KR20210110582A - 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 - Google Patents

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유키오 요시다
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이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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Abstract

화학식(1)로 표시되는 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물을 제공한다.
Figure pct00007

(상기 식(I) 중, R1은 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기, 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기, 탄소수 2∼32의 1가의 아실기, 또는 탄소수 2∼32의 1가의 산소 함유 탄화수소기를 나타낸다. R2는 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기, 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기, 탄소수 2∼32의 1가의 아실기, 탄소수 2∼32의 1가의 산소 함유 탄화수소기, 또는 수소 원자를 나타낸다. R3은 탄소수 4의 2가의 탄화수소기를 나타낸다. R4는 탄소수 2 또는 3의 2가의 탄화수소기를 나타낸다. m은 1∼40의 수, n은 0∼20의 수를 나타내고, m/(m+n)≥0.5이다.)

Description

폴리알킬렌 글라이콜계 화합물
본 발명은 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물에 관한 것이다. 더 상술하면, 본 발명은 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 및 당해 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물을 포함하는 윤활유 조성물에 관한 것이다.
윤활유 조성물에 사용되는 합성유로서, 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물이 알려져 있다(특허문헌 1을 참조). 예를 들면, 가솔린 엔진 자동차나 디젤 엔진 자동차에 탑재되고 있는 벨트 구동 방식의 카 에어컨에는, 당해 합성유로서 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물을 사용한 윤활유 조성물이 널리 이용되고 있다.
일본 특허공표 2014-534316호 공보
그런데, 근년, 하이브리드 자동차나 전기 자동차가 보급되고 있다. 이에 수반하여, 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 탑재되는 카 에어컨도, 벨트 구동 방식으로부터 모터 구동 방식으로 이행하고 있다. 모터 구동 방식의 카 에어컨(전동 컴프레서와 모터가 일체화된 모터 구동 방식의 카 에어컨)에 있어서는, 모터가 윤활유 조성물에 침지되기 때문에, 모터의 권선과 윤활유 조성물이 직접 접촉해 버린다. 그래서, 당해 윤활유 조성물에는, 전기 절연성이 우수할 것이 요구된다.
그러나, 종래의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물은 전기 절연성이 불충분하다.
본 발명은 전기 절연성이 우수한 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 특정 구조를 갖는 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물이 전기 절연성이 우수한 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 이하의 [1]∼[5]에 관한 것이다.
[1] 하기 화학식(1)로 표시되는 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물.
Figure pct00001
(상기 화학식(1) 중, R1은 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기, 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기, 탄소수 2∼32의 1가의 아실기, 또는 탄소수 2∼32의 1가의 산소 함유 탄화수소기를 나타낸다. R2는 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기, 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기, 탄소수 2∼32의 1가의 아실기, 탄소수 2∼32의 1가의 산소 함유 탄화수소기, 또는 수소 원자를 나타낸다. R3은 탄소수 4의 2가의 탄화수소기를 나타낸다. R4는 탄소수 2 또는 3의 2가의 탄화수소기를 나타낸다. m은 1∼40의 수, n은 0∼20의 수를 나타내고, m/(m+n)≥0.5이다.)
[2] R1 및 R2로서 선택되는 상기 1가의 탄화수소기, 상기 1가의 방향족 탄화수소기, 상기 1가의 아실기, 및 상기 1가의 산소 함유 탄화수소기의 탄소수가 16 이하인 경우, 수산기가가 50mgKOH/g 이하인, 상기 [1]에 기재된 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물.
[3] 25℃에 있어서의 체적 저항률이 0.0030TΩ·m 이상인, 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물.
[4] 상기 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재된 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물을 포함하는, 윤활유 조성물.
[5] 산화 방지제, 유성 향상제, 산소 포착제, 극압제, 구리 불활성화제, 방청제, 소포제, 및 점도 지수 향상제로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는, 상기 [4]에 기재된 윤활유 조성물.
본 발명에 의하면, 전기 절연성이 우수한 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물을 제공하는 것이 가능해진다.
[폴리알킬렌 글라이콜계 화합물]
본 발명의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물은 하기 화학식(1)로 표시된다.
Figure pct00002
상기 화학식(1) 중, R1은 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기, 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기, 탄소수 2∼32의 1가의 아실기, 또는 탄소수 2∼32의 1가의 산소 함유 탄화수소기를 나타낸다. R2는 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기, 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기, 탄소수 2∼32의 1가의 아실기, 탄소수 2∼32의 1가의 산소 함유 탄화수소기, 또는 수소 원자를 나타낸다. R3은 탄소수 4의 2가의 탄화수소기를 나타낸다. R4는 탄소수 2 또는 3의 2가의 탄화수소기를 나타낸다. m은 1∼40의 수, n은 0∼20의 수를 나타내고, m/(m+n)≥0.5이다.
상기 화학식(1)로 표시되는 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물은 체적 저항률이 높아, 전기 절연성이 우수하다.
본 명세서에서는, 상기 화학식(1)로 표시되는 화합물 중, R2가 수소 원자인 것을 「편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」이라고 칭하는 경우도 있다. 또한, 상기 화학식(1)로 표시되는 화합물 중, R2가 수소 원자가 아닌 것을 「양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」이라고 칭하는 경우도 있다.
본 발명의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물은, 「편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」 단독이어도 되고, 「양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」 단독이어도 되며, 「편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」과 「양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」의 혼합물이어도 된다. 본 발명에서는, 이들을 총칭하여 「폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」이라고 한다. 또한, 본 명세서에서는, 「폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」을 「PAG」라고 약기하는 경우도 있다.
한편, 본 발명의 일 태양의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물은, PAG의 체적 저항률을 보다 향상시키는 관점에서, 「양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」 단독이거나, 또는 「편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」과 「양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」의 혼합물인 것이 바람직하고, 「양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」 단독인 것이 보다 바람직하다.
이하, 상기 화학식(1) 중의 R1, R2, R3, R4, m, n, 및 m/(m+n)에 대하여, 상세하게 설명한다.
<R1 및 R2>
상기 화학식(1) 중, R1은 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기, 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기, 탄소수 2∼32의 1가의 아실기, 또는 탄소수 2∼32의 1가의 산소 함유 탄화수소기를 나타낸다.
또한, 상기 화학식(1) 중, R2는 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기, 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기, 탄소수 2∼32의 1가의 아실기, 탄소수 2∼32의 1가의 산소 함유 탄화수소기, 또는 수소 원자를 나타낸다.
한편, R1 및 R2는 동일해도 되고, 상이해도 된다.
여기에서, 본 명세서에 있어서, 「탄화수소기」는, 탄소 원자 및 수소 원자만으로 구성되어 있는 기를 의미한다.
((탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기))
R1 및 R2로서 선택되는 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기는, 탄소수 1∼32의 1가의 지방족 탄화수소기, 및 결합 부위 2∼6개를 갖는 탄소수 2∼32의 1가의 탄화수소기로부터 선택된다.
(1가의 지방족 탄화수소기)
R1 및 R2로서 선택되는, 탄소수 1∼32의 1가의 지방족 탄화수소기는, 직쇄상 또는 분기쇄상이어도 되고, 탄소수가 3 이상인 경우에는 환상이어도 된다.
여기에서, 당해 1가의 지방족 탄화수소기는, PAG의 체적 저항률을 보다 향상시키는 관점에서, 알킬기가 바람직하다.
당해 알킬기의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, 각종 프로필기, 각종 뷰틸기, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기, 각종 노닐기, 각종 데실기, 각종 운데실기, 각종 도데실기, 각종 트라이데실기, 각종 테트라데실기, 각종 펜타데실기, 각종 헥사데실기, 각종 헵타데실기, 및 각종 옥타데실기 등의 각종 알킬기를 들 수 있다.
여기에서, 본 명세서에 있어서, 「각종 XXX기」(「XXX」는 치환기명)라는 표현에는, XXX기로서 생각할 수 있는 모든 이성체가 포함된다. 예를 들면, 「각종 알킬기」는 「직쇄상, 분기쇄상, 또는 환상의 알킬기」를 나타낸다. 따라서, 「각종 프로필기」이면, 「n-프로필기, 아이소프로필기, 사이클로프로필기」 등을 나타낸다. 또한, 「각종 뷰틸기」이면, 「n-뷰틸기, sec-뷰틸기, 아이소뷰틸기, tert-뷰틸기, 사이클로뷰틸기」 등을 나타낸다.
당해 1가의 지방족 탄화수소기의 탄소수는, PAG의 체적 저항률을 보다 향상시키는 관점에서, 바람직하게는 1∼24, 보다 바람직하게는 1∼18, 더 바람직하게는 1∼12, 보다 더 바람직하게는 1∼6, 더욱더 바람직하게는 1∼3, 한층 바람직하게는 1∼2, 보다 한층 바람직하게는 1이다.
이들 중에서도, PAG의 체적 저항률을 보다 향상시키는 관점에서, 직쇄의 알킬기가 바람직하다.
(결합 부위 2∼6개를 갖는 1가의 탄화수소기)
R1 및 R2는, 화학식(1) 중의 인접하는 산소 원자를 개재시켜, 결합 부위를 복수 구비할 수 있다.
R1 및 R2로서 선택되는, 결합 부위 2∼6개를 갖는 탄소수 2∼32의 1가의 탄화수소기는, 쇄상이어도 되고, 환상이어도 된다.
결합 부위 2개를 갖는 1가의 탄화수소기로서는, 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 구체예로서는, 에틸렌기, 프로필렌기, 뷰틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기, 노닐렌기, 데실렌기, 사이클로펜틸렌기, 및 사이클로헥실렌기 등을 들 수 있다. 결합 부위 2개를 갖는 1가의 탄화수소기의 그 밖의 구체예로서는, 바이페놀, 비스페놀 F, 비스페놀 A 등의 비스페놀류로부터 수산기를 제거한 잔기를 들 수 있다.
또한, 결합 부위 3∼6개를 갖는 1가의 탄화수소기로서는, 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 예를 들면, 트라이메틸올프로페인, 글리세린, 펜타에리트리톨, 소비톨, 1,2,3-트라이하이드록시사이클로헥세인, 및 1,3,5-트라이하이드록시사이클로헥세인 등의 다가 알코올로부터 수산기를 제거한 잔기를 들 수 있다.
((환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기))
R1 및 R2로서 선택되는 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기는, 예를 들면, 하기 화학식(2)∼(7)로부터 선택된다.
Figure pct00003
상기 화학식(2)∼(7) 중, R은, 각각 독립적으로, 메틸기, 에틸기, 또는 바이닐기이다. A는, 각각 독립적으로, 하기 화학식(8)로 표시되는 기를 나타낸다.
Figure pct00004
상기 화학식(2) 중, t는 0∼5의 정수이고, a는 0∼2의 정수이다. 단, t+a≤5이다.
상기 화학식(3) 중, u1+u2는 0∼7의 정수이고, b1+b2는 0∼2의 정수이다. 단, u1+u2+b1+b2≤7이다.
상기 화학식(4) 중, v1+v2+v3은 0∼9의 정수이고, c1+c2+c3은 0∼2의 정수이다. 단, v1+v2+v3+c1+c2+c3≤9이다.
상기 화학식(5) 중, w1+w2+w3은 0∼9의 정수이고, d1+d2+d3은 0∼2의 정수이다. 단, w1+w2+w3+d1+d2+d3≤9이다.
상기 화학식(6) 중, x1+x2+x3은 0∼9의 정수이고, e1+e2+e3은 0∼2의 정수이다. 단, x1+x2+x3+e1+e2+e3≤9이다.
상기 화학식(7) 중, y1+y2+y3은 0∼9의 정수이고, f1+f2+f3은 0∼2의 정수이다. 단, y1+y2+y3+f1+f2+f3≤9이다.
상기 화학식(2)∼(7) 중, *는 상기 화학식(1) 중의 산소 원자와의 결합 위치를 나타낸다.
상기 화학식(8) 중, z는 0∼2의 정수이고, L1은 바이닐렌기이고, Ar1은 상기 화학식(2)∼(7)로부터 선택되는 1종이다(단, 상기 화학식(2)∼(7)로부터 선택되는 1종이 Ar1인 경우, *는 상기 화학식(8)의 L1과의 결합 위치를 나타낸다.)
한편, 본 명세서에 있어서, R1 및 R2로서 선택되는 방향족 탄화수소기의 환형성 탄소수는, 탄소 원자가 환상으로 결합한 구조의 화합물의 당해 환 자체를 구성하는 탄소 원자의 수를 나타낸다. 당해 환이 치환기에 의해 치환되는 경우, 당해 치환기가 방향족 탄화수소기인 경우에는, 당해 방향족 탄화수소기의 탄소수도 환형성 탄소수에 포함된다.
또한, 상기 화학식(2)∼(7) 중, 치환기 R 및 A로부터 방향환으로 향하는 실선은, 치환기 R 및 A와 방향환을 구성하는 탄소 원자와의 결합을 나타내고, 치환기 R 및 A가 방향환을 구성하는 탄소 원자와 임의의 위치에서 결합할 수 있는 것을 의미한다.
이하, PAG의 체적 저항률을 향상시키는 데 있어서, R1 및 R2로서 바람직한 태양에 대하여, 우선, a, b1, b2, c1, c2, c3, d1, d2, d3, e1, e2, e3, f1, f2, 및 f3이 0인 경우에 대하여, 상기 화학식(2)∼(7)에 기초하여 설명한다.
(a, b1, b2, c1, c2, c3, d1, d2, d3, e1, e2, e3, f1, f2, 및 f3이 0인 경우)
상기 화학식(2)로 표시되는 기에 있어서, t는 0∼2인 것이 바람직하고, 0∼1인 것이 보다 바람직하며, 0인 것(즉, 무치환인 것)이 더 바람직하다. R은, 메틸기 또는 바이닐기인 것이 바람직하다. 한편, 본 명세서에 있어서, t=1의 경우에는, 1개의 R이 방향환을 형성하는 1개의 탄소 원자에 결합하고 있는 것을 의미한다. t=2의 경우에는, 2개의 R이 방향환을 형성하는 2개의 탄소 원자에 각각 결합하고 있는 것을 의미한다.
상기 화학식(2)로 표시되는 기의 구체예로서는, 페닐기, 톨릴기, 다이메틸페닐기, 스타이릴기를 들 수 있고, 이들 중에서도 페닐기, 톨릴기, 및 스타이릴기가 바람직하고, 페닐기가 보다 바람직하다.
상기 화학식(3)의 화합물에 있어서, u1+u2는 0∼4인 것이 바람직하고, 0∼2인 것이 보다 바람직하고, 0∼1인 것이 더 바람직하며, 0인 것(즉, 무치환인 것)이 보다 더 바람직하다. 또한, R은 메틸기 또는 바이닐기인 것이 바람직하다.
상기 화학식(3)으로 표시되는 기의 구체예로서는, 나프틸기, 메틸나프틸기, 다이메틸나프틸기, 및 바이닐나프틸기를 들 수 있고, 이들 중에서도 나프틸기, 메틸나프틸기, 및 바이닐나프틸기가 바람직하고, 나프틸기가 보다 바람직하다.
상기 화학식(4) 및 (5)의 화합물에 있어서, v1+v2+v3, w1+w2+w3은 0∼5인 것이 바람직하고, 0∼3인 것이 보다 바람직하고, 0∼2인 것이 더 바람직하고, 0∼1인 것이 보다 더 바람직하며, 0인 것(즉, 무치환인 것)이 더욱더 바람직하다. 또한, R은 메틸기 또는 바이닐기인 것이 바람직하다.
상기 화학식(4) 및 (5)로 표시되는 기의 구체예로서는, 안트라센일기, 메틸안트라센일기, 다이메틸안트라센일기, 및 바이닐안트라센일기를 들 수 있고, 이들 중에서도 안트라센일기, 메틸안트라센일기, 및 바이닐안트라센일기가 바람직하고, 안트라센일기가 보다 바람직하다.
상기 화학식(6) 및 (7)의 화합물에 있어서, x1+x2+x3, y1+y2+y3은 0∼5인 것이 바람직하고, 0∼3인 것이 보다 바람직하고, 0∼2인 것이 더 바람직하고, 0∼1인 것이 보다 더 바람직하며, 0인 것(즉, 무치환인 것)이 더욱더 바람직하다. 또한, R은 메틸기 또는 바이닐기인 것이 바람직하다.
상기 화학식(6) 및 (7)로 표시되는 기의 구체예로서는, 페난트렌일기, 메틸페난트렌일기, 다이메틸페난트렌일기, 및 바이닐페난트렌일기를 들 수 있고, 이들 중에서도 페난트렌일기, 메틸페난트렌일기, 및 바이닐페난트렌일기가 바람직하고, 페난트렌일기가 보다 바람직하다.
한편, 상기 화학식(2)∼(7)에 있어서 R이 복수 존재하는 경우에는, 각각의 R은 동일해도 상이해도 된다.
다음으로, R1 및 R2로서 바람직한 태양에 대하여, a, b1, b2, c1, c2, c3, d1, d2, d3, e1, e2, e3, f1, f2, 및 f3이 0이 아닌 경우에 대하여, 상기 화학식(2)∼(8)에 기초하여 설명한다.
(a, b1, b2, c1, c2, c3, d1, d2, d3, e1, e2, e3, f1, f2, 및 f3이 0이 아닌 경우)
상기 화학식(8)에 있어서, z는, 바람직하게는 0(즉, 상기 화학식(2)∼(7)의 방향환을 구성하는 탄소 원자와 Ar1이 직접 결합하는 것을 의미한다) 또는 1이지만, 1인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 화학식(2)∼(7)에 있어서, 치환기 A의 총수(즉, a, b1+b2, c1+c2+c3, d1+d2+d3, e1+e2+e3, f1+f2+f3)는 1 또는 2이다.
또한, 상기 화학식(2)∼(7)이 치환기 R을 갖는 경우, 상기 화학식(2) 또는 (3)으로 표시되는 기인 것이 바람직하고, 상기 화학식(2)로 표시되는 기인 것이 보다 바람직하다. Ar1은, 상기 화학식(2) 또는 (3)으로 표시되는 기인 것이 바람직하고, 상기 화학식(2)로 표시되는 기인 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 화학식(2)∼(7)에 있어서, A가 복수 존재하는 경우에는, 각각의 R은 동일해도 상이해도 되지만, 동일한 것이 바람직하다.
또한, 상기 화학식(8) 중, Ar1로서의 상기 화학식(2)∼(7)은 치환기 A를 갖고 있어도 된다. 당해 치환기 A도 또한, 상기 화학식(8)로 표시되고, L1과 Ar1의 바람직한 범위도 상기와 마찬가지이다.
상기 화학식(2)∼(7)이 치환기 A를 갖는 경우의 바람직한 구체예로서는, 바이페닐기, 바이나프틸기, 다이스타이릴벤젠으로부터 유도되는 기를 들 수 있고, 이들 중에서도 다이스타이릴벤젠으로부터 유도되는 기가 바람직하다. 한편, 「다이스타이릴벤젠으로부터 유도되는 기」란, 다이스타이릴벤젠 중 산소 원자와의 결합점이 되는 위치에 있어서 수소 원자가 제거되어 있는 기를 의미한다. 결합점은 다이스타이릴벤젠의 중앙의 벤젠환 중의 탄소 원자여도 되고, 끝의 벤젠환의 탄소 원자여도 된다.
한편, a, b1, b2, c1, c2, c3, d1, d2, d3, e1, e2, e3, f1, f2, 및 f3이 0이 아닌 경우에도, 상기 화학식(2)∼(7)에 있어서, 치환기 R을 갖고 있어도 된다. 이 경우의 치환기 R의 총수(t, u1+u2, v1+v2+v3, w1+w2+w3, x1+x2+x3, y1+y2+y3)나 종류는 상기와 마찬가지이다.
((탄소수 2∼32의 1가의 아실기))
R1 및 R2로서 선택되는, 탄소수 2∼32의 1가의 아실기의 탄화수소기 부분은 직쇄상, 분기쇄상, 및 환상 중 어느 것이어도 된다. 해당 1가의 아실기의 탄화수소기 부분은, 알킬기가 바람직하고, 알킬기의 구체예로서는, 상기의 구체예를 들 수 있다.
((탄소수 2∼32의 1가의 산소 함유 탄화수소기))
R1 및 R2로서 선택되는, 탄소수 2∼32의 산소 함유 탄화수소기로서는, 에터 결합을 갖는, 쇄상의 지방족기나 환상의 지방족기 등을 들 수 있다. 구체예로서는, 테트라하이드로퍼퓨릴기 등을 들 수 있다.
((R1 및 R2로서 선택되는 바람직한 치환기))
R1 및 R2로서 선택되는 치환기로서는, 각각 독립적으로, 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기 또는 환형성 탄소수 6∼42(바람직하게는 6∼30, 보다 바람직하게는 6∼24, 더 바람직하게는 6∼20이다.)의 1가의 방향족 탄화수소기인 것이 바람직하다. 그리고, 이들 중에서도 탄소수 1∼32의 1가의 지방족 탄화수소기 또는 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기가 바람직하고, 탄소수 1∼32의 1가의 지방족 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다.
또한, R1 및 R2 중 적어도 한쪽이 알킬기인 것이 바람직하고, R1 및 R2 중 적어도 한쪽이 탄소수 1∼3 및/또는 직쇄상의 알킬기인 것이 보다 바람직하고, R1 및 R2의 양쪽이 탄소수 1∼3 및/또는 직쇄상의 알킬기인 것이 더 바람직하며, R1 및 R2의 양쪽이 메틸기인 것이 보다 더 바람직하다.
이와 같이, R1 및 R2의 양쪽이 탄소수가 적은 알킬기인 것에 의해, PAG를 냉매와 혼합하여 이용하는 경우에, 냉매와의 양호한 상용성이 발휘될 수 있다.
<R3>
상기 화학식(1) 중, R3은 탄소수 4의 2가의 탄화수소기를 나타낸다.
R3으로서 선택할 수 있는 탄소수 4의 2가의 탄화수소기로서는, 각종 뷰틸렌기를 들 수 있다. 뷰틸렌기로서는, 직쇄상이어도 되고, 분기쇄상이어도 된다.
종래의 PAG는, 모노머로서 탄소수 2의 에틸렌 옥사이드나 탄소수 3의 프로필렌 옥사이드가 사용되고 있었다. 그러나, PAG의 모노머 유닛을 에틸렌 옥사이드나 프로필렌 옥사이드만으로 형성한 경우, PAG의 체적 저항률이 낮아지기 쉽다. 그 때문에, 모터 구동 방식의 카 에어컨(전동 컴프레서와 모터가 일체화된 모터 구동 방식의 카 에어컨)에 있어서는, PAG로 구성되는 윤활유 조성물이 모터의 권선에 직접 접촉하면 누전에 의한 안전면의 리스크 등이 발생할 우려가 있다.
이에 반해, 본 발명과 같이, 상기 화학식(1) 중, R3을 탄소수 4의 2가의 탄화수소기로 하는 것에 의해, PAG의 체적 저항률을 높여, 전기 절연성을 우수한 것으로 할 수 있어, 누전에 의한 안전면의 리스크 등을 억제할 수 있다. 따라서, 모터 구동 방식의 카 에어컨에 있어서의 윤활유 조성물로서 PAG를 사용하는 것이 가능해진다.
<R4>
상기 화학식(1) 중, R4는 탄소수 2 또는 3의 2가의 탄화수소기를 나타낸다.
R4로서 선택할 수 있는 탄소수 2 또는 3의 2가의 탄화수소기로서는, 예를 들면, 에틸렌기, 각종 프로필렌기를 들 수 있다.
<m>
상기 화학식(1) 중, m은 1∼40의 수이다.
한편, m의 수는, (R3O) 단위의 수의 평균치이고, (R3O) 단위의 평균 부가 몰수이기도 하다.
(R3O) 단위가 복수 존재하는 경우, 즉 m≥2의 경우에는, 각 (R3O) 단위는 동일해도 되고, 상이해도 된다.
각 (R3O) 단위가 상이한 경우, 각 (R3O) 단위는 랜덤 부가하고 있어도 블록 부가하고 있어도 되지만, 취급성의 관점에서, 랜덤 부가인 것이 바람직하다.
m의 수는, PAG의 체적 저항률을 보다 향상시키는 관점에서, 바람직하게는 5∼35, 보다 바람직하게는 10∼30, 더 바람직하게는 10∼20이다.
<n>
상기 화학식(1) 중, n은 0∼20의 수이다.
한편, n의 수는, (R4O) 단위의 수의 평균치이고, (R4O) 단위의 평균 부가 몰수이기도 하다.
(R4O) 단위가 복수 존재하는 경우, 즉 n≥2의 경우에는, 각 (R4O) 단위는 동일해도 되고, 상이해도 된다. 각 (R4O) 단위가 상이한 경우, 각 (R4O) 단위는 랜덤 부가하고 있어도 블록 부가하고 있어도 되지만, 취급성의 관점에서, 랜덤 부가인 것이 바람직하다.
n의 수는, PAG의 체적 저항률을 보다 향상시키는 관점에서는 적은 편이 좋고, 바람직하게는 0∼10, 보다 바람직하게는 0∼5, 더 바람직하게는 0∼3, 보다 더 바람직하게는 0∼2, 더욱더 바람직하게는 0∼1, 한층 바람직하게는 0이다.
또한, (R3O) 단위와 (R4O) 단위는, 랜덤 부가하고 있어도 블록 부가하고 있어도 되지만, 취급성의 관점에서, 랜덤 부가인 것이 바람직하다.
<m/(m+n)>
여기에서, 상기 화학식(1)에 있어서, m/(m+n)≥0.5이다.
「m/(m+n)」의 값은, (R3O) 단위 및 (R4O) 단위의 총수에 대해서 (R3O) 단위가 차지하는 비율에 상당하는 값이고, 이 값이 0.5 미만이면, PAG의 체적 저항률이 불충분해져, 전기 절연성이 뒤떨어진다.
「m/(m+n)」의 값은, PAG의 체적 저항률을 보다 향상시키는 관점에서, 바람직하게는 0.6 이상, 보다 바람직하게는 0.7 이상, 더 바람직하게는 0.8 이상, 보다 더 바람직하게는 0.9 이상, 더욱더 바람직하게는 0.95 이상, 한층 바람직하게는 1.0이다.
[폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 물성]
이하, 본 발명의 일 태양의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 체적 저항률, 수산기가, 질량 평균 분자량, 수 평균 분자량, 40℃ 동점도, 100℃ 동점도, 및 점도 지수에 대하여 설명한다.
<체적 저항률>
본 발명의 일 태양의 PAG의 25℃에 있어서의 체적 저항률은, 바람직하게는 0.0030TΩ·m 이상, 보다 바람직하게는 0.0050TΩ·m 이상, 더 바람직하게는 0.0100TΩ·m 이상, 보다 더 바람직하게는 0.0200TΩ·m 이상, 더욱더 바람직하게는 0.0400TΩ·m 이상, 한층 바람직하게는 0.0600TΩ·m 이상, 보다 한층 바람직하게는 0.0800TΩ·m이다. 또한, 통상 1TΩ·m 이하이다.
한편, 본 명세서에 있어서, 25℃에 있어서의 체적 저항률은, JIS C2101의 24(체적 저항률 시험)에 준거하여, 실온(25℃)에서 측정하여 얻어지는 값이다.
<수산기가>
본 발명의 일 태양의 PAG의 수산기가는, R1 및 R2로서 선택되는 상기 1가의 탄화수소기, 상기 1가의 방향족 탄화수소기, 상기 1가의 아실기, 및 상기 1가의 산소 함유 탄화수소기의 탄소수가 16 이하인 경우에는, 바람직하게는 50mgKOH/g 이하이고, 보다 바람직하게는 45mgKOH/g 이하이고, 더 바람직하게는 30mgKOH/g 이하이고, 보다 더 바람직하게는 10mgKOH/g 이하이며, 더욱더 바람직하게는 5mgKOH/g 이하이다. 또한, 통상, 0.1mgKOH/g 이상이다. 한편, 여기에서 말하는 1가의 방향족 탄화수소기의 탄소수는, 환형성 탄소수와 치환기의 탄소수의 총합을 의미한다.
PAG의 수산기가는, PAG의 양말단의 수산기의 치환기에 의한 봉쇄 상태를 나타내는 지표이다. R1 및 R2로서 선택되는 상기 1가의 탄화수소기, 상기 1가의 방향족 탄화수소기, 상기 1가의 아실기, 및 상기 1가의 산소 함유 탄화수소기의 탄소수가 16 이하인 경우, 수산기가가 50mgKOH/g 이하이면, 양말단 모두 미봉쇄인 PAG는 혼합물 중에는 실질적으로 존재하지 않게 된다. 그리고, 수산기가가 이 값보다도 작아질수록, 「편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」과 「양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」의 혼합물 중에 있어서 「양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」이 차지하는 비율이 증가하여, PAG의 체적 저항률은 향상된다.
한편, 본 발명의 일 태양의 PAG에 있어서, R1 및 R2로서 선택되는 상기 1가의 탄화수소기, 상기 1가의 방향족 탄화수소기, 상기 1가의 아실기, 및 상기 1가의 산소 함유 탄화수소기의 탄소수가 16 초과인 경우에는, 수산기가가 65mgKOH/g 이하이면, 양말단 모두 미봉쇄인 PAG는 혼합물 중에는 실질적으로 존재하지 않게 된다. 그리고, 수산기가가 이 값보다도 작아질수록, 「편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」과 「양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」의 혼합물 중에 있어서 「양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물」이 차지하는 비율이 증가하여, PAG의 체적 저항률은 향상된다.
한편, 본 명세서에 있어서, 수산기가는, JIS K0070에 준하여, 중화 적정법에 의해 측정하여 얻어지는 값이다.
<질량 평균 분자량(Mw), 수 평균 분자량(Mn)>
본 발명의 일 태양의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 질량 평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 500∼5,000, 보다 바람직하게는 700∼3,000, 더 바람직하게는 800∼2,000이다.
본 발명의 일 태양의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 수 평균 분자량(Mn)은, 바람직하게는 500∼5,000, 보다 바람직하게는 600∼2,500, 더 바람직하게는 700∼1,800이다.
한편, 질량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)은 후술하는 실시예에 기재된 방법으로 측정할 수 있다.
<40℃ 동점도, 100℃ 동점도, 및 점도 지수>
본 발명의 일 태양의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 40℃ 동점도는, 바람직하게는 10∼400mm2/s, 보다 바람직하게는 20∼300mm2/s, 더 바람직하게는 20∼200mm2/s, 보다 더 바람직하게는 30∼100mm2/s이다.
본 발명의 일 태양의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 100℃ 동점도는, 바람직하게는 2.0∼30mm2/s, 보다 바람직하게는 3.0∼25mm2/s, 더 바람직하게는 4.0∼20mm2/s, 보다 더 바람직하게는 5.0∼18mm2/s이다.
본 발명의 일 태양의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 점도 지수는, 바람직하게는 70∼250, 보다 바람직하게는 80∼230, 더 바람직하게는 90∼220이다.
한편, 40℃ 동점도, 100℃ 동점도, 및 점도 지수는, JIS K2283-2000에 준하여, 유리제 모관식 점도계를 이용하여 측정 및 산출되는 값이다.
[폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 제조 방법]
본 발명의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 제조 방법은 특별히 한정되지 않는다.
본 발명의 일 태양의 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 제조 방법으로서는, 알칼리 금속 알콕사이드의 존재하, 옥시레인 단량체를 부가 중합시킨 후, 알칼리 금속 이온을 제거함으로써, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물을 제조할 수 있다. 한편, 다이스타이릴벤젠으로부터 유도되는 기와 같이, 치환기 A를 갖는 기를 도입하는 경우, 치환기 A의 구성원이 되는 화합물에 수산기를 도입한 화합물을 나트륨 메톡사이드 등의 알칼리 금속 알콕사이드와 병용해도 된다. 예를 들면, 다이스타이릴벤젠으로부터 유도되는 기를 치환기 A로서 도입하는 경우에는, trans, trans-1-스타이릴-4-스타이릴벤젠의 벤젠환에 수산기를 부가한 화합물을 병용해도 된다.
알칼리 금속 알콕사이드는, 알코올을 알칼리 금속의 수소화물로 알콕시화하는 것에 의해 얻어진다. 사용하는 알코올은, 상기 화학식(1)의 R1에 따라서 변경된다. 알칼리 금속으로서는, 나트륨 및 칼륨 등으로부터 선택되는 1종 이상이 이용되고, 바람직하게는 나트륨이다.
옥시레인 단량체로서는, 뷰틸렌 옥사이드가 이용되고, 상기 화학식(1)의 「n의 값」 및 「m/(m+n)의 값」을 고려하여 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드가 더 이용된다. 뷰틸렌 옥사이드에 더하여 에틸렌 옥사이드 및/또는 프로필렌 옥사이드가 더 이용되는 경우, 이들의 배합 비율은 상기 화학식(1)의 「n의 값」 및 「m의 값」을 고려하여 결정된다.
알칼리 금속 알콕사이드의 존재하, 옥시레인 단량체를 부가 중합시킬 때, 예를 들면, 반응 온도는 85∼125℃이고, 반응 시간은 8∼24시간이며, 반응 압력은 0.1∼3MPa이다.
반응 생성물로부터 알칼리 금속 이온을 제거하는 방법으로서는, 예를 들면, 이온 교환 수지를 이용하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 물 및 메탄올의 혼합 용매에 반응 생성물을 용해한 용액을, 양이온 교환 수지를 충전한 컬럼에 통과시킨 후, 음이온 교환 수지를 충전한 컬럼에 통과시키는 방법 등을 들 수 있다.
그 후, 혼합 용매를 증류 제거 등에 의해 제거함으로써, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물을 제조할 수 있다.
양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물은, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜 화합물을 나트륨 메톡사이드 등의 알칼리 금속 화합물과 반응시켜, 수산기의 수소 원자를 알칼리 금속으로 치환하고, 이어서, 이것을 하기 화학식(9)로 표시되는 화합물과 반응시켜, 당해 알칼리 금속 부분을 R2로 치환하는 것에 의해 얻어진다.
X-R2···(9)
상기 화학식(9) 중, X는 불소 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 및 아이오딘 원자로부터 선택되는 1종이고, R2는 상기 화학식(1)과 마찬가지이다(단, 수소 원자는 제외한다).
편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜 화합물을 나트륨 메톡사이드 등의 알칼리 금속 화합물과 반응시킬 때, 예를 들면, 반응 온도는 20∼60℃이고, 반응 시간은 1∼2시간이며, 반응 압력은 0.1∼1MPa이다.
또한, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜 화합물을 나트륨 메톡사이드 등의 알칼리 금속 화합물과 반응시킨 후, 상기 화학식(9)로 표시되는 화합물과 반응시켜, 당해 알칼리 금속 부분을 R2로 치환할 때, 예를 들면, 반응 온도는 60∼90℃이고, 반응 시간은 8∼24시간이며, 반응 압력은 0.1∼1MPa이다.
반응 생성물로부터 할로젠화 알칼리 금속을 제거하는 방법으로서는, 물 및 메탄올의 혼합 용매에 반응 생성물을 용해한 용액을, 양이온 교환 수지를 충전한 컬럼에 통과시킨 후, 음이온 교환 수지를 충전한 컬럼에 통과시키는 방법 등을 들 수 있다.
그 후, 혼합 용매를 증류 제거 등에 의해 제거함으로써, 양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물을 제조할 수 있다.
한편, 반응 생성물 중에 있어서, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물과 양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 총량에 대해서, 양말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물이 차지하는 비율은, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜 화합물을 나트륨 메톡사이드 등의 알칼리 금속 화합물과 반응시킬 때의 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜 화합물에 대한 알칼리 금속 화합물의 배합량, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜 화합물에 대한 하기 화학식(1)로 표시되는 화합물의 배합량, 반응 시간, 반응 온도, 반응 압력 등에 의해 조정할 수 있다.
[윤활유 조성물]
본 발명의 윤활유 조성물은 상기 PAG를 포함한다. 당해 윤활유 조성물은 상기 PAG를 포함함으로써, 전기 절연성이 향상된다.
당해 윤활유 조성물에 있어서, 상기 PAG는, 당해 윤활유 조성물의 전량(100질량%) 기준으로, 통상 50∼100질량%, 바람직하게는 60∼100질량%, 보다 바람직하게는 70∼100질량%, 더 바람직하게는 80∼100질량%, 더욱더 바람직하게는 90∼100질량%이다.
당해 윤활유 조성물은, 상기 PAG의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 산화 방지제, 유성 향상제, 산소 포착제, 극압제, 구리 불활성화제, 방청제, 소포제, 및 점도 지수 향상제로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함해도 된다.
한편, 당해 윤활유 조성물은, 용도에 따라서는, 상기 PAG만으로 이루어지는 것이어도 된다.
<냉동기용의 윤활유 조성물>
당해 윤활유 조성물은, 냉동기용의 윤활유 조성물(이하, 「냉동기유」라고도 한다)로서 사용되는 것이 바람직하다. 즉, 당해 냉동기유는, 냉매와 함께 냉동기 내부에 충전하여 사용되고, 예를 들면, 냉동기에 마련된 압축기 등의 접동 부분을 윤활하기 위해서 사용된다. 한편, 이후의 설명에서는, 당해 냉동기유와 냉매의 혼합물을 「냉동기유 조성물」이라고도 한다.
상기 PAG를 포함하는 냉동기유는, 전기 절연성이 우수한 점에서, 누전에 의한 안전면의 리스크 등을 억제할 수 있다. 따라서, 당해 냉동기유는, 모터 구동 방식의 카 에어컨에 있어서의 냉동기유로서 사용하는 것이 바람직하다. 물론, 당해 냉동기유는, 모터 구동 방식의 카 에어컨 이외에도, 벨트 구동 방식의 카 에어컨, 공조기, 냉장고, 자동 판매기, 쇼케이스, 냉동 시스템, 급탕 시스템, 또는 난방 시스템에 있어서도 사용할 수 있다.
한편, 당해 냉동기유와 혼합하여 이용되는 냉매로서는, 예를 들면, 불포화 불화 탄화수소 화합물(이하, 「HFO 냉매」라고도 한다), 포화 불화 탄화수소 화합물(이하, 「HFC 냉매」라고도 한다), 탄화수소계 냉매(이하, 「HC 냉매」라고도 한다), 이산화 탄소, 및 암모니아로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있고, 이들 중에서도 HFO 냉매를 포함하는 냉매를 사용하는 것이 바람직하다.
(HFO 냉매)
HFO 냉매로서는, 예를 들면, 직쇄상 또는 분기상의 탄소수 2 이상 6 이하의 쇄상 올레핀; 탄소수 4 이상 6 이하의 환상 올레핀의 불소화물 등, 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물을 들 수 있다.
보다 구체적으로는, 1개 이상 3개 이하(바람직하게는 3개)의 불소 원자가 도입된 에틸렌, 1개 이상 5개 이하의 불소 원자가 도입된 프로펜, 1개 이상 7개 이하의 불소 원자가 도입된 뷰텐, 1개 이상 9개 이하의 불소 원자가 도입된 펜텐, 1개 이상 11개 이하의 불소 원자가 도입된 헥센, 1개 이상 5개 이하의 불소 원자가 도입된 사이클로뷰텐, 1개 이상 7개 이하의 불소 원자가 도입된 사이클로펜텐, 1개 이상 9개 이하의 불소 원자가 도입된 사이클로헥센 등을 들 수 있다.
이들 HFO 냉매 중에서는, 바람직하게는 프로펜의 불화물, 보다 바람직하게는 3개 이상 5개 이하의 불소 원자가 도입된 프로펜, 더 바람직하게는 4개의 불소 원자가 도입된 프로펜이다.
HFO 냉매의 적합한 예로서는, 1,2,3,3,3-펜타플루오로프로펜(R1225ye), 2,3,3,3-테트라플루오로프로펜(R1234yf), 1,3,3,3-테트라플루오로프로펜(R1234ze), 1,2,3,3-테트라플루오로프로펜(R1234yz), 1,1,2-트라이플루오로에틸렌(R1123), (Z)-1,1,1,4,4,4-헥사플루오로-2-뷰텐(R1336mzz(Z)) 등을 들 수 있다. 이들 HFO 냉매 중에서는, 바람직하게는 R1234yf, R1234ze, R1123, 및 R1336mzz(Z)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상, 보다 바람직하게는 R1234yf, R1234ze, 및 R1336mzz(Z)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상, 더 바람직하게는 R1234yf 및 R1234ze로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이다.
(HFC 냉매)
HFC 냉매로서는, 바람직하게는 탄소수 1 이상 4 이하의 알케인의 불화물, 보다 바람직하게는 탄소수 1 이상 3 이하의 알케인의 불화물, 더 바람직하게는 탄소수 1 또는 2의 알케인(메테인 또는 에테인)의 불화물이다. 해당 메테인 또는 에테인의 불화물로서는, 예를 들면, 트라이플루오로메테인(R23), 다이플루오로메테인(R32), 1,1-다이플루오로에테인(R152a), 1,1,1-트라이플루오로에테인(R143a), 1,1,2-트라이플루오로에테인(R143), 1,1,1,2-테트라플루오로에테인(R134a), 1,1,2,2-테트라플루오로에테인(R134), 1,1,1,2,2-펜타플루오로에테인(R125) 등을 들 수 있다. 이들 HFC 냉매 중에서는, 바람직하게는 R32, R134a, 및 R125로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상, 보다 바람직하게는 R32이다.
(HC 냉매)
상기 탄화수소계 냉매로서는, 바람직하게는 탄소수 1 이상 8 이하의 탄화수소, 보다 바람직하게는 탄소수 1 이상 5 이하의 탄화수소, 더 바람직하게는 탄소수 3 이상 5 이하의 탄화수소이다. 탄소수가 8 이하이면, 냉매의 비점이 지나치게 높아지지 않아 냉매로서 바람직하다. 해당 탄화수소계 냉매로서는, 예를 들면, 메테인, 에테인, 에틸렌, 프로페인(R290), 사이클로프로페인, 프로필렌, n-뷰테인, 아이소뷰테인(R600a), 2-메틸뷰테인, n-펜테인, 아이소펜테인, 사이클로펜테인, 아이소뷰테인, 및 노말 뷰테인으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.
(냉동기유와 냉매의 함유비)
냉동기유 조성물 중, 냉동기유와 냉매의 함유비(냉동기유/냉매)는, 질량비로, 바람직하게는 1/99∼99/1, 보다 바람직하게는 1/99∼90/10, 더 바람직하게는 5/95∼70/30, 보다 더 바람직하게는 5/95∼60/40이다. 냉동기유와 냉매의 함유비를 상기 범위로 함으로써, 윤활성 및 냉동기에 있어서의 적합한 냉동 능력이 발휘된다.
(냉동기유 조성물 중의 수분 함유량)
본 발명의 일 태양의 냉동기유 조성물은, 바람직하게는 수분 함유량이 800질량ppm 이하이고, 보다 바람직하게는 700질량ppm 이하이고, 더 바람직하게는 500질량ppm 이하이며, 보다 더 바람직하게는 300질량ppm 이하이다. 한편, 본 발명의 일 태양의 냉동기유 조성물에 있어서, 수분 함유량의 하한치는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 50질량ppm 이상이다.
(윤활유 조성물의 다른 용도)
당해 윤활유 조성물은, 냉동기 용도 이외에도, 변속기, 쇼크 업소버, 각종 치차 장치, 각종 축수 기구, 그 밖의 각종 공업용 장치 등에 있어서 사용되어도 된다.
(장치)
본 발명의 일 태양의 장치로서는, 예를 들면, 당해 윤활유 조성물을 충전한, 모터 구동 방식의 카 에어컨(전동 컴프레서와 모터가 일체화된 모터 구동 방식의 카 에어컨), 벨트 구동 방식의 카 에어컨, 공조기, 냉장고, 자동 판매기, 쇼케이스, 냉동 시스템, 급탕 시스템, 또는 난방 시스템으로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 일 태양의 장치로서는, 당해 윤활유 조성물을 충전한 공업용 장치를 들 수 있다. 공업용 장치로서는, 예를 들면, 변속기, 쇼크 업소버, 각종 치차 구조, 및 각종 축수 기구로부터 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.
실시예
본 발명에 대하여, 이하의 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예로 한정되는 것은 아니다.
[제조예]
이하에 설명하는 제조예에 의해, PAG를 조제했다.
<제조예 A1>
(공정 A1-1)
교반기와 액도입관을 설치한 용량 200mL의 스테인리스강제 오토클레이브(이하, 간단히 「오토클레이브」라고도 한다.)에, 분말상 나트륨 메톡사이드 3.0g(0.056몰)을 투입하고 밀폐했다. 그리고, 오토클레이브 온도를 105℃로 승온하고, 교반하에 뷰틸렌 옥사이드 95g(1.32몰)을 액도입관으로부터 9시간에 걸쳐 오토클레이브 내에 압입하여, 반응물을 얻었다. 당해 반응물을 실온(25℃)까지 강온시킨 후, 이것을 물 100mL와 메탄올 200mL에 의해 용해하여 당해 반응물의 용액으로 했다. 당해 용액을, 양이온 교환 수지를 200mL 충전한 컬럼에 통과시킨 후, 음이온 교환 수지를 200mL 충전한 컬럼에 통과시켜, 반응물 중으로부터 나트륨 이온을 제거했다. 이어서, 컬럼 통과 후의 용액으로부터 메탄올과 물을 증류 제거하고, 진공 펌프 감압하(0.4mmHg), 100℃에서 1시간 건조하여, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 A1(R1=메틸기(Me), R2=H, R3=뷰틸렌기(모노머: 뷰틸렌 옥사이드(BO), 이하 「C4」라고도 한다.), m=15, n=0)을 91g 얻었다.
(공정 A1-2)
교반기와 증류 헤드를 설치한 용량 300mL의 유리제 3구 플라스크(이하, 간단히 「플라스크」라고도 한다.)에, 공정 A1-1에서 얻은 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 A1을 50g과 톨루엔 80mL를 투입한 후, 가열하면서 교반하여 톨루엔 약 20mL를 증류 제거하여, 투입한 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 A1에 잔류하고 있는 수분을 제거했다. 이어서, 실온(25℃)까지 강온시킨 후, 나트륨 메톡사이드의 메탄올 용액(나트륨 메톡사이드의 농도: 28질량%)을 25g(나트륨 메톡사이드 0.13몰)을 플라스크 내에 투입하고, 가열하여, 메탄올 및 약 20mL의 톨루엔을 증류 제거했다.
실온(25℃)까지 강온시킨 후, 플라스크 내의 내용물을 오토클레이브로 옮겨, 아이오딘화 메틸 36.8g(0.26몰)을 투입하고 밀폐했다. 이어서, 교반하에 오토클레이브 온도를 50℃부터 70℃까지 4.5시간에 걸쳐 승온시킨 후, 85℃까지 3시간에 걸쳐 승온시키고, 85℃에서 12시간 반응시켜 반응물을 얻었다. 당해 반응물을, 실온(25℃)까지 강온시킨 후, 물 100mL와 메탄올 200mL에 의해 용해하여 당해 반응물의 용액으로 했다. 당해 용액을, 양이온 교환 수지를 200mL 충전한 컬럼에 통과시킨 후, 음이온 교환 수지를 200mL 충전한 컬럼에 통과시켰다. 이어서, 컬럼 통과 후의 용액으로부터 메탄올과 물을 증류 제거하고, 진공 펌프 감압하(0.1mmHg), 100℃에서 1시간 건조하여, PAG-A1을 42.5g 얻었다.
한편, PAG-A1은, 수산기에 근거하는 적외 흡수 스펙트럼(3450cm-1)이 소실되어 있었던 점에서, R2=Me이다.
<제조예 A2>
(공정 A2-1)
분말상 나트륨 메톡사이드를 2.8g으로 변경한 것 이외에는, 제조예 A1의 공정 A1-1과 마찬가지의 수순에 의해, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 A2(R1=Me, R2=H, R3=C4, m=17, n=0)를 90g 얻었다.
(공정 A2-2)
아이오딘화 메틸과의 85℃에서의 반응 시간을 4시간으로 변경한 것 이외에는, 제조예 A1의 공정 A1-2와 마찬가지의 수순에 의해, PAG-A2를 42g 얻었다.
PAG-A2는, 표 1에 나타내는 수산기가의 측정 결과로부터, R2=Me의 화합물과 R2=H의 화합물이 혼재하고 있는 것을 알 수 있다.
<제조예 A3>
(공정 A3-1)
분말상 나트륨 메톡사이드를 2.7g으로 변경한 것 이외에는, 제조예 A1의 공정 A1-1과 마찬가지의 수순에 의해, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 A3(R1=Me, R2=H, R3=C4, m=18, n=0)을 90g 얻었다.
(공정 A3-2)
아이오딘화 메틸과의 85℃에서의 반응 시간을 2시간으로 변경한 것 이외에는, 제조예 A1의 공정 A1-2와 마찬가지의 수순에 의해, PAG-A3을 45g 얻었다.
PAG-A3은, 표 1에 나타내는 수산기가의 측정 결과로부터, R2=Me의 화합물과 R2=H의 화합물이 혼재하고 있지만, R2=Me의 화합물이 차지하는 비율이, PAG-A2보다 적은 것을 알 수 있다.
<제조예 A4>
(공정 A4-1)
분말상 나트륨 메톡사이드를 4.0g으로 변경하고, 당해 분말상 나트륨 메톡사이드와 함께 R1에 다이스타이릴벤젠으로부터 유도되는 기(DSB)를 도입하기 위해서, trans, trans-1-스타이릴-4-스타이릴벤젠의 벤젠환에 수산기를 부가한 화합물 40g을 투입한 것 이외에는, 제조예 A1의 공정 A1-1과 마찬가지의 수순에 의해, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 A4(R1=DSB, R2=H, R3=C4, m=6, n=0)를 110g 얻었다.
(공정 A4-2)
아이오딘화 메틸을 염화 다이스타이릴벤젠(trans, trans-1-스타이릴-4-스타이릴벤젠의 벤젠환에 염소 원자를 부가한 화합물) 110g으로 변경한 것 이외에는, 제조예 A1의 공정 A1-2와 마찬가지의 수순에 의해, PAG-A4를 180g 얻었다.
PAG-A4는, 표 1에 나타내는 수산기가의 측정 결과로부터, R2=DSB의 화합물과 R2=H의 화합물이 혼재하고 있는 것을 알 수 있다.
<제조예 A5>
(공정 A5-1)
분말상 나트륨 메톡사이드를 4.0g으로 변경하고, 당해 분말상 나트륨 메톡사이드와 함께 올레일 알코올 30g을 투입한 것 이외에는, 제조예 A1의 공정 A1-1과 마찬가지의 수순에 의해, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 A5(R1=올레일기(Oleyle), R2=H, R3=C4, m=7, n=0)를 100g 얻었다.
(공정 A5-2)
아이오딘화 메틸을 염화 올레일 100g으로 변경한 것 이외에는, 제조예 A1의 공정 A1-2와 마찬가지의 수순에 의해, PAG-A5를 165g 얻었다.
PAG-A5는, 표 1에 나타내는 수산기가의 측정 결과로부터, R2=Oleyle의 화합물과 R2=H의 화합물이 혼재하고 있는 것을 알 수 있다.
<제조예 A6>
(공정 A6-1)
뷰틸렌 옥사이드를 47.5g으로 변경하고, 당해 뷰틸렌 옥사이드와 함께 프로필렌 옥사이드 38.3g을 압입한 것 이외에는, 제조예 A1의 공정 A1-1과 마찬가지의 수순에 의해, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 A6(R1=Me, R2=H, R3=C4, R4=프로필렌기(모노머: 프로필렌 옥사이드, 이하 「C3」이라고도 한다.), m=9, n=9)을 81g 얻었다.
(공정 A6-2)
제조예 A1의 공정 A1-2와 마찬가지의 수순에 의해, PAG-A6을 35g 얻었다.
PAG-A6은, 표 1에 나타내는 수산기가의 측정 결과로부터, R2=Me의 화합물과 R2=H의 화합물이 혼재하고 있는 것을 알 수 있다.
<제조예 B1>
(공정 B1-1)
뷰틸렌 옥사이드를 프로필렌 옥사이드 77g으로 변경한 것 이외에는, 제조예 A1의 공정 A1-1과 마찬가지의 수순에 의해, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 B1(R1=Me, R2=H, R4=C3, m=0, n=19)을 75g 얻었다.
(공정 B1-2)
제조예 A1의 공정 A1-2와 마찬가지의 수순에 의해, PAG-B1을 38g 얻었다.
PAG-B1은, 수산기에 근거하는 적외 흡수 스펙트럼(3450cm-1)이 소실되어 있었던 점에서, R2=Me이다.
<제조예 B2>
(공정 B2-1)
제조예 B1의 공정 B1-1과 마찬가지의 수순에 의해, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 B2(R1=Me, R2=H, R4=C3, m=0, n=19)를 75g 얻었다.
(공정 B2-2)
아이오딘화 메틸과의 85℃에서의 반응 시간을 6시간으로 변경한 것 이외에는, 제조예 B1의 공정 B1-2와 마찬가지의 수순에 의해, PAG-B2를 45g 얻었다.
PAG-B2는, 표 1에 나타내는 수산기가의 측정 결과로부터, R2=Me의 화합물과 R2=H의 화합물이 혼재하고 있는 것을 알 수 있다.
<제조예 B3>
(공정 B3-1)
분말상 나트륨 메톡사이드를 2.7g으로 변경한 것 이외에는, 제조예 B1의 공정 B1-1과 마찬가지의 수순에 의해, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 B3(R1=Me, R2=H, R4=C3, m=0, n=21)을 74g 얻었다.
(공정 B3-2)
아이오딘화 메틸과의 85℃에서의 반응 시간을 1시간으로 변경한 것 이외에는, 제조예 B1의 공정 B1-2와 마찬가지의 수순에 의해, PAG-B3을 51g 얻었다.
PAG-B3은, 표 1에 나타내는 수산기가의 측정 결과로부터, R2=Me의 화합물과 R2=H의 화합물이 혼재하고 있지만, R2=Me의 화합물이 차지하는 비율이, PAG-B2보다 적은 것을 알 수 있다.
<제조예 B4>
(공정 B4-1)
프로필렌 옥사이드를 61.6g으로 변경하고, 당해 프로필렌 옥사이드와 함께 에틸렌 옥사이드 11.5g을 압입한 것 이외에는, 제조예 B1의 공정 B1-1과 마찬가지의 수순에 의해, 편말단 봉쇄 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물 B4(R1=Me, R2=H, R4=에틸렌기(모노머: 에틸렌 옥사이드(EO), 이하 「C2」라고도 한다.)와 C3, m=0, n=20)를 73g 얻었다.
(공정 B4-2)
아이오딘화 메틸과의 85℃에서의 반응 시간을 6시간으로 변경한 것 이외에는, 제조예 B1의 공정 B1-2와 마찬가지의 수순에 의해, PAG-B4를 57g 얻었다.
PAG-B4는, 표 1에 나타내는 수산기가의 측정 결과로부터, R2=Me의 화합물과 R2=H의 화합물이 혼재하고 있는 것을 알 수 있다.
[실시예 1∼6, 비교예 1∼4]
상기 제조예 A1∼A6 및 상기 제조예 B1∼B4에서 합성한 PAG-A1∼A6 및 PAG-B1∼B4에 대하여, 질량 평균 분자량(Mw), 수 평균 분자량(Mn), 40℃ 동점도, 100℃ 동점도, 점도 지수, 수산기가, 및 체적 저항률을 측정 또는 산출했다.
<질량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)>
질량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)은 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 측정했다. GPC는, 컬럼으로서 도소 주식회사제 TSKgel SuperMultiporeHZ-M을 2개 연결하여 이용하고, 테트라하이드로퓨란을 용리액으로 하며, 검출기로 굴절률 검출기를 이용하여 측정을 행하고, 폴리스타이렌을 표준 시료로 하여 질량 평균 분자량(Mw) 및 수 평균 분자량(Mn)을 구했다.
<40℃ 동점도, 100℃ 동점도, 및 점도 지수>
JIS K2283-2000에 준하여, 유리제 모관식 점도계를 이용하여 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 40℃ 동점도 및 100℃ 동점도를 측정하여, 당해 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물의 점도 지수를 산출했다.
<수산기가>
JIS K0070에 준하여, 중화 적정법에 의해 측정했다.
<체적 저항률>
JIS C2101의 24(체적 저항률 시험)에 준거하여, 실온(25℃)에서 측정했다.
그리고, 체적 저항률이 0.0030TΩ·m 이상을 합격(평가 A)으로 하고, 0.0030TΩ·m 미만을 불합격(평가 F)으로 했다.
결과를 표 1에 나타낸다. 한편, 표 1 중의 R3과 R4의 수치는, C2와 C3과 C4의 총량 100에 대한 각 성분(C2, C3, 및 C4)의 비율(몰비)이다.
Figure pct00005
표 1로부터, 이하를 알 수 있다.
실시예 1∼6의 어느 것에 있어서도, 체적 저항률은 0.0030TΩ·m 이상이었던 점에서, 상기 제조예 A1∼A6에 있어서 얻어진 PAG-A1∼A6은, 모두 전기 절연성이 우수한 것을 알 수 있다.
이에 반해, 비교예 1∼4에서는, 체적 저항률은 0.0030TΩ·m 미만으로, 상기 제조예 B1∼B4에 있어서 얻어진 PAG-B1∼B4는, 모두 전기 절연성이 뒤떨어지는 것을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 하기 화학식(I)로 표시되는 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물.
    Figure pct00006

    (상기 식(I) 중, R1은 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기, 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기, 탄소수 2∼32의 1가의 아실기, 또는 탄소수 2∼32의 1가의 산소 함유 탄화수소기를 나타낸다. R2는 탄소수 1∼32의 1가의 탄화수소기, 환형성 탄소수 6∼42의 1가의 방향족 탄화수소기, 탄소수 2∼32의 1가의 아실기, 탄소수 2∼32의 1가의 산소 함유 탄화수소기, 또는 수소 원자를 나타낸다. R3은 탄소수 4의 2가의 탄화수소기를 나타낸다. R4는 탄소수 2 또는 3의 2가의 탄화수소기를 나타낸다. m은 1∼40의 수, n은 0∼20의 수를 나타내고, m/(m+n)≥0.5이다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    R1 및 R2로서 선택되는 상기 1가의 탄화수소기, 상기 1가의 방향족 탄화수소기, 상기 1가의 아실기, 및 상기 1가의 산소 함유 탄화수소기의 탄소수가 16 이하인 경우, 수산기가가 50mgKOH/g 이하인, 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    25℃에 있어서의 체적 저항률이 0.0030TΩ·m 이상인, 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 폴리알킬렌 글라이콜계 화합물을 포함하는, 윤활유 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    산화 방지제, 유성 향상제, 산소 포착제, 극압제, 구리 불활성화제, 방청제, 소포제, 및 점도 지수 향상제로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는, 윤활유 조성물.
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