説明

潤滑油基油

【課題】潤滑油添加剤を良好に溶解でき、低動粘度と高粘度指数とをより高い次元で両立できる潤滑油基油を提供する。
【解決手段】ナロー率が55〜80%である特定の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A)10〜70質量%と、特定の脂肪酸アルキルエステル(B)5〜60質量%と、特定の脂肪酸又は脂肪酸アルキルエステルと特定の多価アルコールとをエステル交換して得られる脂肪酸ポリオールエステル(C)5〜60質量%と、を含有することよりなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、潤滑油基油に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、潤滑油組成物には、鉱油やPAO(アルファオレフィンを重合した後、水素化処理した合成潤滑油)等の炭化水素系の基油が多く用いられている。これらの基油は、生分解性が悪く、環境への負荷が大きい。このため、菜種油等の植物油、エステル系合成油等のエステル系油等、生分解性に優れるものを潤滑油組成物の基油(潤滑油基油)に用いる試みがなされている。
例えば、ペンタエリスリトールと、炭素数6〜14の直鎖飽和モノカルボン酸成分及び炭素数6〜10のα分岐飽和モノカルボン酸成分を特定の割合で混合した酸成分とにより合成される合成エステルを含有する合成潤滑油基油が提案されている(例えば、特許文献1)。
また、特定の脂肪酸エステルを主体として含む潤滑油組成物が提案されている(例えば、特許文献2)。
あるいは、特定の脂肪族カルボン酸モノエステルを含有し、動粘度が5〜15mm/s、粘度指数100以上の軸受用潤滑油が提案されている(例えば、特許文献3)。
【0003】
潤滑油組成物は、摩擦や摩耗の低減、エネルギーの伝達、熱の冷却を目的に、軸受け部、油圧作動部や金属加工等の広い用途に用いられている。潤滑油組成物による摩擦の低減効果は、油膜の厚さに依存しており、用途毎に適切な厚さの油膜を固体表面に形成することで十分な摩擦低減効果が得られる。潤滑油組成物の粘度が使用する温度によって大きく変化すると、それに伴って油膜の厚さが変化し、摩擦低減効果が安定して得られない。例えば、低温で潤滑油組成物の粘度が高くなりすぎると、均一な油膜を形成できなくなる。一方、高温で潤滑油組成物の粘度が低くなりすぎると、油膜が薄くなって摩擦低減効果が低下してしまう。
このように、摩擦低減効果を安定して得るためには、潤滑油組成物を、動粘度が低く(低動粘度)、かつ温度変化に対する粘度変化が小さいものにする必要がある。温度変化に対する粘度変化の度合いは粘度指数で表され、粘度指数が高い(高粘度指数)ほど、温度変化に対する粘度変化の度合いが小さい。
【0004】
エステル系油は、鉱油やPAOに比べて粘度指数が高いものの、各種潤滑油組成物に求められる機能を満足できるものではない。
このため、潤滑油組成物には、各種機能を高めるために、ポリメタクリレート系ポリマー化合物又はポリオレフィン系ポリマー化合物等の粘度指数向上剤又は流動点降下剤、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等の各種リン酸エステル類に代表される摩擦低減剤、ラウリルアルコール、オレイン酸等の油性剤、ジアルキルジチオリン酸亜鉛、硫化オレフィン、塩素化パラフィン等の極圧剤、2.6−ジ−t−ブチルパラクレゾール、ジオクチルフェニルアミン、トリフェニルフォスファイト等の酸化防止剤、イソステアレート、ソルビタンオレート、アルケニルコハク酸等の腐食防止剤、シリコーン等の消泡剤、ベンゾトリアゾール、チアジアゾール、ジチオカーバメート等の金属不活性化剤、コハク酸、カルシウムスルホネート等の防錆剤、アルキル土類金属スルホネート、ポリアルケニルコハク酸イミド等の清浄分散剤等の添加剤が配合される。
さらには、エンジン油や油圧作動油等の様々な用途向けに、複数種の添加剤を組み合わせたパッケージ品が用いられている。
【0005】
上述した添加剤やパッケージ品(以下、総じて潤滑油添加剤ということがある)は潤滑油組成物を製品化する上で不可欠な原料であるにもかかわらず、エステル系油の種類によっては、潤滑油添加剤がその添加効果を発揮できるほど溶解できないという問題がある。
こうした問題に対し、例えば、トリメチロールプロパン(TMP)トリカプリレート、又はこれと1−ドデセンとの重合物を用いることで添加剤の溶解性の改善を図った発明が提案されている(例えば、特許文献4)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平7−224289号公報
【特許文献2】特開2002−206094号公報
【特許文献3】特開2008−179773号公報
【特許文献4】特開平1−252699号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1〜3の発明は、鉱油やPAOに比べて生分解性に優れるものの、低動粘度と高粘度指数との両立の面で満足できるものではなく、潤滑油添加剤の溶解性も不十分であった。
特許文献4の発明は、製造工程が煩雑である上、動粘度が高くなるという問題がある。
そこで、潤滑油添加剤を良好に溶解でき、低動粘度と高粘度指数とをより高い次元で両立できる潤滑油基油を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、特定の脂肪酸アルキルエステルと、特定の脂肪酸ポリオールエステルと、を特定の量で配合することで、潤滑油添加剤を良好に溶解でき、かつ低動粘度と高粘度指数とを両立できることを見出し、本発明に至った。
【0009】
即ち、本発明の潤滑油基油は、下記一般式(I)で表され、下記(1)式で表されるナロー率が55〜80%である脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A)10〜70質量%と、下記一般式(II)で表される脂肪酸アルキルエステル(B)5〜60質量%と、下記一般式(III)で表される脂肪酸又は脂肪酸アルキルエステルと下記一般式(IV)で表される多価アルコールとを反応させて得られる脂肪酸ポリオールエステル(C)5〜60質量%と、を含有することを特徴とする。
−CO−Q−OR ・・・(I)
((I)式中、Rは炭素数7〜19の直鎖状の一価の炭化水素基を表し、Rは炭素数1〜8の一価の炭化水素基を表し、Qは炭素数2〜4のオキシアルキレン基を表し、nはアルキレンオキシドの平均付加モル数を表す3〜9の数である。)
−COO−R ・・・(II)
((II)式中、Rは炭素数7〜19の直鎖状の一価の炭化水素基を表し、Rは炭素数3〜8の一価の炭化水素基を表す。)
−COO−R ・・・(III)
((III)式中、Rは炭素数7〜9の直鎖状又は分岐鎖状の一価の飽和炭化水素基又は炭素数17〜19の一価の不飽和炭化水素基を表し、Rは水素又は炭素数1〜8の一価の炭化水素基を表す。)
【化1】

((IV)式中、Rは炭素数1〜6の一価の炭化水素基又はメチロール基を表す。)
【数1】

((1)式中、nMAXは全体のアルキレンオキシド付加体中に質量基準で最も多く存在するアルキレンオキシド付加体のアルキレンオキシドの付加モル数を示す。iはアルキレンオキシドの付加モル数を示す。Yiは全体のアルキレンオキシド付加体中に存在するアルキレンオキシドの付加モル数がiであるアルキレンオキシド付加体の割合(質量%)を示す。)
【発明の効果】
【0010】
本発明の潤滑油基油によれば、潤滑油添加剤を良好に溶解でき、低動粘度と高粘度指数とをより高い次元で両立できる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
(潤滑油基油)
本発明の潤滑油基油は、脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A)と脂肪酸アルキルエステル(B)と、脂肪酸ポリオールエステル(C)と、を含有するものである。
潤滑油基油は、潤滑油組成物の主成分である。潤滑油組成物中の潤滑油基油の含有量は、例えば、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、70質量%以上がさらに好ましく、80質量%以上が特に好ましい。
【0012】
<脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A)>
脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A)(以下、(A)成分ということがある)は、下記(I)式で表されるものである。
【0013】
−CO−Q−OR ・・・(I)
【0014】
((I)式中、Rは炭素数7〜19の直鎖状の一価の炭化水素基を表し、Rは炭素数1〜8の一価の炭化水素基を表し、Qは炭素数2〜4のオキシアルキレン基を表し、nはアルキレンオキシドの平均付加モル数を表す3〜9の数である。)
【0015】
は、直鎖状かつ一価であれば飽和炭化水素基であってもよいし、不飽和炭化水素基であってもよいが、不飽和炭化水素基が好ましい。Rが不飽和炭化水素基であれば、潤滑油添加剤を溶解する能力(添加剤溶解性)及び粘度指数を高め、かつ流動点を低くすることができる。なお、(A)成分は、Rが飽和炭化水素基のものとRが不飽和炭化水素基のものとの混合物であってもよい。
【0016】
の炭素数は7〜19である。上記下限値以上であれば添加剤溶解性及び粘度指数を高められ、上記上限値以下であれば流動点が低くなると共に動粘度が適度なものになる。
の好ましい炭素数は、Rが飽和炭化水素基であれば、添加剤溶解性、耐熱性、粘度指数を高める観点からは15〜19が好ましく、動粘度及び流動点を低くする観点からは7〜11が好ましい。また、Rが不飽和炭化水素基であれば、添加剤溶解性、耐熱性、粘度指数を高める観点からは15〜19が好ましく、流動点を低くする観点からは7〜11又は17〜19が好ましい。なお、(A)成分は、Rの炭素数が異なるものの混合物であってもよい。
としては、添加剤溶解性、耐熱性、粘度指数を高め、かつ流動点を低くする観点から、炭素数17〜19の不飽和炭化水素基が好ましい。
【0017】
(A)成分の脂肪酸部(R−CO)に対応する脂肪酸としては、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストレイン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、アラキン酸、アラキドン酸、アラキジン酸、パーム由来C18混合脂肪酸(例えば、C16/C18:0/C18:1/C18:2=3/10/70/17の混合脂肪酸。ただし、「C18:X」の「X」は不飽和結合の数を表わす。)、パーム核由来混合脂肪酸、ヤシ由来混合脂肪酸、大豆由来C18混合脂肪酸、菜種由来C18混合脂肪酸、とうもろこし由来混合脂肪酸、紅花由来混合脂肪酸等が挙げられる。
【0018】
は、飽和炭化水素基であってもよいし、不飽和炭化水素基であってもよい。また、Rは、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよい。流動点を低くする観点からは分岐鎖が好ましい。
【0019】
の炭素数は、1〜8である。上記下限値以上であれば添加剤溶解性に優れ、上記上限値以下であれば動粘度を低くできる。Rの好ましい炭素数は、Rが直鎖状であれば、動粘度及び流動点を低くする観点から1が好ましく、Rが分岐鎖状であれば、流動点を低くする観点から3〜8が好ましい。(A)成分の入手や製造が容易である観点から、Rは炭素数1(メチル基)であることが好ましい。
【0020】
Qは、炭素数2〜4のオキシアルキレン基である。Qの炭素数は、流動点を低くする観点からは3〜4が好ましく、動粘度を低くする観点から2〜3が好ましい。流動点と動粘度とを低くする観点からは、Qの炭素数は3、即ちQはオキシプロピレン基が好ましい。
【0021】
nは、アルキレンオキシドの平均付加モル数を表す3〜9の数であり、耐熱性、粘度指数を高める観点からは4〜9が好ましく、動粘度を低くする観点からは3〜7が好ましく、低動粘度と高粘度指数とを両立させる観点からは4〜7が好ましい。
【0022】
(A)成分としては、Rが炭素数17〜19の不飽和炭化水素基、Rが炭素数1の炭化水素基(メチル基)、Qがオキシプロピレン基、nが4〜7であるものが好ましい。
【0023】
(A)成分は、下記(1)式で表されるナロー率が55〜80%のものであり、ナロー率55〜75%のものが好ましく、55〜70%のものがより好ましい。ナロー率が上記下限値未満であると、添加剤溶解性や耐熱性が低下する。加えて、ナロー率が上記下限値未満であると、臭気を生じたり、引火点が低下したり、流動点が高くなるおそれがある。ナロー率が上記上限値超であると、添加剤溶解性及び粘度指数が不十分になり、耐熱性が低下するおそれがある。
なお、(A)成分を2種以上併用する場合、(A)成分のナロー率は、それぞれの(A)成分におけるナロー率であり、2種以上の(A)成分の混合物におけるナロー率ではない。
例えば、(A)成分を後述するエステル化法又はエステル交換法で得る場合には、原料のグリコールエーテルを蒸留して低沸点分と高沸点分とを分離して所望のナロー率のグリコールエーテルを得、これをエステル化又はエステル交換に用いることで(A)成分のナロー率を調節してもよい。
また、(A)成分を後述する直接反応法で得る場合、触媒の種類を変更したり、水酸化アルミナ・マグネシウムを焼成して得られる触媒等とNaOHやKOH等の塩基性物質とを併用したりすることで、(A)成分のナロー率を調節できる。
【0024】
【数2】

【0025】
(1)式中、nMAXは全体のアルキレンオキシド付加体中に質量基準で最も多く存在するアルキレンオキシド付加体のアルキレンオキシドの付加モル数を示す。iはアルキレンオキシドの付加モル数を示す。Yiは全体のアルキレンオキシド付加体(即ち(A)成分)中に存在するアルキレンオキシドの付加モル数がiであるアルキレンオキシド付加体の割合(質量%)を示す。
【0026】
なお、nMAXについては、質量基準で最も多いアルキレンオキシド付加体が2種ある場合、それらのうちアルキレンオキシドの付加モル数が多い方よりもアルキレンオキシドの付加モル数が1つ多いものと、アルキレンオキシドの付加モル数が少ない方よりもアルキレンオキシドの付加モル数が1つ少ないものとを比較し、その量が多い側の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルのアルキレンオキシドの付加モル数をnMAXとする。例えば、i=4とi=5の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが等量で、かつそれらがそれぞれ質量基準で最も多い場合、i=3の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルと、i=6の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを比較し、i=3の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの方が多ければnMAX=4とする。一方、i=6の脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの方が多ければnMAX=5とする。
なお、(A)成分中のnはアルキレンオキシドの平均付加モル数であるが、(A)成分は広い付加モル数分布を有し、n=3の場合でも、(A)成分中には、アルキレンオキシド付加モル数が1や2の化合物を含有する。また、n=9の場合も、アルキレンオキシド付加モル数が10、11、12等の高付加モル体を含有する。ナロー率の算出には、これらの構造の含有率(質量%)も算入した上で行う。即ち、iは1以上の整数を取り得る数である。
【0027】
ナロー率は、ガスクロマトグラフ分析により、(A)成分の全量に対する、アルキレンオキシドの付加モル数毎の各々の(A)成分の含有量(質量%)を測定し、前記式(1)式により算出することで求められる。
【0028】
(A)成分としては、例えば、ポリオキシプロピレンラウリン酸メチルエーテル(M12−7PO,プロピレンオキシド7モル付加物,エステル交換法による合成品,以下、(a1)成分ということがある)、ポリオキシプロピレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−7PO,プロピレンオキシド7モル付加物,エステル交換法による合成品,以下、(a2)成分ということがある)、ポリオキシアルキレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−5EO−3PO,エチレンオキシド5モルとプロピレンオキシド3モルとの付加物,エステル交換法による合成品,商品名:レオファットOC−0503M(ライオン株式会社製,以下、(a3)成分ということがある)、ポリオキシプロピレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−5PO,プロピレンオキシド5モル付加物,直接反応法による合成品,以下、(a4)成分ということがある)、ポリオキシプロピレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−7PO,プロピレンオキシド7モル付加物,直接反応法による合成品,以下、(a5)成分ということがある)、ポリオキシプロピレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−3PO,プロピレンオキシド3モル付加物,直接反応法による合成品,以下、(a6)成分ということがある)等が挙げられる。上述した(a1)〜(a6)成分の添加剤溶解性は、(a2)〜(a6)成分>(a1)成分である。
上述した(A)成分の中でも、低動粘度と高粘度指数とを両立させる観点から、(a2)成分、(a3)成分、(a4)成分、(a6)成分が好ましく、さらに耐熱性に優れる点で(a2)成分、(a3)成分、(a4)成分がより好ましい。
【0029】
潤滑油基油中の(A)成分の含有量は、10〜70質量%であり、10〜50質量%がより好ましい。上記下限値未満では、粘度指数を十分に高くできず、また耐熱性が低下するおそれがある。上記上限値超では十分な添加剤溶解性が得られない。
【0030】
≪(A)成分の製造法≫
(A)成分の製造方法としては、例えば、脂肪酸又は脂肪酸エステルをグリコールエーテルでエステル化する方法(エステル化法)、脂肪酸エステルとグリコールエーテルとをエステル交換する方法(エステル交換法)、脂肪酸エステルにアルキレンオキシドを直接付加させる方法(直接反応法)等が挙げられ、中でも直接反応法が好ましい。エステル化法及びエステル交換法は、未反応原料等を除去するために、付加モル数の小さい(A)成分が除去されやすい。このため、エステル化法又はエステル交換法で得られる(A)成分はナロー率が高くなり、粘度指数が低くなりやすい。一方、直接反応法は、ナロー率が低い(A)成分を容易に製造できると共に、工程が簡略であり、工業的な製造に好適である。
なお、直接反応法としては、特開平8−169861号公報に記載の方法が挙げられる。
【0031】
<脂肪酸アルキルエステル(B)>
脂肪酸アルキルエステル(B)(以下、(B)成分ということがある)は、下記(II)式で表されるものである。潤滑油基油は、(B)成分を含有することで、添加剤溶解性が向上する。
【0032】
−COO−R ・・・(II)
【0033】
((II)式中、Rは炭素数7〜19の直鎖状の一価の炭化水素基を表し、Rは炭素数3〜8の一価の炭化水素基を表す。)
【0034】
は、直鎖状かつ一価であれば、飽和炭化水素基であってもよいし、不飽和炭化水素基であってもよく、これらの混合物であってもよい。中でも、耐熱性の観点からは、飽和炭化水素基が好ましい。
【0035】
の炭素数は、7〜19である。上記下限値未満であると、添加剤溶解性、粘度指数を十分に高められず、上記上限値超であると、流動点が高くなり、動粘度を十分に低くできない。
の好ましい炭素数は、Rが飽和炭化水素基であれば、添加剤溶解性、粘度指数を高める観点からは9〜19が好ましく、また、流動点を低くする観点からは7〜11が好ましい。また、Rが不飽和炭化水素基であれば、粘度指数を高めつつ流動点を低くする観点からは17〜19が好ましい。
の炭素数は、添加剤溶解性、粘度指数を高め、かつ動粘度及び流動点を低くする観点から、9〜11がより好ましい。
【0036】
(B)成分の脂肪酸部(R−CO)に対応する脂肪酸としては、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ミリストレイン酸、パルミチン酸、パルミトレイン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、アラキン酸、アラキドン酸、アラキジン酸、パーム由来C18混合脂肪酸、パーム核由来混合脂肪酸、ヤシ由来混合脂肪酸、大豆由来C18混合脂肪酸、菜種由来C18混合脂肪酸、とうもろこし由来混合脂肪酸、紅花由来混合脂肪酸等が挙げられる。
【0037】
は、一価であれば、直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよい。中でも、流動点を低くする観点から分岐鎖状が好ましい。
の炭素数は、3〜8であり、4〜8が好ましい。上記範囲内であれば添加剤溶解性を向上できる。
は、添加剤溶解性をより高め、流動点を低くする観点から、炭素数4〜8の分岐鎖状であることが好ましい。
【0038】
(B)成分としては、例えば、Rが炭素数7〜11の炭化水素基又は炭素数17の不飽和炭化水素基、Rが炭素数4〜8の分岐鎖状の一価の炭化水素基であるカプリル酸イソブチル、カプリル酸t−ブチル、カプリル酸−2エチルヘキシル、カプリン酸イソブチル、カプリン酸t−ブチル、カプリン酸−2エチルヘキシル、ラウリン酸イソブチル、ラウリン酸t−ブチル、ラウリン酸−2エチルヘキシル、オレイン酸イソブチル、オレイン酸t−ブチル、オレイン酸−2エチルヘキシル、パーム由来C18混合脂肪酸イソブチル、パーム由来C18混合脂肪酸t−ブチル、パーム由来C18混合脂肪酸−2エチルヘキシルが好ましく、中でも、カプリル酸−2エチルヘキシル、ラウリン酸−2エチルヘキシル、オレイン酸−2エチルヘキシル、パーム由来C18混合脂肪酸−2エチルヘキシルがより好ましい。
【0039】
潤滑油基油中の(B)成分の含有量は、5〜60質量%であり、20〜60質量%が好ましく、20〜50質量%がより好ましい。上記下限値未満であると、添加剤溶解性が不十分になり、上記上限値超であると、動粘度が低くなりすぎたり、十分な耐熱性が得られないおそれがある。
【0040】
<脂肪酸ポリオールエステル(C)>
脂肪酸ポリオールエステル(C)(以下、(C)成分ということがある)は、下記一般式(III)で表される脂肪酸又は脂肪酸アルキルエステル(以下、総じて(c1)成分ということがある)と、下記一般式(IV)で表される多価アルコール(以下、(c2)成分ということがある)とを反応させて得られるものである。(C)成分を含有することで、添加剤溶解性、耐熱性を向上できる。
【0041】
−COO−R ・・・(III)
【0042】
((III)式中、Rは炭素数7〜9の直鎖状又は分岐鎖状の一価の飽和炭化水素基又は炭素数17〜19の一価の不飽和炭化水素基を表し、Rは水素又は炭素数1〜8の一価の炭化水素基を表す。)
【0043】
【化2】

【0044】
((IV)式中、Rは炭素数1〜6の一価の炭化水素基又はメチロール基を表す。)
【0045】
は炭素数7〜9の一価の飽和炭化水素基又は炭素数17〜19の一価の不飽和炭化水素基であり、動粘度を低くする観点からは、炭素数7〜9の飽和炭化水素基が好ましく、添加剤溶解性及び粘度指数を高める観点からは、炭素数9の飽和炭化水素基又は炭素数17〜19の不飽和炭化水素基が好ましい。中でも、動粘度を低くし、かつ添加剤溶解性及び粘度指数を高める観点からは、炭素数9の飽和炭化水素基がより好ましい。また、Rが炭素数9の飽和炭化水素基であれば、(c1)成分の入手や製造が容易である。
が炭素数7〜9の飽和炭化水素基である場合、該炭化水素基は直鎖状及び分岐鎖状のいずれであってもよく、中でも、高い粘度指数が得られる観点から直鎖状が好ましい。
が炭素数17〜19の不飽和炭化水素基である場合、該炭化水素基は直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよく、中でも、高い粘度指数が得られる観点から直鎖状が好ましい。
【0046】
は水素、又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐鎖状又は環状の一価の炭化水素基である。反応後、Rは減圧留去等の精製処理により、水又はアルコールとして除去されるため、どのような構造でもよい。ただし、入手しやすく、(C)成分の入手や製造が容易である点で、Rは水素、炭素数1のメチル基が特に好ましい。
【0047】
(c1)成分としては、カプリル酸、カプリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、エライジン酸、アラキン酸、アラキドン酸、パーム由来C18混合脂肪酸、パーム核由来混合脂肪酸、ヤシ由来混合脂肪酸、大豆由来C18混合脂肪酸、菜種由来C18混合脂肪酸、とうもろこし由来混合脂肪酸、紅花由来混合脂肪酸等、及びこれらのアルキルエスエル(脂肪酸アルキルエステル)等が挙げられる。中でも、カプリル酸、カプリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸又はパーム由来C18混合脂肪酸のアルキルエステルが好ましく、前記脂肪酸のメチルエステルがより好ましい。
【0048】
は炭素数1〜6の炭化水素基又はメチロール基であり、添加剤溶解性、耐熱性を高める観点からは、メチロール基又は炭素数1〜6の炭化水素基が好ましく、添加剤溶解性、耐熱性を高め、かつ動粘度を低くする観点からは炭素数1〜3の炭化水素基がより好ましい。
【0049】
が炭素数1〜6の炭化水素基である場合、Rは直鎖状、分岐鎖状及び環状のいずれであってもよいが、粘度指数を高める観点からは直鎖状が好ましい。
また、Rは飽和炭化水素基及び不飽和炭化水素基のいずれであってもよいが、入手しやすさの観点から飽和炭化水素基が好ましい。
【0050】
(C)成分としては、例えば、下記一般式(i)で表されるトリメチロールアルカンポリオールエステル、下記一般式(ii)で表されるペンタエリスリトールポリオールエステル等が挙げられる。
【0051】
【化3】

【0052】
【化4】

【0053】
((i)式中、Rは、(III)式中のRと同じであり、全てが同じであってもよいし、相互に異なっていてもよい。(i)式中、mは1〜6の整数である。(ii)式中、Rは、(III)式中のRと同じであり、全てが同じであってもよいし、相互に異なっていてもよい。)
【0054】
トリメチロールアルカンポリオールエステルとしては、トリメチロールプロパントリカプリレート、トリメチロールプロパントリカプレート(ライオン株式会社製、ルビノールF−308N、F−310N等)、トリメチロールプロパントリオレート(日油株式会社製、ユニスターH−381R等)等が挙げられ、ペンタエリスリトールポリオールエステルとしては、ペンタエリスリトールテトラオレート(日油株式会社製、ユニスターH−481R)等が挙げられる。中でも、トリメチロールアルカンポリオールエステルが好ましく、添加剤溶解性を高め、低動粘度、高粘度指数をより高次元で両立する観点から、トリメチロールプロパントリカプレートが特に好ましい。
【0055】
潤滑油基油中の(C)成分の含有量は、5〜60質量%であり、10〜50質量%が好ましく、10〜40質量%がより好ましい。上記下限値未満であると、添加剤溶解性が不十分になると共に、耐熱性が低下するおそれがある。上記上限値超であると、添加剤溶解性が不十分になると共に、他の成分(特に(A)成分)の含有量が少なくて、低動粘度と高粘度指数との両立が困難になる。
【0056】
≪(C)成分の製造方法≫
(C)成分の製造方法としては、例えば、(c1)成分である脂肪酸と(c2)成分とを触媒の存在下で任意の温度に加熱して、(c2)成分で(c1)成分をエステル化する(エステル化工程)もの(エステル化法)が挙げられる。
【0057】
エステル化工程における(c1)成分と(c2)成分との配合比は、例えば、(c2)成分がトリオールである場合、(c1)/(c2)で表されるモル比を3〜6とするのが好ましい。
【0058】
エステル化工程に用いる触媒としては、例えば、硫酸、p−トルエンスルホン酸(p−TS)、ベンゼンスルホン酸(BS)等の酸触媒、ZrO、TiO、SiO、PO、Al、ZnO等の無機酸化物触媒等が挙げられる。
エステル化工程における触媒の使用量は、触媒の種類等を勘案して決定でき、例えば、(c1)成分と(c2)成分との合計100質量部に対し、0.01〜5.0質量部とされる。
エステル化工程における加熱温度は、例えば、150〜260℃とされる。
【0059】
エステル化工程の後、必要に応じて精製工程を設けることができる。
精製工程は、未反応の(c1)成分、(c2)成分、副生物の水及び触媒を除去する工程である。精製工程には、従来公知の精製方法を用いることができ、例えば、焼成珪藻土等の濾過助剤を用いて濾別する方法、遠心分離、減圧留去等が挙げられる。
【0060】
また、(C)成分の製造方法としては、例えば、(c1)成分である脂肪酸アルキルエステルと(c2)成分とを触媒の存在下で加熱して、(c1)成分と(c2)成分とをエステル交換する(エステル交換工程)もの(エステル交換法)が挙げられる。
【0061】
エステル交換工程における(c1)成分と(c2)成分との配合比は、エステル化工程における(c1)成分と(c2)成分との配合比と同様である。
【0062】
エステル交換工程に用いる触媒としては、例えば、リチウム、セシウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、バリウム、カルシウム等の水酸化物、炭酸水素塩、炭酸塩、ナトリウムメトキシド、カリウムメトキシド等の塩基性触媒、チタン系のテトライソプロピルチタネート、テトラn−ブチルチタネート、テトラエタノールアミンチタネート、テトラステアリルチタネート等が挙げられる。
エステル交換工程における触媒の使用量は、触媒の種類等を勘案して決定でき、例えば、(c1)成分と(c2)成分との合計100質量部に対し、0.01〜5.0質量部とされる。
エステル交換工程における加熱温度は、例えば、150〜260℃とされる。
【0063】
エステル交換工程の後、必要に応じて精製工程を設けることができる。
精製工程は、未反応の(c1)成分、(c2)成分、副生物のアルコール及び触媒を除去する工程である。
エステル交換工程の後に設ける精製工程は、エステル化工程の後に設ける精製工程と同じである。
【0064】
<任意成分>
潤滑油基油は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて任意成分を含有できる。任意成分としては、例えば、鉱油、PAO、イソブテン等の炭化水素油等、(A)〜(C)成分以外の潤滑油基油(任意油基油)等が挙げられる。任意基油を含有することで、動粘度、粘度指数、耐熱性、流動点等の諸特性を調節できる。
潤滑油基油中の任意基油の含有量は、1〜50質量%が好ましく、高粘度指数を維持する観点から5〜20質量%がより好ましい。
【0065】
<潤滑油基油の物性>
潤滑油基油の40℃における動粘度は、7〜30mm/sが好ましく、8〜22mm/sがより好ましく、9.8〜15mm/sがさらに好ましい。40℃における動粘度が上記下限値以上であれば、高温下において動粘度が低下して油膜が薄くなりすぎることを抑制しやすく、油膜切れによる摩擦力の増大や摩耗等を抑制しやすい。40℃における動粘度が上記上限値以下であれば、低摩擦損失(低トルク)で省エネとなり、潤滑油基油の持ち出しが少なく経済的である。
【0066】
本発明の潤滑油基油の100℃における動粘度は、2〜10mm/sが好ましく、2〜8mm/sがより好ましく、2〜6mm/sがさらに好ましい。100℃における動粘度が2mm/s以上であれば、油膜が薄くなりすぎるのを抑制しやすい。100℃における動粘度が10mm/s以下であれば、低摩擦損失(低トルク)で省エネとなり、潤滑油基油の持ち出しが少なく経済的である。
【0067】
本発明の潤滑油基油の粘度指数は、150以上が好ましく、160以上がより好ましく、170以上がさらに好ましい。粘度指数が上記下限値以上であれば、温度変化による動粘度の変化が小さくなり、幅広い温度範囲で高い摩擦低減効果が安定して得られやすい。また、本発明の潤滑油基油を別の基油と混合した際の潤滑油組成物の粘度指数も向上する。さらに、粘度指数向上剤を添加する場合も、その添加量が少なくなるので、せん断による粘度低下の度合いが少なくなる。
【0068】
潤滑油基油の流動点は、冬季や高緯度地域等、幅広い使用環境でのハンドリング性を確保する観点から、−20℃以下が好ましく、−30℃以下がより好ましく、−35℃以下がさらに好ましい。
【0069】
<製造方法>
潤滑油基油の製造方法は、特に限定されず、(A)〜(C)成分を任意の温度条件下で攪拌混合する方法が挙げられる。攪拌混合する装置としては、従来公知の攪拌翼付きの配合槽、減圧により脱水可能な装置を備えた攪拌翼付の精製槽等が挙げられる。
【0070】
本発明の潤滑油基油は、低動粘度で高粘度指数が要求される用途に好適である。具体的には自動車用エンジン油、船舶用エンジン油、建設機械用エンジン油、農業機器用エンジン油、グリース向け基油、冷凍機油、切削、研削、圧延、プレス等の金属加工油、軸受け油、変速機油、ディファレンシャル油、トルクコンバーター油、油圧作動油が挙げられ、より好ましくは、潤滑部の初動時の温度が室温付近で、使用中に温度上昇が起こる用途であって、使用時の温度が主に0〜130℃の範囲であり、かつ低動粘度を要求される潤滑部への使用に適する。このような用途としては、例えば、油圧作動油、変速機油、金属加工油、グリース油又は軸受け油のいずれかの基油として用いられることが好ましく、中でも、油圧作動油の基油として用いられることがさらに好ましく、車輌のダンパー用又はショックアブソーバー用、制震装置に封入される油等、緩衝器の油圧作動油の基油として用いられることが特に好ましい。
【0071】
油圧作動油、変速機油、金属加工油、グリース油、軸受け油等の潤滑油組成物には、本発明の潤滑油基油以外に、必要に応じて、鉱油、PAO、イソブテン等の炭化水素油、(A)〜(C)成分以外のポリオールエステル、コンプレックスエステル、脂肪酸アルキルエステル、菜種油や米糠油、大豆油等の植物油といった他の潤滑油基油等を併用できる。
【0072】
また、潤滑油組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、極圧剤、摩擦調整剤、金属不活性化剤、流動帯電防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、清浄分散剤、分子修復剤、乳化剤等、従来公知の添加剤又はこれらを複数種組み合わせたパッケージ品等を添加できる。粘度指数向上剤としては、例えば、メタクリレート系ポリマー(三洋化成工業株式会社製、商品名「アクルーブ136」、「サンルーブ1703」)等が挙げられる。また、天然ガスエンジン、船舶用ディーゼルエンジン等に用いられる潤滑油添加剤としては、HiTEC 638(無灰分散剤、Afton chemical社(アメリカ)製)等が挙げられる。また、パッケージ品としては、エンジンオイル用パッケージの汎用グレード品であるHiTEC 9325G(添加剤パッケージ、Afton chemical社(アメリカ)製)が挙げられる。
本発明の潤滑油基油は、これらの潤滑油添加剤を良好に溶解できるため、潤滑油添加剤の機能を十分に発揮できる。
【0073】
潤滑油組成物中の潤滑油添加剤の含有量は、潤滑油組成物に求める機能等を勘案して決定でき、例えば、0.01〜20質量%が好ましい。上記下限値未満であると、潤滑油添加剤の添加効果が得られにくいおそれがあり、上記上限値超では、他の成分(特に(A)〜(C)成分)の含有量が減少し、低動粘度と高粘度指数との両立が図りにくくなるおそれがある。
【0074】
上述した潤滑油基油は、(A)〜(C)成分を特定量含有するため、潤滑油添加剤を良好に溶解でき、かつ低動粘度と高粘度指数とをより高い次元で両立できる。
そして、低動粘度と高粘度指数とが高い次元で両立されているため、各種緩衝器の油圧作動油の基油に好適である。
【実施例】
【0075】
以下、実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によって限定されるものではない。
(使用原料)
<(A)成分:脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A)>
(A)成分として、表1に示す仕様の下記A−1〜A−6を用いた。
A−1:ポリオキシプロピレンラウリン酸メチルエーテル(M12−7PO,プロピレンオキシド7モル付加物,後述する製造例1で製造したもの)
A−2:ポリオキシプロピレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−7PO,プロピレンオキシド7モル付加物,後述する製造例2で製造したもの)
A−3:ポリオキシアルキレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−5EO−3PO,エチレンオキシド5モルとプロピレンオキシド3モルとの付加物,商品名:レオファットOC−0503M,ライオン株式会社製)
A−4:ポリオキシプロピレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−5PO,プロピレンオキシド5モル付加物,後述する製造例3で製造したもの)
A−5:ポリオキシプロピレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−7PO,プロピレンオキシド7モル付加物,後述する製造例4で製造したもの)
A−6:ポリオキシプロピレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−3PO,プロピレンオキシド3モル付加物,後述する製造例5で製造したもの)
【0076】
<(A’)成分:(A)成分の比較品>
(A’)成分として、表1に示す仕様の下記A’−1、A’−2を用いた。
A’−1:ポリオキシプロピレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−5PO,プロピレンオキシド5モル付加物,後述する製造例6で製造したもの)
A’−2:ポリオキシプロピレンC18混合脂肪酸メチルエーテル(M182−5PO,プロピレンオキシド5モル付加物,後述する製造例7で製造したもの)
【0077】
<(B)成分:脂肪酸アルキルエステル(B)>
(B)成分として、表1に示す仕様の下記B−1〜B−4を用いた。
B−1:オレイン酸−2エチルヘキシル(C18:1−2EH,商品名:ユニスターMB−881,日油株式会社製)
B−2:ラウリン酸−2エチルヘキシル(C12−2EH,商品名:パステル2H−12,ライオン株式会社製)
B−3:カプリル酸−2エチルヘキシル(C8−2EH,商品名:パステル2H−08,ライオン株式会社製)
B−4:ラウリン酸−イソプロピル(C12−イソプロピル,後述する製造例8で製造したもの)
【0078】
<(B’)成分:(B)成分の比較品>
(B’)成分として、表1に示す仕様の下記B’−1を用いた。
B’−1:ラウリン酸メチルエステル(M12、商品名:パステルM12、ライオン株式会社製)
【0079】
<(C)成分:脂肪酸ポリオールエステル(C)>
(C)成分として、表1に示す仕様の下記C−1〜C−4を用いた。
C−1:トリメチロールプロパントリカプリレート(TMP−C8,商品名:ルビノールF−308N,ライオン株式会社製)
C−2:トリメチロールプロパントリカプレート(TMP−C10,商品名:ルビノールF−310N,ライオン株式会社製)
C−3:トリメチロールプロパントリオレート(TMP−C18:1,商品名:ユニスターH−381R、日油株式会社製)
C−4:ペンタエリスリトールテトラオレート(ペンタエリスリトール−C18:1,商品名:ユニスターH−481R、日油株式会社製)
【0080】
<(C’)成分:(C)成分の比較品>
(C’)成分として、表1に示す仕様の下記C’−1を用いた。
C’−1:ネオペンチルグリコール−ジカプレート(ネオペンチルグリコール−C10,後述する製造例9で製造したもの)
【0081】
【表1】

【0082】
(評価方法)
<ナロー率>
(A)成分又は(A’)成分それぞれのアルキレンオキシドの付加モル数の分布測定及びナロー率の算出は下記の手順により行った。
(A)成分又は(A’)成分0.5gをアセトン10gに溶解して試料とした。この試料1μLを下記仕様の装置に注入して、(A)成分又は(A’)成分におけるアルキレンオキシドの付加モル数毎の濃度(質量%)を測定した。得られた濃度から、前述の(1)式によりナロー率を算出した。
【0083】
≪装置仕様≫
ガスクロマトグラム:HP−5890(ヒューレットパッカード社製)
検出器:FID
カラム:Ultra2、φ0.25mm×長さ25m、膜厚0.1μm
【0084】
≪分析条件≫
Injection:320℃
Detecter:320℃
温度:80℃→100℃(昇温速度:5℃/min)
100℃→320℃(昇温速度:25℃/min)、20minホールド
キャリアガス:He
スプリット比:50対1
スプリットベント流量:50mL/min
パージベント流量:3.5mL/min
【0085】
<平均付加モル数の算出方法>
EO(エチレンオキシド),PO(プロピレンオキシド)の平均付加モル数は、原料及びアルキレンオキシドの仕込みの質量の収支から計算で求めた。ただし、EO、POの付加反応後に蒸留を行った場合には、以下のH−NMR分析により平均付加モル数を求めた。
得られた化合物30mgを4mLの重クロロホルムに溶解し、H−NMR(300MHz、日本電子株式会社製 FT NMR SYSTEM JNM−LA300)にて測定した。重クロロホルムのケミカルシフトを7.30ppm基準として、ケミカルシフト0.87ppm(脂肪酸の末端メチル)、1.13〜1.15ppm(POの側鎖メチル)、3.32〜3.66ppm(POのメチンとメチレン)、3.52〜3.71ppm(EOのメチレン)の各ピークの積分値比率から計算で求めた。
【0086】
<動粘度>
40℃又は100℃における動粘度をJIS K2283に準拠して測定した。
試料をキャノンフェンスケ型動粘度管に採取し、40℃又は100℃に保持した恒温槽で30分以上保温し、該キャノンフェンスケ型動粘度管において試料を流下させた際の時間を計測した。
【0087】
<粘度指数>
粘度指数をJIS K2283に準拠し、40℃及び100℃の動粘度を下記(2)式及び下記(3)に引用して算出した。算出した粘度指数を下記評価基準に分類して評価した。
【0088】
粘度指数=(10−1)/0.00715+100 ・・・(2)
N=(logH−logU)/logY ・・・(3)
【0089】
ただし、前記(2)式及び(3)式における各記号は以下の通りである。
U:試料の40℃における動粘度(mm/s)。
Y:試料の100℃における動粘度(mm/s)。
H:100℃において試料と同一の動粘度をもつ、粘度指数100の石油製品の40℃における動粘度(mm/s)。JIS K2283の付表から該当する動粘度を読み取って引用する。
N:YをHとUの比に一致させるために必要なべき数。
【0090】
≪評価基準≫
◎:粘度指数が170以上。
○:粘度指数が150以上170未満。
×:粘度指数が150未満。
【0091】
<流動点>
流動点は、JIS K2269に準拠して測定した。
−20℃以下を「○」(合格)とし、−20℃超を「×」(不合格)とした。
【0092】
<耐熱性>
耐熱性は、DRY−BLOCK−BATH装置(アズワン株式会社製、THB−2)にて測定した。ガラスビン(SV−30、NICHIDEN−RIKA GLASS CO,LTD.)に試料5gを採取し、130℃に到達した時点から、72時間保持した後の質量を記録し、試験前後の質量減少率を下記(4)式により求め、これを耐熱性の指標とした。求めた質量減少率を下記評価基準に分類し、「○」以上を合格とした。
【0093】
質量減少率(質量%)=(試験前の質量−試験後の質量)÷試験前の質量×100・・・(4)
【0094】
≪評価基準≫
◎:質量減少率が3質量%未満。
○:質量減少率が3質量%以上4質量%未満。
△:質量減少率が4質量%以上5質量%未満。
×:質量減少率が5質量%以上。
【0095】
<添加剤溶解性>
各例の潤滑油基油39.6gに、潤滑油添加剤としてHiTEC 9325G(添加剤パッケージ,Afton chemical社(アメリカ)製,以下、添加剤A)又はHiTEC 638(無灰分散剤,Afton chemical社(アメリカ)製,以下、添加剤B)0.4gを加え、振とう混合して試料を調製した。潤滑油添加剤の溶けやすさ、振とう混合後の外観から、添加剤溶解性を下記評価基準に従い評価した。添加剤A及びBのいずれも「○」又は「◎」のものを総合評価「○」(合格)とし、添加剤A及び/又はBが「×」又は「△」のものを総合評価「×」(不合格)とした。
【0096】
≪評価基準≫
◎:室温でも容易に均一に溶解し、かつ室温で1日間静置後の外観が透明液体。
○:60℃に加熱すると均一に溶解し、かつ室温で1日間静置後の外観が透明液体。
△:60℃に加熱すると均一に溶解し、60℃では透明だが、室温で1日静置後は沈殿又は濁りを生じる。
×:60℃に加熱しても、均一に溶解しない。
【0097】
(製造例1)A−1の調製
以下の手順に従い、ラウリン酸メチルエステルとグリコールエーテルとのエステル交換によりA−1を製造した。
4Lオートクレーブ内の窒素置換を2度行った後、メタノール(純正化学株式会社製)388gと、触媒として28質量%ナトリウムメトキシド8.9gを仕込んだ。その後、90℃まで昇温し、POを2112g(メタノール1モルに対して3.0モルに相当)を徐々に導入してPO付加反応を行った。PO導入時の圧力は0.48MPaであった。反応進行と共に圧力が低下し、2時間後に0.39MPaで一定となるまでPO付加反応を継続して行い、一次中間体A(メタノール−3PO体)を得た。
次いで、1223gの一次中間体Aを4Lオートクレーブに仕込み、90℃まで昇温した後、さらにPO861g(一次中間体A1モルに対して2.5モルに相当)を徐々に導入してPO付加反応を行った。PO導入時の圧力は0.49MPaであった。その後圧力が反応進行と共に低下し、2時間後に0.38MPaで一定となるまでPO付加反応を継続して行った。冷却後、キョーワード600S及びキョーワード700SL(以上、無機合成吸着剤,協和化学工業株式会社製)を各20g(粗製物に対して1質量%)添加し、95℃で30分間攪拌して触媒の吸着処理を行い、80℃で加圧ろ過による固液分離を行うことで二次中間体A(メタノール−5.5PO体)を得た。さらに、常圧から5Torr(0.7kPa)まで段階的に減圧しながら、常温から180℃まで昇温することで、POの付加モル数が0〜3の低沸点留分を除去した三次中間体A(メタノール−7PO体、蒸留品)を得た。
その後、攪拌翼付きの5L4つ口フラスコに、三次中間体A1097gと、ラウリン酸メチル(パーム油由来の炭素数12留分由来の脂肪酸メチルエステル、商品名:パステルM12、ライオン株式会社製)508g(三次中間体1モルに対して0.95モルに相当)と、炭酸水素ナトリウム7.3gを仕込み、攪拌下、常圧から5Torr(0.7kPa)まで段階的に減圧しながら、60℃から210℃まで昇温して、未反応のラウリン酸メチルが2質量%以下になるまでエステル交換反応を行い、粗製物を得た。その後、1000gの粗製物に対し、キョーワード500SH及びキョーワード700SL(いずれも協和化学工業株式会社製)を各10g(粗製物に対し1質量%)添加し、95℃で1時間加熱して吸着処理を行った。さらに、ハイフロスーパーセル(商品名,セライト社製)10g(粗製物に対し1質量%)を添加し、均一に分散させた後、80℃で加圧ろ過を行うことで、POの平均付加モル数が7モルのA−1(M12−7PO、R=C1123、R=CH)を得た。
【0098】
(製造例2)A−2の製造
ラウリン酸メチルエステルに換えて、オレイン酸メチル(パーム油由来の炭素数18留分由来のC18混合脂肪酸メチルエステル(C16/C18:0/C18:1/C18:2=3/10/70/17)、商品名:パステルM182、ライオン株式会社製)を三次中間体A1モルに対し0.95モル用い、常圧から5Torr(0.7kPa)まで段階的に減圧しながら、60℃から260℃まで昇温した以外は、製造例1と同様にして、A−2(M182−7PO、R=C1733、R=CH)を製造した。
【0099】
(製造例3)A−4の製造
以下の手順に従い、オレイン酸メチル(パーム油由来の炭素数18留分由来のC18混合脂肪酸メチルエステル(C16/C18:0/C18:1/C18:2=3/10/70/17)、商品名:パステルM182、ライオン株式会社製)にプロピレンオキシドを直接付加させてA−4を製造した。
2.5MgO・Al・nHOで表される水酸化アルミナ・マグネシア(キョーワード300SN、協和化学工業株式会社製)を窒素気流下、750℃で3時間焼成し、焼成水酸化アルミナ・マグネシウム(Al/Mgモル比=0.44/0.56)触媒を得た。4Lオートクレーブに、パステルM182(商品名、ライオン株式会社製)908gと、焼成水酸化アルミナ・マグネシウム触媒7.2gを仕込み、窒素置換を行った。次いで、原料に含まれる水分を除去するため、100℃まで昇温し、5Torr(0.7kPa)で1時間脱水処理を行った。脱水処理後、180℃まで昇温して、窒素を導入してオートクレーブの反応缶内を常圧に戻し、プロピレンオキシド(PO)885g(オレイン酸メチル1モルに対して5モルに相当)を徐々に容器内へ導入した。導入終了直後、0.34MPaであった圧力が反応進行とともに低下し、2時間後に圧力0.29MPaで一定となるまでPO付加反応を継続して行った。得られた粗製物1350gにハイフロスーパーセル(セライト社製:珪藻土)20.25g(粗製物に対し1.5質量%)を添加し、均一に分散させた後、80℃で加圧ろ過を行い、A−4(M182−5PO、R=C1733、R=CH)を得た。
【0100】
(製造例4)A−5の製造
POの導入量を1239gとした以外は、製造例3と同様にしてA−5(M182−7PO、R=C1733、R=CH)を得た。
【0101】
(製造例5)A−6の製造
POの導入量を531gとした以外は、製造例3と同様にしてA−6(M182−3PO、R=C1733、R=CH)を得た。
【0102】
(製造例6)A’−1の製造
製造例1の一次中間体A1412gを4Lオートクレーブに仕込み、90℃まで昇温した後、さらにPO795g(一次中間体A1モルに対して2モルに相当)を徐々に導入してPO付加反応を行った。PO導入時の圧力は0.49MPaであった。その圧力が反応進行と共に低下し、2時間後に0.38MPaで一定となるまでPO付加反応を継続して行った。その後、蒸留操作を行わずに、キョーワード600S及びキョーワード700SL(以上、無機合成吸着剤,協和化学工業株式会社製)を各22g(粗製物に対して1質量%)添加し、95℃で30分間攪拌して触媒の吸着処理を行い、80℃で加圧ろ過による固液分離を行うことで二次中間体A’(メタノール−5PO体)を得た。その後、二次中間体A’を5L4つ口フラスコに入れ、常圧から5Torr(0.7kPa)まで段階的に減圧しながら、常温から260℃まで昇温することで、POの付加モル数が0〜2の低沸点留分とPOの付加モル数が8以上の高沸点留分を除去し、三次中間体A’(メタノール−5PO体、蒸留品)を得た。
その後、オレイン酸メチル(パーム油由来の炭素数18留分由来のC18混合脂肪酸メチルエステル(C16/C18:0/C18:1/C18:2=3/10/70/17)、商品名:パステルM182、ライオン株式会社製)を三次中間体A’の1モルに対し0.95モル用いた以外、製造例2と同様にしてA’−1(M182−5PO、R=C1733、R=CH)を得た。
【0103】
(製造例7)A’−2の製造
製造例6の二次中間体A’(メタノール−5PO体)1モルに対し、オレイン酸メチル(パーム油由来の炭素数18留分由来のC18混合脂肪酸メチルエステル(C16/C18:0/C18:1/C18:2=3/10/70/17)、商品名:パステルM182、ライオン株式会社製)を0.95モル用いた以外、製造例2と同様にしてA’−2(M182−5PO、R=C1733、R=CH)を得た。
【0104】
(製造例8)B−4の製造
製造例1の三次中間体Aに換えてイソプロパノール360gを用い、ラウリン酸メチル(パーム油由来の炭素数12留分由来の脂肪酸メチルエステル、商品名:パステルM12、ライオン株式会社製)を1223g(イソプロパノール1モルに対して0.95モルに相当)とした以外は、製造例1と同様にしてエステル交換反応を行い、B−4(C12−イソプロピル、R=C1123、R=CH(CH)を得た。
【0105】
(製造例9)C’−1の製造
製造例1の三次中間体Aに換えてネオペンチルグリコール313gを用い、ラウリン酸メチルに換えてカプリン酸メチル(パーム油由来の炭素数10留分由来の脂肪酸メチルエステル、商品名:パステルM10、ライオン株式会社製)1339g(ネオペンチルグリコール1モルに対して2.4モルに相当)を用いた以外は、製造例1と同様にしてエステル交換反応を行い、C’−1(ネオペンチルグリコール−C10)を得た。
【0106】
(実施例1〜24、比較例1〜13)
表2〜4に示す組成に従い、各成分を5L4つ口フラスコに投入し、室温(25℃)で、15分間攪拌した。攪拌後、100℃に昇温し、5Torr(0.7kPa)まで減圧して脱水し、各例の潤滑油基油を得た。得られた潤滑油基油について、動粘度、流動点、質量減少率を測定し、粘度指数、添加剤溶解性、耐熱性を評価した。これらの結果を表中に示す。
なお、表中の各成分の配合量は、純分換算量である。
【0107】
【表2】

【0108】
【表3】

【0109】
【表4】

【0110】
表2〜4に示すように、本発明を適用した実施例1〜24は、40℃動粘度が16.63mm/s以下という低いものであり、かつ粘度指数が150以上という高いものであった。加えて、実施例1〜24は、添加剤溶解性の総合評価が「○」であった。さらに、実施例1〜24は、流動点が−22.5℃以下で低温での流動性が高いものであり、耐熱性の評価が「○」又は「◎」であった。
【0111】
一方、(A)成分に換えてA’−1を用いた比較例1、5、6は、粘度指数の評価が「×」、添加剤溶解性の総合評価が「×」であった。(A)成分に換えてA’−2を用いた比較例2は、粘度指数の評価が「◎」であったが、添加剤溶解性が「×」であった。
(B)成分に換えて(B’)成分を用いた比較例3、5、7は、添加剤溶解性の総合評価が「×」、耐熱性の評価が「×」であった。
(C)成分に換えて(C’)成分を用いた比較例4、6、7は、添加剤溶解性の総合評価が「×」であった。
(A)成分の含有量が5質量%の比較例9は、粘度指数の評価、添加剤溶解性の総合評価が「×」であり、(A)成分の含有量が80質量%の比較例8は、粘度指数の評価が「◎」であるものの、添加剤溶解性の総合評価が「×」であった。
(B)成分の含有量が3質量%の比較例10は、粘度指数の評価が「◎」であるものの、添加剤溶解性の総合評価が「×」であり、(B)成分の含有量が70質量%の比較例11は、添加剤溶解性の総合評価及び耐熱性の評価が「×」であった。
(C)成分の含有量が70質量%の比較例12、及び(C)成分の含有量が3質量%の比較例13は、添加剤溶解性が「×」であった。
これらの結果から、本発明を適用することで、添加剤溶解性に優れ、低動粘度と高粘度指数とを両立できることが判った。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(I)で表され、下記(1)式で表されるナロー率が55〜80%である脂肪酸ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(A)10〜70質量%と、
下記一般式(II)で表される脂肪酸アルキルエステル(B)5〜60質量%と、
下記一般式(III)で表される脂肪酸又は脂肪酸アルキルエステルと下記一般式(IV)で表される多価アルコールとを反応させて得られる脂肪酸ポリオールエステル(C)5〜60質量%と、を含有する潤滑油基油。
−CO−Q−OR ・・・(I)
((I)式中、Rは炭素数7〜19の直鎖状の一価の炭化水素基を表し、Rは炭素数1〜8の一価の炭化水素基を表し、Qは炭素数2〜4のオキシアルキレン基を表し、nはアルキレンオキシドの平均付加モル数を表す3〜9の数である。)
−COO−R ・・・(II)
((II)式中、Rは炭素数7〜19の直鎖状の一価の炭化水素基を表し、Rは炭素数3〜8の一価の炭化水素基を表す。)
−COO−R ・・・(III)
((III)式中、Rは炭素数7〜9の直鎖状又は分岐鎖状の一価の飽和炭化水素基又は炭素数17〜19の一価の不飽和炭化水素基を表し、Rは水素又は炭素数1〜8の一価の炭化水素基を表す。)
【化1】

((IV)式中、Rは炭素数1〜6の一価の炭化水素基又はメチロール基を表す。)
【数1】

((1)式中、nMAXは全体のアルキレンオキシド付加体中に質量基準で最も多く存在するアルキレンオキシド付加体のアルキレンオキシドの付加モル数を示す。iはアルキレンオキシドの付加モル数を示す。Yiは全体のアルキレンオキシド付加体中に存在するアルキレンオキシドの付加モル数がiであるアルキレンオキシド付加体の割合(質量%)を示す。)


【公開番号】特開2012−224653(P2012−224653A)
【公開日】平成24年11月15日(2012.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−90418(P2011−90418)
【出願日】平成23年4月14日(2011.4.14)
【出願人】(000006769)ライオン株式会社 (1,816)
【Fターム(参考)】