CN101511984A - 润滑油组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的目标是获得下述润滑油组合物,所述润滑油组合物在润滑油组合物中,在其中的使用了高精制基础油的一般工业润滑油(特别是机械油、液压油、汽轮机油、压缩机油、齿轮油和轴承油)中,具有良好的防锈性质,并且其还通过具有低摩擦系数而具有优异的节能特性。为此,在例如矿物油或合成油类型的基础油中加入了作为添加剂的天门冬氨酸衍生物和多元醇的脂肪酸酯。通过这种方式,能够获得具有优异的防锈性质、较低的摩擦系数和优异的节能性质并因此适于工业润滑油的润滑油组合物。同时,通过进一步添加环氧化物并且还添加脂肪族胺,能够获得被更充分赋予防锈性质和节能性质的润滑油组合物。
Description
技术领域
本发明提供了一种润滑油组合物,其中有使用了高精制基础油的一般工业润滑油,特别是提供了用作机械油、液压油、汽轮机油、压缩机油、齿轮油和轴承油的润滑油组合物。
背景技术
对于润滑油组合物以及其中的工业润滑油组合物,需要良好的防锈性质和摩擦特性。所需要的是,通过具有低摩擦系数(μ)来有效地降低机械和装置中的摩擦损失并且取得较高的节能性质。
例如,在施工机械等中经常使用液压系统,但如果用作液压油的润滑油的摩擦系数较高,则在液压缸的往复运动模块的滑动部中出现微小的粘滑现象,随后出现诸如颤动、振动、锐响和产生异常声音等现象,并且不能精确控制液压设备。例如见日本特开平9-111277号公报(1997)。因此,为了确保液压缸精确而平滑地运行,需要降低润滑油的摩擦系数。
在机械和设备中使用的润滑油的情况中,为了保持其性能,防锈性质在本质上是必需的。此外,已经指出,在所述液压装置和控制装置中,随着装置取得了更高性能或更高油压,由阀门中的柱塞的极微小振动产生的超声波或通过使润滑油暴露于高压或高剪切条件而产生甲酸或乙酸。所述酸蓄积在闭合的液压回路的润滑油中并且可能腐蚀金属材料。见日本特开2005-60526号公报。
发明内容
本发明的目标是获得降低润滑油所显示的摩擦系数并具有较高节能性质的工业润滑油。此外,当将所述润滑油组合物用作液压装置中的液压油时,不仅确保能够以良好的精度控制液压装置而不引起液压缸中的诸如颤动、振动、锐响和产生异常声音等现象,并且还将确保生锈得到抑制从而赋予良好的防锈性质。因此,本发明的目标是获得具有良好防锈性质并且充分地具有节能性质的高功能效率的润滑油组合物。
另外,本发明的目标是获得下述润滑油组合物,所述润滑油组合物具有能够确保即使在液压装置中可能产生的诸如甲酸或乙酸等低级脂肪酸存在时也不会生锈的抗性,从而更充分地具有防锈性质和节能性质。
通过在矿物基础油或合成基础油中引入作为添加剂的天门冬氨酸衍生物和多元醇的脂肪酸酯,本发明能够获得适合作为如液压油等工业润滑油组合物的润滑油组合物。
通过添加作为进一步的添加剂的环氧化合物或通过添加脂肪族胺,也能够获得更充分地具有防锈性质和优异的节能性质的润滑油组合物。
根据本发明,能够有效地降低各种工业机械中产生的摩擦损失,并且能够节能。而且,在作为液压油的应用中,通过降低摩擦系数并从而不引起液压装置中的诸如颤动、振动、锐响和产生异常声音等现象,能够精确地控制液压装置。此外,能够获得通过抑制生锈而充分具有防锈性质的润滑油组合物。另外,通过即使诸如甲酸或乙酸等低级脂肪酸在液压装置内生成并且蓄积在油中也不会引起生锈,能够产生更充分地具有防锈性质的润滑油组合物。
具体实施方式
对于本发明的润滑油组合物的基础油,可以使用润滑油常用的矿物油和合成油,具体来说可以单独或者以混合物使用属于API(美国石油协会)基础油分类中的组I、组II、组III和组IV等的基础油。
组I基础油包括,例如,对于由原油的常压蒸馏而获得的润滑油馏分,通过适当地应用如溶剂精制、加氢精制和脱蜡等精制工艺的适宜组合而获得的链烷烃矿物油。粘度指数可以为80~120并且优选95~110。40℃时的动力粘度优选为2mm2/s~680mm2/s并且进而更优选为8mm2/s~220mm2/s。另外,总含硫量可以小于700ppm并且优选小于500ppm。总含氮量可以小于50ppm并且优选小于25ppm。另外,可以使用具有80℃~150℃、优选90℃~120℃的苯胺点的油。
组II基础油包括,例如,对于由原油的常压蒸馏而获得的润滑油馏分,通过适当地应用如加氢精制和脱蜡等精制工艺的适宜组合而获得的链烷烃矿物油。通过如海湾公司法(Gulf Company method)等加氢精制法而精制的组II基础油具有小于10ppm的总含硫量和小于5%的芳烃含量,因此适于本发明。这些基础油的粘度不受特殊限制,但粘度指数可以为90~125并且优选100~120。40℃时的动力粘度可以优选为2mm2/s~680mm2/s并且进而更优选为8mm2/s~220mm2/s。另外,总含硫量可以小于700ppm、优选小于500ppm并且更优选小于10ppm。总含氮量可以小于10ppm并且优选小于1ppm。另外,可以使用具有80℃~150℃、优选100℃~135℃的苯胺点的油。
在组III基础油和组II+基础油中,适合的有,例如,通过对由原油的常压蒸馏而获得的润滑油馏分进行高度加氢精制而制造的链烷烃矿物油;通过以异构脱蜡(Isodewax)工艺而精制的基础油,所述异构脱蜡工艺脱蜡并且以异链烷烃取代由脱蜡工序所产生的蜡;和通过美孚(Mobil)蜡异构化工艺而精制的基础油。这些基础油的粘度不受特殊限制,但粘度指数可以为95~145并且优选100~140。40℃时的动力粘度可以优选为2mm2/s~680mm2/s并且进而更优选为8mm2/s~220mm2/s。另外,总含硫量可以为0ppm~100ppm并且优选小于10ppm。总含氮量可以小于10ppm并且优选小于1ppm。另外,可以使用具有80℃~150℃、优选110℃~135℃的苯胺点的油。
作为合成油的实例,可以列举聚烯烃、烷基苯、烷基萘、酯、聚氧化亚烷基二醇、聚苯基醚、二烷基二苯基醚、含氟化合物(全氟代聚醚、氟化聚烯烃)和硅油。
上述聚烯烃包括各种烯烃的聚合物或其氢化物。可以使用任何烯烃,作为实例可以列举乙烯、丙烯、丁烯和具有5个以上碳的α-烯烃。在聚烯烃的制造中,可以单独使用上述烯烃中的一种,也可以组合使用两种以上。被称为聚α-烯烃(PAO)的聚烯烃尤其适合。这些是组IV的基础油。
这些合成油的粘度不受特殊限制,但40℃时的动力粘度优选为2mm2/s~680mm2/s,并且进而更优选为8mm2/s~220mm2/s。
通过将天然气转换成液体燃料的费托法(Fischer-Tropsch method)合成的GTL(来源于气体液化的基础油)与从原油精炼的矿物油基础油相比具有极低的含硫量和芳烃含量,并且具有极高的链烷烃构成比率,因此具有优异的氧化稳定性,并且由于它们还具有极小的蒸发损失,所以它们适合作为本发明的基础油。GTL来源的基础油的粘度不受特殊限制,但通常粘度指数为130~180并且优选140~175。另外,40℃时的动力粘度可以为2mm2/s~680mm2/s,并且进而更优选为5mm2/s~120mm2/s。通常总含硫量也小于10ppm,并且总含氮量小于1ppm。所述GTL基础油的商品例是Shell XHVI(注册商标)。
向本发明的润滑油组合物中加入的上述基础油的量不受特殊限制,但以润滑油组合物的总量为基准,优选为至少60重量%、优选至少80重量%、更优选至少90重量%、进而更优选至少95重量%。
通式1显示了天门冬氨酸衍生物的优选实施方式。
[式1]
在上述通式1中,X1和X2各自为氢或者相同或不同的3~6个碳的烷基,或者羟烷基,并且优选分别为2-甲基丙基和叔丁基。
X3是包含1~30个碳原子的烷基,或具有醚键的烷基,或者羟烷基。例如,适合的有十八烷基、烷氧基丙基、3-(C6~C18)烃氧基(C3~C6)烷基,并且更优选环己氧基丙基、3-辛氧基丙基、3-异辛氧基丙基、3-癸氧基丙基、3-异癸氧基丙基和3-(C12~C16)烷氧基丙基。
X4是包含1~30个碳原子的饱和或不饱和羧酸基,或包含1~30个碳原子的烷基,或烯基,或羟烷基。例如,适合的有丙酸基或丙酰酸基(propionyl acid group)。
上述天门冬氨酸衍生物的以JIS-K2501确定的酸值可以为10mgKOH/g~200mgKOH/g,优选50mgKOH/g~150mgKOH/g。用于润滑油组合物中的天门冬氨酸衍生物的量优选为0.01重量%~5重量%,优选0.05重量%~2重量%。
对于上述的多元醇的脂肪酸酯,可以使用在现有技术中用作油性剂的多元醇脂肪酸酯,例如具有1~24个碳的饱和或不饱和脂肪酸与如甘油、山梨糖醇、烷撑二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇和木糖醇等多元醇的偏酯或完全酯。
作为甘油酯,所述酯的具体例包括,单月桂酸甘油酯、单硬脂酸甘油酯、单棕榈酸甘油酯、单油酸甘油酯、二月桂酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯、二棕榈酸甘油酯和二油酸甘油酯。
对于山梨糖醇酯,可以列举单月桂酸山梨糖醇酯、单棕榈酸山梨糖醇酯、单硬脂酸山梨糖醇酯、单油酸山梨糖醇酯、二月桂酸山梨糖醇酯、二棕榈酸山梨糖醇酯、二硬脂酸山梨糖醇酯、二油酸山梨糖醇酯、三硬脂酸山梨糖醇酯、三月桂酸山梨糖醇酯、三油酸山梨糖醇酯和四油酸山梨糖醇酯。
烷撑二醇酯包括单月桂酸乙二醇酯、单硬脂酸乙二醇酯、单油酸乙二醇酯、二月桂酸乙二醇酯、二硬脂酸乙二醇酯、二油酸乙二醇酯、单月桂酸丙二醇酯、单硬脂酸丙二醇酯、单油酸丙二醇酯、二月桂酸丙二醇酯、二硬脂酸丙二醇酯和二油酸丙二醇酯。
对于新戊二醇酯,可以列举单月桂酸新戊二醇酯、单硬脂酸新戊二醇酯、单油酸新戊二醇酯、二月桂酸新戊二醇酯、二硬脂酸新戊二醇酯和二油酸新戊二醇酯。
三羟甲基丙烷酯包括三羟甲基丙烷单月桂酸酯、三羟甲基丙烷单硬脂酸酯、三羟甲基丙烷单油酸酯、三羟甲基丙烷二月桂酸酯、三羟甲基丙烷二硬脂酸酯、三羟甲基丙烷二油酸酯和三羟甲基丙烷单月桂酸酯。
季戊四醇酯包括季戊四醇单硬脂酸酯、季戊四醇单月桂酸酯、季戊四醇单油酸酯、季戊四醇二月桂酸酯、季戊四醇二硬脂酸酯、季戊四醇二油酸酯和双季戊四醇单油酸酯。
对于所述多元醇的脂肪酸酯,优选的是使用多元醇和不饱和脂肪酸的偏酯。
这些多元醇的脂肪酸酯在润滑油组合物中的用量优选为约0.01重量%~5重量%,更优选约0.05重量%~2重量%。如果用量在上述范围之外,则降低摩擦系数的效果可能会下降。
上述环氧化合物可以通过将例如油菜籽油、豆油、亚麻籽油、蓖麻油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、葵花油、米糠油、红花油、牛脂和猪脂环氧化来制造,并且可以列举环氧化的脂肪酸甘油酯,例如环氧化的油菜籽油、环氧化的豆油、环氧化的亚麻籽油、环氧化的蓖麻油和环氧化的红花油。
环氧化的脂肪酸酯也适合作为环氧化合物。例如,可以列举通过将油酸酯环氧化而制造的环氧化的脂肪酸酯,例如环氧硬脂酸甲酯、环氧硬脂酸丁酯和环氧硬脂酸辛酯。
同样适合的是由油菜籽油、豆油、亚麻籽油、蓖麻油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、葵花油、米糠油、红花油、牛脂、猪脂和源自植物油的脂肪酸与C1~C8醇的酯的环氧化形式。
作为实例可以列举环氧化的油菜籽油脂肪酸异丁酯。
通常,油菜籽油脂肪酸的主要成分是具有18个碳并具有63%的油酸、20%的亚油酸和8%的亚麻酸的脂肪酸。
已知这些环氧化合物为用于橡胶和塑料的增塑剂和稳定剂,要加入润滑油中的环氧化合物的量可以为0.01重量%~5重量%,更优选0.01重量%~2重量%,进而更优选为0.01重量%~1重量%。
对于脂肪族胺,有以下面的通式2所示的烷基胺:
(式2)
(R1)nNH3-n (2)
(式2中,R1表示具有6~30个碳的直链饱和或不饱和烷基,并且n是整数1或2)。
由上述通式(2)所示的烷基胺包括,作为伯胺的由以下通式(3)所示的胺。
(式3)
H2N-X5 (3)
在上述通式(3)中,X5代表具有1~30个碳的烷基或烯基。
作为所述化合物的实例,可以列举月桂胺、椰油胺、正十三烷基胺、十四烷基胺、正十五烷基胺、正棕榈基胺、正十七烷基胺、正硬脂基胺、异硬脂基胺、正十九烷基胺、正二十烷基胺、正二十一烷基胺、正二十二烷基胺、正二十三烷基胺、正二十五烷基胺、油胺、牛脂胺、氢化牛脂胺和大豆胺。X5中的碳的数量优选为8~24,更优选为12~18。另外,X5可以是直链脂肪族烷基或支链脂肪族烷基或叔烷基。
此外,作为仲胺的实例,可以列举二月桂胺、二椰油胺、二正十三烷基胺、二正十四烷基胺、二正十五烷基胺、二正棕榈基胺、二正十七烷基胺、二正硬脂基胺、二异硬脂基胺、二正十九烷基胺、二正二十烷基胺、二正二十一烷基胺、二正二十二烷基胺、二正二十三烷基胺、二正二十五烷基胺、二油胺、二牛脂胺、二氢化牛脂胺和二大豆胺。
所述脂肪族胺还可以是由以下通式(4)代表的胺。
(式4)
X6-HN-X7-NH2 (4)
在上述通式(4)中,X6表示具有1~30个碳的烷基或烯基。X6中的碳的数量优选为8~24,更优选为12~18。X7表示具有1~12个碳的亚烷基。X7中的碳的数量优选为1~8,更优选为2~4。
作为通式4的所述二胺化合物的实例,可以列举N-辛基-1,2-乙二胺、N-壬基-1,2-乙二胺、N-癸基-1,2-乙二胺、N-十一烷基-1,2-乙二胺、N-十二烷基-1,2-乙二胺、N-十三烷基-1,2-乙二胺、N-肉豆寇基-1,2-乙二胺、N-十四烷基-1,2-乙二胺、N-十五烷基-1,2-乙二胺、N-棕榈基-1,2-乙二胺、N-十七烷基-1,2-乙二胺、N-油烯基-1,2-乙二胺、N-硬脂基-1,2-乙二胺、N-异硬脂基-1,2-乙二胺、N-十九烷基-1,2-乙二胺、N-二十烷基-1,2-乙二胺、N-椰油基-1,2-乙二胺、N-牛脂基-1,2-乙二胺、N-氢化牛脂基-1,2-乙二胺和N-大豆油基-1,2-乙二胺。
此外还有丙二胺,例如N-辛基-1,3-丙二胺、N-壬基-1,3-丙二胺、N-癸基-1,3-丙二胺、N-十一烷基-1,3-丙二胺、N-十二烷基-1,3-丙二胺、N-十三烷基-1,3-丙二胺、N-肉豆寇基-1,3-丙二胺、N-十四烷基-1,3-丙二胺、N-十五烷基-1,3-丙二胺、N-棕榈基-1,3-丙二胺、N-十七烷基-1,3-丙二胺、N-油烯基-1,3-丙二胺、N-硬脂基-1,3-丙二胺、N-异硬脂基-1,3-丙二胺、N-十九烷基-1,3-丙二胺、N-二十烷基-1,3-丙二胺、N-椰油基-1,3-丙二胺、N-牛脂基-1,3-丙二胺、N-氢化牛脂基-1,3-丙二胺和N-大豆油基-1,3-丙二胺。
还有丁二胺,例如N-辛基-1,4-丁二胺、N-壬基-1,4-丁二胺、N-癸基-1,4-丁二胺、N-十一烷基-1,4-丁二胺、N-十二烷基-1,4-丁二胺、N-十三烷基-1,4-丁二胺、N-肉豆寇基-1,4-丁二胺、N-十四烷基-1,4-丁二胺、N-十五烷基-1,4-丁二胺、N-棕榈基-1,4-丁二胺、N-十七烷基-1,4-丁二胺、N-油烯基-1,4-丁二胺、N-硬脂酰-1,4-丁二胺、N-异硬脂酰-1,4-丁二胺、N-十九烷基-1,4-丁二胺、N-二十烷基-1,4-丁二胺、N-椰子-1,4-丁二胺、N-牛脂-1,4-丁二胺、N-氢化牛脂-1,4-丁二胺和N-大豆-1,4-丁二胺。
此外,对于脂肪族胺可以列举由下述通式(5)代表的胺。
(式5)
X8-N-(X9)2 (5)
在上述通式(5)中,X8表示具有1~30个碳的烷基或烯基。X8中的碳的数量优选为1~20,更优选为1~8或12~18。X9表示具有1~20个碳的烷基、亚烷基或羟烷基。X9中的碳的数量优选为1~8或12~18。
X8是甲基的情况的实例包括二烷基甲胺,例如二辛基甲胺、二壬基甲胺、二癸基甲胺、二(十一烷基)甲胺、二(十二烷基)甲胺、二(十三烷基)甲胺、二(肉豆寇基)甲胺、二(十四烷基)甲胺、二(十五烷基)甲胺、二棕榈基甲胺、二(十七烷基)甲胺、二油烯基甲胺、二硬脂基甲胺、二异硬脂基甲胺、二(十九烷基)甲胺、二(二十烷基)甲胺、二椰油基甲胺、二牛脂基甲胺、二氢化牛脂基甲胺和二大豆油基甲胺。
另外,X9是甲基的情况的实例包括烷基二甲胺,例如辛基二甲胺、壬基二甲胺、癸基二甲胺、十一烷基二甲胺、十二烷基二甲胺、十三烷基二甲胺、肉豆寇基二甲胺、十四烷基二甲胺、十五烷基二甲胺、棕榈基二甲胺、十七烷基二甲胺、油烯基二甲胺、硬脂基二甲胺、异硬脂基二甲胺、十九烷基二甲胺、二十烷基二甲胺、椰油基二甲胺、牛脂基二甲胺、氢化牛脂基二甲胺和大豆油基二甲胺。
另外,X9是羟烷基的情况的实例包括:N-烷基二乙醇胺,例如N-辛基二乙醇胺、N-壬基二乙醇胺、N-癸基二乙醇胺、N-十一烷基二乙醇胺、N-十二烷基二乙醇胺、N-十三烷基二乙醇胺、N-肉豆寇基二乙醇胺、N-十四烷基二乙醇胺、N-十五烷基二乙醇胺、N-棕榈基二乙醇胺、N-十七烷基二乙醇胺、N-油烯基二乙醇胺、N-硬脂基二乙醇胺、N-异硬脂基二乙醇胺、N-十九烷基二乙醇胺、N-二十烷基二乙醇胺、N-椰油基二乙醇胺、N-牛脂基二乙醇胺、N-氢化牛脂基二乙醇胺和N-大豆油基二乙醇胺,以及N-烷基二丙醇胺,例如N-辛基二丙醇胺、N-壬基二丙醇胺、N-癸基二丙醇胺、N-十一烷基二丙醇胺、N-十二烷基二丙醇胺、N-十三烷基二丙醇胺、N-肉豆寇基二丙醇胺、N-十四烷基二丙醇胺、N-十五烷基二丙醇胺、N-棕榈基二丙醇胺、N-十七烷基二丙醇胺、N-油烯基二丙醇胺、N-硬脂基二丙醇胺、N-异硬脂基二丙醇胺、N-十九烷基二丙醇胺、N-二十烷基二丙醇胺、N-椰油基二丙醇胺、N-牛脂基二丙醇胺、N-氢化牛脂基二丙醇胺和N-大豆油基二丙醇胺。
可以以约0.005重量%~5重量%的量、优选以约0.01重量%~1重量%的量在润滑油组合物中使用选自上述组中的这些脂肪族胺中的至少一种。
除了上述成分以外,为了进一步改善性能,必要时还可以适当地使用各种添加剂。可以列举抗氧化剂、金属钝化剂、极压添加剂、油性改进剂、消泡剂、粘度指数改进剂、降凝剂、清净分散剂、防锈剂和反乳化剂等,以及其它已知的润滑油添加剂。
对于本发明中所用的抗氧化剂,对于实用优选的是在润滑油中使用的抗氧化剂,可以列举酚类抗氧化剂、磷类抗氧化剂、胺类抗氧化剂和硫类抗氧化剂。相对于100重量份的基础油,可以在0.01重量份~5.0重量份的范围内单独使用或以数种组合使用所述抗氧化剂。
作为上述的胺类抗氧化剂的实例,可以列举:二烷基-二苯胺,例如p,p′-二辛基-二苯胺(Nonflex OD-3,由精工化学社制造)、p,p′-二α-甲基苄基-二苯胺和N-p-丁基苯基-N-p′-辛基苯基胺,单烷基二苯胺,例如单叔丁基二苯胺和单辛基二苯胺,双(二烷基苯基)胺,例如二(2,4-二乙基苯基)胺和二(2-乙基-4-壬基苯基)胺,烷基苯基-1-萘基胺,例如辛基-苯基-1-萘基胺和N-叔十二烷基苯基-1-萘基胺,1-萘基胺,芳基-萘基胺,例如苯基-1-萘基胺、苯基-2-萘基胺、N-己基苯基-2-萘基胺和N-辛基苯基-2-萘基胺,苯二胺例如N,N′-二异丙基-对苯二胺和N,N′-二苯基-对苯二胺,以及吩噻嗪,例如吩噻嗪(Phenothiazine,由保土谷化学社制造)和3,7-二辛基吩噻嗪。
作为硫类抗氧化剂的实例,可以列举:二烷基硫醚,例如二(十二烷基)硫醚和二(十八烷基)硫醚,硫代二丙酸酯,例如硫代二丙酸二(十二烷基)酯、硫代二丙酸二(十八烷基)酯、硫代二丙酸二(肉豆寇基)酯和硫代二丙酸十二烷基十八烷基酯,以及2-巯基苯并咪唑。
酚类抗氧化剂包括2-叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-甲基苯酚、2-叔丁基-5-甲基苯酚、2,4-二叔丁基苯酚、2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-甲氧基苯酚、3-叔丁基-4-甲氧基苯酚、2,5-二叔丁基氢醌(2,5-di-butylhydroxon,Antage DBH,由川口化学社制造)、2,6-二叔丁基苯酚,2,6-二叔丁基-4-烷基酚,例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚,和2,6-二叔丁基-4-烷氧基酚,例如2,6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚和2,6-二叔丁基-4-乙氧基苯酚。
还有3,5-二叔丁基-4-羟基苄基巯基-辛基乙酸酯,烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯,例如正十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯(Yoshinox SS,由吉富制药社制造)、正十二烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯和2′-乙基己基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯,苯丙酸3,5-双(1,1-二甲基-乙基)-4-羟基-C7~C9侧链烷基酯(Irganox L135,由Ciba Specialty Chemicals Ltd.制造),2,6-二叔丁基-α-二甲基氨基-对甲酚,以及2,2′-亚甲基双(4-烷基-6-叔丁基苯酚),例如2,2′-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)(Antage W-400,由川口化学社制造)和2,2′-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基酚)(Antage W-500,由川口化学社制造)。
此外还有双酚,例如4,4′-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)(AntageW-300,由川口化学社制造)、4,4′-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)(Ionox220AH,由Shell Japan Ltd.制造)、4,4′-双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2-(二对羟基苯基)丙烷(BisphenolA,由Shell Japan Ltd.制造)、2,2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、4,4′-亚环己基双(2,6-叔丁基苯酚)、六亚甲基二醇双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](Irganox L109,由Ciba SpecialtyChemicals Ltd.制造)、三乙二醇双[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯](Tominox917,由吉富制药社制造)、2,2′-硫代-[二乙基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯](Irganox L115,由Ciba Specialty Chemicals Ltd.制造)、3,9-双{1,1-二甲基-2-[3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基}2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷(Sumilizer GA80,由住友化学制造)、4,4′-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)(Antage RC,由川口化学社制造)和2,2′-硫代双(4,6-二叔丁基-间苯二酚)。
还可列举多酚,例如四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷(Irganox L101,由Ciba Specialty Chemicals Ltd.制造)、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷(Yoshinox 930,由吉富制药社制造)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯(Ionox 330,由Shell Japan Ltd.制造)、双-[3,3′-双-(4′-羟基-3′-叔丁基苯基)丁酸]二醇酯、2-(3′,5′-二叔丁基-4-羟基苯基)甲基-4-(2",4"-二叔丁基-3"-羟基苯基)甲基-6-叔丁基苯酚和2,6-双(2′-羟基-3′-叔丁基-5′-甲基-苄基)-4-甲基苯酚,以及酚-醛缩合物,例如对叔丁基苯酚和甲醛的缩合物以及对叔丁基苯酚和乙醛的缩合物。
作为磷类抗氧化剂的实例,可以列举:亚磷酸三芳基酯,例如亚磷酸盐三苯基酯和亚磷酸三甲苯基酯,亚磷酸三烷基酯,例如亚磷酸三(十八烷基)酯和亚磷酸三癸基酯,以及三硫代亚磷酸三(十二烷基)酯。
能够与本发明的组合物一起使用的金属钝化剂包括:苯并三唑和苯并三唑衍生物(4-烷基-苯并三唑,例如4-甲基-苯并三唑和4-乙基-苯并三唑,5-烷基-苯并三唑,例如5-甲基-苯并三唑和5-乙基-苯并三唑,1-烷基-苯并三唑,例如1-二辛基氨基甲基-2,3-苯并三唑,以及1-烷基-甲苯三唑,例如1-二辛基氨甲基-2,3-甲苯三唑);以及苯并咪唑和苯并咪唑的衍生物(2-(烷基二硫代)-苯并咪唑,例如2-(辛基二硫代)-苯并咪唑、2-(癸基二硫代)-苯并咪唑和2-(十二烷基二硫代)-苯并咪唑,以及2-(烷基二硫代)甲苯咪唑,例如2-(辛基二硫代)-甲苯咪唑、2-(癸基二硫代)-甲苯咪唑和2-(十二烷基二硫代)甲苯咪唑)。
并且,可以列举吲唑、吲唑衍生物(甲苯吲唑,例如4-烷基-吲唑和5-烷基-吲唑),苯并噻唑和苯并噻唑衍生物(2-巯基苯并噻唑衍生物(Thiolite B-3100,由千代田化学社制造),2-(烷基二硫代)苯并噻唑,例如2-(己基二硫代)苯并噻唑和2-(辛基二硫代)苯并噻唑,2-(烷基二硫代)甲苯噻唑,例如2-(己基二硫代)甲苯噻唑和2-(辛基二硫代)甲苯噻唑,2-(N,N-二烷基二硫代氨基甲酰)-苯并噻唑,例如2-(N,N-二乙基二硫代氨基甲酰)-苯并噻唑、2-(N,N-二丁基二硫代氨基甲酰)-苯并噻唑和2-(N,N-二己基二硫代氨基甲酰)-苯并噻唑,以及2-(N,N-二烷基二硫代氨基甲酰)-甲苯噻唑,例如(N,N-二乙基二硫代氨基甲酰)-甲苯噻唑、2-(N,N-二丁基二硫代氨基甲酰)-甲苯噻唑和2-(N,N-二己基二硫代氨基甲酰)-甲苯噻唑)。
另外,还可以列举苯并噁唑衍生物(2-(烷基二硫代)苯并噁唑,例如2-(辛基二硫代)苯并噁唑、2-(癸基二硫代)苯并噁唑和2-(十二烷基)苯并噁唑,或者2-(烷基二硫代)甲苯噁唑,例如2-(辛基二硫代)甲苯噁唑、2-(癸基二硫代)甲苯噁唑和2-(十二烷基)甲苯噁唑),噻二唑衍生物(2,5-双(烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑,例如2,5-双(庚基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(十二烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑和2,5-双(十八烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑,2,5-双(N,N-二烷基二硫代氨基甲酰)-1,3,4-噻二唑,例如2,5-双(N,N-二乙基二硫代氨基甲酰)-1,3,4-噻二唑、2,5-双(N,N-二丁基二硫代氨基甲酰)-1,3,4-噻二唑和2,5-双(N,N-二辛基二硫代氨基甲酰)-1,3,4-噻二唑以及2-N,N-二烷基二硫代氨基甲酰-5-巯基-1,3,4-噻二唑,例如2-N,N-二丁基二硫代氨基甲酰-5-巯基-1,3,4-噻二唑和2-N,N-二辛基二硫代氨基甲酰-5-巯基-1,3,4-噻二唑),以及三唑衍生物(例如,1-烷基-2,4-三唑,例如1-二辛基氨甲基-2,4-三唑)。
相对于100重量份的基础油,这些金属钝化剂可以在0.01重量份~0.5重量份的范围内单独使用或以数种组合使用。
为了使本发明的润滑油组合物具有耐磨性质和极压性质,可以添加磷化合物。作为适于本发明的磷化合物的实例,可以列举磷酸酯、酸性磷酸酯、酸性磷酸酯的胺盐、氯化磷酸酯、亚磷酸酯、硫代磷酸酯、二硫代磷酸锌、二硫代磷酸盐与烷醇或聚醚型醇的酯或其衍生物、含磷的羧酸和含磷的羧酸酯。
相对于100重量份的基础油,这些磷化合物可以在0.01重量份~2重量份的范围内单独使用或以数种组合使用。
作为上述磷酸酯的实例,可以列举磷酸三丁基酯、磷酸三戊基酯、磷酸三己基酯、磷酸三庚基酯、磷酸三辛基酯、磷酸三壬基酯、磷酸三癸基酯、磷酸三(十一烷基)酯、磷酸三(十二烷基)酯、磷酸三(十三烷基)酯、磷酸三(十四烷基)酯、磷酸三(十五烷基)酯、磷酸三(十六烷基)酯、磷酸三(十七烷基)酯、磷酸三(十八烷基)酯、磷酸三油烯基酯、磷酸三苯基酯、磷酸三(异丙基苯基)酯、磷酸三烯丙基酯、磷酸三(甲苯基)酯、磷酸三(二甲苯基)酯、磷酸甲苯基二苯基酯和磷酸(二甲苯基)二苯基酯。
作为上述酸性磷酸酯的实例,可以列举酸性磷酸单丁基酯、酸性磷酸单戊基酯、酸性磷酸单己基酯、酸性磷酸单庚基酯、酸性磷酸单壬基酯、酸性磷酸单癸基酯、酸性磷酸单十一烷基酯、酸性磷酸单十二烷基酯、酸性磷酸单十三烷基酯、酸性磷酸单十四烷基酯、酸性磷酸单十五烷基酯、酸性磷酸单十六烷基酯、酸性磷酸单十七烷基酯、酸性磷酸单十八烷基酯、酸性磷酸单油烯基酯、酸性磷酸二丁基酯、酸性磷酸二戊基酯、酸性磷酸二己基酯、酸性磷酸二庚基酯、酸性磷酸二辛基酯、酸性磷酸二壬基酯、酸性磷酸二癸基酯、酸性磷酸二(十一烷基)酯、酸性磷酸二(十二烷基)酯、酸性磷酸二(十三烷基)酯、酸性磷酸二(十四烷基)酯、酸性磷酸二(十五烷基)酯、酸性磷酸二(十六烷基)酯、酸性磷酸二(十七烷基)酯、酸性磷酸二(十八烷基)酯和酸性磷酸二油烯基酯。
作为上述酸性磷酸酯的胺盐的实例,可以列举上述酸性磷酸酯的甲胺、乙基胺、丙基胺、丁基胺、戊基胺、己基胺、庚基胺、辛基胺、二甲胺、二乙基胺、二丙基胺、二丁基胺、二戊基胺、二己基胺、二庚基胺、二辛基胺、三甲胺、三乙基胺、三丙基胺、三丁基胺、三戊基胺、三己基胺、三庚基胺和三辛基胺盐类。
作为上述亚磷酸酯的实例,可以列举亚磷酸二丁基酯、亚磷酸二戊基酯、亚磷酸二己基酯、亚磷酸二庚基酯、亚磷酸二辛基酯、亚磷酸二壬基酯、亚磷酸二癸基酯、亚磷酸二(十一烷基)酯、亚磷酸二油烯基酯、亚磷酸二苯基酯、亚磷酸二(甲苯基)酯、亚磷酸三丁基酯、亚磷酸三戊基酯、亚磷酸三己基酯、亚磷酸三庚基酯、亚磷酸三辛基酯、亚磷酸三壬基酯、亚磷酸三癸基酯、亚磷酸三(十一烷基)酯、亚磷酸三油烯基酯、亚磷酸三苯基酯和亚磷酸三(甲苯基)酯。
作为上述硫代磷酸酯的实例,可以具体列举硫代磷酸三丁基酯、硫代磷酸三戊基酯、硫代磷酸三己基酯、硫代磷酸三庚基酯、硫代磷酸三辛基酯、硫代磷酸三壬基酯、硫代磷酸三癸基酯、硫代磷酸三(十一烷基)酯、硫代磷酸三(十二烷基)酯、硫代磷酸三(十三烷基)酯、硫代磷酸三(十四烷基)酯、硫代磷酸三(十五烷基)酯、硫代磷酸三(十六烷基)酯、硫代磷酸三(十七烷基)酯、硫代磷酸三(十八烷基)酯、硫代磷酸三油烯基酯、硫代磷酸三苯基酯、硫代磷酸三(甲苯基)酯、硫代磷酸三(二甲苯基)酯、硫代磷酸甲苯基二苯基酯、硫代磷酸(二甲苯基)二苯基酯、硫代磷酸三(正丙基苯基)酯、硫代磷酸三(异丙基苯基)酯、硫代磷酸三(正丁基苯基)酯、硫代磷酸三(异丁基苯基)酯、硫代磷酸三(仲丁基苯基)酯和硫代磷酸三(叔丁基苯基)酯。
作为上述二硫代磷酸锌的实例,一般可以列举二烷基二硫代磷酸锌、二芳基二硫代磷酸锌和芳基烷基二硫代磷酸锌。例如,可以使用下述二烷基二硫代磷酸锌,其中二烷基二硫代磷酸锌的烷基具有含3~22个碳的伯烷基或仲烷基或者以3~18个碳的烷基取代的烷基芳基。
作为二烷基二硫代磷酸盐的具体实例,可以列举二丙基二硫代磷酸锌、二丁基二硫代磷酸锌、二戊基二硫代磷酸锌、二己基二硫代磷酸锌、二异戊基二硫代磷酸锌、二(乙基己基)二硫代磷酸锌、二辛基二硫代磷酸锌、二壬基二硫代磷酸锌、二癸基二硫代磷酸锌、二(十二烷基)二硫代磷酸锌、二(丙基苯基)二硫代磷酸锌、二(戊基苯基)二硫代磷酸锌、二(丙基甲基苯基)二硫代磷酸锌、二(壬基苯基)二硫代磷酸锌和二(十二烷基苯基)二硫代磷酸锌。
为了改善低温流动特性和粘度特性,还可以向本发明的润滑油组合物中添加降凝剂和粘度指数改进剂。
作为粘度指数改进剂的实例,可以列举:非分散剂型粘度指数改进剂,例如聚甲基丙烯酸酯和诸如乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-二烯共聚物、聚异丁烯和聚苯乙烯等烯烃聚合物,以及使含氮单体与这些化合物共聚合的分散剂型粘度指数改进剂。至于添加的量,相对于100重量份的基础油,它们可以在0.05重量份~20重量份的范围内使用。
作为降凝剂的实例,可以列举聚甲基丙烯酸酯型聚合物。至于添加的量,相对于100重量份的基础油,它们可以在0.01重量份~5重量份的范围内使用。
为了赋予本发明的润滑油组合物以消泡特性,还可以添加消泡剂。作为适于本发明的消泡剂的实例,可以列举:有机硅酸酯,例如二甲基聚硅氧烷、硅酸二乙基酯和氟硅酮,以及非硅酮型消泡剂,例如聚丙烯酸烷基酯。至于添加的量,相对于100重量份的基础油,它们可以在0.0001重量份~0.1重量份的范围内单独使用或以数种组合使用。
作为适于本发明的反乳化剂的实例,可以列举在公知技术中经常用作润滑油用添加剂的反乳化剂。至于添加的量,相对于100重量份的基础油,它们可以在0.0005重量份~0.5重量份的范围内使用。
实施例
下面通过实施例和比较例来详细说明本发明,但本发明不限于这些形式的实施方式。
对于实施例和比较例的制备,使用了以下组成和材料。
1.基础油
(1-1)基础油1:通过对由原油的常压蒸馏而获得的润滑油馏分适当地应用如加氢裂化和脱蜡等精制工艺的适宜组合而获得的链烷烃矿物油,根据API(美国石油协会)基础油分类被分类为组II。(特性:100℃的动力粘度,5.35mm2/s;40℃的动力粘度,31.4mm2/s;粘度指数,103;含硫量(换算为元素硫),以质量计小于10ppm;氮含量(换算为元素氮),以质量计小于1ppm;苯胺点,110℃;根据ASTM D3238的方法的环分析链烷烃含量,62%;环烷烃含量,方法同前,38%;芳烃含量,方法同前,小于1%;通过ASTM D5480的方法得到的根据气相色谱蒸馏的初馏点温度,312℃)。
(1-2)基础油2:通过对由原油的常压蒸馏而获得的润滑油馏分适当地应用如加氢裂化和脱蜡等精制工艺的适宜组合而获得的链烷烃矿物油,根据API(美国石油协会)基础油分类被分类为组III。(特性:100℃的动力粘度,6.57mm2/s;40℃的动力粘度,37.5mm2/s;粘度指数,130;含硫量(换算为元素硫),以质量计小于10ppm;氮含量(换算为元素氮),以质量计小于1ppm;苯胺点,130℃;根据ASTM D3238的方法的环分析链烷烃含量,78%;环烷烃含量,方法同前,22%;芳烃含量,方法同前,小于1%;根据IP 346的方法的多核芳烃含量,0.2%)。
(1-3)基础油3:通过费托法合成的GTL基础油,根据API(美国石油协会)基础油分类被分类为组III。(特性:100℃的动力粘度,5.10mm2/s;40℃的动力粘度,23.5mm2/s;粘度指数,153;15℃的密度,0.821;含硫量(换算为元素硫),以质量计小于10ppm;氮含量(换算为元素氮),以质量计小于1ppm;根据ASTM D3238的方法的环分析芳烃含量,小于1%)。
(1-4)基础油4:一般名称为PAO6的合成油/聚α-烯烃,根据API(美国石油协会)基础油分类被分类为组IV。(特性:100℃的动力粘度,5.89mm2/s;40℃的动力粘度,31.2mm2/s;粘度指数,135;15℃的密度,0.827;含硫量(换算为元素硫),以质量计小于10ppm;氮含量(换算为元素氮),以质量计小于1ppm;苯胺点,128℃;根据ASTM D3238的方法的环分析芳烃含量,小于1%;通过ASTM D5480的方法得到的根据气相色谱蒸馏的初馏点温度,403℃)。
(1-5)基础油5:通过对由原油的常压蒸馏而获得的润滑油馏分适当地应用如脱蜡等精制工艺的适宜组合而获得的链烷烃矿物油,根据API(美国石油协会)基础油分类被分类为组I。(特性:100℃的动力粘度,4.60mm2/s;40℃的动力粘度,24.6mm2/s;粘度指数,101;15℃的密度,0.866;含硫量(换算为元素硫),以质量计450ppm;氮含量(换算为元素氮),以质量计20ppm;根据ASTM D3238的方法的环分析链烷烃含量,66%;环烷烃含量,方法同前,31%;芳烃含量,方法同前,3%;苯胺点,99℃;根据IP346的方法的多核芳烃含量,0.8%;通过ASTM D5480的方法得到的根据气相色谱蒸馏的初馏点温度,331℃)。
2.添加剂
(2-1)添加剂A1:天门冬氨酸衍生物(K-CORR 100,由King IndustriesLtd.制造,通过JIS K2501的方法得到的酸值为100mgKOH/g)
(2-2)添加剂A2:天门冬氨酸衍生物(MONACOR 39,由UnichemaLtd.制造,通过JIS K2501的方法得到的酸值为60mgKOH/g)
(2-3)添加剂B1:季戊四醇单油酸酯
(2-4)添加剂B2:甘油单油酸酯
(2-5)添加剂C:环氧化的油菜籽油脂肪酸异丁酯
(2-6)添加剂D1:椰油胺(主要成分为十二烷基胺)
(2-7)添加剂D2:油胺
实施例1~16,比较例1~3
使用上述组成和材料,以表1~表4中所示的构成制备了实施例1~16和比较例1~3的润滑油组合物。
测试
对实施例1~16和比较例1~3的润滑油组合物进行以下测试从而观察它们的性能。
摩擦系数
以神钢造机株式会社制造的Masuda(曾田)摆锤型油性试验设备测定摩擦系数。在该测试中,将测试油供应到摆锤的支点的摩擦部分,使摆锤振荡并由振荡的衰减获得摩擦系数。
使用以下标准进行测试的评估:
摩擦系数不超过0.135:
(优异)
摩擦系数为0.136~0.145:
O(良好)
摩擦系数大于或等于0.146:
X(不可接受)
防锈测试
根据JIS K2510,取300ml的测试油并放在安装在恒温浴中的容器内。以1000转每分钟的速度搅拌。当温度达到60℃时,将铁制测试样品插入该油中并且再加入30ml的人造海水。将温度保持在60℃,继续搅拌48小时。随后将样品取出并目视检查任何锈的出现。
包含甲酸的防锈测试
根据JIS K2510,取300ml的测试油并放在安装在恒温浴中的容器内。以1000转每分钟的速度搅拌。当温度达到60℃时,将铁制测试样品插入该油中并且再加入30ml的人造海水加0.1ml的甲酸。将温度保持在60℃,继续搅拌24小时。随后将样品取出并目视检查任何锈的出现。
该包含甲酸的防锈测试比上述只使用人造海水的防锈测试具有更苛刻的条件,并对实施例11~16进行。
测试结果
这些测试的结果在表1~表4中显示。
从在表1和表2中所显示的测试结果可以清楚看出,使用了同时加入到高度精制的基础油(基础油1~基础油5)中的天门冬氨酸衍生物(添加剂A)和多元醇酯(添加剂B)的实施例1~8所示的润滑油组合物,均具有优异的较低的摩擦系数,并且它们在防锈测试中评分合格(在人造海水中不生锈)。另外,在实施例9和10的情况中可以看出,同时使用天门冬氨酸衍生物(添加剂A)和多元醇酯(添加剂B)并且还添加有脂肪族胺(添加剂D)的润滑油组合物也具有优异的较低的摩擦系数,并且它们在防锈测试中评分合格(在人造海水中不生锈)。因此可以确认实施例1~10的润滑油组合物引起摩擦系数的降低和防锈性质的改善。
从在表3中所显示的测试结果可以清楚看出,同时使用天门冬氨酸衍生物(添加剂A)、多元醇酯(添加剂B)和环氧化合物(添加剂C)的实施例11所示的润滑油组合物,具有优异的较低的摩擦系数,并且它在两项防锈测试中均评分合格(在人造海水中或在人造海水加甲酸的更苛刻的情况中均不生锈),所以已经明显地获得了优异的结果。并且,同时使用加入到基础油1~4中的天门冬氨酸衍生物(添加剂A)、多元醇酯(添加剂B)、环氧化合物(添加剂C)和脂肪族胺(添加剂D)的实施例12~16的润滑油组合物,也具有优异的较低的摩擦系数,并且在两项防锈测试中均评分合格(在人造海水中或在人造海水加甲酸的更苛刻的情况中均不生锈),所以已经明显地获得了优异的摩擦系数降低效果和防锈性质。
另一方面,从表4的测试结果能够看出,在只具有基础油1的比较例1的情况中,摩擦系数不可接受地高(X)并且在防锈测试中和包含甲酸的防锈测试中的人造海水中均生锈。在其中已经向基础油1加入天门冬氨酸衍生物(添加剂A)的比较例2的情况中,摩擦系数不可接受地高(X),并且虽然它通过了防锈测试,但是它并没有通过包含甲酸的防锈测试(生锈)。并且,在其中已经向基础油1加入多元醇酯(添加剂B)的比较例3的情况中,摩擦系数至少以良好(O)而合格,但是在防锈测试和包含甲酸的防锈测试中均生锈。因此,在比较例1~3的情况中,在将它们用作润滑油组合物的应用中没有观察到摩擦特性或防锈性质的改善。
Claims (11)
1.一种润滑油组合物,所述润滑油组合物包含基础油以及作为添加剂的天门冬氨酸衍生物和多元醇的脂肪酸酯。
3.如权利要求1或2所述的润滑油组合物,所述润滑油组合物进一步包含环氧化合物。
4.如权利要求1或3中任一项所述的润滑油组合物,所述润滑油组合物进一步包含脂肪族胺。
5.如权利要求1~4中任一项所述的润滑油组合物,其中,上述天门冬氨酸衍生物的酸值为10mgKOH/g~200mgKOH/g。
6.如权利要求1~5中任一项所述的润滑油组合物,其中,上述多元醇的脂肪酸酯中的脂肪酸是具有8~24个碳的并且具有或不具有羟基的烷基或烯基。
7.如权利要求3~6中任一项所述的润滑油组合物,其中,上述环氧化合物是来源于动物油或脂肪或者植物油或脂肪的环氧化脂肪酸酯。
8.如权利要求4~7中任一项所述的润滑油组合物,其中,上述脂肪族胺的脂肪族部分具有6~30个碳。
9.如权利要求1~8中任一项所述的润滑油组合物,其中,上述基础油是合成油,优选地选自聚-α-烯烃和GTL来源的基础油。
10.权利要求1~9中任一项所述的润滑油组合物作为诸如机械油、液压油、汽轮机油、压缩机油、齿轮油和轴承油等工业润滑油的应用,所述润滑油组合物优选作为液压油。
11.一种改善装置的润滑的方法,所述方法通过以权利要求1~9中任一项所述的润滑油组合物润滑所述装置。
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