JP4198391B2

JP4198391B2 - 潤滑剤組成物

Info

Publication number: JP4198391B2
Application number: JP2002155598A
Authority: JP
Inventors: 重雄原
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 2001-11-05
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: JP2003201494A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は機械油組成物、自動車用駆動系油組成物又はグリース組成物として好適に使用される潤滑剤組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
潤滑剤の本来の使命は、摩擦部分の潤滑をスムースにすることである。そのために潤滑油基油に焼付き防止剤、耐摩耗性剤などが配合され、潤滑油の耐焼付き性、耐摩耗性などの性能向上が図られている。
ところが、近年、機械の小型化、高性能化などにより、潤滑部分の高負荷、高速化などが著しく進み、潤滑剤に要求される耐焼付き性、耐摩耗性は一層苛酷になってきている。また、機械の小型化、高速化に伴い、機械油、自動車用駆動系油、グリース等の耐金属疲労特性のニーズも高まっている。これらの課題を解決するために、例えば、添加剤としてアルキルジチオリン酸亜鉛（Ｚｎ−ＤＴＰ）が考えられるが、該Ｚｎ−ＤＴＰを添加した潤滑剤は、耐金属疲労性の改良が見られないという欠点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記観点からなされたもので、耐金属疲労性が大幅に改良された機械油組成物、自動車用駆動系油組成物又はグリース組成物を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は鋭意研究を重ねた結果、添加剤として、銅−ジアルキルジチオホスフェートを使用することにより本発明の目的を効果的に達成しうることを見出し本発明を完成したものである。すなわち、本発明の要旨は下記のとおりである。
１．４０℃における動粘度が１０〜４６０ｍｍ²／ｓである基油に、組成物全量基準で、１〜１０，０００ｐｐｍ（金属銅基準）の一般式（３）で示される銅―ジアルキルジチオホスフェートと、増ちょう剤として、炭素数１２〜２４の脂肪酸のアルカリ金属塩もしくはアルカリ土類金属塩、または一般式（１）で示されるジウレア系を２〜４０質量％配合してなる耐金属疲労性のグリース組成物。
【化１】

（ここで、Ｒ⁸〜Ｒ¹¹は炭素数１〜２０のアルキル基を示す。）
【化２】

（ここで、一般式（１）中、Ｒ ¹ は、炭素数２〜２４の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数１〜１６のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数５〜８のシクロアルキル基である。Ｒ ² は、炭素数６〜１５の二価の芳香族炭化水素基またはその誘導体基である。Ｒ ³ は、炭素数２〜２４の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数１〜１６のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数５〜８のシクロアルキル基である。）
２．前記一般式（３）におけるＲ ⁸ 〜Ｒ ¹¹ が炭素数４〜８のアルキル基である上記１記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
３．前記炭素数１２〜２４の脂肪酸がモノヒドロキシカルボン酸である上記１又は２に記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
４．前記モノヒドロキシカルボン酸は、リチウム塩である上記３記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
５．前記銅―ジアルキルジチオホスフェートを、前記基油に、組成物全量基準で、１６０〜８，０００ｐｐｍ ( 金属銅基準 ) 配合してなる上記１〜４のいずれかに記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について詳細に説明する。
先ず、本発明の機械油組成物、自動車用駆動系油組成物及びグリース組成物においては、基油として鉱油及び／又は合成油が用いられる。この鉱油や合成油については、一般に潤滑油の基油として用いられているものであればよく、特に制限はないが、４０℃における動粘度が１〜７００ｍｍ²／ｓ、特に１０〜４６０ｍｍ²／ｓの範囲にあるものが好適である。基油の粘度が高すぎると、低温特性が悪化する場合があり、逆に低すぎると、充分な油膜が形成されない場合があり好ましくない。また、この基油の％Ｃ_Aは酸化安定性の点で、１０以下であるものが好ましく、５以下であるものがさらに好ましい。さらに、低温流動性の指標である流動点については特に制限はないが、−１０℃以下であるのが好ましく、特に−１５℃以下であるものが好ましい。また、粘度指数は高温時の粘度を高く保つ上で、９５以上のものが好ましい。
【０００６】
このような鉱油、合成油は各種のものがあり、用途などに応じて適宜選定すればよい。鉱油としては、例えばパラフィン系鉱油，ナフテン系鉱油，中間基系鉱油などが挙げられ、具体例としては、溶剤精製または水添精製による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，ブライトストックなどを挙げることができる。なかでも、軽質ニュートラル油，中質ニュートラル油が好ましい。
【０００７】
一方合成油としては、例えば、ポリα−オレフィン（ＰＡＯ），α−オレフィンコポリマー，ポリブテン，アルキルベンゼン，ポリオールエステル，二塩基酸エステル，ポリオキシアルキレングリコール，ポリオキシアルキレングリコールエステル，ポリオキシアルキレングリコールエーテル，ヒンダードエステル，シリコーンオイルなどを挙げることができる。なかでも、ＰＡＯ，α−オレフィンコポリマーが好ましい。
これらの基油は、それぞれ単独で、あるいは二種以上を組み合わせて使用することができ、鉱油と合成油を組み合わせて使用してもよい。
【０００８】
また、グリース組成物においては、ちょう度を付与するために、上記基油に増ちょう剤が配合される。該増ちょう剤としては、特に制限はなく、石鹸系、非石鹸系いずれも使用できる。石鹸系としては、脂肪酸をアルカリ金属あるいはアルカリ土類金属等の金属水酸化物でケン化した金属石鹸が挙げられる。その金属としては、ナトリウム、カルシウム、リチウム、アルミニウム等が挙げられ、脂肪酸としては、油脂やそれを加水分解してグリセリンを除いた粗製脂肪酸、ステアリン酸等のモノカルボン酸や１２−ヒドロキシステアリン酸等のモノヒドロキシカルボン酸、アゼライン酸等の二塩基酸や芳香族酸が挙げられる。これらのうち、炭素数１２〜２４の脂肪酸又は、これと二塩基酸もしくは芳香族酸との併用が好ましい。
【０００９】
一方、非石鹸系としては、ベントナイト系、クレイ系の無機化合物；モノウレア系、ジウレア系、トリウレア系、テトラウレア系、ウレタン系、ナトリウムテレフタラメート系が挙げられる。中でも一般式（１）で表されるジウレア系や、一般式（２）で表されるトリウレア系が好ましい。
【００１０】
【化１】

【００１１】
一般式（１）中、Ｒ¹は、炭素数２〜２４の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数１〜１６のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数５〜８のシクロアルキル基であり、好ましくは、シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミンである。Ｒ²は、炭素数６〜１５の二価の芳香族炭化水素基またはその誘導体基である。Ｒ³は、炭素数２〜２４の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数１〜１６のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数５〜８のシクロアルキル基であり、好ましくは、シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミンである。
【００１２】
一般式（２）中、Ｒ⁴は、炭素数２〜２４の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数１〜１６のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数５〜８のシクロアルキル基であり、好ましくは、シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミンである。Ｒ⁵は、炭素数６〜１５の二価の芳香族炭化水素基またはその誘導体基、または二価のトリアジン誘導体基であり、Ｒ⁶は、炭素数６〜１５の二価の芳香族炭化水素基またはその誘導体基である。Ｒ⁷は、炭素数２〜２４の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数１〜１６のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数５〜８のシクロアルキル基であり、好ましくは、シクロヘキシルアミン、メチルシクロヘキシルアミンである。
【００１３】
該増ちょう剤は、グリース組成物中通常２〜４０質量％、好ましくは３〜２０質量％配合する。少なすぎると、所望のちょう度が得られない場合があり、多すぎると、グリースの潤滑性が低下する場合があり好ましくない。
【００１４】
次に、基油に配合される銅−ジアルキルジチオホスフェート（以下Ｃｕ−ＤＴＰということもある。）について説明する。
Ｃｕ−ＤＴＰは下記一般式（３）で表される。
【００１５】
【化２】

【００１６】
上記一般式（３）において、Ｒ⁸〜Ｒ¹¹は炭素数１〜２０のアルキル基を示し、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、各種ペンチル基、各種ヘキシル基、各種ヘプチル基、各種オクチル基、各種ノニル基、各種デシル基、各種ウンデシル基、各種ドデシル基、各種トリデシル基、各種テトラデシル基、各種ペンタデシル基、各種ヘキサデシル基、各種ヘプタデシル基、各種オクタデシル基、各種ノナデシル基、各種エイコシル基を挙げることができ、Ｒ⁸〜Ｒ¹¹は同一でも異なっていてもよい。なかでも、炭素数３〜８のアルキル基が好ましい。
【００１７】
上記のＣｕ−ＤＴＰの配合量については、機械油組成物、自動車用駆動系油組成物の場合、基油に、組成物全量基準で、金属銅として、１〜５００ｐｐｍの割合である。１ｐｐｍ未満では本発明の効果が充分でなく、５００ｐｐｍを超えると、量に見合った効果が発現しない。好ましくは１０〜２００ｐｐｍの範囲であり、より好ましくは１０〜１００ｐｐｍの範囲である。
【００１８】
また、グリース組成物の場合、基油に、組成物全量基準で、金属銅として、１〜１０，０００ｐｐｍの割合である。１ｐｐｍ未満では本発明の効果が充分でなく、１０，０００ｐｐｍを超えると、量に見合った効果が発現しない。好ましくは４０〜８，０００ｐｐｍの範囲であり、より好ましくは１６０〜４，０００ｐｐｍの範囲である。
【００１９】
本発明の機械油組成物、自動車用駆動系油組成物は、基油にＣｕ−ＤＴＰを配合することにより得られ、グリース組成物は、基油に増ちょう剤とＣｕ−ＤＴＰを配合することにより得られるが、さらに通常潤滑油の特性を向上させるために、酸化防止剤，油性剤，極性剤無灰系分散剤、金属系清浄剤、流動点降下剤、防錆剤、消泡剤などの公知の添加剤を、本発明の目的を損なわない範囲で適宜配合することができる。
【００２０】
本発明のうち、機械油組成物は転がり軸受、直動運動軸受、歯車、ボールネジなどに好適に使用され、自動車用駆動系油組成物は歯車、転がり軸受、直動運動軸受、無段変速機などに好適に使用され、さらに、グリース組成物は、自動車、電気機器、建設機械、工作機械等の各種機械に広く使用される。
【００２１】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
［参考例１、参考例２］参考例２の試料油として、パラフィン系基油（４０℃における動粘度；３２ｍｍ² ／ｓ）にＣａ−スルホネート（０．３質量％）、ポリブテニルコハク酸イミド（２．０質量％）、アミン系酸化防止剤（０．３質量％）を添加したものを調製した。さらに、その試料油に、Ｃｕ−ＤＴＰ〔前記一般式（３）において、Ｒ⁸ 〜Ｒ¹¹ が炭素数４、６、８のアルキル基の場合の混合物〕４０ｐｐｍ（金属銅として）を添加して参考例１の試料油を調製した。その試料油を下記の要領で、疲労寿命（Ｌ₅₀）試験を行った。その結果を第１表に示す。なお、上記の添加量は、組成物全量基準の値である。
疲労寿命（Ｌ ₅₀ ）試験
下記条件でテストピースに疲労剥離が発生するまでの総回転数を測定した。
試験機；転がり疲れ試験機、荷重；４．７８ＧＰａ、テストピース；ＳＵＪ２、油温；８０℃、試験鋼球；φ９．５２５ｍｍ（ＮＳＫ５１３０５用）
【００２２】
【表１】

【００２３】
［実施例１、２、比較例１、２］第２表に記載のとおりにグリース組成物を調製し、前記と同様に疲労寿命（Ｌ₅₀）等の物性を測定した。結果を第２表に示す。
【００２４】
【表２】

＊１：１２−ヒドロキシステアリン酸リチウム
＊２：オクチルアミンとジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートの反応物
＊３：ＪＩＳＫ２２２０に準拠して測定
＊４：ＪＩＳＫ２２２０に準拠して測定
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、耐金属疲労性が大幅に改良された潤滑剤油組成物を提供することができる。

Claims

４０℃における動粘度が１０〜４６０ｍｍ²／ｓである基油に、組成物全量基準で、１〜１０，０００ｐｐｍ（金属銅基準）の一般式（３）で示される銅―ジアルキルジチオホスフェートと、増ちょう剤として、炭素数１２〜２４の脂肪酸のアルカリ金属塩もしくはアルカリ土類金属塩、または一般式（１）で示されるジウレア系を２〜４０質量％配合してなる耐金属疲労性のグリース組成物。

（ここで、Ｒ⁸〜Ｒ¹¹は炭素数１〜２０のアルキル基を示す。）

（ここで、一般式（１）中、Ｒ ¹ は、炭素数２〜２４の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数１〜１６のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数５〜８のシクロアルキル基である。Ｒ ² は、炭素数６〜１５の二価の芳香族炭化水素基またはその誘導体基である。Ｒ ³ は、炭素数２〜２４の一価の脂肪族炭化水素基、フェニル基、炭素数１〜１６のアルキル基を有するアルキルフェニル基、または炭素数５〜８のシクロアルキル基である。）
前記一般式（３）におけるＲ ⁸ 〜Ｒ ¹¹ が炭素数４〜８のアルキル基である請求項１記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
前記炭素数１２〜２４の脂肪酸がモノヒドロキシカルボン酸である請求項１又は２に記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
前記モノヒドロキシカルボン酸は、リチウム塩である請求項３記載の耐金属疲労性のグリース組成物。
前記銅―ジアルキルジチオホスフェートを、前記基油に、組成物全量基準で、１６０〜８，０００ｐｐｍ ( 金属銅基準 ) 配合してなる請求項１〜４のいずれかに記載の耐金属疲労性のグリース組成物。