JPH03199295A - エンジン油基油 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ネオ酸を原料脂肪酸として用い、また場合に
よりネオ酸以外のモノカルボン酸を原料脂肪酸の一部と
して用い、ネオペンチルポリオルを原料アルコールとし
て用いた合成エステルを含有してなるエンジン油基油に
関する。

〔従来の技術〕

現在、エンジン油基油として使用されている潤滑油を組
成別に分けると、鉱物油、合成油に大別され、後者はさ
らに合成炭化水素、ジエステル、ヒンダードエステルに
分けられる。これらのエンジン油基油には、低揮発性、
高粘度指数、良好な低温流動性、すくれた熱・酸化安定
性、高い加水分解安定性などの性能が要求される。

鉱物油は安価なためエンジン油基油として、現在量も広
く使用されているが、揮発量が多い、粘度指数が低い、
低温流動性が悪い、熱・酸化安定性が悪いなどの欠点を
有している。

この鉱物油の欠点を改良するために、上記の合成酒が開
発され、使用されている。その１つである合成炭化水素
は同一粘度グレードの鉱物油に比較して揮発性が低い。

また、熱・酸化安定性が良いといった長所を持つ。しか
し、粘度指数はエステル系の潤滑油と比べて低い。

合成炭化水素と比較してジエステルはさらに揮発性が低
く、粘度指数が高く、また低温流動性が良い。しかし、
熱・酸化安定性は合成炭化水素に劣る。また、加水分解
されやすいという欠点も有している。

これら鉱物油、合成炭化水素、ジエステルに対して、ヒ
ンダードエステルは最もトータルバランスの良いエンジ
ン油基油である。ヒンダードエステルはジエステルと同
様に揮発性が低い。また、粘度指数、低温流動性はジエ
ステルにはやや劣るものの、鉱物油と比べ十分良好なも
のである。熱・酸化安定性に関しては他のエンジン油基
油と比べ最もすぐれている。

しかし、これらの長所の反面、ジエステルと同様にヒン
ダードエステルは、加水分解されやすいという欠点があ
る〔潤滑ハンドブック改訂版、日本潤滑油学会績、■養
賢堂発行〕。エンジン油に水分が混入した場合、この欠
点は問題となる。

ヒンダードエステルは、上記加水分解されやすいという
欠点にもかかわらず、そのすぐれた熱・酸化安定性から
、高性能なエンジン油基油として幅広く使用されている
。しかしながら、近年のエンジンの高性能化に伴う使用
条件の過酷化から、他の油ではもちろんのこと、ヒンダ
ードエステルでさえも熱・酸化安定性はまだ不十分であ
り、使用に耐えられなくなってきている〔トライボロシ
スト、第３４巻第２号、第１４４〜１４７頁（１９８９
年）〕。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来公知のヒンダードエステル系のエンジ
ン油基油では、加水分解安定性に問題があり、また高性
能エンジンのエンジン油基油として十分使用できる程の
熱・酸化安定性を有するものとは必ずしも言えなかった
。

本発明は、上記の事情に鑑み、熱・酸化安定性にすぐれ
、かつ良好な加水分解安定性を有するエンジン油基油を
提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段〕 本発明者らは、上記の目的を達成するために鋭意検討し
−た結果、ネオペンチルポリオール、ネオ酸、場合によ
ってはネオ酸以外のモノカルボン酸を原料とした合成エ
ステルよりなるエンジン油基油が、良好な熱・酸化安定
性を有し、かつ良好な加水分解安定性を有することを見
い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ネオペンチルポリオールと、全脂
肪酸中に占める割合が１０モル％以上である次式； Ｉ Ｒ−Ｃ−ＣＯＯＨ ２ （式中、Ｒは炭素数１〜８のアルキル基、Ｒ１１Ｒ２は
炭素数１〜２のアルキル基である〉で表されるネオ酸と
、全脂肪酸中に占める割合が９０モル％以下であるネオ
酸以外のモノカルボン酸とを原料とした合成エステルを
少なくとも１０重量％含むエンジン油基油に係るもので
ある。

Ｃ発明の構成・作用〕 本発明に用いるネオペンチルポリオールとしては、ネオ
ペンチルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチ
ロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリ
スリトールなどが挙げられる。これらアルコールは単独
で使用してもよいし、２種類以上を混合して使用しても
よい。

本発明に用いる次式； ％式％ （式中、Ｒは炭素数１〜８のアルキル基、Ｒ１＋Ｒ２は
炭素数１〜２のアルキル基である）で表されるネオ酸と
しては、２，２−ジメチルプロパン酸、２．２−ジメチ
ルブタン酸、２，２−ジメチルペンクン酸、２，２−ジ
メチルヘキサン酸、２．２−ジメチルへブタン酸、２，
２−ジメチルオクタン酸、２−メチル、２−エチルブタ
ン酸、２−メチル、２−エチルペンタン酸などが挙げら
れる。熱・酸化安定性の面で、特にＲの炭素数が４以下
のものが好ましい。これらネオ酸は単独で使用してもよ
いし、２種類以上を混合して使用してＧよい。

本発明に用いるネオ酸以外のモノカルボン酸としては、
酪酸、吉草酸、カプロン酸、ヘプタン酸、カプリル酸、
ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸
、パルミチン酸、ステアリン酸、２−エチルヘキサン酸
、イソノナン酸、３゜５．５−トリメチルヘキサン酸、
イソステアリン酸、オレイン酸などがある。特に、熱・
酸化安定性の面で炭素数１０以下のカルボン酸が好まし
い。

これらモノカルボン酸は単独で使用してもよいし、２種
類以上を混合して使用してもよい。

上記のネオ酸とこれ以外のモノカルボン酸の使用量とし
ては、両者の合計量中に占める、つまり全脂肪酸中に占
めるネオ酸の割合が１０モル％以上、これ以外のモノカ
ルボン酸の割合が９０モル％以下であることが必要で、
特に好ましくはネオ酸が３０モル％以上、これ以外のモ
ノカルボン酸が７０モル％以下であるのがよい。ネオ酸
が１０モル％未満となると良好な熱・酸化安定性が得ら
れないばかりか、良好な加水分解安定性を得ることもで
きない。

本発明における合成エステルは、たとえば上記のネオペ
ンチルポリオールと上述のネオ酸の酸クロライドとを反
応させることによって合成できる。

また、ネオ酸以外のモノカルボン酸を原料脂肪酸の一部
として用いる場合は、ネオペンチルポリオルとネオ酸ク
ロライドとを反応させて得た未反応の水酸基を持つエス
テルと、ネオ酸以外のモノカルボン酸との直接エステル
化によって合成するか、あるいはこれとは逆に、ネオ酸
以外のモノカルボン酸を反応させて得た未反応の水酸基
を持つエステルと、ネオ酸との直接エステル化によって
合成することができる。

また、本発明における合成エステルは、ネオペンチルポ
リオールと、上記のネオ酸またはこれとこれ以外のモノ
カルボン酸との通常の直接エステル化によって合成する
ことも可能である。さらにこの場合に、ネオ酸とこれ以
外のモノカルボン酸とを併用するときは、両脂肪酸を同
時に仕込んでネオペンチルポリオールと反応させてもよ
いし、一方の脂」方酸をネオペンチルポリオールと反応
させたのちに他方の脂肪酸を加えて反応させるようにし
てもよい。

このような合成反応において、ネオペンチルポリオール
と原料脂肪酸またはその酸クロライドとの反応モル比に
ついては、特にこれを限定するものではないが、得られ
る合成エステルの水酸基価が高すぎると粘度指数が悪化
したり、また酸価が高すぎると熱・酸化安定性が悪化す
るおそれがあるため、通常はネオペンチルポリオールの
水酸基１当量に対して脂肪酸またはその酸クロライドの
カル鳴ニル基が０．９〜１．１当量となるような割合で
反応させるのが望ましい。

得られる合成エステルは、上記のエステル化反応後に、
アルカリ水洗、水洗、蒸留、吸着処理などの一般の精製
工程に供して精製することができる。精製後の酸価と水
酸基価は、前述の観点から、酸価で１■ＫＯＨ／　ｇ以
下、水酸基価で４０■ＫＯＪＩ／　ｇ以下であるのが好
ましい。また、脂肪酸クロライドを用いて合成したエス
テルの場合、残存塩素が腐食の原因となるので、塩素濃
度を５０ｐｐｍ以下とするのが望ましい。

本発明においては、このようにして得られる合成エステ
ルをこれ単独でエンジン油基油として用いてもよいし、
必要によりこれと鉱物油、ポリα−オレフィン、ジエス
テル、ポリフェニルエーテル、ふっ素化合物、燐酸エス
テル、シリコーンなどの他の油、特に好ましくはポ、リ
ーα−オレフィン、ジエステルまたはこれらの混合物と
併用してもよい。後者の併用系では、上記の合成エステ
ルを１０重量％以上使用することが必要で、特に好まし
くは２０重量％以上である。上記エステルの使用量が１
０重量％未満では、良好な熱・酸化安定性が得られない
。

本発明のエンジン油基油には、通常用いられる耐荷重添
加剤、酸化防止剤、清浄分散剤、消泡剤、防錆剤、抗乳
化剤、流動点降下剤、粘度指数向上剤などの各種の添加
剤を必要に応して配合することができる。

〔発明の効果〕

本発明゛のエンジン油基油は、熱・酸化安定性が良いば
かりではなく、良好な加水分解安定性を有するため、４
サイクルエンジンのエンジン油基油として使用でき、特
に高性能エンジンのエンジン油基油に適している。

また、本発明のエンジン油基油は、すぐれた熱・酸化安
定性、良好な加水分解安定性を有するため、エンジン油
基油ばかりでなく、合成樹脂用の可塑剤、滑剤、離型剤
、結晶化促進剤などの添加剤、電気絶縁油、冷凍機油、
作動油、コンプレッサー油、熱媒体などの熱・酸化安定
性、加水分解安定性が要求される油にも使用することが
可能である。

さらに、本発明のエンジン油基油は、これに従来から知
られている各種の添加剤を添加しても十分にその効果を
発揮できるものである。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。

実施例１ １１の４つロフラスコに、撹拌機、温度計、滴下漏斗お
よび冷却管を取り付けた。このフラスコに、トリメチロ
ールプロパンを１３４．２ｇ（１モル〉仕込み、８５℃
に昇温しで溶解した。これに２．２−ジメチルペンクン
酸クロライド４４５．５ｇ　（３モル）を滴下漏斗を用
いて滴下した。８５℃で１時間反応したのち、ＫＯＨ水
溶液で未反応のクロライドを分解し、その結果生じた酸
を中和した。水洗後、９５℃、　　２０１１Ｈｇ、　　
１時間の条件で脱水し、さらにろ過を行って合成エステ
ルを得、これを試料Ｎ１１ｌのエンジン油基油とした。

実施例２ アルコールと脂肪酸クロライドとの仕込当量比を１：１
．１とした以外は、実施例１と同様にして合成エステル
を得、これを試料弘２のエンジン油基油とした。

実施例３ アルコールと脂肪酸クロライドとの仕込当量比を１：０
．９とした以外は、実施例１と同様にして合成エステル
を得、これを試料隘３のエンジン油基油とした。

実施例４ 撹拌機、温度計、滴下漏斗および冷却管を取り付けたｌ
ｌの４つロフラスコに、トリメチロールプロパンを１３
４．２ｇ（１モル）仕込み、８５℃に昇温しで溶解した
。これに２．２−ジメチルプロパン酸クロライド１２０
．６ｇ（１モル）を滴下漏斗を用いて滴下し、８５℃で
１時間反応した。

反応終了後、滴下漏斗を窒素吹き込み管に付は替え、ま
た懸垂管を冷却管とフラスコに取り付け、カプリル酸２
８８．４ｇ（２モル）を仕込んだ。窒素を吹き込みなが
ら、２２０℃で１０時間反応させた。エステル化触媒と
して、Ｐ−）ルエンスルホン酸をフラスコ中の反応物と
新たに仕込んだカルホン酸との合計重量に対して０．３
重量％仕込んだ。反応終了後、ＫＯＨで未反応の酸を中
和し、水？’Ａ後９５℃、　　２ＱｍｍＨｇ、　　１時
間の条件で脱水し、さらにろ過を行って合成エステルを
得、これを試料迎４のエンジン油基油とした。

実施例５ １１の４つ目フラスコに、撹拌機、温度計、窒素吹き込
み管および冷却管を取り付けた懸垂管を取り付けた。こ
のフラスコにペンタエリスリトル１３６ｇ（１モル）、
２．２−ジメチルブタン酸２３２．３ｇ（２モル）、酪
酸８８ｇ（１モル）、カプロンＭ１１６．２ｇ（１モル
）を仕込んだ。窒素を吹き込みながら、２２０℃で１０
時間反応させた。エステル化触媒として、ｐ−）ルエン
スルホン酸を全仕込量に対して０．３重量％用いた。反
応終了後、ＫＯＨで未反応の酸を中和し、水洗後９５℃
、　　２０ｎｌ１ｇ、　　１時間の条件で脱水し、さら
にろ過を行って合成エステルを得、これを試料隘５のエ
ンジン油基油とした。

実施例６．７ アルコールおよび脂肪酸の配合組成を第１表に示す如く
変更した以外は、実施例５と同様にして２種の合成エス
テルを得、これらを試料１１ｈ６．　７のエンジン油基
油とした。

実施例８ 実施例″１で得た合成エステルを用い、このエスチル２
０重量部に対して平均分子量４００のポリ−α−オレフ
ィン〔ライオン■のＬＩＰＯＬＵＢＥ２５）８０重量部
をビーカー中で撹拌、混合して、試料！１１８のエンジ
ン油基油とした。

実施例９〜１１ アルコニルおよび脂肪酸の配合組成を第１表に示す如く
変更した以外は、実施例５と同様にして３種の合成エス
テルを得、これらの各合成エステルに対して第１表に示
す割合のポリ−α−オレフィン（前出のＬ　ＩＰＯＬＵ
ＢＥ２５）またはこれとジイソデシルアジペート〔新日
本理化■〕とをビーカー中で撹拌、混合して、試料！ｌ
ｈ９〜１ｌｈｌｌのエンジン油基油とした。

比較例１〜３ 第１表に示すように、全脂肪酸中に占めるネオ酸の割合
が０モル％または５モル％となる３種の合成エステルを
、実施例５と同様にして得、これらのエステルを試料ｆ
ｌｈ１２〜ｍ１４のエンジン油基油とした。

比較例４ 実施例１で得た合成エステルとポリ−α−オレフィンと
の配合比率を、前者５重量部に対し後者９５重量部と変
更した以外は、実施例８と同様にして試料１１ｈ１５の
エンジン油基油を得た。

以上の実施例および比較例で得た試料＋１−１５の各エ
ンジン油基油につき、その物性値（動粘度、粘度指数、
酸価、水酸基価、流動点）を調べた結果を、つぎの第１
表に示す。

なお、第１表中、合成エステルの反応仕込比の欄におい
て、「Ｎ５」は２．２−ジメチルプロパン酸またはその
酸クロライド〔シェル化学■〕、「Ｎ６」は２，２−ジ
メチルブタン酸（シェル化学■）、ｒＮ７Ｊは２，２−
ジメチルペンクン酸またはその酸クロライド〔シェル化
学■〕、「Ｎ８」は２−メチル、２−エチルブタン酸〔
シェル化学側〕、「Ｎ９」は２．２−ジメチルへブタン
酸〔エクソン化学■）、ｒＮｌｏＪは２，２−ジメチル
オクタン酸〔シェル化学側〕であり、いずれもネオ酸成
分である。

また、−「ｎＣ４」は酪酸〔和光純薬玉業０１〕、ｒｎ
Ｃ６Ｊはカプロン酸（ＵＮＩＯＮ　　ＣＡＲＢＴＤＥ　
　Ｃｏ、）　、ｒｎｃｔ　Ｊはｎ−へブタン酸〔東洋合
成工業■〕、ｒｎｃｓＪはカプリル酸〔日本油脂−のＮ
ＡＡ−８２）　、ｒｎｃ＋ｏＪはカプリン酸〔日本油脂
■）、ｒｂｃａＪはオクチル酸〔協和発酵■〕であり、
いずれもネオ酸以外のモノカルボン酸成分である。

さらに、ｒＴＭＰＪはトリメチロールプロパン〔広栄化
学工業■〕、「ＰＥ」はペンタエリスリトール〔広栄化
学工業側）、ｒＤＰＥＪはジペンタエリスリトール〔広
栄化学工業側〕であり、いずれもネオペンチルポリオー
ル成分である。

また、同表中、他の油の配合比の欄において、「ポリ−
α」は平均分子Ｍ４００のポリ−α−オレフィン〔ライ
オン■のＬ　ＩＰＯＬＵＢＥ２５）であり、「ジエステ
ル」はジイソデシルアジベト〔新日本理化■〕である。

つぎに、上記の試料狙１〜１５の各エンジン油基油につ
き、熱・酸化安定性試験を内燃機関用潤滑泊酸化安定度
試験、ＪＩＳ　　Ｋ２５１４−１９８２の３．１に基づ
いて行った。すなわち、試料油２５０ｍ／を銅および銅
触媒の存在下で１６５．５°Ｃに保ち、９６時間酸化さ
せたのち、全酸価の増加と粘度変化を調べた。この試験
結果は、つぎの第２表に示されるとおりであった。

第　　　２　　　表 また、上記の試料ぬ１〜１５の各エンジン油基油につき
、加水分解安定試験をロールスロイス１００６法に基づ
き行った。すなわち、試料油２５０　ｍ　ｌを９０℃に
て振とうし、２８日後の酸価を調べた。この試験結果は
、つぎの第３表に示されるとおりであった。

第　　　３　　　表 上記の第２表および第３表の結果から明らかなように、
本発明のエンジン油基油は、いずれも熱・酸化安定ｔｅ
ｌと加水分解安定性とに共にすくれていることがわかる
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ネオペンチルポリオールと、全脂肪酸中に占める
   割合が１０モル％以上である次式； ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒは炭素数１〜８のアルキル基、Ｒ＿１，Ｒ＿
   ２は炭素数１〜２のアルキル基である）で表されるネオ
   酸と、全脂肪酸中に占める割合が９０モル％以下である
   ネオ酸以外のモノカルボン酸とを原料とした合成エステ
   ルを少なくとも１０重量％含むエンジン油基油。