下方より微量の試験油および空気を
各々所定の流儀で１６時間流し、ガラス細管内壁に生じ
るデポジットの状態を標準カラースケールにより評価し
た（０〜１０点の評価で１０点満点）。結果を表−２に
示す。

（実施例■） 本発明のエステルの加水分解安定性を試験した。

試料■ミリモルに０．５ＮＫＯＨ工タノール溶液２０ｍ
１２を加え、９０℃で１時間撹拌した後加水分解率を調
べた。結果を表−３に示す。

（実施例■） 実施例２のエステル１００重量部に対し、ペンタエリス
チル−テトラキス［１（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−
ヒドロキシフェニル）プビオネートコ０．３重量部、ベ
ンゾトリアゾール０．１重量部、イソデシルアシッドフ
ォスフェート０．１重量部添加した合成潤滑油をモータ
軸受は油に用いたところ、熱酸化安定性および潤滑性に
優れた、極めて良好な性能を示すものであった。

実施例Ｉ〜■に示されるように、本発明のエステルを含
有する合成潤滑油は、従来からの潤滑油である鉱物油、
ポリαオレフィン、二塩基酸エステル、ポリオールエス
テル、ポリアルキレングリコール等に比較して耐加水分
解性に優れ、熱酸化安定性、低温流動性、高温清浄性等
において特に優れていることが分かる。

表−２ 表−３ 手続補正書 特許庁長官殿　　　　昭和６３年　５月２０日２、発明
の名称 合成潤滑油 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　東京都中央区日本橋茅場町−丁目ｌ・１番ｌＯ”
号住所　〒５４０　　大阪府大阪市東区域見２丁目１番
６１号６、補正の対象　　明細書の「発明の詳細な説明
」の欄７、補正の内容 １、明細書第１１頁第４行、「合成油」とあるを「潤滑
油」に訂正する。

以上

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）１個以上の第２水酸基を有し、かつ２個以下の第
   １水酸基を有する脂肪族多価アルコールと、式： ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （Ｒはそれぞれ独立して炭素数４〜２０アルキル基） で示されるα分岐脂肪酸とから合成されるエステルを含
   有する合成潤滑油。
2. （２）脂肪族多価アルコールが式： ▲数式、化学式、表等があります▼（II） （ｎは炭素数０〜２０の整数） で示されるアルコールであることを特徴とする請求項１
   記載の合成潤滑油。
3. （３）エステルが、４０℃において１０〜５００ｃｓｔ
   の動粘度を示し、かつ−３０℃で２４時間保持後も流動
   性を示すエステルであることを特徴とする請求項１記載
   の合成潤滑油。