润滑油基油及其制造方法以及润滑油组合物的制作方法

专利名称：润滑油基油及其制造方法以及润滑油组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及润滑油基油及其制造方法以及润滑油组合物。
背景技术：
近年，润滑油的高粘度指数且低粘度化正在进行，目前研究了仅从合成油获得的 高粘度指数基油。特别是驱动系油中，需要比机油还要低粘度的基油，这是从节省能源的角 度出发机器的设计上所要求的，为了在低温下保持低粘度，进而以进一步提高节能性能为 目的，要求高粘度指数基油。通常，低温特性的改良通过在润滑油基油内添加降凝剂等来进行(例如，参考专 利文献1 3)。另外，作为高粘度指数基油的制造方法，已知通过对含天然、合成的正构烷 烃的原料油进行氢解/加氢异构化而精制润滑油基油的方法(例如，参考专利文献4)。另一方面，为了汽车的省燃费而将机械小型、高性能化时，润滑油曝露于比此前更 高的温度，由于油的蒸发油量减低，进一步由于轻组分的蒸发，润滑油的粘度增加成为问 题。因此研究降低润滑油的蒸发特性(例如，参考专利文献5 7)。进而，从近年对安全的高要求和储存的关系出发，要求高闪点的基油、通常的使用 石油类的1级上分类的石油制品，为了实现此而进行了研究(例如，参考专利文献8)。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开平4-36391号公报专利文献2 日本特开平4-68082号公报专利文献3 日本特开平4-120193号公报专利文献4 日本特表2006-502298号公报专利文献5 日本特开平10-183154号公报专利文献6 日本特开2001-089779号公报专利文献7 日本特表2006-502303号公报专利文献8 日本特开2005-154760号公报

发明内容
发明要解决的问题然而，上述现有的润滑油基油的情况下，以高水准平衡良好地满足用于节能性能 而高粘度指数、低温粘度特性及低粘度化时，低蒸发性及高闪点是困难的。例如，满足低温 粘度特性及低粘度化要求的润滑油基油，在高温条件下由于润滑油蒸发而导致油量减低， 进一步由于轻组分的蒸发而易于引起粘度增加，节能性能不一定谈得上高。另外，目前作为润滑油基油及润滑油的低温粘度特性的评价指标，一般有倾点、雾 点、凝固点等，最近公开了一种基于正构烷烃、异构烷烃含量等的润滑油基油的低温粘度特 性的评价方法。然而，根据本发明人的研究表明，为了实现对应上述要求的润滑油基油及润
3滑油，将倾点、凝固点等指标作为润滑油基油的低温粘度特性(省燃费性)的评价指标不一
定合适。进而，在上述利用氢解/加氢异构化的润滑油基油精制方法中，从提高正构烷烃 向异构烷烃的异构化率及通过润滑油基油的低粘度化来改善低温粘度特性的观点出发，研 究了氢解/加氢异构化的最优化条件，粘度-温度特性(特别是高温下的粘度特性)与低 温粘度特性有相反的关系，因此兼具这两者非常地困难。例如，在提高正构烷烃向异构烷烃 的异构化率时改善了低温粘度特性，但降低了粘度指数等粘度-温度特性变得不充分。进 而，将如上所述的倾点、凝固点等指标作为润滑油基油的低温粘度特性的评价指标不一定 合适，这也是最优化氢解/加氢异构化条件变得困难的原因之一。本发明是鉴于以上情况完成的，其目的在于，提供一种能够以高水准平衡良好地 全部满足高粘度指数、低温粘度特性、低粘度化、低蒸发性及高闪点的润滑油基油及其制造 方法、以及使用该润滑油基油的润滑油组合物。用于解决问题的方案为了解决上述问题，本发明提供了一种润滑油基油，其特征在于，其在40°C的动 力粘度为7mm2/S以上且小于15mm2/S，粘度指数为120以上，尿素加合值为4质量％以 下，_35°C的BF粘度为IOOOOmP · s以下，闪点为200°C以上，且NOACK蒸发量为50质量％ 以下。本发明所述的在40°C的动力粘度及后述的100°C的动力粘度、以及粘度指数是指 分别按照Jis K 2283-1993测定的在40°C或100°C的动力粘度及粘度指数。另外，本发明所述的尿素加合值通过以下方法测定。将所称量的试样油(润滑油 基油)IOOg放入圆底烧瓶中，加入尿素200mg、甲苯360ml及甲醇40ml，在室温下搅拌6小 时。由此，在反应溶液中作为生成尿素加合物的白色粒状晶体。通过用1微米过滤器过滤 反应溶液，取出所生成的白色粒状晶体，将所得的晶体用甲苯50ml洗涤6次。将回收的白 色晶体放入烧瓶，加入纯水300ml及甲苯300ml，在80°C下搅拌1小时。用分液漏斗分离除 去水相，用纯水300ml将甲苯相洗涤3次。在甲苯相中加入干燥剂(硫酸钠)进行脱水处 理后，蒸馏除去甲苯。将由此得到的尿素加合物相对于试样油的比例(质量百分比)定义 为尿素加合值。另外，本发明所述的在_35°C的BF粘度是指按照JPI-5S-26-99在_35°C测定的粘度。另外，本发明所述的闪点是指按照JIS K 2265(开放式闪点)测定的闪点。另外，本发明所述的NOACK蒸发量是指按照ASTM D5800-95测定的蒸发损失率。根据本发明的润滑油基油，通过在40°C的动力粘度、粘度指数、尿素加合值、 在-35 °C的BF粘度、闪点及NOACK蒸发量分别满足上述条件，能够以高水准平衡良好地全部 满足高粘度指数、低温粘度特性、低粘度化、低蒸发性及高闪点。另外，本发明的润滑油基油 中配合有降凝剂等添加剂时，可以有效地表现该添加效果。因此，本发明的润滑油基油作为 目前能够应对高粘度指数、低温粘度特性、低粘度化、闪点特性及蒸发特性的要求的润滑油 基油非常有用。进而，根据本发明的润滑油基油，通过上述的优异的粘度-温度特性可以降 低实际使用温度范围中的粘度阻力、搅拌阻力。能够降低在适用该润滑油基油的内燃机、驱 动装置等装置中的能量损失，达成节能化，在这一点上非常有用。
而且，现有的通过氢解/加氢异构化进行润滑油基油精制的方法中，提高由正构 烷烃向异构烷烃的异构化率的研究如上所述，根据本发明人们的研究，仅减低正构烷烃的 残留量而难以充分改善低温粘度特性。也就是说，通过氢解/加氢异构化生成的异构烷烃 中还包含对低温粘度特性产生不良影响的成分，但现有的评价方法中没有充分认识到这一 点。另外，正构烷烃及异构烷烃的分析适用气相色谱(GC)、NMR等分析方法，但这些分析方 法中从异构烷烃中将对低温粘度特性产生不良影响的成分进行分离或特定需要繁杂的操 作和极多的时间等，实际使用上称不上有效。与此相对，本发明的尿素加合值的测定中，作为尿素加合物，能够精度良好且确实 地捕集异构烷烃中对低温粘度特性产生不良影响的成分、以及润滑油基油中残留正构烷烃 时的该正构烷烃，因而作为润滑油基油的低温粘度特性的评价指标是优异的。而且，本发明 人等通过使用GC及NMR的分析，确认到尿素加合物的主要成分为正构烷烃及由主链的末端 至分枝位置为碳原子数为6以上的异构烷烃的尿素加合物。另外，本发明提供了一种润滑油基油的制造方法，其特征在于，具备对含正构烷烃 的原料油进行氢解/加氢异构化的工序，以使所得被处理物的尿素加合值为4质量％以下、 在40°C的动力粘度为7mm2/s以上且小于15mm2/s、粘度指数为120以上、在_35°C的BF粘 度为IOOOOmP · s以下、闪点为200°C以上、且NOACK蒸发特性为50质量％以下。根据本发明的润滑油基油的制造方法，对含正构烷烃的原料油进行氢解/加氢异 构化，以使所得被处理物的尿素加合值为4质量％以下、在40°C的动力粘度7mm2/S以上且 小于15mm2/S、粘度指数为120以上、在_35°C的BF粘度为IOOOOmP · s以下、闪点为200°C 以上、且NOACK蒸发特性为50质量％以下，从而能够确实获得以高水准兼具粘度-温度特 性、低温粘度特性和闪点特性的润滑油基油。另外，本发明提供了一种润滑油组合物，其特征在于，含有上述本发明的润滑油基 油。本发明的润滑油组合物由于含有如上所述具有优异的特性的本发明的润滑油基 油，因而作为以高水准平衡良好地全部满足高粘度指数、低温粘度特性、低粘度化、低蒸发 性及高闪点的润滑油组合物是有用的。另外，如上所述，本发明的润滑油基油配合添加剂时 可以有效地表现其添加效果，因此本发明的润滑油组合物可以优选含有各种添加剂。发明效果如上所述，根据本发明，可以提供能够以高水准平衡良好地满足全部高粘度指数、 低温粘度特性、低粘度化、低蒸发性及高闪点的润滑油基油及其造方法，以及使用该润滑油 基油的润滑油组合物。
具体实施例方式以下，针对本发明优选的实施例进行详细说明。本发明的润滑油基油在40°C的动力粘度为7mm2/S以上且小于15mm2/S，粘度指数 为120以上，尿素加合值为4质量％以下，在-35°C的BF粘度为IOOOOmP · s以下，闪点为 200°C以上，且NOACK蒸发量为50质量％以下。本发明的润滑油基油在40°C的动力粘度需要为7mm2/s以上且小于15mm2/S，优选 为8 14mm2/s，更优选为9 13mm2/S。在40°C的动力粘度为小于7mm2/s时，润滑部位的油膜保持性和蒸发性可能产生问题，因而不优选。另外在40°C的动力粘度为15mm2/s以上 时，低温粘度特性可能恶化，因而不优选。另外，本发明的润滑油基油的粘度指数从粘度-温度特性的观点出发，如上所述 需要为120以上，优选为122以上，更优选为124以上，特别是优选为125以上。粘度指数 小于120时，可能无法获得有效的节能性能而不优选。另外，本发明的润滑油基油在100°C的动力粘度优选为2. 0 3. 5mm2/s，更优选为 2. 2 3. 3mm2/S，最优选为2. 5 3. 0mm2/s。润滑油基油在100°C的动力粘度小于2. Omm2/ s时，从蒸发损失的观点出发不优选。另外，在100°C的动力粘度超过3. 5mm2/s时低温粘度 特性可能恶化，因而不优选。本发明的润滑油基油的尿素加合值，从不损失粘度-温度特性而改善低温粘度特 性的观点出发，如上所述需要为4质量％以下，优选为3. 5质量％以下，更优选为3质量％ 以下，进一步优选为2. 5质量％以下。另外，润滑油基油的尿素加合值，即使为0质量％也 可以，但从能够获得充分的低温粘度特性、高粘度指数和高闪点的润滑油基油、另外可以缓 和异构化条件而经济性也优异的观点出发，优选为0. 1质量％以上，更优选为0. 5质量％以 上，特别是优选为0. 8质量％以上。另外，本发明的润滑油基油在_35°C的BF粘度需要为IOOOOmP · s以下，优选 为8000mP · s以下，更优选为7000mP · s以下，进一步优选为6000mP · s以下，最优选为 5000mP · s以下。在-35°C的BF粘度超过15000mP · s时，使用该润滑油基油的润滑油整体 的低温流动性有减低的倾向，从节能化的观点出发不优选。BF粘度的下限值没有特别限定， 但从尿素加合的关系出发为500mP · s以上，优选为750mP · s以上，最优选为IOOOmP · s以 上。另外，本发明的润滑油基油的闪点需要为200°C以上，优选为205°C以上，更优选 为208°C以上，进一步优选为210°C以上。闪点小于200°C时，可能在高温使用时的安全性方
面产生问题。另外，本发明的润滑油基油的NOACK蒸发量需要为50质量％以下，优选为47质 量％以下，更优选为46质量％以下，进一步优选为45质量％以下。NOACK蒸发量超过上限 值时，将润滑油基油用于内燃机用润滑油等时，润滑油的蒸发损失量变多，随之促进催化剂 中毒，因而不优选。另一方面，本发明的润滑油基油的NOACK蒸发量下限没有特别限定，优 选为10质量％以上，更优选为15质量％以上，进一步优选为20质量％以上。NOACK蒸发量 小于下限值时，低温粘度特性的改善有变困难的倾向。另外，制造本发明的润滑油基油时，可以使用含有含正构烷烃或正构烷烃的蜡的 原料油。原料油可以为矿物油或合成油中的任意一种，或者也可以为它们2种以上的混合 物。另外，本发明中使用的原料油优选为含在ASTM D86或ASTM D2887中规定的润滑 油范围沸腾的含蜡的原料。原料油的蜡含量以原料油总量为基准计，优选为50质量％以上 且为100质量％以下。原料的蜡含量可以通过核磁共振波谱法(ASTMD5292)、相关环分析 (n-d-M)法(ASTM D3238)、溶剂法(ASTMD3235)等分析手法测定。作为含蜡的原料，例如可列举出残液等来自溶剂精制法的油、部分溶剂脱蜡油、脱 浙青油、馏出物、减压气体油、焦化蜡油(coker gas oil)、疏松石蜡、渣滓油、费歇尔托普烯
6蜡等，其中优选疏松石蜡及费歇尔托普烯蜡。作为疏松石蜡，典型地来自于溶剂或者丙烷脱蜡所产生的烃原料。疏松石蜡可以 含有残留油，该残留油可以通过脱油而除去。渣滓油相当于脱油后的疏松石蜡。另外，费歇尔托普烯蜡利用所谓的费歇尔托普烯合成法制造。进而，作为含正构烷烃的原料油还可以使用市售品。具体地可列举出 Paraflint80(加氢费歇尔托普烯蜡)以及Shell MDSffaxy Raffinate (加氢以及部分异构 化中间馏出物合成蜡质残液)等。另外，来自溶剂萃取的原料油通过将来自常压蒸馏的高沸点石油馏分送入减压蒸 馏装置，对出自该装置的蒸馏馏分进行溶剂萃取而获得。来自减压蒸馏的残渣还可以进行 脱浙青。在溶剂萃取法中，在残液相中残留有链烷成分的状态下直接将芳香族成分溶解于 萃取相。环烷烃被分配在萃取相和残液相中。作为溶剂萃取用的溶剂优选使用苯酚、糠醛 和N-甲基吡咯烷酮等。通过控制溶剂/油比、萃取温度、应被萃取的蒸馏物与溶剂的接触 方法等，可以控制萃取相和残液相的分离程度。进而作为原料可以使用使用具有更高氢解 能力的燃料油氢解装置、并从燃料油氢解装置中获得的底部馏分。对于上述原料油，通过进行氢解/加氢异构化以使所得被处理物的尿素加合值为 4质量％以下且粘度指数为100以上的工序，可以获得本发明的润滑油基油。氢解/加氢异 构化工序只要所得被处理物的尿素加合值和粘度指数满足所述条件就没有特别限定。本发 明的优选氢解/加氢异构化工序包括以下工序使用加氢处理催化剂对含有正构烷烃的原料油进行加氢处理的第1工序；使用加氢脱蜡催化剂对第1工序获得的被处理物进行加氢脱蜡处理的第2工序；使用加氢精制催化剂对第2工序获得的被处理物进行加氢精制的第3工序。而且，即便是现有的氢解/加氢异构化中，以用于防止加氢脱蜡催化剂中毒的脱 硫、脱氮为目的，有时在加氢脱蜡工序的前段设置加氢处理工序。与此相对，本发明的第1 工序(加氢处理工序)是为了在第2工序(加氢脱蜡工序)的前段分解原料油中的正构烷 烃的一部分(例如10质量％左右，优选1 10质量％ )而设置的，虽然该第1工序也可以 脱硫、脱氮，但与现有的加氢处理的目的不同。设置该第1工序在使第3工序后将获得的被 处理物(润滑油基油)的尿素加合值确实地为4质量％以下的方面优选。所述第1工序中使用的加氢催化剂可列举出含有第6族金属，第8-10族金属以及 它们的混合物的催化剂等。优选的金属可列举出镍、钨、钼、钴以及它们的混合物。加氢催 化剂可以用将这些金属负载于耐热性金属氧化物载体上的方式使用，通常金属在载体上作 为氧化物或者硫化物存在。另外，使用金属的混合物时，还可以作为以催化剂总量为基准计 金属的量达到30质量％以上的金属本体催化剂存在。作为金属氧化物载体，可列举出二氧 化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝或者二氧化钛等氧化物，其中优选氧化铝。优选的氧化铝 为Y型或者β型的多孔氧化铝。金属的负载量以催化剂总量为基准计优选为0.5 35质 量％的范围。另外，使用第9-10族金属与第6族金属的混合物时，优选第9族或者第10族 金属中的任意一种、以催化剂总量为基准计以0. 1 5质量％的量存在，第6族金属以5 30质量％的量存在。金属的负载量可以通过原子吸收光谱法、电感耦合等离子体光谱分析 法或者对各个金属用ASTM指定的其他方法测定。金属氧化物载体的酸性可以通过添加物的添加、控制金属氧化物载体的性质(例如组装入二氧化硅-氧化铝载体中的二氧化硅量的控制)等进行控制。添加物的例子可列 举出卤素、特别是氟、磷、硼、氧化钇、碱金属、碱土金属、稀土类氧化物以及氧化镁。卤素等 辅助催化剂一般会提高金属氧化物载体的酸性，但氧化钇或者氧化镁等弱碱性添加物有减 弱该载体的酸性的倾向。关于加氢处理条件，处理温度优选为150 450°C，更优选为200 400°C，氢分压 优选为1400 20000kPa，更优选为2800 14000kPa，液体空间速度(LHSV)优选为0. 1 IOhr"1,更优选为0. 1 Shr—1，氢/油比优选为50 1780mVm3,更优选为89 890mVm30 而且，所述条件为一例，为使第3工序后获得的被处理物的尿素加合值和粘度指数分别满 足所述条件的第1工序的加氢处理条件，优选根据原料、催化剂、装置等的不同适当选择。第1工序中经加氢处理后的被处理物可以直接供于第2工序，但优选在第1工序 和第2工序之间设置对该被处理物进行汽提或者蒸馏、从被处理物(液态产物)中分离除 去气体产物的工序。由此，可以将被处理物所含的氮成分和硫成分减少至不影响第2工序 的加氢脱蜡催化剂的长期使用的水平。利用汽提等的分离除去对象主要是硫化氢和氨气等 气体杂质，汽提可以利用闪蒸罐、分馏器等通常的装置进行。另外，第1工序的加氢处理条件温和时，依据所用原料，残留的多环芳香族成分有 通过的可能性，但这些杂质可以通过第3工序的加氢精制除去。另外，第2工序所用的加氢脱蜡催化剂可以含有晶质或者非晶质的任意一种材 料。作为晶质材料例如可列举出以铝硅酸盐(沸石)或者磷酸硅铝(SAPO)为主要成分的具 有10或者12元环通路的分子筛。作为沸石的具体例子，可列举出ZSM-22、ZSM-23、ZSM-35、 ZSM-48、ZSM-57、镁碱沸石、ITQ-13、MCM-68、MCM-71等。另外，作为磷酸铝的例子可列举出 ECR-42。作为分子筛的例子，可列举出β沸石和MCM-68。这些之中，优选使用选自ZSM-48、 ZSM-22以及ZSM-23中的1种或者2种以上，特别优选ZSM-48。分子筛优选为氢形。加氢 脱蜡催化剂的还原能够在加氢脱蜡时当场发生，也可以将预先实施了还原处理的加氢脱蜡 催化剂供于加氢脱蜡。另外，作为加氢脱蜡催化剂的非晶质材料可列举出用第3族金属掺杂的氧化铝、 氟化物化氧化铝、二氧化硅_氧化铝、氟化物化二氧化硅_氧化铝、二氧化硅_氧化铝等。作为脱蜡催化剂的优选实施例，可列举出二官能性，即装载有至少1个第6族金 属、至少1个第8 10族金属或者它们混合物的金属加氢成分。优选的金属为Pt、Pd或者 它们的混合物等第9-10族贵金属。这些金属的装载量以催化剂总量为基准计优选为0. 1 30质量％。作为催化剂调制和金属装载方法例如可列举出使用分解性金属盐的离子交换法 和浸渍法。而且，使用分子筛时，还可以与加氢脱蜡条件下的具有耐热性的粘合剂材料复合 化，或者还可以不用粘合剂(自身键合)。作为粘合剂材料，可列举出二氧化硅、氧化铝、二 氧化硅_氧化铝、二氧化硅和二氧化钛、氧化镁、氧化钍、氧化锆等其他金属氧化物的双成 分的组合，二氧化硅_氧化铝_氧化钍、二氧化硅_氧化铝_氧化镁等氧化物的三成分的组 合等无机氧化物。加氢脱蜡催化剂中的分子筛量以催化剂总量为基准计，优选为10 100 质量％，更优选为35 100质量％。加氢脱蜡催化剂通过喷雾干燥、挤出等方法形成。加 氢脱蜡催化剂可以以硫化物化或者非硫化物化的方式使用，优选硫化物化的方式。关于加氢脱蜡条件，温度优选为250 400°C，更优选为275 350°C，氢气分压优选为 791 20786kPa(100 3000psig)，更优选为 1480 17339kPa(200 2500psig)， 液体空间速度优选为0. 1 lOhr—1，更优选为0. 1 Shr—1，氢/油比优选为45 1780m3/ m3(250 10000scf/B)，更优选为 89 890m3/m3(500 5000scf/B)。而且，所述条件为一 例，为使第3工序后获得的被处理物的尿素加合值和粘度指数分别满足所述条件的第2工 序，优选为加氢脱蜡条件根据原料、催化剂、装置等的不同适当选择。第2工序中经加氢脱蜡处理的被处理物被供于第3工序的加氢精制。加氢精制是 温和加氢处理的一实施例，其目的为在除去残留杂原子和色相体之外，通过加氢使烯烃和 残留芳香族化合物饱和。第3工序的加氢精制可以与脱蜡工序级联式实施。第3工序中使用的加氢精制催化剂优选为在金属氧化物载体上负载有第6族金 属、第8-10族金属或者它们的混合物的催化剂。作为优选的金属，可列举出贵金属，特别是 钼、钯和它们的混合物。使用金属的混合物时，可以作为以催化剂为基准计金属的量为30 质量％或者更多的金属本体催化剂存在。催化剂的金属含有率，非贵金属优选为20质量％ 以下，，贵金属优选为1质量％以下。另外，作为金属氧化物载体，可以是非晶质或者晶质氧 化物的任意一种。具体地可列举出二氧化硅、氧化铝、二氧化硅-氧化铝或者二氧化钛等低 氧性氧化物，优选氧化铝。从芳香族化合物的饱和的观点出发，优选使用多孔载体上负载有 具有较强加氢功能的金属的加氢精制催化剂。作为优选的加氢精制催化剂，可列举出M41S系列或者属于系统催化剂的中孔 (mesopore)性材料。M41S系列的催化剂为具有高二氧化硅含有率的中孔性材料，具体可列 举出MCM-41、MCM-48以及MCM-50。该加氢精制催化剂具有15 100 Λ的细孔径，特别优 选MCM-41。MCM-41为具有一样尺寸细孔的六方晶系排列的无机多孔非层化相。MCM-41的 物理结构为麦秆的开口部(细孔的孔径)为15 100 Λ范围的麦秆束状。MCM-48具有立 方体对称，MCM-50具有层状结构。MCM-41可以用中孔径范围不同尺寸的细孔开口部制造。 中孔性材料可以具有第8族、第9族或者第10族金属中的至少1个金属加氢成分，作为金 属加氢成分为贵金属，特别优选第10族贵金属，最优选Pt、Pd或者它们的混合物。关于加氢精制的条件而言，温度优选为150 350°C，更优选为180 250°C，全压 优选为2859 20786kPa (约400 3000psig)，液体空间速度优选为0. 1 Shr—1，更优选 为0.5 3hr、氢/油比优选为44.5 1780m3/m3(250 10000scf/B)。而且，上述条件为 一例，为使第3工序后获得的被处理物的尿素加合值和粘度指数分别满足上述条件，第3工 序的加氢生成条件优选为根据原料、处理装置的不同适当选择。另外，对于第3工序后获得的被处理物而言，可以根据需要利用蒸馏等将规定的 成分分离除去。对于利用上述制造方法获得的本发明的润滑油基油中，只要尿素加合值和粘度指 数分别满足所述条件，则其他性状并没有特别限定，优选本发明的润滑油基油进而满足以 下条件。本发明的的润滑油基油中饱和成分的含量以润滑油基油总量为基准计，优选为90 质量％以上，更优选为93质量％以上，进一步优选为95质量％以上。另外，环状饱和成分占 该饱和成分的比例优选为0. 1 10质量％，更优选为0. 5 5质量％，进一步优选为0. 8 3质量％。通过饱和成分的含量和环状成分占该饱和成分的比例分别满足所述条件，可以达 成粘度_温度特性以及热_氧化稳定性。另外，在该润滑油基油中配合添加剂时，可以将该添加剂充分稳定地溶解保持在润滑油基油中，且能够以更高水准表现该添加剂的功能。进 而，通过饱和成分的含量和环状饱和成分占该饱和成分的比例分别满足所述条件，可以改 善润滑油基油本身的摩擦特性，结果可以提高摩擦降低效果，进而达成提高节能性。而且，当饱和成分的含量小于90质量％时，有粘度-温度特性、热-氧化稳定性和 摩擦特性变得不充分的倾向。另外，环状饱和成分占该饱和成分的比例小于0. 1质量％时， 当在润滑油基油中配合添加剂时，该添加剂的溶解性变得不充分，溶解保持于润滑油基油 中的该添加剂的有效量降低，因此有无法有效获得该添加剂功能的倾向。进而，当环状饱和 成分占该饱和成分的比例超过10质量％时，当在润滑油基油中配合添加剂时有该添加剂 的作用降低的倾向。本发明中，环状饱和成分占该饱和成分的比例为0. 1 10质量％与非环状饱和成 分占该饱和成分的比例为99. 9 90质量％等价。这里，非环状饱和成分中包含正构烷烃和 异构烷烃两者。正构烷烃和异构烷烃占本发明的润滑油基油的比例只要尿素加合值满足上 述条件则没有特别限定，但异构烷烃的比例以润滑油基油总量为基准计优选为90 99. 9 质量％，更优选为95 99. 5质量％，进一步优选为97 99质量％。通过异构烷烃占润滑 油基油的比例满足所述条件，可以进一步提高粘度-温度特性、热_氧化稳定性。另外，当 在该润滑油基油中配合添加剂时，可以充分稳定地溶解保持该添加剂，同时以更高水准表 现该添加剂的功能。而且，本发明的饱和成分的含量是指根据ASTM D 2007-93测定的值(单位质
量％ )。另外，本发明所说的环状饱和成分和非环状饱和成分占饱和成分的比例是指分别 根据ASTM D 2786-91测定的环烷成分(测定对象1环 6环环烷，单位质量％ )和烷烃 成分(单位质量％)。另外，本发明所述的润滑油基油中的正构烷烃的比例是指如下所述的值对利用 所述ASTM D 2007-93记载的方法分离-获得的饱和成分在以下条件下进行气相色谱分析， 鉴定和定量正构烷烃占该饱和成分的比例，将该测定值以润滑油基油总量为基准进行换算 的值。而且，鉴定和定量时，作为标准试样使用碳原子数5 50的正构烷烃的混合试样，在 饱和成分中所占的正构烷烃通过与各正构烷烃相对于色谱的总峰面积值(除去源自稀释 剂的峰的面积值)相当的峰面积值的总比例来求得。(气相色谱条件)柱液相无极性柱(长度25mm，内径0. 3mmΦ，液相膜厚度0. 1 μ m)升温条件50°C 400°C (升温速度10°C /min)载气氦气(线速度40Cm/min)分流比90/1试样注入量0. 5 μ L (用二硫化碳稀释至20倍的试样的注入量)另外，润滑油基油中的异构烷烃的比例是指以润滑油基油总量为基准将非环状饱 和成分占所述饱和成分与正构烷烃占所述饱和成分之差进行换算的值。而且，可以使用饱和成分的分离方法或者环状饱和成分、非环状饱和成分等的组 成分析时可以获得相同结果的类似方法。例如上述之外，可列举出ASTM D 2425-93所记载 的方法、ASTM D 2549-91所记载的方法、利用高效液相色谱(HPLC)的方法或者将这些方法
10改良的方法等。另外，本发明的润滑油基油中芳香族成分以润滑油基油总量为基准计，优选为5 质量％以下，更优选为0. 1 3质量％，进一步优选为0. 3 1质量％。芳香族成分的含量 超过上述上限值时，粘度-温度特性、热-氧化稳定性及摩擦特性，进而防挥发性及低温粘 度特性有降低的倾向，进一步，润滑油基油中配合添加剂时有该添加剂的作用降低的倾向。 另外，本发明的润滑油基油可以不含芳香族成分，但通过使芳香族成分含量为0. 1质量％ 以上，可以进一步提高添加剂的溶解性。而且，这里所说的芳香族成分的含量是指根据ASTM D2007-93测定的值。芳香族 成分通常除了烷基苯、烷基萘之外，还包含蒽、菲和它们的烷化物，进一步包含苯环稠合四 环以上的化合物、吡啶类、喹啉类、苯酚类、萘酚类等具有杂原子的芳香族化合物等。另外，本发明的润滑油基油的％ Cp优选为80以上，更优选为82 99，进一步优选 为85 98，特别优选为90 97。润滑油基油的％ Cp小于80时，有粘度-温度特性、热_氧 化稳定性和摩擦特性降低的倾向，进而在润滑油基油中配合添加剂时有该添加剂的作用降 低的倾向。另外，本发明的％ Cp超过99时，有添加剂的溶解性降低的倾向。另外，本发明的润滑油基油的％ Cn优选为15以下，更优选为1 12，进一步优选 为3 10。润滑油基油的％ Cn超过15时，有粘度-温度特性、热-氧化稳定性和摩擦特性 降低的倾向。另外，％ Cn小于1时有该添加剂的作用降低的倾向。另外，本发明的润滑油基油的％ Ca优选为0. 7以下，更优选为0. 6以下，进一步优 选为0. 1 0. 5。润滑油基油的％ Ca超过0. 7时，有粘度-温度特性、热-氧化稳定性和摩 擦特性降低的倾向。另外，本发明的润滑油基油的％(；还可以是0，但通过使％(；为0. 1以 上，可以进一步提高添加剂的溶解性。进而，本发明的润滑油基油的％ Cp和％ Cn的比例优选％ Cp/% (；为7以上，更优 选为7. 5以上，进一步优选为8以上。％ CP/% Cn小于7时，有粘度-温度特性、热-氧化 稳定性和摩擦特性降低的倾向，进而在润滑油基油中配合添加剂时有该添加剂的作用降低 的倾向。另外，Cn优选为200以下，更优选为100以下，进一步优选为50以下，特 别优选为25以下。通过使％ Cp/% Cn为200以下，可以进一步提高添加剂的溶解性。而且，本发明所述的％ Cp, % Cn和％ Ca分别是指通过根据ASTM D 3238-85的方 法(n-d-M环分析)求得的烷烃碳原子数相对于总碳原子数的百分比、环烷碳原子数相对于 总碳原子数的百分比以及芳香族碳原子数相对于总碳原子数的百分比。即，所述％0>、% (；和％ Ca的优选范围基于利用所述方法求得的值获得，例如即便是不含环烷成分的润滑油 基油，利用所述方法求得的％ Cn也会显示出超过0的值。另外，本发明的润滑油基油的碘价优选为0. 5以下，更优选为0. 3以下，进一步优 选为0. 15以下，另外，还可以小于0.01，但从与其相称的效果小的方面以及与经济性关系 出发，优选为0. 001以上，更优选为0. 05以上。通过使润滑油基油的碘价为0. 5以下，可以 显著提高热-氧化稳定性。而且，本发明所说的碘价是指利用JIS K 0070《化学制品的酸 价、皂化价、碘价、羟基值和不皂化价》的指示剂滴定法测定的碘价。另外，本发明的润滑油基油的硫成分含量依赖于其原料的硫成分的含量。例如，使 用如利用费歇尔托普烯反应等获得的合成蜡成分那样基本不含硫的原料时，可以获得基本 不含硫的润滑油基油。另外，当使用在润滑油基油的精制过程中获得的疏松石蜡或者在精
11蜡过程中获得的微晶蜡等含硫的原料时，所得润滑油基油中的硫成分通常为100质量ppm 以上。本发明的润滑油基油中，从热-氧化稳定性的进一步提高和低硫化的观点出发，优选 硫成分的含量为10质量ppm以下，更优选为5质量ppm以下，进一步优选为3质量ppm以 下。另外，从成本降低的观点出发，优选使用疏松石蜡等作为原料，此时所得润滑油基 油中的硫成分优选为50质量ppm以下，更优选为10质量ppm以下。而且，本发明所说的硫 成分是指根据JIS K 2541-1996测定的硫成分。另外，本发明的润滑油基油的氮成分含量没有特别限定，优选为5质量ppm以下， 更优选为3质量ppm以下，进一步优选为1质量ppm。氮成分的含量超过5质量ppm时，有 热-氧化稳定性降低的倾向。而且，本发明所说的氮成分是指根据JIS K2609-1990测定的 氮成分。上述润滑油基油通过使在40°C的动力粘度、粘度指数、尿素加合值、在_35°C的BF 粘度、闪点及NOACK蒸发量分别满足上述条件，粘度级别与同样的现有的润滑油基油相比， 能够以高水准平衡良好地全部满足高粘度指数、低温粘度特性、低粘度化、低蒸发性及高闪 点，特别是，可以低温粘度特性优异、显著降低粘性阻力、搅拌阻力。另外，本发明的润滑油基油的倾点优选为-25°c以下，更优选为-27. 5°C以下，进 一步优选为-30°C以下，从高粘度指数、低温粘度特性、低粘度化、低蒸发性及高闪点的平 衡、润滑油基油的收率等经济性的观点出发，通常-50°C以上，优选为-40°C以上。倾点超过 所述上限值时，有降低使用该润滑油基油的润滑油整体的低温流动性的倾向。而且，本发明 所述的倾点是指按照JIS K 2269-1987测定的倾点。另外，本发明的润滑油基油的15°C密度(P15)为下述式(1)所示的P值以下，也 就是说优选为P 15彡P OP = 0. 0025Xkvl00+0. 816(1)[式中，kvlOO表示润滑油基油的100°C的动力粘度(mm2/S)。]而且，ρ15> ρ时，有粘度-温度特性以及热-氧化稳定性、进而防挥发性和低 温粘度特性降低的倾向，另外，在润滑油基油中配合添加剂时，有该添加剂的作用降低的倾 向。例如，本发明的润滑油基油的P 15优选为0. 82以下，更优选为0. 815以下。而且，本发明中所说的15°C下的密度是指根据JIS K2249-1995在15°C下测定的
也/又。另外，本发明的润滑油基油的苯胺点(AP(°C ))为下述式(2)所示的A的值以上， 也就是说优选为AP > A。A = 4. 3Xkvl00+100(2)[式中，kvlOO表示润滑油基油的100°C的动力粘度(mm2/S)]而且，AP < A时，有粘度-温度特性以及热-氧化稳定性、进而防挥发性和低温粘 度特性降低的倾向。另外，在润滑油基油中配合添加剂时，有该添加剂的作用降低的倾向。例如，本发明的AP优选为100°C以上，更优选为105°C以上。而且，本发明中所说 的苯胺点是指根据JIS K 2256-1985测定的苯胺点。另外，本发明的润滑油基油的蒸馏性状用优选为用气相色谱蒸馏，且如下所述。
本发明的润滑油基油的初馏点(IBP)优选为275 315°C，更优选为280 310°C， 进一步优选为285 305°C。另外，10%馏出温度(TlO)优选为320 380°C，更优选为 330 370°C，进一步优选为340 360°C。另外，50%馏出点(T50)优选为375 415°C， 更优选为380 410°C，进一步优选为385 405°C。另外，90%馏出点(T90)优选为400 445°C，更优选为405 440°C，进一步优选为415 435°C。另外，终点(FBP)优选为415 485°C，更优选为425 475°C，进一步优选为435 465°C。另外，T90-T10优选为45 105°C，更优选为55 95°C，进一步优选为65 85°C。另外，FBP-IBP优选为110 190°C， 更优选为120 180°C，进一步优选为130 170°C。另外，T10-IBP优选为90 170°C，更 优选为100 160°C，进一步优选为110 150°C。另外，FBP-T90优选为5 50°C，更优选 为10 45°C，进一步优选为15 40°C。通过将本发明的润滑油基油中的IBP、T10、T50、T90、FBP、T90-T10、FBP-IBP, TlO-IBP, FBP-T90设定为上述优选范围，可以进一步改善低温粘度，进一步降低蒸发损失。 而且，分别对于T90-T10、FBP-IBP, TlO-IBP以及FBP-T90而言，当过于缩小它们的蒸馏范 围，则润滑油基油的收率恶化，从经济性观点出发不优选。而且，本发明中所述的IBP、T10、T50、T90以及FBP分别指根据ASTM D 2887-97测 定的馏出点。另外，本发明的润滑油基油中的残留金属成分，来自制造过程无法避免混入的催 化剂、原料中包含的金属成分，优选为充分除去该残留金属成分。例如，Al、Mo、M的含量优 选为分别在1质量PPm以下。这些金属成分的含量超过上述上限值时，有阻碍润滑油基油 中配合的添加剂的功能的倾向。而且，本发明所述的残留金属成分是指根据JPI-5S-38-2003测定的金属成分。另外，本发明的润滑油基油的RBOT寿命优选为350min以上，更优选为360min以 上，进一步优选为370min以上。RBOT寿命分别小于所述下限值时，润滑油基油的粘度-温 度特性及热-氧化稳定性有降低的倾向，进一步，在润滑油基油中配合添加剂时有降低添 加剂功能的倾向。而且，本发明所述的RBOT寿命是指对在润滑油基油中添加有0. 2质量％苯酚系抗 氧化剂(2，6- 二叔丁基对甲酚；DBPC)的组合物，根据JISK2514-1996测定的RBOT值。具有上述组成的本发明的润滑油基油即使不配合降凝剂在-30°C的BF粘度可 以优选为7000mPa · s以下，更优选为4000mPa · s以下，进一步优选为2000mPa · s以下， 在-40°C的BF粘度可以优选为700000mPa · s以下，更优选为400000mPa · s以下，进一步 优选为200000mPa · s以下。进而，本发明的润滑油基油在_35°C的CCS粘度可以优选为 2000mPa-s以下，更优选为1500mPa-s以下，进一步优选为1400mPa-s以下。这样，本发明的 润滑油基油的粘度-温度特性、低温粘度特性和闪点特性优异，同时粘性阻力、搅拌阻力降 低，进一步改善热-氧化稳定性及摩擦特性，可以提高摩擦降低效果进而达成提高节能性。 另外，本发明的润滑油基油中添加剂配合时可以以高水准表现该添加剂的功能(通过降凝 剂的低温粘度特性提高效果，通过抗氧化剂的热-氧化稳定性提高效果，通过摩擦调整剂 的摩擦减低效果，通过摩擦防止剂的耐磨性提高等)。因此，本发明的润滑油基油可以作为 各种各样的润滑油基油而优选使用。作为本发明的润滑油基油用途，具体可列举出轿车用 汽油发动机，两轮车用汽油发动机、柴油发动机、燃气发动机、燃气加热泵用发动机、船舶用发动机、发电发动机等内燃机中使用的润滑油(内燃机用润滑油)；自动变速器、手动变速 器、无极变速器、最终减速机(final-speed-reducer)等驱动传递装置中使用的润滑油(驱 动传递装置用油)；缓冲器、建筑机械等油压装置中使用的液压油；压缩机油、涡轮机油、工 业用齿轮油、冷冻机油、防锈油、导热油、煤气罐密封油(gas holder seal)、轴承油、造纸机 用油、工作机械油、滑动导轨面油、电气绝缘油、切割油、压制油、轧制油、热处理油等，在这 些用途中通过使用本发明的润滑油基油，可以以高水准达成各润滑油的粘度-温度特性、 热_氧化稳定性、节能型、省燃费性等特性的提高，以及各润滑油的长寿命化及环境负荷物 质的减低。本发明的润滑油组合物中，可以单独使用本发明的润滑油基油，另外也可以将本 发明的润滑油基油与其它一种或者两种以上的基油并用。而且，本发明的润滑油基油与其 它基油并用时，本发明的润滑油基油在这些混合基油中所占比例优选为30质量％以上，更 优选为50质量％以上，进一步优选为70质量％以上。作为与本发明的润滑油基油并用的其它基油，没有特别限定，作为矿油系基油，例 如可列举出在100°c的动力粘度为1 100mm2/S的溶剂精制矿油、氢解矿油、加氢精制矿 油、溶剂脱蜡基油等。另外，作为合成系基油，可列举出聚α-烯烃或其加氢物、异丁烯低聚物或其加氢 物、异构烷烃、烷基苯、烷基萘、二酯(二(十三烷基)戊二酸酯、二-2-乙基己基己二酸酯、 二异癸基己二酸酯、二(十三烷基)己二酸酯、二-2-乙基己基癸二酸酯等)、多醇酯(三羟 甲基丙烷辛酸酯、三羟甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇2-乙基己酸酯、季戊四醇壬酸酯等)、聚 氧化烯乙二醇、二烷基二苯基醚、聚苯醚等，其中，优选为聚α-烯烃。作为聚α-烯烃，可 列举出典型的为碳原子数2 32，优选为6 16的α-烯烃的低聚物或共低聚物(1_辛烯 低聚物、癸烯低聚物、乙烯_丙烯共低聚物等)及它们的加氢物。聚α -烯烃的制造方法没有特别限定，可列举出例如在包含三氯化铝或三氟化硼 与水、醇(乙醇、丙醇、丁醇等)、羧酸或酯的络合物的傅-克(Friedel-Crafts)催化剂这样 的聚合催化剂的存在下，使α -烯烃进行聚合的方法。另外，本发明的润滑油组合物，可以根据需要进一步含有各种添加剂。作为该添加 剂，没有特别限定，可以配合润滑油领域中现有使用的任意添加剂。作为该润滑油添加剂， 具体可列举出抗氧化剂、无灰分散剂、金属系清洁剂、极压剂、防磨耗剂、粘度指数提高剂、 降凝剂、摩擦调整剂、油性剂、防腐蚀剂、防锈剂、抗乳化剂、金属惰化剂、密封膨润剂、消泡 剂、着色剂等。这些添加剂，可以单独使用一种，另外也可以两种以上组合使用。特别是，本 发明的润滑油组合物含有降凝剂时，由于可以最大限度发挥用于本发明的润滑油基油中降 凝剂的添加效果，可以达成优异的低温粘度特性(在_40°C的MRV粘度优选为60000mPa
以下，更优选为45000mPa · s以下，进一步优选为30000mPa · s以下)。实施例以下，基于实施例及比较例对本发明进行更具体的说明，但本发明不受以下实施 例的任何限定。[实施例1，比较例1]实施例1中，首先，对在将溶剂精制基油进行精制的工序中通过减压蒸馏而分离 的馏分，用糠醛进行溶剂萃取，然后进行加氢处理，接着，用甲乙酮-甲苯混合溶剂进行溶剂脱蜡。将溶剂脱蜡时除去的、作为疏松石蜡获得的蜡成分(以下，称为“WAX1”。)作为润 滑油基油的原料油使用。WAXl的性状示于表1。[表1]
权利要求
一种润滑油基油，其特征在于，其在40℃的动力粘度为7mm2/s以上且小于15mm2/s、粘度指数为120以上、尿素加合值为4质量％以下、在 35℃的BF粘度为10000mP·s以下、闪点为200℃以上、且NOACK蒸发量为50质量％以下。
2.一种润滑油基油的制造方法，其特征在于，其具备对含正构烷烃的原料油进行氢解 /加氢异构化的工序，以使所得被处理物的尿素加合值为4质量％以下、在40°C的动力粘度 为7mm2/s以上且小于15mm2/s、粘度指数为120以上、在_35°C的BF粘度为IOOOOmP · s以 下、闪点为200°C以上、且NOACK蒸发量为50质量％以下。
3.一种润滑油组合物，其特征在于，其含有权利要求1所述的润滑油基油。全文摘要
本发明的润滑油基油在40℃的动力粘度为7mm2/s以上且小于15mm2/s、粘度指数为120以上、尿素加合值为4质量％以下、在-35℃的BF粘度为10000mP·s以下、闪点为200℃以上、且NOACK蒸发量为50质量％以下。另外，本发明的润滑油基油的制造方法具有对含正构烷烃的原料油进行氢解/加氢异构化的工序，以使所得被处理物在40℃的动力粘度为7mm2/s以上且小于15mm2/s、粘度指数为120以上、尿素加合值为4质量％以下、在-35℃的BF粘度为10000mP·s以下、闪点为200℃以上、且NOACK蒸发量为50质量％以下。另外，本发明的润滑油组合物含有上述本发明的润滑油基油。
文档编号C10N70/00GK101978035SQ200980110123
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月23日 优先权日2008年3月25日
发明者田口昌广, 田川一生, 白滨真一 申请人:吉坤日矿日石能源株式会社