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JP7583355B2 - Ester base oil for lubricating oil and lubricating oil composition - Google Patents

Ester base oil for lubricating oil and lubricating oil composition Download PDF

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JP7583355B2 JP2020117031A JP2020117031A JP7583355B2 JP 7583355 B2 JP7583355 B2 JP 7583355B2 JP 2020117031 A JP2020117031 A JP 2020117031A JP 2020117031 A JP2020117031 A JP 2020117031A JP 7583355 B2 JP7583355 B2 JP 7583355B2
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Description

本発明は、潤滑油に使用されるエステル基油に関し、詳細には抗乳化性、加水分解安定性、潤滑性に優れるとともに、水存在下であっても持続性に優れるエステル基油に関する。 The present invention relates to an ester base oil used in lubricants, and more specifically to an ester base oil that is excellent in anti-emulsibility, hydrolytic stability, and lubricity, as well as excellent durability even in the presence of water.

金属加工油、油圧作動油などに用いられる潤滑油は、基油と様々な機能を持つ添加剤から成り立っている。エステルは構造中に極性基であるエステル結合を有することにより、高潤滑性、高耐熱性、高耐揮発性といった性質を有しているため、潤滑油用の基油として広く利用されている。 Lubricants used in metal processing oils, hydraulic oils, etc. consist of base oils and additives with various functions. Esters are widely used as base oils for lubricants because they have properties such as high lubricity, high heat resistance, and high volatility resistance due to the ester bond, which is a polar group, in their structure.

金属加工の分野においては、水の混入は大きな問題となり、工具寿命の低下や、加工精度の低下を引き起こす。エステル基油では、鉱物油と比較して極性が高いことから、水との乳化が起こりやすく、乳化が起きると金属摺動面での油膜形性能が低下し、加工精度が低下する恐れがある。また、水が混入するとエステル結合が切れる加水分解が起き、有機酸が生成される。生成した有機酸により金属腐食が生じ、工具寿命の低下に繋がる恐れがある。そのため、金属加工の分野において、エステル基油を使用する場合、抗乳化性(水分離性)や加水分解安定性の改善に向けて様々な検討がなされている。 In the field of metalworking, the inclusion of water is a major problem, causing a decrease in tool life and a decrease in machining accuracy. Ester-based oils are more polar than mineral oils, so they are more likely to emulsify with water. When emulsification occurs, the oil film performance on the metal sliding surface decreases, and machining accuracy may decrease. In addition, when water is mixed in, hydrolysis occurs, breaking the ester bond, and organic acids are generated. The organic acids generated can cause metal corrosion, leading to a decrease in tool life. For this reason, when ester-based oils are used in the field of metalworking, various studies are being conducted to improve the anti-emulsification properties (water separation properties) and hydrolysis stability.

抗乳化性の課題に対して、例えば、特許文献1では、特定のエステル基油に、2種類のリン系化合物を添加した潤滑油組成物が開示されている。また、加水分解の課題に対して、特許文献2では、特定のエステル基油に脂肪酸アミド化合物、及びベンゾトリアゾール系誘導体を添加した潤滑油組成物が、また、特許文献3では、グリセロールとオレイン酸からなる脂肪酸エステルを基油に特定の化合物を添加した潤滑油組成物がそれぞれ開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a lubricating oil composition in which two types of phosphorus-based compounds are added to a specific ester base oil to address the issue of demulsification. In addition, Patent Document 2 discloses a lubricating oil composition in which a fatty acid amide compound and a benzotriazole derivative are added to a specific ester base oil to address the issue of hydrolysis, and Patent Document 3 discloses a lubricating oil composition in which a specific compound is added to a fatty acid ester base oil made of glycerol and oleic acid.

特開2017-008229号公報JP 2017-008229 A 特開2008-115301号公報JP 2008-115301 A 特開2017-165912号公報JP 2017-165912 A

しかし、金属加工油は繰り返し使用される場合があることから、使用初期の性能が良好であっても、加工時の高温条件に曝されたり、水が混入することで潤滑油が劣化し、経時的に性能が低下する恐れがある。潤滑油には長寿命化が望まれており、より高性能なエステル基油として、抗乳化性、加水分解安定性、潤滑性に優れるとともに、水存在下であっても持続性に優れるエステル基油が望まれていた。 However, since metalworking oils may be used repeatedly, even if the performance is good at the beginning of use, the lubricant may deteriorate when exposed to high temperature conditions during processing or when water is mixed in, and performance may decrease over time. There is a demand for lubricants with a longer life, and there is a demand for a higher performance ester base oil that is excellent in anti-emulsification properties, hydrolysis stability, and lubricity, as well as excellent durability even in the presence of water.

本発明の課題は、抗乳化性、加水分解安定性、潤滑性に優れるとともに、水存在下であっても持続性に優れる潤滑油用エステル基油を提供することである。 The objective of the present invention is to provide an ester base oil for lubricating oils that is excellent in anti-emulsification properties, hydrolytic stability, and lubricity, and that also has excellent durability even in the presence of water.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行なった結果、特定のエステル(A)と特定エステル(B)を特定の比率で混合したエステル基油が上記の目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research into solving the above problems, the inventors discovered that an ester base oil in which a specific ester (A) and a specific ester (B) are mixed in a specific ratio can achieve the above objective, and thus completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記の〔1〕~〔〕である。
〔1〕 下記エステル(A)および下記エステル(B)の質量比((A):(B))が80:20~30:70であり、下記エステル(A)、下記エステル(B)および下記エステル(C)の合計量が潤滑油用エステル基油の総質量に対して95~100質量%であり、かつ、下記エステル(C)を含有する場合には前記潤滑油用エステル基油の総質量に対する下記エステル(C)の含有量が10質量%以下であることを特徴とする、潤滑油用エステル基油。

エステル(A): 炭素数8~14の分岐モノアルコールとリノール酸とのエステル反応物からなるモノエステル

エステル(B): 炭素数8~14の分岐モノアルコールとオレイン酸とのエステル反応物からなるモノエステル

エステル(C): 炭素数4~22のモノアルコールとリノレン酸とのエステル反応物からなるモノエステル

(2) (1)の潤滑油用エステル基油を80質量%以上含有することを特徴とする、潤滑油組成物。
That is, the present invention relates to the following [1] to [ 2 ].
[1] An ester base oil for lubricating oils, characterized in that the mass ratio ((A):(B)) of the following ester (A) and the following ester (B) is 80:20 to 30:70, the total amount of the following ester (A), the following ester (B) and the following ester (C) is 95 to 100 mass% based on the total mass of the ester base oil for lubricating oils, and when the following ester (C) is contained, the content of the following ester (C) based on the total mass of the ester base oil for lubricating oils is 10 mass% or less .

Ester (A): A monoester formed by the ester reaction of a branched monoalcohol having 8 to 14 carbon atoms with linoleic acid.

Ester (B): A monoester formed by the ester reaction of a branched monoalcohol having 8 to 14 carbon atoms with oleic acid.

Ester (C): A monoester formed by the ester reaction of a monoalcohol having 4 to 22 carbon atoms with linoleic acid.

(2) A lubricating oil composition comprising 80 mass % or more of the ester base oil for lubricating oils according to (1).

本発明の潤滑油用エステル基油は、抗乳化性、加水分解安定性、潤滑性に優れるとともに、水存在下であってもその持続性に優れる。 The ester base oil for lubricating oils of the present invention has excellent anti-emulsification properties, hydrolytic stability, and lubricity, and also has excellent durability even in the presence of water.

本発明の潤滑油用エステル基油は、エステル(A)及びエステル(B)を特定の比率で含有する。本発明の効果を損なわない範囲において、エステル(A)及びエステル(B)以外の任意成分を含有していても良い。以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、本明細書において記号「~」を用いて規定された数値範囲は「~」の両端(上限および下限)の数値を含むものとする。例えば「2~5」は「2以上、5以下」を表す。
The ester base oil for lubricating oil of the present invention contains ester (A) and ester (B) in a specific ratio. It may contain any component other than ester (A) and ester (B) as long as it does not impair the effects of the present invention. Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
In this specification, a numerical range defined using the symbol "to" is intended to include both the upper and lower limits of the range. For example, "2 to 5" means "2 or more and 5 or less."

〔エステル(A)〕
エステル(A)は、炭素数8~14の分岐モノアルコールとリノール酸とのエステル反応物からなるモノエステルである。
[Ester (A)]
The ester (A) is a monoester formed from an ester reaction product of a branched monoalcohol having 8 to 14 carbon atoms with linoleic acid.

エステル(A)の原料である分岐モノアルコールの炭素数が15以上の場合、十分な耐摩耗性が得られないことがあり、炭素数が未満の場合、十分な抗乳化性が得られないことがある。また直鎖モノアルコールでは、十分な加水分解安定性が得られないことがある。炭素数8~14の分岐モノアルコールとしては、例えば、イソオクタノール、2-エチルヘキサノール、イソノナノール、3,5,5-トリメチルヘキサノール、イソデカノール、イソドデカノール、イソトリデカノールなどが挙げられる。これらアルコールのうち1種を単独で、または2種類以上を混合して用いても良い。
When the branched monoalcohol, which is the raw material of the ester (A), has 15 or more carbon atoms, sufficient abrasion resistance may not be obtained, and when the carbon number is less than 8 , sufficient demulsification properties may not be obtained. Furthermore, linear monoalcohols may not provide sufficient hydrolysis stability. Examples of branched monoalcohols having 8 to 14 carbon atoms include isooctanol, 2-ethylhexanol, isononanol, 3,5,5-trimethylhexanol, isodecanol, isododecanol, and isotridecanol. One of these alcohols may be used alone, or two or more may be used in combination.

エステル(A)の原料である分岐モノアルコールは、抗乳化性および加水分解安定性の観点から、炭素数として好ましくは8~14であり、特に好ましくは12~14である。
例えば、2-エチルヘキサノール、3,5,5-トリメチルヘキサノール、イソドデカノール、イソトリデカノールが好ましく、イソドデカノール、イソトリデカノールが特に好ましい。
The branched monoalcohol which is the raw material for the ester (A) preferably has 8 to 14 carbon atoms, and particularly preferably has 12 to 14 carbon atoms, from the viewpoints of anti-emulsification properties and hydrolysis stability.
For example, 2-ethylhexanol, 3,5,5-trimethylhexanol, isododecanol, and isotridecanol are preferred, and isododecanol and isotridecanol are particularly preferred.

エステル(A)に使用されるリノール酸としては、工業的に入手可能な商品のを使用することができるが、効果持続性の観点から、商品中のリノール酸純度が95%以上のリノール酸が好ましい。
なお、エステル(A)の質量を算出するのに際しては、リノール酸純度から算出したリノール酸の質量を基準として算出する。
The linoleic acid used in the ester (A) may be any industrially available product. From the viewpoint of the duration of the effect, however, it is preferable that the linoleic acid in the product has a linoleic acid purity of 95% or more.
The mass of the ester (A) is calculated based on the mass of linoleic acid calculated from the purity of linoleic acid.

〔エステル(B)〕
エステル(B)は、炭素数8~14の分岐モノアルコールとオレイン酸とのエステル反応物からなるモノエステルである。
[Ester (B)]
The ester (B) is a monoester formed from an ester reaction product of a branched monoalcohol having 8 to 14 carbon atoms with oleic acid.

エステル(B)の原料である分岐モノアルコールの炭素数が15以上の場合、十分な耐摩耗性が得られないことがあり、炭素数が未満の場合、十分な抗乳化性が得られないことがある。また、直鎖モノアルコールでは十分な加水分解安定性が得られないことがある。
エステル(B)の原料である炭素数8~14の分岐モノアルコールとしては、例えば、イソオクタノール、2-エチルヘキサノール、イソノナノール、3,5,5-トリメチルヘキサノール、イソデカノール、イソドデカノール、イソトリデカノールなどが挙げられる。これらアルコールのうち1種を単独で、または2種類以上を混合して用いても良い。
If the branched monoalcohol, which is the raw material of the ester (B), has 15 or more carbon atoms, sufficient abrasion resistance may not be obtained, and if the branched monoalcohol has less than 8 carbon atoms, sufficient demulsibility may not be obtained. Furthermore, if a linear monoalcohol is used, sufficient hydrolysis stability may not be obtained.
Examples of branched monoalcohols having 8 to 14 carbon atoms, which are raw materials for the ester (B), include isooctanol, 2-ethylhexanol, isononanol, 3,5,5-trimethylhexanol, isodecanol, isododecanol, isotridecanol, etc. Among these alcohols, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

エステル(B)の原料である分岐モノアルコールは、抗乳化性および加水分解安定性の観点から、炭素数としては、好ましくは8~14であり、特に好ましくは炭素数10~14である。例えば、2-エチルヘキサノール、3,5,5-トリメチルヘキサノール、イソドデカノール、イソトリデカノールが好ましく、イソドデカノール、イソトリデカノールが特に好ましい。
From the viewpoints of anti-emulsification properties and hydrolytic stability, the branched monoalcohol used as the raw material for the ester (B) preferably has a carbon number of 8 to 14, and particularly preferably has a carbon number of 10 to 14. For example, 2-ethylhexanol, 3,5,5-trimethylhexanol, isododecanol, and isotridecanol are preferred, and isododecanol and isotridecanol are particularly preferred.

エステル(B)の原料であるオレイン酸としては、工業的に入手可能なものを使用することができるが、効果持続性の観点から主成分純度が95%以上のオレイン酸が好ましい。
なお、エステル(B)の質量を算出するのに際しては、オレイン酸純度から算出したオレイン酸の質量を基準として算出する。
As the oleic acid which is the raw material of the ester (B), any commercially available oleic acid can be used. From the viewpoint of the durability of the effect, however, oleic acid having a main component purity of 95% or more is preferable.
The mass of the ester (B) is calculated based on the mass of oleic acid calculated from the purity of oleic acid.

抗乳化性の観点から、エステル(A)、エステル(B)以外のエステル(以下、エステル(C)ともいう)をさらに含有していることが好ましい。 From the viewpoint of anti-emulsification properties, it is preferable that the composition further contains an ester other than ester (A) and ester (B) (hereinafter also referred to as ester (C)).

〔エステル(C)〕
炭素数4~22のモノアルコールとリノレン酸とのエステル反応物からなるモノエステルである。
エステル(C)の原料であるモノアルコールの炭素数が23以上の場合、十分な耐摩耗性が得られないことがあり、炭素数が4未満の場合、十分な抗乳化性が得られないことがある。
[Ester (C)]
It is a monoester formed from the ester reaction product of a monoalcohol having 4 to 22 carbon atoms and linolenic acid.
When the monoalcohol used as the raw material for the ester (C) has 23 or more carbon atoms, sufficient abrasion resistance may not be obtained, whereas when the monoalcohol has less than 4 carbon atoms, sufficient demulsibility may not be obtained.

エステル(C)の原料である炭素数4~22のモノアルコールとしては、飽和または不飽和、直鎖状または分岐状のいずれの形態であっても良い。モノアルコールとしては、例えば、1-ブタノール、1-ヘキサノール、1-ヘプタノール、1-オクタノール、1-ノナノール、1-デカノール、1-ウンデカノール、1-ドデカノール、1-トリデカノール、1-テトラデカノール、1-ペンタデカノール、1-ヘキサデカノール、1-ヘプタデカノール、1-オクタデカノール、1-ノナデカノール、1-エイコサノール、1-ドコサノールなどの直鎖状飽和アルコール、2-メチルプロパノール、イソブタノール、イソオクタノール、2-エチルヘキサノール、イソノナノール、3,5,5-トリメチルヘキサノール、イソデカノール、イソドデカノール、イソトリデカノール、イソステアリルアルコール、2-オクチルドデカノール、2-ヘキシルデカノールなどの分岐飽和アルコール、パルミトレイルアルコール、オレイルアルコール、エライジルアルコール、リノレイルアルコール、リノレニルアルコール、エルシルアルコールなどの直鎖不飽和アルコールなどが挙げられる。これらアルコールのうち1種を単独で、または2種類以上を混合して用いても良い。 The monoalcohol having 4 to 22 carbon atoms, which is the raw material for ester (C), may be saturated or unsaturated, and linear or branched. Examples of monoalcohols include linear saturated alcohols such as 1-butanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol, 1-undecanol, 1-dodecanol, 1-tridecanol, 1-tetradecanol, 1-pentadecanol, 1-hexadecanol, 1-heptadecanol, 1-octadecanol, 1-nonadecanol, 1-eicosanol, and 1-docosanol; branched saturated alcohols such as 2-methylpropanol, isobutanol, isooctanol, 2-ethylhexanol, isononanol, 3,5,5-trimethylhexanol, isodecanol, isododecanol, isotridecanol, isostearyl alcohol, 2-octyldodecanol, and 2-hexyldecanol; linear unsaturated alcohols such as palmitoleyl alcohol, oleyl alcohol, elaidyl alcohol, linoleyl alcohol, linolenyl alcohol, and erucyl alcohol. These alcohols may be used alone or in combination of two or more.

エステル(C)の原料であるモノアルコールは、抗乳化性の観点から、炭素数としては好ましくは8~18であり、より好ましくは10~14である。例えば、1-オクタノール、2-エチルヘキサノール、1-ノナノール、3,5,5-トリメチルヘキサノール、1-ドデカノール、イソドデカノール、1-トリデカノール、イソトリデカノールが好ましく、1-ドデカノール、イソドデカノール、1-トリデカノール、イソトリデカノールが特に好ましい。
エステル(C)の原料であるリノレン酸としては、工業的に入手可能なものを使用することができるが、効果持続性の観点から主成分純度が95%以上のリノレン酸が好ましい。
From the viewpoint of anti-emulsification properties, the monoalcohol that is the raw material of the ester (C) preferably has a carbon number of 8 to 18, more preferably 10 to 14. For example, 1-octanol, 2-ethylhexanol, 1-nonanol, 3,5,5-trimethylhexanol, 1-dodecanol, isododecanol, 1-tridecanol, and isotridecanol are preferred, and 1-dodecanol, isododecanol, 1-tridecanol, and isotridecanol are particularly preferred.
As the linolenic acid which is the raw material of the ester (C), any commercially available linolenic acid can be used, but from the viewpoint of the durability of the effect, linolenic acid having a main component purity of 95% or more is preferable.

本発明の潤滑油用エステル基油を構成するエステル(A)、エステル(B)およびエステル(C)は、通常のエステル化反応およびエステル交換反応によって製造することができる。
すなわち、炭素数4~22のモノアルコールと特定カルボン酸との当量比は、アルコールに対し、特定カルボン酸が好ましくは0.8~1.5当量であり、生産効率と経済性の点からさらに好ましくは0.9~1.2当量であり、このような当量比に調整し、必要に応じてエステル化触媒を加えて反応を行なう。
The esters (A), (B) and (C) constituting the ester base oil for lubricating oils of the present invention can be produced by a conventional esterification reaction and transesterification reaction.
That is, the equivalent ratio of the monoalcohol having 4 to 22 carbon atoms to the specific carboxylic acid is preferably 0.8 to 1.5 equivalents of the specific carboxylic acid relative to the alcohol, and more preferably 0.9 to 1.2 equivalents from the viewpoints of production efficiency and economic efficiency. The reaction is adjusted to such an equivalent ratio, and an esterification catalyst is added as necessary to carry out the reaction.

エステル化触媒としては、硫酸、メタンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸などのブレンステッド酸、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、スズ、亜鉛等のルイス酸触媒を使用できる。 As esterification catalysts, Bronsted acids such as sulfuric acid, methanesulfonic acid, and p-toluenesulfonic acid, and Lewis acid catalysts such as titanium, zirconium, hafnium, tin, and zinc can be used.

エステル化反応は、窒素気流下、160℃以上で行い、反応液の酸価または水酸基価の1時間あたりの下がり幅が2.0mgKOH/g以下となるまで行う。過剰の脂肪酸やアルコールの除去を効率よく行うために、1時間あたりの下がり幅が1.0mgKOH/g以下となるまで行うのが好ましい。 The esterification reaction is carried out at 160°C or higher under a nitrogen stream until the rate of decrease in the acid value or hydroxyl value of the reaction solution per hour is 2.0 mgKOH/g or less. In order to efficiently remove excess fatty acids and alcohols, it is preferable to carry out the reaction until the rate of decrease per hour is 1.0 mgKOH/g or less.

反応終了後のエステル粗生成物中に存在する余剰のアルコールや反応時に生成した副生成物を除去するために、窒素気流下、減圧条件で留去することが好ましい。アルコールの除去は、液温160℃以上で、100Torr以下の真空度で行うのが好ましい。 In order to remove excess alcohol present in the ester crude product after the reaction is completed and by-products generated during the reaction, it is preferable to distill them off under reduced pressure conditions under a nitrogen stream. The alcohol is preferably removed at a liquid temperature of 160°C or higher and a vacuum of 100 Torr or less.

また、エステル粗生成物中の余剰のカルボン酸を除去するために、アルカリによるカルボン酸の中和精製を行うことが好ましい。用いるアルカリとしては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムが好ましく、5~15質量%の水溶液で用いるのが好ましい。中和精製に際しては、エステル粗生成物に上記のアルカリ水溶液を加えて攪拌して静置し、分離した下層のカルボン酸石鹸水溶液を除去する。その後、エステル粗生成物中のカルボン酸石鹸をさらに除去するために、水洗い(温水洗い)を行うことが好ましい。水洗いは、エステル粗生成物に60~90℃の温水を加え、攪拌して静置し、下層の水層を除去して行う。 In addition, in order to remove excess carboxylic acid in the ester crude product, it is preferable to carry out neutralization purification of the carboxylic acid with an alkali. Examples of the alkali to be used are sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, and potassium carbonate, and it is preferable to use an aqueous solution of 5 to 15% by mass. In neutralization purification, the above-mentioned aqueous alkali solution is added to the ester crude product, stirred and allowed to stand, and the separated lower layer of carboxylic acid soap aqueous solution is removed. Thereafter, it is preferable to carry out water washing (hot water washing) in order to further remove the carboxylic acid soap in the ester crude product. Water washing is carried out by adding hot water of 60 to 90°C to the ester crude product, stirring and allowing to stand, and removing the lower water layer.

アルカリによるカルボン酸の中和、水洗いを行った後、活性白土、酸性白土および合成系の吸着剤を用いた吸着処理やスチーミングなどの操作を単独または組み合わせて行うことによって、エステル(A)、エステル(B)およびエステル(C)を得ることができる。 After neutralizing the carboxylic acid with an alkali and washing with water, the esters (A), (B) and (C) can be obtained by performing adsorption treatment using activated clay, acid clay and synthetic adsorbents, steaming or other operations, either alone or in combination.

本発明の潤滑油用エステル基油は、エステル(A)とエステル(B)を混合することにより得られる。抗乳化性、耐加水分解性の観点から、エステル(A)とエステル(B)の質量比((A):(B))は、80:20~30:70であることが好ましく、70:30~35:65であることが更に好ましく、60:40~45:55であることが特に好ましい。
エステル(C)を含有する場合、エステル(C)の含有量としては、エステル基油の総質量に対して、抗乳化性、耐加水分解性の観点から、10質量%以下とするが、8質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが特に好ましい。
The ester base oil for lubricating oils of the present invention is obtained by mixing the ester (A) and the ester (B). From the viewpoints of demulsification property and hydrolysis resistance, the mass ratio of the ester (A) to the ester (B) ((A):(B)) is preferably 80:20 to 30:70, more preferably 70:30 to 35:65, and particularly preferably 60:40 to 45:55.
In the case where the ester (C) is contained, the content of the ester (C) is, from the viewpoint of anti-emulsification property and hydrolysis resistance, 10 mass % or less , more preferably 8 mass % or less, and particularly preferably 5 mass % or less, based on the total mass of the ester base oil.

エステル(A)、エステル(B)およびエステル(C)の合計含有量の下限としては、95質量%とする The lower limit of the total content of the esters (A), (B) and (C) is 95% by mass.

本発明の効果を損なわない範囲において、エステル(A)、エステル(B)及びエステル(C)以外のエステル(以下、エステル(D)ともいう)を含んでいても良い。エステル(D)としては、例えば、炭素数4~22のモノアルコールと炭素数12~22の飽和脂肪酸とのエステルが挙げられる。 As long as the effect of the present invention is not impaired, an ester other than ester (A), ester (B), and ester (C) (hereinafter also referred to as ester (D)) may be contained. Examples of ester (D) include esters of monoalcohols having 4 to 22 carbon atoms and saturated fatty acids having 12 to 22 carbon atoms.

本発明の潤滑油用エステル基油には、公知の添加剤、例えば、フェノール系、アミン系、キノリン系などの酸化防止剤、ベンゾトリアゾ-ル、チアジアゾールまたはジチオカーバメートなどの金属不活性化剤、エポキシ化合物またはカルボジイミドなどの酸補足剤、リン系の極圧剤などの添加剤を目的に応じて適宜配合することができる。 The ester base oil for lubricating oils of the present invention can be appropriately blended with known additives, such as antioxidants such as phenols, amines, and quinolines, metal deactivators such as benzotriazoles, thiadiazoles, and dithiocarbamates, acid scavengers such as epoxy compounds or carbodiimides, and phosphorus-based extreme pressure agents, depending on the purpose.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
(合成例1:リノール酸イソトリデシルの合成)
温度計、窒素導入管、攪拌機、ジムロート冷却管および容量10mLの油水分離管を取り付けた100mLの4つ口フラスコに、リノール酸(日油製、EXTRA LINOLEIC 99)を41.4gと、イソトリデカノール(KHネオケム(株)製、トリデカノール)28.6g仕込んだ(カルボン酸/アルコールの当量比=1.03)。その後、触媒としてp-トルエンスルホン酸0.1gを仕込んだ。油水分離器に溜まる反応水を抜き取りながら、反応液を220℃まで加熱して反応液の酸価を1時間ごとに測定し、1時間あたりの酸価の下がり幅が0.5mgKOH/g以下となるまで反応を行なった。
その後、反応液を220℃で30Torrまで減圧し、アルコールと揮発性の反応副生成物を除去した。85℃まで反応器を冷却した後、酸価から算出される水酸化ナトリウム量の1.5当量をイオン交換水で希釈して10質量%の水溶液を調製し、それを反応液に加えて1時間撹拌した。撹拌を止めた後、30分静置して下層に分離した水層を除去した。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
(Synthesis Example 1: Synthesis of isotridecyl linoleate)
A 100 mL four-neck flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube, a stirrer, a Dimroth condenser, and a 10 mL oil-water separation tube was charged with 41.4 g of linoleic acid (NOF Corp., EXTRA LINOLEIC 99) and 28.6 g of isotridecanol (KH Neochem Corp., tridecanol) (equivalent ratio of carboxylic acid/alcohol = 1.03). Then, 0.1 g of p-toluenesulfonic acid was charged as a catalyst. While removing the reaction water accumulated in the oil-water separator, the reaction solution was heated to 220°C, and the acid value of the reaction solution was measured every hour. The reaction was continued until the decrease in acid value per hour was 0.5 mgKOH/g or less.
The reaction solution was then decompressed to 30 Torr at 220° C., and the alcohol and volatile reaction by-products were removed. After cooling the reactor to 85° C., 1.5 equivalents of the amount of sodium hydroxide calculated from the acid value was diluted with ion-exchanged water to prepare a 10% by mass aqueous solution, which was added to the reaction solution and stirred for 1 hour. After stopping the stirring, the solution was left to stand for 30 minutes, and the aqueous layer separated into the lower layer was removed.

次に、反応液に対して20質量%に相当する量のイオン交換水を加えて85℃で10分撹拌して、15分静置し、分離した水層を除去する操作を5回繰り返した。その後、100℃、30Torrで1時間撹拌することで脱水した。最後に、反応液に対して2質量%に相当する量の活性白土を加え、80℃、30Torrの条件で1時間撹拌し、ろ過して吸着剤を除去することでリノール酸トリデシルを得た。 Next, ion-exchanged water was added in an amount equivalent to 20% by mass to the reaction solution, which was then stirred at 85°C for 10 minutes, allowed to stand for 15 minutes, and the separated aqueous layer was removed. This procedure was repeated five times. The solution was then dehydrated by stirring at 100°C and 30 Torr for one hour. Finally, activated clay was added in an amount equivalent to 2% by mass to the reaction solution, which was then stirred at 80°C and 30 Torr for one hour, and the adsorbent was removed by filtration to obtain tridecyl linoleate.

(合成例2:オレイン酸イソトリデシルの合成)
温度計、窒素導入管、攪拌機、ジムロート冷却管および容量10mLの油水分離管を取り付けた100mLの4つ口フラスコに、オレイン酸(日油(株)製、EXTRA OLEIN 99)を41.4gと、イソトリデシルアルコール(KHネオケム(株)製、トリデカノール)28.6g仕込んだ(カルボン酸/アルコールの当量比=1.03)。その後、触媒としてp-トルエンスルホン酸0.1gを仕込んだ。以降の工程は合成例1と同様にして行い、オレイン酸トリデシルを得た。
(Synthesis Example 2: Synthesis of isotridecyl oleate)
A 100 mL four-neck flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube, a stirrer, a Dimroth condenser, and a 10 mL oil-water separation tube was charged with 41.4 g of oleic acid (EXTRA OLEIN 99, NOF Corp.) and 28.6 g of isotridecyl alcohol (Tridecanol, KH Neochem Corp.) (carboxylic acid/alcohol equivalent ratio = 1.03). Then, 0.1 g of p-toluenesulfonic acid was charged as a catalyst. The subsequent steps were carried out in the same manner as in Synthesis Example 1, and tridecyl oleate was obtained.

(合成例3:リノール酸2-エチルヘキシルの合成)
温度計、窒素導入管、攪拌機、ジムロート冷却管および容量10mLの油水分離管を取り付けた100mLの4つ口フラスコに、リノール酸(日油製、EXTRA LINOLEIC 99)を47.1gと、2-エチルヘキサノール(三菱化学(株)製、2-エチルヘキサノール)22.9g仕込んだ(カルボン酸/アルコールの当量比=0.95)。その後、触媒としてp-トルエンスルホン酸0.1gを仕込んだ。以降の工程は合成例1と同様にして行い,リノール酸2-エチルヘキシルを得た。
(Synthesis Example 3: Synthesis of 2-ethylhexyl linoleate)
In a 100 mL four-neck flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube, a stirrer, a Dimroth condenser, and a 10 mL oil-water separator, 47.1 g of linoleic acid (NOF Corp., EXTRA LINOLEIC 99) and 22.9 g of 2-ethylhexanol (Mitsubishi Chemical Corp., 2-ethylhexanol) were charged (carboxylic acid/alcohol equivalent ratio = 0.95). Then, 0.1 g of p-toluenesulfonic acid was charged as a catalyst. The subsequent steps were carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain 2-ethylhexyl linoleate.

(合成例4:オレイン酸2-エチルヘキシルの合成)
温度計、窒素導入管、攪拌機、ジムロート冷却管および容量10mLの油水分離管を取り付けた100mLの4つ口フラスコに、オレイン酸(日油(株)製、EXTRA OLEIN 99)を47.1gと、2-エチルヘキサノール(三菱化学(株)製、2-エチルヘキサノール)22.9g仕込んだ(カルボン酸/アルコールの当量比=0.95)。その後、触媒としてp-トルエンスルホン酸0.1gを仕込んだ。以降の工程は合成例1と同様にして行い、オレイン酸2-エチルヘキシルを得た。
(Synthesis Example 4: Synthesis of 2-ethylhexyl oleate)
In a 100 mL four-neck flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube, a stirrer, a Dimroth condenser, and a 10 mL oil-water separation tube, 47.1 g of oleic acid (EXTRA OLEIN 99, manufactured by NOF Corp.) and 22.9 g of 2-ethylhexanol (2-ethylhexanol, manufactured by Mitsubishi Chemical Corp.) were charged (carboxylic acid/alcohol equivalent ratio=0.95). Then, 0.1 g of p-toluenesulfonic acid was charged as a catalyst. The subsequent steps were carried out in the same manner as in Synthesis Example 1, and 2-ethylhexyl oleate was obtained.

(合成例5:リノレン酸トリデシルの合成)
温度系、窒素導入管、撹拌機、ジムロート冷却管および容量10mLの油水分離管を取り付けた100mLの4つ口フラスコに、リノレン酸(日油(株)製、EXTRA γ‐LINOLEIC 99)を41.4gと、トリデシルアルコール(TCI製、1-トリデカノール)を28.6g仕込んだ(カルボン酸/アルコールの当量比=1.03)。その後、触媒としてp-トルエンスルホン酸0.1gを仕込んだ。以降の工程は合成例1と同様にして行い、リノレン酸トリデシルを得た。
(Synthesis Example 5: Synthesis of tridecyl linoleate)
A 100 mL four-neck flask equipped with a temperature system, a nitrogen inlet tube, a stirrer, a Dimroth condenser, and a 10 mL oil-water separation tube was charged with 41.4 g of linolenic acid (EXTRA γ-LINOLEIC 99, manufactured by NOF Corp.) and 28.6 g of tridecyl alcohol (1-tridecanol, manufactured by TCI) (equivalent ratio of carboxylic acid/alcohol=1.03). Then, 0.1 g of p-toluenesulfonic acid was charged as a catalyst. The subsequent steps were carried out in the same manner as in Synthesis Example 1, and tridecyl linolenate was obtained.

〔潤滑油用エステル基油の調製〕
表1に記載の質量比となるよう、合成例1~5の各エステルをフラスコに計量し、80℃で加温し、30分撹拌することで、実施例1~4および比較例1および2の各潤滑油用エステル基油をそれぞれ調製した。
[Preparation of ester base oil for lubricating oil]
Each of the esters in Synthesis Examples 1 to 5 was weighed into a flask so as to have the mass ratio shown in Table 1, and the mixture was heated to 80° C. and stirred for 30 minutes to prepare each of the ester base oils for lubricating oils in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.

Figure 0007583355000001
Figure 0007583355000001

〔酸価]
JIS C2101に準拠して、各基油の酸価を測定した。
[抗乳化性試験〕
抗乳化性を評価した。JIS K 2520を基に実施し、油と水の分離時間にて評価した。評価は以下のとおりとした。
「◎」: 1時間未満
「〇」: 1時間以上から5時間未満
「×」: 5時間以上
また、100mLガラス瓶に、潤滑油エステル基油を50mlおよび水0.1mlを入れ、空気雰囲気下で密閉し、80℃の恒温槽にて4日間静置後の潤潤滑油用エステル基油の抗乳化性を同一の条件で測定した。
[Acid value]
The acid value of each base oil was measured in accordance with JIS C2101.
[Anti-emulsification test]
The demulsification property was evaluated based on JIS K 2520 and was evaluated based on the time it took for oil and water to separate. The evaluation was made as follows.
"◎": Less than 1 hour, "◯": 1 hour or more to less than 5 hours, "X": 5 hours or more. In addition, 50 ml of the lubricating ester base oil and 0.1 ml of water were placed in a 100-mL glass bottle, sealed in an air atmosphere, and left to stand in a constant temperature bath at 80° C. for 4 days, after which the demulsibility of the lubricating ester base oil was measured under the same conditions.

〔加水分解安定性〕
各基油の加水分解安定性を評価した。100mLガラス瓶に、潤滑油用エステル基油を50mlおよび水0.1mlを入れ、空気雰囲気下で密閉し、80℃の恒温槽にて4日間静置後の酸価を測定した。加水分解による酸価上昇の測定により、評価した。評価は以下のとおりとした。
「◎」: 0.05mgKOH/g未満
「○」: 0.05mgKOH/g以上から0.15mgKOH/g未満
「×」: 0.15mgKOH/g以上
[Hydrolytic stability]
The hydrolytic stability of each base oil was evaluated. 50 ml of ester base oil for lubricating oil and 0.1 ml of water were placed in a 100 mL glass bottle, sealed in an air atmosphere, and left in a thermostatic bath at 80° C. for 4 days, after which the acid value was measured. Evaluation was performed by measuring the increase in acid value due to hydrolysis. The evaluation was as follows.
"◎": Less than 0.05 mgKOH/g "○": 0.05 mgKOH/g or more to less than 0.15 mgKOH/g "×": 0.15 mgKOH/g or more

〔耐摩耗性試験〕
SRV試験機(OPTIMOL 社製、Schwingungs Reihungundund Verschleiss試験機4型)にて耐摩耗性を評価した。SRV試験はボール/ディスクで行い、試験片はそれぞれSUJ-2製を用いた。試験条件は試験温度120℃、荷重100N、振幅1mm、振動数50Hzであり、試験時間25min経過後の摩耗痕径を測定した。評価は、以下のとおりとした。
「◎」: 500μm未満
「○」: 500μm以上から550μm未満
「×」: 550μm以上
また、100mLガラス瓶に、潤滑油エステル基油50mlおよび水0.1mlを入れ、空気雰囲気下で密閉し、80℃の恒温槽にて4日間静置後の潤滑油組成物の耐摩耗性を同一の条件で測定した。
[Wear resistance test]
Wear resistance was evaluated using an SRV tester (Optimol Schwingungs Reihungundund Verschleiss Tester Type 4). The SRV test was performed using a ball/disk, and the test pieces were made of SUJ-2. The test conditions were a test temperature of 120°C, a load of 100N, an amplitude of 1mm, and a vibration frequency of 50Hz, and the wear scar diameter was measured after a test time of 25 minutes. The evaluation was as follows.
"◎": Less than 500 μm "◯": 500 μm or more to less than 550 μm "X": 550 μm or more Furthermore, 50 ml of the lubricating ester base oil and 0.1 ml of water were placed in a 100-mL glass bottle, sealed in an air atmosphere, and allowed to stand in a thermostatic bath at 80° C. for 4 days. The wear resistance of the lubricating oil composition was then measured under the same conditions.

Figure 0007583355000002
Figure 0007583355000002

表2に示す結果から明らかなように、本発明に係る潤滑油用エステル基油1~4は、抗乳化性、加水分解安定性、潤滑性に優れるとともに、水存在下であってもその持続性に優れることがわかる。 As is clear from the results shown in Table 2, the lubricating oil ester base oils 1 to 4 according to the present invention have excellent anti-emulsification properties, hydrolytic stability, and lubricity, and also have excellent durability even in the presence of water.

一方、エステル(A)とエステル(B)の質量比が範囲外の潤滑油用エステル基油は、加水分解安定性や耐摩耗性は良好であったが、抗乳化性や加水分解安定性の持続性が劣っていた。
On the other hand, the ester base oils for lubricating oils having a mass ratio of ester (A) to ester (B) outside the range had good hydrolytic stability and wear resistance, but were poor in demulsibility and durability of hydrolytic stability.

Claims (2)

下記エステル(A)および下記エステル(B)の質量比((A):(B))が80:20~30:70であり、下記エステル(A)、下記エステル(B)および下記エステル(C)の合計量が潤滑油用エステル基油の総質量に対して95~100質量%であり、かつ、下記エステル(C)を含有する場合には前記潤滑油用エステル基油の総質量に対する下記エステル(C)の含有量が10質量%以下であることを特徴とする、潤滑油用エステル基油。

エステル(A): 炭素数8~14の分岐モノアルコールとリノール酸とのエステル反応物からなるモノエステル

エステル(B): 炭素数8~14の分岐モノアルコールとオレイン酸とのエステル反応物からなるモノエステル

エステル(C): 炭素数4~22のモノアルコールとリノレン酸とのエステル反応物からなるモノエステル
An ester base oil for lubricating oils, characterized in that the mass ratio ((A):(B)) of the following ester (A) and the following ester (B) is 80:20 to 30:70, the total amount of the following ester (A), the following ester (B) and the following ester (C) is 95 to 100 mass% based on the total mass of the ester base oil for lubricating oils, and when the following ester (C) is contained, the content of the following ester (C) based on the total mass of the ester base oil for lubricating oils is 10 mass% or less .

Ester (A): A monoester formed by the ester reaction of a branched monoalcohol having 8 to 14 carbon atoms with linoleic acid.

Ester (B): A monoester formed by the ester reaction of a branched monoalcohol having 8 to 14 carbon atoms with oleic acid.

Ester (C): A monoester formed by the ester reaction of a monoalcohol having 4 to 22 carbon atoms with linoleic acid.
請求項1記載の潤滑油用エステル基油を80質量%以上含有することを特徴とする、潤滑油組成物。
A lubricating oil composition comprising 80 mass % or more of the ester base oil for lubricating oils according to claim 1.
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