JPH02214795A

JPH02214795A - 合成エステル系潤滑油

Info

Publication number: JPH02214795A
Application number: JP3560489A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Tsuruoka; 邦昭鶴岡; Shigenori Fukuda; 福田　栄則; Masato Mori; 真人森; Hitoshi Kobashi; 小橋　仁; Yoshihito Kadoma; 義仁門磨
Original assignee: Nippon Oil and Fats Co Ltd
Current assignee: NOF Corp
Priority date: 1989-02-15
Filing date: 1989-02-15
Publication date: 1990-08-27

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〕本発明は、引火点および粘度指数が高く、かつ流動点の
低い、熱酸化安定性にすぐれた合成エステル系潤滑油に
関し、特に難燃性の作動油に関するものである。

〔従来の技術〕

現在、引火点の高い潤滑油としては、鉄鋼金属機械分野
を中心に、災害防止および消防法の関係から、鉱物油よ
りも高い引火点を有する合成油をベースとした、難燃性
の作動油が用いられている。

この合成系の難燃性の作動油は、燐酸エステル系、水−
グリコール系、合成エステル系の３種に大別される。

燐酸エステル系の作動油は、難燃性、潤滑性、熱酸化安
定性にすぐれるが、シール材との適合性が悪く加水分解
されやすく、また粘度指数が低いという欠点を有してい
るとともに、廃棄の際経済的に問題がある。

水−グリコール系の作動油は、一般に３５〜４５重量％
のグリコール、１０〜２０ｆｉ１％のポリエーテル形増
粘剤、３５〜５０重量％の水を基剤としたものであって
、この作動油は特に難燃性にすぐれ、また低温流動性、
粘度指数、熱酸化安定性も良い。しかし、圧力−粘度変
化が小さく圧力上昇時に増粘しないので、極圧性が要求
される箇所には使用できず、また塗料との適合性も良く
なく、きめ細かなメンテナンスを必要とするため、実用
的にはあまり好まれない。

これらに対し、合成エステル系の作動油は、潤滑性、シ
ール材との適合性、金属腐蝕防止性にすぐれているうえ
に、廃棄に際しても大きな問題がない。このため、合成
系の作動油の中でも最も好ましいものとして、幅広い分
野で利用されている。

ところで、現在使用されている合成エステル系の難燃性
の作動油の引火点は、２５２℃〜２６６℃であるが（「
作動油ハンドブック」、潤滑通信社、１９８５年）、実
用性の点からこれよりさらに高い引火点を有する、つま
り作動油の基油としてその引火点が２７０℃以上である
ことが望まれている。

また、難燃性の作動油は、低温から高温まで広い温度範
囲で使用されることから、すぐれた低温流動性および粘
度−温度特性が求められているが、一般に知られる流動
点降下剤、粘度指数向上剤などの添加剤の使用は、長期
間の使用に耐えられないなどの理由から、あまり好まれ
ていない。このため、作動油の基油として、その流動点
が一２０℃以下、粘度指数が１３０以上であることが望
まれている。

さらに、この種の作動油における４０℃での動粘度は、
油圧ポンプの種類によっても変わってくるが、多くの油
圧ポンプでは２０センチストークス以上であることが必
要とされている。

従来公知の合成エステル系の難燃性の作動油としては、
ネオペンチル型ポリオールのオレイン酸エステルが広く
用いられており、このエステルによれば上述の要求特性
をすべて満足させることができる。ところが、このエス
テルは、分子内に不飽和結合を有しているために、熱酸
化安定性に難点があり、長期間の使用で酸化劣化し、粘
度や酸価の上昇をきたすという問題がある。

そこで、この問題を解決するために、不飽和結合を持た
ない脂肪酸をオレイン酸の代わりに使用することが考え
られたが、飽和脂肪酸を用いた高引火点の合成エステル
は、流動点もまた高く、低温での使用に支障をきたすこ
とになる。一方、この低温での流動性の向上のため、分
枝した飽和脂肪酸を使用すると、流動点は下がるが、粘
度指数も低下するという別の問題が生じる。

また、粘度指数を向上させる目的で、１価の飽和脂肪酸
に加えてアジピン酸などの多塩基酸を用いたネオペンチ
ル型の合成エステルも開発されているが（特開昭５３−
１０２３０７号公報、特開昭５３−１２７９７０号公報
、特公昭６２−２１７７５号公報、特公昭６３−４０８
３９号公報）、流動点、引火点、熱酸化安定性などの要
求特性をすべて満足させるには至っていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来公知の合成エステル系の作動油では、
引火点、流動点、粘度指数、熱酸化安定性に対する諸要
求をすべて満足させることはできなかったのである。

本発明は、上記の事情に鑑み、引火点および粘度指数が
高く、かつ流動点の低い、熱酸化安定性にすぐれた合成
エステル系潤滑油を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討し
た結果、ネオペンチル型ポリオールを２種以上使用する
とともに、これと反応させる脂肪酸として、特定の炭素
数を有する直鎖飽和脂肪酸と分校飽和脂肪酸との混合脂
肪酸あるいはこれにさらに特定の脂肪族二塩基酸を加え
た混合脂肪酸であって、かつこれら混合脂肪酸における
少なくとも直鎖飽和脂肪酸が２種以上の混合系とされた
ものを用いることによって得られる合成エステルが、引
、火点および粘度指数が高く、かつ流動点の低い、しか
も良好な熱酸化安定性を有する潤滑油となりうるもので
あることを見い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の第１は、ネオペンチル型ポリオール
から選ばれる２種以上の混合アルコールと、炭素数５〜
１４の直鎖飽和脂肪酸から選ばれる２種以上の飽和脂肪
酸および全脂肪酸中に占める割合が１０〜５０モル％で
ある炭素数５〜１４の分枝飽和脂肪酸よりなる混合脂肪
酸との合成エステルを主成分とし、かつ引火点が２７０
℃以上、流動点が一２０℃以下、４０℃での動粘度が２
０センチストークス以上、粘度指数が１３０以上である
ことを特徴とする合成エステル系潤滑油に係るものであ
る。

また、本発明の第２は、ネオペンチル型ポリオールから
選ばれる２種以上の混合アルコールと、炭素数５〜１４
の直鎖飽和脂肪酸から選ばれる２種以上の飽和脂肪酸、
全脂肪酸中に占める割合が１０〜５０モル％である炭素
数５〜１４の分枝飽和脂肪酸および全脂肪酸中に占める
割合が２０モル％以下である不飽和結合を含まない脂肪
族二塩基酸よりなる混合脂肪酸との合成エステルを主成
分とし、かつ引火点が２７０℃以上、流動点が＝２０℃
以下、４０℃での動粘度が２０センチストークス以上、
粘度指数が１３０以上であることを特徴とする合成エス
テル系潤滑油に係るものである。

〔発明の構成・作用〕

本発明に用いるネオペンチル型ポリオールとしては、ネ
オペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメ
チロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエ
リスリトールなどが挙げられ、これらのポリオールの中
から２種以上のものを混合使用する。１種のみの使用で
は、得られる合成エステルの流動点が上昇し、難燃性の
作動油の基油として望まれる一２０℃以下の流動点とな
りにくい。各アルコールの使用割合は特に規定されない
が、混合アルコール中に占める各アルコールの割合がそ
れぞれ５モル％以上であるのが流動点を下げるうえで特
に好ましい。

本発明′における直鎖飽和脂肪酸としては、吉草酸、カ
プロン酸、ヘプタン酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カ
プリン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、
ミリスチン酸などの炭素数５〜１４、特に好適には８〜
１４の直鎖飽和脂肪酸の中から２種以上のものを混合使
用する。１種のみの使用では、引火点、流動点、粘度指
数のバランスを保ちに＜＜、特に現在使用されている合
成エステル系の難燃性の作動油の引火点よりも高くなる
、既述した２７０℃以上の引火点を得ることが難しくな
る。また、炭素数が４未満となっても、２７０℃以上の
引火点を満たしにくり、炭素数が１５を超えると、−２
０℃以下の流動点を満たすことができなくなる。

本発明に用いられる分枝飽和脂肪酸としては、２−エチ
ルヘキシル酸、イソヘキサン酸、イソヘプチル酸、イソ
オクチル酸、イソノニル酸、イソデカン酸、イソウンデ
カン酸などの炭素数５〜１４、特に好適には８〜１４０
分校飽和脂肪酸が用いられる。この脂肪酸は１種であっ
ても２種以上の混合物であってもよい、炭素数が４未満
の分枝飽和脂肪酸では、２７０℃以上の引火点を満たす
ことができず、炭素数が１５を超える分枝飽和脂肪酸で
は、−２０℃以下の流動点を満たすことができない。

本発明で使用する上記の分枝飽和脂肪酸の使用量は、全
脂肪酸中に占める分枝飽和脂肪酸の割合が１０〜５０モ
ル％、特に好ましくは３０〜４５モル％となるように決
められる。１０モル％未満となると、流動点が一２０℃
以下とならず、５０モル％を超えてしまうと、低温から
高温までの広い温度範囲で使用される難燃性の作動油と
して望まれるすぐれた粘度−温度特性、つまり１３０以
上の粘度指数を得ることが難しくなる。

本発明においては、ネオペンチル型ポリオールと反応さ
せる脂肪酸として、上述の直鎖および分枝飽和脂肪酸の
ほか、低温流動性や粘度指数などを向上させる目的で、
不飽和結合を含まない脂肪族二塩基酸を用いることがで
きる。不飽和結合を含む二塩基酸などの他の多塩基酸の
使用は、熱酸化安定性などを損なうため、好ましくない
。

不飽和結合を含まない脂肪族二塩基酸としては、グルタ
リック酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸など
が挙げられる。工業的に安定かつ安価に入手できる点を
考慮すると、炭素数が５〜１２の脂肪族二塩基酸が好ま
しく、特にセバシン酸が好ましい。

これら不飽和結合を含まない脂肪族二塩基酸の使用量は
、全脂肪酸中に占める割合が２０モル％以下、特に好適
には１０モル％以下となるように決められる。また、こ
の二塩基酸の使用に基づく前記効果を得るためには通常
３モル％以上の使用量とするのがよい。２０モル％を超
える過剰使用は、得られる合成エステルの粘度が高くな
りすぎるため、実用上好ましくない。

本発明における合成エステルは、−ｇに、上述のネオペ
ンチル型ポリオールからなる混合アルコールと、炭素数
５〜１４の直鎖および分枝飽和脂肪酸からなる混合脂肪
酸あるいはこれにさらに不飽和結合を含まない脂肪族二
塩基酸を加えた混合脂肪酸とのエステル化反応によって
、調整することが可能である。

混合アルコールと混合脂肪酸との反応モル比については
、特にこれを限定するものではないが、得られる合成エ
ステルの水酸基価が高すぎると粘度指数が低くなる場合
があり、また酸価が高すぎると酸化安定性が悪化したり
引火点が低下したりする場合があるため、一般には混合
アルコール１当量に対して混合脂肪酸が０．９〜１．１
当量となるような割合とするのが好ましい。

本発明の合成エステルは、上記のエステル化反応後、脱
酸、水洗、吸着処理などの一般の精製工程により精製す
ることが可能である。精製後の合成エステルの酸価およ
び水酸基価は、前述の観点から、酸価でｌ■ＫＯＨ／　
ｇ以下、水酸基価で４０■ＫＤＨ／　ｇ以下であるのが
好ましい。

本発明の潤滑油は、上記の合成エステルを主成分とした
ものであって、この潤滑油には通常用いられる耐荷重添
加剤、酸化防止剤、消泡剤、防錆剤、抗乳化剤、流動点
降下剤、粘度指数向上剤、乳化剤などの各種の添加剤を
必要に応じて配合することができる。

本発明の合成エステル系潤滑油は、このように構成され
てなり、その引火点が２７０℃以上、流動点が一２０℃
以下、４０℃での動粘度が２０センチストークス以上、
粘度指数が１３０以上であることを特徴としているとと
もに、熱酸化安定性にもすぐれるという特徴をも有して
いる。これらの諸性能は、いうまでもなく、合成エステ
ルを構成するネオペンチル型ポリオールおよび脂肪酸の
前記した種類、量ｄどによって、またその組み合わせに
よって、奏し得られるものである。

〔発明の効果〕

本発明によって得られる潤滑油は、引火点が高いばかり
ではなく、低温流動性、粘度指数にすぐれるとともに熱
酸化安定性にもすぐれるため、難燃性の作動油として、
高温で長期間にわたり使用できる。

また、本発明の潤滑油は、そのバランスのとれた物性の
ために難燃性作動油としてばかりでなく、各種タービン
油、各種エンジン油としても使用することが可能である
。

さらに、本発明の潤滑油は、従来から知られている各種
の添加剤を添加しても充分にその効果を発揮できるもの
である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。

実施例１１１の四つロフラスコに、撹拌機、温度計、窒素吹き込
み管および冷却管を取り付けた懸垂管を取り付けた。こ
のフラスコに、カプリン［１６Ｂ。

３ｇ、ラウリン酸２８９．４ｇ、２−エチルヘキシル酸
１６８．３ｇ、トリメチロールプロパン２６．８ｇ１ペ
ンタエリスリトール８１．６ｇ、ジペンタエリスリトー
ル５０．９　ｇを仕込み、窒素を吹き込みながら２２０
℃で１０時間反応させた。エステル化触媒としてｐ−）
ルエンスルホン酸を全仕込み量に対して０．３重量％用
いた。

反応終了後、ＫＯＨにて未反応の酸を中和し、水洗の後
９５℃、２０ｍＨｇ、１時間の条件で脱水し、さらにろ
過を行って、合成エステルｔ１を得、これを本発明の合
成エステル系潤滑油とした。この合成エステルの物性値
（４０℃での動粘度、粘度指数、引火点、流動点、酸価
、水酸基価）は、つぎの第１表に示されるとおりであっ
た。

また、上記と同様にして合成エステル隊２〜磁１０を得
、これらをそれぞれ本発明の合成エステル系潤滑油とし
た。各合成エステルの脂肪酸およびアルコールの仕込み
比と前記同様の物性値を第１表に示した。

比較例１ネオペンチル型ポリオールと飽和脂肪酸との合成エステ
ルであるが、本発明に該当しない合成エステル胤１１〜
磁１８を実施例１に準じて得、これらをそれぞれ比較用
の合成エステル系潤滑油とした。各エステルの組成およ
び物性値を第１表に示した。

比較例２ネオペンチル型ポリオールと不飽和脂肪酸くオレイン酸
）との合成エステルＮＩＬ１９、Ｎ１２０を実施例１に
準じて得、これらをそれぞれ比較用の合成エステル系潤
滑油とした。各エステルの組成および物性値を第１表に
示した。

つぎに、上記の実施例１（ｍｌ−ｍ１ｏ）および比較例
２（Ｎａ１９、患２０）の潤滑油につき、酸化安定性試
験をＪＩＳ　　Ｋ２５１４−１９８２の３．１に基づい
て行った。すなわち、試料油２５０ｍ１を銅および銅触
媒存在下で１６５．５℃に保ち４８時間酸化させ、全酸
価の増加と粘度変化を調べた。この試験結果をつぎの第
２表に示した。

第　　　２　　　表点、粘度指数および熱酸化安定性のすべての特性にすぐ
れていることが判る。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ネオペンチル型ポリオールから選ばれる２種以上
の混合アルコールと、炭素数５〜１４の直鎖飽和脂肪酸
から選ばれる２種以上の飽和脂肪酸および全脂肪酸中に
占める割合が１０〜５０モル％である炭素数５〜１４の
分枝飽和脂肪酸よりなる混合脂肪酸との合成エステルを
主成分とし、かつ引火点が２７０℃以上、流動点が−２
０℃以下、４０℃での動粘度が２０センチストークス以
上、粘度指数が１３０以上であることを特徴とする合成
エステル系潤滑油。
（２）ネオペンチル型ポリオールから選ばれる２種以上
の混合アルコールと、炭素数５〜１４の直鎖飽和脂肪酸
から選ばれる２種以上の飽和脂肪酸、全脂肪酸中に占め
る割合が１０〜５０モル％である炭素数５〜１４の分枝
飽和脂肪酸および全脂肪酸中に占める割合が２０モル％
以下である不飽和結合を含まない脂肪族二塩基酸よりな
る混合脂肪酸との合成エステルを主成分とし、かつ引火
点が２７０℃以上、流動点が−２０℃以下、４０℃での
動粘度が２０センチストークス以上、粘度指数が１３０
以上であることを特徴とする合成エステル系潤滑油。