【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は合成エステル系作動油組成物に関す
る。
現在最も広範囲に用いられている作動油は鉱油
系作動油である。鉱油系作動油はその沸点の差に
より種々の粘度の基油が得られるため適用範囲が
広いことと安価な点に長所が認められるが、粘度
指数が低く、高温、低温における作動性が悪いこ
と、更に引火点が比較的低く燃焼性が大きいた
め、いつたん着火した場合に大火災につながる危
険性を多分に有している点が最大の欠点となつて
いる。これらの欠点を防止する目的のために種々
の耐火性作動油が考案され実用に供されている。
耐火性作動油は大きく分けて３種類に分類され、
リン酸エステル型作動油、水−グリコール型作動
油及び合成エステル型作動油である。リン酸エス
テル型作動油は鉱油系作動油に比べ引火点は高
く、難燃性ではあるが、粘度指数が低く価格的に
高価であるため、連鋳装置とか制御装置など特殊
な分野にその使用が限定される欠点を有する。
一方、水−グリコール−型作動油は含水タイプ
であるために燃焼性は全くないが含有水分のため
にキヤビテーシヨンを起し易く、鉱油系に比べ潤
滑、防錆性能が劣る、水分が揮発するため保守管
理が厄介であるなどの欠点がある。合成エステル
型作動油は近年開発されているがリン酸エステル
系、水−グリコール系に比べ難燃性が不十分であ
り、潤滑性にも問題点があり、コスト的にもかな
り割高である。
本発明者らは種々の合成エステルについて作動
油性能を系統的に調べた結果、ネオペンチル型ポ
リオールのオレイン酸エステルが潤滑性、耐熱
性、酸化安定性、耐火性、防錆性などの各面にお
いてきわめてすぐれた作動油性能を有することを
発見し本発明に至つたものである。
ネオペンチル型ポリオールエステルの作動油へ
の応用例については潤滑通信９月号（′76）、潤滑
vol.18、No.６（′73）、潤滑vol.20、No.５（′75）、
化学と工業vol.29、No.８、日本潤滑学会第11回夏
期ゼミナー講義録などに記載があるが、これらは
いずれも炭素数C5〜C9の合成脂肪酸を対象とし
たものであり、これらに比べ潤滑性、防錆性、低
温特性、コストの面において本発明は画期的なも
のである。
本発明の作動油組成物は必須の有効成分として
ネオペンチル型ポリオールのオレイン酸エステル
を含有するものである。
本発明に使用されるネオペンチル型ポリオール
とは一般式
（式中Ｒは水素、水酸基または含水酸基アルキル
基）で示される化合物で、好ましくはネオペンチ
ルグリコール、トリメチロールエタン、トリメチ
ロールプロパン、ペンタエリスリトール等が含ま
れ、また本発明に使用されるオレイン酸としては
純オレイン酸分70重量％以上のものでリノール酸
分15重量％以下好ましくは８重量％以下のものが
良い。オレイン酸70重量％以下でステアリン酸、
パルミチン酸含量の多い原料を使用すると低温流
動性が悪く、またリノール酸含量が15重量％をこ
えると酸化安定性が不良となる傾向がある。本発
明の作動油組成物は本発明による合成エステル単
体でも使用できるし、本発明の目的の範囲内で鉱
油あるいはリン酸エステルを混合してもよい。ま
たブチルヒドロキシトルエンのような抗酸化剤、
メルカプトベンゾチアゾールのような防錆剤、ジ
ンクジアルキルジチオホスフエートのような減摩
剤を任意に選択添加することを妨げないが、なる
べくはオレイン酸エステルが全体の50重量％以上
とした方が良い。
以下実施例について本発明の組成物を具体的に
説明する。
実施例 １
トリメチロールプロパン2.555Kg（19モル）と
純度72％のオレイン酸13.450Kg（47.7モル）とを
反応させて得られるトリメチロールプロパンオレ
イン酸エステル（酸価3.46）にブチルヒドロキシ
トルエン（BHT）を0.5％を添加し、合成エステ
ル系作動油を得る。本作動油は潤滑性良好であ
り、耐熱性、低温流動性、耐火性にすぐれてい
る。
実施例 ２
ペンタエリスリトール1.36Kg（10モル）とオレ
イン酸10Kg（35.5モル）とを反応させて得られる
ペンタエリスリトールオレイン酸エステル（酸価
1.1）70重量％に＃90タービン油30重量％を混合
しBHTを0.5重量％、ジンクジヘキシルジチオホ
スフエートを0.1重量％添加し合成エステル系作
動油を得る。本作動油は潤滑性、低温特性、耐熱
性、耐火性共に良好である。
実施例 ３
ネオペンチルグリコール5.2Kg（50モル）に対
しオレイン酸25.4Kg（90モル）を反応させて得ら
れるネオペンチルグリコールオレイン酸エステル
（酸価2.6）80重量％にトリクレジルホスフエート
20重量％を混合し、BHTを0.5重量％、メルカプ
トベンゾチアゾール、0.3重量％を添加し、合成
エステル系作動油を得る、本作動油は潤滑性、低
温特性、耐熱性、耐火性共に良好である。
比較例 １
実施例１により調製された作動油と鉱油系作動
油との性状例の比較を次に示す。
The present invention relates to synthetic ester hydraulic fluid compositions. The hydraulic fluids most widely used today are mineral oil-based hydraulic fluids. Mineral oil-based hydraulic fluids have the advantage of being widely applicable and inexpensive because base oils with various viscosities can be obtained due to differences in their boiling points, but they have a low viscosity index and poor operability at high and low temperatures. Moreover, since it has a relatively low flash point and high flammability, its biggest drawback is that it has a high risk of causing a large fire if it ignites. Various fire-resistant hydraulic fluids have been devised and put into practical use in order to prevent these drawbacks.
Fire-resistant hydraulic fluids are broadly classified into three types:
They are phosphate ester type hydraulic oil, water-glycol type hydraulic oil and synthetic ester type hydraulic oil. Phosphate ester type hydraulic oil has a higher flash point than mineral oil type hydraulic oil and is flame retardant, but it has a low viscosity index and is expensive, so it is not used in special fields such as continuous casting equipment and control equipment. It has the disadvantage of being limited. On the other hand, water-glycol-type hydraulic oil is a water-containing type and has no combustibility at all, but it is prone to cavitation due to the moisture it contains, and has inferior lubrication and rust prevention performance compared to mineral oil-based oils, as the moisture evaporates. It has drawbacks such as troublesome maintenance. Synthetic ester hydraulic oils have been developed in recent years, but they have insufficient flame retardancy compared to phosphate ester and water-glycol oils, have problems with lubricity, and are quite expensive. The present inventors systematically investigated the hydraulic oil performance of various synthetic esters, and found that oleate ester of neopentyl polyol has superior properties in various aspects such as lubricity, heat resistance, oxidation stability, fire resistance, and rust prevention. It was discovered that this oil has extremely excellent performance, leading to the present invention. For an example of the application of neopentyl polyol ester to hydraulic oil, see Lubrication News September issue ('76), Lubrication
vol.18, No.6 ('73), Lubrication vol.20, No.5 ('75),
There are descriptions in Chemistry and Industry Vol. 29, No. 8, the lecture notes of the 11th Summer Seminar of the Japanese Society of Lubrication, etc., but these all target synthetic fatty acids with a carbon number of C 5 to C 9 . Compared to these, the present invention is revolutionary in terms of lubricity, rust prevention, low temperature properties, and cost. The hydraulic oil composition of the present invention contains an oleate ester of neopentyl polyol as an essential active ingredient. The neopentyl type polyol used in the present invention has the general formula (In the formula, R is hydrogen, a hydroxyl group, or a hydrous acid group or alkyl group), which preferably includes neopentyl glycol, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, etc., and also includes oleic acid used in the present invention. A good example is one with a pure oleic acid content of 70% by weight or more and a linoleic acid content of 15% by weight or less, preferably 8% by weight or less. Stearic acid with less than 70% by weight of oleic acid,
If a raw material with a high content of palmitic acid is used, low-temperature fluidity tends to be poor, and if the linoleic acid content exceeds 15% by weight, oxidation stability tends to be poor. The hydraulic oil composition of the present invention can be used as a single synthetic ester according to the present invention, or may be mixed with mineral oil or phosphoric acid ester within the scope of the purpose of the present invention. Also antioxidants such as butylated hydroxytoluene,
It is not prohibited to optionally add a rust preventive agent such as mercaptobenzothiazole or a lubricant agent such as zinc dialkyl dithiophosphate, but it is preferable that the oleic acid ester content be 50% by weight or more of the total weight. . The composition of the present invention will be specifically described below with reference to Examples. Example 1 Trimethylolpropane oleate (acid value 3.46) obtained by reacting 2.555 kg (19 moles) of trimethylolpropane with 13.450 kg (47.7 moles) of 72% pure oleic acid was mixed with butylated hydroxytoluene (BHT). 0.5% is added to obtain synthetic ester hydraulic oil. This hydraulic oil has good lubricity, and has excellent heat resistance, low-temperature fluidity, and fire resistance. Example 2 Pentaerythritol oleate (acid value:
1.1) Mix 70% by weight with 30% by weight of #90 turbine oil and add 0.5% by weight of BHT and 0.1% by weight of zinc dihexyl dithiophosphate to obtain synthetic ester hydraulic oil. This hydraulic oil has good lubricity, low-temperature properties, heat resistance, and fire resistance. Example 3 Tricresyl phosphate was added to 80% by weight of neopentyl glycol oleate (acid value 2.6) obtained by reacting 5.2 kg (50 mol) of neopentyl glycol with 25.4 kg (90 mol) of oleic acid.
20% by weight, and add 0.5% by weight of BHT and 0.3% by weight of mercaptobenzothiazole to obtain a synthetic ester hydraulic oil. This hydraulic oil has good lubricity, low-temperature properties, heat resistance, and fire resistance. be. Comparative Example 1 A comparison of properties of the hydraulic oil prepared in Example 1 and mineral oil-based hydraulic oil is shown below.
【表】
註：cst…………センチストークス
本発明による作動油は従来の鉱油系作動油に比
べ粘度指数が高く、流動点が低いため高温から低
温にわたつて良好な潤滑性を示す。更に引火点、
発火点が高いので耐火性にすぐれている。
比較例 ２
本発明によるネオペンチルポリオールのオレイ
ン酸エステルと同じくネオペンチルポリオールの
短鎖脂肪酸エステルとの四球試験機及びベーンポ
ンプテストによる潤滑性の比較データを下記の表
に示す。
試験法：
曾田式四球摩擦試験機 200rpm
ベーンポンプ試験 ポンプ Ｖ−104C
吐出圧力 70Kg／cm2
回転数 1200rpm
作動油温 50±２℃
テスト油量 35
運転時間 300時間[Table] Note: cst... Centistokes The hydraulic oil according to the present invention has a higher viscosity index than conventional mineral oil-based hydraulic oils and a lower pour point, so it exhibits good lubricity from high to low temperatures. Furthermore, the flash point
It has a high ignition point and has excellent fire resistance. Comparative Example 2 Comparative data on lubricity between the oleate ester of neopentyl polyol according to the present invention and the short chain fatty acid ester of neopentyl polyol according to the four-ball tester and vane pump test are shown in the table below. Test method: Soda type four-ball friction tester 200rpm Vane pump test Pump V-104C Discharge pressure 70Kg/cm 2 Rotation speed 1200rpm Hydraulic oil temperature 50±2℃ Test oil amount 35 Operating time 300 hours
【表】
従来公知のネオペンチルポリオールの低級脂肪
酸エステルに比べ潤滑性、ポンプ性能がはるかに
すぐれていることがわかる。
比較例 ３
トリメチロールプロパン536ｇ（４モル）と純
度97％のステアリン酸2825ｇ（10モル）とを反応
させて得られるトリメチロールプロパンステアリ
ン酸エステル（酸価1.9）にブチルヒドロキシト
ルエン（BHT）を0.5％添加して合成エステル系
作動油としたが、この作動油は99℃（210〓）で
の粘度が389cst、流動点40℃であり、作動油、潤
滑油としては使用不可能であつた。
比較例 ４
トリメチロールプロパン536ｇ（４モル）と純
度98％のリノール酸2804ｇ（10モル）とを反応さ
せて得られるトリメチロールプロパンリノール酸
エステル（酸価2.1）にブチルヒドロキシトルエ
ン（BHT）を0.5％添加した合成エステル系作動
油を100mlのビーカーに20ｇとり空気を吹き込み
ながら120℃に24時間保持し酸化安定性試験を行
つた。この結果を、実施例１による作動油につい
ての同様の測定結果とともに次に示す。[Table] It can be seen that the lubricity and pump performance are far superior to the conventionally known lower fatty acid esters of neopentyl polyol. Comparative Example 3 Trimethylolpropane stearate (acid value 1.9) obtained by reacting 536 g (4 moles) of trimethylolpropane with 2825 g (10 moles) of stearic acid with a purity of 97% was mixed with 0.5 g of butylated hydroxytoluene (BHT). % was added to make a synthetic ester hydraulic oil, but this hydraulic oil had a viscosity of 389 cst at 99°C (210°C) and a pour point of 40°C, making it unusable as a hydraulic oil or lubricating oil. Comparative Example 4 Trimethylolpropane linoleic acid ester (acid value 2.1) obtained by reacting 536 g (4 moles) of trimethylolpropane with 2804 g (10 moles) of 98% pure linoleic acid was mixed with 0.5 g of butylated hydroxytoluene (BHT). An oxidation stability test was carried out by placing 20g of synthetic ester hydraulic oil containing 20% of the total additive in a 100ml beaker and holding it at 120°C for 24 hours while blowing air. The results are shown below along with similar measurement results for the hydraulic fluid according to Example 1.
【表】
ネオペンチル型ポリオールの高度不飽和脂肪酸
エステルは、著しい増粘をきたし作動油、潤滑油
としては使用不可能であつた。[Table] Highly unsaturated fatty acid esters of neopentyl polyols significantly thickened and could not be used as hydraulic oils or lubricating oils.