WO2015199124A1 - 潤滑油用添加剤及びその製造方法、並びにそれを用いた潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、CVTには、金属製のプッシュベルトタイプとチェーンタイプがあり、プーリーとベルト間またはプーリーとチェーン間の摩擦で動力が伝達されるため、この間のスリップを防止するために大きな力で押し付けられている。ベルトとプーリー間またはチェーンとプーリー間はCVT油で潤滑されるが、この間の押し付け力の低減が燃費向上に繋がるため、CVT油としては、部材間の金属間摩擦係数を高くするものが求められる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、金属間摩擦係数が高く、かつ、金属間の摩擦係数-すべり速度特性に優れる潤滑油用添加剤及び潤滑油組成物を提供することを目的とするものである。
すなわち本発明は、以下を提供するものである。
1.下記一般式(1)で表されるアミド化合物を含む潤滑油用添加剤。
Ra-CO-(NH-L1)n-NRbRc ・・・(1)
(式中、Raは炭素数8~22の直鎖状アルキル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルキル基、又は炭素数8~22の直鎖状アルケニル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは1~4の整数である。また-NRbRcは、一級アミノ基又はピペラジル基である。)
2.上記1に記載の潤滑油用添加剤を含有する潤滑油組成物。
3.下記一般式(5)で表される脂肪酸と、下記一般式(6)で表されるポリアルキレンポリアミンとを、脂肪酸1モルに対し、ポリアルキレンポリアミンを1モル以上用いて反応させる工程を有する上記1に記載の潤滑油用添加剤の製造方法。
Ra-COOH ・・・(5)
H-(NH-L1)n-NRbRc ・・・(6)
(式中、Raは炭素数8~22の直鎖状アルキル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルキル基、又は炭素数8~22の直鎖状アルケニル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは1~4の整数である。また-NRbRcは、一級アミノ基又はピペラジル基である。)
<潤滑油用添加剤>
本発明の潤滑油用添加剤は、下記一般式(1)で表されるアミド化合物を含む。
Ra-CO-(NH-L1)n-NRbRc ・・・(1)
上記式中、Raは炭素数8~22の直鎖状アルキル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルキル基、又は炭素数8~22の直鎖状アルケニル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは1~4の整数である。また-NRbRcは、一級アミノ基又はピペラジル基である。ここで、-NRbRcが一級アミノ基であるとはRb及びRcがともに水素原子であることをいい、-NRbRcがピペラジル基であるとはRbとRcとが結合してN原子とともにピペラジル環を形成していることをいう。
上記一般式(1)で表されるアミド化合物を含む潤滑油用添加剤の好適な態様は、以下の3つ(第1~第3の本発明の潤滑油用添加剤)で示されるものであり、これらにより、本発明の潤滑油用添加剤について詳述する。
第1の本発明に係る潤滑油用添加剤(以下、「第1の潤滑油用添加剤」という場合がある)は、下記一般式(2)で表されるアミド化合物を含有する。
R1-CO-(NH-L1)n-NH2 ・・・(2)
上記式中、R1は炭素数9~21の直鎖状アルキル基又は炭素数9~21の直鎖状アルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは2~4の整数である。
上記一般式(2)において、L1で表されるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられ、化合物における窒素-窒素間の炭化水素鎖長が短く金属間摩擦係数を低くすることができるという観点から、エチレン基又はトリメチレン基が好ましい。
一般式(2)におけるnは、2~4の整数であり、優れた金属間の摩擦係数-すべり速度特性を得る観点からは2又は3であることが好ましく、2であることが最も好ましい。
第2の本発明に係る潤滑油用添加剤(以下、「第2の潤滑油用添加剤」という場合がある)は、下記一般式(3)で表されるアミド化合物を含有する。
R2-CO-(NH-L1)n-NH2 ・・・(3)
上記式中、R2は、炭素数9~21の分岐鎖を有するアルキル基、又は炭素数9~21の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは2~4の整数である。但し、該アルキル基及びアルケニル基が有する分岐鎖は3つ以下であり、かつ、該分岐鎖はメチル基である。
上記一般式(3)において、L1で表されるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が挙げられ、化合物における窒素-窒素間の炭化水素鎖長が短く金属間摩擦係数を低くすることができるという観点から、エチレン基又はトリメチレン基が好ましい。
一般式(3)におけるnは、2~4の整数であり、優れた金属間の摩擦係数-すべり速度特性を得る観点からは2又は3であることが好ましく、2であることが最も好ましい。
第3の本発明に係る潤滑油用添加剤(以下、「第3の潤滑油添加剤」という場合がある)は、下記一般式(4)で表されるアミド化合物を含有する。
上記式中、R3は、炭素数8~22の直鎖状アルキル基、炭素数8~22の分岐鎖を有するアルキル基、炭素数8~22の直鎖状アルケニル基又は炭素数8~22の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは1~4の整数である。但し、該分岐鎖を有するアルキル基及び分岐鎖を有するアルケニル基が有する分岐鎖は3つ以下であり、かつ、該分岐鎖はメチル基である。
R3で表される分岐鎖を有するアルキル基としては、分岐状ノニル基、分岐状デシル基、分岐状ウンデシル基、分岐状ドデシル基、分岐状トリデシル基、分岐状テトラデシル基、分岐状ペンタデシル基、分岐状ヘキサデシル基、分岐状ヘプタデシル基、分岐状オクタデシル基、分岐状ノナデシル基、分岐状イコシル基及び分岐状ヘンイコシル基から選択されるもののうち、分岐鎖が3つ以下であり、かつ該分岐鎖がメチル基であるものが挙げられ、具体的には、メチル-n-ヘキサデシル基等が挙げられる。また、R3で表される分岐鎖を有するアルケニル基としては、分岐状ノネニル基、分岐状デセニル基、分岐状ウンデセニル基、分岐状ドデセニル基、分岐状トリデセニル基、分岐状テトラデセニル基、分岐状ペンタデセニル基、分岐状ヘキサデセニル基、分岐状ヘプタデセニル基、分岐状オクタデセニル基、分岐状ノナデセニル基、分岐状イコセニル基、分岐状ヘンイコセニル基等から選択されるもののうち、分岐鎖が3つ以下であり、かつ該分岐鎖がメチル基であるものが挙げられる。
上記一般式(4)において、L1で表されるアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が挙げられ、化合物における窒素-窒素間の炭化水素鎖長が短く金属間摩擦係数を低くすることができるという観点から、エチレン基又はトリメチレン基が好ましい。
一般式(4)におけるnは、1~4の整数であり、優れた金属間の摩擦係数-すべり速度特性を得る観点からは1又は2であることが好ましく、1であることが最も好ましい。
本発明の潤滑油用添加剤の製造方法は、下記一般式(5)で表される脂肪酸と、下記一般式(6)で表されるポリアルキレンポリアミンとを、脂肪酸1モルに対し、ポリアルキレンポリアミンを1モル以上用いて反応させる工程を有することを特徴とする。
Ra-COOH ・・・(5)
H-(NH-L1)n-NRbRc ・・・(6)
上記式中、Raは炭素数8~22の直鎖状アルキル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルキル基、又は炭素数8~22の直鎖状アルケニル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは1~4の整数である。また-NRbRcは、一級アミノ基又はピペラジル基である。
本発明の潤滑油用添加剤の製造方法の好適な態様は、以下の3つ(第1~第3の本発明の潤滑油用添加剤の製造方法)で示されるものであり、これらにより、本発明の潤滑油用添加剤の製造方法について詳述する。
第1の潤滑油用添加剤は、下記一般式(7)で表される脂肪酸と、下記一般式(8)で表されるポリアルキレンポリアミンとを、脂肪酸1モルに対し、ポリアルキレンポリアミン1モル以上を用いて反応させることで製造することができ、脂肪酸1モルに対するポリアルキレンポリアミンの比率は、2モル以上であることが好ましく、3モル以上であることが特に好ましい。なお、当該ポリアルキレンポリアミンの比率の上限は10モル程度である。
R1-COOH ・・・(7)
H-(NH-L1)n-NH2 ・・・(8)
上記式中、R1は炭素数9~21の直鎖状アルキル基又は炭素数9~21の直鎖状アルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは2~4の整数である。
上記一般式(8)におけるL1及びnの詳細は、上述の一般式(2)におけるL1及びnとそれぞれ同様である。
ポリアルキレンポリアミンと脂肪酸とを反応させる際の反応温度は、100~250℃が好ましく、150~220℃がより好ましく、170~200℃がさらに好ましい。
また、ポリアルキレンポリアミンと脂肪酸とを反応させる際の反応圧力は、常圧であっても減圧または加圧であってもよいが、圧力範囲は、絶対圧力で0.1026~1.1143MPaが好ましく、0.1146~0.6078MPaがより好ましく、0.1925~0.3039MPaがさらに好ましい。
第2の潤滑油用添加剤は、下記一般式(9)で表される脂肪酸と、下記一般式(10)で表されるポリアルキレンポリアミンとを、脂肪酸1モルに対し、ポリアルキレンポリアミン1モル以上を用いて反応させることで製造することができ、脂肪酸1モルに対するポリアルキレンポリアミンの比率は、2モル以上であることが好ましく、3モル以上であることが特に好ましい。なお、当該ポリアルキレンポリアミンの比率の上限は10モル程度である。
R2-COOH ・・・(9)
H-(NH-L1)n-NH2 ・・・(10)
上記式中、R2は、炭素数9~21の分岐鎖を有するアルキル基、又は炭素数9~21の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは2~4の整数である。但し、該アルキル基及びアルケニル基が有する分岐鎖は3つ以下であり、かつ、該分岐鎖はメチル基である。
上記一般式(10)におけるL1及びnの詳細は、上述の一般式(3)におけるL1及びnとそれぞれ同様である。
ポリアルキレンポリアミンと脂肪酸とを反応させる際の反応温度は、100~250℃が好ましく、150~220℃がより好ましく、170~200℃がさらに好ましい。
また、ポリアルキレンポリアミンと脂肪酸とを反応させる際の反応圧力は、常圧であっても減圧または加圧であってもよいが、圧力範囲は、絶対圧力で0.1026~1.1143MPaが好ましく、0.1146~0.6078MPaがより好ましく、0.1925~0.3039MPaがさらに好ましい。
第3の潤滑油用添加剤は、下記一般式(11)で表される脂肪酸と、下記一般式(12)で表されるアミン化合物とを、脂肪酸1モルに対し、アミン化合物1モル以上を用いて反応させることで製造することができ、脂肪酸1モルに対するアミン化合物の比率は、2モル以上であることが好ましく、3モル以上であることが特に好ましい。なお、当該ポリアルキレンポリアミンの比率の上限は10モル程度である。
R3-COOH ・・・(11)
上記式中、R3は、炭素数8~22の直鎖状アルキル基、炭素数8~22の分岐鎖を有するアルキル基、炭素数8~22の直鎖状アルケニル基又は炭素数8~22の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは1~4の整数である。但し、該分岐鎖を有するアルキル基及び分岐鎖を有するアルケニル基が有する分岐鎖は3つ以下であり、かつ、該分岐鎖はメチル基である。
上記一般式(12)におけるL1及びnの詳細は、上述の一般式(4)におけるL1及びnとそれぞれ同様である。
アミン化合物と脂肪酸とを反応させる際の反応温度は、100~250℃が好ましく、150~220℃がより好ましく、170~200℃がさらに好ましい。
また、アミン化合物と脂肪酸とを反応させる際の反応圧力は、常圧であっても減圧または加圧であってもよいが、圧力範囲は、絶対圧力で0.1026~1.1143MPaが好ましく、0.1146~0.6078MPaがより好ましく、0.1925~0.3039MPaがさらに好ましい。
本発明はまた、潤滑油基油と、上述の本発明の潤滑油用添加剤とを含有する潤滑油組成物をも提供するものである。
本発明の潤滑油組成物における潤滑油用添加剤の含有量は、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.2質量%以上であることがさらに好ましい。また、潤滑油用添加剤の含有量は、5質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上であることがさらに好ましい。含有量が上記好適範囲より少な過ぎると十分な金属間の摩擦係数-すべり速度特性が得られない場合があり、含有量が上記好適範囲より多過ぎても金属間の摩擦係数-すべり速度特性が頭打ちとなってそれ以上の効果が得られなくなるとともに、金属間摩擦係数が低下してしまう場合がある。
これらの鉱油や合成油としては特に制限はないが、100℃における動粘度が0.5mm2/s以上、50mm2/s以下のものが好ましく、1mm2/s以上、15mm2/s以下のものがより好ましい。動粘度が上記好適範囲より低過ぎると油膜が生成し難く、耐摩耗性に劣る場合があり、動粘度が上記好適範囲より高過ぎると粘性抵抗が増大し、省燃費性に劣る場合がある。
また、潤滑油基油の低温流動性の指標である流動点については、特に制限されないが、-10℃以下であることが好ましく、-15℃以下であることがより好ましく、-40℃以下であることがさらに好ましい。流動点が上記範囲にあれば、低温での始動性に優れ、寒冷地等での使用に十分対応することができる。
さらに、潤滑油基油の粘度指数は、100以上であることが好ましく、110以上であることがより好ましく、120以上であることがさらに好ましい。粘度指数が上記範囲にあれば、幅広い温度領域で均一な粘度を維持することができ、低温での流動性低下による始動性の悪化等を防止することができる。
一方、上述の合成油としては、ポリブテンまたはその水素化物、ポリα-オレフィン(1-オクテンオリゴマー、1-デセンオリゴマー等)、α-オレフィンコポリマー、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。
製造例A1[N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]デシルアミドの合成]
デカン酸34.5g(0.2mol)の代わりにドデカン酸40.0g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A1と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]ドデシルアミド(C11H23CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A2を得た。アミド化合物の存在は、1H-NMRで確認した。
デカン酸34.5g(0.2mol)の代わりにテトラデカン酸45.7g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A1と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]テトラデシルアミド(C13H27CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A3を得た。アミド化合物の存在は、1H-NMRで確認した。
ジエチレントリアミン103.2g(1.0mol)の代わりにジエチレントリアミン82.6g(0.8mol)を、デカン酸34.5g(0.2mol)の代わりにヘキサデカン酸51.3g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A1と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]ヘキサデシルアミド(C15H31CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A4を得た。アミド化合物の存在は、1H-NMRで確認した。
ヘキサデカン酸51.3g(0.2mol)の代わりにステアリン酸56.9g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A4と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]ステアリルアミド(C17H35CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A5を得た。アミド化合物の存在は、1H-NMRで確認した。
ヘキサデカン酸51.3g(0.2mol)の代わりにオレイン酸56.5g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A4と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]オレイルアミド(C17H33CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A6を得た。アミド化合物の存在は、反応生成物A6を1H-NMRに供することで確認した。反応生成物A6について測定した1H-NMRスペクトルを以下に示す。
ヘキサデカン酸51.3g(0.2mol)の代わりにエルカ酸67.7g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A4と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]エルシルアミド(C21H41CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A7を得た。アミド化合物の存在は、1H-NMRで確認した。
ジエチレントリアミン103.2g(1.0mol)の代わりにトリエチレンテトラミン146.2g(1.0mol)を用いた以外は、製造例A1と同様にして反応を行い、N-[2-[[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]アミノ]エチル]デシルアミド(C9H19CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A8を得た。アミド化合物の存在は、1H-NMRで確認した。
ジエチレントリアミン82.6g(0.8mol)の代わりにトリエチレンテトラミン117.0g(0.8mol)を、ヘキサデカン酸51.3g(0.2mol)の代わりにオレイン酸56.5g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A4と同様にして反応を行い、N-[2-[[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]アミノ]エチル]オレイルアミド(C17H33CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A9を得た。化合物の合成確認は1H-NMRで行った。
ジエチレントリアミン82.6g(0.8mol)の代わりにテトラエチレンペンタミン151.4g(0.8mol)を、ヘキサデカン酸51.3g(0.2mol)の代わりにオレイン酸56.5g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A4と同様にして反応を行い、N-[2-[[2-[[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]アミノ]エチル]アミノ]エチル]オレイルアミド(C17H33CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A10を得た。アミド化合物の存在は、1H-NMRで確認した。
ジエチレントリアミン82.6g(0.8mol)の代わりにジエチレントリアミン61.9g(0.6mol)を用いた以外は、製造例A6と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]オレイルアミド(C17H33CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A11を得た。反応生成物A11の組成を、以下の液体クロマトグラフィー(LC)及び質量分析法(MS)で解析したところ、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]オレイルアミドと、ビス(2-(オレイルアミド)エチル)アミンとの割合が91:9(質量比)であった。
・試料濃度:1000ppm/THF
・装置: Agilent1200シリーズHPLC
・カラム: Lカラム-2(2.1×150mm, 3μm)
・移動相: A) 0.1%HCOOH+0.1%HCOONH4 / CH3CN = 20/80, B) THF
・グラジエントプログラム: 0min.B)20% → 10min.B)100% (ポストタイム7min)
・流速: 0.3mL/min.
・注入量: 1.5μL
・検出器: 蒸発光散乱検出器(ELSD)
[MS測定条件]
・装置: サーモフィッシャーサイエンティフィック社製リニアイオントラップ質量分析装置LXQ
・カラム: Lカラム-2(2.1×150mm, 3μm)
・移動相: A) 0.1%HCOOH+0.1%HCOONH4 / CH3CN = 20/80, B) THF
・グラジエントプログラム: 0min.B)20% → 10min.B)100% (ポストタイム7min)
・流速: 0.3mL/min.
・注入量: 1.5μL
・イオン化: HESI
ジエチレントリアミン82.6g(0.8mol)の代わりにジエチレントリアミン41.3g(0.4mol)を用いた以外は、製造例A6と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]オレイルアミド(C17H33CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A12を得た。反応生成物A12の組成を、液体クロマトグラフィー(LC)で行ったところ、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]オレイルアミドと、ビス(2-(オレイルアミド)エチル)アミンとの割合が83:17(質量比)であった。
尚、液体クロマトグラフィーは、製造例A11と同様の測定条件下にて実施した。
ジエチレントリアミン82.6g(0.8mol)の代わりにジエチレントリアミン20.6g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A6と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]オレイルアミド(C17H33CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物A13を得た。反応生成物A13の組成を、液体クロマトグラフィー(LC)で行ったところ、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]オレイルアミドと、ビス(2-(オレイルアミド)エチル)アミンとの割合が61:39(質量比)であった。
尚、液体クロマトグラフィーは、製造例A11と同様の測定条件下にて実施した。
デカン酸34.5g(0.2mol)の代わりにオクタン酸28.8g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A1と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]オクチルアミド(C7H15CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする比較反応生成物A1を得た。
ヘキサデカン酸51.3g(0.2mol)の代わりに2-ヘプチルウンデカン酸56.9g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A4と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル](2-ヘプチルウンデシル)アミド((2-C7H15)-C10H20CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする比較反応生成物A2を得た。
ヘキサデカン酸51.3g(0.2mol)の代わりに2,2,4,8,10,10-ヘキサメチルウンデカン酸56.9g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A4と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル](2,2,4,8,10,10-ヘキサメチルウンデシル)アミド((2,2,4,8,10,10-(CH3)6-C10H15CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする比較反応生成物A3を得た。
ジエチレントリアミン103.2g(1.0mol)の代わりにジエチレントリアミン10.3g(0.1mol)を用いた以外は、製造例A1と同様にして反応を行い、ビス(2-(デシルアミド)エチル)アミン(C9H19CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH-CO-C9H19)を主成分とする比較反応生成物A4を得た。
ジエチレントリアミン103.2g(1.0mol)の代わりにジエチレントリアミン10.3g(0.1mol)を、デカン酸34.5g(0.2mol)の代わりにイソステアリン酸56.9g(0.2mol)を用いた以外は、製造例A1と同様にして反応を行い、ビス(2-(イソステアリルアミド)エチル)アミン(iso-C17H35CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH-CO-iso-C17H35)を主成分とする比較反応生成物A5を得た。
ジエチレントリアミン103.2g(1.0mol)の代わりにテトラエチレンペンタミン18.9g(0.1mol)を、デカン酸34.5g(0.2mol)の代わりにイソステアリン酸85.3g(0.3mol)を用いた以外は、製造例A1と同様にして反応を行い、イソステアリン酸とテトラエチレンペンタミンからなるポリアミドを主成分とする比較反応生成物A6を得た。
ジエチレントリアミン103.2g(1.0mol)の代わりにエチレンジアミン60.1g(1.0mol)を用いた以外は、製造例A1と同様にして反応を行い、アミノエチルデシルアミド(C9H19CO-NH-C2H4-NH2)を主成分とする比較反応生成物A7を得た。
第3表及び第4表に示す配合組成の潤滑油組成物を調製し、下記評価方法により金属間摩擦係数及び金属間の摩擦係数-すべり速度特性を評価した。結果を第3表及び第4表に示す。
尚、比較製造例A7で合成したアミノエチルデシルアミドと、市販のドデシルアミドは潤滑油基油に不溶のため評価できなかった。
(1)金属間摩擦係数
シリンダーオンブロック型往復動摩擦試験機(キャメロンプリント社製)を用いて評価した。金属間摩擦係数が高いほど、伝達トルク容量も大きくなる。評価条件は下記の通りである。
<ならし条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度:0.16m/s
振幅 :8mm
時間 :10分
<測定条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度 :0.16m/s
振幅 :8mm
<試験片材質>
鋼(ブロック)-鋼(シリンダー:直径15mm、接触長さ5mm)
シリンダーオンブロック型往復動摩擦試験機(キャメロンプリント社製)を用いて評価した。金属間の摩擦係数-すべり速度特性が大きい値であるほど、振動やノイズを生じにくい。評価条件は下記の通りである。
<ならし条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度:0.16m/s
振幅 :8mm
時間 :10分
<測定条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度 :0.032m/s、0.064m/s
振幅 :8mm
<試験片材質>
鋼(ブロック)-鋼(シリンダー:直径15mm、接触長さ5mm)
<金属間の摩擦係数-すべり速度特性の算出法>
金属間の摩擦係数-すべり速度特性=(0.064m/sにおける摩擦係数-0.032m/sにおける摩擦係数)/(0.064m/s-0.032m/s)
基油:パラフィン系鉱物油(40℃における動粘度:21mm2/s、100℃における動粘度:4.5mm2/s、粘度指数:130)
市販ポリアミド:脂肪酸ポリアミド
市販脂肪酸:オレイン酸
市販アミン:デシルアミン
市販アルコール:グリセロールモノオレエート
市販アミド:ドデシルアミド
添加剤パッケージ:金属系清浄剤、無灰系分散剤、リン系極圧剤、硫黄系極圧剤及び酸化防止剤を含む添加剤パッケージ
第3表及び第4表に示すように、本発明の潤滑油用添加剤を配合した潤滑油組成物(実施例A1~A13)は、金属間摩擦係数が高く、金属間の摩擦係数-すべり速度特性に優れるものとなっている。
一方、比較例A1~A6、A8~A11、A13の潤滑油組成物は、金属間摩擦係数と金属間の摩擦係数-すべり速度特性の何れかまたは双方の特性が不十分であった。例えば、比較例A13では、摩擦調整剤を配合しない潤滑油組成物は、金属間の摩擦係数-すべり速度特性が全く劣った。比較例A1では、アルキル基の炭素数が7のものを配合したが、金属間の摩擦係数-すべり速度特性が満足できなくなっている。比較例A2,A3は、アルキル基が大きく分岐したものを配合したが、金属間摩擦係数は良好であるものの、金属間の摩擦係数-すべり速度特性の改善効果が見られなかった。比較例A4,A5,A6は、複数の脂肪酸を縮合して末端アミン構造をなくしたものを配合したが、金属間の摩擦係数-すべり速度特性の改善効果が見られなかった。比較例A8~A11は市販の摩擦調整剤を配合したが、金属間摩擦係数と金属間の摩擦係数-すべり速度特性の何れかまたは双方の特性が不十分であった。
製造例B1[N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]イソステアリルアミドの合成]
ジエチレントリアミン82.6g(0.8mol)の代わりにトリエチレンテトラミン117.0g(0.8mol)を用いた以外は、製造例B1と同様にして反応を行い、N-[2-[[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル]アミノ]エチル]イソステアリルアミド(iso-C17H35CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする反応生成物B2を得た。アミド化合物の存在は、1H-NMRで確認した。
メチル分岐型のイソステアリン酸56.9g(0.2mol)の代わりに2-ヘプチルウンデカン酸56.9g(0.2mol)を用いた以外は、製造例B1と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル](2-ヘプチルウンデシル)アミド((2-C7H15)-C10H20CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする比較反応生成物B1を得た。
メチル分岐型のイソステアリン酸56.9g(0.2mol)の代わりに2,2,4,8,10,10-ヘキサメチルウンデカン酸56.9g(0.2mol)を用いた以外は、製造例B1と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル] (2,2,4,8,10,10-ヘキサメチルウンデシル)アミド(2,2,4,8,10,10-(CH3)6-C10H15CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする比較反応生成物B2を得た。
ジエチレントリアミン82.6g(0.8mol)の代わりにジエチレントリアミン10.3g(0.1mol)を用いた以外は、製造例B1と同様にして反応を行い、ビス(2-(イソステアリルアミド)エチル)アミン(iso-C17H35CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH-CO-iso-C17H35)を主成分とする比較反応生成物B3を得た。
ジエチレントリアミン103.2g(1.0mol)の代わりにテトラエチレンペンタミン18.9g(0.1mol)を、イソステアリン酸56.9g(0.2mol)の代わりにイソステアリン酸85.3g(0.3mol)を用いた以外は、製造例B1と同様にして反応を行い、イソステアリン酸とテトラエチレンペンタミンからなるポリアミドを主成分とする比較反応生成物B4を得た。
第6表に示す配合組成の潤滑油組成物を調製し、下記評価方法により金属間摩擦係数及び金属間の摩擦係数-すべり速度特性を評価した。結果を第6表に示す。
(1)金属間摩擦係数
シリンダーオンブロック型往復動摩擦試験機(キャメロンプリント社製)を用いて評価した。金属間摩擦係数が高いほど、伝達トルク容量も大きくなる。評価条件は下記の通りである。
<ならし条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度:0.16m/s
振幅 :8mm
時間 :10分
<測定条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度 :0.16m/s
振幅 :8mm
<試験片材質>
鋼(ブロック)-鋼(シリンダー:直径15mm、接触長さ5mm)
シリンダーオンブロック型往復動摩擦試験機(キャメロンプリント社製)を用いて評価した。金属間の摩擦係数-すべり速度特性が大きい値であるほど、振動やノイズを生じにくい。評価条件は下記の通りである。
<ならし条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度:0.16m/s
振幅 :8mm
時間 :10分
<測定条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度 :0.032m/s、0.064m/s
振幅 :8mm
<試験片材質>
鋼(ブロック)-鋼(シリンダー:直径15mm、接触長さ5mm)
<金属間の摩擦係数-すべり速度特性の算出法>
金属間の摩擦係数-すべり速度特性=(0.064m/sにおける摩擦係数-0.032m/sにおける摩擦係数)/(0.064m/s-0.032m/s)
基油:パラフィン系鉱物油(40℃における動粘度:21mm2/s、100℃における動粘度:4.5mm2/s、粘度指数:130)
市販ポリアミド:脂肪酸ポリアミド
市販脂肪酸:オレイン酸
市販アミン:デシルアミン
市販アルコール:グリセロールモノオレエート
添加剤パッケージ:金属系清浄剤、無灰系分散剤、リン系極圧剤、硫黄系極圧剤及び酸化防止剤を含む添加剤パッケージ
第6表に示すように、本発明の潤滑油用添加剤を配合した潤滑油組成物(実施例B1~B2)は、金属間摩擦係数が高く、金属間の摩擦係数-すべり速度特性に優れるものとなっている。
一方、比較例B1~B9の潤滑油組成物は、金属間摩擦係数と金属間の摩擦係数-すべり速度特性の何れかまたは双方の特性が不十分であった。例えば、比較例B9では、摩擦調整剤を配合しない潤滑油組成物は、金属間の摩擦係数-すべり速度特性が全く劣った。比較例B1、B2では、アルキル基が大きく分岐したもの、多分岐したものを配合したが、金属間摩擦係数は良好であるものの、金属間の摩擦係数-すべり速度特性の改善効果が見られなかった。比較例B3、B4は、複数の脂肪酸を縮合して末端アミン構造をなくしたものを配合したが、金属間の摩擦係数-すべり速度特性の改善効果が見られなかった。比較例B5~B8は市販の摩擦調整剤を配合したが、金属間摩擦係数と金属間の摩擦係数-すべり速度特性の何れかまたは双方の特性が不十分であった。
デカン酸34.5 g(0.2mol)の代わりにドデカン酸40.1g(0.2mol)を用いた以外は、製造例C1と同様にして反応を行い、以下に示す2-(1-ピペラジニル)エチルドデシルアミドを主成分とする反応生成物C2を得た。アミド化合物の存在は、1H-NMRで確認した。
デカン酸34.5 g(0.2mol)の代わりにオレイン酸56.5g(0.2mol)を用いた以外は、製造例C1と同様にして反応を行い、以下に示す2-(1-ピペラジニル)エチルオレイルアミドを主成分とする反応生成物C3を得た。アミド化合物の存在は、1H-NMRで確認した。
デカン酸34.5 g(0.2mol)の代わりにメチル分岐型のイソステアリン酸56.9 g(0.2mol)を用いた以外は、製造例C1と同様にして反応を行い、以下に示す2-(1-ピペラジニル)エチルイソステアリルアミドを主成分とする反応生成物C4を得た。アミド化合物の存在は、1H-NMRで確認した。
アミノエチルピペラジン77.5g(0.6mol)の代わりにジエチレントリアミン82.6g(0.8mol)を、デカン酸34.5g(0.2mol)の代わりに2-ヘプチルウンデカン酸56.9g(0.2mol)を用いた以外は、製造例C1と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル](2-ヘプチルウンデシル)アミド((2-C7H15)-C10H20CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする比較反応生成物C1を得た。
2-ヘプチルウンデカン酸56.9g(0.2mol)の代わりに2,2,4,8,10,10-ヘキサメチルウンデカン酸56.9g(0.2mol)を用いた以外は、比較製造例C1と同様にして反応を行い、N-[2-[(2-アミノエチル)アミノ]エチル](2,2,4,8,10,10-ヘキサメチルウンデシル)アミド(2,2,4,8,10,10-(CH3)6-C10H15CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2)を主成分とする比較反応生成物C2を得た。
デカン酸34.5g(0.2mol)の代わりに2-ヘプチルウンデカン酸56.9g(0.2mol)を用いた以外は、製造例C1と同様にして反応を行い、2-(1-ピペラジニル)エチル(2-ヘプチルウンデシル)アミドを主成分とする比較反応生成物C3を得た。
アミノエチルピペラジン77.5g(0.6mol)の代わりにジエチレントリアミン10.3g(0.1mol)を、デカン酸34.5g(0.2mol)の代わりにイソステアリン酸56.9g(0.2mol)を用いた以外は、製造例C1と同様にして反応を行い、ビス(2-(イソステアリルアミド)エチル)アミン(iso-C17H35CO-NH-C2H4-NH-C2H4-NH-CO-iso-C17H35)を主成分とする比較反応生成物C4を得た。
アミノエチルピペラジン77.5g(0.6mol)の代わりにテトラエチレンペンタミン18.9g(0.1mol)を、デカン酸34.5g(0.2mol)の代わりにイソステアリン酸85.3g(0.3mol)を用いた以外は、製造例C1と同様にして反応を行い、イソステアリン酸とテトラエチレンペンタミンからなるポリアミドを主成分とする比較反応生成物C5を得た。
300mLのフラスコに、アミノグアニジン塩酸塩6.08g(0.05mol)、水20mL、1,4-ジオキサン80mL、水酸化ナトリウム4.62g(0.116mol)を入れ、窒素気流下、0.5時間撹拌した。次いで、1,4-ジオキサン20mlに希釈したオレイン酸 クロライド15.04g(0.05mol)を35℃超えないようにゆっくり滴下した。20~35℃で2時間反応し、水および1,4-ジオキサンを除去しながら130℃に昇温して4時間反応した。トルエン200mlを加え100℃で攪拌し反応生成物を溶解させ、吸引ろかで塩を取除いた。トルエンを留去し目的物(5-アミノ-3-ヘプタデセニル-1,2,4-トリアゾール)を得た。
第8、9表に示す配合組成の潤滑油組成物を調製し、下記評価方法により金属間摩擦係数及び金属間の摩擦係数-すべり速度特性を評価した。結果を第8、9表に示す。
(1)金属間摩擦係数
シリンダーオンブロック型往復動摩擦試験機(キャメロンプリント社製)を用いて評価した。金属間摩擦係数が高いほど、伝達トルク容量も大きくなる。評価条件は下記の通りである。
<ならし条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度:0.16m/s
振幅 :8mm
時間 :10分
<測定条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度 :0.16m/s
振幅 :8mm
<試験片材質>
鋼(ブロック)-鋼(シリンダー:直径15mm、接触長さ5mm)
シリンダーオンブロック型往復動摩擦試験機(キャメロンプリント社製)を用いて評価した。μ勾配が大きい値であるほど、振動やノイズを生じにくい。評価条件は下記の通りである。
<ならし条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度:0.16m/s
振幅 :8mm
時間 :10分
<測定条件>
面圧 :0.8GPa
油温 :100℃
平均すべり速度 :0.032m/s、0.064m/s
振幅 :8mm
<試験片材質>
鋼(ブロック)-鋼(シリンダー:直径15mm、接触長さ5mm)
<金属間の摩擦係数-すべり速度特性の算出法>
金属間の摩擦係数-すべり速度特性=(0.064m/sにおける摩擦係数-0.032m/sにおける摩擦係数)/(0.064m/s-0.032m/s)
基油:パラフィン系鉱物油(40℃における動粘度:21mm2/s、100℃における動粘度:4.5mm2/s、粘度指数:130)
市販ポリアミド:脂肪酸ポリアミド
市販脂肪酸:オレイン酸
市販アミン:デシルアミン
市販アルコール:グリセロールモノオレエート
添加剤パッケージ:金属系清浄剤、無灰系分散剤、リン系極圧剤、硫黄系極圧剤及び酸化防止剤を含む添加剤パッケージ
第8表及び第9表に示すように、本発明の潤滑油用添加剤を配合した潤滑油組成物(実施例C1~C4)は、金属間摩擦係数が高く、金属間の摩擦係数-すべり速度特性に優れるものとなっている。
一方、比較例C1~C11の潤滑油組成物は、金属間摩擦係数と金属間の摩擦係数-すべり速度特性の何れかまたは双方の特性が不十分であった。例えば、比較例C11では、摩擦調整剤を配合しない潤滑油組成物は、金属間の摩擦係数-すべり速度特性が全く劣った。比較例C1~C3は、アルキル基が大きく分岐したもの、多分岐したものを配合したが、金属間摩擦係数は良好であるものの、金属間の摩擦係数-すべり速度特性の改善効果が見られなかった。比較例C4、C5は、複数の脂肪酸を縮合して末端アミン構造をなくしたものを配合したが、金属間の摩擦係数-すべり速度特性の改善効果が見られなかった。比較例C6は、アミノ基を有するトリアゾールを配合したが、金属間の摩擦係数-すべり速度特性の改善効果が見られなかった。比較例C7~C10は市販の摩擦調整剤を配合したが、金属間摩擦係数と金属間の摩擦係数-すべり速度特性の何れかまたは双方の特性が不十分であった。
Claims (16)
- 下記一般式(1)で表されるアミド化合物を含む潤滑油用添加剤。
Ra-CO-(NH-L1)n-NRbRc ・・・(1)
(式中、Raは炭素数8~22の直鎖状アルキル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルキル基、又は炭素数8~22の直鎖状アルケニル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは1~4の整数である。また-NRbRcは、一級アミノ基又はピペラジル基である。) - 下記一般式(2)で表されるアミド化合物を含む請求項1に記載の潤滑油用添加剤。
R1-CO-(NH-L1)n-NH2 ・・・(2)
(式中、R1は炭素数9~21の直鎖状アルキル基又は炭素数9~21の直鎖状アルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは2~4の整数である。) - 前記一般式(2)におけるL1が、エチレン基又はトリメチレン基である請求項2に記載の潤滑油用添加剤。
- 下記一般式(3)で表されるアミド化合物を含む請求項1に記載の潤滑油用添加剤。
R2-CO-(NH-L1)n-NH2 ・・・(3)
(式中、R2は、炭素数9~21の分岐鎖を有するアルキル基、又は炭素数9~21の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは2~4の整数である。但し、該アルキル基及びアルケニル基が有する分岐鎖は3つ以下であり、かつ、該分岐鎖はメチル基である。) - 前記一般式(3)におけるL1が、エチレン基又はトリメチレン基である請求項4に記載の潤滑油用添加剤。
- 前記一般式(4)におけるL1が、エチレン基又はトリメチレン基である請求項6に記載の潤滑油用添加剤。
- 前記アミド化合物を50質量%以上含有する請求項1~7のいずれか1項に記載の潤滑油用添加剤。
- 駆動系油用である請求項1~8のいずれか1項に記載の潤滑油用添加剤。
- チェーン式CVT又はベルト式CVT用である請求項1~9のいずれか1項に記載の潤滑油用添加剤。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載の潤滑油用添加剤を含有する潤滑油組成物。
- チェーン式CVT又はベルト式CVT用である請求項11に記載の潤滑油組成物。
- 下記一般式(5)で表される脂肪酸と、下記一般式(6)で表されるポリアルキレンポリアミンとを、脂肪酸1モルに対し、ポリアルキレンポリアミンを1モル以上用いて反応させる工程を有する請求項1に記載の潤滑油用添加剤の製造方法。
Ra-COOH ・・・(5)
H-(NH-L1)n-NRbRc ・・・(6)
(式中、Raは炭素数8~22の直鎖状アルキル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルキル基、又は炭素数8~22の直鎖状アルケニル基もしくは炭素数8~22の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは1~4の整数である。また-NRbRcは、一級アミノ基又はピペラジル基である。) - 下記一般式(7)で表される脂肪酸と、下記一般式(8)で表されるポリアルキレンポリアミンとを、脂肪酸1モルに対し、ポリアルキレンポリアミンを1モル以上用いて反応させる工程を有する請求項13に記載の潤滑油用添加剤の製造方法。
R1-COOH ・・・(7)
H-(NH-L1)n-NH2 ・・・(8)
(式中、R1は炭素数9~21の直鎖状アルキル基又は炭素数9~21の直鎖状アルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは2~4の整数である。) - 下記一般式(9)で表される脂肪酸と、下記一般式(10)で表されるポリアルキレンポリアミンとを、脂肪酸1モルに対し、ポリアルキレンポリアミンを1モル以上用いて反応させる工程を有する請求項13に記載の潤滑油用添加剤の製造方法。
R2-COOH ・・・(9)
H-(NH-L1)n-NH2 ・・・(10)
(式中、R2は、炭素数9~21の分岐鎖を有するアルキル基、又は炭素数9~21の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは2~4の整数である。但し、該アルキル基及びアルケニル基が有する分岐鎖は3つ以下であり、かつ、該分岐鎖はメチル基である。) - 下記一般式(11)で表される脂肪酸と、下記一般式(12)で表されるアミン化合物とを、脂肪酸1モルに対し、アミン化合物を1モル以上用いて反応させる工程を有する請求項13に記載の潤滑油用添加剤の製造方法。
R3-COOH ・・・(11)
(式中、R3は、炭素数8~22の直鎖状アルキル基、炭素数8~22の分岐鎖を有するアルキル基、炭素数8~22の直鎖状アルケニル基又は炭素数8~22の分岐鎖を有するアルケニル基であり、L1は炭素数1~6のアルキレン基であり、nは1~4の整数である。但し、該分岐鎖を有するアルキル基及び分岐鎖を有するアルケニル基が有する分岐鎖は3つ以下であり、かつ、該分岐鎖はメチル基である。)
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