TW201506149A - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種潤滑油組成物,其特徵在於:其係可充分降低150℃時之HTHS黏度未滿2.6mPa‧s之低黏度潤滑油組成物的40℃時之動黏度、100℃時之動黏度、及100℃時之HTHS黏度,又,可充分抑制交界潤滑區域之摩擦係數之上升,省燃料性優異,且其含有:100℃時之動黏度為1~5mm2/s之潤滑油基礎油、(A)重量平均分子量(MW)為40萬以下且PSSI為20以下之黏度指數改善劑、(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑、及(C)摩擦調整劑,其於150℃時之HTHS黏度未滿2.6mPa‧s。
Description
本發明係關於一種潤滑油組成物。
習知,內燃機或變速機、其他機械裝置係使用潤滑油以使該等之作用順利發揮。尤其是,隨著內燃機之高性能化、高輸出化、運轉條件之嚴苛化等,內燃機用潤滑油(機油)要求具有高性能。因此,習知之機油中,為了滿足上述要求性能而調配有防磨耗劑、金屬系清潔劑、無灰分散劑、抗氧化劑等各種添加劑(例如,參照下述專利文獻1~3)。又,近來,潤滑油所要求之省燃料性能日益提高,正在研究高黏度指數基礎油之應用或各種摩擦調整劑之應用等(例如,參照下述專利文獻4)。
專利文獻1:日本專利特開2001-279287號公報
專利文獻2:日本專利特開2002-129182號公報
專利文獻3:日本專利特開平08-302378號公報
專利文獻4:日本專利特開平06-306384號公報
然而,習知之潤滑油於省燃料性方面未必充分。
例如,作為通常之省燃料化方法,已知有潤滑油之動黏度之降低及黏度指數之提高(由低黏度基礎油與黏度指數改善劑之組合獲得的多級化)或摩擦降低劑之調配。於低黏度化之情形時,由潤滑油或構成其之基礎油之黏度降低而引起潤滑性能於嚴格之潤滑條件下(高溫高剪切條件下)降低,而擔心產生磨耗或滯塞、疲勞破壞等異常。又,關於摩擦降低劑之調配,已知有無灰系或鉬系之摩擦調整劑,正要求進而超過通常之該等摩擦降低劑調配油之省燃料油。
為防止低黏度化之異常而維持耐久性、並且賦予省燃料性,較為有效的是提高150℃時之HTHS黏度(「HTHS黏度」亦稱為「高溫高剪切黏度」),另一方面降低40℃時之動黏度、100℃時之動黏度、及100℃時之HTHS黏度,但習知之潤滑油非常難以滿足該等全部要點。
然而,根據近年之發動機技術之進步,已可維持發動機之耐久性並且降低150℃時之HTHS黏度。為了省燃料性之進一步提高,例如,開發、應用有低於SAE 0W-20機油於150℃時之HTHS黏度之下限即2.6mPa‧s的機油。然而,150℃時之HTHS黏度低於2.6mPa‧s之機油被確認於一部分發動機或零件中使金屬彼此接觸之交界潤滑區域之摩擦係數上升,而相反地使省燃料性惡化。
為了使應用150℃時之HTHS黏度低於2.6mPa‧s之機油的所有發動機之省燃料性提高,而必需超過迄今為止之程度地降低交界潤滑區域之摩擦係數的技術。
本發明係鑒於上述實際情況而完成者,其目的在於提供一種潤滑油組成物,其係150℃時之HTHS黏度未滿2.6mPa‧s之機
油,且可充分降低40℃時之動黏度、100℃時之動黏度、及100℃時之HTHS黏度,又,可充分抑制交界潤滑區域之摩擦係數之上升,即便於交界潤滑區域更嚴苛之發動機中省燃料性亦優異。
為了解決上述課題,本發明提供一種潤滑油組成物,其特徵在於:其含有100℃時之動黏度為1~5mm2/s之潤滑油基礎油、(A)重量平均分子量(MW)為40萬以下且PSSI為20以下之黏度指數改善劑、(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑、及(C)摩擦調整劑,且其於150℃時之HTHS黏度未滿2.6mPa‧s。
上述(A)黏度指數改善劑較佳為重量平均分子量與PSSI之比(MW/PSSI)為1×104以上之黏度指數改善劑。
上述(B)過鹼性金屬系清潔劑較佳為以鹼土族金屬硼酸鹽使鹼土族金屬水楊酸鹽過鹼化而成的過鹼性鹼土族金屬水楊酸鹽。
上述(C)摩擦調整劑較佳為有機鉬系摩擦調整劑。
此處,本發明中所謂之「PSSI」,係依據ASTM D 6022-01(Standard Practice for Calculation of Permanent Shear Stability Index,永久剪切穩定性指數計算之實施規範),以利用ASTM D 6278-02(Test Method for Shear Stability of Polymer Containing Fluids Using a European Diesel Injector Apparatus,含聚合物油柴油噴嘴剪切穩定性試驗方法)所測定之資料為基礎所算出的聚合物之永久剪切穩定性指數(Permanent Shear Stability Index)。
根據本發明,提供一種潤滑油組成物,其係150℃時之HTHS黏度未滿2.6mPa‧s之機油,且可充分降低40℃時之動黏度、
100℃時之動黏度、及100℃時之HTHS黏度,又,可充分抑制交界潤滑區域之摩擦係數之上升,省燃料性優異。
又,本發明之潤滑油組成物可較佳地用於機車用、汽車車用、發電用、汽電共生用等之汽油發動機、柴油發動機、燃氣發動機等,進而,不僅可較佳地用於使用硫成分為50質量ppm以下之燃料之該等各種發動機,亦可用於船舶用、船外機用之各種發動機。
以下,針對本發明之較佳實施形態進行詳細說明。
本發明之潤滑油組成物含有100℃時之動黏度為1~5mm2/s之潤滑油基礎油、(A)重量平均分子量(MW)為40萬以下且PSSI為20以下之黏度指數改善劑、(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑、及(C)摩擦調整劑。
於本發明之潤滑油組成物中,使用100℃時之動黏度為1~5mm2/s之潤滑油基礎油(以下稱為「本發明之潤滑油基礎油」)。
作為本發明之潤滑油基礎油,例如,可列舉將對原油進行常壓蒸餾及/或減壓蒸餾而獲得之潤滑油餾份以溶劑脫瀝青、溶劑萃取、氫化裂解、溶劑脫蠟、接觸脫蠟、氫化精製、硫酸洗淨、白土處理等精製處理中之1種單獨精製或組合2種以上精製而得的烷烴系礦物油、或者正烷烴系基礎油、異烷烴系基礎油等中之100℃時之動黏度為1~5mm2/s者。
作為本發明之潤滑油基礎油之較佳例,可列舉將以下所示之基礎油(1)~(8)作為原料,利用特定之精製方法將該原料油及/或自
該原料油回收之潤滑油餾份進行精製並回收潤滑油餾份,藉此而獲得的基礎油。
(1)烷烴基系原油及/或混合基系原油之常壓蒸餾的分餾油
(2)烷烴基系原油及/或混合基系原油之常壓蒸餾殘渣油之減壓蒸餾的分餾油(WVGO)
(3)由潤滑油脫蠟步驟所獲得之蠟(粗蠟等)及/或由氣液化(GTL)製程等獲得之合成蠟(費托蠟、GTL蠟等)
(4)選自基礎油(1)~(3)中之1種或2種以上之混合油及/或該混合油之緩和氫化裂解處理油
(5)選自基礎油(1)~(4)中之2種以上之混合油
(6)基礎油(1)、(2)、(3)、(4)或(5)之脫瀝青油(DAO)
(7)基礎油(6)之緩和氫化裂化處理油(MHC)
(8)選自基礎油(1)~(7)中之2種以上之混合油。
再者,作為上述特定之精製方法,較佳為氫化裂解、氫化修飾(hydrofinishing)等氫化精製;糠醛溶劑萃取等溶劑精製;溶劑脫蠟或接觸脫蠟等脫蠟;利用酸性白土或活性白土等之白土精製;硫酸洗淨、苛性鈉洗淨等藥品(酸或鹼)洗淨等。本發明中,可單獨進行該等精製方法中之1種,亦可將2種以上組合進行。又,於將2種以上精製方法組合之情形時,其順序並無特別限定,可酌情選定。
進而,作為本發明之潤滑油基礎油,尤佳為藉由對選自上述基礎油(1)~(8)中之基礎油或自該基礎油回收之潤滑油餾份進行特定處理而獲得的下述基礎油(9)或(10)。
(9)使選自上述基礎油(1)~(8)中之基礎油或自該基礎油回收之潤滑油餾份氫化裂解,對其生成物或利用蒸餾等自其生成物回收之潤滑
油餾份進行溶劑脫蠟或接觸脫蠟等脫蠟處理,或於進行該脫蠟處理後進行蒸餾,藉此而獲得的氫化裂解基礎油
(10)使選自上述基礎油(1)~(8)中之基礎油或自該基礎油回收之潤滑油餾份氫化異構化,對其生成物或利用蒸餾等自其生成物回收之潤滑油餾份進行溶劑脫蠟或接觸脫蠟等脫蠟處理,或於進行該脫蠟處理後進行蒸餾,藉此而獲得的氫化異構化基礎油。
又,於獲得上述(9)或(10)之潤滑油基礎油時,於恰當階段,根據需要亦可進而設置溶劑精製處理及/或氫化修飾處理步驟。
又,用於上述氫化裂解、氫化異構化之觸媒並無特別限制,可較佳地使用:以具有分解活性之複合氧化物(例如,氧化矽-氧化鋁、氧化鋁-氧化硼、氧化矽-氧化鋯等)或使該複合氧化物之1種以上組合並經黏合劑黏結而成者作為載體,並使載體擔載具有氫化能力之金屬(例如週期表第VIa族之金屬或第VIII族之金屬等之1種以上)而成的氫化裂解觸媒,或者使含有沸石(例如,ZSM-5、沸石β、SAPO-11等)之載體擔載包含第VIII族金屬中之至少1種以上之具有氫化能力之金屬而成的氫化異構化觸媒。氫化裂解觸媒及氫化異構化觸媒亦可藉由積層或混合等而組合使用。
氫化裂解、氫化異構化時之反應條件並無特別限制,較佳為設為氫分壓0.1~20MPa、平均反應溫度150~450℃、LHSV(liquid hourly space velocity,每時之液體空間速度)0.1~3.0hr-1、氫/油比50~20000scf/b。
本發明之潤滑油基礎油於100℃時之動黏度必須為5mm2/s以下,較佳為4.5mm2/s以下,更佳為4mm2/s以下,進而較佳為3.8mm2/s以下,尤佳為3.7mm2/s以下,最佳為3.6mm2/s以下。另
一方面,該100℃時之動黏度必須為1mm2/s以上,較佳為1.5mm2/s以上,更佳為2mm2/s以上,進而較佳為2.5mm2/s以上,尤佳為3mm2/s以上。此處所謂之100℃時之動黏度,表示ASTM D-445所規定之於100℃時之動黏度。於潤滑油基礎油於100℃時之動黏度超過5mm2/s之情形時,低溫黏度特性惡化,又有無法獲得充分之省燃料性之虞,於未滿1mm2/s之情形時,潤滑部位之油膜形成不充分故而潤滑性較差,又有潤滑油組成物之蒸發損失增大之虞。
又,本發明之潤滑油基礎油於40℃時之動黏度較佳為40mm2/s以下,更佳為30mm2/s以下,進而較佳為25mm2/s以下,尤佳為20mm2/s以下,最佳為17mm2/s以下。另一方面,該40℃時之動黏度較佳為6.0mm2/s以上,更佳為8.0mm2/s以上,進而較佳為10mm2/s以上,尤佳為12mm2/s以上,最佳為14mm2/s以上。於潤滑油基礎油於40℃時之動黏度超過40mm2/s之情形時,低溫黏度特性惡化,又有無法獲得充分之省燃料性之虞,於未滿6.0mm2/s之情形時,潤滑部位之油膜形成不充分故而潤滑性較差,又有潤滑油組成物之蒸發損失增大之虞。
本發明之潤滑油基礎油之黏度指數較佳為100以上。更佳為105以上,進而較佳為110以上,尤佳為115以上,最佳為120以上。又較佳為180以下,更佳為170以下,進而較佳為160以下。若黏度指數未滿100,則不僅黏度-溫度特性及熱/氧化穩定性、防揮發性變差,亦有摩擦係數上升之傾向,又,有防止磨耗性降低之傾向。若黏度指數超過180,則低溫時之流動性惡化之虞較高,故欠佳。
再者,本發明中所謂之黏度指數,係指依據JIS K 2283-1993所測定之黏度指數。
本發明之潤滑油組成物中使用之潤滑油基礎油較佳為100℃時之動黏度為3.5mm2/s以上之第1潤滑油基礎油成分、及100℃時之動黏度未滿3.5mm2/s之第2潤滑油基礎油成分的混合物。藉由設為第1潤滑油基礎油成分與第2潤滑油基礎油成分之混合物,可賦予優異之黏度溫度特性,並進一步提高省燃料性。
本發明之潤滑油組成物中使用之第1潤滑油基礎油成分於15℃時之密度(ρ15)較佳為0.860g/cm3以下,更佳為0.850g/cm3以下,進而較佳為0.840g/cm3以下,尤佳為0.822g/cm3以下。
再者,本發明中所謂之15℃時之密度,係指依據JIS K 2249-1995而於15℃時所測定之密度。
本發明之潤滑油組成物中使用之第1潤滑油基礎油成分的流動點較佳為-10℃以下,更佳為-12.5℃以下,進而較佳為-15℃以下,尤佳為-20℃以下。若流動點高於-10℃,則有使用該潤滑油基礎油之潤滑油整體之低溫流動性降低的傾向。再者,本發明中所謂之流動點,係指依據JIS K 2269-1987所測定之流動點。
本發明之潤滑油組成物中使用之第1潤滑油基礎油成分於100℃時之動黏度較佳為5mm2/s以下,更佳為4.5mm2/s以下,進而較佳為4.0mm2/s以下,尤佳為3.9mm2/s以下。另一方面,該100℃時之動黏度較佳為3.5mm2/s以上,更佳為3.6mm2/s以上,進而較佳為3.7mm2/s以上,尤佳為3.8mm2/s以上。於100℃時之動黏度超過5mm2/s之情形時,低溫黏度特性變差,又有無法獲得充分之省燃料性之虞,於未滿3.5mm2/s之情形時,潤滑部位之油膜形成不充分故而潤滑性較差,又有潤滑油組成物之蒸發損失增大之虞。
本發明之潤滑油組成物中使用之第1潤滑油基礎油成分
於40℃時之動黏度較佳為40mm2/s以下,更佳為30mm2/s以下,進而較佳為25mm2/s以下,尤佳為20mm2/s以下,最佳為17mm2/s以下。另一方面,該40℃時之動黏度較佳為6.0mm2/s以上,更佳為8.0mm2/s以上,進而較佳為10mm2/s以上,尤佳為12mm2/s以上,最佳為14mm2/s以上。於40℃時之動黏度超過40mm2/s之情形時,低溫黏度特性惡化,又有無法獲得充分之省燃料性之虞,於未滿6.0mm2/s之情形時,潤滑部位之油膜形成不充分故而潤滑性較差,又有潤滑油組成物之蒸發損失增大之虞。
本發明之潤滑油組成物中使用之第1潤滑油基礎油成分之黏度指數較佳為100以上。更佳為110以上,進而較佳為120以上,尤佳為130以上,最佳為140以上。若黏度指數未滿100,則不僅黏度-溫度特性及熱/氧化穩定性、防揮發性變差,亦有摩擦係數上升之傾向,又,有防磨耗性降低之傾向。
本發明之潤滑油組成物中使用之第2潤滑油基礎油成分於15℃時之密度(ρ15)較佳為0.860g/cm3以下,更佳為0.850g/cm3以下,進而較佳為0.840g/cm3以下,尤佳為0.835g/cm3以下。
本發明之潤滑油組成物中使用之第2潤滑油基礎油成分的流動點較佳為-10℃以下,更佳為-12.5℃以下,進而較佳為-15℃以下,尤佳為-20℃以下。若流動點高於-10℃,則有使用該潤滑油基礎油之潤滑油整體之低溫流動性降低的傾向。再者,本發明中所謂之流動點,係依據JIS K 2269-1987所測定之流動點。
本發明之潤滑油組成物中使用之第2潤滑油基礎油成分於100℃時之動黏度較佳為未滿3.5mm2/s,更佳為3.4mm2/s以下,進而較佳為3.3mm2/s以下。另一方面,該100℃時之動黏度較佳為1
mm2/s以上,更佳為2mm2/s以上,進而較佳為2.5mm2/s以上,尤佳為3.0mm2/s以上。於100℃時之動黏度未滿1mm2/s之情形時,潤滑部位之油膜形成不充分故而潤滑性較差,又有潤滑油組成物之蒸發損失增大之虞。
本發明之潤滑油組成物中使用之第2潤滑油基礎油成分於40℃時之動黏度較佳為20mm2/s以下,更佳為18mm2/s以下,進而較佳為16mm2/s以下,尤佳為14mm2/s以下。另一方面,該40℃時之動黏度較佳為6.0mm2/s以上,更佳為8.0mm2/s以上,進而較佳為10mm2/s以上,尤佳為12mm2/s以上,最佳為13mm2/s以上。於40℃時之動黏度超過20mm2/s之情形時,低溫黏度特性變差,又有無法獲得充分之省燃料性之虞,於未滿6.0mm2/s之情形時,潤滑部位之油膜形成不充分故而潤滑性較差,又有潤滑油組成物之蒸發損失增大之虞。
本發明之潤滑油組成物中使用之第2潤滑油基礎油成分的黏度指數較佳為100以上。更佳為105以上,進而較佳為110以上。若黏度指數未滿100,則不僅黏度-溫度特性及熱/氧化穩定性、防揮發性變差,亦有摩擦係數上升之傾向,又,有防磨耗性降低之傾向。
又,本發明中使用之潤滑油基礎油中的硫成分之含量取決於其原料之硫成分之含量。例如,於使用如藉由費托反應等獲得之合成蠟成分般實質上不含硫之原料的情形時,可獲得實質上不含硫之潤滑油基礎油。又,於使用潤滑油基礎油之精製過程中獲得之粗蠟或精濾過程中獲得之微晶蠟等含硫原料的情形時,所獲得之潤滑油基礎油中之硫成分通常為100質量ppm以上。於本發明之潤滑油基礎油中,就熱/氧化穩定性之進一步提高及低硫化方面而言,硫成分之含量較佳
為100質量ppm以下,更佳為50質量ppm以下,進而較佳為10質量ppm以下,尤佳為5質量ppm以下。
又,本發明中使用之潤滑油基礎油中的氮成分之含量較佳為7質量ppm以下,更佳為5質量ppm以下,進而較佳為3質量ppm以下。若氮成分之含量超過7質量ppm,則有熱/氧化穩定性降低之傾向。再者,本發明中所謂之氮成分,係指依據JIS K 2609-1990所測定之氮成分。
又,本發明中使用之潤滑油基礎油之%CP較佳為70以上,較佳為80~99,更佳為85~95,進而較佳為87~94,尤佳為90~94。於潤滑油基礎油之%CP未滿70之情形時,有黏度-溫度特性、熱/氧化穩定性及摩擦特性降低之傾向,進而,於潤滑油基礎油中調配有添加劑之情形時有該添加劑之效力降低之傾向。又,若潤滑油基礎油之%CP超過99,則有添加劑之溶解性降低之傾向。
又,本發明中使用之潤滑油基礎油之%CA較佳為2以下,更佳為1以下,進而較佳為0.8以下,尤佳為0.5以下。若潤滑油基礎油之%CA超過2,則有黏度-溫度特性、熱/氧化穩定性及省燃料性降低之傾向。
又,本發明中使用之潤滑油基礎油之%CN較佳為30以下,更佳為4~25,進而較佳為5~13,尤佳為5~8。若潤滑油基礎油之%CN超過30,則有黏度-溫度特性、熱/氧化穩定性及摩擦特性降低之傾向。又,若%CN未滿4,則有添加劑之溶解性降低之傾向。
再者,本發明中所謂之%CP、%CN及%CA,分別指利用依據ASTM D 3238-85之方法(n-d-M環分析)所求得的烷烴碳數相對於總碳數之百分率、環烷烴碳數相對於總碳數之百分率、及芳香族碳數
相對於總碳數之百分率。即,上述%CP、%CN及%CA之較佳範圍為基於利用上述方法所求得之值者,例如,即便為不含環烷烴成分之潤滑油基礎油,利用上述方法求得之%CN亦有時顯示超過0之值。
又,本發明中使用之潤滑油基礎油中的飽和成分之含量係以潤滑油基礎油總量為基準,較佳為90質量%以上,較佳為95質量%以上,更佳為99質量%以上,又,環狀飽和成分占該飽和成分之比率較佳為40質量%以下,較佳為35質量%以下,較佳為30質量%以下,更佳為25質量%以下,進而較佳為21質量%以下。又,環狀飽和成分占該飽和成分之比率較佳為5質量%以上,更佳為10質量%以上。藉由飽和成分之含量及環狀飽和成分占該飽和成分之比率分別滿足上述條件,可提高黏度-溫度特性及熱/氧化穩定性,又,於該潤滑油基礎油中調配有添加劑之情形時,可將該添加劑充分且穩定地溶解保持於潤滑油基礎油中,並且使該添加劑之功能更高標準地表現。進而,根據本發明,可改善潤滑油基礎油本身之摩擦特性,其結果為,可達成摩擦降低效果之提高,進而可達成節能性之提高。
再者,本發明中所謂之飽和成分,係利用上述ASTM D 2007-93中記載之方法所測定。
又,飽和成分之分離方法、或者環狀飽和成分、非環狀飽和成分等之組成分析時,可使用獲得相同結果之類似方法。例如,除上述以外,可列舉:ASTM D 2425-93中記載之方法、ASTM D 2549-91中記載之方法、利用高效液相層析法(HPLC)之方法、或者將該等方法改良而成之方法等。
又,本發明中使用之潤滑油基礎油中之芳香族成分係以潤滑油基礎油總量為基準,較佳為5質量%以下,更佳為4質量%以下,
進而較佳為3質量%以下,尤佳為2質量%以下,又,較佳為0.1質量%以上,更佳為0.5質量%以上,進而較佳為1質量%以上,尤佳為1.5質量%以上。若芳香族成分之含量超過5質量%,則有黏度-溫度特性、熱/氧化穩定性及摩擦特性、以及防揮發性及低溫黏度特性降低之傾向,進而,於潤滑油基礎油中調配有添加劑之情形時有該添加劑之效力降低之傾向。又,本發明之潤滑油基礎油亦可為不含芳香族成分者,但藉由將芳香族成分之含量設為0.1質量%以上,可進一步提高添加劑之溶解性。
再者,本發明中所謂之芳香族成分,係指依據ASTM D 2007-93所測定之值。芳香族成分通常除了烷基苯、烷基萘,亦包括蒽、菲及該等之烷基化物,以及苯環之四環以上縮合而成之化合物、吡啶類、喹啉類、苯酚類、萘酚類等具有雜原子之芳香族化合物等。
作為本發明之潤滑油基礎油,亦可使用合成系基礎油。作為合成系基礎油,可列舉:100℃時之動黏度為1~5mm2/s之聚α-烯烴或其氫化物、異丁烯低聚物或其氫化物、異烷烴、烷基苯、烷基萘、二酯(戊二酸二(十三烷基)酯、己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二異癸基酯、己二酸二(十三烷基)酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯等)、多元醇酯(三羥甲基丙烷辛酸酯、三羥甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇2-乙基己酸酯、季戊四醇壬酸酯等)、聚氧伸烷基二醇、二烷基二苯基醚、聚苯基醚等,其中較佳為聚α-烯烴。作為聚α-烯烴,典型情況下可列舉:碳數2~32、較佳為6~16之α-烯烴之低聚物或共低聚物(1-辛烯低聚物、癸烯低聚物、乙烯-丙烯共低聚物等)及其等之氫化物。
聚α-烯烴之製法並無特別限制,例如可列舉如下方法:於如包含三氯化鋁或三氟化硼與水、醇(乙醇、丙醇、丁醇等)、羧酸或
酯之錯合物的夫(Friedel-Crafts)觸媒之聚合觸媒的存在下,使α-烯烴聚合。
於本發明之潤滑油組成物中,可將上述本發明之潤滑油基礎油單獨使用,又,亦可將本發明之潤滑油基礎油與其他基礎油之1種或2種以上併用。再者,於將本發明之潤滑油基礎油與其他基礎油併用之情形時,本發明之潤滑油基礎油於其等之混合基礎油中所占之比率較佳為30質量%以上,更佳為50質量%以上,進而較佳為70質量%以上。
作為與本發明之潤滑油基礎油併用之其他基礎油,並無特別限制,作為礦物油系基礎油,例如可列舉100℃時之動黏度超過5mm2/s且為100mm2/s以下之溶劑精製礦物油、氫化裂解礦物油、氫化精製礦物油、溶劑脫蠟基礎油等。
又,作為與本發明之潤滑油基礎油併用之其他合成系基礎油,可列舉100℃時之動黏度為1~5mm2/s之範圍外之上述合成系基礎油。
本發明之潤滑油組成物含有(A)重量平均分子量(MW)為40萬以下且PSSI為20以下之黏度指數改善劑。藉此,與不具有本構成之情形相比較,可提高省燃料性能。又,只要滿足MW為40萬以下、PSSI為20以下之條件,則化合物之形態任意。作為具體化合物,可列舉:非分散型或分散型之含酯基黏度指數改善劑、非分散型或分散型聚(甲基)丙烯酸酯系黏度指數改善劑、苯乙烯-二烯氫化共聚合體、非分散型或分散型乙烯-α-烯烴共聚合體或其氫化物、聚異丁烯或其氫化物、苯乙烯-馬來酸酐酯共聚合體、聚烷基苯乙烯及(甲基)丙烯酸酯-烯烴共聚合體或該等之混合物等。
可用作本發明之黏度指數改善劑的聚(甲基)丙烯酸酯系
黏度指數改善劑(此處所謂之聚(甲基)丙烯酸酯系,係聚丙烯酸酯系化合物及聚甲基丙烯酸酯系化合物之總稱)較佳為包含下述通式(1)所表示之(甲基)丙烯酸酯單體(以下稱為「單體M-1」)之聚合性單體的聚合體。
[上述通式(1)中,R1表示氫或甲基,R2表示碳數1~5000之直鏈狀或分支狀之烴基]
由通式(1)所表示之單體之1種之均聚體或2種以上之共聚合而獲得的聚(甲基)丙烯酸酯系化合物為所謂之非分散型聚(甲基)丙烯酸酯,本發明之聚(甲基)丙烯酸酯系化合物亦可為使上述通式(1)所表示之單體、與選自下述通式(2)及(3)中之1種以上單體(以下分別稱為「單體M-2」及「單體M-3」)共聚合而得的所謂分散型聚(甲基)丙烯酸酯。
[通式(2)中,R3表示氫原子或甲基,R4表示碳數1~18之伸烷基,E1表示含有1~2個氮原子、0~2個氧原子之胺殘基或雜環殘基,a表
示0或1]
[通式(3)中,R5表示氫原子或甲基,E2表示含有1~2個氮原子、0~2個氧原子之胺殘基或雜環殘基]
作為E1及E2所表示之基,具體而言,可例示:二甲胺基、二乙胺基、二丙胺基、二丁胺基、苯胺基、甲苯胺基、茬胺基、乙醯基胺基、苯甲醯基胺基、啉基、吡咯基、吡咯啉基、吡啶基、甲基吡啶基、吡咯啶基、哌啶基、醌基、吡咯烷基、吡咯啶酮基、咪唑啉基、及吡基等。
作為單體M-2、單體M-3之較佳例,具體而言,可例示:二甲胺基甲基丙烯酸甲酯、二乙胺基甲基丙烯酸甲酯、二甲胺基乙基丙烯酸甲酯、二乙胺基乙基丙烯酸甲酯、2-甲基-5-乙烯基吡啶、啉基甲基丙烯酸甲酯、啉基乙基丙烯酸甲酯、N-乙烯基吡咯啶酮及該等之混合物等。
關於單體M-1與單體M-2~M-3之共聚合體之共聚合莫耳比,並無特別限制,較佳為M-1:M-2~M-3=99:1~80:20左右,更佳為98:2~85:15,進而較佳為95:5~90:10。
可用作本發明之黏度指數改善劑的苯乙烯-二烯氫化共聚合體為使苯乙烯與二烯之共聚合體氫化而成的化合物。作為二烯,具體而言,可使用丁二烯、異戊二烯等。尤其較佳為苯乙烯與異戊二烯之氫化共聚合體。
可用作本發明之黏度指數改善劑的乙烯-α-烯烴共聚合體或其氫化物為乙烯與α-烯烴之共聚合體或使該共聚合體氫化而成之化合物。
作為α-烯烴,具體可使用丙烯、異丁烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二烯等。乙烯-α-烯烴共聚合體除可使用僅由烴構成之所謂非分散型者外,亦可使用使含氮化合物等極性化合物與共聚合體反應而得的所謂分散型乙烯-α-烯烴共聚合體。
本發明之黏度指數改善劑之重量平均分子量(MW)必須為400,000以下,較佳為380,000以下,更佳為360,000以下。又,較佳為10,000以上,更佳為50,000以上,進而較佳為100,000以上,尤佳為200,000以上。於重量平均分子量未滿10,000之情形時,使黏度指數改善劑溶解於潤滑油基礎油中時不僅黏度指數提高效果較小且省燃料性或低溫黏度特性較差,亦有成本上升之虞。又,於重量平均分子量超過400,000之情形時,不僅黏度增加效果變得過大、省燃料性或低溫黏度特性較差,且剪切穩定性或對潤滑油基礎油之溶解性、儲存穩定性變差。
本發明之黏度指數改善劑之PSSI(永久剪切穩定指數)必須為20以下,更佳為17以下,進而較佳為16以下,尤佳為15以下。於PSSI超過20之情形時,剪切穩定性變差,因此有必要提高初期之動黏度,而有使省燃料性變差之虞。又,於PSSI未滿1之情形時,使黏度指數改善劑溶解於潤滑油基礎油中時不僅黏度指數提高效果較小、省燃料性或低溫黏度特性較差,亦有成本上升之虞,因此PSSI較佳為1以上。
本發明之黏度指數改善劑之重量平均分子量與PSSI之
比(MW/PSSI)較佳為1.0×104以上,更佳為1.5×104以上,進而較佳為2.0×104以上。於MW/PSSI未滿1.0×104之情形時,有省燃料性或低溫起動性即黏度溫度特性或低溫黏度特性變差之虞。
本發明之黏度指數改善劑之重量平均分子量(MW)與數量平均分子量(MN)之比(MW/MN)較佳為5.0以下,更佳為4.0以下,進而較佳為3.5以下,尤佳為3.0以下。又,MW/MN較佳為1.0以上,更佳為2.0以上,進而較佳為2.5以上,尤佳為2.6以上。若MW/MN超過5.0、或者未滿1.0,則溶解性與黏度溫度特性之提高效果變差,因此有無法維持充分之儲存穩定性或省燃料性之虞。
本發明之潤滑油組成物中的黏度指數改善劑之含量按組成物總量基準計較佳為0.1~50質量%,較佳為0.5~20質量%,更佳為1.0~15質量%,進而較佳為1.5~12質量%。於含量少於0.1質量%之情形時,有低溫特性不充分之虞,又,於含量超過50質量%之情形時,有組成物之剪切穩定性變差之虞。
本發明之潤滑油組成物含有(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑。藉此,與不具有本構成之情形相比較,可提高省燃料性能。
作為本發明中使用之(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑,可使用含有OH基及/或羰基之化合物之油溶性金屬鹽之過鹼性化合物。又,可使用可藉由使鹼土族金屬磺酸鹽、鹼土族金屬羧酸鹽、鹼土族金屬水楊酸鹽、鹼土族金屬酚鹽、鹼土族金屬膦酸鹽等過鹼性金屬鹽,鹼土族金屬氫氧化物或氧化物,以及硼酸或硼酸酐進行反應而獲得的過鹼性金屬鹽。作為鹼土族金屬,可列舉鎂、鈣、鋇等,但較佳為鈣。又,作為過鹼性金屬鹽,較佳為使用含有OH基及/
或羰基之烴化合物之油溶性金屬鹽之過鹼性化合物,更佳為使用經鹼土族金屬硼酸鹽過鹼化之含有OH基及/或羰基之烴化合物之油溶性金屬鹽。又,較佳為使用鹼土族金屬水楊酸鹽,更佳為使用經鹼土族金屬硼酸鹽過鹼化之鹼土族金屬水楊酸鹽。
本發明中使用之(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑之鹼價較佳為50mgKOH/g以上,更佳為100mgKOH/g以上,進而較佳為120mgKOH/g以上,尤佳為140mgKOH/g以上,最佳為150mgKOH/g以上。又,較佳為300mgKOH/g以下,更佳為200mgKOH/g以下,進而較佳為180mgKOH/g以下,尤佳為170mgKOH/g以下。於鹼價未滿50mgKOH/g之情形時,因黏度增加變大而省燃料性變差,並且有其之添加獲得之摩擦降低效果不充分之傾向。又,於鹼價超過300mgKOH/g之情形時,容易阻礙耐磨耗性添加劑等之效果,又,有摩擦降低效果不充分之傾向。本發明中所謂之鹼價係根據JIS K 25015.2.3測定之值。
本發明中使用之(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑之粒徑較佳為0.1μm以下,進而較佳為0.05μm以下。
本發明中使用之(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑之製造法可為任意,例如可藉由如下方式而獲得:使上述油溶性金屬鹽、鹼土族金屬氫氧化物或氧化物、以及硼酸或硼酸酐於水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇及苯、甲苯、二甲苯等稀釋溶劑之存在下以20~200℃反應2~8小時,繼而加熱至100~200℃除去水及根據需要除去醇及稀釋溶劑。該等之詳細反應條件係根據原料、反應物之量等而適當選擇。再者,關於製造法之詳細情況,例如記載於日本專利特開昭60-116688號公報、日本專利特開昭61-204298號公報等。經以
上述方法製造之鹼土族金屬硼酸鹽過鹼化的油溶性金屬鹽之粒徑通常為0.1μm以下,總鹼價通常為100mgKOH/g以上,因此於本發明之潤滑油組成物中可較佳地使用。
本發明中使用之(B)過鹼性金屬系清潔劑必須金屬比為3.4以下。
該金屬系清潔劑之金屬比較佳為調整為3.2以下,更佳為3.0以下,進而較佳為2.8以下,尤佳為2.6以下,最佳為2.5以下。若金屬比超過3.4,則摩擦轉矩之降低即省燃料性不充分。
又,該金屬系清潔劑之金屬比較佳為調整為1.0以上,更佳為1.1以上,進而較佳為1.5以上,尤佳為1.9以上,最佳為2.2以上。其原因在於:金屬比未滿1.0時,內燃機用潤滑油組成物之動黏度或低溫黏度升高,因此有可能潤滑性或起動性產生異常的可能性。
為了獲得更高之摩擦降低效果,較佳為使用單獨合成者。
再者,本發明中所謂之金屬比係由金屬系清潔劑中之金屬元素之價數×金屬元素含量(mol%)/皂基含量(mol%)表示,所謂金屬元素係指鈣、鎂等,所謂皂基係指磺酸基或苯酚基、水楊酸基等。
本發明中使用之(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑的烷基或烯基係碳數8以上、較佳為10以上、更佳為12以上、又為19以下者。碳數未滿8時,油溶性不充分,故而欠佳。
該烷基或烯基可為直鏈亦可為分支,較佳為直鏈。又,該等可為1級烷基或烯基、2級烷基或烯基或者3級烷基或烯基,於為2級烷基或烯基或者3級烷基或烯基之情形時,較佳為分支之位置僅為鍵結於芳香族之碳之情形。
本發明之潤滑油組成物中的(B)金屬比為3.4以下之過鹼
性金屬系清潔劑之含量係以潤滑油組成物總量基準計,較佳為0.01~30質量%,更佳為0.05~5質量%。於含量不滿0.01質量%之情形時,有省燃料效果僅持續短時間之虞,又,於超過30質量%之情形時,有無法獲得與含量相稱之效果之虞,欠佳。
本發明之潤滑油組成物中的(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑之含量係以潤滑油組成物總量為基準,以金屬元素換算計,較佳為0.01質量%以上,更佳為0.05質量%以上,進而較佳為0.10質量%以上,尤佳為0.15質量%以上,又,較佳為0.5質量%以下,更佳為0.4質量%以下,進而較佳為0.3質量%以下,尤佳為0.25質量%以下,最佳為0.22質量%以下。於其含量未滿0.01質量%之情形時,有由其之添加獲得之摩擦降低效果不充分之傾向,且有潤滑油組成物之省燃料性、熱/氧化穩定性及清潔性不充分之傾向。另一方面,於含量超過0.5質量%之情形時,有由其之添加獲得之摩擦降低效果不充分之傾向,且有潤滑油組成物之省燃料性不充分之傾向。
本發明之潤滑油組成物中的(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑之含量係以潤滑油組成物總量為基準,以硼元素換算計,較佳為0.01質量%以上,更佳為0.03質量%以上,進而較佳為0.04質量%以上,尤佳為0.05質量%以上,又,較佳為0.20質量%以下,更佳為0.10質量%以下,進而較佳為0.08質量%以下,尤佳為0.07質量%以下,最佳為0.06質量%以下。於其含量未滿0.01質量%之情形時,有由其之添加獲得之摩擦降低效果不充分之傾向,且有潤滑油組成物之省燃料性、熱/氧化穩定性及清潔性不充分之傾向。另一方面,於含量超過0.2質量%之情形時,有由其之添加獲得之摩擦降低效果不充分之傾向,且有潤滑油組成物之省燃料性不充分之傾向。
本發明之潤滑油組成物中來自(B)成分之金屬成分含量(MB1)與來自(B)成分之硼成分含量(MB2)的比、(MB1)/(MB2)較佳為1以上,更佳為2以上,進而較佳為2.5以上,尤佳為3.0以上,最佳為3.5以上。若(MB1)/(MB2)未滿1,則有可能省燃料性變差,故而欠佳。又,(MB1)/(MB2)較佳為20以下,更佳為15以下,進而較佳為10以下,尤佳為5以下。若(MB1)/(MB2)超過20,則有可能省燃料性變差,因此欠佳。
本發明之潤滑油組成物含有(C)摩擦調整劑。藉此,與不具有本構成之情形相比較,可提高省燃料性能。作為(C)摩擦調整劑,可列舉選自有機鉬化合物及無灰摩擦調整劑中之1種以上摩擦調整劑。
作為本發明中使用之有機鉬化合物,可列舉:二硫化磷酸鉬、二硫化胺基甲酸鉬(MoDTC)等含硫之有機鉬化合物,鉬化合物(例如,二氧化鉬、三氧化鉬等氧化鉬,正鉬酸、仲鉬酸、(聚)硫化鉬酸等鉬酸,該等鉬酸之金屬鹽、銨鹽等鉬酸鹽,二硫化鉬、三硫化鉬、五硫化鉬、多硫化鉬等硫化鉬,硫化鉬酸、硫化鉬酸之金屬鹽或胺鹽、氯化鉬等鹵化鉬等)與含硫有機化合物(例如,(硫化)黃原酸烷基酯、噻二唑、巰基噻二唑、硫化碳酸酯、二硫化四氫化香旱基硫蘭(tetrahydro carvyl thiram disulfide)、雙(二(硫化)氫基二硫化膦酸酯)二硫化物、有機(多)硫化物、硫化酯等)或者其他有機化合物之錯合物等,或者上述硫化鉬、硫化鉬酸等含硫鉬化合物與烯基琥珀酸醯亞胺之錯合物等。
又,作為有機鉬化合物,可使用不含硫作為構成元素之有機鉬化合物。作為不含硫之構成元素之有機鉬化合物,具體而言,可列舉:鉬-胺錯合物、鉬-琥珀酸醯亞胺錯合物、有機酸之鉬鹽、醇之鉬鹽等,其中,較佳為鉬-胺錯合物、有機酸之鉬鹽及醇之鉬鹽。
於本發明之潤滑油組成物中,使用有機鉬化合物之情形時,其含量並無特別限制,以潤滑油組成物總量為基準,以鉬元素換算計,較佳為0.001質量%以上,更佳為0.005質量%以上,進而較佳為0.01質量%以上,尤佳為0.03質量%以上,又,較佳為0.2質量%以下,更佳為0.1質量%以下,進而較佳為0.08質量%以下,尤佳為0.06質量%以下。於其含量未滿0.001質量%之情形時,有由其之添加獲得之摩擦降低效果不充分之傾向,且有潤滑油組成物之省燃料性及熱/氧化穩定性不充分之傾向。另一方面,於含量超過0.2質量%之情形時,無法獲得與含量相稱之效果,又,有潤滑油組成物之儲存穩定性降低之傾向。
又,作為無灰摩擦調整劑,可使用通常用作潤滑油用之摩擦調整劑之任意化合物,例如可列舉分子中含有選自氧原子、氮原子、硫原子中之1種或2種以上雜元素之、碳數6~50之化合物。更具體而言,可列舉:分子中至少具有1個碳數6~30之烷基或烯基、尤其碳數6~30之直烷烴基、直鏈烯基、分支烷基、分支烯基之胺化合物、脂肪酸酯、脂肪醯胺、脂肪酸、脂肪族醇、脂肪族醚、脲系化合物、醯肼系化合物等無灰摩擦調整劑等。
本發明之潤滑油組成物中的無灰摩擦調整劑之含量係以潤滑油組成物總量為基準,較佳為0.01質量%以上,更佳為0.1質量%以上,進而較佳為0.3質量%以上,又,較佳為3質量%以下,更佳為2質量%以下,進而較佳為1質量%以下。若無灰摩擦調整劑之含量未滿0.01質量%,則有由其之添加獲得之摩擦降低效果不充分之傾向,又,若超過3質量%,則容易阻礙耐磨耗性添加劑等之效果,或者有添加劑之溶解性變差之傾向。
於本發明中,作為(C)摩擦調整劑,較佳為有機鉬系摩擦調整劑,更佳為含硫之有機鉬化合物,進而較佳為二硫化胺基甲酸鉬。
本發明之潤滑油組成物中,為了進一步提高其性能,可根據其目的使其含有通常用於潤滑油之任意添加劑。作為此種添加劑,例如,可列舉:上述(B)成分以外之金屬系清潔劑、無灰分散劑、防磨耗劑(或極壓劑)、抗氧化劑、防腐蝕劑、防銹劑、抗乳化劑、金屬鈍化劑、消泡劑等添加劑等。
作為上述(B)成分以外之金屬系清潔劑,可列舉:鹼金屬/鹼土族金屬磺酸鹽、鹼金屬/鹼土族金屬酚鹽、及鹼金屬/鹼土族金屬水楊酸鹽等正鹽或鹼性鹽。作為鹼金屬,可列舉鈉、鉀等,作為鹼土族金屬,可列舉鎂、鈣、鋇等,較佳為鎂或鈣,尤佳為鈣。
作為無灰分散劑,可使用用於潤滑油之任意無灰分散劑,例如,可列舉:分子中至少具有1個碳數40~400之直鏈或分支狀之烷基或烯基之單琥珀醯亞胺或雙琥珀醯亞胺、分子中至少具有1個碳數40~400之烷基或烯基之苄基胺、或者分子中至少具有1個碳數40~400之烷基或烯基之多胺、或者該等之硼化合物、羧酸、磷酸等之變性品等。使用時,可自該等之中任意選擇之1種或2種以上調配。
作為抗氧化劑,可列舉:酚系、胺系等無灰抗氧化劑、銅系、鉬系等金屬系抗氧化劑。具體而言,例如,作為酚系無灰抗氧化劑,可列舉:4,4'-亞甲基雙(2,6-二-第三丁基苯酚)、4,4'-雙(2,6-二-第三丁基苯酚)等,作為胺系無灰抗氧化劑,可列舉:苯基-α-萘胺、烷基苯基-α-萘胺、二烷基二苯基胺等。
作為防磨耗劑(或極壓劑),可使用用於潤滑油之任意防磨耗劑/極壓劑。例如,可使用硫系、磷系、硫-磷系之極壓劑等,具體
而言,可列舉:亞磷酸酯類、硫代亞磷酸酯類、二硫化亞磷酸酯類、三硫化亞磷酸酯類、磷酸酯類、硫代磷酸酯類、二硫化磷酸酯類、三硫化磷酸酯類、該等之胺鹽、該等之金屬鹽、該等之衍生物、二硫化胺基甲酸酯、二硫化胺基甲酸鋅、二硫化胺基甲酸鉬、二硫化物類、多硫化物類、硫化烯烴類、硫化油脂類等。該等之中,較佳為添加硫系極壓劑,尤佳為硫化油脂。
作為防腐蝕劑,例如,可列舉:苯并三唑系、甲苯三唑系、噻二唑系、或咪唑系化合物等。
作為防銹劑,例如,可列舉:石油磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、二壬基萘磺酸鹽、烯基琥珀酸酯、或多元醇酯等。
作為抗乳化劑,例如,可列舉:聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、或聚氧乙烯烷基萘基醚等聚伸烷基二醇系非離子系界面活性劑等。
作為金屬鈍化劑,例如,可外舉:咪唑啉、嘧啶衍生物、烷基噻二唑、巰基苯并噻唑、苯并三唑或其衍生物、1,3,4-噻二唑多硫化物、1,3,4-噻二唑基-2,5-雙二烷基二硫代胺基甲酸酯、2-(烷基二硫基)苯并咪唑、或β-(鄰羧基苄硫基)丙腈等。
作為消泡劑,例如,可列舉:25℃時之動黏度為1000~10萬mm2/s之聚矽氧、烯基琥珀酸衍生物、聚羥基脂肪族醇與長鏈脂肪酸之酯、水楊酸甲酯及鄰羥基苄醇等。
於使該等添加劑含有於本發明之潤滑油組成物中的情形時,各自之含量係以潤滑油組成物總量基準計,較佳為0.01~10質量%。
本發明之潤滑油組成物於100℃時之動黏度較佳為4~12
mm2/s,較佳為9.0mm2/s以下,更佳為8.0mm2/s以下,進而較佳為7.0mm2/s以下,尤佳為6.8mm2/s以下。又,本發明之潤滑油組成物於100℃時之動黏度較佳為4.5mm2/s以上,更佳為5.0mm2/s以上,進而較佳為5.5mm2/s以上,尤佳為6.0mm2/s以上。此處所謂之100℃時之動黏度,表示ASTM D-445所規定之100℃時之動黏度。於100℃時之動黏度未滿4mm2/s之情形時,有招致潤滑性不足之虞,於超過12mm2/s之情形時,有無法獲得必需之低溫黏度及充分之省燃料性能之虞。
本發明之潤滑油組成物於40℃時之動黏度較佳為4~50mm2/s,較佳為40mm2/s以下,更佳為35mm2/s以下,尤佳為30mm2/s以下,最佳為27mm2/s以下。又,本發明之潤滑油組成物於40℃時之動黏度較佳為15mm2/s以上,更佳為18mm2/s以上,進而較佳為20mm2/s以上,尤佳為22mm2/s以上。此處所謂之40℃時之動黏度,表示ASTM D-445所規定之40℃時之動黏度。於40℃時之動黏度未滿4mm2/s之情形時,有招致潤滑性不足之虞,於超過50mm2/s之情形時,有無法獲得必需之低溫黏度及充分之省燃料性能之虞。
本發明之潤滑油組成物之黏度指數較佳為140~400之範圍,較佳為190以上,更佳為200以上,進而較佳為210以上,尤佳為220以上,最佳為230以上。於本發明之潤滑油組成物之黏度指數未滿140之情形時,有維持150℃之HTHS黏度並且提高省燃料性較為困難之虞,進而有降低-35℃時之低溫黏度較為困難之虞。又,於本發明之潤滑油組成物之黏度指數超過400之情形時,有蒸發性變差之虞,進而有因添加劑之溶解性或與密封材料之相容性不足導致發生異常之虞。
本發明之潤滑油組成物於100℃時之HTHS黏度較佳為
5.2mPa‧s以下,更佳為5.0mPa‧s以下,進而較佳為4.7mPa‧s以下,尤佳為4.5mPa‧s以下。又,較佳為3.0mPa‧s以上,進而較佳為3.5mPa‧s以上,尤佳為4.0mPa‧s以上,最佳為4.1mPa‧s以上。本發明中所謂之100℃時之HTHS黏度,表示ASTM D-4683中所規定之100℃時之高溫高剪切黏度。於100℃時之HTHS黏度未滿3.0mPa‧s之情形時,有招致潤滑性不足之虞,於超過5.2mPa‧s之情形時,有無法獲得必需之低溫黏度及充分之省燃料性能之虞。
本發明之潤滑油組成物於150℃時之HTHS黏度未滿2.6mPa‧s,更佳為2.5mPa‧s以下,進而較佳為2.45mPa‧s以下,尤佳為2.4mPa‧s以下。又,較佳為2.0mPa‧s以上,更佳為2.1mPa‧s以上,進而較佳為2.2mPa‧s以上,尤佳為2.3mPa‧s以上。此處所謂之150℃時之HTHS黏度,表示ASTM D 4683中所規定之150℃時之高溫高剪切黏度。於150℃時之HTHS黏度未滿2.0mPa‧s之情形時,有招致潤滑性不足之虞,於為2.6mPa‧s以上之情形時,有無法獲得充分之省燃料性能之虞。
又,本發明之潤滑油組成物之150℃時之HTHS黏度與100℃時之HTHS黏度的比(150℃時之HTHS黏度/100℃時之HTHS黏度)較佳為0.50以上,更佳為0.52以上,進而較佳為0.54,尤佳為0.55以上,最佳為0.56以上。若該比未滿0.50,則有無法獲得必需之低溫黏度及充分之省燃料性能之虞。
本發明之潤滑油組成物係150℃時之HTHS黏度未滿2.6mPa‧s之機油,且其可充分降低40℃時之動黏度、100℃時之動黏度、及100℃時之HTHS黏度,又,可充分抑制交界潤滑區域之摩擦係數之上升,省燃料性優異。具有上述優異特性之本發明之潤滑油組成物
可較佳地用作省燃料汽油機油、省燃料柴油機油等省燃料機油。
以下,基於實施例及比較例對本發明進而具體地進行說明,但本發明不受以下實施例任何限定。
於實施例1~5及比較例1~4中,分別使用以下所示之基礎油及添加劑製備具有表2所示之組成之潤滑油組成物。將基礎油O-1、O-2、O-3之性狀示於表1。
O-1(基礎油1):使含正烷烴之油氫化裂解/氫化異構化而成之礦物油
O-2(基礎油2):氫化裂解礦物油
O-3(基礎油3):氫化裂解礦物油
(添加劑)
A-1:非分散型PMA系黏度指數改善劑(MW=36萬,PSSI=15,MW/PSSI=2.4×104)
A-2:非分散型PMA系黏度指數改善劑(MW=33萬,PSSI=15,MW/PSSI=2.2×104)
a-1:非分散型PMA系黏度指數改善劑(MW=38萬,PSSI=27,MW/PSSI=1.4×104)
a-2:分散型PMA系黏度指數改善劑(MW=40萬,PSSI=45,MW/PSSI=0.88×104)
B-1:過鹼性硼酸鈣水楊酸鹽A(金屬比2.0,鹼價139mgKOH/g,
Ca含量4.9mass%,B含量1.3mass%,Ca/B比3.8,烷基鏈長14~18)
B-2:過鹼性硼酸鈣水楊酸鹽B(金屬比2.5,鹼價158mgKOH/g,Ca含量5.6mass%,B含量1.7mass%,Ca/B比3.3,烷基鏈長14~18)
b-1:過鹼性硼酸鈣水楊酸鹽C(金屬比3.5,鹼價192mgKOH/g,Ca含量6.8mass%,B含量2.7mass%,Ca/B比2.5,烷基鏈長14~18)
C-1:MoDTC(烷基鏈長C8/C13,Mo含量10mass%,硫量11mass%)
d-1:琥珀酸醯亞胺系分散劑(MW13000,烷基鏈長1900,氮量0.6mass%)
e-1:ZnDTP(烷基鏈長C4/C6,二級,Zn量7.8mass%,P量7.2mass%,S量15.0mass%)
f-1:其他添加劑(抗氧化劑、防磨耗劑、流動點降低劑、消泡劑等)
針對實施例1~5及比較例1~4之各潤滑油組成物,測定40℃或100℃時之動黏度、黏度指數、100℃或150℃時之HTHS黏度。又,省燃料性之測定係測定閥控馬達摩擦轉矩。各物性值、省燃料性之測定係利用以下之評價方法進行。將所得之結果示於表2。
(1)動黏度:ASTM D-445
(2)黏度指數:JIS K 2283-1993
(3)HTHS黏度:ASTM D-4683
(4)閥控馬達摩擦試驗:使用可測定直壓型4缸發動機之一對閥控凸輪與挺桿之摩擦轉矩的裝置,測定油溫100℃、轉速350rpm下之摩擦轉矩。算出以比較例1作為基準油時之馬達摩擦力改善率。
如表2所示,含有全部(A)~(C)成分的實施例1~5之潤
滑油組成物與150℃時之HTHS黏度為相同程度之不含(B)成分或(C)成分的比較例1~4之潤滑油組成物相比,顯示閥控馬達摩擦試驗中之摩擦力改善率較高、省燃料性優異。又,可知,(B)成分之金屬比超過3.4的比較例1~3之潤滑油組成物之摩擦力改善率大幅變差,並且使用(A)成分之PSSI超過20之黏度指數改善劑的比較例2、3之潤滑油組成物動黏度較高、省燃料特性顯著變差。又,不含(C)成分之比較例4之潤滑油組成物之摩擦力改善率顯著變差。
Claims (4)
- 一種潤滑油組成物,其特徵在於:其含有100℃時之動黏度為1~5mm2/s之潤滑油基礎油、(A)重量平均分子量(MW)為40萬以下且PSSI為20以下之黏度指數改善劑、(B)金屬比為3.4以下之過鹼性金屬系清潔劑、及(C)摩擦調整劑,且其於150℃時之HTHS黏度未滿2.6mPa‧s。
- 如申請專利範圍第1項之潤滑油組成物,其中,上述黏度指數改善劑為重量平均分子量與PSSI之比(MW/PSSI)為1×104以上者。
- 如申請專利範圍第1或2項之潤滑油組成物,其中,上述過鹼性金屬系清潔劑為以鹼土族金屬硼酸鹽使鹼土族金屬水楊酸鹽過鹼化而成的過鹼性鹼土族金屬水楊酸鹽。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之潤滑油組成物,其中,上述摩擦調整劑為有機鉬系摩擦調整劑。
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