JPH10176178A - 潤滑油基油組成物 - Google Patents

潤滑油基油組成物

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JPH10176178A
JPH10176178A JP8353794A JP35379496A JPH10176178A JP H10176178 A JPH10176178 A JP H10176178A JP 8353794 A JP8353794 A JP 8353794A JP 35379496 A JP35379496 A JP 35379496A JP H10176178 A JPH10176178 A JP H10176178A
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健司 林
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Cosmo Oil Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温流動性、耐熱性に優れると共に、耐ピッ
チング性を大幅に改善する潤滑油基油組成物を提供す
る。 【解決手段】 (A)シクロペンタジエン類とα−オレ
フィン類またはモノビニル芳香族炭化水素類との熱共重
合物またはその水素化物で軟化点が40℃以上もしくは
重量平均分子量が250以上のシクロペンタジエン系石
油樹脂2〜17質量%、及び(B)100℃で2〜50
mm2/Sの粘度を有する鉱油または合成油83〜98
質量%を含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は潤滑油基油組成物に
関し、詳しくは、低温流動性、耐熱性に優れると共に、
耐ピッチング性を大幅に改善する潤滑油基油組成物に関
する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車用潤滑油(エンジン油、自
動変速機油、手動変速機油、終減速基油)は、燃費向上
の観点から低粘度化の傾向にあり、また、エンジンの高
出力化に伴う負荷が増大することから、金属が接触する
ことにより生じる金属面の劣化を防ぐ性能である耐ピッ
チング性のより一層の向上が望まれる。さらに、自動車
用潤滑油には、ロングドレンの観点から、耐熱性のより
一層の向上も望まれる。従来、自動車用潤滑油は、基油
に各種添加剤を、要求される性能に応じて配合してい
る。そこで用いられる基油は、通常、鉱油または合成油
を単独で用いるものであり、潤滑油の性能を改善する場
合には、基油に添加剤を加えることにより潤滑油の性能
を改善しようとするものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、添加剤を添加
した潤滑油には、添加剤の組合せや添加剤の添加だけで
は潤滑油の性能を向上することには限界がある場合も多
い。そこで、本発明は、基油の性能を向上させることに
より、従来の潤滑油基油に比べ、耐ピッチング性を大幅
に向上させた潤滑油基油組成物を提供することを目的と
する。さらには、優れた耐ピッチング性に加えて、低温
流動性、耐熱性にも優れた潤滑油基油組成物を提供する
ことをも目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記の優
れた性能を有する潤滑油基油組成物を開発するため鋭意
検討を行った結果、(A)成分としてシクロペンタジエ
ン類とα−オレフィン類またはモノビニル芳香族炭化水
素類との熱共重合物またはその水素化物で軟化点が40
℃以上もしくは重量平均分子量が250以上のシクロペ
ンタジエン系石油樹脂と(B)成分として100℃で2
〜50mm2/Sの粘度を有する鉱油または合成油から
選ばれる1種以上を配合した組成物を基油として用いる
と耐ピッチング性が向上し、さらに、(B)成分とし
て、100℃で2〜50mm2/S、流動点−15℃以
下、硫黄分1.0質量%以下の鉱油を必須成分として含
有するものを用いると、耐ピッチング性に加え、低温流
動性、耐熱性に優れることを見い出し、本発明を完成す
るに至った。
【0005】すなわち、本発明は、(A)シクロペンタ
ジエン類とα−オレフィン類またはモノビニル芳香族炭
化水素類との熱共重合物またはその水素化物で軟化点が
40℃以上もしくは重量平均分子量が250以上のシク
ロペンタジエン系石油樹脂2〜17質量%、及び(B)
100℃で2〜50mm2/Sの粘度を有する鉱油また
は合成油83〜98質量%から成ることを特徴とする潤
滑油基油組成物を提供するものである。
【0006】本発明の(A)成分であるシクロペンタジ
エン系石油樹脂はシクロペンタジエン類とα−オレフィ
ン類またはモノビニル芳香族炭化水素類とを熱共重合
し、さらに必要に応じて通常の方法で水素化することに
よって得ることができる。本発明で用いるシクロペンタ
ジエン類にはシクロペンタジエン、あるいはその多量体
あるいはそれらのアルキル置換体あるいはそれらの混合
物が含まれ、工業的にはナフサ等のスチームクラッキン
グにより得られるシクロペンタジエン類を約30質量%
以上、好ましくは約50質量%以上含むシクロペンタジ
エン系留分(CPD留分)を用いることが有利である。
また、CPD留分中にはこれら脂環式ジエンと共重合可
能なオレフィン性単量体を含んでいる。例えばオレフィ
ン性単量体としてイソプレン、ピペリレンあるいはブタ
ジエン等の脂肪族ジオレフィンやシクロペンテン等の脂
環式オレフィン等が挙げられる。これらオレフィン類の
濃度は低い方が好ましいが、シクロペンタジエン類あた
り約10質量%以下であれば許容される。
【0007】シクロペンタジエン類との共重合原料であ
るα−オレフィン類としてはC4〜C14、好ましくはC4
〜C10のα−オレフィン及びそれらの混合物が挙げら
れ、エチレン、プロピレンあるいは1−ブテン等からの
誘導体あるいはパラフィンワックスの分解物等が好まし
く用いられる。このα−オレフィン類はシクロペンタジ
エン類1モルあたり4モル未満配合するのが工業的に好
ましい。
【0008】もう一つの共重合原料であるモノビニル芳
香族炭化水素類としてはスチレン、o,m,p−ビニル
トルエン、α,β−メチルスチレン等が挙げられ、シク
ロペンタジエン類1モルあたり3モル未満配合するのが
工業的に好ましい。このモノビニル芳香族炭化水素類は
インデン、メチルインデンあるいはエチルインデン等の
インデン類を含むことが可能であり、工業的にはナフサ
等のスチームクラッキングより得られるいわゆるC9
分を用いることが有利である。なお、シクロペンタジエ
ン類としてシクロペンタジエン等の単量体を用いる場合
1モルとして、二量体を用いる場合は2モルとして、そ
れぞれ計算される。
【0009】シクロペンタジエン系石油樹脂を得る熱共
重合方法の1つの例として下記の方法が挙げられる。例
えば、これらのシクロペンタジエン類とα−オレフィン
類またはモノビニル芳香族炭化水素類を溶剤の存在下も
しくは不存在下に好ましくは窒素ガス等の不活性ガス雰
囲気下で約160〜300℃好ましくは約180〜28
0℃の温度範囲で約0.1〜10時間好ましくは約0.
5〜6時間原料系を液相に保持し得る圧力下で熱共重合
する。該重合液から常圧下もしくは加圧下で原料中の不
活性成分、未反応原料さらに必要ならば溶剤を蒸留等の
操作により留去した後引き続き第2段の重合を減圧下約
160〜280℃で約0.5〜4時間行いながら所望の
シクロペンタジエン系石油樹脂を得ることができる。
【0010】前述の熱共重合の条件は、シクロペンタジ
エン系石油樹脂の軟化点が約40℃以上もしくは重量平
均分子量が約250以上となるよう設定される。シクロ
ペンタジエン系石油樹脂は水素化処理の有無に拘らず優
れた配合効果を示す。しかしながら、臭気や安定性を改
善するために、また色相の改善の面からは水素化処理を
行うのが好ましい。水素化処理は通常の方法で行うこと
ができる。例えば、ニッケル、パラジウムあるいは白金
等の水素化触媒を用い、溶剤の存在下あるいは不存在下
約70〜300℃好ましくは約100〜250℃の温度
範囲、水素圧約10〜200Kg/cm2(G)好まし
くは約20〜120Kg/cm2(G)の圧力下で約
0.5〜20時間好ましくは約1〜10時間水素化処理
すればよい。水素化処理後触媒さらに必要ならば溶剤を
除去し目的とする基材が得られる。
【0011】上記シクロペンタジエン系石油樹脂は、軟
化点もしくは重量平均分子量が以下に示す範囲であれば
よい。軟化点は約40℃以上、好ましくは約80℃以上
約180℃以下である。また、重量平均分子量は約25
0以上、好ましくは約400以上約2,000以下であ
る。シクロペンタジエン系石油樹脂の軟化点と分子量の
どちらか一方がこの範囲にあれば十分な耐ピッチング性
が得られる。シクロペンタジエン系石油樹脂の配合量
は、2〜17質量%、好ましくは2〜12質量%、さら
に好ましくは3〜8質量%、特に好ましくは、4〜6質
量%である。少な過ぎると耐ピッチング性の向上がほと
んど認められず、多過ぎると低温粘度の増加が大きくな
る。
【0012】(B)成分である100℃で2〜50mm
2/Sの粘度を有する鉱油または合成油は、通常潤滑油
に用いられるもので、100℃の粘度が2〜50mm2
/Sであれば、鉱油、合成油いずれでもかまわない。1
00℃の粘度は、好ましくは2〜20mm2/S、さら
に好ましくは2〜12mm2/S、特に好ましくは2〜
7mm2/Sである。鉱油または合成油に含有される硫
黄分は、1.0質量%以下、好ましくは0.6質量%以
下、より好ましくは0.4質量%以下、さらに好ましく
は0.3質量%以下、特に好ましくは0.25質量%以
下が望ましい。硫黄分は、スラッジの生成を促進する可
能性があることから少ない方が好ましい。(B)成分
は、鉱油、合成油から選ばれるが、低温流動性の観点か
ら低温流動性に優れた鉱油を必須成分とすることが好ま
しい。特に鉱油と合成油を組合せることが、各成分の相
乗作用により耐ピッチング性、耐熱性、低温流動性が向
上するために好ましい。
【0013】本発明の(B)成分の一つである鉱油とし
ては、高度に精製されたパラフィン系鉱油、例えば、水
素化精製基油、触媒異性化基油を用いることが好まし
い。鉱油の硫黄分は1.0質量%以下、好ましくは0.
6質量%以下、より好ましくは0.4質量%以下、さら
に好ましくは0.3質量%以下、特に好ましくは0.2
5質量%以下が望ましい。硫黄分を1.0質量%を超え
て含有すると、高温下でスラッジの発生が促進され易い
ので、好ましくない。鉱油の流動点は−15℃以下が好
ましく、−35℃以下が特に好ましい。流動点が−15
℃以上になると、低温粘度特性が低下し易い。特に好ま
しい鉱油としては、粘度が100℃で2〜50mm2
S、流動点が−15℃以下、硫黄分が1.0質量%以下
の鉱油が挙げられる。鉱油の含有割合は、潤滑油基油組
成物基準で、38〜98質量%、好ましくは40〜72
質量%、さらに好ましくは、55〜70質量%が望まし
い。
【0014】(B)成分の合成油の一つである分枝を有
するポリα−オレフィンは、四級または三級炭素原子を
主鎖にもつものである。原料としては炭素数3以上のオ
レフィンであれば特に制限はないが、特にイソブチレン
の1〜4量体やプロピレンの1〜5量体が好適に用いら
れる。またこれらのオレフィンは単独で重合させてもよ
いし2種類以上混合して重合させても良い。(B)成分
の合成油の一つである分枝を有するポリα−オレフィン
は、分子量が100〜1,000の範囲のものが好まし
く、特に分子量150〜500のものが好適に用いられ
る。これらポリα−オレフィンの分子量は100より小
さいと蒸発性、油膜保持能力等の低下が生じ、分子量が
1,000より大きいと粘度上昇による低温流動性の低
下が生じ、好ましくない。また、(B)成分の合成油の
他の例としては、例えば、上記した分岐を有するポリα
−オレフィン以外の、炭素数3〜12のα−オレフィン
の重合体であるポリα−オレフィンオリゴマー、ポリブ
テン類、ジオクチルセバケートをはじめとするセバケー
ト、アセレートやアジペートなどの炭素数4〜12のジ
アルキルジエステル類、1−トリメチロールプロパンや
ペンタエリスリトールと炭素数3〜12の一塩化化合物
とから得られるエステルをはじめとするポリオールエス
テル類、炭素数9〜40のアルキル基を有するアルキル
ベンゼン類などが挙げられる。好ましくは、ポリα−オ
レフィンオリゴマー、ポリオールエステル類である。
【0015】鉱油と合成油の組合せの好ましい例として
は、例えば、粘度が100℃で2〜50mm2/S、流
動点が−15℃以下、硫黄分が1.0質量%以下の鉱油
と、粘度が100℃で2〜50mm2/S、重量平均分
子量が100〜1,000である分枝を有するポリα−
オレフィンとの組合せが挙げられる。この組合せにおい
て、前記鉱油の含有割合は、潤滑油基油組成物基準で、
38〜73質量%、好ましくは50〜70質量%、さら
に好ましくは55〜70質量%が望ましい。また、前記
分枝を有するポリα−オレフィンの含有割合は、潤滑油
基油組成物基準で25〜45質量%、好ましくは30〜
40質量%が望ましい。配合量が25質量%より少ない
と耐ピッチング性、低温流動性等が低下し好ましくな
い。本発明の潤滑油基油組成物は、種々の潤滑油基油と
して使用することができるが、ピッチングが発生する可
能性のある機器の潤滑油基油として好適に使用できる。
具体的には、自動車用潤滑油、工業用潤滑油などであ
り、自動車用潤滑油としては、ギヤ油、エンジン油、自
動変速機油が好ましく、自動変速機油が特に好ましく、
自動変速機油は有段変速機油が特に好ましい。
【0016】本発明の潤滑油基油組成物には、必要に応
じて、摩耗防止剤、無灰型分散剤、金属型清浄剤、酸化
防止剤、防錆剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤及び消
泡剤などを添加してもよい。金属型清浄剤としてはアル
カリ土類金属スルフォネート、アルカリ土類金属フェネ
ート等が、無灰型分散剤としてはアルケニルコハク酸イ
ミド、アルケニルコハク酸エステル、長鎖脂肪酸とポリ
アミンのアミド(アミノアミド型)等が、摩耗防止剤と
しては酸性リン酸エステル、酸性リン酸エステルのアミ
ン塩、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等が、酸化防止剤と
してはアミン系、フェノール系の酸化防止剤等が、金属
不活性剤としてはベンゾトリアゾール、チアジアゾー
ル、防錆剤としてはアルケニルコハク酸エステルまたは
その部分エステル等が、流動点降下剤としてはポリメタ
クリレート等が、消泡剤としてはシリコン化合物、エス
テル系消泡剤等が、それぞれ挙げられる。以上、詳述し
た本発明の潤滑油基油組成物は、(A)成分及び(B)
成分の相互作用により、耐ピッチング性を向上させるこ
とができ、さらには(B)成分を特定のものに限定する
ことで、各成分の相互作用により、耐ピッチング性に加
えて、低温粘度特性、耐熱性に優れる潤滑油基油組成物
を提供することができる。
【0017】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、これらの実施例により、本発明が制限されるもの
ではない。下記製造例は、実施例において、本発明の潤
滑油基油組成物に配合するシクロペンタジエン系石油樹
脂の製造例を示すものである。
【0018】[製造例1]ナフサのスチームクラッキン
グより得られたジシクロペンタジエン75.0質量%、
オレフィン5.4質量%と残余の大部分が飽和炭化水素
からなるCPD留分500g(シクロペンタジエン5.
7モル)とナフサのスチームクラッキングより得られ、
スチレン、ビニルトルエン、α,β−メチルスチレン及
びインデンの合計含有量が26.5質量%(重量平均分
子量118)で他の大部分が不活性な芳香族炭化水素か
らなるC9系芳香族留分500g(反応性成分1.1モ
ル)を窒素雰囲気下18Kg/cm2(G)、260℃
で3時間熱共重合した。熱共重合液から原料中の不活性
留分、及び未反応原料を最初加圧下、引き続き減圧下に
おいて252℃で留去し、第2段の重合を行いながら5
0Torr.の減圧下で同温度に1時間保持し、軟化点
120℃のシクロペンタジエン系樹脂409gを得た。
次いで、ニッケル系触媒を2質量%添加し、水素圧60
Kg/cm2(G)、反応温度250℃で12時間水素
化し、目的とする軟化点125℃、重量平均分子量64
0のシクロペンタジエン−モノビニル芳香族共重合水素
化樹脂を得た。
【0019】[製造例2]製造例1で用いたCPD留分
750g(シクロペンタジエン8.5モル)とデセン−
1を96.5質量%含みその他がα−オレフィン以外の
留分から成るC10留分250g(α−オレフィンとして
1.7モル)を製造例1と同じ条件で2時間熱共重合し
た。熱共重合液から原料中の不活性留分、及び未反応原
料を最初加圧下、引き続き減圧下において200℃で留
去し、シクロペンタジエン系樹脂380gを得た。次い
で製造例1と同様の条件で220℃、4時間水素化し、
目的とする軟化点32℃、重量平均分子量486のシク
ロペンタジエン−α−オレフィン共重合水素化樹脂を得
た。
【0020】実施例1〜10及び比較例1〜8 実施例及び比較例の潤滑油基油組成物は、表1〜4に記
載されている成分及び配合割合に従って調整した。実施
例及び比較例で得た潤滑油基油組成物の評価は、下記の
方法で行った。 (1)耐ピッチング性試験:耐ピッチング性の評価とし
て、ユニスチールころがり疲労試験を行った。ユニスチ
ールころがり疲労試験の試験条件及び疲労寿命判定法
は、次の通りとした。 <試験条件> 回転数:1500rpm 押しつけ荷重:3340N 油温:60℃ 加速度計:4G 試験球数:6個 繰り返し数:6回 テストベアリング:51110 P5(NSK製) テストピース:SUJ−2 <疲労寿命判定法>疲労寿命をワイブル統計処理し、L
10(hr)により評価した。本試験においては、L1
0(hr)が7.0hr以上を合格とした。
【0021】(2)耐熱性:内燃機用酸化安定度試験
(ISOT)により行った。 <試験条件> 温度:135℃ 時間:96hr <耐熱性判定法>スラッジ発生の有無。本試験において
スラッジが発生しないものを合格とした。 <BF(ブルックフィールド)粘度試験>ASTM D
2983に従って、−40℃のBF粘度を測定した。
粘度が、30,000以下のものを合格とした。
【0022】なお、表1〜4中の*1〜*7は、次の意
味を有する。 *1:水素化精製パラフィン系鉱油1 硫黄分:0.2質量%、流動点:−17.5℃、粘度:
3.96mm2/S(100℃) *2:触媒異性化パラフィン系鉱油2 硫黄分:0.5質量%、流動点:−40℃、粘度:4.
05mm2/S(100℃) *3:溶剤精製パラフィン系鉱油3 硫黄分:0.7質量%、流動点:−12.5℃、粘度:
4.12mm2/S(100℃) *4:ジイソブチレンの重合水素化物(Mw:350) 硫黄分:0.01質量%以下、粘度2.71mm2/S
(100℃) *5:ジイソブチレンの重合水素化物(Mw:200) 硫黄分:0.01質量%以下、粘度:2.35mm2
S(100℃) *6:シクロペンタジエン−モノビニル芳香族重合水素
化樹脂 *7:シクロペンタジエン−α−オレフィン共重合水素
化樹脂 また、表中の2,4−ジシクロヘキシル−2−メチルペ
ンタンの粘度は4.08mm2/S(100℃)であっ
た。
【0023】
【表1】
【0024】
【表2】
【0025】
【表3】
【0026】
【表4】
【0027】
【発明の効果】本発明の潤滑油基油組成物は、耐ピッチ
ング性を大幅に向上することができ、また、特定の鉱油
を配合する場合は、低温粘度特性、耐熱性にも優れてい
る。したがって、本発明の潤滑油基油組成物は、省燃費
性向上に伴う低粘度化、エンジンの高出力化に伴う負荷
の増大により、耐ピッチング性の要求される潤滑油に用
いる基油として好適である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10N 20:00 20:02 20:04 30:02 30:08 40:04 40:25

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)シクロペンタジエン類とα−オレフ
    ィン類またはモノビニル芳香族炭化水素類との熱共重合
    物またはその水素化物で軟化点が40℃以上もしくは重
    量平均分子量が250以上のシクロペンタジエン系石油
    樹脂2〜17質量%、及び(B)100℃で2〜50m
    2/Sの粘度を有する鉱油または合成油83〜98質
    量%から成ることを特徴とする潤滑油基油組成物。
  2. 【請求項2】(B)成分の100℃で2〜50mm2
    Sの粘度を有する鉱油または合成油が、粘度が100℃
    で2〜50mm2/S、流動点が−15℃以下、硫黄分
    が1.0質量%以下の鉱油を含有するものであり、該鉱
    油の含有割合が潤滑油基油組成物の38〜98質量%で
    ある請求項1記載の潤滑油基油組成物。
  3. 【請求項3】(B)成分の100℃で2〜50mm2
    Sの粘度を有する鉱油または合成油が、重量平均分子量
    が100〜1,000である分枝を有するポリα−オレ
    フィンと、粘度が100℃で2〜50mm2/S、流動
    点が−15℃以下、硫黄分が1.0質量%以下の鉱油を
    含有し、該分枝を有するポリα−オレフィンの含有割合
    が潤滑油基油組成物の25〜45質量%であり、該鉱油
    の含有割合が潤滑油基油組成物の38〜73質量%であ
    る請求項1記載の潤滑油基油組成物。
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