JPWO2013008487A1 - Pentaerythritol tetraester - Google Patents

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Abstract

本発明は、ペンタエリスリトールとカルボン酸との混合エステルであり、前記カルボン酸が、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸を含有する、優れた低温流動性および優れた安定性等をバランスよく有する冷凍機油等に用いられるペンタエリスリトールのテトラエステルを提供する。The present invention is a mixed ester of pentaerythritol and carboxylic acid, and the carboxylic acid contains isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and a linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms The pentaester of pentaerythritol used for refrigerating machine oil etc. which has the outstanding low-temperature fluidity | liquidity, the outstanding stability, etc. is provided.

Description

本発明は、冷凍機油等の工業用潤滑油等に用いられるペンタエリスリトールのテトラエステルに関する。   The present invention relates to a tetraester of pentaerythritol used for industrial lubricating oil such as refrigerator oil.

冷凍機油等の工業用潤滑油に使用される潤滑油は、冬季または寒冷地などの低温の環境下で使用するための優れた低温流動性や、各種安定性の向上が要求されている。該安定性としては、熱安定性、酸化安定性、酸化・加水分解安定性等が挙げられる。また、該潤滑油を使用する機器においては、耐摩耗性、疲労防止性等の各種耐久性向上、省エネルギー性能の向上等が要求されている。   Lubricating oils used in industrial lubricating oils such as refrigeration oils are required to have excellent low-temperature fluidity and various stability improvements for use in low-temperature environments such as winter or cold regions. Examples of the stability include thermal stability, oxidation stability, oxidation / hydrolysis stability, and the like. In addition, equipment that uses the lubricating oil is required to improve various durability such as wear resistance and fatigue resistance, and to improve energy saving performance.

特許文献1には、ペンタエリスリトールと3,5,5−トリメチルヘキサン酸とイソ酪酸とアジピン酸とを1:1:2.5:0.25のモル比で反応させて得たエステルを含有する液状組成物が、冷蔵庫およびエアコンディショナーの冷却液体として有用であると記載されているが、該エステルの低温流動性および安定性等は満足するものではない。   Patent Document 1 contains an ester obtained by reacting pentaerythritol, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, isobutyric acid and adipic acid in a molar ratio of 1: 1: 2.5: 0.25. Although the liquid composition is described as being useful as a cooling liquid for refrigerators and air conditioners, the low-temperature fluidity and stability of the ester are not satisfactory.

特開平6−25690号公報Japanese Patent Laid-Open No. 6-25690

本発明の目的は、優れた低温流動性および優れた安定性等をバランスよく有する冷凍機油等に用いられるペンタエリスリトールのテトラエステルを提供することにある。   An object of the present invention is to provide a pentaester of pentaerythritol used for refrigerating machine oil or the like having a good balance between excellent low temperature fluidity and excellent stability.

本発明は、以下の[1]〜[5]を提供する。
[1]ペンタエリスリトールとカルボン酸との混合エステルであり、前記カルボン酸が、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸を含有するペンタエリスリトールのテトラエステル。
[2]前記カルボン酸が、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸からなる[1]に記載のペンタエリスリトールのテトラエステル。
[3]前記炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸が、酪酸である[1]又は[2]に記載のペンタエリスリトールのテトラエステル。
[4]前記炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸が、ペンタン酸である[1]又は[2]に記載のペンタエリスリトールのテトラエステル。
[5]100℃の動粘度が、4.6〜8.2mm2/秒の範囲にある[1]〜[4]のいずれかに記載のペンタエリスリトールのテトラエステル。
The present invention provides the following [1] to [5].
[1] A mixed ester of pentaerythritol and carboxylic acid, wherein the carboxylic acid contains isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and a linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms. Tetraester of pentaerythritol.
[2] The tetraester of pentaerythritol according to [1], wherein the carboxylic acid comprises isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and a linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms.
[3] The tetraester of pentaerythritol according to [1] or [2], wherein the linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms is butyric acid.
[4] The tetraester of pentaerythritol according to [1] or [2], wherein the linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms is pentanoic acid.
[5] The tetraester of pentaerythritol according to any one of [1] to [4], wherein the kinematic viscosity at 100 ° C. is in the range of 4.6 to 8.2 mm 2 / sec.

本発明により、優れた低温流動性および優れた安定性等をバランスよく有する冷凍機油等に用いられるペンタエリスリトールのテトラエステルを提供できる。   According to the present invention, a tetraester of pentaerythritol used for refrigerating machine oil or the like having a good balance of excellent low temperature fluidity and excellent stability can be provided.

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルは、ペンタエリスリトールと、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸を含有するカルボン酸との混合エステルである。ここで、ペンタエリスリトールのテトラエステルとは、ペンタエリスリトールに対してエステルを形成するカルボン酸を複数種用いてエステル化して得られる化合物を意味する。   The tetraester of pentaerythritol of the present invention is a mixed ester of pentaerythritol and a carboxylic acid containing isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and a linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms. is there. Here, the tetraester of pentaerythritol means a compound obtained by esterification using a plurality of carboxylic acids that form an ester with respect to pentaerythritol.

また、本発明でいう「混合エステル」には、下記(i)〜(vi):
(i)同一分子における構成カルボン酸がイソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸を含むペンタエリスリトールのテトラエステル
(ii)同一分子における構成カルボン酸がイソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸の群から選ばれる2つを含むペンタエリスリトールのテトラエステル
(iii)ペンタエリスリトールとイソ酪酸を含有するカルボン酸とのテトラエステル
(iv)ペンタエリスリトールと3,5,5−トリメチルヘキサン酸を含有するカルボン酸とのテトラエステル
(v)ペンタエリスリトールと炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸を含有するカルボン酸とのテトラエステル
(vi)上記(i)〜(v)の群から選ばれる2つ以上のテトラエステルの混合物
の各態様が包含される(ただし混合エステルを構成するカルボン酸は、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸を含む)。
本発明のペンタエリスリトールのテトラエステル中にペンタエリスリトールのトリエステル等が不純物として含まれていてもよい。
The “mixed ester” as used in the present invention includes the following (i) to (vi):
(I) Tetraester of pentaerythritol in which the constituent carboxylic acid in the same molecule includes isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and a linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms (ii) in the same molecule Tetraester of pentaerythritol containing two selected from the group consisting of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms (iii) pentaerythritol (Iv) Tetraester of carboxylic acid containing isobutyric acid (iv) Pentaerythritol and carboxylic acid containing 3,5,5-trimethylhexanoic acid (v) Linear chain of 4 to 7 carbon atoms with pentaerythritol Tetraester with carboxylic acid containing aliphatic monocarboxylic acid (vi) Above (i) to ( And a mixture of two or more tetraesters selected from the group of the following formulas (provided that the carboxylic acid constituting the mixed ester is isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and a carbon number of 4 to 7 linear aliphatic monocarboxylic acids).
The pentaerythritol tetraester of the present invention may contain a pentaerythritol triester as an impurity.

混合エステルを構成するカルボン酸には、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸以外のその他のカルボン酸が含まれていてもよい。その他のカルボン酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸等の直鎖の脂肪族モノカルボン酸、2−メチル酪酸、3−メチル酪酸、2,2,−ジメチルプロパン酸、2−エチル酪酸、2−メチルペンタン酸、4−メチルペンタン酸、2−メチルヘキサン酸、2−エチルペンタン酸、2−エチル−2−メチル酪酸、2,2−ジメチルペンタン酸、2−メチルヘプタン酸、2−エチルヘキサン酸、3−エチルヘキサン酸、2−エチル−2−メチルペンタン酸、2−メチルオクタン酸、2,2−ジメチルヘプタン酸、イソトリデカン酸、イソステアリン酸等の分岐状の脂肪族モノカルボン酸等が挙げられる。   The carboxylic acid constituting the mixed ester may contain other carboxylic acids other than isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms. . Other carboxylic acids include, for example, linear aliphatic monocarboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, octanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, dodecanoic acid, tetradecanoic acid, hexadecanoic acid, octadecanoic acid, 2-methylbutyric acid, 3-methylbutyric acid, 2,2, -dimethylpropanoic acid, 2-ethylbutyric acid, 2-methylpentanoic acid, 4-methylpentanoic acid, 2-methylhexanoic acid, 2-ethylpentanoic acid, 2-ethyl-2-methyl Butyric acid, 2,2-dimethylpentanoic acid, 2-methylheptanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, 3-ethylhexanoic acid, 2-ethyl-2-methylpentanoic acid, 2-methyloctanoic acid, 2,2-dimethylheptane Examples thereof include branched aliphatic monocarboxylic acids such as acid, isotridecanoic acid and isostearic acid.

前記のイソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸を含有するカルボン酸中のその他のカルボン酸の含量は、本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルが低温流動性、安定性またはジフルオロメタン冷媒等に対する相溶性等の優れた特性を損なわない範囲であればよい。イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸と炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸との和に対するその他のカルボン酸のモル比[その他のカルボン酸/(イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸)比]は、0/100〜5/100の範囲にあるのが好ましい。   The content of other carboxylic acids in the carboxylic acid containing isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and a linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms is determined by the tetraerythritol tetrapentaerythritol of the present invention. The ester may be in a range that does not impair excellent properties such as low-temperature fluidity, stability, or compatibility with a difluoromethane refrigerant. Molar ratio of other carboxylic acid to the sum of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms [other carboxylic acid / (isobutyric acid, 3,5 , 5-trimethylhexanoic acid and linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms) ratio] is preferably in the range of 0/100 to 5/100.

本発明においては、混合エステルを構成するカルボン酸が、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸からなるものであるのがより好ましい。   In the present invention, the carboxylic acid constituting the mixed ester is more preferably composed of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and a linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms. .

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルを構成する炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸としては、具体的には、酪酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸が挙げられ、中でも、酪酸またはペンタン酸が好ましい。炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸が酪酸またはペンタン酸であるとき、本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルは、ジフルオロメタン冷媒に対する幅広い濃度での相溶性、粘度−温度特性、低温流動性、低温特性、安定性等の優れた特性を特にバランスよく有する。   Specific examples of the linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms constituting the tetraester of pentaerythritol of the present invention include butyric acid, pentanoic acid, hexanoic acid, and heptanoic acid. Pentanoic acid is preferred. When the linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms is butyric acid or pentanoic acid, the tetraester of pentaerythritol of the present invention is compatible with difluoromethane refrigerant in a wide range of concentrations, viscosity-temperature characteristics, low temperature flow Excellent properties such as stability, low temperature properties, and stability are particularly well balanced.

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルを構成する炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸が酪酸またはペンタン酸であるとき、イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸との和に対する酪酸またはペンタン酸のモル比[(酪酸またはペンタン酸)/(イソ酪酸および3,5,5−トリメチルヘキサン酸)比]が、10/100〜300/100の範囲であるのが好ましい。   When the linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms constituting the tetraester of pentaerythritol of the present invention is butyric acid or pentanoic acid, butyric acid for the sum of isobutyric acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid Alternatively, the molar ratio of pentanoic acid [(butyric acid or pentanoic acid) / (isobutyric acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid) ratio] is preferably in the range of 10/100 to 300/100.

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルを構成する炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸がヘプタン酸であるとき、イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸との和に対するヘプタン酸のモル比[ヘプタン酸/(イソ酪酸および3,5,5−トリメチルヘキサン酸)比]が、20/100〜100/100の範囲であるのが好ましい。   When the linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms constituting the tetraester of pentaerythritol of the present invention is heptanoic acid, heptanoic acid with respect to the sum of isobutyric acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid The molar ratio [heptanoic acid / (isobutyric acid and 3,5,5-trimethylhexanoic acid) ratio] is preferably in the range of 20/100 to 100/100.

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルを構成するすべてのカルボン酸の和に対するイソ酪酸の割合(モル%)は、低温特性と安定性において、5〜55モル%の範囲であるのが好ましく、9〜40モル%の範囲であるのがより好ましく、15〜40モル%の範囲であるのがさらにより好ましい。   The ratio (mol%) of isobutyric acid to the sum of all carboxylic acids constituting the tetraester of pentaerythritol of the present invention is preferably in the range of 5 to 55 mol% in terms of low-temperature characteristics and stability. More preferably, it is in the range of 40 mol%, and even more preferably in the range of 15-40 mol%.

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルは、例えば、ペンタエリスリトールと、イソ酪酸と、3,5,5−トリメチルヘキサン酸と、炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸と、所望によりその他のカルボン酸とを120〜250℃で、5〜60時間反応させることにより製造することができる。   The tetraesters of pentaerythritol of the present invention include, for example, pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms, and other if desired It can manufacture by making it react with carboxylic acid at 120-250 degreeC for 5 to 60 hours.

前記反応において触媒を用いてもよく、触媒としては、例えば、鉱酸、有機酸、ルイス酸、有機金属、固体酸等が挙げられる。鉱酸の具体例としては、例えば、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸等が挙げられる。有機酸の具体例としては、例えば、p−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ブタンスルホン酸、プロパンスルホン酸、エタンスルホン酸、メタンスルホン酸等が挙げられる。ルイス酸の具体例としては、例えば、三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、四塩化スズ、四塩化チタン等が挙げられる。有機金属の具体例としては、例えば、テトラプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)チタン等が挙げられる。固体酸の具体例としては、例えば、陽イオン交換樹脂等が挙げられる。   A catalyst may be used in the reaction, and examples of the catalyst include mineral acids, organic acids, Lewis acids, organic metals, solid acids and the like. Specific examples of the mineral acid include hydrochloric acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, nitric acid and the like. Specific examples of the organic acid include p-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid, butanesulfonic acid, propanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, methanesulfonic acid and the like. Specific examples of the Lewis acid include boron trifluoride, aluminum chloride, tin tetrachloride, titanium tetrachloride and the like. Specific examples of the organic metal include tetrapropoxy titanium, tetrabutoxy titanium, tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium, and the like. Specific examples of the solid acid include a cation exchange resin.

イソ酪酸の使用量と3,5,5−トリメチルヘキサン酸の使用量と炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸の使用量とその他のカルボン酸の使用量との和が、使用するペンタエリスリトールの水酸基に対して、1.1〜1.4倍モルであるのが好ましい。   The sum of the amount of isobutyric acid used, the amount of 3,5,5-trimethylhexanoic acid, the amount of linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms and the amount of other carboxylic acids used It is preferable that it is 1.1-1.4 times mole with respect to the hydroxyl group of pentaerythritol.

前記反応において溶媒を用いてもよく、溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、イソヘキサン、イソオクタン、イソノナン、デカン等の炭化水素系溶媒等が挙げられる。   A solvent may be used in the reaction, and examples of the solvent include hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, hexane, heptane, isohexane, isooctane, isononane, and decane.

反応により生成する水を反応混合物から取り除きながら反応を行うことが好ましい。反応により生成する水を反応混合物から取り除くとき、同時にイソ酪酸および/または炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸も反応混合物から取り除いてしまうことがある。   It is preferable to carry out the reaction while removing water produced by the reaction from the reaction mixture. When water generated by the reaction is removed from the reaction mixture, isobutyric acid and / or a linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms may be removed from the reaction mixture at the same time.

また、ペンタエリスリトールに対する、イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸と炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸との反応性の差から、得られたテトラエステルを構成するイソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸と炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸のモル比が、テトラエステルの製造に使用した量におけるそれとは異なることがある。   Further, isobutyric acid constituting the tetraester obtained from the difference in reactivity of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms with respect to pentaerythritol And the molar ratio of 3,5,5-trimethylhexanoic acid to a linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms may differ from that in the amount used to produce the tetraester.

反応後、必要に応じて、本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルを有機合成化学で通常用いられる方法(水および/またはアルカリ水溶液を用いた洗浄、活性炭、吸着剤等による処理、各種クロマトグラフィー法、蒸留法等)で精製してもよい。   After the reaction, the pentaerythritol tetraester of the present invention is a method usually used in organic synthetic chemistry (washing with water and / or alkaline aqueous solution, treatment with activated carbon, adsorbent, etc., various chromatographic methods, if necessary) It may be purified by a distillation method or the like.

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルは、優れた低温流動性、優れた安定性、優れた低温特性、優れた粘度−温度特性、優れたジフルオロメタン溶媒に対する相溶性、優れた潤滑性等を有する。   The tetraester of pentaerythritol of the present invention has excellent low temperature fluidity, excellent stability, excellent low temperature characteristics, excellent viscosity-temperature characteristics, excellent compatibility with difluoromethane solvents, excellent lubricity and the like.

粘度−温度特性とは、潤滑油などの油剤の温度変化に対する動粘度の変化のことである。粘度−温度特性が良好なものとは、温度変化に対して粘度変化が小さく、一方不良なものとは、低温域での急激な増粘や、高温域で動粘度が想定以上に低くなるようなものである。一般にこの特性は粘度指数として表わされ、数値が高い方が粘度−温度特性が良好であると言える。また、低温域での粘度特性は低温流動性とも言われ、流動点や凝固点、チャンネル点などで表わされる。   The viscosity-temperature characteristic is a change in kinematic viscosity with respect to a temperature change of an oil agent such as a lubricating oil. Good viscosity-temperature characteristics means that the viscosity change is small with respect to temperature changes, while poor ones mean that the viscosity increases rapidly in the low temperature range and the kinematic viscosity becomes lower than expected in the high temperature range. It is a thing. Generally, this characteristic is expressed as a viscosity index, and it can be said that the higher the value, the better the viscosity-temperature characteristic. The viscosity characteristic in a low temperature region is also called low temperature fluidity, and is expressed by a pour point, a freezing point, a channel point, and the like.

流動点は、日本工業規格(JIS)K2269の方法に準じて潤滑油などの油剤を冷却したときに、油剤が流動する最低の温度をいう。流動点が低い油剤は、冬季または寒冷地などの低温の環境下や、冷凍機油として使用する場合において冷凍機内の蒸発器などが低温となる運転条件であっても流動性が悪化しないため、油剤を使用する機器の作動不良を生じない等の点で好ましい。   The pour point refers to the lowest temperature at which the oil agent flows when the oil agent such as lubricating oil is cooled according to the method of Japanese Industrial Standard (JIS) K2269. An oil agent with a low pour point does not deteriorate its fluidity even in low temperature environments such as in winter or in cold regions, or when operating as an evaporator in a refrigerator at low temperatures when used as refrigeration oil. It is preferable in that it does not cause malfunction of the equipment using the device.

また、潤滑油などの油剤を温度差が大きい場所で長期間保管するまたは使用する場合には、高温域では揮発性等が無く、低温域では固化や析出等のない油剤が好ましい。温度範囲としては特に制限は無いが、高温側では150℃程度、低温側では−20℃程度で安定して使用できる油剤が好ましい。低温域で、固化や析出物が出ない特性を低温特性と定義する。本発明では、カルボン酸として炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸を用いることにより、低温時に析出物が発生するのを抑えることができる。   In addition, when storing or using an oil agent such as lubricating oil for a long period of time in a place where the temperature difference is large, an oil agent that has no volatility in the high temperature range and does not solidify or precipitate in the low temperature range is preferable. Although there is no restriction | limiting in particular as a temperature range, The oil agent which can be used stably at about -20 degreeC at about 150 degreeC in a high temperature side and low temperature side is preferable. The characteristic that solidification and precipitation do not occur in the low temperature range is defined as the low temperature characteristic. In this invention, it can suppress that a precipitate generate | occur | produces at low temperature by using C4-C7 linear aliphatic monocarboxylic acid as carboxylic acid.

安定性には、例えば潤滑油用途では熱安定性、酸化安定性、酸化・加水分解安定性、せん断安定性などが挙げられる。   Stability includes, for example, thermal stability, oxidation stability, oxidation / hydrolysis stability, shear stability and the like in lubricating oil applications.

潤滑性には、摩擦低減性や摩耗低減性、極圧性などが挙げられる。   Examples of lubricity include friction reduction, wear reduction, extreme pressure, and the like.

また、本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルは、従来のジフルオロメタン混合溶媒(R−410A、R−407C)に対してだけでなく、ジフルオロメタン冷媒単独に対する相溶性に優れている。冷凍機用の冷媒としては、近年、ジフルオロメタン冷媒(HFC−32)が注目されている。ジフルオロメタン冷媒は、オゾン破壊係数がゼロであり、地球温暖化係数(GWP)が現在用いられている冷媒[R−410A(ジフルオロメタンとペンタフルオロエタンとの混合物)、R−407C(ジフルオロメタンとペンタフルオロエタンと1,1,1,2−テトラフルオロエタンとの混合物)等]の約1/3〜1/4と低く、かつ成績係数(COP)もR−410A、R−407C等に対して約5〜13%向上するため省エネルギー化の観点からも好ましい冷媒である(「潤滑経済」,2004年6月号(No.460),p.17)。しかし、従来の潤滑油基油ではジフルオロメタン冷媒に対する相溶性が十分でなく、相溶性が優れた潤滑油基油が求められている(特開2002−129177号公報)。   Moreover, the tetraester of pentaerythritol of the present invention is excellent in compatibility with not only a conventional difluoromethane mixed solvent (R-410A, R-407C) but also a difluoromethane refrigerant alone. In recent years, difluoromethane refrigerant (HFC-32) has attracted attention as a refrigerant for refrigerators. Difluoromethane refrigerant has an ozone depletion coefficient of zero and a global warming potential (GWP) currently used refrigerant [R-410A (mixture of difluoromethane and pentafluoroethane), R-407C (difluoromethane and A mixture of pentafluoroethane and 1,1,1,2-tetrafluoroethane), etc.] and a coefficient of performance (COP) of R-410A, R-407C, etc. Therefore, it is a preferable refrigerant from the viewpoint of energy saving (“Lubrication Economy”, June 2004 (No. 460), p. 17). However, the conventional lubricating base oil is not sufficiently compatible with the difluoromethane refrigerant, and a lubricating base oil having excellent compatibility is required (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-129177).

ジフルオロメタン冷媒に対する相溶性は、一般に二層分離温度を用いて表す。低温側での相溶性は二層分離温度が低いものほど良好であると言える。また、冷媒に対するエステルの相溶性は、該エステルの性質と相関がある。本発明では、カルボン酸としてイソ酪酸を用いているので、ジフルオロメタン溶媒に対する相溶性がよい。   Compatibility with difluoromethane refrigerant is generally expressed using the two-layer separation temperature. It can be said that the lower the two-layer separation temperature, the better the compatibility on the low temperature side. The compatibility of the ester with the refrigerant has a correlation with the property of the ester. In this invention, since isobutyric acid is used as carboxylic acid, the compatibility with a difluoromethane solvent is good.

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルを冷凍機油に用いるときの該テトラエステルの100℃における動粘度は、4.6〜8.2mm2/秒の範囲にあるのが好ましく、5.0〜7.0mm2/秒の範囲にあるのがより好ましい。
また、該エステルの粘度指数は、89以上であることが好ましい。
When the tetraester of pentaerythritol of the present invention is used in refrigerating machine oil, the kinematic viscosity at 100 ° C. of the tetraester is preferably in the range of 4.6 to 8.2 mm 2 / sec, and preferably 5.0 to 7. More preferably, it is in the range of 0 mm 2 / sec.
Further, the viscosity index of the ester is preferably 89 or more.

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルを冷凍機油に用いるとき、該テトラエステルの水酸基の残存量が多いと、冷凍機油が低温で白濁し、冷凍サイクルのキャピラリー装置を閉塞させる等、好ましくない現象が起こるため、該混合エステルの水酸基価は10mgKOH/g以下であるのが好ましく、5mgKOH/g以下であるのがより好ましい。   When the tetraester of pentaerythritol of the present invention is used in refrigerating machine oil, if the residual amount of hydroxyl groups in the tetraester is large, the refrigerating machine oil becomes cloudy at a low temperature and undesired phenomena occur such as blocking the refrigeration cycle capillary device Therefore, the hydroxyl value of the mixed ester is preferably 10 mgKOH / g or less, and more preferably 5 mgKOH / g or less.

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルは、冷凍機油に用いられる他、エンジン油、ギア油、ハイブリッド車や電気自動車に利用されるモーター油、グリース、金属部品の洗浄剤、可塑剤等にも用いることができる。   The pentaerythritol tetraester of the present invention is used for refrigeration machine oils, engine oils, gear oils, motor oils used in hybrid cars and electric cars, grease, metal parts cleaning agents, plasticizers, etc. Can do.

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルを用いた冷凍機油としては、例えば、ペンタエリスリトールのテトラエステルと、潤滑油用添加剤とを含有する冷凍機油等が挙げられる。本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルを用いた冷凍機油において、該テトラエステルは潤滑油基油として用いられる。   Examples of the refrigerating machine oil using the pentaerythritol tetraester of the present invention include a refrigerating machine oil containing a pentaerythritol tetraester and an additive for lubricating oil. In the refrigerating machine oil using the tetraester of pentaerythritol of the present invention, the tetraester is used as a lubricating oil base oil.

潤滑油用添加剤としては、例えば、酸化防止剤、摩耗低減剤(耐摩耗剤、焼付き防止剤、極圧剤など)、摩擦調整剤、酸捕捉剤、金属不活性化剤、消泡剤等の、通常潤滑油添加剤として用いられているもの等が挙げられる。これらの添加剤の含有量は、冷凍機油中、それぞれ、0.001〜5重量%であるのが好ましい。   Examples of additives for lubricating oil include antioxidants, wear reducing agents (antiwear agents, anti-seizure agents, extreme pressure agents, etc.), friction modifiers, acid scavengers, metal deactivators, and antifoaming agents. And the like which are usually used as lubricating oil additives. The content of these additives is preferably 0.001 to 5% by weight in the refrigerating machine oil.

本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルと、その他の潤滑油基油とを併用して用いてもよい。その他の潤滑油基油としては、例えば、鉱物油、合成基油などが挙げられる。   You may use together the tetraester of the pentaerythritol of this invention, and another lubricating base oil. Examples of other lubricating base oils include mineral oils and synthetic base oils.

鉱物油としては、例えば、パラフィン基系原油、中間基系原油、ナフテン基系原油等が挙げられる。また、これらを蒸留などにより精製した精製油も使用可能である。   Examples of the mineral oil include paraffinic crude oil, intermediate crude oil, and naphthenic crude oil. Further, refined oils obtained by refining them by distillation or the like can also be used.

合成基油としては、例えば、ポリ−α−オレフィン(ポリブテン、ポリプロピレン、炭素数8〜14のα−オレフィンオリゴマー等)、本発明のテトラエステル以外の脂肪族エステル(脂肪酸モノエステル、多価アルコールの脂肪酸エステル、脂肪族多塩基酸エステル等)、芳香族エステル(芳香族モノエステル、多価アルコールの芳香族エステル、芳香族多塩基酸エステル等)、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、ポリフェニルエーテル、アルキルベンゼン、カーボネート、合成ナフテン等が挙げられる。   Synthetic base oils include, for example, poly-α-olefins (polybutene, polypropylene, α-olefin oligomers having 8 to 14 carbon atoms, etc.), aliphatic esters (fatty acid monoesters, polyhydric alcohols) other than the tetraesters of the present invention. Fatty acid ester, aliphatic polybasic acid ester, etc.), aromatic ester (aromatic monoester, aromatic ester of polyhydric alcohol, aromatic polybasic acid ester, etc.), polyalkylene glycol, polyvinyl ether, polyphenyl ether, alkylbenzene , Carbonate, synthetic naphthene and the like.

また、本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルは、ベンゾトリアゾール等の金属不活性剤、シリコーン系消泡剤等の潤滑油用添加剤を溶解する能力に優れる。該潤滑油用添加剤は、例えば、潤滑油、潤滑油を用いる機器等の寿命を長くするために潤滑油に溶解して用いられる。該潤滑油用添加剤は、一般的にペンタエリスリトールエステルに対する溶解性が低い(特開平10−259394号公報)。また、ベンゾトリアゾールは、鉱油および/または合成油に対する溶解度が低い(特開昭59−189195号公報)。しかし、例えば、本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルであるテトラエステル4(後述の実施例4)およびテトラエステル10(後述の実施例10)におけるベンゾトリアゾールの溶解度(25℃)は、0.031g/gおよび0.024g/gであり、いずれのペンタエリスリトールのテトラエステルにおいてもベンゾトリアゾールの高い溶解度を示す。本発明のペンタエリスリトールのテトラエステルは、ベンゾトリアゾールを溶解させたときにおいて、優れた低温流動性、優れた耐摩耗性を有する。   The tetraester of pentaerythritol of the present invention is excellent in the ability to dissolve additives for lubricating oil such as metal deactivators such as benzotriazole and silicone antifoaming agents. The additive for lubricating oil is used by being dissolved in the lubricating oil, for example, in order to extend the life of the lubricating oil, equipment using the lubricating oil, and the like. The lubricating oil additive generally has low solubility in pentaerythritol ester (Japanese Patent Laid-Open No. 10-259394). Benzotriazole has low solubility in mineral oil and / or synthetic oil (Japanese Patent Laid-Open No. 59-189195). However, for example, the solubility (25 ° C.) of benzotriazole in tetraester 4 (described later in Example 4) and tetraester 10 (described later in Example 10), which are tetraesters of pentaerythritol of the present invention, is 0.031 g / g and 0.024 g / g, which show high solubility of benzotriazole in all pentaesters of pentaerythritol. The pentaerythritol tetraester of the present invention has excellent low-temperature fluidity and excellent wear resistance when benzotriazole is dissolved.

以下、実施例、比較例および試験例により、本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例に限定されるものではない。
核磁気共鳴スペクトルは、以下の測定機器、測定手法により測定した。
測定機器;日本電子社製GSX−400(400MHz)
測定手法;1H−NMR、標準物(テトラメチルシラン)、溶媒(CDCl3
EXAMPLES Hereinafter, although an Example, a comparative example, and a test example demonstrate this invention further more concretely, it is not limited to a following example.
The nuclear magnetic resonance spectrum was measured by the following measuring instrument and measuring method.
Measuring instrument: GSX-400 (400 MHz) manufactured by JEOL Ltd.
Measurement method: 1 H-NMR, standard (tetramethylsilane), solvent (CDCl 3 )

以下の実施例1〜12において製造したペンタエリスリトールのテトラエステルのそれぞれについて、核磁気共鳴スペクトルを測定し、ペンタエリスリトールのテトラエステルにおけるイソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸と炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸とのモル比を以下の式により算出した。   The nuclear magnetic resonance spectrum was measured for each of the tetraesters of pentaerythritol produced in Examples 1 to 12 below, and isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and carbon atoms of 4 to 4 in the tetraester of pentaerythritol were measured. The molar ratio of 7 to the linear aliphatic monocarboxylic acid was calculated by the following formula.

イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸=ピークXの積分値/ピークYの積分値/(ピークZの積分値/2)
ここでピークXはイソ酪酸におけるメチン基上の水素原子のピークに相当し、ピークYは3,5,5−トリメチルヘキサン酸におけるメチン基上の水素原子に相当し、ピークZは炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸におけるカルボニル基のα位のメチレン基上の水素原子のピークに相当する。
Isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms = integrated value of peak X / integrated value of peak Y / (integrated value of peak Z / 2)
Here, the peak X corresponds to a hydrogen atom peak on the methine group in isobutyric acid, the peak Y corresponds to a hydrogen atom on the methine group in 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and the peak Z has 4 to 4 carbon atoms. 7 corresponds to the peak of the hydrogen atom on the methylene group at the α-position of the carbonyl group in the linear aliphatic monocarboxylic acid No. 7.

以下の比較例1において製造したペンタエリスリトールのエステルについて、核磁気共鳴スペクトルを測定し、ペンタエリスリトールのエステルにおけるイソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸とアジピン酸とのモル比を以下の式により算出した。
イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/アジピン酸=ピークXの積分値/ピークYの積分値/(ピークWの積分値/4)
ここでピークXおよびピークYは前記と同義であり、ピークWはアジピン酸におけるカルボニル基のα位のメチレン基上の水素原子のピークに相当する。
The nuclear magnetic resonance spectrum was measured for the ester of pentaerythritol produced in Comparative Example 1 below, and the molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and adipic acid in the ester of pentaerythritol was determined by the following formula: Calculated by
Isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / adipic acid = integrated value of peak X / integrated value of peak Y / (integrated value of peak W / 4)
Here, the peak X and the peak Y have the same meaning as described above, and the peak W corresponds to the peak of a hydrogen atom on the α-position methylene group of the carbonyl group in adipic acid.

[実施例1]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸と酪酸のモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/酪酸比)が71/29/33であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル1)の製造]
吸着剤としては、協和化学工業社製キョーワード500を用いた。
活性炭としては、日本エンバイロケミカルズ社製白鷺Pを用いた。
ディーンスタークトラップの付いた反応器にペンタエリスリトール327g(2.4モル、広栄パーストープ社製)、イソ酪酸650g(7.4モル、東京化成社製)、3,5,5−トリメチルヘキサン酸365g(2.3モル、協和発酵ケミカル社製)、および酪酸162g(1.8モル、和光純薬社製)を仕込み、混合物を攪拌しながら室温で30分間窒素バブリングを行うことにより混合物を脱気した。
次いで、窒素バブリングを行いながら混合物を138〜230℃で30時間攪拌した。反応後、反応生成物を0.7kPaの減圧下、218℃で1時間攪拌することにより、反応生成物中の未反応のカルボン酸を留去した。反応生成物を、該反応生成物の酸価に対して2倍モルの水酸化ナトリウムを含むアルカリ水溶液400mLで、85℃で1時間洗浄した。次いで、反応生成物を、水400mLで88℃で1時間、3回洗浄した。次いで、窒素バブリングを行いながら反応生成物を1.1kPaの減圧下、106℃で1時間攪拌することにより反応生成物を乾燥した。
反応生成物に吸着剤5.0g(反応生成物の重量0.5%に相当する)および活性炭9.9g(反応生成物の重量1.0%に相当する)を添加し、窒素バブリングを行いながら反応生成物を1.1kPaの減圧下、104℃で2時間攪拌した後、濾過助剤を用いて濾過することにより、テトラエステル1を822g得た。
[Example 1]
[Tetraesters of pentaerythritol with a molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and butyric acid (isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / butyric acid ratio) of 71/29/33 (tetra Production of ester 1)
As an adsorbent, Kyoward 500 manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. was used.
As activated carbon, Shirahige P manufactured by Nippon Enviro Chemicals was used.
In a reactor equipped with a Dean-Stark trap, 327 g of pentaerythritol (2.4 mol, manufactured by Guangei Perstorp), 650 g of isobutyric acid (7.4 mol, manufactured by Tokyo Chemical Industry), 365 g of 3,5,5-trimethylhexanoic acid ( 2.3 mol, manufactured by Kyowa Hakko Chemical Co., Ltd.) and 162 g of butyric acid (1.8 mol, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were charged, and the mixture was degassed by bubbling nitrogen at room temperature for 30 minutes while stirring the mixture. .
The mixture was then stirred at 138-230 ° C. for 30 hours with nitrogen bubbling. After the reaction, the reaction product was stirred at 218 ° C. for 1 hour under a reduced pressure of 0.7 kPa to distill off unreacted carboxylic acid in the reaction product. The reaction product was washed at 85 ° C. for 1 hour with 400 mL of an alkaline aqueous solution containing sodium hydroxide twice as much as the acid value of the reaction product. The reaction product was then washed 3 times with 400 mL of water at 88 ° C. for 1 hour. Subsequently, the reaction product was dried by stirring at 106 ° C. for 1 hour under a reduced pressure of 1.1 kPa while performing nitrogen bubbling.
To the reaction product, 5.0 g of adsorbent (corresponding to 0.5% by weight of the reaction product) and 9.9 g of activated carbon (corresponding to 1.0% by weight of the reaction product) are added, and nitrogen bubbling is performed. The reaction product was stirred at 104 ° C. for 2 hours under a reduced pressure of 1.1 kPa, and then filtered using a filter aid to obtain 822 g of tetraester 1.

[実施例2]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸と酪酸のモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/酪酸比)が62/38/57であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル2)の製造]
ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸および酪酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/酪酸比)を1/1.80/1.20/1.80にする以外は、実施例1と同様に操作して、テトラエステル2を得た。
[Example 2]
[Tetraester of pentaerythritol with a molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and butyric acid (ratio of isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / butyric acid) of 62/38/57 (tetra Production of ester 2)]
The molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and butyric acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / butyric acid ratio) was 1 / 1.80 / The tetraester 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount was 1.20 / 1.80.

[実施例3]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸と酪酸のモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/酪酸比)が34/66/95であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル3)の製造]
ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸および酪酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/酪酸比)を1/0.72/1.68/2.40にする以外は、実施例1と同様に操作して、テトラエステル3を得た。
[Example 3]
[Tetraester of pentaerythritol with a molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and butyric acid (isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / butyric acid ratio) of 34/66/95 (tetra Production of ester 3)]
The molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and butyric acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / butyric acid ratio) is 1 / 0.72 / The tetraester 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was 1.68 / 2.40.

[実施例4]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸と酪酸のモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/酪酸比)が34/66/41であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル4)の製造]
ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸および酪酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/酪酸比)を1/1.20/2.00/1.60にする以外は、実施例1と同様に操作して、テトラエステル4を得た。
[Example 4]
[Tetraester of pentaerythritol having a molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and butyric acid (ratio of isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / butyric acid) of 34/66/41 (tetra Production of ester 4)]
The molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and butyric acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / butyric acid ratio) was set to 1 / 1.20 / The tetraester 4 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio was changed to 2.00 / 1.60.

[実施例5]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸と酪酸のモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/酪酸比)が24/76/42であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル5)の製造]
ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸および酪酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/酪酸比)を1/0.90/3.00/0.90にする以外は、実施例1と同様に操作して、テトラエステル5を得た。
[Example 5]
[Tetraesters of pentaerythritol with a molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and butyric acid (isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / butyric acid ratio) of 24/76/42 (tetra Production of ester 5)]
The molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and butyric acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / butyric acid ratio) is 1 / 0.90 / The tetraester 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio was 3.00 / 0.90.

[実施例6]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸とペンタン酸のモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)が30/70/259であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル6)の製造]
酪酸の代わりにペンタン酸を用い、ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸およびペンタン酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)を1/0.38/0.96/3.46にする以外は、実施例1と同様に操作して、テトラエステル6を得た。
[Example 6]
[Tetraester of pentaerythritol in which the molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentanoic acid (ratio of isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / pentanoic acid) is 30/70/259 (Production of tetraester 6)]
Pentaic acid is used instead of butyric acid, and the molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentanoic acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / The tetraester 6 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio of pentanoic acid was 1 / 0.38 / 0.96 / 3.46.

[実施例7]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸とペンタン酸のモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)が69/31/74であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル7)の製造]
酪酸の代わりにペンタン酸を用い、ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸およびペンタン酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)を1/1.92/0.96/1.92にする以外は、実施例1と同様に操作して、テトラエステル7を得た。
[Example 7]
[Tetraester of pentaerythritol in which the molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentanoic acid (isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / pentanoic acid ratio) is 69/31/74 (Production of tetraester 7)]
Pentaic acid is used instead of butyric acid, and the molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentanoic acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / The tetraester 7 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio of pentanoic acid was changed to 1 / 1.92 / 0.96 / 1.92.

[実施例8]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸とペンタン酸のモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)が32/68/104であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル8)の製造]
酪酸の代わりにペンタン酸を用い、ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸およびペンタン酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)を1/0.72/1.68/2.40にする以外は、実施例1と同様に操作して、テトラエステル8を得た。
[Example 8]
[Tetraester of pentaerythritol in which the molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentanoic acid (isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / pentanoic acid ratio) is 32/68/104 (Production of tetraester 8)]
Pentaic acid is used instead of butyric acid, and the molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentanoic acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / The tetraester 8 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio of pentanoic acid was 1 / 0.72 / 1.68 / 2.40.

[実施例9]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸とペンタン酸とのモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)が35/65/42であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル9)の製造]
酪酸の代わりにペンタン酸を用い、ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸およびペンタン酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)を1/1.20/2.00/1.60にする以外は、実施例1と同様に操作して、テトラエステル9を得た。
[Example 9]
[Tetrapentaerythritol having a molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid to pentanoic acid (isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / pentanoic acid ratio) of 35/65/42 Production of ester (tetraester 9)]
Pentaic acid is used instead of butyric acid, and the molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentanoic acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / The tetraester 9 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio of pentanoic acid was changed to 1 / 1.20 / 2.00 / 1.60.

[実施例10]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸とペンタン酸とのモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)が40/60/11であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル10)の製造]
酪酸の代わりにペンタン酸を用い、ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸およびペンタン酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)を1/1.73/2.59/0.48にする以外は、実施例1と同様に操作して、テトラエステル10を得た。
[Example 10]
[Tetrapentylerythritol with a molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentanoic acid (isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / pentanoic acid ratio) of 40/60/11 Production of ester (tetraester 10)]
Pentaic acid is used instead of butyric acid, and the molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentanoic acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / The tetraester 10 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio of pentanoic acid was changed to 1 / 1.73 / 2.59 / 0.48.

[実施例11]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸とペンタン酸とのモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)が26/74/22であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル11)の製造]
酪酸の代わりにペンタン酸を用い、ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸およびペンタン酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ペンタン酸比)を1/0.90/3.00/0.90にする以外は、実施例1と同様に操作して、テトラエステル11を得た。
[Example 11]
[Tetrapentylerythritol with a molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentanoic acid (isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / pentanoic acid ratio) of 26/74/22 Production of ester (tetraester 11)]
Pentaic acid is used instead of butyric acid, and the molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and pentanoic acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / The tetraester 11 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio of pentanoic acid was changed to 1 / 0.90 / 3.00 / 0.90.

[実施例12]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸とヘプタン酸のモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ヘプタン酸比)が65/35/72であるペンタエリスリトールのテトラエステル(テトラエステル12)の製造]
酪酸の代わりにヘプタン酸を用い、ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸およびヘプタン酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/ヘプタン酸比)を1/1.92/0.96/1.92にする以外は、実施例1と同様に操作して、テトラエステル12を得た。
[Example 12]
[Tetraester of pentaerythritol in which the molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid to heptanoic acid (ratio of isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / heptanoic acid) is 65/35/72 (Production of tetraester 12)]
Instead of butyric acid, heptanoic acid is used, and the molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and heptanoic acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / The tetraester 12 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio of heptanoic acid was changed to 1 / 1.92 / 0.96 / 1.92.

[比較例1]
[イソ酪酸と3,5,5−トリメチルヘキサン酸とアジピン酸のモル比(イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/アジピン酸比)が69/31/7であるペンタエリスリトールのエステル(エステルA)の製造]
酪酸の代わりにアジピン酸を用い、ペンタエリスリトール、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸およびアピジン酸の使用量のモル比(ペンタエリスリトール/イソ酪酸/3,5,5−トリメチルヘキサン酸/アジピン酸比)を1/2.50/1.00/0.25にする以外は、実施例1と同様に操作して、エステルAを得た。
[Comparative Example 1]
[Ester of pentaerythritol in which the molar ratio of isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and adipic acid (ratio of isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / adipic acid) is 69/31/7 ( Production of ester A)
Adipic acid was used in place of butyric acid, and the molar ratio of pentaerythritol, isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid and apidic acid used (pentaerythritol / isobutyric acid / 3,5,5-trimethylhexanoic acid / Ester A was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ratio of adipic acid was 1 / 2.50 / 1.00 / 0.25.

(試験例1)流動点の測定
自動流動点測定器RPC−01CML(離合社製)を用い、JIS K2269−1987の方法に準じてテトラエステル1〜12およびエステルAの流動点を測定した。結果を表1〜3に示す。
(Test Example 1) Measurement of pour point The pour points of tetraesters 1 to 12 and ester A were measured according to the method of JIS K2269-1987 using an automatic pour point measuring device RPC-01CML (manufactured by Rouai Co., Ltd.). The results are shown in Tables 1-3.

(試験例2)動粘度の測定
キャノン−フェンスケ粘度計を用い、JIS K2283:2000の方法に準じてテトラエステル1〜12およびエステルAの40℃および100℃における動粘度を測定した。また、同方法に準じて粘度指数を算出した。結果を表1〜3に示す。
(Test Example 2) Measurement of kinematic viscosity Using a Canon-Fenske viscometer, the kinematic viscosities of tetraesters 1 to 12 and ester A at 40 ° C and 100 ° C were measured according to the method of JIS K2283: 2000. The viscosity index was calculated according to the same method. The results are shown in Tables 1-3.

(試験例3)二層分離温度の測定
JIS K2211:2009の方法に準じてテトラエステル1〜4および6〜8の二層分離温度を測定した。テトラエステル1〜4および6〜8のそれぞれ0.4gとジフルオロメタン冷媒3.6gを耐圧ガラス管に封入し、混合物を30℃から毎分0.5℃の速度で冷却し、混合物が二層分離または白濁する温度を二層分離温度とした。結果を以下に示す。
(Test Example 3) Measurement of two-layer separation temperature Two-layer separation temperatures of tetraesters 1 to 4 and 6 to 8 were measured according to the method of JIS K2211: 2009. Each 0.4 g of tetraesters 1 to 4 and 6 to 8 and 3.6 g of difluoromethane refrigerant are sealed in a pressure-resistant glass tube, and the mixture is cooled from 30 ° C. at a rate of 0.5 ° C./min. The temperature at which separation or white turbidity occurred was defined as the two-layer separation temperature. The results are shown below.

(試験例4)−20℃での固化、析出物有無の確認(低温特性の評価)
テトラエステル2〜12をそれぞれ1.0gガラス容器に入れ、−20℃に設定した恒温器中で96時間静置した。静置後の固化、析出物有無を目視にて確認した。結果を以下に示す。
(Test Example 4) Solidification at −20 ° C., confirmation of presence or absence of precipitates (evaluation of low temperature characteristics)
Each of tetraesters 2 to 12 was placed in a 1.0 g glass container and allowed to stand for 96 hours in a thermostat set to −20 ° C. Solidification after standing and presence / absence of precipitates were visually confirmed. The results are shown below.

(試験例5)RBOT寿命の測定(酸化・加水分解安定性、酸化安定性の評価)
「条件1」
回転ボンベ式酸化安定度試験器RBOT−02(離合社製)を用い、JIS K2514−1996の方法に準じて酸化安定度試験を行った。テトラエステル1〜12およびエステルAのそれぞれ49.50gと、4,4'−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)(東京化成工業社製)0.25gと、IRGANOX L57(チバ・スペシャルテイ・ケミカルズ社製)0.25gと、水5mLと、紙やすり#400で磨いた電解銅線(直径1.6mm、長さ3m)を耐圧容器に入れた。次いで、該耐圧容器に酸素を620kPaまで圧入し、該耐圧容器を150℃の恒温槽に入れ、毎分100回転で回転させた。該耐圧容器の圧力が最高になったときから175kPaの圧力降下をするまでに要する時間(RBOT寿命)を測定した。結果を表1〜3に示す。
表1〜3において、RBOT寿命が長いほどテトラエステルの酸化・加水分解安定性が優れていることを表わす。
(Test Example 5) Measurement of RBOT life (evaluation of oxidation / hydrolysis stability and oxidation stability)
"Condition 1"
An oxidation stability test was performed according to the method of JIS K2514-1996, using a rotary cylinder type oxidation stability tester RBOT-02 (manufactured by Rouai Co., Ltd.). 49.50 g of each of tetraester 1-12 and ester A, 4,4′-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol) (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 0.25 g, IRGANOX L57 (Ciba Special) 0.25 g (manufactured by Tei Chemicals), 5 mL of water, and electrolytic copper wire (diameter 1.6 mm, length 3 m) polished with sandpaper # 400 were placed in a pressure-resistant container. Next, oxygen was injected into the pressure vessel up to 620 kPa, and the pressure vessel was placed in a thermostatic bath at 150 ° C. and rotated at 100 revolutions per minute. The time required for the pressure drop of 175 kPa from the time when the pressure in the pressure vessel reached the maximum (RBOT life) was measured. The results are shown in Tables 1-3.
In Tables 1-3, the longer the RBOT life, the better the oxidation / hydrolysis stability of the tetraester.

「条件2」
4,4'−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)とIRGANOX L57と水を耐圧容器に入れず、それ以外は条件1と同様の操作を行い、テトラエステル3および8において、該耐圧容器の圧力が最高になったときから175kPaの圧力降下をするまでに要する時間(RBOT寿命)を測定した。ここで、RBOT寿命が長いほどテトラエステルの酸化安定性が優れていることを表わす。
"Condition 2"
4,4′-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol), IRGANOX L57, and water were not put in a pressure vessel, and the other operations were performed in the same manner as in condition 1 above. The time required for the pressure drop of 175 kPa from the time when the pressure of the container reached the maximum (RBOT life) was measured. Here, the longer the RBOT lifetime, the better the oxidation stability of the tetraester.

(試験例6)重量減少温度の測定(熱安定性の評価)
熱重量/示差熱量計Tg−DTA6200(セイコー・インスツルメント社製)を用い、以下の条件で、テトラエステル5、6および9〜12の5%重量減少温度を測定した。結果を表4に示す。
測定温度;40〜420℃、昇温速度;10℃/分、雰囲気;窒素通気(300mL/分)、試料容器;アルミニウム製15μl(開放)、サンプル量;3mg
(Test Example 6) Measurement of weight loss temperature (evaluation of thermal stability)
Using a thermogravimetric / differential calorimeter Tg-DTA6200 (manufactured by Seiko Instruments Inc.), 5% weight loss temperatures of tetraesters 5, 6 and 9-12 were measured under the following conditions. The results are shown in Table 4.
Measurement temperature: 40 to 420 ° C., rate of temperature increase: 10 ° C./min, atmosphere: nitrogen aeration (300 mL / min), sample container: aluminum 15 μl (open), sample amount: 3 mg

Figure 2013008487
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表1〜3より、テトラエステル1〜12は、100℃における動粘度が4.6〜8.2mm2/秒であって、粘度指数が89以上であり、流動点が−42.5℃以下と優れた低温流動性を有し、条件1におけるRBOT寿命が756分間以上と優れた酸化・加水分解安定性を有することがわかる。From Tables 1 to 3, the tetraesters 1 to 12 have a kinematic viscosity at 100 ° C. of 4.6 to 8.2 mm 2 / sec, a viscosity index of 89 or more, and a pour point of −42.5 ° C. or less. It can be seen that the RBOT life under Condition 1 is 756 minutes or longer and has excellent oxidation / hydrolysis stability.

表4より、テトラエステル5、6および9〜12は、Tg−DTAの測定において、5%重量減少温度が221.8℃以上であった。本発明のテトラエステルは優れた熱安定性を有することがわかる。   From Table 4, tetraesters 5, 6 and 9 to 12 had a 5% weight loss temperature of 221.8 ° C. or higher in the measurement of Tg-DTA. It can be seen that the tetraesters of the present invention have excellent thermal stability.

試験例3において、テトラエステル1〜4および6〜8は、二層分離温度が−32℃以下であり、中でもテトラエステル1〜3および7は−50℃以下であった。本発明のテトラエステルは、ジフルオロメタン冷媒に対する優れた相溶性を有することがわかる。   In Test Example 3, tetraesters 1 to 4 and 6 to 8 had a two-layer separation temperature of −32 ° C. or lower, and among them, tetraesters 1 to 3 and 7 were −50 ° C. or lower. It turns out that the tetraester of this invention has the outstanding compatibility with a difluoromethane refrigerant | coolant.

試験例4において、テトラエステル2〜12は、固化せず、また析出物も確認されなかった。テトラエステル2〜12は、低温域で長期間保管するまたは使用する場合にも、好ましく使用できることがわかる。   In Test Example 4, tetraesters 2 to 12 did not solidify, and no deposits were confirmed. It can be seen that tetraesters 2 to 12 can be preferably used even when stored or used for a long time in a low temperature range.

試験例5の「条件2」において、テトラエステル3はRBOT寿命が217分間であり、テトラエステル8はRBOT寿命が247分間であった。本発明のテトラエステルは、高い酸化安定性を有することがわかる。   In “Condition 2” of Test Example 5, tetraester 3 had an RBOT life of 217 minutes, and tetraester 8 had an RBOT life of 247 minutes. It can be seen that the tetraester of the present invention has high oxidative stability.

本発明により、優れた低温流動性および優れた安定性等をバランスよく有する冷凍機油等に用いられるペンタエリスリトールのテトラエステルを提供できる。   According to the present invention, a tetraester of pentaerythritol used for refrigerating machine oil or the like having a good balance of excellent low temperature fluidity and excellent stability can be provided.

Claims (5)

ペンタエリスリトールとカルボン酸との混合エステルであり、前記カルボン酸が、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸を含有するペンタエリスリトールのテトラエステル。   A mixed ester of pentaerythritol and a carboxylic acid, wherein the carboxylic acid contains isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and a linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms. Tetraester. 前記カルボン酸が、イソ酪酸、3,5,5−トリメチルヘキサン酸、および炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸からなる請求項1に記載のペンタエリスリトールのテトラエステル。   The tetraester of pentaerythritol according to claim 1, wherein the carboxylic acid comprises isobutyric acid, 3,5,5-trimethylhexanoic acid, and a linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms. 前記炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸が、酪酸である請求項1又は2に記載のペンタエリスリトールのテトラエステル。   The tetraester of pentaerythritol according to claim 1 or 2, wherein the linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms is butyric acid. 前記炭素数4〜7の直鎖脂肪族モノカルボン酸が、ペンタン酸である請求項1又は2に記載のペンタエリスリトールのテトラエステル。   The tetraester of pentaerythritol according to claim 1 or 2, wherein the linear aliphatic monocarboxylic acid having 4 to 7 carbon atoms is pentanoic acid. 100℃の動粘度が、4.6〜8.2mm2/秒の範囲にある請求項1〜4のいずれかに記載のペンタエリスリトールのテトラエステル。The tetraester of pentaerythritol according to any one of claims 1 to 4, which has a kinematic viscosity at 100 ° C in the range of 4.6 to 8.2 mm 2 / sec.
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