Композиция смазочного масла и композиция смазочного масла для бесступенчатой коробки передач - RU2564027C2

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к композиции смазочного масла и к композиции смазочного масла для бесступенчатой коробки передач.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В настоящее время все еще используется множество углеродных материалов, полученных из нефтяных источников.

Однако реальностью становится истощение этих источников, и требуются новые углеродные материалы, отличные от тех, которые получают из нефтяных источников. В качестве примера новых углеродных материалов предпринимаются попытки использования масел, жиров и эфирных масел, которые получают из природных растений, в качестве смазочного масла.

Например, полученные из растений жиры и масла, представителями которых являются соевое масло, скипидар, пальмовое масло и подобные материалы, можно получать, отжимая и экстрагируя сырое масло из растений и очищая сырое масло, применяя дистилляцию и подобные способы. Полученные из растений жиры и масла представляют собой триглицериды насыщенных или ненасыщенных жирных кислот и используются в разнообразных областях, таких как кулинарные, топливные, медицинские и смазочные масла. Кроме того, описана также попытка получить смазочное базовое масло, проявляющее превосходную текучесть при низкой температуре, устойчивость к окислению и смазывающую способность, из вышеупомянутых полученных из растений масел и жиров, используя сложноэфирный обменный способ (см. патентный документ 1).

Полученные из растений эфирные масла содержат спирты, альдегиды, кетоны, сложные эфиры, фенолы, углеводороды и подобные соединения в качестве компонентов. Примеры углеводородов представляют собой терпены и сесквитерпены. Известные примеры терпенов включают: цепные терпены, такие как аллооцимен, оцимен, мирцен и дигидромирцен; и циклические терпены, такие как α-пинен, β-пинен, лимонен, камфен, α-фелландрен, терпинен, терпинолен и 3-карен. Терпены, которые часто используют в парфюмерных изделиях, представляют собой углеводороды, имеющие молекулярную формулу C₁₀H₁₆. Поскольку терпены проявляют низкую вязкость, низкую температуру воспламенения и подобные свойства, несмотря на наличие высокой устойчивости к гидролизу и объемного удельного сопротивления, терпены не являются подходящими для использования в качестве смазочных масел. Известные примеры сесквитерпенов включают: цепные сесквитерпены, такие как фарнезен; и циклические сесквитерпены, такие как цедрен, β-кариофиллен, кадинен, валенцен, туйопсис и гвайен. Сесквитерпены представляют собой углеводороды, имеющие молекулярную формулу C₁₅H₂₄. Поскольку сесквитерпены проявляют высокую устойчивость к гидролизу, высокое объемное удельное сопротивление, а также подходящую вязкость и температуру воспламенения, сесквитерпены можно использовать в качестве низковязкого материала для смазочного масла.

В последние годы в каждой стране были усилены требования к эффективности использования топлива вследствие растущей озабоченности проблемами окружающей среды. Чтобы ответить на эти растущие потребности в повышении эффективности использования топлива, усиливается тенденция к применению бесступенчатой коробки передач (далее в настоящем документе называется также сокращением «БКП»). Поскольку скорость можно непрерывно регулировать с помощью БКП, можно выбирать наиболее подходящую скорость двигателя, соответствующую требуемому выходному крутящему моменту, в результате чего значительно повышается эффективность использования топлива. Кроме того, поскольку с помощью БКП скорость двигателя можно регулировать без толчков, и отсутствует провал при переходе на высшую передачу, улучшается качество ускорения, и превосходной оказывается общая характеристика управляемости автомобиля. Примеры типов БКП представляют собой БКП с металлическим приводным ремнем, цепные БКП и фрикционные БКП, причем для каждого из данных типов требуется высокий коэффициент полезного действия передачи. Соответственно, требуется повышение коэффициента полезного действия передачи посредством разработки смазочного масла, обладающего высоким коэффициентом трения. Более того, фрикционный тип БКП является наиболее подходящим для автомобилей высокого класса, поскольку БКП типа фрикционного привода передает энергию через масляную пленку, создавая меньше шума.

С другой стороны, поскольку смазочное масло для бесступенчатой коробки передач предназначено для передачи энергии от ведущей секции к ведомой секции через масляную пленку, повышение коэффициента трения смазочного масла приводит к повышению коэффициента полезного действия передачи.

Соответственно, желательно иметь достаточно высокий коэффициент трения в момент фактического применения.

В частности, поскольку смазочное масло для БКП фрикционного типа также служит в качестве типичного смазочного масла в БКП, смазочное масло для фрикционной БКП должно иметь достаточно высокую вязкость, чтобы сохранять достаточную масляную пленку даже при высокой температуре с целью предотвращения фрикционного износа.

С другой стороны, смазочное масло для БКП типа фрикционного привода должно иметь низкую вязкость при низкой температуре (т.е. высокую текучесть при низкой температуре) для повышения пусковых характеристик при низкой температуре в холодных областях, таких как Северная Америка и Северная Европа. Соответственно, смазочное масло для БКП типа фрикционного привода должно иметь низкую зависимость вязкости от температуры, то есть высокий индекс вязкости. Чтобы выполнить такое требование, как показано, например, в патентном документе 2, была разработана текучая среда для БКП типа фрикционного привода, имеющая индекс вязкости, составляющий, по меньшей мере, ноль, и содержащая производное бицикло[2.2.1]гептана.

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Патентный документ 1: японская патентная заявка JP-А-10-53780.

Патентный документ 2: японская патентная заявка JP-А-2008-260951.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

Описанные выше полученные из растений масла и жиры оказываются склонными к гидролизу, будучи сложными эфирами, и проявляют низкое объемное удельное сопротивление, будучи также полярными веществами. Соответственно, полученные из растений масла и жиры невозможно использовать в областях, для которых требуется изоляция. Кроме того, большинство полученных из растений масел и жиров содержат ненасыщенные жирные кислоты и проявляют низкую устойчивость к окислению. Более того, поскольку полученные из растений масла и жиры проявляют высокую температуру текучести, составляющую от -5°C до комнатной температуры, несмотря на наличие высокого индекса вязкости, полученные из растений масла и жиры невозможно использовать в окружающей среде, имеющей низкую температуру. Эти недостатки невозможно преодолеть даже при использовании способа обмена сложных эфиров, как описано в патентном документе 1. Кроме того, поскольку сесквитерпены, составляющие полученные из растений эфирные масла, представляют собой углеводороды, содержащие ненасыщенные связи, они проявляют низкую устойчивость к окислению.

Нельзя сказать, что текучая среда для БКП типа фрикционного привода, описанная в патентном документе 2, проявляет достаточные пусковые характеристики при низкой температуре. Кроме того, ее коэффициент трения не всегда является удовлетворительным при использовании в качестве смазочного масла для БКП типа фрикционного привода.

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить композицию смазочного масла, которая проявляет низкую температуру текучести, высокий индекс вязкости, высокую устойчивость к окислению, высокую устойчивость к гидролизу и высокое объемное удельное сопротивление. Другая задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить композицию смазочного масла для бесступенчатой коробки передач, которая проявляет высокий коэффициент трения при высокой температуре и превосходную текучесть при низкой температуре, а также способность сохранения масляной пленки при высокой температуре.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что лонгифолен (один из циклических сесквитерпеновых углеводородов), который содержится в эфирном масле, получаемом из кипариса, сосны и подобных растений, проявляет высокую устойчивость к гидролизу, высокое объемное удельное сопротивление, а также подходящую вязкость и температуру воспламенения, в результате чего лонгифолен можно использовать в качестве низковязкого основного материала для смазочного масла. Кроме того, поскольку лонгифолен имеет структуру, на конце которой находится олефин с объемным заместителем, лонгифолен проявляет высокую устойчивость к окислению. Настоящее изобретение выполнено на основании данного открытия.

В частности, настоящее изобретение предлагает композицию смазочного масла и композицию смазочного масла для бесступенчатой коробки передач следующим образом:

(1) композиция смазочного масла, содержащая лонгифолен, согласно аспекту настоящего изобретения;

(2) композиция смазочного масла согласно приведенному выше аспекту настоящего изобретения, в которой содержание лонгифолена составляет, по меньшей мере, 60 мас.% суммарного количества композиции;

(3) композиция смазочного масла согласно приведенному выше аспекту настоящего изобретения, дополнительно содержащая не более, чем 5 мас.% β-кариофиллена;

(4) композиция смазочного масла, содержащая лонгифолен, для бесступенчатой коробки передач согласно второму аспекту настоящего изобретения;

(5) композиция смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно приведенному выше аспекту настоящего изобретения, дополнительно содержащая димер бицикло[2.2.1]гептана;

(6) композиции смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно приведенному выше аспекту настоящего изобретения, в которой лонгифолен имеет чистоту, составляющую, по меньшей мере, 80%;

(7) композиция смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно приведенному выше аспекту настоящего изобретения, дополнительно содержащая не более чем 1 мас.% β-кариофиллена; и

(8) композиции смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно приведенному выше аспекту настоящего изобретения, которую используют в качестве текучей среды для бесступенчатой коробки передач фрикционного типа.

ПРЕИМУЩЕСТВА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Поскольку в ней содержится лонгифолен, композиция смазочного масла согласно настоящему изобретению проявляет низкую температуру текучести, высокий индекс вязкости, высокий устойчивость к окислению, высокую устойчивость к гидролизу и высокое объемное удельное сопротивление.

Кроме того, поскольку она содержит лонгифолен, композиция смазочного масла для бесступенчатой коробки передач настоящего изобретения проявляет высокий коэффициент трения, превосходную текучесть при низкой температуре и высокий индекс вязкости для масляной пленки, сохраняющейся при высокой температуре.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТА (ВАРИАНТОВ) ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Композиция смазочного масла согласно аспекту настоящего изобретения содержит лонгифолен, композиция смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно второму аспекту настоящего изобретения содержит лонгифолен. Вкратце, настоящее изобретение предлагает композицию смазочного масла, содержащую лонгифолен. В настоящем документе, лонгифолен представляет собой (1S,3aR,4S,8aS)-4,8,8-триметил-9-метилен-декагидро-1,4-метаноазулен, то есть соединение, имеющее структуру, которую представляет следующая формула (1).

[Формула 1]

Лонгифолен содержится в эфирном масле сосны или кипариса, причем лонгифолен, имеющий высокую чистоту (чистоту от 60 до 90%), легко получать очисткой эфирного масла. Очищенный лонгифолен можно использовать в качестве смазочного масла, а также его можно использовать в качестве основы для смазочного масла. Использование лонгифолена в качестве основного масла приводит к композиции смазочного масла, проявляющего низкую температуру текучести, высокий индекс вязкости, высокую устойчивость к окислению, высокую устойчивость к гидролизу и высокое объемное удельное сопротивление. Кроме того, поскольку лонгифолен имеет соответствующую вязкость, смазывающая способность композиции смазочного масла является также превосходной. Чистота лонгифолена составляет предпочтительно, по меньшей мере, 80% и предпочтительнее, по меньшей мере, 90%. Поскольку композиция смазочного масла проявляет повышенный индекс вязкости и более высокую устойчивость к окислению при повышении чистоты лонгифолена, повышенная чистота лонгифолена является предпочтительной для настоящего изобретения.

Композиция смазочного масла согласно аспекту настоящего изобретения и композиция смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно второму аспекту настоящего изобретения может содержать другое основное масло, чем описанный выше лонгифолен. Чтобы обеспечивать преимущества композиции смазочного масла согласно аспекту настоящего изобретения, содержание лонгифолена в композиции составляет предпочтительно, по меньшей мере, 60 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере, 70 мас.%, еще предпочтительнее, по меньшей мере, 80 мас.%, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 90 мас.%. Чтобы обеспечить преимущества композиции смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно второму аспекту настоящего изобретения, содержание лонгифолена составляет предпочтительно, по меньшей мере, 5 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере, 10 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции.

В композиции смазочного масла согласно аспекту настоящего изобретения другое основное масло, чем лонгифолен, можно выбирать, например, из минерального масла и синтетического масла, насколько это необходимо.

Примеры минерального масла включают: дистиллятное масло, получаемое дистилляцией сырого масла на парафиновой основе, промежуточное основное сырое масло или нафтеновое основное сырое масло при обычном давлении или дистилляцией при уменьшенном давлении остатка масла после дистилляции при обычном давлении; и очищенное масло, полученное очисткой дистиллированного масла в соответствии с обычным способом, которое, в частности, включает очищенное растворителем масло, гидрированное очищенное масло, очищенное от воска масло и очищенное белой глиной масло.

Примеры синтетического масла включают: низкомолекулярный полибутен; низкомолекулярный полипропилен; α-олефиновые олигомеры, содержащие от 8 до 14 атомов углерода, и соответствующие гидрированные соединения; сложноэфирные соединения, такие как сложные эфиры полиолов (например, сложный эфиры жирных кислот и триметилолпропана и сложные эфиры жирных кислот и пентаэритрита), сложный эфиры дикарбоновых кислот, сложные эфиры ароматических поликарбоновых кислот (например, сложные эфиры тримеллитовой кислоты и сложные эфиры пиромеллитовой кислоты) и сложный эфиры фосфорной кислоты; алкилароматические соединения, такие как алкилбензол и алкилнафталин; кремнийорганическое масло; и фторсодержащее масло (например, фторуглерод и простой перфторполиэфир).

Можно использовать одно из основных масел в чистом виде, можно использовать в сочетании два или более из основных масел.

В композиции смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно второму аспекту настоящего изобретения в качестве другого основного масла, помимо лонгифолена, особенно предпочтительным является синтетическое масло, в частности, димер бицикло[2.2.1]соединения, среди которых наиболее предпочтительным является димер бицикло[2,2.1]гептана, который представляет следующая формула (2).

[Формула 2]

В этой формуле q и r представляют собой целые числа от 1 до 5.

Димер бицикло[2.2.1]гептана, обозначенный формулой (2), предпочтительнее представляет собой эндо-2-метил-экзо-3-метил-экзо-2-[(экзо-3-метилбицикло[2.2.1]гепто-экзо-2-ил)метил]бицикло[2.2.1], обозначенный формулой (3), или эндо-2-метил-экзо-3-метил-экзо-2-[(эндо-3-метилбицикло[2.2.1]гепто-эндо-2-ил)метил]бицикло[2.2.1]гептан, обозначенный формулой (4).

[Формула 3]

С другой стороны, лонгифолен, полученный из эфирного масла сосны или кипариса, содержит β-кариофиллен в качестве примесного вещества. Поскольку β-кариофиллен проявляет низкий индекс вязкости и неудовлетворительную устойчивость к окислению, меньшее содержание β-кариофиллена является предпочтительным. Конкретно, β-кариофиллен представляет собой (1R,4E,9S)-4,11,11-триметил-8-метилен-бицикло[7.2.0]ундец-4-ен, т.е. соединение, имеющее следующую структуру:

[Формула 4]

Когда β-кариофиллен присутствует в композиции смазочного масла, устойчивость к окислению может снижаться, и, кроме того, может неблагоприятно изменяться индекс вязкости.

Соответственно, в композиции смазочного масла согласно аспекту настоящего изобретения, содержание β-кариофиллена составляет предпочтительно не более, чем 5 мас.%, предпочтительнее не более, чем 3 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции. Кроме того, в композиция смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно второму аспекту настоящего изобретения, содержание β-кариофиллена составляет предпочтительно не более, чем 1 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции.

Композиция смазочного масла согласно аспекту настоящего изобретения и композиция смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно второму аспекту настоящего изобретения может содержать заданную добавку. Примеры добавки включают антиоксидант, улучшающую смазочные свойства присадку, противозадирную присадку, очищающий диспергатор, улучшитель индекса вязкости, антикоррозийную присадку, дезактиватор металла и пеногаситель. Можно использовать одну из добавок в чистом виде или можно использовать в сочетании две или более из данных добавок.

Примеры используемых антиоксидантов включают аминный антиоксидант, фенольный антиоксидант, фосфорсодержащий антиоксидант и серосодержащий антиоксидант, которые используют в типичном углеводородном смазочном масле. Можно использовать один из антиоксидантов в чистом виде или можно использовать в сочетании два или более из данных антиоксидантов.

Примеры аминных антиоксидантов включают: моноалкилдифениламинные соединения, такие как монооктилдифениламин и монононилдифениламин; диалкилдифениламинные соединения, такие как 4,4'-дибутилдифениламин, 4,4'-дипентилдифениламин, 4,4'-дигексилдифениламин, 4,4'-дигептилдифениламин, 4,4'-диоктилдифениламин и 4,4'-динонилдифениламин; полиалкилдифениламинные соединения, такие как тетрабутилдифениламин, тетрагексилдифениламин, тетраоктилдифениламин и тетранонилдифениламин; и нафтиламинные соединения, такие как α-нафтиламин, фенил-α-нафтиламин, бутилфенил-α-нафтиламин, пентилфенил-α-нафтиламин, гексилфенил-α-нафтиламин, гептилфенил-α-нафтиламин, октилфенил-α-нафтиламин и нонилфенил-α-нафтиламин,

Примеры фенольных антиоксидантов включают: монофенольные соединения, такие как 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол и 2,6-ди-трет-бутил-4-этилфенол; и дифенольные соединения, такие как 4,4'-метиленбис (2,6-ди-трет-бутилфенол) и 2,2'-метиленбис (4-этил-6-трет-бутилфенол).

Примеры фосфорсодержащих антиоксидантов включают трифенилфосфит и диэтил[3,5-бис(1,1-диметилэтил)-4-гидроксифенил]метил]фосфонат.

Примеры серосодержащих антиоксидантов включают: тиотерпеновые соединения, такие как 2,6-ди-трет-бутил-4-(4,6-бис(октилтио)-1,3,5-триазин-2-иламино)фенол и реагент на основе пентасульфида фосфора и пинена; и диалкилтиодипропионат, такой как дилаурилтиодипропионат и дистеарилтиодипропионат.

В композиции смазочного масла согласно аспекту настоящего изобретения содержание антиоксиданта составляет, как правило, от 0,01 мас.% до 10 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции, предпочтительно от 0,03 мас.% до 5 мас.%. В композиции смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно второму аспекту настоящего изобретения антиоксидант можно добавлять в минимальном количестве, которое необходимо для сохранения устойчивости к окислению. Поскольку коэффициент трения при высокой температуре уменьшается при увеличении количества добавляемого антиоксиданта, чем меньше содержание антиоксиданта, тем лучше. Содержание антиоксиданта составляет предпочтительно от 0,01 мас.% до 1 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции.

Примеры улучшающей смазочные свойства присадки включают: алифатические спирты; соединения типа жирных кислот, такие как жирные кислоты и соли металлов и жирных кислот; соединения типа сложных эфиров, такие как сложные эфиры полиолов, сложные эфиры сорбита и глицерина; и аминные соединения, такие как алифатические амины. Содержание улучшающей смазочные свойства присадки составляет, как правило, от 0,1 мас.% до 30 мас.%, предпочтительно от 0,5 мас.% до 10 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции с точки зрения эффектов смеси.

Примеры противозадирной присадки включают серосодержащую противозадирную присадку, фосфор серосодержащую противозадирную присадку, содержащую серу и металл противозадирную присадку и содержащую фосфор и металл противозадирную присадку. Можно использовать одну из противозадирных присадок в чистом виде, или можно использовать в сочетании два или более из данных противозадирных присадок. Любую противозадирную присадку можно использовать при том условии, что она содержит, по меньшей мере, один атом серы и атом фосфора в своей молекуле и проявляет свойства выдерживать нагрузку и износоустойчивость. Примеры противозадирной присадки, содержащей атомы серы в молекуле включают сульфированные жиры и масла, сульфированные жирные кислоты, сульфиды сложных эфиров, олефинсульфиды, дигидрокарбилполисульфиды, тиадиазольные соединения, алкилтиокарбамоильные соединения, триазиновые соединения, тиотерпеновые соединения и диалкилтиодипропионатные соединения.

Представительные примеры противозадирной присадки, содержащей атомы фосфора в молекуле, включают фосфаты, такие как трикрезилфосфат и его аминные соли.

Примеры противозадирной присадки, содержащей серу, фосфор и металл, включают: диалкилтиокарбамат цинка (Zn-DTC), диалкилтиокарбамат молибдена (Mo-DTC), диалкилтиокарбамат свинца, диалкилтиокарбамат олова, диалкилдитиокарбамат цинка (Zn-DTP), диалкилдитиофосфат молибдена (Mo-DTP), сульфонат натрия и сульфонат кальция. Представительные примеры противозадирной присадки, содержащей атомы фосфора в молекуле, включают фосфаты, такие как трикрезилфосфат и его аминные соли. Содержание противозадирной присадки составляет, как правило, от 0,01 мас.% до 30 мас.%, предпочтительно от 0,01 мас.% до 10 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции с точки зрения эффектов смеси и экономической эффективности.

Примеры очищающего диспергатора включают сульфонаты металлов, салицилаты металлов, феноляты металлов и сукцинимид. Содержание очищающего диспергатора составляет, как правило, от 0,1 мас.% до 30 мас.%, предпочтительно от 0,5 мас.% до 10 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции с точки зрения эффектов смеси.

Примеры улучшителя индекса вязкости включают полиметакрилаты, диспергированные полиметакрилаты, олефиновые сополимеры (например, сополимеры этилена и пропилена), диспергированные олефиновые сополимеры и стирольные сополимеры (например, гидрированные сополимеры стирола и диена). В композиции смазочного масла согласно аспекту настоящего изобретения содержание улучшителя индекса вязкости составляет, как правило, от 0,5 мас.% до 35 мас.%, предпочтительно от 1 мас.% до 15 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции с точки зрения эффектов смеси. В композиции смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно второму аспекту настоящего изобретения, улучшитель индекса вязкости необходимо добавлять только для того, чтобы вязкость при 100°C составляла, по меньшей мере, 5 мм²/с. Когда добавляют чрезмерное количество улучшителя индекса вязкости, коэффициент трения композиции уменьшается, и увеличивается вязкость при низкой температуре. Соответственно, улучшитель индекса вязкости предпочтительно составляет от 0,3 мас.% до 5 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции.

Примеры антикоррозийной присадки включают алканоламины, такие как сульфонаты металлов, сложные эфиры янтарной кислоты, алкиламины и моноизопропаноламины. Содержание антикоррозийной присадки составляет, как правило, от 0,01 мас.% до 10 мас.%, предпочтительно от 0,05 мас.% до 5 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции с точки зрения эффектов смеси.

Примеры дезактиватора металла включают бензотриазол и тиадиазол. Содержание дезактиватора металла составляет, как правило, от 0,01 мас.% до 10 мас.%, предпочтительно от 0,01 мас.% до 1 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции с точки зрения эффектов смеси.

Примеры пеногасителя включают метилсиликоновое масло, фторсиликоновое масло и полиакрилаты. Содержание пеногасителя составляет, как правило, приблизительно от 0,0005 до 0,01 мас.% по отношению к суммарному количеству композиции с точки зрения эффектов смеси.

Композиция смазочного масла согласно аспекту настоящего изобретения пригодна для использования в разнообразных приложениях, таких как двигатель внутреннего сгорания, гидравлическая муфта, подшипник скольжения, шарикоподшипник, пропитанный маслом подшипник, гидравлический динамический подшипник, компрессионное устройство, цепь, передача, гидравлическое устройство, часовой компонент, жесткий диск, морозильный аппарат, режущее устройство, прокатное устройство, прессовальное устройство, волочильное устройство, накатный валик, штамповочное устройство, устройство для термической обработки, теплоноситель, хладагент, охладитель, промывание, амортизатор, ингибитор коррозии, тормоз и уплотнительное устройство. Композиция смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно второму аспекту настоящего изобретения должна иметь высокий коэффициент полезного действия передачи и быть пригодной для использования в качестве композиции смазочного масла для бесступенчатой коробки передач таких типов, как металлическая ленточная передача, цепная передача и фрикционный привод, в которых требуется смазочное масло, имеющее высокий коэффициент трения. Поскольку композиция смазочного масла имеет достаточно высокую вязкость, чтобы сохранять достаточную масляную пленку в условиях высокой температуры, композиция смазочного масла пригодна для использования, в частности, в качестве текучей среды для фрикционного привода, который передает энергию через масляную пленку.

ПРИМЕРЫ

Далее композиция смазочного масла согласно настоящему изобретению будет описана более подробно со ссылкой на примеры 1 и 2 и сравнительный пример 1, и композиция смазочного масла для бесступенчатой коробки передач настоящего изобретения будет описана более подробно со ссылкой на примеры 3 и 4 и сравнительные примеры 2 и 3, Однако настоящее изобретение никаким образом не ограничивается данными примерами и сравнительными примерами. Конкретные образцы масла изготавливали и исследовали, как описано ниже.

Пример 1.

Лонгифолен, имеющий чистоту 80% (производитель Honghe Fine Chemical Co., Ltd.), очищали и дистиллировали, используя колонку длиной 120 см и диаметр 40 мм, которая содержала наполнитель, чтобы получить (1S,3aR,4S,8aS)-4,8,8-триметил-9-метилен-декагидро-1,4-метаноазулен, имеющий чистоту 90% (фракция, имеющая температуру кипения от 145 до 149°C при 30 мм рт.ст. (4 кПа)), с выходом 70%. Данную фракцию использовали в качестве образца масла. Следует отметить, что данная фракция содержала 2,9 мас.% β-кариофиллена.

Пример 2.

Лонгифолен, имеющий чистоту 60% (производитель Yasuhara Chemical Co., Ltd.), использовали в качестве образца масла. Лонгифолен содержал 14,4 мас.% β-кариофиллена.

Сравнительный пример I.

Полученные из растений масло и жир (имеющееся в продаже соевое масло) использовали в качестве образца масла.

Способы измерения свойств образцов масла.

Разнообразные свойства описанных выше образцов масла измеряли, используя следующие способы. Результаты представлены в таблице 1.

(1) Кинематическая вязкость.

Значения кинематической вязкости при 40°C и 100°C измеряли согласно стандарту JIS K 2283.

(2) Индекс вязкости.

Индекс вязкости измеряли согласно стандарту JIS K 2283.

(3) Плотность при 15°C.

Плотность при 15°C измеряли согласно стандарту JIS K2249.

(4) Температура текучести.

Температуру текучести измеряли согласно стандарту JIS K 2269.

(5) Объемное удельное сопротивление.

Объемное удельное сопротивление измеряли согласно стандарту JIS C 2101.

(6) Стойкость к окислению во вращающейся бомбе (RBOT)

К каждому из описанных выше образцов масла добавляли по 0,4 мас.% 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола. Для каждого из образцов масла время (в минутах), прошедшее перед прекращением уменьшения давления, измеряли согласно стандарту JIS K 2514.

Результаты исследования

Было обнаружено, что температура текучести каждого из образцов масла в основных примерах была ниже, чем для образца масла (соевое масло) в сравнительном примере, что приводило к благоприятной текучести при низкой температуре. Было также обнаружено, что образцы масла в основных примерах имели благоприятную устойчивость к гидролизу, поскольку образцы масла в данных примерах представляли собой углеводородные соединения, а не сложноэфирное соединение, как в сравнительном примере.

Было обнаружено, что образец масла, содержащий небольшое количество β-кариофиллена в примере 1, имел благоприятно высокое значение стойкости к окислению во вращающейся бомбе и продолжительный срок службы в качестве смазочного масла. Кроме того, поскольку образец масла, содержащий небольшое количество β-кариофиллена в примере 1, имел высокое объемное удельное сопротивление, данный образец масла является подходящим для такого применения, в котором требуется изоляция. Кроме того, было обнаружено, что, поскольку образец масла, содержащий небольшое количество β-кариофиллена в примере 1, имел высокий индекс вязкости, данный образец масла показывает низкую зависимость вязкости от температуры и является подходящим в качестве смазочного масла. Было обнаружено, что образец масла, содержащий небольшое количество β-кариофиллена в примере 1, имел чрезвычайно благоприятную устойчивость к окислению и чрезвычайно продолжительный срок службы в качестве смазочного масла.

Далее, композиция смазочного масла для бесступенчатой коробки передач согласно настоящего изобретения будет описана более подробно со ссылкой на примеры 3 и 4 и сравнительные примеры 2 и 3.

Производственный пример 1.

Получение гидрированного димера бицикло[2.2.1]гептана (текучая среда 1)

(1) Получение олефинового материала.

В двухлитровый автоклав, изготовленный из нержавеющей стали, загружали 561 г (8 моль) кротонового альдегида и 352 г (2,67 моль) дициклопентадиена. Смесь реагировала при 170°C в течение трех часов при перемешивании.

Реакционный раствор охлаждали до комнатной температуры и затем в него добавляли 18 г губчатого никелевого катализатора M-300T (производитель Kawaken Fine Chemicals Co., Ltd.) для проведения реакции гидрирования при манометрическом давлении водорода 0,9 МПа и температуре реакции 150°C в течение четырех часов. После охлаждения реакционного раствора катализатор отделяли путем фильтрования и затем фильтрат дистиллировали при уменьшенном давлении, чтобы получить 565 г фракции, кипящей при 105°C/2,66 кПа. Данную фракцию анализировали методами масс-спектрометрии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса. В результате было обнаружено, что вышеупомянутая фракция содержала 2-гидроксиметил-3-метилбицикло[2.2.1]гептан и 3-гидроксиметил-2-метилбицикло[2.2.1]гептан. После этого в изготовленную из кварцевого стекла проточную реакционную трубку, имеющую внешний диаметр 20 мм и длину 500 мм, загружали 20 г γ-оксида алюминия N612N (производитель Nikki Chemical Co., Ltd.), чтобы провести реакцию дегидратации при атмосферном давлении, температуре реакции 285°C и массовой часовой объемной скорости (WHSV) 1,1 ч^-1, и получали 490 г продукта реакции дегидратации 2-гидроксиметил-3-метилбицикло[2.2.1]гептана и 3-гидроксиметил-2-метилбицикло[2.2.1]гептана, который содержал 55 мас.% 2-метилен-3-метилбицикло[2.2.1]гептана и 3-метилен-2-метилбицикло[2.2.1]гептана и 30 мас.% 2,3-диметилбицикло[2.2.1]гепто-2-ена.

(2) Получение димера.

В однолитровую четырехгорлую коблу загружали 8 г комплекса трифторида бора с диэтиловым эфиром и 400 г олефинового соединения, полученного в описанном выше п.(1), чтобы провести реакцию димеризации при 0°C в течение шести часов при перемешивании с помощью механической мешалки. Полученную реакционную смесь промывали разбавленным водным раствором NaOH и насыщенным раствором NaCl, чтобы получить олефиновое соединение.

(3) Стадия гидрирования.

В однолитровый автоклав загружали 300 г олефинового соединения, полученного в описанном выше п.(2), и 12 г катализатора гидрирования N-113, содержащего никель на диатомовой земле (производитель Nikki Chemical Co., Ltd.), чтобы провести реакцию гидрирования при манометрическом давлении водорода 3 МПа и температуре реакции 80°C в течение пяти часов, затем реакцию продолжали при температуре 180°C в течение четырех часов. После завершения реакции катализатор отделяли путем фильтрования и фильтрат дистиллировали при уменьшенном давлении, чтобы получить 240 г целевого гидрированного димера. Полученную текучую среду определяли как текучую среду 1.

Пример 3.

Получение лонгифолена (текучая среда 2).

Лонгифолен, имеющий чистоту 80% (производитель Honghe Fine Chemical Co., Ltd) очищали и дистиллировали, используя колонку длиной 120 см и диаметр 40 мм, которая содержала наполнитель, чтобы получить 4,8,8-триметил-9-метилендекагидро-1,4-метаноазулен, имеющий чистоту 90% (фракция, имеющая температуру кипения от 145 до 149°C при 30 мм рт.ст. (4 кПа)) с выходом 70%. Полученную текучую среду определяли как текучую среду 2.

Пример 4.

Смешивали 85 мас.% текучей среды 1 из производственного примера 1 и 15 мас.% текучей среды 2 из примера 3, чтобы приготовить текучую среду 3.

Производственный пример 2.

Синтез текучей среды 4.

Гидрированный линейный димер α-метилстирола синтезировали, используя способ, описанный в международной публикации WO2003/014268.

В четырехгорлую колбу объемом 500 мл, снабженную дефлегматором, обратным холодильником, мешалкой и термометром, загружали 4 г активированной глины Galleon Earth NS (производитель Mizusawa Industrial Chemical. Ltd.), 10 г монометилового эфира диэтиленгликоля и 200 г α-метилстирола, и смесь нагревали при температуре реакции 105°C и перемешивали в течение четырех часов. После завершения реакции полученную жидкость анализировали методом газовой хроматографии, и было обнаружено, что степень превращения составляла 70%, селективность относительно целевого продукта (линейный димер α-метилстирола) составляла 95%, селективность относительно побочного продукта (циклический димер α-метилстирола) составляла 1%, и селективность относительно вещества, имеющего высокую температуру кипения, такого как тример, составляла 4%. Данную реакционную смесь загружали в однолитровый автоклав вместе с 15 г катализатора гидрирования N-113, содержащего никель на диатомовой земле (производитель Nikki Chemical Co., Ltd.), чтобы провести реакцию гидрирования при манометрическом давлении водорода 3 МПа и температуре реакции 250°C в течение пяти часов. Продукт реакции отделяли путем фильтрования, концентрировали и затем дистиллировали при уменьшенном давлении, получая 125 г гидрированного линейного димера α-метилстирола (т.е. 2,4-дициклогексил-2-метилпентан), имеющего чистоту 99% (текучая среда 4).

Сравнительный пример 2.

Синтез гидрированного димера циклооктена (текучая среда 5).

Гидрированный димер циклооктена синтезировали, используя способ, описанный в примере 13 патентного документа 1 (японская патентная заявка JP-А-2008-260951).

В однолитровую четырехгорлую колбу загружали 100 г смеси моногидрата и дигидрата трифторида бора в соотношении 1:1 и 200 мл гептана, и в данную смесь каплями добавляли 450 г циклооктена при 20°C, проводя реакцию димеризации в течение четырех часов при перемешивании.

Полученную реакционную смесь промывали разбавленным водным раствором NaOH и насыщенным раствором NaCl, после чего из нее отгоняли гептан. Затем реакционную смесь загружали в однолитровый автоклав вместе с 15 г катализатора гидрирования N-113, содержащего никель на диатомовой земле (производитель Nikki Chemical Co., Ltd.), чтобы провести реакцию гидрирования при манометрическом давлении водорода 3 МПа и температуре реакции 200°C в течение трех часов. После завершения реакции катализатор отделяли путем фильтрования и фильтрат дистиллировали при уменьшенном давлении, получая 210 г целевого гидрированного димера (текучая среда 5).

Сравнительный пример 3.

Текучую среду 5 из сравнительного примера 2 смешивали с текучей средой 4 из производственного примера 2 в таком соотношении, что содержание текучей среды 5 составляло 15% суммарной массы текучей среды, в результате чего получали текучую среду 6.

Способы измерения свойств образцов масла.

Разнообразные свойства описанных выше образцов масла (текучие среды 1-6) измеряли, используя следующие способы. Результаты представлены в таблице 2.

(1) Кинематическая вязкость.

Значения кинематической вязкости при 40°C и 100°C измеряли согласно стандарту JIS K 2283.

(2) Индекс вязкости.

Индекс вязкости измеряли согласно стандарту JIS K 2283.

(3) Плотность при 15°C.

Плотность при 15°C измеряли согласно стандарту JIS K 2249.

(4) Вязкость при -40°C.

Вязкость при -40°C измеряли согласно стандарту ASTM D2983.

(5) Коэффициент трения.

Коэффициент трения при 120°C измеряли, используя содержащее два вальцовых цилиндра устройство для измерения трения скольжения. Конкретно, один из двух имеющих одинаковые размеры цилиндров (диаметр 52 мм, толщина 6 мм, ведомый цилиндр представлял собой имеющий выступы цилиндр с радиусом кривизны 10 мм, ведущий цилиндр представлял собой прямой цилиндр без выступов) вращался при постоянной скорости, в то время как другой цилиндр вращался с непрерывно регулируемой скоростью. Нагрузку 98,0 Н прилагали к контактной части обоих цилиндров посредством шпинделя для измерения тангенциальной силы, то есть силы трения, создаваемой между двумя цилиндрами, в результате чего определяли коэффициент трения. Цилиндры были изготовлены из подшипниковой стали SUJ-2, имеющей зеркальную поверхность, причем средняя окружная скорость составляла 6,8 м/с, и максимальное контактное давление по Герцу (Hertz) составляло 1,23 ГПа. Кроме того, для измерения коэффициента трения текучей среды (масла) при температуре 120°C температуру масла увеличивали от 40°C до 140°C путем нагревания масляного резервуара, используя нагреватель, в результате чего определяли коэффициент трения при соотношение скоростей скольжения и качения, составлявшем 5%.

Результаты исследования.

Значения индекса вязкости и коэффициента трения образцов масла в примерах 3 и 4 превышают соответствующие значения для образцов масла в сравнительных примерах 2 и 3. По сравнению с текучей средой 1 в производственном примере I и текучей средой 4 в производственном примере 2, обе из которых не содержат лонгифолен, текучая среда 3 в примере 4, которая содержит лонгифолен, проявляет чрезвычайно низкую вязкость при -40°C, сохраняя при этом высокий коэффициент трения при 120°C.

Реферат

Настоящее изобретение относится к композиции смазочного масла, содержащей 60 мас. %, или более, лонгифолена, в расчете на суммарное количество композиции. Также настоящее изобретение относится к композиции смазочного масла для бесступенчатой коробки передач. Техническим результатом настоящего изобретения является получение смазочной композиции, имеющей низкую температуру текучести, высокий индекс вязкости, высокую устойчивость к окислению, высокую устойчивость к гидролизу и высокое объемное удельное сопротивление. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 пр., 2 табл.

Формула