JP6887758B2

JP6887758B2 - グリース組成物

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Publication number: JP6887758B2
Application number: JP2016094509A
Authority: JP
Inventors: 賢司幸; 貴洋中村; 稜竹田; 十世前田
Original assignee: Nippon Grease Co Ltd
Current assignee: Nippon Grease Co Ltd
Priority date: 2016-05-10
Filing date: 2016-05-10
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2036-05-10
Also published as: JP2017203069A

Description

本発明は、所定の増ちょう剤を含有するグリース組成物に関する。

グリース組成物は、自動車、電気機器、情報機器、工作機械などの各種機器や機械およびそれらを構成する各部品の潤滑に広く用いられている。これらの各種機器や機械の使用環境は様々であり、寒冷地で使用する場合や機器や機械の用途によっては、低温環境下で使用される。一般的に機器や機械の作動によりグリース組成物の環境温度は高温となる傾向があるが、低温環境下での作動開始時などでも十分な潤滑性能を発揮することが求められる。

特許文献１および２には、所定の基油を使用することで低温環境下でも使用可能なグリース組成物が記載されているが、増ちょう剤による低温での耐焼き付き性能の改善については考慮されていない。

特開２００９−０９１４６４号公報特開２００３−２０６４９１号公報

本発明は、含有する基油の種類に関わらず、低温環境下での耐焼き付き性能に優れたグリース組成物を提供することを目的とする。

本発明のグリース組成物は、基油および増ちょう剤を含有するグリース組成物であって、前記増ちょう剤が、炭化水素基の炭素数が６〜１２の脂肪族アミンＡおよび炭化水素基の炭素数が１６〜２２の脂肪族アミンＢからなる混合アミンを、ジイソシアネート化合物と反応させて得られるジウレア化合物であり、脂肪族アミンＡと脂肪族アミンＢとの混合モル比（Ａ：Ｂ）が０：１０〜２：８であるグリース組成物に関する。

さらに、耐摩耗剤を含有することが好ましい。

本発明のグリース組成物は、含有する基油の種類に関わらず、低温環境下での耐焼き付き性能に優れる。

本発明のグリース組成物は、基油および所定の増ちょう剤を含有する。

前記基油としては、グリースに使用される通常の基油であれば特に限定されず、例えば減圧蒸留、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、硫酸洗浄、白土精製、水素化精製等の処理を、適宜組み合わせて原油から精製した鉱物油；例えば天然ガスなどからフィッシャートロプシュ法により合成されたガス液化油（ＧＴＬ油）；例えばジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、ジオクチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジトリデシルグルタレート、メチルアセチルシノレート等のジエステル系合成油；例えばトリオクチルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、テトラオクチルピロメリテート等の芳香族エステル系合成油；例えばトリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール−２−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールベラルゴネート等のポリオールエステル系合成油；例えば多価アルコールと二塩基酸および一塩基酸の混合脂肪酸とのオリゴエステルであるコンプレックスエステル油等のエステル系合成油；例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールモノエーテル、ポリプロピレングリコールモノエーテル等のポリグリコール系合成油；例えばモノアルキルトリフェニルエーテル、アルキルジフェニルエーテル、ジアルキルジフェニルエーテル、ペンタフェニルエーテル、テトラフェニルエーテル、モノアルキルテトラフェニルエーテル、ジアルキルテトラフェニルエーテル等のフェニルエーテル系合成油；例えばノルマルパラフィン、イソパラフィン、ポリブテン、ポリイソブチレン、１−デセンオリゴマー、１−デセンとエチレンとのコオリゴマー等のポリ−α−オレフィンまたはこれらの水素化物などの合成炭化水素油；例えば、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、アルキル変性ポリシロキサン等のシリコーン系合成油；さらに、例えばパーフルオロポリエーテル等のフッ素系合成油などの１種または２種以上を用いることができる。なかでも、低温特性により優れたグリース組成物が得られるという理由からは合成油を用いることが好ましい。低温での耐焼き付き性能が十分に得られるにもかかわらずコスト面で優位であり、入手が容易であるという理由からは鉱物油を用いることが好ましい。また、各種添加剤との相性、コスト面などを鑑みた場合にバランスが良く、一般的に広く用いられているという理由から、鉱物油と合成炭化水素油との２種による混合基油が好ましい。

基油の含有量は、グリース組成物の混和ちょう度が後述する範囲を満たすように適宜調整することができる。基油の含有量は、基油と増ちょう剤との合計量中７０質量％以上が好ましい。基油の含有量が７０質量％未満の場合は、グリース組成物の混和ちょう度が低下し、トルクの増大を起こす傾向がある。また、基油の含有量は、９５質量％以下が好ましい。基油の含有量が９５質量％を超える場合は、過剰な油分離を引き起こし、使用箇所からの漏洩、飛散などが起こる傾向がある。

前記増ちょう剤は、炭化水素基の炭素数が６〜１２の脂肪族アミンＡおよび炭化水素基の炭素数が１６〜２２の脂肪族アミンＢを特定の割合で混合した混合アミンと、ジイソシアネート化合物との反応生成物であるジウレア化合物である。

脂肪族アミンＡにおける炭化水素基の炭素数は、６以上であり、７以上がより好ましい。当該炭素数が６未満の場合は、引火点が低くまた水に可溶となりその取扱いが困難になる傾向、ゲル化能が悪くなる傾向、本発明の効果が得られ難くなる傾向がある。また、脂肪族アミンＡにおける炭化水素基の炭素数は、１２以下であり、１０以上がより好ましい。当該炭素数が１２を超える場合は、ゲル化能が悪くなる傾向、せん断安定性が悪くなる傾向、本発明の効果が得られ難くなる傾向がある。

脂肪族アミンＡは１級アミンであることが好ましい。脂肪族アミンＡの炭化水素基は、分岐状、直鎖状および環状のものを含むが、直鎖状の炭化水素基であることが好ましい。また、脂肪族アミンＡの炭化水素基は、飽和炭化水素基および不飽和炭化水素基を含むが、飽和炭化水素基であることが好ましい。なかでも、入手容易性および低温での耐焼き付き性能により優れるという理由から、炭化水素基が直鎖状で炭素数が８の脂肪族アミンが好ましく、オクチルアミンがより好ましい。

脂肪族アミンＢにおける炭化水素基の炭素数は、１６以上であり、１７以上がより好ましい。当該炭素数が１６未満の場合は、ゲル化能が悪くなる傾向、せん断安定性が悪くなる傾向、本発明の効果が得られ難くなる傾向がある。また、脂肪族アミンＢにおける炭化水素基の炭素数は、２２以下であり、２０以上がより好ましい。当該炭素数が２２を超える場合は、融点が高くなりその取扱いが困難になる傾向、本発明の効果が得られ難くなる傾向がある。

脂肪族アミンＢは１級アミンであることが好ましい。脂肪族アミンＢの炭化水素基は、分岐状、直鎖状および環状のものを含むが、直鎖状の炭化水素基であることが好ましい。また、脂肪族アミンＢの炭化水素基は、飽和炭化水素基および不飽和炭化水素基を含むが、飽和炭化水素基であることが好ましい。なかでも、入手容易性および低温での耐焼き付き性能により優れるという理由から、炭化水素基が直鎖状で炭素数は１８の脂肪族アミンが好ましく、ステアリルアミンがより好ましい。

混合アミン中の脂肪族アミンＡと脂肪族アミンＢとの混合モル比（Ａ：Ｂ）を０：１０〜２：８とすることで、含有する基油の種類に関わらず、低温環境下での耐焼き付き性能に優れたグリース組成物が得られる。また、脂肪族アミンＡおよび脂肪族アミンＢ以外のアミンを本発明の効果が損なわれない範囲で含有することができるが、脂肪族アミンＡおよび脂肪族アミンＢのみからなる混合アミンとすることが好ましい。

前記混合モル比（Ａ：Ｂ）は、０：１０〜２：８であり、低温環境での耐焼き付き性能により優れるという理由から１：９〜２：８が好ましく、２：８が最も好ましい。脂肪族アミンＡの含有量が２：８（Ａ：Ｂ）を超える場合、すなわち脂肪族アミンＢの含有量が２：８（Ａ：Ｂ）より少ない場合は、低温での耐焼き付き性能が悪化する傾向がある。

混合アミンと反応させる前記ジイソシアネート化合物としてはグリースの耐熱性が良好な点から芳香族ジイソシアネートが好ましい。例えばジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、２，４−トリレンジイソシアネートおよび２，６−トリレンジイソシアネートの混合物、３，３’−ジメチルジフェニル−４，４’−ジイソシアネートなどを挙げることができる。特に入手性が良好な点から、ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネートが好ましく、さらに耐熱性が良好な点からジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネートがより好ましい。

混合アミンとジイソシアネート化合物との反応は、種々の方法と条件下で行うことができるが、増ちょう剤の均一分散性が高いジウレア化合物が得られることから、基油中において行うことが好ましい。また、反応は、脂肪族アミンＡおよび脂肪族アミンＢを溶解させた基油中に、ジイソシアネート化合物を溶解させた基油を添加して行ってもよく、また、ジイソシアネート化合物を溶解させた基油中に、脂肪族アミンＡおよび脂肪族アミンＢを溶解させた基油を添加して行ってもよい。

前記反応における温度および時間は、特に限定されず、通常のこの種の反応と同様でよい。反応温度は混合アミンおよびジイソシアネートの溶解性、揮発性の点から、６０〜１７０℃が好ましい。反応時間は混合アミンとジイソシアネートの反応を完結させるという点と製造時間短縮による効率化の点から０．５〜２．０時間が好ましい。また、混合アミンのアミノ基とジイソシアネート化合物のイソシアネート基の反応は定量的に進み、それらの割合は、混合アミン２モルに対してジイソシアネート化合物１モルとすることが好ましい。

前記反応により得られる反応生成物であるジウレア化合物は、下記一般式（Ｉ）で示される。式中、Ｒ²は前記ジイソシアネート化合物に由来する炭化水素基である。また、Ｒ¹およびＲ³は、それぞれ独立してまたは共通して脂肪族アミンＡおよび／または脂肪族アミンＢに由来する炭化水素基であり、Ｒ¹およびＲ³全量中の脂肪族アミンＡに由来する炭化水素基と脂肪族アミンＢに由来する炭化水素基とのモル比（Ａ：Ｂ）が０：１０〜２：８であり、１：９〜２：８が好ましく、２：８が最も好ましい。

前記増ちょう剤の含有量は、グリース組成物の混和ちょう度が後述する範囲を満たすように適宜調整することができる。グリース組成物の混和ちょう度が高くなり過ぎることを防ぐという点から、基油と増ちょう剤との合計量中５質量％以上が好ましい。一方、グリース組成物の混和ちょう度が低くなり過ぎすることを防ぐという点から、基油と増ちょう剤との合計量中３０質量％以下が好ましい。

本発明のグリース組成物の混和ちょう度は、特に限定されず用途に合わせて調整することができ、例えば２２０〜３８５に調整することが好ましい。なお、本発明における混和ちょう度とは、ＪＩＳＫ２２２０７に準拠し、２５℃の環境下で、ちょう度計に取り付けた円錐をグリース組成物に落下させ、５秒間かけて進入した深さ（ｍｍ）を１０倍した値をいう。

また、本発明のグリース組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で耐摩耗剤、酸化防止剤、極圧添加剤、染料、色相安定剤、増粘剤、構造安定剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤、防錆添加剤などの各種添加剤を適量添加してもよい。なお、これらの各種添加剤を含有する場合は、添加剤の合計含有量が、基油と増ちょう剤との合計量１００質量部に対して、１０質量部以下となるように含有することが好ましい。

前記耐摩耗剤を使用する場合は、メチレンビスジチオカーバメート、ポリカルボキシレート、亜鉛系耐摩耗剤、硫黄系耐摩耗剤、リン系耐摩耗剤などを用いることが好ましい。

耐摩耗剤を含有する場合の基油と増ちょう剤との合計量１００質量部に対する含有量は、耐摩耗剤を含有することの効果が十分に得られるという理由から、０．１０質量部以上が好ましく、０．５質量部以上がより好ましい。また、耐摩耗剤の含有量は、添加剤の効果が飽和状態となることから、１５質量部以下が好ましく、１０質量部以下がより好ましい。

前記酸化防止剤としては、一般的にグリース組成物に添加されるものであればとくに限定されないが、本発明の増ちょう剤と併用することで、酸化防止性を付与するだけでなく耐焼き付き性能も付与することができる点から、アミン系酸化防止剤を含有することが好ましい。

前記アミン系酸化防止剤としては芳香族系アミン化合物が望ましく、例えばジフェニルアミン、アルキル化ジフェニルアミン、フェノチアジン、Ｎ−フェニル−α−ナフチルアミン、ｐ，ｐ’−ジアミノジフェニルメタン、アルドール−α−ナフチルアミン、ｐ−ドデシルフェニル−１−ナフチルアミン、などが挙げられ、なかでも耐焼き付き性において好ましい点からアルキル化ジフェニルアミンが好ましい。

前記極圧添加剤としては、無灰型ジチオカーバメート（無灰型ＤＴＣ）、硫化油脂、リン酸塩、無灰型ジチオリン酸塩（無灰型ＤＴＰ）、Ｓ−Ｐ系極圧添加剤などの無灰型極圧添加剤、アンチモンジチオカーバメート（ＳｂＤＴＣ）、ビスマスジブチルジチオカーバメート（ＢｉＤＴＣ）、ジンクジチオカーバメート（ＺｎＤＴＣ）などの無灰型極圧添加剤以外の極圧添加剤が挙げられる。特に極圧性の向上効果が高く、環境に優しいという点から無灰型極圧添加剤が好ましい。

本発明のグリース組成物は、減速機・増速機、ギヤ、チェーン、モーター等の動力伝達装置、走行系部品、ＡＢＳ等の制御系部品、操舵系部品、変速機等の駆動系部品、パワーウィンドウモーター、パワーシートモーター、サンルーフモーター等の自動車補強部品、電子情報機器、携帯電話等のヒンジ部品、食品・薬品工業、鉄鋼、建設、ガラス工業、セメント工業、フィルムテンター等化学・ゴム・樹脂工業、環境・動力設備、製紙・印刷工業、木材工業、繊維・アパレル工業における各種部品や相対運動する機械部品等に広く適用可能であり、また、転がり軸受、スラスト軸受、動圧軸受、樹脂軸受、直動装置等の軸受等にも適用可能である。

以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本実施例では、以下の原料を使用した。
増ちょう剤：表１に示すモル比で増ちょう剤原料（ＭＤＩ、アミン化合物ＡおよびＢ）を含有する増ちょう剤
ＭＤＩ：ジフェニルメタン−４，４’−ジイソシアネート
アミン化合物Ａ：オクチルアミン
アミン化合物Ｂ：ステアリルアミン
混合基油：ナフテン系鉱物油（動粘度（４０℃）：１５０ｍｍ²／ｓ）とポリ−α−オレフィン系合成炭化水素油（動粘度（４０℃）：３０ｍｍ²／ｓ）とを７：３で混合した混合油（混合基油の動粘度（４０℃）：８５ｍｍ²／ｓ）
パラフィン油：パラフィン系鉱物油（動粘度（４０℃）：８５ｍｍ²／ｓ）
ＰＡＯ：ポリ−α−オレフィン系合成炭化水素油（動粘度（４０℃）：８５ｍｍ²／ｓ）
耐摩耗剤：ＢＡＳＦ社製のＩＲＧＡＬＵＢＥ６３（リン系耐摩耗剤）

実施例および比較例
表１に従い、アミン化合物と同質量部の基油とを混合し、１００℃に加熱して溶解させ溶液Ａを調製した。また、これとは別に、表１に従い、ＭＤＩと同質量部の基油とを混合し、１４０℃に加熱して溶解させ溶液Ｂを調製した。次に、残りの基油を１００℃に加熱後、前記溶液Ａを混合し、この混合液を攪拌しつつ、溶液Ｂを徐々に添加した。その後１５０℃で６０分間保持後、室温まで冷却し、耐摩耗剤を、表１に示す含有量となるように添加し、さらに３本ロールミルにより均質化処理することで試験用グリースを得た。得られた試験用グリースについて下記の評価を行った。評価結果を表１に示す。

＜混和ちょう度の測定＞
ＪＩＳＫ２２２０７に準拠し、２５℃の環境下で、ちょう度計に取り付けた円錐をグリースに落下させ、５秒間かけて進入した深さ（ｍｍ）を測定し、測定された値を１０倍したものを混和ちょう度とした。

＜ＳＲＶ試験（−２０℃および２５℃）＞
ＡＳＴＭＤ５７０６に従い、各グリース組成物の摩擦係数（μ）を下記の試験条件で測定し、下記の基準で評価した。なお、閾値は０．６μとした。
（試験条件）
ボール径：１０ｍｍ
周波数：３０Ｈｚ
ストローク：３ｍｍ
試験温度：−２０℃および２５℃
試験荷重：２５Ｎ
試験時間：１０分
（評価基準）
○：試験開始から終了まで閾値を超えなかった
△：試験開始から３００秒後から終了までに閾値を超えた
×：試験開始後３００秒までに閾値を超えた

Claims

基油、増ちょう剤およびエチル−３−［［ビス（１−メチルエトキシ）フォスフィノチオイル］チオ］プロピオネートを含有するグリース組成物であって、
前記増ちょう剤が、炭化水素基の炭素数が６〜１２の脂肪族アミンＡおよび炭化水素基の炭素数が１６〜２２の脂肪族アミンＢからなる混合アミンを、ジイソシアネート化合物と反応させて得られるジウレア化合物であり、
脂肪族アミンＡと脂肪族アミンＢとの混合モル比（Ａ：Ｂ）が０：１０〜２：８であり、
エチル−３−［［ビス（１−メチルエトキシ）フォスフィノチオイル］チオ］プロピオネートの含有量が、前記基油と前記増ちょう剤との合計量１００質量部に対して０．５〜１５質量部であり、
ＡＳＴＭＤ５７０６に従い、下記の試験条件で測定した摩擦係数が０．６μ以下であるグリース組成物。
（試験条件）
ボール径：１０ｍｍ
周波数：３０Ｈｚ
ストローク：３ｍｍ
試験温度：−２０℃および２５℃
試験荷重：２５Ｎ
試験時間：３００秒
脂肪族アミンＡと脂肪族アミンＢとの混合モル比（Ａ：Ｂ）が１：９〜２：８である請求項１記載のグリース組成物。
前記増ちょう剤の含有量が、基油と増ちょう剤との合計量中１５〜３０％である請求項１または２記載のグリース組成物。