JPS6212780B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、新規なネオペンチルポリオールエス
テルおよびそれを基油とする耐フロン性工業用油
に関する。 近年、冷凍、冷房工業、産業機器の高度化に伴
う冷却、あるいは廃エネルギーの再利用など各種
の分野でフロンの利用が計られている。これらの
具体例としては、冷凍機、冷房機器をはじめ、変
圧機、整流器等の絶縁油の冷却（日本特許第
862364号、同第862365号）、潤滑油の冷却、油の
難燃化（C.L.Moore and P.Voylik：Gas Vapor
and Fire Resistant Transformers：1979IEEE
Summer Meeting）、フロンタービン（日経メカ
ニカル1979、10.15：中−低温排熱を有効に利用
できる油−フロン発電システム、特開昭52−
56242号、同54−139893号）などがある。 こうしたフロンを使用する機器においては、油
とフロンとの反応、あるいはフロンの熱分解によ
つて塩化水素を生成し、これによつて装置の金属
部分が腐食したり、油の劣化が促進されるなどの
問題がある。 本発明の目的は、フロンの共存下に使用しても
安定で、フロンに対してもほとんど影響を及ぼさ
ないいわゆる耐フロン性工業用油を提供すること
にある。 こうした油に要求される特性としては、(1)化学
的安定性にすぐれていること、すなわちフロン共
存下で高温にさらされても油の分解がおこりにく
いこと、(2)機器の始動時における流動特性がすぐ
れていること、すなわち低温特性が良好（たとえ
ば流動点が０℃以下）なことである。さらに安全
性の面から引火点も高いことが望ましい。 本発明者らは、こうした要求にこたえる油を提
供するために各種の合成油について検討した結果
ネオペンチルポリオールと下記(a)、(b)の化学構造
の異なる２種の混合脂肪酸とのトリメチロールプ
ロパンまたはペンタエリスリトールエステルがす
ぐれていることを見い出した。 (a) 炭素数８ないし12の分枝飽和脂肪酸 (b) 炭素数12ないし18の直鎖飽和脂肪酸 ただし、(a)と(b)の混合重量比が95：５ないし
15：85である。 このネオペンチルポリオールエステルは新規な
エステルである。 また、本発明のネオペンチルポリオールエステ
ルはトリメチロールプロパンまたはペンタエリス
リトールのヒドロキシル基が完全にエステル化さ
れた完全エステルである。 フロン存在下におけるエステルの化学的安定性
は、エステル自身の熱安定性の高いものが一般に
良い結果をもたらした。なかでも、本発明の前記
ネオペンチルポリオールエステルはきわめて安定
であつた。これらは飽和脂肪酸のエステルであ
り、不飽和脂肪酸のエステルの場合は化学的安定
性が低い。 化学的安定性と潤滑性の点からみると、直鎖で
炭素数12以上の飽和脂肪酸のエステルが最もすぐ
れているが、流動点が高いために使用は困難であ
る。炭素数11以下の直鎖飽和脂肪酸のエステルは
フロン存在下における化学的安定性が極端に低
い。このために熱安定性が良好で流動点の低い中
鎖（炭素数８〜12）の分枝飽和脂肪酸を併用し
た。炭素数７以下の分枝飽和脂肪酸を併用すると
潤滑性と引火性が低下する。また、炭素数13以上
の分枝飽和脂肪酸は低温特性を悪くする。 (a) 炭素数８ないし12の分枝飽和脂肪酸として
は、オレフインを原料とするオキソ法やコツホ
法で製造されるものや、アルコールのゲルベ法
による二量化反応で製造されるもの、アルデヒ
ドのアルドール縮合によつて製造されるもの等
があり、たとえばイソオクタン酸、２−エチル
ヘキサン酸、イソノナン酸、イソデカン酸、イ
ソウンデカン酸等があるが、とくに２−エチル
ヘキサン酸が好ましい。 (b) 炭素数12ないし18の直鎖飽和脂肪酸として
は、天然油脂から得られる脂肪酸や合成によつ
て得られる脂肪酸があり、たとえばラウリン
酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン
酸などがある。 (a)と(b)の重量比は、95：５より大きくなると潤
滑性と引火点が低下し、15：85より小さくなると
低温特性が悪くなる。 前記のトリメチロールプロパンおよびペンタエ
リスリトール、(a)および(b)はそれぞれ１種または
２種以上の混合物として本発明のネオペンチルポ
リオールエステルを構成する。 本発明のネオペンチルポリオールエステルは通
常のエステル化反応やエステル交換反応によつて
製造され、さらに通常の方法で精製される。 本発明のネオペンチルポリオールエステルを基
油とする耐フロン性工業用油は通常使用される安
定剤、防錆剤、酸化防止剤等各種の添加剤を含有
することができる。 本発明の耐フロン性工業用油は、引火点が高
く、高温での化学的安定性にすぐれ、フロンとほ
とんど反応せず、しかもフロンの安定化効果もあ
るので、難燃性が要求される作動油（油−フロン
混合系）のベース油として、またフロン直接冷却
方式を採用した絶縁油、軸受油として使用され
る。さらに潤滑性にもすぐれており、フロン圧縮
機油、冷凍機油などのフロンの存在下で使用され
るあらゆる機器用の潤滑油として利用することも
できる。 つぎに本発明を実施例により説明する。 実施例 １ 撹拌棒、窒素ガス吹き込み管、温度計および冷
却器付水分離器を備えた１四ツ口フラスコに、
ペンタエリスリトール95.2ｇ（0.70モル）、２−
エチルヘキサン酸258.2ｇ（1.79モル）およびラ
ウリン酸238.4ｇ（1.17モル）をとり、窒素気流
下240℃で12時間、留出する水を系外に除きなが
らエステル化反応を行つた。反応後10％カセイソ
ーダ水溶液を用いて80℃で脱酸を行つたのちに水
洗を行い、ついで減圧下に脱水してから活性白土
を用いて脱色を行い、酸価0.05の精製ネオペンチ
ルポリオールエステルNo.１を得た。このエステル
の脂肪酸の混合重量比（ガスクロマトグラフイ
ー）、分子量（蒸気圧平衡法）、動粘度（JIS Ｋ−
2283）、流動点（JIS Ｋ−2269）および引火点
（JIS Ｋ−2803）を表１に、赤外線吸収スペクト
ル図を図１に、核磁気共鳴吸収スペクトル図を図
２に示す。なお、(a)２−エチルヘキサン酸と(b)ラ
ウリン酸の反応性が異なるので、反応に用いた脂
肪酸の混合重量比と得られたネオペンチルポリオ
ールエステルを構成する脂肪酸の混合重量比は異
なつている。 同様に反応を行つて表１のネオペンチルポリオ
ールエステルNo.２〜No.８を得た。 表１より、本発明のネオペンチルポリオールエ
ステルは流動点が０℃以下で低温特性にすぐれて
おり、また引火点も250℃以上で高いことがわか
る。

【表】 実施例 ２ 表１の本発明のネオペンチルポリオールエステ
ル６種、ネオペンチルポリオールエステルの従来
品２種および市販の冷凍機油２種と熱媒体油１種
について、高温における化学的安定性を評価する
ためにシールドチユーブテストを行つた。 すなわち、肉厚硬質ガラス試験管に試料油
（1.5ml）とフロンR113またはフロン12（1.5ml）
と鉄棒（SK−３）を入れて減圧下に封管した。
これを180℃のオイルバスに入れて加熱試験を
1000時間行つた。試験後の試料油の色相、塩化水
素生成量および金属腐食（鉄棒）の結果を表２に
示す。 本発明のネオペンチルポリオールエステルはネ
オペンチルポリオールエステルの従来品、市販の
冷凍機油や熱媒体油に比較して化学的安定性に非
常にすぐれていることがわかる。

【表】 実施例 ３ 表２と同じ試料油について、試料油（1.5ml）
とフロン11（1.5ml）の混合物およびフロン11単
独（1.5ml）を用い、鉄棒（SK−３）とともに肉
厚硬質ガラス管内に減圧下に封入し、175℃で３
週間加熱試験を行つた。試験後の塩化水素生成量
を表３に示す。 本発明のネオペンチルポリオールエステルとフ
ロン11の混合物の場合、フロン11単独の場合より
も塩化水素生成量が少なくてフロンの安定化にも
効果をもつことがわかる。

【表】

【表】 実施例 ４ 表２と同じ試料油について、フロン共存下にお
ける潤滑性を評価するため、高速四球試験機（シ
エル式）による摩擦試験を行つた。この試験機は
大気中における実験を目的としたものなので、図
３に示すように鋼球１を保持する油容器の形状に
改造した。すなわち、油容器のふたにオイルシー
ル２を取りつけて、油容器底部からフロン12ガス
を導入しながら回転させた。回転速度600rpm、
回転時間10分、負荷荷重40Kg、フロン12ガス流量
0.1／min、室温（25℃）の条件で摩擦試験を
行つたときの摩耗痕直径を表４に示す。 本発明のネオペンチルポリオールエステルは、
ネオペンチルポリオールエステルの従来品、市販
の冷凍機油や熱媒体油に比較して潤滑性にもすぐ
れていることがわかる。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

図１は本発明のネオペンチルポリオールエステ
ルNo.１の赤外線吸収スペクトル図、図２は同No.１
の核磁気共鳴吸収スペクトル図である。図３はフ
ロン共存下における摩擦試験に用いた改造した高
速四球試験機の縦断面図である。 １……鋼球（12.7mmφ）、２……オイルシー
ル、３……試料油、４……フロンガス入口、５…
…フロンガス出口、６……回転軸、７……自動調
芯用スラストベアリング、８……油圧機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トリメチロールプロパンまたはペンタエリス
   リトールと下記(a)、(b)の混合脂肪酸との完全エス
   テルからなるネオペンチルポリオールエステル。 (a) 炭素数８ないし12の分枝飽和脂肪酸 (b) 炭素数12ないし18の直鎖飽和脂肪酸 ただし、(a)と(b)の混合重量比が95：５ないし
   15：85である。 ２ (a)が２−エチルヘキサン酸である特許請求の
   範囲第１項記載のネオペンチルポリオールエステ
   ル。 ３ トリメチロールプロパンまたはペンタエリス
   リトールと下記(a)、(b)の混合脂肪酸との完全エス
   テルからなるネオペンチルポリオールエステルを
   基油とする耐フロン性工業用油。 (a) 炭素数８ないし12の分枝飽和脂肪酸 (b) 炭素数12ないし18の直鎖飽和脂肪酸 ただし、(a)と(b)の混合重量比が95：５ないし
   15：85である。 ４ (a)が２−エチルヘキサン酸である特許請求の
   範囲第３項記載の耐フロン性工業用油。