润滑油组合物的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种粘度指数极高，同时作为弹性流体动力润滑领域中的流体摩擦系数的牵引系数低的润滑油组合物，其节能性、省燃耗性优异。一种润滑油组合物，其特征在于含有下述(A)成分及(B)成分。(A)低粘度合成油，是分子中具有醚键的40℃时的运动粘度小于10mm2/s的化合物，构成该化合物的氧原子数及碳原子数的比(O/C比)与上述化合物的40℃时的运动粘度(mm2/s)满足下述式(1)40℃时的运动粘度≤12-〔(O/C比)×30〕(1)。(B)高粘度合成油，是100℃时的运动粘度在40mm2/s以上的烃系合成油，是选自α-烯烃低聚物、α-烯烃低聚物的氢化物及乙烯-丙烯共聚低聚物中的1种或2种以上。
【专利说明】润滑油组合物
【技术领域】
[0001]本发明涉及润滑油组合物，尤其是粘度指数高、且弹性流体动力润滑领域中的流体摩擦系数低的节能性、省燃耗性优异的润滑油组合物。
【背景技术】
[0002]润滑油的本来目的在于，通过在滑动部位处形成的油膜来减少摩擦。因此，要形成较强的油膜，润滑油为高粘度较有利。但是，这样一来，润滑油的搅拌或给油所需要的动力会成为较大的能量损失，有碍于提高节能性、省燃耗性。故近年来，为了减少动力损失，润滑油的低粘度化正在进行。
然而，若使润滑油过度低粘度化，则高温时难以在滑动部位形成油膜，因此会存在增大摩擦或引起异常摩耗的情况。
因此，要求能维持高温时的高粘度的情况下降低常用温度区域中的粘度。这就意味着要极度减少对温度变化的润滑油的粘度变化，即表示需要极度粘度指数化(高VI化)了的润滑油。
[0003]另一方面，在大多数的机械装置中，作为机械要素，使用有支持转动运动的滚动轴承或传递动力的齿轮。这些滚动轴承或齿轮的润滑部分处于弹性流体润滑状态，此处的摩擦系数被称为牵引系数。因此，为了减少处于这样的润滑状态的机械装置中的摩擦损失，就需要对润滑油进行低牵引化(降低牵引系数)。
然而，想要降低该牵引系数并不容易，尤其是在具有极高的粘度指数的同时，又降低牵引系数并不容易。
[0004]现今，试图解决这样的提高粘度指数的同时降低牵引系数的课题的，可列举例如专利文献I。
上述专利文献I中，公开了一种降低含有100°c中具有大于3cSt的粘度的基本原料(base stock)的润滑油组合物的牵拉系数，即降低牵引系数的方法，其是添加牵引减力剂的方法，作为牵引减力剂，记载有一元酸酯等(参照专利文献I权利要求1、4)。而且，也记载了提高粘度指数、降低牵引系数的润滑油组合物。
然而，专利文献I中记载的降低润滑油组合物的牵引系数的效果不一定充分，还需要进一步提高降低牵拉系数、即牵引系数的效果。
现有技术文献 专利文献
[0005]专利文献1:日本专利特表2008-530268号公报
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种粘度指数极高、同时作为弹性流体动力润滑领域中的流体摩擦系数的牵引系数低的润滑油组合物，其节能性、省燃耗性优异。
[0007]本发明人为了达成上述目的，经过精心研究，结果发现通过混合具有醚键的特定低粘度合成油和特定高粘度合成油，可以有效地达成上述目的。本发明是基于这样的见解而完成。
[0008]即，本发明提供以下物质:
1.一种润滑油组合物，其特征在于，含有下述(A)成分及(B)成分；
(A)低粘度合成油，是分子中具有醚键的40°C时的运动粘度小于IOmmVs的化合物，构成该化合物的氧原子数及碳原子数的比(0/C比)与上述化合物的40°C时的运动粘度(mm2/s)满足下述式⑴；
40°C时的运动粘度≤ 12-〔(0/CK)X30〕....(I)
(B)高粘度合成油，是100°C时的运动粘度在40mm2/s以上的烃系合成油，是选自α-烯烃低聚物、α-烯烃低聚物的氢化物及乙烯-丙烯共聚低聚物中的I种或2种以上。
2.如上述I所述的润 滑油组合物，所述㈧成分是选自下述(a-Ι)~(a-3)中的I种或2种以上的化合物，
(a-1) 二(或三)乙二醇的二烷基醚(其中，二烷基醚的2个烷基相同或不同)；
(a_2) —端的末端为烷基酿、另一端的末端为烷基酷的二(或二)乙二醇；
(a-3)饱和或不饱和脂肪酸的烷氧基烷基酯。
3.如上述I或2所述的润滑油组合物，所述⑶成分是100°C时的运动粘度为100~150mm2/s的α -烯烃低聚物及/或该α -烯烃低聚物的氢化物。
4.如上述I~3的任意一项所述的润滑油组合物，所述(B)成分是使用茂金属催化剂而获得的α-烯烃低聚物及/或该α-烯烃低聚物的氢化物。
5.如上述I~4的任意一项所述的润滑油组合物，其进一步含有选自抗氧化剂、极压添加剂或抗磨剂、分散剂及金属系净化剂中的I种或2种以上的润滑油添加剂作为(C)成分。
发明效果
[0009]根据本发明，可以提供一种粘度指数极高、同时作为弹性流体动力润滑领域中的流体摩擦系数的牵引系数低的润滑油组合物，其节能性、省燃耗性优异。因此，可以提供一种尤其是可以降低具有滚动轴承或齿轮的机械装置的动力损失的节能性、省燃耗性优异的润滑油组合物。
【具体实施方式】
[0010]本发明的润滑油组合物含有(A)低粘度合成油和(B)高粘度合成油。
[0011]〔(Α成分)低粘度合成油〕
作为本发明的A成分的低粘度合成油，要求是分子中具有醚键的化合物。对于该分子中具有醚键的化合物，分子中至少具有I个醚键即可，也可以具有2个或2个以上。分子中优选的醚键的个数是I~6,更优选I~4,进一步优选3~4。
此外，本发明的分子中具有醚键的化合物具有醚键即可，进一步也可以具有其以外的键、例如酯键。
[0012]对于上述A成分的低粘度合成油，要求是40°C时的运动粘度小于IOmmVs的化合物。A成分由于是在润滑油组合物中与高粘度合成油(B成分)共同使用，因此降低组合物的运动粘度，达成节能性、省燃耗性。因此，优选40°C时的运动粘度在9mm2/s以下，更优选8mm2/s以下,进一步优选5mm2/s以下。另，A成分的40°C时的运动粘度的下限无特别限制，基于防止润滑油组合物的蒸发损失等的观点，优选lmm2/s以上,更优选1.5mm2/s以上。
[0013]对于作为上述A成分的分子中具有醚键的化合物，进一步要求是构成该化合物的氧原子数及碳原子数的比(0/C比)与上述化合物的40°C时的运动粘度(mm2/S)满足下述式(I)的低粘度合成油。
40°C时的运动粘度≤ 12-〔(0/CK)X30〕....(I)
若是调整0/C比使其满足上述式(I)的具有醚键的化合物，可以显示出良好的溶解性，同时是低粘度，可以使粘度指数良好。另，为了更好地获得该效果，优选上述式(I)的右边的上限值为8.5。
[0014]作为本发明中使用的A成分，只要是满足上述要件即可使用，但基于容易入手的观点，优选使用下述(a-Ι)~(a-3)所示的化合物的I种或2种以上。
(a-1) 二(或三)乙二醇的二烷基醚(其中，二烷基醚的2个烷基相同或不同)
(a_2) —端的末端为烷基酿、另一端的末端为烷基酷的二(或二)乙二醇 (a-3)饱和或不饱和脂肪酸的烷氧基烷基酯
对于上述(a-Ι)~(a-3)的化合物中的烷基醚、烷基酯及烷氧基烷基酯以及脂肪酸的碳原子数，只要选定至满足各自的化合物在40°C时的运动粘度的规定及上述式(I)即可。
例如，作为烷基醚，可列举乙醚、丙醚、丁醚、己醚、己基丁基醚等，此外，作为它们的醚基，可列举单醚、二醚、三醚等。其中，优选二丁醚。作为烷基酯，可列举癸酸酯、辛酸酯、壬酸酯等，其中，优选辛酸酯。作为饱和或不饱和脂肪酸的烷氧基烷基酯，可列举棕榈油酸丁氧基乙基酯、油酸丁氧基乙基酯、反油酸丁氧基乙基酯等，其中优选油酸丁氧基乙基酯。
[0015]上述A成分可以单独使用I种具有该醚键的化合物，或2种以上混合使用。此外，A成分的含量，以A成分与后述的B成分的总量为基准，优选20~90质量％，更优选30~80质量％，尤其优选50~80质量％。A成分的含量在20质量％以上时，具有降低牵引系数的效果，同时可以降低组合物的粘度。另一方面，若是90质量％以下，则可以获得溶解性良好且稳定的组合物。
此外，A成分的低粘度合成油的100°C时的运动粘度，优选下限为0.5mm2/s以上，更优选0.7mm2/s以上,优选上限为3.0mm2/s以下,更优选2.0mm2/s以下,进一步优选1.5mm2/s以下。通过使A成分的100°C运动粘度在该范围内，可以容易地兼具高粘度指数化和低粘度化。
[0016]〔 (B成分)高粘度合成油〕
本发明中，作为B成分，使用100°C时的运动粘度在40mm2/s以上的烃系合成油。
100°C时的运动粘度不足40mm2/s时，存在无法获得具有充分的粘度指数的润滑组合物的情况。因此，B成分的100°C时的运动粘度优选50mm2/s以上，更优选80mm2/s以上，进一步优选100mm2/s以上。
此外，对于100°C时的运动粘度的上限，无特别限制，但出于防止剪切稳定性降低的观点，优选150mm2/s以下,更优选130mm2/s以下。
由于这些情况，B成分的100°C时的运动粘度优选为100~150mm2/s，更优选100~130mm2/so
[0017]本发明中，作为具有上述运动粘度的烃系高粘度合成油(B成分)，可以使用选自α-烯烃低聚物、α-烯烃低聚物的氢化物及乙烯-丙烯共聚低聚物中的I种或者2种以上。其中，基于抑制低温时的粘度增加的观点，较为合适的有α-烯烃低聚物及/或α-烯烃低聚物的氢化物。
作为α-烯烃低聚物或α-烯烃低聚物的氢化物的原料，均可以是直链状或具有支链的物质，可以单独使用I种选自1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一碳烯、1-十二碳烯的碳原子数8~12的α -烯烃，或2种以上组合使用。
其中，作为原料，使用1-癸烯获得的α-烯烃低聚物及/或该α-烯烃低聚物的氢化物可合适地使用。
[0018]在上述α -烯烃的聚合中使用的聚合(低聚物化)催化剂可以使用各种催化剂。例如，可列举茂金属催化剂及三氟化硼(BF3)或齐格勒催化剂等所谓的非茂金属催化剂。
其中，使用茂金属催化剂获得的α-烯烃低聚物及将其进一步氢化所得的氢化α-烯烃低聚物，基于粘度指数高等方面更优选。
[0019]作为上述茂金属催化剂，可以组合具有含周期表第4族元素的共轭碳5元环的络合物、即茂金属络合物与含氧有机铝化合物使用。
作为上述茂金属络合物中的周期表第4族元素，可使用钛、锆以及铪，特别优选锆。此外，具有共轭碳5元环的络合物，一般使用具有取代或无取代的环戊二烯配体的络合物。
作为合适的茂金属络合物的例子，可列举二(正十八烷基环戊二烯)二氯化锆、二(三甲基甲硅烷基环戊二烯)二氯化锆、二(四氢茚基)二氯化锆、二 [(叔丁基二甲基甲硅烷基)环戊二烯]二氯化锆、二( 二叔丁基环戊二烯)二氯化锆、(亚乙基-二茚基)二氯化锆、二环戊二烯二氯化锆、亚乙基二(四氢茚基)二氯化锆及二 [3，3(2-甲基-苯并茚基)]二甲基硅烷二基二氯化锆等。这些可以单独使用I种，也可以2种以上组合使用。
[0020]另一方面，作为上述含氧有机铝化合物，例如可列举甲基铝氧烷、乙基铝氧烷、异丁基铝氧烷等。这些可以单独使用I种，或2种以上组合使用。
[0021 ] 可以作为B成分使用的乙烯-丙烯共聚低聚物，没有特别限制，通常使用乙烯含量为10~90摩尔％、优选20~80摩尔％的共聚物。这样的共聚低聚物的粘度指数高,且剪切稳定性也良好。
[0022]上述B成分的含量以A成分与B成分的总量为基准，优选80~10质量％，更优选70~20质量％，特别优选50~20质量％。B成分的含量在10质量％以上时，可以获得高粘度指数的润滑油，在80质量％以下时，可以获得溶解性良好且稳定的组合物。
A成分及B成分的总量，优选润滑油组合物中的70质量％以上，更优选80质量％以上，进一步优选90质量％以上。
[0023]〔(C成分)润滑油添加剂〕
本发明的润滑油组合物中，含有A成分与B成分的组合物中，可以进一步混合C成分润滑油添加剂。
作为(C)成分的润滑油添加剂，可列举(c-1)抗氧化剂、(c-2)极压添加剂或抗磨剂、(c-3)分散剂及(c-4)金属系净化剂等，优选混合从中选出的I种或2种以上的润滑油添加剂。
[0024] 作为上述(c-1)的抗氧化剂，可列举胺系抗氧化剂、苯酚系抗氧化剂及硫系抗氧化剂。作为胺系抗氧化剂，可列举例如4，4’ - 二丁基二苯胺、4，4’ - 二辛基二苯胺、4，4’ - 二壬基二苯胺等二烷基(烷基的碳原子数I~20) 二苯胺、苯基-α -萘胺、辛基苯基-α -萘胺、壬基苯基-α -萘胺等萘胺等。
[0025]作为苯酚系抗氧化剂，可列举例如2，6- 二-叔丁基-4-甲基苯酚、2，6- 二 -叔丁基-4-乙基苯酚等单苯酚系抗氧化剂、4，4’ -亚甲基二(2，6-二-叔丁基苯酚)、2，2’-亚甲基二(4-乙基-6-叔丁基苯酚)等二苯酚系抗氧化剂。
[0026]作为硫系抗氧化剂，可列举例如吩噻嗪、季戊四醇-四-(3-月桂基硫代丙酸酯)、二(3，5-叔丁基-4-羟基苄基)硫醚、硫代二乙撑二(3- (3，5- 二-叔丁基-4-羟基苯基))丙酸酯、2，6_ 二-叔丁基-4-(4，6-二(辛硫基)-1，3，5_三嗪-2-甲基氨基)苯酚等。
[0027]这些抗氧化剂可以单独使用I种，或2种以上组合使用。此外，其混合量以润滑油组合物总量为基准，通常定为0.01~10质量％、优选0.03~5质量％的范围。
[0028]作为上述(c-2)的极压添加剂或抗磨剂，可列举硫系极压添加剂、磷系抗磨剂、S-P系极压添加剂、烃基二硫代磷酸锌及噻唑系极压添加剂。
作为硫系极压添加剂，可列举硫化油脂、硫化脂肪酸、硫化酯、硫化烯烃、二烃基多硫化物、噻二唑化合物、烷基硫代氨基甲酰基化合物、硫代氨基甲酸酯化合物、硫代萜化合物、二烷基硫代二丙酸酷化合物等。
作为磷系抗磨剂，可列举磷酸酯、酸性磷酸酯、亚磷酸酯、酸性亚磷酸酯等磷酸酯类、这些磷酸酯类的胺盐。
[0029]作为S-P系极压添加剂，可以是硫代磷酸三苯酯、三硫代亚磷酸三(十二烷基)酯(9々U >卜U f * 7 * ^ 7 r 〃卜)等硫代磷酸酯那样的、I个化合物中含有硫和磷的化合物，也可混合硫系极压添加剂和磷系极压添加剂使用。混合硫系极压添加剂和磷系极压添加剂时，硫系极压添加剂和磷系极压添加剂分别使用上述硫系极压添加剂及磷系抗磨剂中例示的化合物即可。
[0030]此外，作为二烃基二硫代磷酸锌(ZnDTP)，可以是烃基为碳原子数I~24的直链状或支链状烷基、碳原子数3~24的直链状或支链状烯基、碳原子数5~13的环烷基或者直链状或支链状烷基环烷基、碳原子数6~18的芳基或者直链状或支链状烷基芳基及碳原子数7~19的芳基烷基等中的任意。此外，烷基或烯基可以是伯、仲及叔的任意。
[0031]作为噻二唑化合物，可列举例如2，5- 二(正己基二硫代)-1，3，4-噻二唑、2，5_ 二(正辛基二硫代)-1，3，4-噻二唑、2，5-二 (正壬基二硫代)-1，3，4-噻二唑、2，5-二 (1,1,3，3-四甲基丁基二硫代)-1，3，4-噻二唑、3，5- 二(正己基二硫代)-1，2，4-噻二唑、3，6- 二(正辛基二硫代)-1，2，4_噻二唑、3，5-二(正壬基二硫代)-1，2，4_噻二唑、3，5-二(1，1，3，3-四甲基丁基二硫代)-1,2,4-噻二唑、4，5- 二 (正辛基二硫代)-1,2,3-噻二唑、4，5- _.(正壬基二硫代)-1,2,3- BH二唑、4, 5- _.(1, 1, 3, 3-四甲基丁基二硫代)-1,2,3-?二唑等。
这些极压添加剂或抗磨剂可以单独使用I种或2种以上组合使用。此外，其混合量以润滑油组合物总量为基 准，通常在0.01~10质量％、优选0.05~5质量％的范围中选定。
[0032]作为上述(c-3)的分散剂，可列举酰亚胺系分散剂、酰胺系分散剂及酯系分散剂。 具体地可列举例如平均分子量1000~3500的烯基取代烯基琥珀酰亚胺及其硼化物、
苄胺、烷基多胺、烯基琥珀酸酯。这些分散剂可以单独使用I种或2种以上组合使用。此外，其混合量以润滑油组合物总量为基准，通常在0.05~10质量％、优选0.1~5质量％的范围中选定。
[0033]作为上述(c-4)的金属系净化剂,可列举Ca、Mg、Ba等碱土类金属磺酸盐、碱土类金属酚盐、碱土类金属水杨酸盐、碱土类金属膦酸盐等。这些可以是中性、碱性、过碱性的任
O
这些金属系净化剂可以单独使用I种或2种以上组合使用。其混合量以润滑油组合物总量为基准，通常在0.05~30质量％、优选0.1~10质量％的范围中选定。
[0034]作为润滑油添加剂，可以适当混合上述以外的、油性剂、防锈剂、金属钝化剂、防腐蚀剂、降凝剂、消泡剂等。
[0035]本发明中的润滑油添加剂的总混合量，通常相对于A成分与B成分的总量100质量份，混合I~20质量份。优选3~15质量份。
[0036]〔其它成分〕
本发明的润滑油组合物中，在不违背本发明的目的的范围内，可以混合上述以外成分的润滑油基础油。
作为上述润滑油基础油，可列举100°C中的运动粘度在IOmmVs以下的矿物油及α -烯烃低聚物、聚丁烯、多元醇酯等合成油。其混合量以润滑油组合物为基准，优选在30质量％以下的范围。
[0037]〔润滑油组合物〕
本发明的润滑油组合物，如上所述，是含有A成分、B成分及根据需要添加的C成分的组合物，优选该润滑油组合物的粘度指数在220以上，更优选240以上，进一步优选260以上。粘度指数在220以上时，在达成节能性、省燃耗性的同时，还易于在高温中于滑动部位形成油膜。
此外，本发明的润滑油组合物的牵引系数优选0.025以下，更优选0.020以下。牵引系数在0.025以下时，可以更充分地发挥降低弹性流体动力润滑领域中的流体摩擦系数的效
果O
另，牵引系数是通过后述的评价方法测定的值。
[0038]此外，对于本发明的润滑油组合物的运动粘度没有特别限制，根据润滑油组合物的用途或使用条件适当选择即可。
例如，润滑油组合物为汽车用变速机油时，40°C时的运动粘度在25mm2/s以下，优选100°C时的运动粘度在6mm2/s以上。
[0039]本发明的润滑油组合物是降低具有滚动轴承、齿轮作为机械要素的机械装置的动力损失、并赋予节能性?省燃耗性的润滑油，可适用于工业用轴承油、工业用齿轮油、汽车用齿轮油、汽车用变速机油等。
实施例
[0040]接着，通过实施例对本发明进行进一步详细地说明，但本发明并不限于这样例子。 〔实施例1~12及比较例I~11〕
使用第I表所示的基材，配制第2表所示组成的润滑油组合物，对其粘度指数、运动粘度、溶解性及牵引系数进行测定。润滑油组合物的调制方法是通过将组合物中使用的基材在60°C下搅拌混合30分钟进行。另，第2表的实施例及比较例中所使用的添加剂是，第I表的添加剂的内容栏所示的化合物包，均是同样的添加剂包。
此外，第I表中所示的、第2表中使用的基材的标号如下所示。
ET:具有醚键的化合物
ETS:具有醚键和酯键的化合物
ES:具有酯键的化合物
PAO: α -烯烃低聚物
HV-PAO:高粘度α -烯烃低聚物
EPO:乙烯-丙烯共聚低聚物
PB:聚丁烯
[0041]此外，润滑油组合物的性状、性能按照以下所示的方法进行测定。
<润滑油组合物的性状的测定方法>
(1)运动粘度
按照JIS Κ2283进行测定。
(2)粘度指数
按照JIS Κ2283进行测定。
<润滑油组合物的性能的评价方法>
(3)润滑油组合物的溶解性
将由上述调制方法所得的润滑油组合物在室温下静置8小时后，目测观察该润滑油组合物的外观，确认有无不溶成分的析出。
没有析出不溶成分，溶解性良好的情况记为“0Κ”;有析出不溶成分，溶解性不良的情况记为“NG”。
[0042](4)牵引系数
使用下述的试验机及测定条件，测定牵引系数。
试验机:微牵引力测定仪Mini Traction Machine (PCS Instruments社制)
测定条件:
球:直径19.05mm、AISI52100轴承钢 盘:直径50mm、AISI52100轴承钢 滚动速度:4.0m/s 负重:45N 油温:40°C 滑移率:10%
[0043][表 I]
【权利要求】
1.一种润滑油组合物，其特征在于，含有下述(A)成分及(B)成分； (A)低粘度合成油，是分子中具有醚键的40°C时的运动粘度小于IOmmVs的化合物，构成该化合物的氧原子数与碳原子数之比(Ο/C比)和上述化合物的40°C时的运动粘度(mm2/s)满足下述式⑴； 40°C时的运动粘度≤12-〔(0/CK)X30〕....(I) (B)高粘度合成油，是100°C时的运动粘度在40mm2/s以上的烃系合成油，是选自α-烯烃低聚物、α-烯烃低聚物的氢化物及乙烯-丙烯共聚低聚物中的I种或2种以上。
2.根据权利要求1所述的润滑油组合物，所述(A)成分是选自下述(a-Ι)~(a-3)中的I种或2种以上的化合物， (a-1) 二(或三)乙二醇的二烷基醚， 其中，二烷基醚的2个烷基相同或不同； (a_2) —端的末端为烷基酿、另一 端的末端为烷基酷的二(或二)乙二醇； (a-3)饱和或不饱和脂肪酸的烷氧基烷基酯。
3.根据权利要求1或2所述的润滑油组合物，所述(B)成分是100°C时的运动粘度为100~150mm2/s的α -烯烃低聚物及/或该α -烯烃低聚物的氢化物。
4.根据权利要求1~3的任意一项所述的润滑油组合物，所述⑶成分是使用茂金属催化剂而获得的α-烯烃低聚物及/或该α-烯烃低聚物的氢化物。
5.根据权利要求1~4的任意一项所述的润滑油组合物，其进一步含有选自抗氧化剂、极压添加剂或抗磨剂、分散剂及金属清净剂中的I种或2种以上的润滑油添加剂作为(C)成分。
【文档编号】C10M105/18GK103930529SQ201280049765
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年10月24日 优先权日:2011年10月28日
【发明者】田本芳隆, 坪内俊之 申请人:出光兴产株式会社