JPWO2014156338A1 - 潤滑油組成物 - Google Patents

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Abstract

潤滑油組成物は、40℃における動粘度が1mm2/s以上200mm2/s以下、粘度指数が80以上および硫黄分が0.03質量%未満である基油に、(A)質量平均分子量が10,000以上100,000以下であるポリアクリレート系化合物と、(B)式(1)で示されるリン化合物のうち少なくとも1種とを配合してなり、前記(B)成分の配合量が、組成物全量基準で0.05質量%以上2.0質量%以下であり、当該組成物の粘度指数が160以上である。

Description

本発明は潤滑油組成物に関し、詳しくは、建設機械用油圧作動油、産業用機械油圧作動油、風車用油圧作動油、工作機械用作動油、タービン油、圧縮機油、およびショックアブソーバー用油剤などの潤滑油組成物に関する。
産業用機械や建設用機械では、環境規制等による排ガス低減やCO低減のため、電動化や回生エネルギーを用いた蓄電方式等によるハード面からの対応が図られている。
また、油圧システムに用いられる油圧作動油による高効率化も必須の技術となっており、省燃費型、省電力型の油圧作動油が提案されている(たとえば特許文献1参照)。
また、油圧装置は年々高圧化しており、油圧ポンプのカジリ等のトラブルが多くなっている。このためISO規格ではFZGスコーリング試験を採用するようになった。FZG耐スコーリング性を向上させる方法としては、酸性リン酸エステルまたはそのアミン塩や、活性な硫黄化合物を添加することが一般的である(たとえば特許文献2参照)。
国際公開第2008/038571号 特開2003−171684号公報
一方、油圧装置の高圧化に伴い油温が上昇することから、各種添加剤のスラッジ化が問題となっている。スラッジはフィルターの目詰りや、切替弁のスプールロック、ポンプ摩耗の原因となる。しかしながら、特許文献1、2に開示された組成物によっては、耐摩耗性、低スラッジ特性および優れた省燃費性の全てを満たすことは困難である。
本発明は、耐スコーリング性などの耐摩耗性に優れ、スラッジの発生を抑制し、優れた省燃費性を有する潤滑油組成物を提供することを目的とする。
前記課題を解決すべく、本発明は、以下のような潤滑油組成物を提供するものである。
〔1〕40℃における動粘度が1mm/s以上200mm/s以下、粘度指数が80以上および硫黄分が0.03質量%未満である基油に、(A)質量平均分子量が10,000以上100,000以下であるポリアクリレート系化合物と、(B)下記式(1)で示されるリン化合物のうち少なくとも1種とを配合してなり、
(式中、Rは、水素原子または炭素数4以下のアルキル基、Xは酸素原子または硫黄原子を示す。)
前記(B)成分の配合量が、組成物全量基準で0.05質量%以上2.0質量%以下であり、当該組成物の粘度指数が160以上であることを特徴とする潤滑油組成物。
〔2〕上述の潤滑油組成物において、前記(B)成分の配合量が、組成物全量基準で0.5質量%以上1.0質量%以下であ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)下記式(2)に示される硫黄化合物のうち少なくとも1種を配合してなることを特徴とする潤滑油組成物。
(式中、Rは、炭素数1から8までの直鎖または分岐のアルキレン基を示し、RおよびRはそれぞれ炭素数3から20までの炭化水素基を示す。)
〔4〕40℃における動粘度が1mm/s以上200mm/s以下、粘度指数が80以上および硫黄分が0.03質量%未満である基油に、(A)質量平均分子量が10,000以上100,000以下であるポリアクリレート系化合物と、(B)下記式(1)で示されるリン化合物のうち少なくとも1種と、
(式中、Rは、水素原子または炭素数4以下のアルキル基、Xは酸素原子または硫黄原子を示す。)
(C)下記式(2)に示される硫黄化合物のうち少なくとも1種とを配合してなり、
(式中、Rは、炭素数1から8までの直鎖または分岐のアルキレン基を示し、RおよびRはそれぞれ炭素数3から20までの炭化水素基を示す。)
当該組成物の粘度指数が160以上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、さらに、(D)下記式(3)で示されるリン酸エステルとのアミン塩化合物および/または(E)下記式(4)に示される硫黄化合物のうち少なくとも1種とを配合してなることを特徴とする潤滑油組成物。
(式中、Rは、水素原子または炭素数1から18までの炭化水素基、Rはそれぞれ独立に炭素数1から18までの炭化水素基を示す。)
(式中、R、R、Rは各々に独立に、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。R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。X、X、Xは各々独立に2価の酸素原子または硫黄原子である。X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。)
〔6〕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。
本発明によれば、耐スコーリング性などの耐摩耗性に優れ、スラッジの発生を抑制し、優れた省燃費性を有する潤滑油組成物を提供できる。
[第一実施形態]
本実施形態の潤滑油組成物は、基油に、(A)特定のポリアクリレート系化合物、および、(B)特定のリン化合物を配合してなり、さらに(C)成分、(D)成分、あるいは(E)成分を配合することが好ましい。以下、詳細に説明する。
〔基油〕
本発明の潤滑油組成物(以下、「本組成物」ともいう。)に用いる基油は、40℃における動粘度が1mm/s以上200mm/s以下である。40℃における動粘度が1mm/s以上であると蒸発損失が少なく、200mm2/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、10mm/s以上100mm/s以下の範囲のものである。
また、当該基油の粘度指数は、80以上である。粘度指数が80以上であると、温度の変化による粘度変化が小さく、高温における必要な粘度を保つ。この粘度指数は、100以上がより好ましく、120以上がさらに好ましい。また、当該基油の飽和分は、90質量%以上のものが好ましい。飽和分が90質量%以上であると本組成物の酸化安定性が向上する。飽和分は、より好ましくは95質量%以上、さらに好ましくは97質量%以上である。また、当該基油の硫黄分は、0.03質量%未満である。基油の硫黄分が0.03質量%未満であると、本組成物の酸化安定性がより向上する。なお、前記硫黄分は、JIS K2541に準拠して測定した値であり、飽和分は、ASTM D2007に準拠して測定した値である。
本組成物に用いられる基油としては、アメリカ石油協会(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、III、およびIVに属する基油または、それらの2種以上を混合した基油が好適である。グループIIは、粘度指数80以上120以下、硫黄分0.03質量%以下および飽和分90質量%以上の基油であり、グループIIIは、粘度指数120以上、硫黄分0.03質量%以下および飽和分90質量%以上の基油であり、グループIVは、ポリアルファオレフィン(PAO)である。
当該基油としては、前記好ましい性状を有するものであれば、鉱油および合成油のいずれも用いることができる。この鉱油や合成油の種類、その他については特に制限はなく、鉱油としては、例えば、溶剤精製、水添精製、水素化分解などの精製法により得られたパラフィン基系鉱油、中間基系鉱油またはナフテン基系鉱油が挙げられる。
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、および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の異性化物なども挙げられる。
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。
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。
〔(A)成分〕
本組成物における(A)成分は、質量平均分子量が10,000以上100,000以下のアクリレート系化合物である。質量平均分子量が前記下限未満では、省燃費性が悪化し、他方、前記上限を超えると、潤滑油組成物のせん断安定性が低下する。また、この(A)成分の質量平均分子量は、15,000以上80,000以下であることがより好ましく、20,000以上75,000以下であることが特に好ましい。
ポリアクリレート系化合物としては、ポリ(メタ)アクリレート化合物が好ましく挙げられ、特にポリメタクリレート(PMA)が好ましい。前記ポリメタクリレートは、非分散型ポリメタクリレートであってもよく、分散型ポリメタクリレートであってもよい。
本組成物においては、(A)成分として前記したポリアクリレート系化合物を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。
前記(A)成分の配合量は、組成物全量基準で、0.1質量%以上20質量%以下が好ましく、0.2質量%以上15質量%以下がより好ましい。配合量が前記下限値以上であると、十分な粘度指数向上効果が得られ、他方、前記上限値以下であると、潤滑油組成物のせん断安定性やピストン清浄性が向上する。
〔(B)成分〕
本組成物において(B)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)におけるRは、水素原子または炭素数4以下のアルキル基を示し、Xは酸素原子または硫黄原子を示す。式(1)の3つのRは、それぞれ同じでも異なってもよい。前記した炭素数4以下のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、ターシャリーブチル基が挙げられる。
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 K2501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、トリクレジルチオフォスフェート、モノ(ジ)−t−ブチルトリフェニルフォスフェート、および、トリフェニルホスホロチオエート等が挙げられる。
本組成物においては、(B)成分として前記したリン化合物を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。また、その配合量は、組成物全量基準で、0.05質量%以上2.0質量%以下である。配合量が2.0質量%を超えると、耐摩耗性の大きな効果が期待できない。一方、配合量が0.05質量%以下であると同様に耐摩耗性の効果が期待できない。より好ましい配合量は、0.1質量%以上1.0質量%以下である。
〔(C)成分〕
本組成物において(C)成分として用いられる硫黄化合物としては、下記式(2)に示されるジチオリン酸エステル化合物を用いることが好ましい。
前記式(2)におけるRは、炭素数1から8までの直鎖または分岐のアルキレン基を示し、RおよびRはそれぞれ炭素数3から20までの炭化水素基を示す。
式(2)において、Rの炭素数が8より大きい場合は基油に対して溶解不良を起こし易い。Rとしては、上記観点から、炭素数1から8までの直鎖又は分岐のアルキレン基であることが好ましく、炭素数2から4までの直鎖又は分岐のアルキレン基であることがより好ましく、分枝鎖アルキレン基であることが更に好ましい。具体的には、−CHCH−、−CHCH(CH)−、−CHCH(CHCH)−、および、−CHCH(CHCHCH)−等が好ましく挙げられ、−CHCH(CH)−、−CHCH(CH)CH−がより好ましく挙げられる。
また、RおよびRの各々の炭素数が3より小さい場合は低分子量となるため金属表面への吸着不良を起こし易くなり、8より大きい場合は基油に対して溶解不良を起こし易い。RおよびRの各々の炭素数は上記観点から、3から8までの直鎖又は分岐のアルキル基が好ましく、炭素数4から6までの直鎖又は分岐のアルキル基がより好ましい。具体的には、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、t−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ヘキシル、2−エチルブチル、1−メチルペンチル、1,3−ジメチルブチルおよび2−エチルヘキシルの各基からなる群より選ばれるように選択されることが好ましく、これらのうち、イソブチル、t−ブチルが更に好ましい。
本組成物においては、(C)成分として前記したジチオリン酸エステル化合物を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。
前記(C)成分の配合量は、組成物全量基準で、0.01質量%以上2.0質量%以下が好ましく、0.02質量%以上0.5質量%以下がより好ましい。
〔(D)成分〕
本組成物では、(D)成分として、下記式(3)で示されるリン酸エステルでアミン化合物と反応させたアミン塩化合物を用いることが好ましい。
上記式(3)におけるRは、水素原子または炭素数1から18までの炭化水素基、Rは炭素数1から18までの炭化水素基を示す。
アミン塩を構成するアミン化合物としては、炭素数が4から60までである、モノ置換アミン、ジ置換アミンおよびトリ置換アミンを用いることができる。
モノ置換アミンの例としては、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、オクチルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、ベンジルアミンなどを挙げることができ、ジ置換アミンの例としては、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジラウリルアミン、ジステアリルアミン、ジオレイルアミン、ジベンジルアミンなどを挙げることができ、トリ置換アミンの例としては、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリラウリルアミン、トリステアリルアミン、トリオレイルアミン、トリベンジルアミンなどを挙げることができる。さらにアルカノールアミン、例えばステアリル・モノエタノールアミン、デシル・モノエタノールアミン、ヘキシル・モノプロパノールアミン、ベンジル・モノエタノールアミン、フェニル・モノエタノールアミン、トリル・モノプロパノールアミン、ジオレイル・モノエタノールアミン、ジラウリル・モノプロパノールアミン、ジオクチル・モノエタノールアミン、ジヘキシル・モノプロパノールアミン、ジブチル・モノプロパノールアミン、オレイル・ジエタノールアミン、ステアリル・ジプロパノールアミン、ラウリル・ジエタノールアミン、オクチル・ジプロパノールアミン、ブチル・ジエタノールアミン、ベンジル・ジエタノールアミン、フェニル・ジエタノールアミン、トリル・ジプロパノールアミン、キシリル・ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパノールアミンなどを挙げることができる。
これらのアミン化合物は、1種を単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
前記式(3)で示されるリン酸エステルとアミン化合物を反応させたアミン塩化合物としては、ビス(1、3−ジメチルブチル)フォスフェートドデシルアミン、ビス(n−オクチル)フォスフェート・ビス(n−デカニル)フォスフェートドデシルアミン、2−エチルヘキシルアシッドフォスフェートオレイルアミン、2−エチルヘキシルアシッドフォスフェートココナツアミン等が挙げられる。
本組成物においては、(D)成分として前記したリン酸エステルとアミン化合物を反応させたアミン塩化合物中から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。
前記(D)成分の配合量は、組成物全量基準で、0.005質量%以上0.5質量%以下が好ましく、0.01質量%以上0.1質量%以下がより好ましい。
〔(E)成分〕
本組成物において(E)成分として用いられる硫黄化合物は、下記式(4)に示されるチオリン酸化合物を用いることが好ましい。
前記式(4)における、R、R、Rは各々に独立に、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。R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。X、X、Xは各々独立に2価の酸素原子または硫黄原子である。X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。
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。
また、ジチオリン酸エステル化合物としては、たとえば、ジチオリン酸ジヘキシル、ジチオリン酸ジオクチル、ジチオリン酸ジ(2−エチルヘキシル)、ジチオリン酸ジドデシル、ジチオリン酸ジヘキサデシル、ジチオリン酸ジ(ヘキシルチオエチル)、ジチオリン酸ジ(オクチルチオエチル)、ジチオリン酸ジ(ドデシルチオエチル)、ジチオリン酸ジ(ヘキサデシルチオエチル)、ジチオリン酸ジオクテニル、ジチオリン酸ジオレイル、ジチオリン酸ジシクロヘキシル、ジチオリン酸ジフェニル、ジチオリン酸ジトリル、ジチオリン酸ジベンジル、ジチオリン酸ジフェネチル、およびエチル−3−[{ビス(1−メチルエトキシ)フォスフィノチオイル}チオ]プロピ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。
[その他添加剤]
さらに本組成物の性能を向上させるために、油性剤、分散剤、防錆剤、金属不活性化剤、防食剤、酸化防止剤、抗乳化剤および消泡剤などの公知の添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で適宜配合することができる。
油性剤としては、ステアリン酸、オレイン酸などの脂肪族飽和および不飽和モノカルボン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸などの重合脂肪酸、リシノレイン酸、12−ヒドロキシステアリン酸などのヒドロキシ脂肪酸、ラウリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族飽和および不飽和モノアルコール、ステアリルアミン、オレイルアミンなどの脂肪族飽和および不飽和モノアミン、8ないし18の炭素数からなる炭化水素鎖を有する脂肪族二級アミン混合物、ラウリン酸アミド、オレイン酸アミドなどの脂肪族飽和および不飽和モノカルボン酸アミド、オレイン酸モノグリセリドのような多価脂肪酸エステルなどが挙げられる。これらの油性剤の配合量は、潤滑油組成物全量基準で、好ましくは0.01質量%以上10質量%以下、より好ましくは0.1質量%以上5質量%以下である。
分散剤としては、コハク酸イミド誘導体を使用することができる。これらの分散剤は、1種を単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。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。
このようなコハク酸イミドとしては、様々なものがあり、例えば、ポリブテニル基またはポリイソブテニル基を有するコハク酸イミドが挙げられる。ここでいうポリブテニル基とは、1−ブテンとイソブテンの混合物あるいは高純度のイソブテンを重合させたものまたは、ポリイソブテニル基を水添した物として得られる。なお、コハク酸イミドとしては、いわゆるモノタイプのアルケニル若しくはアルキルコハク酸イミド、あるいは、いわゆるビスタイプのアルケニル若しくはアルキルコハク酸イミドのいずれでもよい。
また、前記したコハク酸イミド誘導体はさらにホウ素変性して用いることも好ましい。例えば、アルコール類、ヘキサン、キシレンなどの有機溶媒に前記ポリアミンとポリブテニルコハク酸(無水物)とホウ酸などのホウ素化合物を加え、適当な条件で加熱することでホウ素化ボリブテニルコハク酸イミドを得ることができる。なお、ホウ素化合物としては、ホウ酸以外にも、ホウ酸無水物、ハロゲン化ホウ素、ホウ酸エステル、ホウ酸アミド、酸化ホウ素などが挙げられる。中でも、ホウ酸が特に好ましい。
前記したホウ素変性コハク酸イミドを配合する場合は、ホウ素分は、組成物全量基準で1質量ppm以上50質量ppm以下であることが好ましく、さらに好ましくは5質量ppm以上30質量ppm以下である。
本発明においては、この分散剤の好ましい配合量は、組成物全量基準で、0.01質量%以上、1質量%以下が好ましく、より好ましくは0.05質量%以上、0.5質量%以下である。
金属不活性化剤、防食剤としては、ベンゾトリアゾール、チアジアゾールなどを挙げることができる。これら金属不活性化剤、防食剤の好ましい配合量は、組成物全量基準で、0.005質量%以上1質量%以下程度であり、より好ましくは0.007質量%以上0.5質量%以下である。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤およびアミン系酸化防止剤を使用することができる。これらの酸化防止剤は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノール、オクタデシル3−(3.5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートなどのモノフェノール系化合物、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)などのジフェノール系化合物が挙げられる。
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。
本発明においては、前記フェノール系酸化防止剤を1種用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記アミン系酸化防止剤を1種用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。さらには、フェノール系酸化防止剤1種以上とアミン系酸化防止剤1種以上とを組み合わせることが好ましい。本発明においては、この酸化防止剤の好ましい配合量は、組成物全量基準で、0.05質量%以上2質量%以下、より好ましくは0.1質量%以上1質量%以下である。
抗乳化剤としては、ポリアルキレングリコールや金属スルホネートなどを挙げることができ、中でもEO/POブロック共重合体(EOはエチレンオキサイド、POはプロピレンオキサイドを意味する)であって、両末端がOHのポリアルキレングリコールが好ましい。抗乳化剤の好ましい配合量は、組成物全量基準で、0.001質量%以上1.0質量%以下であり、0.01質量%以上0.5質量%以下配合することがより好ましい。
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。
[潤滑油組成物]
以上の配合で調製された本組成物は、粘度指数は、160以上である。粘度指数が前記下限未満であると、粘度の温度依存性が大きくなり好ましくない。なお、粘度指数は、JIS K 2283の方法により測定できる。より好ましくは粘度指数は、165以上である。
本組成物は、耐スコーリング性などの耐摩耗性に優れるとともに、耐熱性が良好でスラッジの発生を抑制し、優れた省燃費性を有する。それ故、本組成物は、建設機械用油圧作動油、産業用機械油圧作動油、風車用油圧作動油、工作機械用作動油、タービン油、圧縮機油、ショックアブソーバー用油剤として好適に用いられるものであり、本組成物により、機器の高効率化が期待できる。特に、単位時間当たりの流量が向上するため、流量にて仕事をする機器においては優れた効果を示す。また、使用時においても、スラッジ発生が少なく、せん断安定性も高いため長期間の使用にも耐え得る。更に、極圧性が高いため、ポンプの焼付き防止にも効果が高い。
[第二実施形態]
次に、本発明に係る第二実施形態の潤滑油組成物を説明する。
また、以降の説明に当たり、上記第一実施形態と同一の構成については、その説明を省略又は簡略化する。
本組成物は、基油に、(A)特定のポリアクリレート系化合物、(B)特定のリン化合物、および、(C)成分を配合してなり、さらに(D)成分、あるいは(E)成分を配合することが好ましい。以下、詳細に説明する。
〔(C)成分〕
本組成物において(C)成分として用いられる硫黄化合物としては、上記式(2)に示されるジチオリン酸エステル化合物を用いる。
本組成物における前記(C)成分の配合量は、組成物全量基準で、0.01質量%以上2.0質量%以下が好ましく、0.02質量%以上0.5質量%以下とすることがより好ましい。
(C)成分以外は、上述の第一実施形態と同一構成であるので、その説明を省略する。
なお、(C)成分と(B)成分とを併用する場合、(B)成分の配合量は、組成物全量基準で0.05質量%以上0.5質量%以下とすることが好ましい。
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、性能の評価は以下に示す方法で行った。
(1)耐摩耗性(FZG耐スコーリング試験)
FZGギヤ試験機を用い、ISO 14635−1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。
(2)静止摩擦係数
建設機械協会が制定した、建設機械用油圧作動油の摩擦特性試験法(JCMAS P047)に規定されたSAE No2摩擦試験により1000サイクル時における静止摩擦係数を測定した。
(3)耐熱性(酸化試験後のスラッジ量) JIS K2514−1996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。
(4)高圧ベーンポンプ試験
ベーンポンプとして、「TOKIMEC社製F11−SQP2−12」を使用して油圧回路を形成し、油温60℃にて、回転数:1200rpm、吐出圧力:14.0MPaの条件で2時間定常化運転を行い、その後1時間流量計測した。
なお、管路長(ポンプ吐出部からリリーフ弁間:1.2m,内径25.44mm,ブリジストンフローテック社製PA2816−77耐圧ゴムホース、サクション側:1.8m,内径38.1mm、ブリジストンフローテック社製VW24 耐圧ゴムホース),タンク容量100Lであり、積算流量計は日東精工社製 RSA0040A0FBMD3450010R型を使用した。
〔実施例1〜6、比較例1,2〕
表1および表2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。結果を表1および表2に示す。
1)基油1:パラフィン系鉱油、40℃動粘度20.4mm/s、100℃動粘度4.28mm/s、粘度指数116、硫黄分0.01質量%未満
2)基油2:パラフィン系鉱油、40℃動粘度36.8mm/s、100℃動粘度6.52mm/s、粘度指数131、硫黄分0.01質量%未満
3)基油3:パラフィン系鉱油、40℃動粘度45.1mm/s、100℃動粘度7.13mm/s、粘度指数118、硫黄分0.01質量%未満
4)基油4:パラフィン系鉱油、40℃動粘度90.5mm/s、100℃動粘度10.9mm/s、粘度指数105、硫黄分0.01質量%未満
5)高分子成分:エチレンプロピレンコポリマー、40℃動粘度37500mm/s、100℃動粘度2000mm/s、粘度指数300、質量平均分子量(Mw)(VPO法)2982、硫黄分0.01質量%未満
6)ポリアクリレート系化合物1((A)成分):PMAポリアクリレート、100℃動粘度852mm/s、質量平均分子量(Mw)37000
7)ポリアクリレート系化合物2((A)成分):PMAポリアクリレート、100℃動粘度490mm/s、質量平均分子量(Mw)30000
8)ポリアクリレート系化合物3((A)成分):PMAポリアクリレート、100℃動粘度382mm/s、質量平均分子量(Mw)69000
9)リン化合物1((B)成分):トリクレジルフォスフェート
10)リン化合物2((B)成分):モノ(ジ)−t−ブチルトリフェニルフォスフェート
11)リン化合物3((B)成分):トリフェニルホスホロチオエート
12)リン酸エステルアミン塩1((D)成分)
13)リン酸エステルアミン塩2((D)成分)
14)硫黄化合物1((E)成分):ジチオリン酸化合物
15)硫黄化合物2((C)成分):ジチオリン酸エステル化合物
16)油性剤・分散剤1:アルキルコハク酸イミド(ビスタイプ)
17)油性剤・分散剤2:ポリブテニルコハク酸イミド,ボレート
18)油性剤・分散剤3:ポリイソブテニルコハク酸イミド
19)油性剤・分散剤4:イソステアリン酸の縮合アミド
20)金属不活性化剤・防食剤1:アルケニルコハク酸多価アルコールエステル
21)金属不活性化剤・防食剤2:ソルビタンモノオレート
22)金属不活性化剤・防食剤3:N−ジアルキルアミノメチルベンゾトリアゾール
23)ヒンダードフェノール系酸化防止剤:2,6−ジtert−ブチル−P−クレゾール
24)アミン系酸化防止剤:モノブチルフェニルモノオクチルフェニルアミン
25)抗乳化剤:ポリアレキレングルコール系(ブロック型PAG)
26)消泡剤1:シリコーン系
27)消泡剤2:アクリレート系
28)40℃動粘度:JIS K2283に準拠して測定した。
29)100℃動粘度:JIS K2283に準拠して測定した。
30)粘度指数:JIS K2283に準拠して測定した。
31)質量分子量(Mw):高分子成分についてはVPO法により測定した。また、ポリアクリレート系化合物については、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)法にて測定したPS換算値である。
32)S分:JIS K2541に準拠して測定した。
33)P分:ICP(高周波誘導結合プラズマ発光分析)法にて、試料を溶媒希釈して測定した。
34)N分:JIS K2609に準拠して測定した。
35)酸価、塩基価:JIS K2501に規定される「潤滑油中和試験方法」に準拠し、指示薬法、電位差法、塩酸法、あるいは、過塩素酸−逆滴定法により測定した。なお、表中において、(指)は指示薬法、(電)は電位差法、(塩)は塩酸法、(過)は過塩素酸−逆滴定法により測定したことを示す。
36)錆止め(人工海水):JIS K2510(B法、人工海水法)に準拠して、測定した。
〔評価結果〕
表1および表2から分かるように、実施例1〜6の試料油は、本発明の構成をすべて備えているため、耐摩耗性(FZG耐スコーリング性、静止摩擦係数)、耐熱性(スラッジ発生量)が良好であり、さらに省燃費性(ポンプ全効率)にも優れている。
一方、比較例1,2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 (6)

  1. 40℃における動粘度が1mm/s以上200mm/s以下、粘度指数が80以上および硫黄分が0.03質量%未満である基油に、
    (A)質量平均分子量が10,000以上100,000以下であるポリアクリレート系化合物と、
    (B)下記式(1)で示されるリン化合物のうち少なくとも1種とを配合してなり、

    (式中、Rは、水素原子または炭素数4以下のアルキル基、Xは酸素原子または硫黄原子を示す。)
    前記(B)成分の配合量が、組成物全量基準で0.05質量%以上2.0質量%以下であり、
    当該組成物の粘度指数が160以上である
    ことを特徴とする潤滑油組成物。
  2. 請求項1に記載の潤滑油組成物において、
    前記(B)成分の配合量が、組成物全量基準で0.5質量%以上1.0質量%以下である
    ことを特徴とする潤滑油組成物。
  3. 請求項1又は請求項2に記載の潤滑油組成物において、
    さらに、(C)下記式(2)に示される硫黄化合物のうち少なくとも1種を配合してなる
    ことを特徴とする潤滑油組成物。

    (式中、Rは、炭素数1から8までの直鎖または分岐のアルキレン基を示し、RおよびRはそれぞれ炭素数3から20までの炭化水素基を示す。)
  4. 40℃における動粘度が1mm/s以上200mm/s以下、粘度指数が80以上および硫黄分が0.03質量%未満である基油に、
    (A)質量平均分子量10,000以上100,000以下であるポリアクリレート系化合物と、
    (B)下記式(1)で示されるリン化合物のうち少なくとも1種と、

    (式中、Rは、水素原子または炭素数4以下のアルキル基、Xは酸素原子または硫黄原子を示す。)
    (C)下記式(2)に示される硫黄化合物のうち少なくとも1種とを配合してなり、

    (式中、Rは、炭素数1から8までの直鎖または分岐のアルキレン基を示し、RおよびRはそれぞれ炭素数3から20までの炭化水素基を示す。)
    該組成物の粘度指数が160以上である
    ことを特徴とする潤滑油組成物。
  5. 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、
    さらに、(D)下記式(3)で示されるリン酸エステルとのアミン塩化合物および/または、(E)下記式(4)に示される硫黄化合物のうち少なくとも1種とを配合してなる
    ことを特徴とする潤滑油組成物。

    (式中、Rは、水素原子または炭素数1から18までの炭化水素基、Rはそれぞれ独立に炭素数1から18までの炭化水素基を示す。)

    (式中、R、R、Rは各々に独立に、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。R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。X、X、Xは各々独立に2価の酸素原子または硫黄原子である。X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。)
  6. 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が油圧作動油である
    ことを特徴とする潤滑油組成物。
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