JPH07207291A - エステル系耐摩耗性潤滑油組成物 - Google Patents

エステル系耐摩耗性潤滑油組成物

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JPH07207291A
JPH07207291A JP3074994A JP3074994A JPH07207291A JP H07207291 A JPH07207291 A JP H07207291A JP 3074994 A JP3074994 A JP 3074994A JP 3074994 A JP3074994 A JP 3074994A JP H07207291 A JPH07207291 A JP H07207291A
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JP
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ester
oil
wear
lubricating oil
weight
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JP3074994A
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Isao Shimizu
勲 清水
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YACHIYO RES KK
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YACHIYO RES KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】エステル系合成油の耐摩耗性を改善し、かつ腐
食性がない化合物を発見し、これを摩耗防止剤として添
加して成るエステル系耐摩耗性潤滑油組成物を提供す
る。 【構成】本発明は、エステル系合成油に対し、摩耗防止
剤として不飽和結合を有する置換基が1〜3存在する、
りん酸又はチオりん酸トリエステルを用い、優れた耐摩
耗性を有するエステル系潤滑油組成物を得ることを特徴
とする。 【効果】フロン134a用冷凍機油、生分解性作動油な
ど、耐摩耗性が極めて優れる各種エステル系潤滑油組成
物を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、潤滑油組成物に関す
る。詳しくは、高荷重条件下において優れた耐摩耗性を
有するエステル系耐摩耗性潤滑油組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】潤滑油はほとんどが鉱油系基油から製造
されていて、その耐摩耗性の向上は、りん酸トリクレジ
ルに代表されるりん酸トリアリールや各種ジアルキルジ
チオりん酸亜鉛を添加することにより図られている(例
えば、小西,潤滑,第13巻,363頁,1968年,
参照)。
【0003】しかし最近、フロン134a用冷凍機油、
生分解性作動油などエステル系合成油の使用を必要とす
る新たな用途が出現し、問題が起きてきた。
【0004】近年、冷凍機冷媒として使用されているフ
ロン12、フロン11などが成層圏に拡散し、オゾン層
破壊の原因になることが明らかになり,代替フロンとし
てフロン134aの使用が始まったが、従来使用されて
いた鉱油系あるいはアルキルベンゼン系冷凍機油はフロ
ン134aと相溶性がないため、冷蔵庫、ターボ冷凍機
などではポリオールエステル系冷凍機油が採用される傾
向がある(例えば、開米,トライボロジスト,第38
巻,153頁,1993年,参照)。また近年、環境保
護の面から、建設機械用作動油として生分解性があるポ
リオールエステル系や油脂系作動油が市販されるように
なった。
【0005】エステル系合成油は鉱油系潤滑油と比較し
て種々の優れた特性をもっているが、反面いくつかの欠
点がある。その最大の問題点の一つが耐摩耗性で、鉱油
系潤滑油に広く使用されているりん酸トリクレジル、ジ
−イソオクチルジチオりん酸亜鉛のような摩耗防止剤が
ポリオールエステルのようなエステル系合成油にはほと
んど効果をもたない。この原因は、エステル系合成油が
極性化合物であるため摩擦面に優先吸着して、摩耗防止
剤の作用を妨害するためといわれる(例えば、水原,ト
ライボロジスト,第38巻,414頁,1993年,参
照)。一方、極性が強いりん酸ジエステルは腐食性があ
るので、実用上問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
現在、エステル系合成油の新規摩耗防止剤の開発が大き
な課題になっている。本発明は、エステル系合成油の耐
摩耗性を改善し、かつ腐食性がない化合物を発見し、こ
れを摩耗防止剤として添加して成るエステル系耐摩耗性
潤滑油組成物を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために、摩耗試験を重ねて多くの化合物の耐摩
耗性を評価した結果、エステル系合成油の耐摩耗性をい
ちじるしく改善し、かつ腐食性がない一群のりん系化合
物を発見し、本発明を完成するに至った。
【0008】本発明は、(1)エステル系合成油又はエ
ステル系合成油を40重量%以上含有する潤滑油基油
に、不飽和結合を有する置換基が1〜3存在する、りん
酸又はチオりん酸トリエステルを添加して成ることを特
徴とする、エステル系耐摩耗性潤滑油組成物、(2)エ
ステル系合成油又はエステル系合成油を40重量%以上
含有する潤滑油基油に、置換基として、アルケニル基又
はアルケニル芳香族基が1〜3存在する、りん酸又はチ
オりん酸トリエステルを0.02〜5重量%添加して成
ることを特徴とする、エステル系耐摩耗性潤滑油組成
物、(3)エステル系合成油又はエステル系合成油を4
0重量%以上含有する潤滑油基油に、ジオール不飽和カ
ルボン酸モノエステルを置換化合物とする置換基が1〜
3存在する、りん酸又はチオりん酸トリエステルを0.
02〜5重量%添加して成ることを特徴とする、エステ
ル系耐摩耗性潤滑油組成物、(4)エステル系合成油又
はエステル系合成油を40重量%以上含有する潤滑油基
油に、ジオール不飽和アルコールモノエーテルを置換化
合物とする置換基が1〜3存在する、りん酸又はチオり
ん酸トリエステル系化合物を0.02〜5重量%添加し
て成ることを特徴とする、エステル系耐摩耗性潤滑油組
成物、を提供するものである。
【0009】潤滑油基油の粘度は、通常、ISO VG
10〜220のものが好ましい。エステル系合成油とし
ては、セバチン酸ジオクチル、アジピン酸ジオクチル、
ダイマー酸ジオクチルのような二塩基酸エステル、トリ
メリット酸トリオクチル、くえん酸トリブチルのような
三塩基酸エステル、ネオペンチルグリコールジオレー
ト,トリメチロールプロパントリオレート、トリメチロ
ールプロパン混合脂肪酸エステル、トリメチロールプロ
パン一及び二塩基酸混合カルボン酸エステル、ペンタエ
リスリトール混合脂肪酸エステル、ジペンタエリスリト
ール混合脂肪酸エステルなどのようなポリオールエステ
ル等が例示される。
【0010】エステル系合成油混合基油材源としては、
鉱油、アルキルベンゼン、α−オレフィンオリゴマー、
ポリアルキレングリコール等が例示される。
【0011】上記不飽和結合を有する置換基が1〜3存
在する、りん酸又はチオりん酸エステルは、
【化1】に示す化学構造を有するものである。
【0012】
【化1】
【0013】
【化1】において、「R」は、不飽和結合を少なくと
も1箇有する置換基、「Y」は、「O又はS」,「n」
数は、1〜3である。「R」は、不飽和結合を有しな
い置換基で、アルキル基、フェニル基、アルキルフェニ
ル基等が例示される。
【0014】
【化1】の不飽和結合を有する置換基「R」として
は、次のようなものが例示される。
【0015】(1)アルケニル基又はアルケニル芳香族
【0016】
【化2】
【0017】
【化2】において、「=」は不飽和結合である。
「R」+「R」の炭素数は2〜22で、例えば、ア
リル基、ヘキセニル基、オレイル基などがある。この場
合のトリエステルとしては、りん酸トリオレイル、チオ
りん酸トリオレイル等が例示される。
【0018】
【化3】
【0019】又
【化3】において、「=」は不飽和結合である。
「R」+「R」の炭素数は2〜22で、例えば、ア
リルフェニル基、アリルメチルフェニル基、オクテニル
フェニル基などがある。この場合のトリエステルとして
は、りん酸アリルフェニルジフェニル、りん酸トリアリ
ルフェニル等が例示される。
【0020】(2)ジオール不飽和カルボン酸モノエス
テルを置換化合物とする置換基
【0021】
【化4】
【0022】
【化4】において、「=」は不飽和結合である。
「R」+「R」の炭素数は2〜22、「R」の炭
素数は1〜12,「m」数は0又は1〜12で、例え
ば、2−(アクリロイルオキシ)エチル基、2−(メタ
クリロイルオキシ)エチル基、2−(メタクリロイルオ
キシ)プロピル基などがある。この場合のトリエステル
としては、りん酸−2−(アクリロイルオキシ)エチル
ジフェニル、りん酸−2−(メタクリロイルオキシ)エ
チルジフェニル等が例示される。
【0023】(3)ジオール不飽和アルコールモノエー
テルを置換化合物とする置換基
【0024】
【化5】
【0025】
【化5】において、「=」は不飽和結合である。
「R」+「R」の炭素数は2〜22、「R」の炭
素数は1〜12,「m」数は0又は1〜12で、例え
ば、2−(アリルオキシ)エチル基、2−(ヘキセニル
オキシ)プロピル基、2−(オレイルオキシ)エチル基
などがある。この場合のトリエステルとしては、りん酸
−2−(アリルオキシ)エチルジフェニル、りん酸トリ
−2−(アリルオキシ)エチル等が例示される。
【0026】不飽和結合を有する置換基が1〜3存在す
る、りん酸又はチオりん酸トリエステルの添加量は、
0.02〜5.0重量%が好ましく、前記数値未満では
摩耗防止効果が乏しく、また前記数値を超えると、増量
に見合う効果が得られない。
【0027】本発明のエステル系耐摩耗性潤滑油組成物
には、必要に応じて、従来より公知の酸化防止剤、さび
止め剤、腐食防止剤、清浄剤、分散剤、粘度指数向上
剤、流動点降下剤、あわ消し剤などを、単独又は併用し
て配合することができる。
【0028】
【作用】従来のりん系摩耗防止剤は、摩擦面に吸着し、
トライボ化学反応によりりん酸鉄膜を形成して摩耗を低
減するとされている。このためエステル系合成油中では
吸着が阻害されるので、摩耗防止効果を示さないといわ
れる。これに対し、本発明のエステル系耐摩耗性潤滑油
組成物で用いているりん系摩耗防止剤は、不飽和結合を
有する置換基を有するので、トライボ化学反応により重
合して摩耗面に粘ちょうな高分子物質を生成し、境界潤
滑状態から混合潤滑状態に移行させて、摩耗を減少させ
るものと考えられる。ちなみに本発明のエステル系耐摩
耗性潤滑油組成物について、光学顕微鏡でシェル式四球
試験摩耗痕を製察すると、摩耗痕周辺に粘ちょう流体状
のトライボ化学反応生成物がかなり付着しているのが見
られた。
【0029】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明するが、
本発明は、これにより限定されるものではない。摩耗試
験は、シェル式四球試験機により、試験鋼球としてJI
S B1501規定の等級20品を用い、回転数 1,
440r.p.m.、荷重 30kg、時間 30分の
条件で実施した。固定球摩耗痕径は、しゅう動方向と直
角の数値の3球平均値で表した。
【0030】基油内容は、下記の通りである。 基油A:流動パラフィン 粘度 ISO VG32、流動点 −12.5℃ 基油B:ペンタエリスリトールC〜C混合脂肪酸エ
ステル 粘度 ISO VG22、流動点 −60℃以下 基油C:トリメチロールプロパンC〜C12混合脂肪
酸エステル 粘度 ISO VG22、流動点 −50℃ 基油D:トリメチロールプロパン一及び二塩基酸混合カ
ルボン酸エステル 粘度 ISO VG68、流動点 −47.5℃ 基油E:ポリオール分岐脂肪酸エステル 粘度 ISO VG32、流動点 −50℃ フロン134a分離温度 −40℃以下 基油F:トリメチロールプロパントリオレート 粘度 ISO VG46、流動点 −30℃ 基油G:セバチン酸ジオクチル 粘度 ISO VG10、流動点 −60℃以下 基油H:ペンタエリスリトールC〜C混合脂肪酸エ
ステル 60容量% α−オレフィンオリゴマー
40容量%
【0031】
【表1】
【0032】表1に示される実施例では、基油として、
ペンタエリスリトールC〜C混合脂肪酸エステルを
用いている。
【0033】比較例2、3、6のように、鉱油系潤滑油
に広く使用されているりん酸トリクレジル、チオりん酸
トリフェニル、ジ−イソオクチルジチオりん酸亜鉛など
の摩耗防止剤は、ペンタエリスリトールエステルに対し
ては、ほとんど摩耗防止効果がない。比較例5のよう
に、りん酸ジエステルの場合は、ある程度摩耗防止効果
が認められるが,腐食性があり、実用上問題がある。
【0034】これに対して、実施例1、2、3、4、
5、6のように、本発明のエステル系耐摩耗性潤滑油組
成物の場合は、いずれも摩耗がいちじるしく少ない。添
加剤の置換基として、実施例1、2はアルケニル基、実
施例3はアルケニル芳香族基、実施例4、5はジオール
不飽和カルボン酸モノエステルを置換化合物とするも
の、実施例6はジオール不飽和アルコールモノエーテル
を置換化合物とするものを代表するものである。光学顕
微鏡で摩耗痕を観察すると、いずれも摩耗痕周辺に粘ち
ょう流体状のトライボ化学反応生成物がかなり付着して
いるのが見られ、置換基に不飽和結合を有することがい
わゆるフリクションポリマーの生成をもたらし、摩耗を
減少させたものと考えられる。注目されることは、比較
例8、9のように、流動パラフィンにりん酸トリクレジ
ル、ジ−イソオクチルジチオりん酸亜鉛を添加したもの
よりも摩耗がかなり少ないことで、摩耗防止機構が異な
ることを示唆している。
【0035】
【表2】
【0036】表2に示される実施例では、基油として、
トリメチロールプロパンC〜C12混合脂肪酸エステ
ルを用いている。
【0037】比較例11のように、りん酸トリクレジル
は、トリメチロールプロパンエステルに対してはほとん
ど摩耗防止効果がない。これに対して、実施例7、8の
ように、本発明のエステル系耐摩耗性潤滑油組成物の場
合は、いずれも摩耗がいちじるしく少ない。
【0038】
【表3】
【0039】表3に示される実施例では、基油として、
トリメチロールプロパン一及び二塩基酸混合カルボン酸
エステルを用いている。
【0040】比較例13のように、りん酸トリクレジル
は、トリメチロールプロパンコンプレックスエステルに
対してはほとんど摩耗防止効果がない。これに対して、
実施例9、10のように、本発明のエステル系耐摩耗性
潤滑油組成物の場合は、いずれも摩耗がいちじるしく少
ない。
【0041】
【表4】
【0042】表4に示される実施例はフロン134a用
冷凍機油で、基油として、フロン134a分離温度が低
いポリオール分岐脂肪酸エステルを用いている。
【0043】比較例15のように、りん酸トリクレジル
は、ポリオール分岐脂肪酸エステルに対してはほとんど
摩耗防止効果がない。これに対して、実施例11、12
のように、本発明のエステル系耐摩耗性潤滑油組成物の
場合は、いずれも摩耗がいちじるしく少ない。
【0044】
【表5】
【0045】表5に示される実施例は生分解性作動油
で、基油として、生分解性が良いトリメチロールプロパ
ントリオレートを用い、さらに酸化防止剤として2,6
−ジ−第三ブチル−4−メチルフェノールを0.5重量
%添加している。
【0046】比較例17のように、りん酸トリクレジル
は、トリメチロールプロパントリオレートに対してはほ
とんど摩耗防止効果がない。これに対して、実施例1
3、14のように、本発明のエステル系耐摩耗性潤滑油
組成物の場合は、いずれも摩耗がいちじるしく少ない。
【0047】
【表6】
【0048】表6に示される実施例では、基油として、
セバチン酸ジオクチルを用いている。実施例15、16
のように、本発明のエステル系耐摩耗性潤滑油組成物
は、いずれも摩耗が少ない。
【0049】
【表7】
【0050】表7に示される実施例では、基油として、
ベンタエリスリトールC〜C混合脂肪酸エステル
60容量%、α−オレフィンオリゴマー 40容量%の
混合油を用いている。実施例17、18のように、本発
明のエステル系耐摩耗性潤滑油組成物は、いずれも摩耗
が少ない。
【0051】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0052】(1)エステル系合成油又はエステル系合
成油を含有する混合油に、不飽和結合を有する置換基が
1〜3存在するりん酸又はチオりん酸エステルを添加す
ることにより、耐摩耗性が極めて優れる潤滑油組成物が
得られる。
【0053】(2)ポリオール分岐脂肪酸エステルに、
不飽和結合を有する置換基が1〜3存在するりん酸又は
チオりん酸トリエステルを添加することにより、耐摩耗
性が極めて優れるフロン134a用冷凍機油が得られ
る。
【0054】(3)ポリオール脂肪酸エステルに、不飽
和結合を有する置換基が1〜3存在するりん酸又はチオ
りん酸トリエステルを添加することにより、耐摩耗性が
極めて優れる生分解性作動油が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 C10N 20:02 30:06 40:30

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エステル系合成油又はエステル系合成油を
    40重量%以上含有する潤滑油基油に、不飽和結合を有
    する置換基が1〜3存在する、りん酸又はチオりん酸ト
    リエステルを添加して成ることを特徴とする、エステル
    系耐摩耗性潤滑油組成物。
  2. 【請求項2】エステル系合成油又はエステル系合成油を
    40重量%以上含有する潤滑油基油に、置換基として、
    アルケニル基又はアルケニル芳香族基が1〜3存在す
    る、りん酸又はチオりん酸トリエステルを0.02〜5
    重量%添加して成ることを特徴とする、エステル系耐摩
    耗性潤滑油組成物。
  3. 【請求項3】エステル系合成油又はエステル系合成油を
    40重量%以上含有する潤滑油基油に、ジオール不飽和
    カルボン酸モノエステルを置換化合物とする置換基が1
    〜3存在する、りん酸又はチオりん酸トリエステルを
    0.02〜5重量%添加して成ることを特徴とする、エ
    ステル系耐摩耗性潤滑油組成物。
  4. 【請求項4】エステル系合成油又はエステル系合成油を
    40重量%以上含有する潤滑油基油に、ジオール不飽和
    アルコールモノエーテルを置換化合物とする置換基が1
    〜3存在する、りん酸又はチオりん酸トリエステル系化
    合物を0.02〜5重量%添加して成ることを特徴とす
    る、エステル系耐摩耗性潤滑油組成物。
JP3074994A 1994-01-18 1994-01-18 エステル系耐摩耗性潤滑油組成物 Pending JPH07207291A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109321326A (zh) * 2018-11-21 2019-02-12 烟台索山机械有限公司 一种耐温型润滑油抗磨剂及其制备方法

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