JPWO2019198377A1 - 潤滑油組成物およびそれを用いた潤滑剤 - Google Patents

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Abstract

本発明の一局面は、(A)式(1)で示され、質量平均分子量が900〜4000であり、構造中の炭素とケイ素の比率(C/Si比)が3.03以上であり、かつ、粘度指数(VI)が300以上であるシリコーン油50〜80質量%と、(B)炭化水素系潤滑油10〜49質量%と、(C)酸化防止剤1〜10質量%とを少なくとも含む、潤滑油組成物に関する。

Description

本発明は、シリコーン油を含む潤滑油組成物およびそれを用いた潤滑剤に関する。
潤滑油や潤滑油組成物は、様々な機械装置などの可動部や可動面間の摩擦や摩耗を低減するために用いられる。
最近では、輸送機器の使用環境の拡大、過酷化により、機械装置の高度化、小型化が進んでいる。機械装置の高度化、小型化に伴い、輸送機器の使用環境の拡大、過酷化により、幅広い温度域で使用できる粘度指数(VI)が高い(温度変化に対する粘度変化が小さい)潤滑油が求められている。VIが高い潤滑油は、低温での粘度が低く、潤滑油自体の粘性抵抗によるエネルギー損失が小さいことから省エネルギー性(省エネ性)の点で優れている。また、高温環境下においては、VIの低い潤滑油と比較し、過度に低粘度化することがないため、潤滑面で潤滑に必要な油膜を保持することができ、また適度な粘性を保持することから潤滑油の飛散が抑えられ周囲を汚染することが少ない。
これまでは、一般に炭化水素系の潤滑油の粘度指数を高くする方法として、ポリメタクリル酸エステルやポリブテンなどの高分子化合物がVI向上剤として使用されてきた(特許文献1および2)。
近年では、VIが高い潤滑油として知られるシリコーン油(以下、Si油とも称す)を潤滑油基材とした潤滑油組成物が提案されている(特許文献3および4)。
しかしながら、特許文献1に記載の従来のVI向上剤を用いた潤滑油は、せん断力に対する耐性が低く、使用初期の粘度特性を長期間維持することができない(粘度指数が低下する)という問題があった。また、特許文献2では、特定の構造を有するポリメタクリル酸エステルを使用することで、せん断安定性を高くできる可能性を示しているが、高分子化合物を使用しているため、低温での粘性抵抗の上昇は避けられず、低温環境下で使用した際に省エネ性が欠けるといった問題が残った。
一方、特許文献3記載の技術は、高いVIと潤滑性を両立する目的で、シリコーン油と鉱油系あるいはワックス異性化系基油を併用しているが、シリコーン油として炭化水素系の潤滑油との相溶性が悪いジメチルシリコーンを使用しているため、高いVIを有するシリコーン油を多量配合することができない。そのため、高いVIを実現するためには、シリコーン油と従来のポリメタクリル酸エステルやポリブテンなどのVI向上剤を併用する必要があり、従来の炭化水素系の潤滑油に比べてVI向上剤の配合量を減らすことはできたが、低温粘度の上昇や使用初期の粘度特性を長期間維持することができない(粘度指数が低下する)という問題は残った。
また、特許文献4記載の技術では、炭化水素系の潤滑油と相溶性が高いアリール基を有するシリコーン油を使用することでシリコーン油の配合量を多くし、高いVIを維持することが出来た。しかし、アリール基を有するシリコーン油を多く配合した潤滑油組成物の潤滑性は低く、高い潤滑性を得るためには、相手材のエステル油の配合量を増やす必要があり、VIと潤滑性が両立できないという問題があった。
本発明の課題は、前記問題点を解決することにある。すなわち、優れた潤滑性と高い粘度指数(VI)を兼ね備え、長期間安定に使用でき、幅広い温度範囲で使用できる潤滑油組成物を提供することを目的とする。
特開第2015−172165号公報 特開第2017−155193号公報 特開第2012−207082号公報 特開第2003−261892号公報
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、下記構成の潤滑油組成物によって、上記目的を達することを見出し、この知見に基づいて更に検討を重ねることによって本発明を完成した。
すなわち、本発明の一局面に係る潤滑油組成物は、(A)下記式(1)で示され、質量平均分子量が900〜4000であり、構造中の炭素とケイ素の比率(C/Si比)が3.03以上であり、かつ、粘度指数(VI)が300以上であるシリコーン油50〜80質量%と、(B)炭化水素系潤滑油10〜49質量%と、(C)酸化防止剤1〜10質量%とを少なくとも含むことを特徴とする。
Figure 2019198377
(式(1)中、RおよびRは炭素数1〜12のアルキル基またはアラルキル基であり、かつ、nは2〜44の整数である)
図1は、実施例で合成したシリコーンA−1のNMRデータである。 図2は、実施例で合成したシリコーンA−2のNMRデータである。 図3は、実施例で合成したシリコーンA−3のNMRデータである。 図4は、実施例で合成したシリコーンA−4のNMRデータである。 図5は、実施例で合成したシリコーンA−5のNMRデータである。 図6は、実施例で合成したシリコーンA−6のNMRデータである。 図7は、実施例で合成したシリコーンA−7のNMRデータである。 図8は、実施例で合成したシリコーンA−8のNMRデータである。 図9は、実施例で合成したシリコーンA−9のNMRデータである。 図10は、実施例で合成したシリコーンA−10のNMRデータである。 図11は、実施例で合成したシリコーンA−11のNMRデータである。 図12は、実施例で合成したシリコーンA−12のNMRデータである。 図13は、実施例で合成したシリコーンA−13のNMRデータである。 図14は、実施例で合成したシリコーンA−14のNMRデータである。 図15は、実施例で合成したシリコーンA−15のNMRデータである。 図16は、実施例で合成したシリコーンA−16のNMRデータである。 図17は、実施例で合成したシリコーンA−17のNMRデータである。 図18は、実施例で合成したシリコーンA−18のNMRデータである。 図19は、実施例で合成したシリコーンA−19のNMRデータである。
本発明の潤滑油組成物は、上述したように、(A)下記式(1)で示され、質量平均分子量が900〜4000であり、構造中の炭素とケイ素の比率(C/Si比)が3.03以上であり、かつ、粘度指数(VI)が300以上であるシリコーン油50〜80質量%と、(B)炭化水素系潤滑油10〜49質量%と、(C)酸化防止剤1〜10質量%とを少なくとも含むことを特徴とする。
Figure 2019198377
(式(1)中、RおよびRは炭素数1〜12のアルキル基またはアラルキル基であり、かつ、nは2〜44の整数である)
このような構成とすることによって、長期間安定に使用でき、幅広い温度範囲で使用できる潤滑油組成物となる。より具体的には、本実施形態の潤滑油組成物には以下の利点がある。
・低粘度で、かつ蒸発しにくく、省エネルギー性が高い。
・非常に優れた低温流動性を有する。
・優れた潤滑性を有する。
・温度変化に対して粘性の変化が小さく、高温で油膜を維持できる。
・せん断安定性が良好である。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
((A)シリコーン油)
本実施形態の潤滑油組成物に含まれるシリコーン油は、上記式(1)で示され、質量平均分子量が900〜4000であり、構造中の炭素とケイ素の比率(C/Si比)が3.03以上であり、かつ、粘度指数(VI)が300以上である。
式(1)中、RおよびRは炭素数1〜12のアルキル基またはアラルキル基である。RおよびRの構造は特に限定はなく、直鎖でも分枝鎖でも環状でもよい。具体的には、例えば、アルキル基(メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、オクチル、ノニル、ドデシル);シクロアルキル基(シクロヘキシル、シクロヘプチル);アラルキル基(ベンジル、フェニルエチル、イソプロピルフェニル)等が挙げられる。これらの官能基を構造中に1種単独または2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。特にアルキル基を有することが好ましい。
およびRの炭素数としては、低温で低粘度を維持するという観点から1〜12が好ましく、1〜10がより好ましく、1〜8が特に好ましい。RおよびRの炭素数が12を超えると、低温特性が著しく悪化するため、潤滑油組成物とした場合に低温度域での使用が困難となる。
また、式(1)中、nは2〜44の整数である。nが2未満となると、質量平均分子量が900を下回るため、潤滑油組成物とした場合に、引火点が低くなり、用途が制限される。
また、本実施形態のシリコーン油は、構造中の炭素とケイ素の比率(C/Si比)が3.03以上である。後述する(B)炭化水素系潤滑油、(C)酸化防止剤との相溶性をより向上させるという観点からは、C/Si比が3.05以上であることがより好ましい。
本実施形態において、前記C/Si比は、下記の数式(1)で求められる値である。
(式1):C/Si比=(n×(Rの炭素数+1)+Rの炭素数の合計+4)÷(n+2)
例えば、シリコーン油が下記式(2)で示される構造を有するシリコーン油である場合、R=C3(n=6)およびC1(n=4)、R=C1であるため、C/Si比は3.16である。
Figure 2019198377
また、例えば、シリコーン油が下記式(3)で示される構造を有するシリコーン油である場合、R=C2、n=10、R=C1であるため、C/Si比は3.00である。
Figure 2019198377
例えば、シリコーン油が下記式(4)で示される構造を有するシリコーン油である場合、R=C8(n=5)およびC1(n=10)、R=C1であるため、C/Si比は4.18である。
Figure 2019198377
また、例えば、シリコーン油が下記式(5)で示される構造を有するシリコーン油である場合、R=C6(n=3)、C9(n=2)、およびC1(n=11)、R=C1であるため、C/Si比は3.83である。
Figure 2019198377
例えば、シリコーン油が下記式(6)で示される構造を有するシリコーン油である場合、R=C8(n=5)およびC1(n=10)、R=C1およびC8であるため、C/Si比は4.59である。
Figure 2019198377
また、例えば、シリコーン油が下記式(7)で示される構造を有するシリコーン油である場合、アルキル基がR=C1、n=9、R=C12であるため、C/Si比は4.18である。
Figure 2019198377
前記C/Si比が3.03未満となると、(B)成分である炭化水素系の潤滑油との相溶性が悪くなり、潤滑油組成物として安定した性能を発揮できないという問題がある。一方、前記C/Si比について特に上限値は限定されないが、C/Si比が高くなりすぎると粘度指数が低くなるという観点から9.0以下であることが好ましい。
上記構造を有するシリコーン油としては、例えば、具体的には、メチルヘキシルポリシロキサン、メチルオクチルポリシロキサン等が挙げられる。
本実施形態のシリコーン油の質量平均分子量は、900〜4000である。質量平均分子量が900を下回ると、シリコーン油の引火点が200℃を下回り、潤滑油組成物とした場合の用途が制限される。また、質量平均分子量が4000を超えると40℃動粘度が200mm/sを超えるため、潤滑油組成物の粘度が高くなり、省エネルギー性に欠ける。
なお、本実施形態におけるシリコーン油の質量平均分子量とは、後述の実施例に示すように、H−NMRまたは29Si−NMRを用いて測定した値である。なお、以下では質量平均分子量を単に「平均分子量」とも称す。
本実施形態におけるシリコーン油の粘度指数(VI)は、VIが高い潤滑油組成物を得るために、300以上とする。より好ましくは350以上であることが好ましく、400以上であることが特に好ましい。本明細書において、VIとは、JIS K 2283(2000年)に基づいて測定・算出した値である。
本実施形態の(A)シリコーン油としては、上述したようなシリコーン油を単独で使用してもよいし、複数を組み合わせて用いることもできる。
上述したようなシリコーン油を合成する方法は特に限定されないが、例えば、分子構造中にSiH基を有する直鎖状のポリシロキサンとヘキサメチルジシロキサン等の低重合度のポリシロキサンを活性白土等の酸触媒存在下で平衡化反応させることで、低重合度化したSiH基を有するポリシロキサンを得ることができる。あるいは、窒素雰囲気下でSiH基を有するポリシロキサンに1−オクテン等のオレフィン化合物をヒドロシリル化触媒存在下で付加反応させることでメチルオクチルポリシロキサンを得ることができる。
本実施形態の潤滑油組成物において、組成物全体に対する前記(A)シリコーン油の含有量は、粘度指数及び潤滑性の観点から50〜80質量%である。特に55〜80質量%であることが好ましく、65〜75質量%であることがさらに好ましい。(A)成分の含有量が50質量%未満であると潤滑油組成物とした場合の粘度指数を向上させる効果が乏しく、また、80質量%を超える場合は、潤滑性が低くなるため好ましくない。
((B)炭化水素系潤滑油)
本実施形態の潤滑油組成物は、炭化水素系潤滑油を有する。使用できる炭化水素系潤滑油としては、上述した(A)シリコーン油との相溶性があるものであれば特に限定はされないが、具体的には、例えば、エステル油、エーテル油、ポリαオレフィン(PAO)油、鉱油等が挙げられる。
前記エステル油としては、具体的には、1価アルコール類または多価アルコールと1塩基酸または多塩基酸とのエステルが挙げられる。
前記1価アルコールまたは多価アルコールとしては、炭素数1〜30、好ましくは炭素数4〜20、より好ましくは炭素数6〜18の炭化水素基を有する1価アルコールまたは多価アルコール類が挙げられる。前記多価アルコール類としては、具体的には、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等が挙げられる。
また、前記1塩基酸または多塩基酸としては、炭素数1〜30、好ましくは炭素数4〜20、より好ましくは炭素数6〜18の炭化水素基を有する1塩基酸または多塩基酸類が挙げられる。
ここでいう炭化水素基は、直鎖であっても分枝鎖であってもよく、例えば、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アルキルシクロアルキル基、アリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基等の炭化水素基が挙げられる。
本実施形態において(B)成分としてエステル油を使用する場合、上記したようなエステル油を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
好ましい実施形態では、エステル油として、引火点が200℃以上であり、流動点が−40℃以下の二塩基酸エステルまたは多価アルコール脂肪酸エステルを使用できる。特に、蒸発性が低いという観点より、トリメチロールプロパンの脂肪酸エステルやペンタエリスリトールの脂肪酸エステルといった多価アルコール脂肪酸エステルであることがより好ましい。
前記エーテル油としては、具体的には、ポリオキシエーテルやジアルキルエーテル、芳香族系エーテル等が挙げられる。
また、前記ポリαオレフィン油としては、ポリブテン、1−オクテンオリゴマー、1−デセンオリゴマー等の炭素数2〜15までのαオレフィンの重合物またはその水素化物が挙げられる。
前記鉱油としては、パラフィン系、ナフテン系、中間基系等の原油を常圧蒸留して得られる常圧残油;該常圧残油を減圧蒸留して得られた留出油;該留出油を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、接触脱ろう、水素化精製等のうちの1つ以上の処理を行って精製した鉱油、例えば、軽質ニュートラル油、中質ニュートラル油、重質ニュートラル油、ブライトストック等、フィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックス(GTLワックス(Gas To Liquids WAX))を異性化することで得られる鉱油等が挙げられる。
本実施形態では、(B)成分として上述したような炭化水素系潤滑油を単独で用いることもできるし、2種以上を組み合わせて使用することもできる。
本実施形態の潤滑油組成物における(B)炭化水素系潤滑油の含有量は、潤滑性、粘度指数の観点から、組成物全体に対して10〜49質量%である。より好ましくは、15〜40質量%であり、さらに15〜25質量%であることが特に好ましい。炭化水素系潤滑油の含有量が10質量%未満となると、十分な潤滑性を得ることが困難となり、また、49質量%を超える場合は、潤滑油組成物中のシリコーン油の含有量が少なくなり、潤滑油組成物の粘度指数が低くなるため好ましくない。
さらに、本実施形態の潤滑油組成物は、(B)炭化水素系潤滑油として、エステル油を10質量%以上含むことによって、潤滑油組成物の潤滑性がさらに向上する。つまり、好ましい実施形態としては、前記(B)炭化水素系潤滑油として、エステル油を10〜49質量%含んでいることが望ましい。
((C)酸化防止剤)
本実施形態の(C)成分の酸化防止剤としては、一般的に潤滑油に使用される酸化防止剤を特に限定なく使用することができる。例えば、フェノール系化合物やアミン系化合物、リン系化合物、硫黄系化合物等が挙げられる。
より具体的には、例えば、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールなどのアルキルフェノール類、メチレン−4,4−ビスフェノール(2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール)等のビスフェノール類、フェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン類、ジアルキルジフェニルアミン類、亜リン酸エステル類、ジトリデシル−3、3’−チオジプロピネート類等が挙げられる。
これらの中でも、潤滑油寿命の観点から、一次酸化防止剤として機能するフェノール系化合物やアミン系化合物を使用することが好ましく、一次酸化防止剤とリン系化合物や硫黄系化合物といった二次酸化防止剤を併用することが特に好ましい。
本実施形態の潤滑油組成物において、組成物全体に対する前記(C)酸化防止剤の含有量は、酸化抑制と蒸発量低減の観点から、1〜10質量%とする。より好ましくは、3〜7質量%であり、さらには5質量%であることが特に好ましい。
前記(C)成分の含有量が1質量%未満であると潤滑油組成物とした場合に蒸発量低減の効果が乏しい。また、10質量%を超える場合は、酸化防止剤自体の蒸発により潤滑油組成物の蒸発量が増えること、潤滑油組成物の粘度指数が低くなることより好ましくない。
さらに潤滑性のさらなる改善という観点から、(C)成分として、1.0〜10.0質量%の亜リン酸エステルを含んでいることが好ましい。つまり、本実施形態において、本実施形態の潤滑油組成物は、(C)酸化防止剤として1.0〜10.0質量%の亜リン酸エステルを含有していることが好ましい。(C)酸化防止剤としての亜リン酸エステル含有量は、2.5〜7.0質量%がより好ましく、2.5〜5.0質量%であることが特に好ましい。
(C)酸化防止剤において、亜リン酸エステルの含有量が1質量%未満であると潤滑油組成物とした場合に潤滑性向上の効果が乏しくなるおそれがある。また、10質量%を超える場合は、亜リン酸エステル自体の蒸発により潤滑油組成物の蒸発量が増えること、潤滑油組成物の粘度指数が低くなることより好ましくない場合がある。
(その他の添加剤)
本実施形態の潤滑油組成物には、その性能をさらに向上させる目的で、または、必要に応じてさらなる性能を付与するために、本発明の効果を損なわない範囲で、金属不活性化剤、消泡剤、増粘剤、着色剤等の各種添加剤を単独でまたは複数を組み合わせて配合しても良い。
金属不活性化剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、及びイミダゾール系化合物等が挙げられる。
消泡剤としては、例えば、ポリシロキサン、ポリアクリレート、及びスチレンエステルポリマー等が挙げられる。
増粘剤としては、例えば、金属石鹸(例えば、リチウム石鹸)、シリカ、膨張黒鉛、ポリ尿素、粘土(例えば、ヘクトライトまたはベントナイト)等が挙げられる。
本実施形態に潤滑油組成物に上記したような添加剤を配合する場合、その添加量は、潤滑剤組成物全体(総質量)に対して、0.0〜10.0質量%、あるいは0.1〜5質量%程度の量で使用され得る。本実施形態の潤滑油組成物を用いてグリースを生成するための増粘剤は、潤滑剤グリース組成物全体(総質量)に対して、5〜25質量%の量で使用され得る。
(調製方法)
本実施形態の潤滑油組成物を調製する方法としては、特に限定はなく、例えば、(A)シリコーン油と(B)炭化水素系油、(C)酸化防止剤、その他添加剤を100℃に加熱して混合することによって調整することができる。
上記のようにして得られる本実施形態の潤滑油組成物は、−40℃における絶対粘度が5.0Pa・s以下であることが好ましい。それにより、低温環境下で使用した際に省エネ性が高くなるという利点がある。
さらに、前記潤滑油組成物において、粘度指数(VI)が200以上であることが好ましく、さらには250以上であることがより好ましい。それにより、高温環境下において過度に低粘度化することがないため、潤滑面で潤滑に必要な油膜を保持することができ、また適度な粘性を保持することから潤滑油の飛散が抑えられ周囲を汚染することが少ないという利点がある。
(用途)
本実施形態の潤滑油組成物は、長期間安定して、幅広い温度で使用することが可能であるため、各種潤滑剤として使用することができる。例えば、軸受用潤滑剤、含浸軸受用の潤滑剤、グリース基油、冷凍機油、可塑剤等として好適に使用される。
本明細書は、上述したように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。
本発明の一局面に係る潤滑油組成物は、(A)上記式(1)で示され、質量平均分子量が900〜4000であり、構造中の炭素とケイ素の比率(C/Si比)が3.03以上であり、かつ、粘度指数(VI)が300以上であるシリコーン油50〜80質量%と、(B)炭化水素系潤滑油10〜49質量%と、(C)酸化防止剤1〜10質量%とを少なくとも含むことを特徴とする。
このような構成により、優れた潤滑性と高い粘度指数(VI)を兼ね備えることによって、長期間安定に使用でき、幅広い温度範囲で使用できる潤滑油組成物を提供することができる。
また、前記潤滑油組成物が、前記(B)炭化水素系潤滑油としてエステル油を10〜49質量%含むことが好ましい。それによって、より優れた潤滑性を得ることができる。
さらに、前記潤滑油組成物が、前記(C)酸化防止剤として亜リン酸エステルを1〜10質量%含むことが好ましい。それによって、より優れた潤滑性を得ることができる。
また、前記潤滑油組成物において、−40℃における絶対粘度が5.0Pa・s以下であることが好ましい。それにより、上述した効果をより確実に得ることができる。
さらに、前記潤滑油組成物において、粘度指数(VI)が250以上であることが好ましい。それにより、上述した効果をより確実に得ることができる。
本発明の他の局面に関する潤滑剤は、上述の潤滑油組成物を用いることを特徴とする。
また、本発明には、上記潤滑組成物や潤滑剤を用いたグリース及びエマルション、並びに、それらを使用した潤滑方法、及び、上記潤滑組成物や潤滑剤の軸受用途への使用が包含される。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
まず、本実施例で使用した各原料を以下に示す。
(シリコーン油)
・シリコーン油A−1〜A−19については後述する。
(炭化水素系潤滑油)
・エステル油 B−1:日油(株)製のペンタエリスリトール脂肪酸エステル、製品名:ユニスター HR−32(40℃動粘度:33.5:mm/s、100℃動粘度:5.8mm/s、VI:115、引火点:274℃、流動点:−50℃)
・エステル油 B−2:日油(株)製のトリメチロールプロパン脂肪酸エステル(C6−C12)、製品名:ユニスター H−334R(40℃動粘度:19.6mm/s、100℃動粘度:4.4mm/s、VI:138、流動点−40℃)
・エステル油 B−3:日油(株)製のセバシン酸ジオクチル、製品名:ユニスター DOS(40℃動粘度:11.7mm/s、100℃動粘度:3.2mm/s、VI:151、引火点:230℃、流動点:−60℃)
・エーテル油 B−4:(株)MORESCO製のアルキルジフェニルエーテル1(40℃動粘度:102.6mm/s、100℃動粘度:12.6mm/s、VI:117)
・PAO油 B−5:Exxon Mobil製のポリαオレフィン、製品名:SpectraSyn 10(40℃動粘度:66.0mm/s、100℃動粘度:10.0mm/s、VI:136)
・鉱油 B−6:コスモ石油ルブリカンツ(株)製の鉱油、製品名:コスモピュアスピンTK(40℃動粘度:9.3mm/s、100℃動粘度:2.5mm/s、VI:94)
・エーテル油B−7:(株)MORESCO製のアルキルジフェニルエーテル2(40℃動粘度:70.0mm/s、100℃動粘度:9.3mm/s、VI:110)
・PAO油 B−8:Exxon Mobil製のポリαオレフィン、製品名:SpectraSyn Elite65(40℃動粘度:614.0mm/s、100℃動粘度:65.0mm/s、VI:179)
(酸化防止剤)
・酸化防止剤 C−1:BASF製の芳香族アミン系化合物、製品名:IRGANOX L−57
・酸化防止剤 C−2:BASF製のフェノール系化合物、製品名:IRGANOX L−135
・酸化防止剤 C−3:(株)ADEKA製の硫黄系化合物、製品名:アデカスタブ AO−503
・酸化防止剤 C−4:城北化学工業(株)製の亜リン酸エステル系化合物、製品名:JP−333E
・酸化防止剤 C−5:城北化学工業(株)製の亜リン酸エステル系化合物、製品名:JPE−13R
・酸化防止剤 C−6:城北化学工業(株)製の亜リン酸エステル系化合物、製品名:JP−308E
・酸化防止剤 C−7:城北化学工業(株)製の亜リン酸エステル系化合物、製品名:JP−318−O
・酸化防止剤 C−8:Chemtura社製の芳香族アミン系化合物、製品名:Naugalube APAN
(その他)
・金属不活性剤:VANDERBILT製のベンゾトリアゾール化合物、製品名:CUVAN303
・極圧剤:(株)ADEKA製の亜鉛ジアルキルチオホスフェート、製品名:アデカキクルーブ Z−112
・粘度指数向上剤:EVONIK製のアクリルポリマー、製品名:VISCOPLEX 8−702
〔シリコーン油の合成〕
(合成例1:シリコーンA−1)
2Lセパラブルフラスコに信越化学工業(株)製のメチルハイドロジェンポリシロキサン(商品名:KF−99)148gと信越化学工業(株)製のデカメチルシクロペンタシロキサン(商品名:KF−995)671g、信越化学製工業(株)のヘキサメチルジシロキサン(商品名:KF−96L−0.65CS)182g、活性白土5gを入れ、90℃で4時間撹拌した。室温に冷却した後、ろ過によって活性白土を取り除いた。
続いて、ろ液を2Lの四つ口フラスコに入れ、加熱・減圧し、低分子量のシリコーン化合物を除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(シリコーンA)641gを得た。得られたシリコーンAと過剰量の水酸化ナトリウム水溶液及びn−ブタノールを反応させ、水素ガス発生量を測定した。水素ガス発生量は55 mL/gであった。得られた水素ガス発生量からシリコーンA中のヒドロシリル基由来の水素量を求めると0.25質量%であった。
前記シリコーンAを500mLの四つ口フラスコに144g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−ヘキセン(商品名:リニアレン6)187g(2.22mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液70μL(Pt換算:13ppm)を入れ、窒素置換を行った。シリコーンAを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−ヘキセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ヘキセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で20時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−ヘキセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルヘキシルシロキサン共重合体(シリコーンA−1)を189g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−1を解析した結果、平均分子量1377、有機基R(C6)を持つユニット(n)の平均個数2.8個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数10.9個、分子構造中のC/Si比は3.03であることがわかった。
図1に、シリコーンA−1のNMRデータを示す。
なお、A−1〜A−12に示す分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルアルキルシロキサン共重合体のH−NMR解析方法は以下の通りである。
a(ケミカルシフト0.01〜0.08ppm)はジメチルユニットと有機基Rを持つユニットのメチル基由来の水素のピークを示す。
b(ケミカルシフト0.08〜0.10ppm)は分子鎖両末端のトリメチルシロキシ基のメチル基由来の水素のピークを示す。
c(ケミカルシフト0.40〜0.60ppm)は有機基Rのケイ素の隣のCH由来の水素のピークを示す。
平均分子量、有機基Rを持つユニットの平均個数、ジメチルユニットの平均個数はa、b、cのピークの積分値(比)をもとに、次の式(2)より算出した。
(式2):
ジメチルユニットの平均個数=((a−1.5×c))÷6×18÷b
有機基Rを持つユニットの平均個数=c÷2×18÷b
平均分子量=有機基Rを持つユニットの平均個数×有機基Rを持つユニットの分子量+ジメチルユニットの平均個数×ジメチルユニットの分子量+分子鎖両末端のトリメチルシロキシ基の分子量
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は130.3
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は31.8
(合成例2:シリコーンA−2)
2Lセパラブルフラスコに信越化学工業(株)製のメチルハイドロジェンポリシロキサン(商品名:KF−99)306gと信越化学工業(株)製のデカメチルシクロペンタシロキサン(商品名:KF−995)1306g、信越化学工業(株)製のヘキサメチルジシロキサン(商品名:KF−96L−0.65CS)357g、活性白土11gを入れ、90℃で6時間撹拌した。室温に冷却した後、ろ過によって活性白土を取り除いた。
続いて、ろ液を2Lの四つ口フラスコに入れ、加熱・減圧し、低分子量のシリコーン化合物を除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(シリコーンB)1221gを得た。得られたシリコーンBと過剰量の水酸化ナトリウム水溶液及びn−ブタノールを反応させ、水素ガス発生量を測定した。水素ガス発生量は58 mL/gであった。得られた水素ガス発生量からシリコーンB中のヒドロシリル基由来の水素量を求めると0.26質量%であった。
シリコーンBを500mLの四つ口フラスコに124g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−ヘキセン(商品名:リニアレン6)147g(1.74mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液140μL(Pt換算:29ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンBを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−ヘキセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ヘキセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で20時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−ヘキセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルヘキシルシロキサン共重合体(シリコーンA−2)を163g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−2を解析した結果、平均分子量1361、有機基R(C6)を持つユニット(n)の平均個数2.9個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数10.6個、分子構造中のC/Si比は3.05であることがわかった。
図2に、シリコーンA−2のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は126.3
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は31.5
(合成例3:シリコーンA−3)
10Lセパラブルフラスコに信越化学工業(株)製のメチルハイドロジェンポリシロキサン(商品名:KF−99)1125gと信越化学工業(株)製のデカメチルシクロペンタシロキサン(商品名:KF−995)2866g、信越化学工業(株)製のヘキサメチルジシロキサン(商品名:KF−96L−0.65CS)874g、活性白土56gを入れ、90℃で4時間撹拌した。室温に冷却した後、ろ過によって活性白土を取り除いた。
続いて、ろ液を10Lの四つ口フラスコに入れ、加熱・減圧し、低分子量のシリコーン化合物を除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(シリコーンC)3016gを得た。得られたシリコーンCと過剰量の水酸化ナトリウム水溶液及びn−ブタノールを反応させ、水素ガス発生量を測定した。水素ガス発生量は86 mL/gであった。得られた水素ガス発生量からシリコーンB中のヒドロシリル基由来の水素量を求めると0.39質量%であった。
シリコーンCを500mLの四つ口フラスコに150g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−ヘキセン(商品名:リニアレン6)59g(0.70mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液16μL(Pt換算:3ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンCを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−ヘキセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ヘキセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で2時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−ヘキセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルヘキシルシロキサン共重合体(シリコーンA−3)を190g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−3を解析した結果、平均分子量1469、有機基R(C6)を持つユニット(n)の平均個数4.2個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数9.4個、分子構造中のC/Si比は3.47であることがわかった。
図3に、シリコーンA−3のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は82.3
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は21.4
(合成例4:シリコーンA−4)
前記合成例3で得られたシリコーンCを5Lの四つ口フラスコに2319g(2.16mol)入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−オクテン(商品名:リニアレン8)1221g(10.88mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液0.3mL(Pt換算:4ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンCを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−オクテンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−オクテンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、100℃で2時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−オクテンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルオクチルシロキサン共重合体(シリコーンA−4)を3251g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーン4を解析した結果、平均分子量1741、有機基R(C8)を持つユニット(n)の平均個数4.7個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数10.3個、分子構造中のC/Si比は4.05であることがわかった。
図4に、シリコーンA−4のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は80.8
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は19.1
(合成例5:シリコーンA−5)
2Lセパラブルフラスコに信越化学工業(株)製のメチルハイドロジェンポリシロキサン(商品名:KF−99)225gと信越化学工業(株)製のデカメチルシクロペンタシロキサン(商品名:KF−995)573g、信越化学工業(株)製のヘキサメチルジシロキサン(商品名:KF−96L−0.65CS)102g、活性白土8gを入れ、90℃で3時間撹拌した。室温に冷却した後、ろ過によって活性白土を取り除いた。
続いて、ろ液を2Lの四つ口フラスコに入れ、加熱・減圧し、低分子量のシリコーン化合物を除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(シリコーンD)665gを得た。得られたシリコーンDと過剰量の水酸化ナトリウム水溶液及びn−ブタノールを反応させ、水素ガス発生量を測定した。水素ガス発生量は84 mL/gであった。得られた水素ガス発生量からシリコーンD中のヒドロシリル基由来の水素量を求めると0.38質量%であった。シリコーンDを1Lの四つ口フラスコに600g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−オクテン(商品名:リニアレン8)319g(2.84mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液60μL(Pt換算:3ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンDを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−オクテンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−オクテンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、100℃で2時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−オクセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルオクチルシロキサン共重合体(シリコーンA−5)を836g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−5を解析した結果、平均分子量2454、有機基R(C8)を持つユニット(n)の平均個数6.9個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数14.9個、分子構造中のC/Si比は4.10であることがわかった。
図5に、シリコーンA−5のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は80.2
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は13.1
(合成例6:シリコーンA−6)
2Lセパラブルフラスコに信越化学工業(株)製のメチルハイドロジェンポリシロキサン(商品名:KF−99)451gと信越化学工業(株)製のデカメチルシクロペンタシロキサン(商品名:KF−995)1149g、信越化学工業(株)製のヘキサメチルジシロキサン(商品名:KF−96L−0.65CS)57g、活性白土10gを入れ、90℃で4.5時間撹拌した。室温に冷却した後、ろ過によって活性白土を取り除いた。
続いて、ろ液を2Lの四つ口フラスコに入れ、加熱・減圧し、低分子量のシリコーン化合物を除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(シリコーンE)1474gを得た。得られたシリコーンEと過剰量の水酸化ナトリウム水溶液及びn−ブタノールを反応させ、水素ガス発生量を測定した。水素ガス発生量は96 mL/gであった。得られた水素ガス発生量からシリコーンE中のヒドロシリル基由来の水素量を求めると0.43質量%であった。
シリコーンEを2Lの四つ口フラスコに641g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−オクテン(商品名:リニアレン8)382g(3.41mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液80μL(Pt換算:3ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンEを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−オクテンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ヘキセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、100℃で2時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−オクテンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルオクチルシロキサン共重合体(シリコーンA−6)を906g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−6を解析した結果、平均分子量3868、有機基R(C8)を持つユニット(n)の平均個数11.1個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数24.1個、分子構造中のC/Si比は4.14であることがわかった。
図6に、シリコーンA−6のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は80.2
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は8.1
(合成例7:シリコーンA−7)
2Lセパラブルフラスコに信越化学工業(株)製のメチルハイドロジェンポリシロキサン(商品名:KF−99)700gと信越化学工業(株)製のデカメチルシクロペンタシロキサン(商品名:KF−995)791g、信越化学工業(株)製のヘキサメチルジシロキサン(商品名:KF−96L−0.65CS)325g、活性白土11gを入れ、90℃で6時間撹拌した。室温に冷却した後、ろ過によって活性白土を取り除いた。
続いて、ろ液を2Lの四つ口フラスコに入れ、加熱・減圧し、留出物として分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(シリコーンF)980gを得た。得られたシリコーンFと過剰量の水酸化ナトリウム水溶液及びn−ブタノールを反応させ、水素ガス発生量を測定した。水素ガス発生量は130 mL/gであった。得られた水素ガス発生量からシリコーンF中のヒドロシリル基由来の水素量を求めると0.58質量%であった。
シリコーンFを500mLの四つ口フラスコに99g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−ヘキセン(商品名:リニアレン6)102g(1.21mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液60μL(Pt換算:15ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンFを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−ヘキセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ヘキセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で1時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−ヘキセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルヘキシルシロキサン共重合体(シリコーンA−7)を130g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−7を解析した結果、平均分子量850、有機基R(C6)を持つユニット(n)の平均個数3.3個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数2.9個、分子構造中のC/Si比は4.25であることがわかった。
図7に、シリコーンA−7のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は41.6
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は27.5
(合成例8:シリコーンA−8)
2Lセパラブルフラスコに信越化学工業(株)製のメチルハイドロジェンポリシロキサン(商品名:KF−99)900gと信越化学工業(株)製のデカメチルシクロペンタシロキサン(商品名:KF−995)658g、信越化学工業(株)製のヘキサメチルジシロキサン(商品名:KF−96L−0.65CS)335g、活性白土11gを入れ、90℃で6時間撹拌した。室温に冷却した後、ろ過によって活性白土を取り除いた。
続いて、ろ液を2Lの四つ口フラスコに入れ、加熱・減圧し、留出物として分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロジェンシロキサン共重合体(シリコーンG)966gを得た。得られたシリコーンGと過剰量の水酸化ナトリウム水溶液及びn−ブタノールを反応させ、水素ガス発生量を測定した。水素ガス発生量は155 mL/gであった。得られた水素ガス発生量からシリコーンG中のヒドロシリル基由来の水素量を求めると0.70質量%であった。
シリコーンGを500mLの四つ口フラスコに150g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−ヘキセン(商品名:リニアレン6)102g(1.22mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液40μL(Pt換算:7ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンGを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−ヘキセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ヘキセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で4.5時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−ヘキセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルヘキシルシロキサン共重合体(シリコーンA−8)を184g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−8を解析した結果、平均分子量890、有機基R(C6)を持つユニット(n)の平均個数3.9個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数2.2個、分子構造中のC/Si比は4.64であることがわかった。
図8に、シリコーンA−8のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は32.2
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は23.1
(合成例9:シリコーン9)
前記合成例3で得られたシリコーンCを500mL四つ口フラスコに94g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−デセン(商品名:リニアレン10)162g(1.16mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液120μL(Pt換算:34ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンCを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−デセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−デセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で24時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−デセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルデシルシロキサン共重合体(シリコーンA−9)を131g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−9を解析した結果、平均分子量1654、有機基R(C10)を持つユニット(n)の平均個数4.1個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数9.0個、分子構造中のC/Si比は4.60であることがわかった。
図9に、シリコーンA−9のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は80.1
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は21.8
(合成例10:シリコーンA−10)
前記合成例3で得られたシリコーンCを500mL四つ口フラスコに45g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−ドデセン(商品名:リニアレン12)68g(0.40mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液30μL(Pt換算:17ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンCを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−ドデセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ドデセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で8時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−ドデセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルドデシルシロキサン共重合体(シリコーンA−10)を72g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−10を解析した結果、平均分子量1728、有機基R(C12)を持つユニット(n)の平均個数3.9個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数9.0個、分子構造中のC/Si比は5.03であることがわかった。
図10に、シリコーンA−10のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は83.7
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は22.9
(合成例11:シリコーンA−11)
前記合成例3で得られたシリコーンCを500mL四つ口フラスコに56g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−テトラデセン(商品名:リニアレン14)181g(0.93mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液60μL(Pt換算:28ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンCを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−テトラデセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−テトラデセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で4時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−テトラデセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルテトラデシルシロキサン共重合体(シリコーンA−11)を104g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−11を解析した結果、平均分子量2046、有機基R(C14)を持つユニット(n)の平均個数4.5個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数9.9個、分子構造中のC/Si比は5.67であることがわかった。
図11に、シリコーンA−11のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は81.4
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は20.1
(合成例12:シリコーンA−12)
2Lセパラブルフラスコに信越化学工業(株)製のメチルハイドロジェンポリシロキサン(商品名:KF−99)1610gと信越化学工業(株)製のヘキサメチルジシロキサン(商品名:KF−96L−0.65CS)338g、活性白土11gを入れ、90℃で4時間撹拌した。室温に冷却した後、ろ過によって活性白土を取り除いた。
続いて、ろ液を2Lの四つ口フラスコに入れ、加熱・減圧し、留出物として分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン(シリコーンH)721gと、四つ口フラスコに残った分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン(シリコーンI)877gを得た。得られたシリコーンHとシリコーンIそれぞれと過剰量の水酸化ナトリウム水溶液及びn−ブタノールを反応させ、水素ガス発生量を測定した。シリコーンHの水素ガス発生量は276 mL/gであった。得られた水素ガス発生量からシリコーンH中のヒドロシリル基由来の水素量を求めると1.24質量%であった。シリコーンIの水素ガス発生量は323 mL/gであった。得られた水素ガス発生量からシリコーンI中のヒドロシリル基由来の水素量を求めると1.45質量%であった。
シリコーンHを500mLの四つ口フラスコに150g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−ヘキセン(商品名:リニアレン6)202g(2.40mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液70μL(Pt換算:12ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンHを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−ヘキセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ヘキセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で10時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−ヘキセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルヘキシルポリシロキサン(シリコーンA−12)を206g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−12を解析した結果、平均分子量1292、有機基R(C6)を持つユニット(n)の平均個数7.8個、分子構造中のC/Si比は6.19であることがわかった。
図12に、シリコーンA−12のNMRデータを示す。
なお、A−12〜A−14に示す分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルアルキルポリシロキサンのH−NMR解析方法は以下の通りである。
a(ケミカルシフト0.01〜0.06ppm)は有機基Rを持つユニットのメチル基由来の水素のピークを示す。
b(ケミカルシフト0.075〜0.10ppm)は分子鎖両末端のトリメチルシロキシ基のメチル基由来の水素のピークを示す。
c(ケミカルシフト0.40〜0.60ppm)は有機基Rのケイ素の隣のCH基由来の水素のピークを示す。
平均分子量、有機基Rを持つユニットの平均個数はa、b、cのピークの積分値(比)をもとに、次の式(3)より算出した。
(式3):
有機基Rを持つユニット(アルキル基)の平均個数=c÷2×18÷b
平均分子量=有機基Rを持つユニットの平均個数×有機基Rを持つユニットの分子量+分子鎖両末端のトリメチルシロキシ基の分子量
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は11.5
(合成例13:シリコーンA−13)
前記合成例12で得られたシリコーンIを500mLの四つ口フラスコに152g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−ヘキセン(商品名:リニアレン6)209g(2.48mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液70μL(Pt換算:12ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンIを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−ヘキセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ヘキセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で10時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−ヘキセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルヘキシルポリシロキサン(シリコーンA−13)を231g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−13を解析した結果、平均分子量2613、有機基R(C6)を持つユニット(n)の平均個数17.0個、分子構造中のC/Si比は6.58であることがわかった。
図13に、シリコーンA−13のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は5.3
(合成例14:シリコーンA−14)
2Lセパラブルフラスコに信越化学工業(株)製のメチルハイドロジェンポリシロキサン(商品名:KF−99)1610gと信越化学工業(株)製のヘキサメチルジシロキサン(商品名:KF−96L−0.65CS)293g、活性白土11gを入れ、90℃で7時間撹拌した。室温に冷却した後、ろ過によって活性白土を取り除いた。
続いて、ろ液を2Lの四つ口フラスコに入れ、加熱・減圧し、留出物として分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン(シリコーンJ)990gを得た。得られたシリコーンJと過剰量の水酸化ナトリウム水溶液及びn−ブタノールを反応させ、水素ガス発生量を測定した。水素ガス発生量は339 mL/gであった。得られた水素ガス発生量からシリコーンJ中のヒドロシリル基由来の水素量を求めると1.53質量%であった。
シリコーンJを500mLの四つ口フラスコに150g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−ヘキセン(商品名:リニアレン6)171g(2.03mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液90μL(Pt換算:16ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンJを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−ヘキセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ヘキセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、110℃で5時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−ヘキセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルヘキシルポリシロキサン(シリコーンA−14)を211g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−14を解析した結果、平均分子量3982、有機基R(C6)を持つユニット(n)の平均個数26.5個、分子構造中のC/Si比は6.72であることがわかった。
図14に、シリコーンA−14のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は3.4
(合成例15:シリコーンA−15)
2Lセパラブルフラスコに東京化成工業(株)製のテトラメチルシクロテトラシロキサン450gと信越化学工業(株)製のデカメチルシクロペンタシロキサン(商品名:KF−995)1257g、東京化成工業(株)製のテトラメチルジシロキサン326g、活性白土12gを入れ、90℃で12時間撹拌した。室温に冷却した後、ろ過によって活性白土を取り除いた。
続いて、ろ液を2Lの四つ口フラスコに入れ、加熱・減圧し、留出物として分子鎖両末端ジメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリシロキサン(シリコーンK)120gを得た。得られたシリコーンKと過剰量の水酸化ナトリウム水溶液及びn−ブタノールを反応させ、水素ガス発生量を測定した。水素ガス発生量は93mL/gであった。得られた水素ガス発生量からシリコーンK中のヒドロシリル基由来の水素量を求めると0.42質量%であった。
シリコーンKを500mLの四つ口フラスコに45g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−オクテン(商品名:リニアレン8)58g(0.52mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液30μL(Pt換算:8ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンKを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−オクテンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−オクテンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、130℃で10時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−オクテンを除去し、分子鎖両末端ジメチルオクチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルオクチルシロキサン共重合体(シリコーンA−15)を66g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−15を解析した結果、平均分子量1346、有機基R(C8)を持つユニット(n)の平均個数3.2個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数5.9個、分子構造中のC/Si比は5.44であることがわかった。
図15に、シリコーンA−15のNMRデータを示す。
なお、A−15とA−16に示す分子鎖両末端ジメチルアルキルシロキシ基封鎖メチルアルキルポリシロキサンのH−NMR解析方法は以下の通りである。
a(ケミカルシフト0.005〜0.125ppm)はジメチルユニットと有機基Rを持つユニットのメチル基と分子鎖両末端のジメチルアルキルシロキシ基のメチル基由来の水素のピークを示す。
b(ケミカルシフト0.05〜0.06ppm)は分子鎖両末端のジメチルアルキルシロキシ基のメチル基由来の水素のピークを示す。
c(ケミカルシフト0.40〜0.60ppm)は有機基Rのケイ素の隣のCH由来の水素のピークを示す。
平均分子量、有機基Rを持つユニットの平均個数、ジメチルユニットの平均個数はa、b、cのピークの積分値(比)をもとに、次の式(4)より算出した。
(式4):
ジメチルユニットの平均個数=((a−b−1.5×c))÷6×18÷b
有機基Rを持つユニットの平均個数=(c−b÷18×2)÷2×18÷b
平均分子量=有機基Rを持つユニットの平均個数×有機基Rを持つユニットの分子量+ジメチルユニットの平均個数×ジメチルユニットの分子量+分子鎖両末端のジメチルアルキルシロキシ基の分子量
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.005〜0.125ppmの積分値は67.2
δ=0.05〜0.06ppmの積分値は15.0
(合成例16:シリコーンA−16)
前記合成例15で得られたシリコーンKを500mL四つ口フラスコに50g入れ、滴下ロートに出光興産(株)製の1−ドデセン(商品名:リニアレン12)97.2g(0.58mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液26μL(Pt換算:15ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンKを加熱し、液温が60℃に到達した後、1−ドデセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ドデセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で4時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−ドデセンを除去し、分子鎖両末端ドデシルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルドデシルシロキサン共重合体(シリコーンA−16)を91g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−16を解析した結果、平均分子量1560、有機基R(C12)を持つユニット(n)の平均個数3.0個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数5.5個、分子構造中のC/Si比は7.45であることがわかった。
図16に、シリコーンA−16のNMRデータを示す。
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.005〜0.125ppmの積分値は68.5
δ=0.05〜0.06ppmの積分値は14.4
(合成例17:シリコーンA−17)
前記合成例3で得られたシリコーンCを200mL四つ口フラスコに40g入れ、滴下ロートに三井化学(株)製のα−メチルスチレン6g(0.05mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液4μL(Pt換算:3ppm)入れ、窒素置換を行った。シリコーンCを加熱し、液温が60℃に到達した後、α−メチルスチレンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。α−メチルスチレンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、100℃で2時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してα−メチルスチレンとSiH基が反応して出来たピーク及びα−メチルスチレン由来のピークの消失を確認した。続いて、滴下ロートに出光興産(株)製の1−ヘキセン(商品名:リニアレン6)2g(0.02mol)とエヌ・イー・ケムキャット(株)製の白金触媒であるPt−CTS−トルエン溶液2μL(Pt換算:2ppm)入れ、シリコーンCとα−メチルスチレンの反応物の温度が80℃まで冷えた後に1−ヘキセンと白金触媒の混合物の滴下を開始した。この時、液温を80〜110℃に保つよう滴下の速度を調節した。1−ヘキセンと白金触媒の混合物をすべて滴下した後、90℃で2時間熟成した。熟成終了後、H−NMRを使用してSiH基のピークの消失を確認した。続いて、加熱・減圧し、反応物から過剰の1−ヘキセンを除去し、分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルヘキシルシロキサン・メチル 2−フェニルプロピルシロキサン共重合体(シリコーンA−17)を47g得た。
H−NMRを使用して得られたシリコーンA−17を解析した結果、平均分子量 1661、有機基R(C6)を持つユニット(n)の平均個数3.1個、有機基R’(C9)を持つユニット(n)の平均個数1.4個、有機基R’’(C1)を持つユニット(n)の平均個数10.8個、分子構造中のC/Si比は3.67であることがわかった。
図17に、シリコーンA−17のNMRデータを示す。
なお、A−17に示す分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルアルキルシロキサン・メチルアラルキルシロキサン共重合体のH−NMR解析方法は以下の通りである。
a(ケミカルシフト0.01〜0.08ppm)はジメチルユニットと有機基Rを持つユニットのメチル基由来の水素のピークを示す。
b(ケミカルシフト0.08〜0.10ppm)は分子鎖両末端のトリメチルシロキシ基のメチル基由来の水素のピークを示す。
c(ケミカルシフト0.40〜0.60ppm)は有機基Rのケイ素の隣のCH由来の水素のピークを示す。
d(ケミカルシフト2.85〜3.05ppm)はアラルキル基のベンジル位の水素のピークを示す。
平均分子量、有機基Rを持つユニットの平均個数、ジメチルユニットの平均個数はa、b、c、dのピークの積分値(比)をもとに、次の式(5)より算出した。
(式5)
ジメチルユニットの平均個数=((a−1.5×c))÷6×18÷b
有機基Rを持つユニット(アルキル基)の平均個数=c÷2×18÷b
有機基Rを持つユニット(アラルキル基)の平均個数=d×18÷b
平均分子量=有機基Rを持つユニットの平均個数×有機基Rを持つユニットの分子量+ジメチルユニットの平均個数×ジメチルユニットの分子量+分子鎖両末端のトリメチルシロキシ基の分子量
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.40〜0.60ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.01〜0.08ppmの積分値は117.6
δ=0.08〜0.10ppmの積分値は28.6
δ=2.85〜3.05ppmの積分値は2.2
その他のシリコーン油として以下を使用した。
(シリコーンA−18)
シリコーンA−18は、信越化学工業(株)製の分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(商品名:KF96L−100CS)である。H−NMRを使用してシリコーンA−18を解析した結果、平均分子量2587、有機基R(C=1)を持つユニット(n)の平均個数は32.7個、分子構造中のC/Si比は2.09であることがわかった。
図18に、シリコーンA−18のNMRデータを示す。
なお、ジメチルシリコーンのH−NMR解析方法は以下の通りである。
b(ケミカルシフト0.085〜0.10ppm)は分子鎖両末端のトリメチルシロキシ基のメチル基由来の水素のピークを示す。
e(ケミカルシフト0.025〜0.085ppm)はジメチルユニットのメチル基由来の水素のピークを示す。
平均分子量、ジメチルユニットの平均個数はb、eのピークの積分値(比)を基に、次の式(6)より算出した。
(式6):
平均分子量=ジメチルユニットの平均個数×ジメチルユニットの分子量+分子鎖両末端のトリメチルシロキシ基の分子量
H−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=0.085〜0.10ppmの積分値を10.0とすると、
δ=0.025〜0.085ppmの積分値は109.0
(シリコーンA−19)
シリコーンA−19は、東レ・ダウコーニング(株)製の分子鎖両末端トリメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体(商品名:SH−550)である。29Si−NMRを使用してシリコーンA−19を解析した結果、平均分子量2201、有機基R(C6)を持つユニット(n)の平均個数は10.7個、有機基R’(C1)を持つユニット(n)の平均個数は7.6個、分子構造中のC/Si比は4.73であることがわかった。
図19に、シリコーンA−19のNMRデータを示す。
なお、メチルフェニルシリコーンの29Si−NMR解析方法は以下の通りである。
f(ケミカルシフト7.25〜9.35ppm)は分子鎖両末端のトリメチルシロキシ基由来のケイ素のピークを示す。
g(ケミカルシフト−19.5〜−22.0ppm)はジメチルユニット由来のケイ素のピークを示す。
h(ケミカルシフト−32.0〜−35.0ppm)はメチルフェニルユニット由来のケイ素のピークを示す。
平均分子量、ジメチルユニットの平均個数、メチルフェニルユニットの平均個数、はf、g、hのピークの積分値(比)を基に、次の式(7)より算出した。
(式7):
平均分子量=ジメチルユニットの平均個数×ジメチルユニットの分子量
+メチルフェニルユニットの平均個数×メチルフェニルユニットの分子量
+分子鎖両末端のトリメチルシロキシ基の分子量
29Si−NMR(溶媒:重クロロホルム、基準物質:TMS)
δ=7.25〜9.35ppmの積分値を10.0とすると、
δ=−19.5〜−22.0ppmの積分値は38.1
δ=−32.0〜−35.0ppmの積分値は53.3
〔シリコーン油の物性〕
上記シリコーン油A−1〜A−19を以降の実験で使用した。シリコーンA−1〜A−16はアルキル基を有するシリコーン油であり、A−17はアルキル基とアラルキル基を有するシリコーン油であり、A−18はジメチルシリコーン、A−19はメチルフェニルシリコーンである。
各シリコーン油について、粘度特性、NMR測定、引火点、及び低温流動性を以下の手順に従って測定・算出した。結果を下記表1に示す。
(粘度特性)
40℃動粘度、100℃動粘度、粘度指数(VI)は、JIS K 2283(2000年)に従って測定、算出した。
(NMR測定)
平均分子量算出、アルキル炭素数、C/Si比の算出のためにNMR測定結果を使用した。H−NMRまたは29Si−NMRの測定には、日本電子株式会社製JNM−ECX series FT NMR装置 400MHzを使用した。
(引火点測定)
引火点の測定には、クリーブランド開放法引火点試験機(田中科学機器製作所株式会社製、「自動引火点試験機 aco−8形」)を使用した。潤滑油組成物を評価する場合、検出器にシリコーン油の蒸気が付着し、測定が自動で停止しないため、目視で引火を確認し、引火した温度を引火点とした。
(低温流動性)
低温流動性は、レオメーター(TAインスツルメント社製、「ARES−RDA W/FCO」)を使用して−40℃の流動性と絶対粘度を評価した。
Figure 2019198377
(考察)
表1の結果から、式(1)のRの炭素数が小さく、平均分子量が小さいほどVIが高い傾向があることがわかった。また、前記Rの炭素数が大きくなると低温流動性が悪くなることがわかった。
シリコーンA−7とA−8より平均分子量が900付近を下回ると引火点が200℃を下回ることがわかった。また、シリコーンA−14より平均分子量が4000付近で40℃動粘度が200mm/s程度であることもわかった。
以上より、幅広い温度範囲で使用でき、省エネルギー性に優れる潤滑油組成物を提供することを目的とするためには式(1)のRの炭素数が12以下であり、平均分子量が900〜4000のシリコーン油を用いればいいことが確認できた。
〔シリコーン油と炭化水素系潤滑油との相溶性〕
次に、相溶性を確認する目的で、シリコーン油に対して、エステル油、エーテル油、ポリαオレフィン(PAO)、鉱油をそれぞれ質量比が1:1の割合になるように量り取り、室温(25℃)にて撹拌・混合した。撹拌直後の混合液を目視で観察し、濁りの有無(濁りが有ったものを×、濁りがなかったものを○)を評価した。
表2に相溶性を評価した結果を示す。
Figure 2019198377
(考察)
参考例1〜4より、シリコーン油のC/Si比が3.03の場合、エーテル油以外の炭化水素系の潤滑油と相溶することがわかった。実験例5〜16のC/Si比が3.05以上のシリコーン油であればエステル油、エーテル油、ポリαオレフィン、鉱油とそれぞれ相溶することが確認できた。
また、参考例17〜20はC/Si比が2.09のジメチルシリコーンについて評価した結果であるが、いずれの潤滑油基油とも溶け合わないことがわかった。
また、参考例21〜24はC/Si比が4.73のメチルフェニルシリコーンについて評価した結果であるが、メチルフェニルシリコーンの場合C/Si比が高くてもポリαオレフィンとはけ合わないことがわかった。
これらの結果より、本発明の潤滑油組成物に使用するシリコーン油は、構造中のC/Si比が3.03以上であれば芳香族を構造中に含まない潤滑油基油と相溶でき、C/Si比3.05以上であればアルキルジフェニルエーテルのように芳香族を含む構造の化合物とも相溶できることが明かになった。
これより、相溶性が良好なシリコーン油は、構造中のC/Si比は3.03以上必要であり、C/Si比が3.05以上であることがより好ましいといえる。
〔試験例1:潤滑性評価〕
それぞれの成分を、下記表3に示す割合(質量%)となるように配合して、(A)シリコーン油と(B)炭化水素系油、(C)酸化防止剤、その他添加剤を100℃に加熱して混合することによって、実施例1〜21および比較例1〜5の潤滑油組成物を調製した。
得られた各実施例および各比較例の潤滑油組成物について、粘度指数(VI)、相溶性および潤滑性を以下の試験方法で評価した。
(粘度指数(VI))
上記シリコーン油と同じ方法で評価した。評価基準は、200未満:×、200〜250:○、250以上:◎とした。
(相溶性)
上記シリコーン油と同じ方法で評価した。評価基準は、濁りなしを○、濁りありを×とした。
(潤滑性)
潤滑性は、高速4球試験で行った。具体的には、Falex潤滑試験機(#6)を使用して評価した。試験条件は、回転速度:1200rpm、潤滑油組成物の温度:75℃、荷重:392N、試験時間:60分として、摩耗痕径で評価を行った。摩耗痕径による評価基準は、2000μm以上:×、1500〜2000μm:○、800〜1500μm:◎、800μm未満:◎+とした。
結果を表3に示す。
Figure 2019198377
(考察)
実施例1〜21より、シリコーン油、炭化水素系潤滑油、および酸化防止剤を本発明の規定する配合量で含むことにより、高い粘度指数の潤滑油組成物を調整できることがわかった。また、実施例1〜8および10の結果より、シリコーン油の粘度指数(VI)が高いほど、シリコーン油の配合量が少なくても粘度指数が高い潤滑油組成物が得られることが示された。
また、実施例17〜20からは、炭化水素系潤滑油としてエステル油が10質量%以上含まれることにより、より潤滑性が良好な(摩耗痕径が1500μm以下)の潤滑油組成物を調整することができることがわかった。また、実施例21で他の添加剤が入っても影響がないことも確認された。
一方、比較例1〜2では、シリコーン油の量が多すぎる場合(85質量%以上)、摩耗痕径が3000μmを超え、潤滑油として使用できないことが示された。
また、比較例3〜4では、シリコーン油としてメチルフェニルシリコーン(シリコーンA−19)を使用した場合を示すが、本発明と同様の配合を行っても摩耗痕径は3000μmを超え、これも潤滑油として使用できないことがわかった。
比較例5では、シリコーン油としてジメチルシリコーン(シリコーンA−18)を使用した場合を示すが、調製段階で濁りが生じてしまい、潤滑油組成物をうまく調製することができなかった。よって、粘度や潤滑性の評価を行うことができなかった。
〔試験例2:潤滑性評価2〕
それぞれの成分を、下記表4に示す割合(質量%)となるように配合した以外は、上記実施例1と同様にして、実施例22〜36および実施例53〜56の潤滑油組成物を調製した。さらに、本試験では、上記で得た実施例11の潤滑油組成物も用いた。その後、試験例1と同様にして、粘度指数(VI)および潤滑性を評価した。その結果を表4にまとめる。
Figure 2019198377
(考察)
本試験では、酸化防止剤の種類と配合量を変えて粘度特性と潤滑性を評価した。その結果、酸化防止剤として亜リン酸エステルを使用するとより優れた潤滑性を得られることが示された。亜リン酸エステルが1.0〜10.0質量%から耐摩耗効果が確認でき、2.5〜7.0質量%で潤滑性向上効果が大きいといえる。
〔試験例3:低温流動性の評価〕
それぞれの成分を、下記表5に示す割合(質量%)となるように配合した以外は、上記実施例1と同様にして、実施例37〜42、53、54および比較例6の潤滑油組成物を調製した。さらに、本試験では、上記で得た実施例3、7および11の潤滑油組成物も用いた。これらの各実施例および比較例の潤滑油組成物を用いて、上記と同じ方法で粘度指数(VI)を評価し、さらに、下記方法で低温流動性と固化温度を評価した。
(低温流動性)
低温流動性は、レオメーター(TAインスツルメント社製、「ARES-RDA W/FCO」)を使用して−30℃と−40℃の流動性と−40℃の絶対粘度を評価した。また、−40℃環境下で一週間静置した後の流動性と分離の有無を確認した。低温流動性の評価基準は、−40℃粘度:5Pa・s未満:◎、5〜30Pa・s:○、30Pa・s以上固化しない:△、固化:×とした。
(固化温度)
室温から温度を下げていく過程の粘度を連続して測定し、急激な粘度上昇後に粘度が測定できなくなる温度を固化温度とした。固化温度の評価基準は、固化温度:−40℃以下で固化しない:○、−40℃以下で固化する:×とした。
以上の結果を表5にまとめる。
Figure 2019198377
(考察)
実施例3、7、11、37〜42および53〜54は式(1)のRの炭素数が6〜12のシリコーン油を使用したため、−30℃でも固化しなかった。炭素数が12であった実施例39は−40℃粘度がやや高いこと実施例41は−40℃で流動性を失うことより、アルキル炭素数は、12未満のものがより好ましいことが示された。また、低温環境下で静置すると実施例38と39と41のアルキル基の炭素数が10と12の組成物では固化した。これより、アルキル炭素数は10未満が特に好ましいこともわかった。アルキル鎖C6とアラルキル基C9混合の実施例42は−40℃で固化しないが、粘度が5.0Pa・sを超えることがわかった。炭素数は10未満であってもアラルキル基を用いると−40℃粘度が高くなるため、アラルキル基よりアルキル基の方が好ましいことが示された。
一方、比較例6に示したアルキル炭素数が14の組成物は−30℃に至るまでに固化してしまったため、低温で使用できないことがわかった。
〔試験例4:蒸発性と潤滑油寿命の評価〕
それぞれの成分を、下記表6に示す割合(質量%)となるように配合した以外は、上記実施例1と同様にして、実施例43〜52および比較例7の潤滑油組成物を調製した。さらに、本試験では、上記で得た実施例3、11および23の潤滑油組成物も用いた。これらの各実施例および比較例の潤滑油組成物を用いて、上記と同じ方法で粘度指数(VI)を評価し、さらに、下記方法で蒸発特性と潤滑油寿命を評価した。
(蒸発特性および潤滑油寿命)
10mLビーカーに各実施例および比較例の潤滑油組成物を2.0g、鉄粉を2.0g入れ、180℃で加熱した際の50時間経過後の蒸発減量(%)より、潤滑油組成物の蒸発性を評価した。蒸発性の評価基準は、15%未満:◎、15〜20%:○、20%超:△、固化:×とした。
また、固化するまでの時間から潤滑油寿命を評価した。潤滑油寿命の評価基準は、80時間以上固化しない:◎、40〜80時間で固化:○、40時間未満で固化:×とした。
以上の結果を表6にまとめる。
Figure 2019198377
(考察)
50時間後の蒸発量を比較した結果、酸化防止剤の有無で比較すると酸化防止剤を入れていない比較例7は50時間までに固化した。一方、酸化防止剤を含む実施例の潤滑油組成物はいずれにおいても50時間後も固化しなかった。酸化防止剤量が多くなるほど蒸発量は多くなった。
〔試験例5:せん断安定性の評価〕
それぞれの成分を、下記表7に示す割合(質量%)となるように配合した以外は、上記実施例1と同様にして、比較例8〜9の潤滑油組成物を調製した。さらに、本試験では、上記で得た実施例3および11の潤滑油組成物も用いた。これらの各実施例および比較例の潤滑油組成物を用いて、上記と同じ方法で粘度指数(VI)、潤滑性、蒸発性、潤滑油寿命、濁りを評価し、さらに、下記方法でせん断安定性を評価した。
(せん断安定性)
各実施例および比較例の潤滑油組成物に対して、JASO M347−95に準拠し、超音波を60分間照射した。そして、超音波照射前後の各潤滑油組成物について、JIS K 2283(2000年)に準拠して40℃動粘度および100℃動粘度を測定した。超音波照射前の動粘度をv0、超音波照射後の動粘度をv1とした。測定した動粘度から、低下率((v0−v1)/v0×100)を算出した。40℃動粘度および100℃動粘度の変化率より、以下の基準でせん断安定性を評価した。
せん断安定性評価基準:前記変化率が5%未満:◎、5〜10%:○、10%以上:×とした。
以上の結果を表7にまとめる。
Figure 2019198377
(考察)
ここでは、本発明の潤滑油組成物と、粘度指数向上剤を配合したエステル油との比較を行った。
実施例3と11の本発明に係る潤滑油組成物は、上述した特性に加えて、せん断の影響も受けないことがわかった。すなわち、本発明の潤滑油組成物はせん断安定性にも優れていることが確認できた。
一方、比較例8と9の粘度指数向上剤を配合したエステル油は、せん断安定性に劣る結果となった。また、粘度指数向上剤の含有量が少ないと粘度指数向上効果が低く、粘度指数向上剤の配合量が多いほどせん断の影響をより大きく受けることがわかった。
この出願は、2018年4月13日に出願された日本国特許出願特願2018−77830を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。
本発明を表現するために、前述において具体例等を参照しながら実施形態を通して本発明を適切かつ十分に説明したが、当業者であれば前述の実施形態を変更及び/又は改良することは容易になし得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態又は改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態又は当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
本発明の潤滑油組成物は、秀でた低温流動性とともに、高い熱安定性、せん断安定性を有し、幅広い温度範囲で潤滑油として使用できるため、一般の軸受用潤滑剤、含浸軸受用の潤滑剤、グリース基油、冷凍機油、可塑剤等として好適に用いることができる。

Claims (10)

  1. (A)下記式(1)で示され、質量平均分子量が900〜4000であり、構造中の炭素とケイ素の比率(C/Si比)が3.03以上であり、かつ、粘度指数(VI)が300以上であるシリコーン油50〜80質量%と、
    (B)炭化水素系潤滑油10〜49質量%と、
    (C)酸化防止剤1〜10質量%とを少なくとも含む、潤滑油組成物。
    Figure 2019198377
    (式(1)中、RおよびRは炭素数1〜12のアルキル基またはアラルキル基であり、かつ、nは2〜44の整数である)
  2. 潤滑油組成物全体に対して、前記(B)炭化水素系潤滑油としてエステル油を10〜49質量%含む、請求項1に記載の潤滑油組成物。
  3. 潤滑油組成物全体に対して、前記(C)酸化防止剤として亜リン酸エステルを1〜10質量%含む、請求項1または2に記載の潤滑油組成物。
  4. −40℃における絶対粘度が5.0Pa・s以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の潤滑油組成物。
  5. 粘度指数(VI)が250以上である、請求項1〜4のいずれかに記載の潤滑油組成物。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の潤滑油組成物を用いた、潤滑剤。
  7. 請求項1〜5のいずれかに記載の潤滑油組成物又は請求項6に記載の潤滑剤を用いた、グリース。
  8. 請求項1〜5のいずれかに記載の潤滑油組成物又は請求項6に記載の潤滑剤を用いた、エマルション。
  9. 請求項1〜5のいずれかに記載の潤滑油組成物を使用した、潤滑方法。
  10. 軸受用である、請求項1〜5のいずれかに記載の潤滑油組成物。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5867793A (ja) * 1981-09-23 1983-04-22 ダウ・コ−ニング・コ−ポレ−シヨン 伝導用液
JPS61264097A (ja) * 1985-05-17 1986-11-21 Nippon Oil & Fats Co Ltd 作動液
JPH01319590A (ja) * 1988-06-20 1989-12-25 Tonen Corp 車体姿勢制御用油圧作動油
JPH05247486A (ja) * 1992-03-09 1993-09-24 Cosmo Oil Co Ltd 自動車用油圧作動油
JP2012207082A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Jx Nippon Oil & Energy Corp 潤滑油組成物
JP2015525827A (ja) * 2012-08-14 2015-09-07 ダウ コーニング コーポレーションDow Corning Corporation 潤滑剤組成物
JP2015537086A (ja) * 2012-11-28 2015-12-24 ダウ コーニング コーポレーションDow Corning Corporation エネルギー効率の高い一時的剪断減粘シロキサン潤滑剤の使用方法
JP2016500131A (ja) * 2012-11-28 2016-01-07 ダウ コーニング コーポレーションDow Corning Corporation 高荷重条件下での面の間の摩擦及び摩耗を低減する方法
WO2017193174A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Polysiloxane hydraulic fluids

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002069471A (ja) * 2000-08-28 2002-03-08 Japan Energy Corp 潤滑油組成物
JP2003261892A (ja) 2002-03-11 2003-09-19 Japan Energy Corp 焼結含油軸受用潤滑油組成物
JP5379484B2 (ja) 2006-09-29 2013-12-25 出光興産株式会社 圧縮型冷凍機用潤滑油、及びそれを用いた冷凍装置
JP5237681B2 (ja) 2007-08-03 2013-07-17 出光興産株式会社 潤滑油基油および潤滑油組成物
JP4656340B2 (ja) 2008-03-03 2011-03-23 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーングリース組成物
WO2012012170A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-26 R.T. Vanderbilt Company, Inc. Silicone based lubricant compositions
JP5764018B2 (ja) 2011-09-16 2015-08-12 協同油脂株式会社 グリース組成物
JP5897418B2 (ja) 2012-07-13 2016-03-30 出光興産株式会社 潤滑油組成物及びそれを用いた自動車用変速機油
GB201214473D0 (en) * 2012-08-14 2012-09-26 Dow Corning Lubricant compostion
CN104395274B (zh) 2012-10-31 2017-12-05 株式会社Moresco 烷基化二苯基醚化合物及含有该化合物的润滑油剂
JP6219203B2 (ja) 2014-03-12 2017-10-25 出光興産株式会社 農業機械用潤滑油組成物
WO2016031578A1 (ja) 2014-08-28 2016-03-03 Jx日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油組成物
MY173662A (en) 2015-02-09 2020-02-14 Moresco Corp Lubricant composition, use thereof, and aliphatic ether compound
JP6702612B2 (ja) 2016-03-04 2020-06-03 出光興産株式会社 潤滑油組成物、潤滑方法、及び変速機
EP3293648B1 (en) 2016-09-12 2024-04-03 Dassault Systèmes Representation of a skeleton of a mechanical part

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5867793A (ja) * 1981-09-23 1983-04-22 ダウ・コ−ニング・コ−ポレ−シヨン 伝導用液
JPS61264097A (ja) * 1985-05-17 1986-11-21 Nippon Oil & Fats Co Ltd 作動液
JPH01319590A (ja) * 1988-06-20 1989-12-25 Tonen Corp 車体姿勢制御用油圧作動油
JPH05247486A (ja) * 1992-03-09 1993-09-24 Cosmo Oil Co Ltd 自動車用油圧作動油
JP2012207082A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Jx Nippon Oil & Energy Corp 潤滑油組成物
JP2015525827A (ja) * 2012-08-14 2015-09-07 ダウ コーニング コーポレーションDow Corning Corporation 潤滑剤組成物
JP2015537086A (ja) * 2012-11-28 2015-12-24 ダウ コーニング コーポレーションDow Corning Corporation エネルギー効率の高い一時的剪断減粘シロキサン潤滑剤の使用方法
JP2016500131A (ja) * 2012-11-28 2016-01-07 ダウ コーニング コーポレーションDow Corning Corporation 高荷重条件下での面の間の摩擦及び摩耗を低減する方法
WO2017193174A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Polysiloxane hydraulic fluids

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