(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（１）で表される化合物からなるイオン液体１と、下記一般式（２）で表される化合物からなるイオン液体２とを含む
ことを特徴とする潤滑油基油。
Ｚ＋Ａ−                        （１）
（Ｚ＋はカチオンを意味し、Ａ−はアニオンを意味する。）
Ａ１−Ｚ１＋-Ｘ-Ｚ２＋Ａ２−            （２）
（Ｚ1＋、Ｚ2＋はカチオン、Ａ1−、Ａ2−はアニオン、Ｘは２つのカチオンを繋ぐ連結基を意味する。）
【請求項２】
請求項1に記載の潤滑油基油において、
前記一般式（１）におけるＺ＋が下記一般式で表される構造を有するカチオンの中から選ばれるものである
ことを特徴とする潤滑油基油。
【化１】
0005957401.tif 000008
（式中、Ｒ１からＲ１２までは、水素原子、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキル基および炭素数１から８までのアルコキシル基から選ばれる官能基であり、Ｒ１からＲ１２までは同一でも異なっていてもよい。）
【請求項３】
請求項1または請求項２に記載の潤滑油基油において、
前記一般式（１）におけるＡ−が（Ｒｆ）ｎＦ４−ｎＢ−，（Ｒｆ）ｍＦ６−ｍＰ−，（Ｒｆ）２Ｎ−，Ｙ２Ｎ−，Ｙ３Ｃ−，Ｙ４Ｂ−，ＳＹ−，ＲｆＳＯ３−，（ＲｆＳＯ２）２Ｎ−，（ＲｆＰＯ）２Ｎ−で表される構造を有するアニオンの中から選ばれるものである
ことを特徴とする潤滑油基油。
（式中、Ｒｆは、炭素数１から４までのパーフルオロアルキル基、ｎは１から４までの整数、ｍは１から６までの整数であり、Ｙはヘテロ原子を有する炭素数１から６までの電子吸引性基であり、同じ原子に複数結合する場合は同じでも異なっていてもよい。）
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の潤滑油基油において、
前記一般式（２）におけるＺ1＋、Ｚ2＋が下記一般式で表される構造を有するカチオンの中から選ばれるものである
ことを特徴とする潤滑油基油。
【化２】
0005957401.tif 000009
（式中、Ｒ１からＲ１１までは、水素原子、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキル基および炭素数１から８までのアルコキシル基から選ばれる基であり、Ｒ１からＲ１１までは同一でも異なっていてもよい。Ｘは、Ｚ1＋、Ｚ2＋の構成要素ではないが、２つのカチオンを繋ぐ連結基として便宜的に示したものであり、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキレン基である。２つのカチオンＺ1＋、Ｚ2＋は同一でも異なっていてもよい。）
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の潤滑油基油において、
前記一般式（２）における、Ａ1−、Ａ2−が、（Ｒｆ）ｎＦ４−ｎＢ−，（Ｒｆ）ｍＦ６−ｍＰ−，（Ｒｆ）２Ｎ−，Ｙ２Ｎ−，Ｙ３Ｃ−，Ｙ４Ｂ−，ＳＹ−，ＲｆＳＯ３−，（ＲｆＳＯ２）２Ｎ−，（ＲｆＰＯ）２Ｎ−で表される構造を有するアニオンの中から選ばれるものである
ことを特徴とする潤滑油基油。
（式中、Ｒｆは、炭素数１から４までのパーフルオロアルキル基、ｎは１から４までの整数、ｍは１から６までの整数であり、２つのアニオンＡ1−、Ａ2−は同一でも異なっていてもよい。Ｙはヘテロ原子を有する炭素数１から６までの電子吸引性基であり、同じ原子に複数結合する場合は同じでも異なっていてもよい。）
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の潤滑油基油において、イオン液体２の割合が、前記イオン液体１と前記イオン液体２の合計量基準で１０質量％以上８０質量％以下である
ことを特徴とする潤滑油基油。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の潤滑油基油において、
４０℃動粘度が１００以上３００ｍｍ２／s以下である
ことを特徴とする潤滑油基油。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の潤滑油基油において、
流動点が０℃以下であることを特徴とする潤滑油基油。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の潤滑油基油において、
熱質量分析による５％質量減少温度が３６０℃以上である
ことを特徴とする潤滑油基油。
【請求項１０】
請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の潤滑油基油において、
当該基油が疎水性である
ことを特徴とする潤滑油基油。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の潤滑油基油に添加剤を配合してなる
ことを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項１２】
請求項１１に記載の潤滑油組成物において、
前記添加剤が、酸化防止剤、油性剤、極圧剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、防錆剤、金属不活性化剤および消泡剤の少なくともいずれかである
ことを特徴とする潤滑油組成物。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２に記載の潤滑油組成物において、
当該組成物が、含油軸受、流体軸受、真空機器、および半導体製造装置のいずれかの潤滑に用いられる
ことを特徴とする潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン液体を含む潤滑油基油および潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、機械技術が発展する中で、機械装置は高速・高温・高荷重条件下で運転されるようになり、その使用環境は益々過酷になっている。このような機械装置で使用される潤滑油は、熱による劣化や蒸発、軟化や硬化、粘度の増減等により潤滑寿命が低下し、期待された性能が発揮できないケースが増えている。
従来から、このような高温の潤滑箇所には、耐熱性に優れた潤滑油が使用されているが、必ずしも十分な効果が得られていない。
例えば、高温環境下でも長寿命な潤滑油として、パーフルオロアルキルポリエーテル（以下「ＰＦＡＥ」という。）を基油とした組成物が提案されているが、高温摩擦環境下では、ＰＦＡＥが分解するため、その使用条件には限界がある。従って、現状ではＰＦＡＥの補給周期を短くするか、部品の交換周期を短くして対応している（非特許文献１参照）。
【０００３】
一方、カチオンとアニオンで構成された常温溶融塩「イオン液体」が優れた熱安定性、低蒸発性、および耐薬品性を有することから、最近、潤滑油としての適用検討が盛んに行われている（特許文献１、２参照）。イオン液体は、分子間が分子性液体のように分子間引力で結びついているのではなく、強力なイオン結合で結びついているため、揮発し難く、難燃性であり、熱や酸化に対して安定な液体である。そのため、イオン液体を基油とした潤滑油は、高温環境下における使用においても長寿命である。また、優れた低蒸発性を有し、かつ不燃性であるので、過酷な条件であっても良好な潤滑性を示すことができ、メンテナンスフリーの要求にも応え得るものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００５／０３５７０２号明細書
【特許文献２】特開２００７−４６０３０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】トライボロジスト、４３（５）（１９９８）３８８頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
イオン液体を基油とする潤滑油は、揮発しにくく、熱や酸化に対して安定であり、ＰＦＡＥよりも良好な潤滑性を示す。特に低粘度化と耐熱性の両立が可能である点がＰＦＡＥとの大きな違いであり、省エネルギー化の面で有効である。一方で、高温環境での使用において潤滑面に十分な油膜を確保するため、高粘度の基油が必要とされているが、イオン液体の場合、低粘度から高粘度の幅広い領域において耐熱性、低温流動性に優れるものは知られていない。
【０００７】
そこで本発明は、幅広い粘度領域において耐熱性、低温流動性に優れた潤滑油基油およびこの基油を用いた潤滑油組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
カチオンとアニオンが１：１で構成されるイオン液体において、カチオンのアルキル鎖が短いものは低粘度であり、耐熱性や低温流動性に優れているが、高粘度のイオン液体を得るため、カチオンのアルキル鎖を長くすると、耐熱性が低下し、さらには室温で固体となることがある。一方で、２つのカチオンが連結鎖で結合したジカチオンとアニオンが１：２で構成されるイオン液体は、カチオンとアニオンが１：１で構成されるイオン液体よりも、耐熱性に優れることが知られているが、室温で固体のものが多く、室温で液体であっても粘度が高すぎる、低温流動性が悪いなどの問題があり、実用性に乏しい。本発明者らは、このような状況から、どのようなイオン液体を用いれば、幅広い粘度領域において潤滑油基油としての要求性能を満足できるか鋭意検討した結果、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、以下のような潤滑油基油およびこの基油を用いた潤滑油組成物を提供するものである。
〔１〕下記一般式（１）で表される化合物からなるイオン液体１と、下記一般式（２）で表される化合物からなるイオン液体２とを含むことを特徴とする潤滑油基油。
Ｚ＋Ａ−                        （１）
（Ｚ＋はカチオンを意味し、Ａ−はアニオンを意味する。）
Ａ１−Ｚ１＋-Ｘ-Ｚ２＋Ａ２−            （２）
（Ｚ1＋、Ｚ2＋はカチオン、Ａ1−、Ａ2−はアニオン、Ｘは２つのカチオンを繋ぐ連結基を意味する。）
【０００９】
〔２〕上述の〔１〕に記載の潤滑油基油において、前記一般式（１）におけるＺ＋が下記一般式で表される構造を有するカチオンの中から選ばれるものであることを特徴とする潤滑油基油。
【００１０】
【化１】
0005957401.tif 000002
（式中、Ｒ１からＲ１２までは、水素原子、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキル基および炭素数１から８までのアルコキシル基から選ばれる官能基であり、Ｒ１からＲ１２までは同一でも異なっていてもよい。）
【００１１】
〔３〕上述の〔１〕または〔２〕に記載の潤滑油基油において、前記一般式（１）におけるＡ−が（Ｒｆ）ｎＦ４−ｎＢ−，（Ｒｆ）ｍＦ６−ｍＰ−，（Ｒｆ）２Ｎ−，Ｙ２Ｎ−，Ｙ３Ｃ−，Ｙ４Ｂ−，ＳＹ−，ＲｆＳＯ３−，（ＲｆＳＯ２）２Ｎ−，（ＲｆＰＯ）２Ｎ−で表される構造を有するアニオンの中から選ばれるものであることを特徴とする潤滑油基油。
（式中、Ｒｆは、炭素数１から４までのパーフルオロアルキル基、ｎは１から４までの整数、ｍは１から６までの整数であり、Ｙはヘテロ原子を有する炭素数１から６までの電子吸引性基であり、同じ原子に複数結合する場合は同じでも異なっていてもよい。）
【００１２】
〔４〕上述の〔１〕から〔３〕までのいずれか１つに記載の潤滑油基油において、前記一般式（２）におけるＺ1＋、Ｚ2＋が下記一般式で表される構造を有するカチオンの中から選ばれるものであることを特徴とする潤滑油基油。
【００１３】
【化２】
0005957401.tif 000003
（式中、Ｒ１からＲ１１までは、水素原子、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキル基および炭素数１から８までのアルコキシル基から選ばれる基であり、Ｒ１からＲ１１までは同一でも異なっていてもよい。Ｘは、Ｚ1＋、Ｚ2＋の構成要素ではないが、２つのカチオンを繋ぐ連結基として便宜的に示したものであり、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキレン基である。２つのカチオンＺ1＋、Ｚ2＋は同一でも異なっていてもよい。）
【００１４】
〔５〕上述の〔１〕から〔４〕までのいずれか１つに記載の潤滑油基油において、前記一般式（２）におけるＡ1−、Ａ2−が、（Ｒｆ）ｎＦ４−ｎＢ−，（Ｒｆ）ｍＦ６−ｍＰ−，（Ｒｆ）２Ｎ−，Ｙ２Ｎ−，Ｙ３Ｃ−，Ｙ４Ｂ−，ＳＹ−，ＲｆＳＯ３−，（ＲｆＳＯ２）２Ｎ−，（ＲｆＰＯ）２Ｎ−で表される構造を有するアニオンの中から選ばれるものであることを特徴とする潤滑油基油。
（式中、Ｒｆは、炭素数１から４までのパーフルオロアルキル基、ｎは１から４までの整数、ｍは１から６までの整数であり、２つのアニオンＡ1−、Ａ2−は同一でも異なっていてもよい。Ｙはヘテロ原子を有する炭素数１から６までの電子吸引性基であり、同じ原子に複数結合する場合は同じでも異なっていてもよい。）
【００１５】
〔６〕上述の〔１〕から〔５〕までのいずれか１つに記載の潤滑油基油において、イオン液体２の割合が、前記イオン液体１と前記イオン液体２の合計量基準で１０質量％以上８０質量％以下であることを特徴とする潤滑油基油。
〔７〕上述の〔１〕から〔６〕までのいずれか１つに記載の潤滑油基油において、４０℃動粘度が１００以上３００ｍｍ２／s以下であることを特徴とする潤滑油基油。
〔８〕上述の〔１〕から〔７〕までのいずれか１つに記載の潤滑油基油において、流動点が０℃以下であることを特徴とする潤滑油基油。
〔９〕上述の〔１〕から〔８〕までのいずれか１つに記載の潤滑油基油において、熱質量分析による５％質量減少温度が３６０℃以上であることを特徴とする潤滑油基油。
〔１０〕上述の〔１〕から〔９〕までのいずれか１つに記載の潤滑油基油において、当該基油が疎水性であることを特徴とする潤滑油基油。
〔１１〕上述の〔１〕から〔１０〕までのいずれか１つに記載の潤滑油基油に添加剤を配合してなる
ことを特徴とする潤滑油組成物。
〔１２〕上述の〔１１〕に記載の潤滑油組成物において、前記添加剤が、酸化防止剤、油性剤、極圧剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、防錆剤、金属不活性化剤および消泡剤の少なくともいずれかであることを特徴とする潤滑油組成物。
〔１３〕上述の〔１１〕または〔１２〕に記載の潤滑油組成物において、当該組成物が、含油軸受、流体軸受、真空機器、および半導体製造装置のいずれかの潤滑に用いられることを特徴とする潤滑油組成物
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、幅広い粘度領域において耐熱性および低温流動性に優れた潤滑油基油およびこの基油を用いた潤滑油組成物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の潤滑油基油は、下記一般式（１）で表される化合物からなるイオン液体１と、下記一般式（２）で表される化合物からなるイオン液体２を含んでいる。以下、特に必要がなければ、これらを区別せず単にイオン液体という。
Ｚ＋Ａ−                          （１）
Ａ１−Ｚ１＋-Ｘ-Ｚ２＋Ａ２−          （２）
ここで、一般式（１）において、Ｚ＋はカチオンを意味し、Ａ−はアニオンを意味する。また、一般式（２）において、Ｚ1＋、Ｚ2＋はカチオン、Ａ1−、Ａ2−はアニオン、Ｘは２つのカチオンを繋ぐ連結基を意味する。
【００１８】
前記一般式（１）、（２）の化合物は、相溶性の観点において、ともに室温（２５℃）で液体（イオン液体）か、あるいは、どちらか一方が融点８０℃以下の固体であることが好ましい。一方が液体の場合、もう一方が個体であっても融点が８０℃以下であると、混合しても低温で結晶が析出しにくいため、広い温度範囲で使用することが可能である。低温での結晶析出を防ぐ点から、融点は、６０℃以下であることがより好ましく、４０℃以下であることがさらにより好ましく、室温以下であることが特に好ましい。
【００１９】
上記一般式（１）において、低温溶融性の観点より、Ｚ＋は、下記の各カチオンから選ばれることが好ましい。
【００２０】
【化３】
0005957401.tif 000004
上記式で、Ｒ１からＲ１２までは、水素原子、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキル基および炭素数１から８までのアルコキシル基から選ばれる官能基であり、Ｒ１からＲ１２までは同一でも異なっていてもよい。
【００２１】
上記のカチオンとしては、例えば、１−エチル−３−メチルイミダゾリウム、１−プロピル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−ヘキシル−３−メチルイミダゾリウム、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−（２−メトキシエチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−（２−メトキシエチル）−２，３−ジメチルイミダゾリウム、１−エチルピリジニウム、１−ブチルピリジニウム、１−ヘキシルピリジニウム、１−ブチル−３−メチルピリジニウム、１−ブチル−４−メチルピリジニウム、１−（２−メトキシエチル）ピリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−３−メチルピリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−４−メチルピリジニウム、１−プロピル−１−メチルピロリジニウム、1−ブチル−1−メチルピロリジニウム、１−ヘキシル−１−メチルピロリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルピロリジニウム、１−プロピル−１−メチルピペリジニウム、１−ブチル−１−メチルピペリジニウム、１−ヘキシル−１−メチルピペリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルピペリジニウム、１−ブチル−１−メチルモルホリニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルモルホリニウム、Ｎ−プロピル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム、Ｎ−ブチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム、Ｎ−ペンチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウム、Ｎ−ブチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリオクチルアンモニウム、Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム、トリエチルペンチルホスホニウム、トリエチルオクチルホスホニウム、トリエチル（２−メトキシエチル）ホスホニウム、メチルトリブチルホスホニウム、トリブチルオクチルホスホニウム、およびトリエチルスルホニウム等が挙げられる。
【００２２】
これらの中でも耐熱性と低温流動性の観点から、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム、１−（２−メトキシエチル）−３−メチルイミダゾリウム、1−ブチル−1−メチルピロリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルピロリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルピペリジニウム、１−ブチル−１−メチルピペリジニウム、１−（２−メトキシエチル）−１−メチルモルホリニウム、およびＮ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウムが好ましい。
【００２３】
上記一般式（１）において、熱安定性の観点より、Ａ−は、（Ｒｆ）ｎＦ４−ｎＢ−，（Ｒｆ）ｍＦ６−ｍＰ−，（Ｒｆ）２Ｎ−，Ｙ２Ｎ−，Ｙ３Ｃ−，Ｙ４Ｂ−，ＳＹ−，ＲｆＳＯ３−，（ＲｆＳＯ２）２Ｎ−，（ＲｆＰＯ）２Ｎ−で表される構造を有するアニオンの中から選ばれるものであることが好ましい。
低温流動性の観点からは、Ｒｆは、炭素数１から４までのパーフルオロアルキル基、Ｙはヘテロ原子を有する炭素数１から６までの電子吸引性基であることが好ましい。ここで、ｎは１から４までの整数、ｍは１から６までの整数である。
【００２４】
上記以外のアニオンとして、Ｃｌ−，Ｂｒ−，Ｉ−，ＲＳＯ３−，ＲＯＳＯ３−，ＲＣＯ２−（Ｒは水素、炭素からなるアルキル基）等が知られているが、本発明で用いられる上記アニオンに比べ、熱安定性に劣るという欠点を有する。
上記アニオンとしては、例えば、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスフェート、ビストリフルオロメチルアミド、ジシアノアミド、トリシアノメタン、テトラシアノボレート、チオシアネート、トリフルオロメタンスルホネート、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）アミド、ビス（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）アミド、ビス（ノナフルオロブタンスルホニル）アミド、およびビス（ビス（ペンタフルオロエチル）ホスフィニル）アミド等が挙げられる。これらの中でも、特に耐熱性に優れる点より、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）アミド、ビス（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）アミド、ビス（ノナフルオロブタンスルホニル）アミドが好ましい。
【００２５】
上記一般式（２）において、Ｚ1＋、Ｚ2＋は、低温溶融性の観点より、下記の各カチオンから選ばれることが好ましい。
【００２６】
【化４】
0005957401.tif 000005
式中、Ｒ１からＲ１１までは、水素原子、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキル基および炭素数１から８までのアルコキシル基から選ばれる基であり、Ｒ１からＲ１１までは同一でも異なっていてもよい。Ｘは、Ｚ1＋、Ｚ2＋の構成要素ではないが、２つのカチオンを繋ぐ連結基として便宜的に示したものであり、エーテル結合を有してもよい炭素数１から８までのアルキレン基である。２つのカチオンＺ1＋、Ｚ2＋は同一でも異なっていてもよい。
【００２７】
上記の連結基Ｘは、融点の観点から炭素数が５以上である事が好ましい。また、酸化安定性の観点から、Ｒ１からＲ１１までは、炭素数１から４までのアルキル基である事が好ましい。例えば、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（３−メチルイミダゾリウム）、１，１’−（ヘキサン−１，６−ジイル）−ビス（３−メチルイミダゾリウム）、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（２，３−ジメチルイミダゾリウム）、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（３−ブチルイミダゾリウム）、１，１’−（３−オキサペンタン−１，５−ジイル）−ビス（３−メチルイミダゾリウム）、１，１’−（３−オキサペンタン−１，５−ジイル）−ビス（３−ブチルイミダゾリウム）、１，１’−（３，６−ジオキサオクタン−１，８−ジイル）−ビス（３−メチルイミダゾリウム）、１，１’−（３，６−ジオキサオクタン−１，８−ジイル）−ビス（３−ブチルイミダゾリウム）、１−（１−トリメチルアンモニウム−イル−ペンチル）−３−メチルイミダゾリウム、１−（１−トリメチルアンモニウム−イル−ペンチル）−３−ブチルイミダゾリウム、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（ピリジニウム）、１−（１−トリメチルアンモニウム−イル−ペンチル）−ピリジニウム、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−メチルピロリジニウム）、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−ブチルピロリジニウム）、１，１’−（３−オキサペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−メチルピロリジニウム）、１，１’−（３−オキサペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−ブチルピロリジニウム）、１−（１−トリメチルアンモニウム−イル−ペンチル）−１−メチルピロリジニウム、１−（１−トリメチルアンモニウム−イル−ペンチル）−１−ブチルピロリジニウム、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−メチルピペリジニウム）、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−ブチルピペリジニウム）、１，１’−（３−オキサペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−メチルピペリジニウム）、１，１’−（３−オキサペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−ブチルピペリジニウム）、１−（１−トリメチルアンモニウム−イル−ペンチル）−１−メチルピペリジニウム、１−（１−トリメチルアンモニウム−イル−ペンチル）−１−ブチルピペリジニウム、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−メチルモルホリニウム）、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−ブチルモルホリニウム）、１，１’−（３−オキサペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−メチルモルホリニウム）、１，１’−（３−オキサペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−ブチルモルホリニウム）、１−（１−トリメチルアンモニウム−イル−ペンチル）−１−メチルモルホリニウム、１−（１−トリメチルアンモニウム−イル−ペンチル）−１−ブチルモルホリニウム、（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（トリメチルアンモニウム）、（３−オキサペンタン−１，５−ジイル）−ビス（トリメチルアンモニウム）、（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（トリプロピルホスホニウム）、（３−オキサペンタン−１，５−ジイル）−ビス（トリプロピルホスホニウム）、（１−トリメチルアンモニウム−イル−ペンチル）−トリプロピルホスホニウム、（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（ジエチルスルホニウム）、（３−オキサペンタン−１，５−ジイル）−ビス（ジエチルスルホニウム）、および（１−トリメチルアンモニウム−イル−ペンチル）−ジエチルスルホニウム等が挙げられる。
【００２８】
上記一般式（２）で表される化合物として、Ａ1−、Ａ2−は、（Ｒｆ）ｎＦ４−ｎＢ−，（Ｒｆ）ｍＦ６−ｍＰ−，（Ｒｆ）２Ｎ−，Ｙ２Ｎ−，Ｙ３Ｃ−，Ｙ４Ｂ−，ＳＹ−，ＲｆＳＯ３−，（ＲｆＳＯ２）２Ｎ−，および（ＲｆＰＯ）２Ｎ−で表される構造を有するアニオンの中から選ばれるものであることが好ましい。
【００２９】
イオン液体の低温流動性の観点からＲｆは、炭素数１から４までのパーフルオロアルキル基、ｎは１から４までの整数、ｍは１から６までの整数であり、Ｙはヘテロ原子を含有する炭素数１から６までの電子吸引性基であることが好ましい。
ここで、上記以外のアニオンとして、Ｃｌ−，Ｂｒ−，Ｉ−，ＲＳＯ３−，ＲＯＳＯ３−，ＲＣＯ２−（Ｒは水素、炭素からなるアルキル基）等が知られているが、上記アニオンに比べ、熱安定性に劣るという欠点を有する。上記アニオンとしては、例えば、テトラフルオロボレート、ヘキサフルオロホスフェート、トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスフェート、ビストリフルオロメチルアミド、ジシアノアミド、トリシアノメタン、テトラシアノボレート、チオシアネート、トリフルオロメタンスルホネート、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）アミド、ビス（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）アミド、ビス（ノナフルオロブタンスルホニル）アミド、およびビス（ビス（ペンタフルオロエチル）ホスフィニル）アミド等が挙げられる。これらの中でも、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）アミド、ビス（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）アミド、およびビス（ノナフルオロブタンスルホニル）アミドが好ましい。
【００３０】
本発明の潤滑油基油は、上述したイオン液体１とイオン液体２を含むものであるが、イオン液体２の割合は、配合や使用温度などの観点により、イオン液体１とイオン液体２の合計量基準で１０質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以上７５質量％以下であることがより好ましく、２０質量％以上７０質量％以下であることがさらに好ましい。
イオン液体２の割合が１０質量％以上であると、高粘度の基油を調製することが容易となる。また、イオン液体２の割合が８０質量％以下であると使用する温度でイオン液体２の結晶が析出しにくくなる。
ある。
なお、本発明の潤滑油基油におけるイオン液体１、２の割合は発明の効果の観点より、当該基油基準で８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましい。特に、当該基油がイオン液体１、２のみからなることが最も好ましい。
【００３１】
本発明の潤滑油基油の４０℃における動粘度は、１００ｍｍ２／ｓ以上３００ｍｍ２／ｓ以下であることが好ましい。４０℃における動粘度が１００ｍｍ２／ｓ以上であると、高温環境下での使用において潤滑面に十分な油膜を確保することが可能となる。また、４０℃における動粘度が３００ｍｍ２／ｓ以下であると、粘性抵抗も小さく動力損失を抑制することが可能となる。
本発明の潤滑油基油の流動点は、低温時に粘性抵抗が増大することを抑える点から、０℃以下であることが好ましく、−１０℃以下であることがより好ましく、−２０℃以下であることが特に好ましい。
【００３２】
本発明の潤滑油基油は、高温環境下で長時間、良好な潤滑性を維持できることが好ましい。そのためには、熱質量分析による５％質量減少温度（基油の質量が９５質量％になったときの温度）、つまり、熱分解温度が３６０℃以上であることが好ましく、３７０℃以上がより好ましく、３８０℃以上が特に好ましい。５％質量減少温度は、市販の示差熱質量（重量）分析装置を用いて容易に測定できる。
【００３３】
本発明の潤滑油基油は、熱安定性や金属に対する腐食性の観点から疎水性であることが好ましい。ここで、疎水性であるとは、２５℃で溶解し得る水の量が基油全量基準で４質量％以下であることを意味する。溶解する水の量は、２質量％以下であることが好ましく、１質量％以下であることがより好ましく、０．５質量％以下であることがさらに好ましい。
【００３４】
前記した特定の２種のイオン液体を混合してなる本発明の潤滑油基油は、所定の添加剤を配合することにより潤滑油組成物として種々の用途に使用することができる。添加剤としては、酸化防止剤、油性剤、極圧剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、防錆剤、金属不活性化剤および消泡剤などを挙げることができる。これらは一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。なお、用途によっては、添加剤を配合せず、そのまま潤滑油として使用してもよい。
【００３５】
前記潤滑油組成物は、高温環境下における使用においても長寿命であり、低蒸発性を示し、かつ不燃性であるので、種々の分野に適用できる。例えば、含油軸受、流体軸受、真空機器または半導体製造装置等の潤滑用として好適である。
【実施例】
【００３６】
以下に、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。なお、潤滑油基油および潤滑油組成物の諸特性は、下記の方法に従って測定した。
（１）動粘度
ＪＩＳ Ｋ ２２８３に規定される「石油製品動粘度試験方法」に準拠して測定した。
（２）粘度指数
ＪＩＳ Ｋ ２２８３に規定される「石油製品動粘度試験方法」に準拠して測定した。
（３）流動点
ＪＩＳ Ｋ ２２６９に準拠して測定した。
（４）５％質量減少温度
示差熱質量分析装置を用い、温度を１０℃／ｍｉｎの割合で昇温し、初期質量から５％減少した温度を測定した。５％質量減少温度が高いほど、耐蒸発性、耐熱性に優れると言える。
【００３７】
〔イオン液体の合成〕
（１）イオン液体１ａ：１−ブチル−１−メチルピロリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
１Ｌフラスコに窒素雰囲気下で１−メチルピロリジン（５０ｇ、０．５８７ｍｏｌ）、２−プロパノール７０ｍＬを加えた。この中へ１−ブロモブタン（９６ｇ、０．７０４ｍｏｌ）を滴下した後、４０℃に昇温して６時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルで再結晶化を行い、ろ過により得られた結晶を酢酸エチルで数回洗浄した。その後、真空ポンプで減圧しながら４０℃で数時間乾燥することで、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミド（ハロゲン体）を得た（１１３ｇ、０．５０９ｍｏｌ）。
次に、１Ｌフラスコへ上記ハロゲン体（１１３ｇ、０．５０９ｍｏｌ）と純水１１０ｍＬを準備し、これにリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（１５１ｇ、０．５２６ｍｏｌ）を純水１５０ｍＬに溶解させた水溶液を滴下した。この反応混合物を室温下約１時間攪拌した後、１Ｌ分液ロートに移し塩化メチレン２３０ｍＬを加えて抽出し、集めた塩化メチレン溶液は純水で数回洗浄した。洗浄後、水層を１〜２ｍＬ程度採取して、０．５Ｍ硝酸銀水溶液約１ｍＬと反応させ沈殿の有無を確認した（もし、白色沈殿が見られれば臭化物イオンが完全に除去できていないので、これが見えなくなるまで洗浄を繰り返す。）。水洗浄の完了後、ロータリーエバポレータで濃縮し、活性炭を少量加えて、室温下１日間攪拌した。この混合物を中性アルミナのカラムに通し、真空ポンプで加熱攪拌（６０℃、４時間）することでイオン液体１ａ（２１２ｇ、０．５０２ｍｏｌ）を得た。
【００３８】
（２）イオン液体１ｂ：１−ブチル−１−メチルピペリジニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ａの合成において、１−メチルピロリジンを用いる代わりに、１−メチルピペリジン（５８ｇ、０．５８５ｍｏｌ）を用いて、８０℃で反応させたこと以外は同様に操作して１−ブチル−１−メチルピペリジニウムブロミド（１３７ｇ、０．５７９ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１ａの合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（２５０ｇ、０．５７３ｍｏｌ）を得た。
【００３９】
（３）イオン液体１ｃ：１−(２−メトキシエチル)−１−メチルモルホリニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ａの合成において、１−メチルピロリジンを用いる代わりに、１−メチルモルホリン（５９ｇ、０．５８３ｍｏｌ）を用い、１−ブロモブタンを用いる代わりに、２−ヨードエチルメチルエーテル（１３１ｇ、０．７６４ｍｏｌ）を用いて、８０℃で反応させたこと以外は同様に操作して１−(２−メトキシエチル)−１−メチルモルホリニウムヨージド（１４５ｇ、０．５０５ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１ａの合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（２０２ｇ、０．４５９ｍｏｌ）を得た。
【００４０】
（４）イオン液体１ｄ：１−デシル−１−メチルピロリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ａの合成において、１−ブロモブタンを用いる代わりに、１−ブロモデカン（１５５ｇ、０．７０１ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作して１−デシル−１−メチルピロリジニウムブロミド（１６１ｇ、０．５２６ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１ａの合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（２６０ｇ、０．５１４ｍｏｌ）を得た。
【００４１】
（５）イオン液体１ｅ：１−ドデシル−１−メチルピロリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ａの合成において、１−ブロモブタンを用いる代わりに、１−ブロモドデカン（１７５ｇ、０．７０２ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作して１−デシル−１−メチルピロリジニウムブロミド（１７２ｇ、０．５１４ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１ａの合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（２７０ｇ、０．５０５ｍｏｌ）を得た。
【００４２】
（６）イオン液体１ｆ：１−デシル−１−メチルピペリジニウム ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ｂの合成において、１−ブロモブタンを用いる代わりに、１−ブロモデカン（１５５ｇ、０．７０１ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作して１−デシル−１−メチルピペリジニウムブロミド（１６７ｇ、０．５２１ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１ａの合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（２６３ｇ、０．５０５ｍｏｌ）を得た。
【００４３】
（７）イオン液体１ｇ：１−デシル−１−メチルモルホリニウム ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ｃの合成において、２−ヨードエチルメチルエーテルを用いる代わりに、１−ブロモデカン（１５５ｇ、０．７０１ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作して１−デシル−１−メチルモルホリニウムブロミド（１６６ｇ、０．５１５ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１ａの合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（２６２ｇ、０．５０１ｍｏｌ）を得た。
【００４４】
（８）イオン液体２ａ：１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−ブチルピロリジニウム）ジ[ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド]
１Ｌフラスコに窒素雰囲気下で１−ブチルピロリジン（３９ｇ、０．３０７ｍｏｌ）、アセトニトリル４００ｍＬを加えた。この中へ１，５−ジブロモペンタン（３４ｇ、０．１４８ｍｏｌ）を滴下した後、８０℃に昇温して６時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルで再結晶化を行い、ろ過により得られた結晶を酢酸エチルで数回洗浄した。その後、真空ポンプで減圧しながら４０℃で数時間乾燥することで、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−ブチルピロリジニウム）ジブロミド（ハロゲン体）を得た（６４ｇ、０．１３２ｍｏｌ）。
次に、１Ｌフラスコへ上記ハロゲン体（６４ｇ、０．１３２ｍｏｌ）と純水１００ｍＬを準備し、これにリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド（８０ｇ、０．２７９ｍｏｌ）を純水１００ｍＬに溶解させた水溶液を滴下した。この反応混合物を室温下約１時間攪拌した後、１Ｌ分液ロートに移し塩化メチレン２００ｍＬを加えて抽出し、集めた塩化メチレン溶液は純水で数回洗浄した。洗浄後、水層を１〜２ｍＬ程度採取して、０．５Ｍ硝酸銀水溶液約１ｍＬと反応させ沈殿の有無を確認した（もし、白色沈殿が見られれば臭化物イオンが完全に除去できていないので、これが見えなくなるまで洗浄を繰り返す。）。水洗浄の完了後、ロータリーエバポレータで濃縮し、活性炭を少量加えて、室温下で１日間攪拌した。この混合物を中性アルミナのカラムに通し、真空ポンプで加熱攪拌（６０℃、４時間）することでイオン液体２ａ（１０９ｇ、０．１２３ｍｏｌ）を得た。
【００４５】
（９）イオン液体２ｂ：１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−メチルピペリジニウム）ジ[ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド]
イオン液体２ａの合成において、１−ブチルピロリジンを用いる代わりに、１−メチルピペリジン（３０ｇ、０．３０３ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作して１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−メチルピペリジニウム）ジブロミド（６１ｇ、０．１４２ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体２ａの合成において、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−ブチルピロリジニウム）ジブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（１１５ｇ、０．１３９ｍｏｌ）を得た。
【００４６】
（１０）イオン液体２ｃ：１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−メチルモルホリニウム）ジ[ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド]
イオン液体２ａの合成において、１−ブチルピロリジンを用いる代わりに、１−メチルモルホリン（３１ｇ、０．３０６ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作して１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−メチルモルホリニウム）ジブロミド（５６ｇ、０．１３０ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体２ａの合成において、１，１’−（ペンタン−１，５−ジイル）−ビス（１−ブチルピロリジニウム）ジブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（１０５ｇ、０．１２６ｍｏｌ）を得た。
【００４７】
（１１）イオン液体１ｈ：１−(２−メトキシエチル)−１−メチルピロリジニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ａの合成において、１−ブロモブタンを用いる代わりに、２−ヨードエチルメチルエーテル（１３１ｇ、０．７０５ｍｏｌ）を用いたこと以外は同様に操作して１−(２−メトキシエチル)−１−メチルピロリジニウムヨージド（１４６ｇ、０．５３８ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１ａの合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（２１２ｇ、０．５００ｍｏｌ）を得た。
【００４８】
（１２）イオン液体１ｉ：１−(２−メトキシエチル)−１−メチルピペリジニウム  ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド
イオン液体１ｈの合成において、１−メチルピロリジンを用いる代わりに、１−メチルピペリジン（５８ｇ、０．５８５ｍｏｌ）を用いて、６０℃で反応させたこと以外は同様に操作して１−(２−メトキシエチル)−１−メチルピペリジニウムヨージド（１６１ｇ、０．５６３ｍｏｌ）を得た。この４級塩をイオン液体１ａの合成において、１−ブチル−１−メチルピロリジニウムブロミドの代わりに用いたこと以外は同様に操作して目的化合物（２４１ｇ、０．５４９ｍｏｌ）を得た。
【００４９】
〔実施例１〜１３、比較例１〜４〕
基油の各特性について測定した結果を表１、２に示す。
【００５０】
【表１】
0005957401.tif 000006
【００５１】
【表２】
0005957401.tif 000007
【００５２】
表１の実施例１〜１３に示す通り、カチオンとアニオンが１：１で構成されるイオン液体１と２つのカチオンが連結鎖で結合したジカチオンとアニオンが１：２で構成されるイオン液体２からなる本発明の潤滑油基油は、高粘度であっても耐熱性は良好で、かつ、低温流動性に優れている事がわかる。一方、表２の比較例１〜４に示す通り、粘度を上げるため、カチオンのアルキル側鎖の炭素数を増加したイオン液体１（単体）では、流動点が高くなり、耐熱性が低下することから、潤滑油基油として好ましいものではないことがわかる。