JPH07197068A - 潤滑油組成物 - Google Patents

潤滑油組成物

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JPH07197068A
JPH07197068A JP5354603A JP35460393A JPH07197068A JP H07197068 A JPH07197068 A JP H07197068A JP 5354603 A JP5354603 A JP 5354603A JP 35460393 A JP35460393 A JP 35460393A JP H07197068 A JPH07197068 A JP H07197068A
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JP
Japan
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lubricating oil
group
dtp
carbon atoms
oil composition
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JP5354603A
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English (en)
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Hirotaka Tomizawa
広隆 富沢
Michiya Yamada
美智也 山田
Michihide Tokashiki
通秀 渡嘉敷
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Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Publication date
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Priority to CA002174222A priority patent/CA2174222C/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐摩耗性と摩擦特性に優れた潤滑油組成物を
提供すること。 【構成】 潤滑油基油に対して、(A)平均炭素数が4
以上の親油基を有するジチオりん酸金属塩と炭素数8以
下の第1級アルキルアミンとを反応させて得られる錯
体、及び(B)硫化オキシモリブデンジチオカルバメー
ト、硫化オキシモリブデンオルガノホスホロジチオエー
ト、脂肪酸エステル、及び有機アミド化合物からなる群
より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有せしめてな
る潤滑油組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、潤滑油組成物に関し、
さらに詳しくは、耐摩耗性及び摩擦特性に優れた潤滑油
組成物に関する。本発明の潤滑油組成物は、自動車内燃
機関用潤滑油(エンジン油)をはじめ、ギヤ油、自動変
速機油(ATF)、パワーステアリング油(PS油)、
スピンドル油、油圧作動油、工業用潤滑油等として広範
な分野に使用できる。
【0002】
【従来の技術】ジアルキルジチオりん酸亜鉛などのジチ
オりん酸亜鉛(以下、Zn−DTPと略記)は、酸化防
止剤、腐食防止剤として働くほか、優れた摩耗防止性能
を有しているため、エンジン油などの添加剤として汎用
されている。ところが、Zn−DTPを添加したエンジ
ン油においては、Zn−DTP中に含まれるりん(P)
が自動車の排気浄化触媒や酸素センサーを被毒するた
め、排気ガス制御システムの能力が著しく低下するとい
う問題がある。従来、この問題を解決するために、Zn
−DTPの添加量を低減して、エンジン油の低りん化を
図る方法がとられてきた。しかしながら、Zn−DTP
の添加量を低減すると、潤滑油の耐摩耗性が低下し、動
弁系の摩耗によりエンジンの耐久性が低下するなどの問
題が生じる。そこで、Zn−DTPの添加量を低減しつ
つ、例えば、無灰清浄分散剤、金属清浄剤等の他の添加
剤と組み合わせることにより、エンジン油としての必要
な性能が維持されてきた。
【0003】しかしながら、Zn−DTPとポリアルケ
ニルこはく酸イミドなどの無灰清浄分散剤とを併用する
ときは、両者が基油中で優先的に反応して、Zn−DT
Pが隠蔽され、その活性が発揮されなくなるという問題
があった。したがって、充分な耐摩耗性を得るには、Z
n−DTPを比較的多量に使用しなければならず、りん
含有量の低減が困難であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐摩
耗性と摩擦特性に優れた潤滑油組成物を提供することに
ある。本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研
究した結果、潤滑油基油に、 ジチオりん酸金属塩(以下、M−DTCと略記)と短
鎖の第1級アルキルアミンとの錯体を添加するととも
に、さらに、硫化オキシモリブデンジチオカルバメー
ト(以下、Mo−DTCと略記)、硫化オキシモリブデ
ンオルガノホスホロジチオエート(以下、Mo−DTP
と略記)、脂肪族エステル、及び有機アミド化合物から
なる群より選ばれた少なくとも1種の化合物を含有せし
めることにより、潤滑油の耐摩耗性を改善すると共に、
摩擦係数を大幅に低下させ得ることを見出した。本発明
は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、潤滑油基油に対して、(A)平均炭素数が4以上の
親油基を有するジチオりん酸金属塩と炭素数8以下の第
1級アルキルアミンとを反応させて得られる錯体、及び
(B)硫化オキシモリブデンジチオカルバメート、硫化
オキシモリブデンオルガノホスホロジチオエート、脂肪
酸エステル、及び有機アミド化合物からなる群より選ば
れる少なくとも1種の化合物を含有せしめてなる潤滑油
組成物が提供される。
【0006】以下、本発明について詳述する。 (潤滑油基油)本発明で用いる潤滑油基油としては、特
に限定されず、従来公知の各種鉱油や合成潤滑油等が使
用できる。鉱油としては、潤滑油原料をフェノール、フ
ルフラール等の芳香族抽出溶剤を用いた溶剤精製により
得られるラフィネート、シリカ−アルミナを担体とする
コバルト、モリブデン等の水素化処理触媒を用いた水素
化処理により得られる水素化処理油、またはワックスの
異性化により得られる潤滑油留分などの鉱油、例えば、
60ニュートラル油、100ニュートラル油、150ニ
ュートラル油、300ニュートラル油、500ニュート
ラル油、ブライトストックなどが挙げられる。合成潤滑
油としては、例えば、ポリ−α−オレフィン、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
エステルなどが挙げられる。これらの基油は、それぞれ
単独で、あるいは2種以上を混合して使用することがで
きる。これらの潤滑油基油の動粘度は、エンジン油に使
用される場合、通常、100℃で3〜20cStであ
る。
【0007】(ジチオりん酸金属塩)本発明で用いるジ
チオりん酸金属塩(M−DTP)は、下記一般式(I)
で表される化合物である。
【0008】
【化1】 (式中、Mは、亜鉛、銅、ニッケル、鉄、カドミウム、
銀、鉛、アンチモン、錫及びビスマスから選ばれる金属
原子である。R1〜R4は、それぞれ独立に炭素数1〜3
0の親油基から選ばれるが、これら4つの親油基の平均
炭素数は4以上である。) これらのM−DTPは、それぞれ単独で、あるいは2種
以上を組み合わせて使用することができる。
【0009】親油基としては、飽和または不飽和のアル
キル基、アルキルアリール基またはアリールアルキル基
などを挙げることができ、4つの親油基がすべて同一で
あるものから、それぞれ異なるものまで各種のものがあ
る。このM−DTPの4つの親油基の平均炭素数が4未
満の場合には、第1級アルキルアミン化合物と組み合わ
せても、潤滑油に対する溶解性が悪いため均一な潤滑油
組成物を得ることが困難である。有機金属系耐摩耗剤
は、一般に、金属表面に吸着されることによってその機
能を発揮するため、適度な溶解性を有することが必要で
ある。一方、M−DTPは、4つの親油基の平均炭素数
が13を越えると、潤滑油に対する溶解性は良好である
ものの、耐摩耗性が低下する。親油基の平均炭素数の上
限は、耐摩耗性等の機能の面からみて、好ましくは13
である。
【0010】M−DTPは、合成の容易性と耐摩耗性等
の機能からみて、通常、4つの親油基の炭素数が4以上
のアルキル基であるM−DTPが特に好ましい。金属原
子(M)としては、亜鉛、銅、ニッケル、鉄、カドミウ
ム、銀、鉛、アンチモン、錫またはビスマスなどを挙げ
ることができるが、これらの中でも、入手の容易さと耐
摩耗性等の機能から見て、特に亜鉛(Zn)が好まし
い。
【0011】(第1級アルキルアミン)本発明で使用す
る第1級アルキルアミンとしては、例えば、n−プロピ
ルアミン、n−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、n
−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチル
アミンなどの比較的短鎖のアルキルアミンを挙げること
ができる。
【0012】潤滑油組成物中、M−DTPの配合割合
が、組成物全量基準で、通常、0.05〜7重量%、好
ましくは0.2〜5重量%、より好ましくは0.3〜2
重量%になるように、アルキルアミン化合物との錯体調
製時に、M−DTPの使用量を調整する。M−DTPの
配合割合が少なすぎると耐摩耗性付与効果が不充分であ
り、多すぎてもそれ以上の効果が出なくなり、また、金
属腐食の原因になることがある。
【0013】第1級アルキルアミンの配合割合は、0.
001〜0.5重量%、好ましくは0.01〜0.3重
量%である。第1級アルキルアミン化合物の配合割合が
少なすぎると、その効果が不充分となり、多すぎるとか
えって耐摩耗性を減少させることがある。
【0014】M−DTPと第1級アルキルアミンは、予
め両者の錯体を形成させてから潤滑油に添加すると、M
−DTPと無灰清浄分散剤との優先的反応を抑制するこ
とができ、耐摩耗性に優れた潤滑油組成物を得ることが
できるので好ましい。予めM−DTPと第1級アルキル
アミンとの錯体を形成するには、両者を潤滑油基油中
に、高濃度となる割合で添加し、加熱する方法が好まし
い。例えば、M−DTPと第1級アルキルアミンとを所
望の割合で混合し、場合によっては基油で数倍に希釈し
て、好ましくは40〜120℃、より好ましくは60〜
100℃で、好ましくは1〜60分間、より好ましくは
5〜30分間、撹拌すると、両者は錯体を形成する。加
熱温度を高くするほど、短時間で錯体を形成して均一に
溶解する。得られた錯体溶液は、そのままで潤滑油組成
物として使用するか、あるいは、さらに潤滑油で希釈し
て、所望の割合で両者を含有する均一な潤滑油組成物と
して使用する。
【0015】(併用する添加剤)本発明では、潤滑油基
油に対して、ジチオりん酸金属塩と第1級アルキルアミ
ンとの錯体と共に、硫化オキシモリブデンジチオカルバ
メート、硫化オキシモリブデンオルガノホスホロジチオ
エート、脂肪酸エステル、及び有機アミド化合物からな
る群より選ばれる少なくとも1種の化合物を添加する。
【0016】Mo−DTC及びMo−DTP 本発明で用いる硫化オキシモリブデンジチオカルバメー
ト(Mo−DTC)及び硫化オキシモリブデンオルガノ
ホスホロジチオエート(Mo−DTP)は、それぞれ下
記一般式(II)及び(III)で表される有機モリブ
デン化合物である。
【0017】
【化2】
【0018】
【化3】 (一般式II及びIII中、各記号の意味は、次のとお
りである。 R1〜R4:水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭
素数6〜26のシクロアルキル基、炭素数6〜26のア
リール基、アルキルアリール基またはアリールアルキル
基、あるいは、エステル結合、エーテル結合、アルコー
ル基またはカルボキシル基を含む炭化水素基であり、互
いに同一または異なっていてもよい。 X1及びX2:酸素原子または硫黄原子であり、互いに同
一または異なっていてもよい。 Y1及びY2:酸素原子または硫黄原子であり、互いに同
一または異なっていてもよい。)
【0019】一般式II及びIII中、R1〜R4は、好
ましくは炭素数6〜18の飽和または不飽和のアルキル
基、炭素数12〜24のシクロアルキル基、または炭素
数12〜24のアルキルアリール基である。これらの置
換基の好ましい具体例としては、例えば、n−ヘキシ
ル、2−エチルエキシル、n−オクチル、ノニル、デシ
ル、ラウリル、トリデシル、オレイル、リノレイルなど
の炭素数6〜18のアルキル基または不飽和アルキル基
(アルケニル基)、ノニルフェニルなどの炭素数3〜1
8のアルキル基で置換されたアルキルアリール基が挙げ
られる。
【0020】MoDTC及びMoDTPの配合割合は、
それぞれ単独で使用する場合のみならず、両者を併用す
る場合にも、全組成物基準で0.01〜10重量%、好
ましくは0.05〜5重量%、より好ましくは0.1〜
1重量%である。この配合割合が0.01重量%未満で
は、摩擦低減効果が少なく、多すぎると銅腐食性などの
問題を生じ易い。また、潤滑油の低りん化を図るために
は、有機モリブデン化合物としてMoDTCを単独で使
用するか、あるいはMoDTPを使用する場合には、そ
の配合割合を0.2重量%以下の少量とすることが好ま
しい。本願発明の特定の添加剤の組み合わせにおいて
は、これらの有機モリブデン化合物の使用割合が比較的
少量であっても、優れた摩擦係数低減効果を発揮する。
【0021】脂肪族エステル 本発明で使用する脂肪酸エステルとしては、脂肪酸とグ
リセリンのモノエステルまたはジエステル、あるいはソ
ルビタンのモノエステルまたはジエステル等が挙げられ
る。脂肪酸グリセライドは、下記一般式(IV)で表さ
れるモノエステル、あるいは下記一般式(V)で表され
るジエステルである。
【0022】
【化4】
【0023】
【化5】 (これらの一般式IV及びV中、R1 〜R3 は、炭素数8
〜22の飽和または不飽和のアルキル基を表す。) 脂肪酸エステルは、それぞれ単独で、あるいは2種以上
を組み合わせて使用することができ、その使用割合は、
全組成物基準で0.01〜10重量%、好ましくは0.
05〜5重量%である。この使用割合が少なすぎると、
摩擦特性の改善効果が少なく、多すぎると耐摩耗性が悪
化する。
【0024】有機アミド化合物 本発明で使用する有機アミド化合物は、下記一般式(V
I)で表される化合物である。
【0025】
【化6】 (一般式VI中、各記号の意味は、次のとおりである。 R1及びR2:水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、
炭素数6〜26のシクロアルキル基、炭素数6〜26の
アリール基、アルキルアリール基またはアリールアルキ
ル基、あるいは炭素数2〜30のアルキレンオキシド基
であり、互いに同一または異なっていてもよい。 R3:水素原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数
6〜26のシクロアルキル基、炭素数6〜26のアリー
ル基、アルキルアリール基またはアリールアルキル基、
あるいは、エステル結合、エーテル結合またはカルボキ
シル基を含む炭化水素基である。) ここで、アルキレンオキシド基とは、下記一般式(VI
I)または(VIII)で表される基である。
【0026】
【化7】
【0027】
【化8】 (一般式VII及びVIII中、R’は水素原子または
メチル基を表し、nは1〜10の整数を表す。)
【0028】一般式(VI)中、R及びRは、好ましく
は水素原子、炭素数2〜8のアルキル基、炭素数8〜1
4のシクロアルキル基、炭素数8〜14のアルキルアリ
ール基、n=1〜5のアルキレンオキシド基であり、ま
た、Rは、好ましくは炭素数6〜18の飽和または不飽
和のアルキル基、炭素数12〜24のシクロアルキル
基、または炭素数12〜24のアルキルアリール基であ
る。このような有機アミド化合物の具体例としては、例
えば、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミドなどが挙げ
られる。
【0029】有機アミド化合物の配合割合は、0.01
〜10重量%、好ましくは0.01〜5重量%、より好
ましくは0.05〜2重量%である。有機アミド化合物
を添加することにより、銅腐食性を抑制しつつ、初期か
らの摩擦係数を低減させることができる。この配合割合
が少なすぎると摩擦低減効果が少なく、多すぎると効果
が飽和する。
【0030】(潤滑油組成物)本発明の潤滑油組成物
は、前記各成分を潤滑油基油に添加することにより調製
することができる。この場合、M−DTPと第1級アル
キルアミンは、予め両者を反応させて錯体を形成させて
から潤滑油に添加する。本発明の潤滑油組成物には、必
要に応じて更に耐摩耗剤、摩擦低減剤、無灰清浄分散
剤、酸化防止剤、金属清浄剤、粘度指数向上剤、流動点
降下剤、防錆剤、消泡剤、腐食防止剤などを適宜添加す
ることができる。耐摩耗剤としては、例えば、ジチオカ
ルバミン酸亜鉛、りん酸エステル、りん酸エステルのア
ミン塩等を挙げることができる。
【0031】無灰清浄分散剤としては、ポリアルケニル
こはく酸イミド、ポリアルケニルこはく酸アミド、アル
キルベンジルアミン、ポリアルケニルこはく酸イミドの
ホウ素誘導体、アルキルベンジルアミンのホウ素誘導体
などが挙げられる。酸化防止剤としては、例えば、アル
キル化ジフェニルアミン、フェニル−α−ナフチルアミ
ン、アルキル化−α−ナフチルアミン等のアミン系酸化
防止剤、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、4,4′
−メチレンビス−(2,6−ジターシャリブチルフェノ
ール)等のフェノール系酸化防止剤等を挙げることがで
き、これらは、通常、0.05〜2重量%の割合で使用
される。
【0032】金属清浄剤としては、例えば、Ca−スル
ホネート、Mg−スルホネート、Ba−スルホネート、
Ca−フェネート、Ba−フェネート、Mg−フェネー
ト、Ca−サリシレート、Mg−サリシレート、Ba−
サリシレート等があり、これらは、通常、0.1〜5重
量%の割合で使用される。粘度指数向上剤としては、例
えば、ポリメチルメタクリレート系、ポリイソブチレン
系、エチレン−プロピレン共重合体系、スチレン−ブタ
ジエン水添共重合体系等が挙げられ、これらは、通常、
1〜35重量%の割合で使用される。防錆剤としては、
例えば、アルケニルこはく酸またはその部分エステル等
が挙げられる。
【0033】消泡剤としては、例えば、ジメチルポリシ
ロキサン、ポリアクリレート等が挙げられる。本発明の
潤滑油組成物は、前記構成を採用することにより、優れ
た耐摩耗性を発揮するとともに摩擦係数を大幅に低減す
ることができる。また、ジチオカルバミン酸亜鉛(Zn
−DTC)と併用することにより、M−DTPの使用割
合を大幅に減少させて、従来以上の低りん化潤滑油組成
物を得ることもできる。本発明の潤滑油組成物は、M−
DTPと第1級アルキルアミンとの併用系を使用してい
るため、耐摩耗性や極圧性の他に、酸化安定性、耐コー
キング性等の特性を有している。
【0034】本発明の潤滑油組成物が優れた耐摩耗性を
示す理由は、必ずしも明らかではないが、M−DTPと
第1級アルキルアミンとが錯体を形成していることによ
り、M−DTPと無灰清浄分散剤との反応が抑制され、
M−DTPの金属表面への吸着を容易にするためと考え
られる。本発明の潤滑油組成物は、自動車のエンジン油
をはじめ、ギヤ油、ATF、PS、スピンドル油、油圧
作動油、工業用潤滑油等として使用される。
【0035】
【実施例】以下、本発明について、実施例及び比較例を
挙げて具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例
のみに限定されるものではない。
【0036】[実施例1〜8、比較例1〜4]潤滑油基
油に、表1に示す各成分を添加して潤滑油組成物を調製
した。表1中の各成分の割合は、全組成物基準の重量%
であり、残余は潤滑油基油の割合である。ただし、親油
基の炭素数が6のZn−DTPは、予めn−ヘキシルア
ミンと反応させて錯体を形成させてから使用した。
【0037】各成分は、下記に示す通りである。 (1)潤滑油基油 150ニュートラル鉱油(100℃での動粘度=5.1
cSt) (2)Zn−DTP 市販のZnDTP:4つのs−ヘキシル基を有するZn
−DTP Zn−DTPは、鉱油中で、n−ヘキシルアミンと反応
させて錯体を形成させてから、さらに鉱油で希釈して使
用した。 (3)MoDTC
【0038】
【化9】 (ただし、2EHは、2エチルヘキシル基を表す。) (4)MoDTP
【0039】
【化10】 (ただし、2EHは、2エチルヘキシル基を表す。) (5)脂肪酸グリセライド
【0040】
【化11】 (ただし、Rは、オレイル基を表す。) (6)有機アミド化合物 オレイン酸アミド
【0041】錯体化処理 撹拌機付きの反応器中で、親油基の炭素数が6のZn−
DTP、n−ヘキシルアミン、及び鉱油を1:0.2
8:1(重量比)の割合で混合し、60℃で5分間加熱
・撹拌した。形成された錯体を含む溶液は、さらに鉱油
で希釈して、最終的にZn−DTPの含有量が0.5重
量%または1.0重量%となるように調整した。
【0042】得られた潤滑油組成物について、耐摩耗性
及び摩擦係数を評価し、その結果を表1に示す。なお、
測定方法は以下の通りである。摩擦・摩耗特性の測定法 シェル四球式耐摩耗性試験により、試験開始30分後の
摩擦係数及び摩耗痕径(mm)を測定した。試験条件
は、次の通りである。 荷重:40kg 油温:90℃ 回転数:1800rpm 試験時間:30分
【0043】
【表1】
【0044】表1の結果から明らかなように、本発明の
潤滑油組成物は、摩擦係数が非常に小さく、良好な低摩
擦特性を示すとともに、摩耗痕径が小さく、良好な耐摩
耗性を示す。これに対して、Zn−DTPとn−ヘキシ
ルアミンとの併用系のみの場合(比較例1及び2)は、
摩擦係数の低減効果が不充分である。n−ヘキシルアミ
ンを使用しない場合(比較例3〜4)には、さらに摩擦
係数が大きく、摩擦特性が不充分である。
【0045】
【発明の効果】本発明によれば、耐摩耗性と摩擦特性に
優れた潤滑油組成物が提供される。本発明の潤滑油組成
物は、比較的低りん含有率の組成で、優れた耐摩耗性と
低摩擦係数を発揮するため、特に内燃機関用として好適
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10M 129:74 133:16) C10N 10:04 10:12 30:06 40:25

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 潤滑油基油に対して、(A)平均炭素数
    が4以上の親油基を有するジチオりん酸金属塩と炭素数
    8以下の第1級アルキルアミンとを反応させて得られる
    錯体、及び(B)硫化オキシモリブデンジチオカルバメ
    ート、硫化オキシモリブデンオルガノホスホロジチオエ
    ート、脂肪酸エステル、及び有機アミド化合物からなる
    群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有せしめて
    なる潤滑油組成物。
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