JPWO2013137160A1 - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
酸性リン酸エステルのアミン塩やアルケニルコハク酸エステルを使用しない例としては、基油に、(A)リン酸エステルまたはチオリン酸エステルをリン量で150〜3000質量ppm、(B)分子中にジチオ結合を有する硫黄化合物を硫黄量として0.02〜0.5質量%、(C)金属スルフォネートを0.05〜0.5質量%、(D)過塩基性金属サリシレートまたは過塩基性金属フィネートを0.01〜0.5質量%含む油圧作動油組成物が提案されている(特許文献2参照)。
(2)
(R1、R2、R4は各々独立に、炭素数1から18までの直鎖若しくは分岐を有する飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基、あるいは、分岐を有していてもよい炭素数5から18までの飽和若しくは不飽和の環状炭化水素基である。R3は炭素数1から6までの直鎖あるいは分岐鎖のアルキレン基である。X2、X3、X4は各々独立に2価の酸素原子または硫黄原子である。X1は酸素原子または硫黄原子である。上記式中に硫黄原子は少なくとも一つ含まれる。)
(D)コハク酸イミド誘導体を0.01質量%以上1質量%以下配合してなることを特徴とする潤滑油組成物。
〔3〕上述の潤滑油組成物において、さらに(C’)カルボン酸アミドを、JIS Z 8802による抽出水のpHが6から8までとなる量を配合してなることを特徴とする潤滑油組成物。
〔4〕上述の潤滑油組成物において、前記(B−2)成分におけるトリチオ(−S−S−S−)結合以上のポリチオ結合を有する硫黄化合物の含有量が、前記(B−2)成分全量基準で1質量%以下であることを特徴とする潤滑油組成物。
〔5〕上述の潤滑油組成物において、前記(D)成分は、アルキル基またはアルケニル基を側鎖に有し、前記側鎖の数平均分子量が500以上3000以下であることを特徴とする潤滑油組成物。
〔6〕上述の潤滑油組成物において、前記基油が、APIによって定義されたベースオイルカテゴリーのグループIIまたはグループIIIに属する基油であることを特徴とする潤滑油組成物。
〔7〕上述の潤滑油組成物において、前記基油が、ポリα−オレフィン(PAO)であることを特徴とする潤滑油組成物。
〔8〕上述の潤滑油組成物において、該組成物の酸価が、0.01mgKOH/g以上0.05mgKOH/g以下であることを特徴とする潤滑油組成物。
〔9〕上述の潤滑油組成物が油圧作動油であることを特徴とする潤滑油組成物。
〔10〕上述の潤滑油組成物が風力発電機の油圧ドライブトレイン用油圧作動油であることを特徴とする潤滑油組成物。
本発明の潤滑油組成物(以下、「本組成物」ともいう。)に用いられる基油としては、特に制限はないが、40℃における動粘度が10mm2/s以上1000mm2/s以下のものが好適である。40℃における動粘度が10mm2/s以上であると蒸発損失が少なく、1000mm2/s以下であると粘性抵抗による動力損失が大きくなりすぎることもない。より好ましくは40℃における動粘度は、10mm2/s以上460mm2/s以下の範囲のものである。
さらに、当該基油の流動点は、−10℃以下が好ましい。流動点が−10℃以下であると、本組成物は低温においても十分な流動性を有する。流動点は、より好ましくは−15℃以下、さらに好ましく−20℃以下、特に好ましくは−25℃以下である。
また、合成油としては、例えば、ポリα−オレフィン(PAO),α−オレフィンコポリマー,ポリブテン,アルキルベンゼン,ポリオールエステル,二塩基酸エステル,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グリコールエステル,ポリオキシアルキレングリコールエーテル,ヒンダードエステル,シリコーンオイルなどが挙げられる。さらには、スラックワックスやGTL WAXの異性化物などが挙げられる。
中でも、水素化精製鉱油、水素化分解鉱油、スラックワックスやGTL WAXの異性化物(ワックス異性化鉱油)、およびポリα−オレフィンが好適である。特に入手容易性の観点からは、前記APIによって定義されたベースオイルカテゴリーのグループIIに属する基油、あるいはポリα−オレフィン(PAO)を基油として用いることが好ましい。
本発明においては、基油として、上記鉱油を1種用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。また、上記合成油を1種用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。さらには、鉱油1種以上と合成油1種以上とを組み合わせて用いてもよい。
本組成物において(A)成分として用いられるリン化合物は、下記式(1)で示されるトリアリールフォスフェート、あるいはトリアリールチオフォスフェートである。
前記式(1)で示されるリン化合物は、酸価が10mgKOH/g以下のものが好ましい。酸価が10mgKOH/g以下であると、潤滑油組成物としたときに耐熱性がより優れ、スラッジの発生を抑制することができる。酸価は、より好ましくは5mgKOH/g以下、さらに好ましくは1mgKOH/g以下である。なお、酸価は、JIS K 2501によって測定した値である。
前記式(1)で示されるリン化合物としては、トリフェニルフォスフェート、トリクレジルフォスフェート、トリフェニルチオフォスフェート、およびトリクレジルチオフォスフェート等が挙げられる。特に、トリクレジルフォスフェートおよびトリフェニルホスホロチオエートが好ましい。
本組成物において(B)成分として用いられる硫黄化合物は、下記式(2)で示されるチオリン酸エステル化合物(B−1)、または、分子中にジチオ(−S−S−)結合を有し、上記の基油に1質量%添加した場合の銅板腐食試験(JIS K 2513、測定条件:100℃で3時間)で2以下の硫黄化合物(B−2)である。
このような硫黄化合物は、分子中に硫黄原子とリン原子を有するため、耐スコーリング性などの耐摩耗性を高めることができる。具体的には、チオリン酸エステル化合物やジチオリン酸エステル化合物が挙げられる。
チオリン酸エステル化合物としては、たとえば、トリブチルホスフォロチオネート、トリペンチルホスフォロチオネート、トリヘキシルホスフォロチオネート、トリヘプチルホスフォロチオネート、トリオクチルホスフォロチオネート、トリノニルホスフォロチオネート、トリデシルホスフォロチオネート、トリウンデシルホスフォロチオネート、トリドデシルホスフォロチオネート、トリトリデシルホスフォロチオネート、トリテトラデシルホスフォロチオネート、トリペンタデシルホスフォロチオネート、トリヘキサデシルホスフォロチオネート、トリヘプタデシルホスフォロチオネート、トリオクタデシルホスフォロチオネート、トリオレイルホスフォロチオネート、トリフェニルホスフォロチオネート、トリクレジルホスフォロチオネート、トリキシレニルホスフォロチオネート、クレジルジフェニルホスフォロチオネート、キシレニルジフェニルホスフォロチオネート、トリス(n−プロピルフェニル)ホスフォロチオネート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフォロチオネート、トリス(n−ブチルフェニル)ホスフォロチオネート、トリス(イソブチルフェニル)ホスフォロチオネート、トリス(s−ブチルフェニル)ホスフォロチオネート、およびトリス(t−ブチルフェニル)ホスフォロチオネート等が挙げられる。
発明の効果の観点からは、チオリン酸エステル化合物よりも、ジチオリン酸エステル化合物が好ましい。
また、(B−2)成分の硫黄化合物は、分子中にジチオ(−S−S−)結合を有するとともに、当該硫黄化合物中のトリチオ(−S−S−S−)以上のポリチオ結合を有する硫黄化合物の含有量が、前記ジチオ(−S−S−)結合を有する化合物との合計量を基準として1質量%以下であることが好ましい。硫黄化合物のトリチオ(−S−S−S−)以上のポリチオ結合を有する硫黄化合物の含有量が1質量%以下であれば、組成物の耐熱性を高めスラッジの発生を抑制する効果を有する。
(b−1)のチアジアゾールの具体例としては、2,5−ビス(1,1,3,3−テトラメチルブタンジチオ)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(t−オクチルジチオ)1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(n−ノニルジチオ)1,3,4−チアジアゾール、および2,5−ビス(n−ドデシルジチオ)1,3,4−チアジアゾール等が挙げられる。(b−2)のジアルキルジチオグリコレートの具体例としては、ジエチルジチオグリコレート、ジn−ブチルジチオグリコレート、ジ−イソ−ブチルジチオグリコレート,ジn−オクチルジチオグリコレート、ジ−イソ−オクチルジチオグリコレート,ジ(2−エチルヘキシル)ジチオグリコレート、ジデシルジチオグリコレート、ジウンデシルジチオグリコレート、ジテトラデシルジチオグリコレート、およびジオクタデシルジチオグリコレート等が挙げられる。(b−3)のジヒドロカルビルジサルファイドとしては、ジ−tert−ブチルジサルファイド、ジオクチルジサルファイド、ジ−tert−ノニルジサルファイド、ジドデシルジサルファイド、ジベンジルジサルファイド、ジフェニルジサルファイド、およびジシクロヘキシルジサルファイド等が挙げられる。(b−4)のテトラアルキルチウラムジスルフィドとしては、テトラメチルチウラムジスルフィドやテトラエチルチウラムジスルフィド等が挙げられる。
本発明においては、効果の点で、(b−2)のジアルキルジチオグリコレート、および(b−3)のジヒドロカルビルジサルファイドが好ましい。具体的には、ジn−ブチルジチオグリコレート、ジ−イソ−ブチルジチオグリコレート、およびジベンジルジサルファイドが好ましい。
前記(B)成分の配合量は、組成物全量基準で、硫黄含有量として0.01質量%以上0.5質量%以下の範囲が好ましい。この配合量が0.01質量%未満では、摩耗防止効果(極圧性)が十分得られないおそれがあり、一方0.5質量%を超えても配合に見合った効果が得られないことがある。より好ましい配合量は、0.02質量%以上0.2質量%以下である。
本組成物では、(C)成分として、酸価が10mgKOH/g以下であるカルボン酸アミドを用いることが好ましい。酸価が10mgKOH/gを超えると、防錆性は向上するが、耐熱性が劣りスラッジが発生しやすくなり、抽出水pHを低下させるため、水分が存在した場合にウレタンゴムを劣化させやすい。
このようなカルボン酸アミドは、たとえば、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ゾーマリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、ガドレン酸、エルカ酸、セラコレイン酸、リシノレイン酸、およびヒドロキシステアリン酸等のカルボン酸と、アミン(アンモニア)とを反応させて得ることができる。
また、カルボン酸アミドとしては、カルボン酸アルカノールアミドも好適である。たとえば、ラウリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸ジエタノールアミド、ステアリン酸ジエタノールアミド、オレイン酸モノエタノールアミド、オレイン酸モノプロパノールアミド、およびオレイン酸ジプロパノールアミド等が挙げられる。
本組成物におけるカルボン酸アミドとしては、オレイン酸ジエタノールアミドが防錆性と溶解性の点で特に好適である。
本組成物においては、(C)成分として前記したカルボン酸アミドを1種単独で用いてもよく、2種以上を組合せて用いてもよい。
(C)成分の配合量は、0.01質量%以上0.5質量%以下である。配合量が0.01質量%未満では、防錆性を発揮できないおそれがある。一方、配合量が0.5質量%を超えると耐熱性が悪くスラッジが生成しやすくなるおそれがある。
本組成物では、(C’)成分としてカルボン酸アミドを、JIS Z 8802による抽出水のpHが6から8までとなる量を配合することが好ましい。本組成物の抽出水pHが6以上8以下であると、パッキンシール・塗料等の材料として油圧装置などに用いられるウレタンゴムなどの劣化を抑制し、シール性を良好に保つことができる。
本発明においては、(D)成分としてコハク酸イミド誘導体を用いる。この成分は、防錆効果とスラッジ分散効果を兼ね備えている。コハク酸イミド誘導体としては、無灰系分散剤として知られるアルキル基またはアルケニル基を側鎖に有するコハク酸イミドを好適に使用できる。特に、数平均分子量500以上3000以下程度のアルキル基またはアルケニル基を側鎖に有するコハク酸イミドが好ましい。側鎖の数平均分子量が500未満であると、基油への分散性が悪化するおそれがある。一方、この側鎖の数平均分子量が3000を超えると、潤滑油組成物を調製する際のハンドリング性が悪化する。また、組成物の粘度が上がり過ぎて、例えば油圧装置に使用する場合に、その作動特性が悪化するおそれがある。
これら(A)成分、(B)成分、(C)成分、および(D)成分の好適な組合せとしては、(I)トリクレジルフォスフェート((A)成分)、ジチオリン酸化合物((B)成分)、オレイン酸ジエタノールアミド((C)成分)、ポリブテニルコハク酸イミド((D)成分)としたもの、(II)トリフェニルホスホロチオエート((A)成分)、ジチオリン酸化合物((B)成分)、オレイン酸ジエタノールアミド((C)成分)、ポリブテニルコハク酸イミド((D)成分)としたもの、(III)トリフェニルホスホロチオエート((A)成分)、ジブチルジチオグリコレート((B)成分)、オレイン酸ジエタノールアミド((C)成分)、ポリブテニルコハク酸イミド((D)成分)としたもの、および(IV)トリフェニルホスホロチオエート((A)成分)、ジベンジルジサルファイド((B)成分)、オレイン酸ジエタノールアミド((C)成分)、ポリブテニルコハク酸イミド((D)成分)としたもの、などが挙げられる。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、モノオクチルジフェニルアミン、モノノニルジフェニルアミンなどのモノアルキルジフェニルアミン系化合物、4,4’−ジブチルジフェニルアミン、4,4’−ジペンチルジフェニルアミン、4,4’−ジヘキシルジフェニルアミン、4,4’−ジヘプチルジフェニルアミン、4,4’−ジオクチルジフェニルアミン、4,4’−ジノニルジフェニルアミンなどのジアルキルジフェニルアミン系化合物、テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、テトラノニルジフェニルアミンなどのポリアルキルジフェニルアミン系化合物、α−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、ブチルフェニル−α−ナフチルアミン、ペンチルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘキシルフェニル−α−ナフチルアミン、ヘプチルフェニル−α−ナフチルアミン、オクチルフェニル−α−ナフチルアミン、ノニルフェニル−α−ナフチルアミンなどのナフチルアミン系化合物が挙げられる。
粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート、分散型ポリメタクリレート、オレフィン系共重合体(例えば、エチレン−プロピレン共重合体など)、分散型オレフィン系共重合体、スチレン系共重合体(例えば、スチレン−ジエン水素化共重合体など)などが挙げられる。粘度指数向上剤の配合量は、特に限定されないが、組成物全量基準で、0.5質量%以上15質量%以下が好ましく、1質量%以上10質量%以下がより好ましい。
流動点降下剤としては、質量平均分子量が5万以上15万以下程度のポリメタクリレートなどを用いることができる。流動点降下剤の好ましい配合量は組成物全量基準で、0.1質量%以上5質量%以下、より好ましくは0.2質量%以上2質量%以下である。
消泡剤としては、高分子シリコーン系消泡剤、ポリアクリレート系消泡剤を用いることができる。消泡剤の好ましい配合量は、組成物全量基準で、0.0001質量%以上0.5質量%以下であり、0.0005質量%以上0.3質量%以下配合することがより好ましい。
また、組成物としての酸価(mgKOH/g)は、防錆性と耐熱性の観点から、JIS K2501に規定される「潤滑油中和試験方法」に準拠し、電位差法により測定した値が、0.01mgKOH/g以上0.05mgKOH/g以下であることが好ましく、より好ましくは0.02mgKOH/g以上0.04mgKOH/g以下である。
(1)耐摩耗性(FZG耐スコーリング試験)
FZGギヤ試験機を用い、DIN 51354−2に準拠し、規定に沿って段階的に荷重を上げ、スコーリングが発生した荷重のステージで表示した。
JIS K 2510(B法、人工海水法)に準拠して、測定した。
(3)抽出水pH 供試油とイオン交換水を質量比1:1で混合し、静置後水分のpHを測定した(JIS Z 8802)。
(4)耐熱性(酸化試験後のスラッジ量)
JIS K 2514−1996に準じる内燃機関用潤滑油酸化安定度試験(ISOT)により、発生したスラッジ量をミリポアフィルターで捕集してその量(mg/100mL)を測定した。試験温度は150℃であり、試験時間は168時間である。
(5)ゴム劣化防止性(ウレタンゴム浸漬試験)
供試油90mLとイオン交換水10mLをガラスビーカーに採取し、ウレタンゴム(JCMAS P041に記載)のJIS3号ダンベルを浸漬し、攪拌しながら93℃で、120時間の浸漬試験を行った。浸漬後のウレタンゴムダンベルの引張強度を測定し、浸漬試験前のウレタンゴムからの引張強度の変化率(%)を求めた。
表1に示すように、基油に各添加剤を配合し、実施例および比較例の試料油を調製し、それぞれの性能を評価した。結果も表1に示す。
2)リン化合物1((A)成分):トリクレジルフォスフェート
3)リン化合物2((A)成分):トリフェニルホスホロチオエート
4)リン化合物3:酸性リン酸エステルのアミン塩(Vanderbilt社製VANLUBE672)
5)硫黄化合物1((B−1)成分):ジチオリン酸化合物(チバスペシャリティーケミカルズ社製IRGALUBE63)
6)硫黄化合物2((B−2)成分):ジベンジルジサルファイド(銅板腐食試験1(1b))
7)硫黄化合物3((B−2)成分):ジブチルジチオグリコレート(銅板腐食試験2(2C))
8)硫黄化合物4((B−2)成分):2,5−ビス(n−ドデシルジチオ)−1,3,4−チアジアゾール(銅板腐食試験1(1A))
9)硫黄化合物5:硫化オレフィン含有硫黄化合物(アフトンケミカルズ社製HITEC343)
10)カルボン酸アミド1((C)成分):オレイン酸ジエタノールアミド(酸価 0.6mg KOH/g)
11)カルボン酸アミド2:高級アルキル置換ドデシレンコハク酸アミド(酸価60mg KOH/g)
12)アルケニルコハク酸イミド((D)成分):ポリブテニルコハク酸イミド(LUBLIZOL社製 LZ6406)
13)アルケニルコハク酸エステル:LUBLIZOL社製 LZ859(アルケニルコハク酸多価アルコールエステル)
14)フェノール系酸化防止剤:2,6-ジ−t−ブチル−p−クレゾール
15)アミン系酸化防止剤:ジフェニルアミン系(チバスペシャルティケミカルズ社製 IRGANOX−L57)
16)金属不活性化剤:ベンゾトリアゾール系(チバスペシャルティーケミカルズ社製 IRGAMET39)
17)消泡剤:LUBLIZOL社製 889D
18)40℃動粘度:JIS K 2283に準拠して測定した。
19)酸価:JIS K2501に規定される「潤滑油中和試験方法」に準拠し、電位差法により測定した。
20)P分:JPI−5S−38−92に準拠して測定した。
21)S分:JIS K 2541に準拠して測定した。
表1から分かるように、実施例1〜5の試料油は、耐摩耗性(FZG耐スコーリング性)、耐熱性(スラッジ発生量)、防錆性が良好であり、さらにウレタンゴムの劣化防止性にも優れている。
一方、比較例1〜6は、いずれも本発明の構成要素のいずれかが外れており、したがって、性能が実施例のものに比べて劣っている。
Claims (10)
- 40℃における動粘度が10mm2/s以上1000mm2/s以下である基油に、
(A)下記式(1)で示されるリン化合物のうち少なくとも1種をリン分で0.001質量%以上0.3質量%以下、
(1)
(Rは、水素原子または炭素数3以下のアルキル基、Xは酸素原子または硫黄原子を示す。)
(B)下記式(2)で示される硫黄化合物(B−1)、および、分子中にジチオ(−S−S−)結合を有し上記の基油に1質量%添加した場合の銅板腐食試験(JISK 2513、測定条件:100℃で3時間)で2以下の硫黄化合物(B−2)のうち少なくともいずれか1種を硫黄分で0.01質量%以上0.5質量%以下、および
(2)
(R1、R2、R4は各々独立に、炭素数1から18までの直鎖若しくは分岐を有する飽和若しくは不飽和の脂肪族炭化水素基、あるいは、分岐を有していてもよい炭素数5から18までの飽和若しくは不飽和の環状炭化水素基である。R3は炭素数1から6までの直鎖あるいは分岐鎖のアルキレン基である。X2、X3、X4は各々独立に酸素原子または硫黄原子である。X1は酸素原子または硫黄原子である。上記式中に硫黄原子は少なくとも一つ含まれる。)
(D)コハク酸イミド誘導体を0.01質量%以上1質量%以下配合してなる
ことを特徴とする潤滑油組成物。 - 請求項1に記載の潤滑油組成物において、
さらに、(C)酸価が10mgKOH/g以下のカルボン酸アミドを0.01質量%以上0.5質量%以下配合してなる
ことを特徴とする潤滑油組成物。 - 請求項1に記載の潤滑油組成物において、
さらに(C’)カルボン酸アミドを、JIS Z 8802による抽出水のpHが6から8までとなる量を配合してなる
ことを特徴とする潤滑油組成物。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の潤滑油組成物において、
前記(B−2)成分におけるトリチオ(−S−S−S−)結合以上のポリチオ結合を有する硫黄化合物の含有量が、前記(B−2)成分全量基準で1質量%以下である
ことを特徴とする潤滑油組成物。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の潤滑油組成物において、
前記(D)成分は、アルキル基またはアルケニル基を側鎖に有し、前記側鎖の数平均分子量が500以上3000以下である
ことを特徴とする潤滑油組成物。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の潤滑油組成物において、
前記基油が、APIによって定義されたベースオイルカテゴリーのグループIIまたはグループIIIに属する基油である
ことを特徴とする潤滑油組成物。 - 請求項1から請求項5までのいずれか1項に記載の潤滑油組成物において、
前記基油が、ポリα−オレフィン(PAO)である
ことを特徴とする潤滑油組成物。 - 請求項1から請求項7までのいずれか1項に記載の潤滑油組成物において、
該組成物の酸価が、0.01mgKOH/g以上0.05mgKOH/g以下である
ことを特徴とする潤滑油組成物。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の潤滑油組成物が油圧作動油である
ことを特徴とする潤滑油組成物。 - 請求項9に記載の潤滑油組成物が風力発電機の油圧ドライブトレイン用油圧作動油である
ことを特徴とする潤滑油組成物。
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