(57)【要約】【課題】トラクション係数が高く、かつ、トラクション係数の温度変化が小さい作動油を提供する。【解決手段】主鎖に、少なくともジオルガノシロキサン単位と二価の脂環式炭化水素基を有するシリコーン系オイルを主剤とすることを特徴とする作動油。このシリコーン系オイルは、（Ａ）両末端ケイ素原子結合水素原子封鎖ポリジオルガノシロキサンと、（Ｂ）分子内に脂肪族不飽和結合を２個有する脂環式炭化水素化合物をヒドロシリル化重合反応させることにより製造できる。【選択図】                      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
主鎖に、少なくともジオルガノシロキサン単位と二価の脂環式炭化水素基を有するシリコーン系オイルを主剤とすることを特徴とする作動油。
【請求項２】
脂環式炭化水素基が橋かけ環炭化水素基であることを特徴とする、請求項１に記載の作動油。
【請求項３】
シリコーン系オイルの主鎖が、一般式：
【化１】
2004210840.tif 000013
［式中、Ｒは非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、Ａは二価の脂環式炭化水素基であり、ａは２以上の整数であり、ｂは０以上の整数であり、ｘおよびｙはそれぞれ１以上の整数であり、（ｘ＋ｙ）はシリコーン系オイルの２５℃における粘度が１０〜５０００ｍｍ2/ｓとなるような数である。］で表されることを特徴とする、請求項１に記載の作動油。
【請求項４】
Ａの脂環式炭化水素基が橋かけ環炭化水素基であることを特徴とする、請求項３に記載の作動油。
【請求項５】
トラクションドライブフルイド用である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の作動油。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は作動油に関し、詳しくは、トラクションドライブフルイドに有用な作動油に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラクションドライブフルイドのような作動油には、有機オイルやシリコーンオイル等の様々なオイルが検討されている。シリコーンオイルを使用したトラクションドライブフルイドとしては、フェニル基含有オルガノポリシロキサンや、側鎖にシクロヘキシル基を有するオルガノポリシロキサンを主成分とする組成物が提案されている（特開２０００−１６９８６６号公報、特開２００１−１９９９１号公報、特開２００１−１９９８８号公報、特開２００１−３４２４７７号公報、特開平６−２７１５８８号公報参照）。しかしながら、これらのフルイドはトラクション係数の高さが十分ではなく、また、トラクション係数の温度変化が大きいという欠点があった。このため、フルイドの温度を調節する装置が必要であり、そのような装置は車内のスペースを大幅に占領するという問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは鋭意検討した結果、本発明に到達した。
即ち、本発明の目的は、トラクション係数が高く、かつ、トラクション係数の温度変化が小さい作動油を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、主鎖に、少なくともジオルガノシロキサン単位と二価の脂環式炭化水素基を有するシリコーン系オイルを主剤とすることを特徴とする作動油に関する。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の作動油に使用されるシリコーン系オイルは、主鎖に、少なくともジオルガノシロキサン単位と二価の脂環式炭化水素基を有するものであり、主鎖が、ジオルガノシロキサン単位とジオルガノシルアルキレン単位と二価の脂環式炭化水素基から構成されるシリコーン系ポリマーが好ましい。本発明でいう脂環式炭化水素基とは環状の脂肪族炭化水素基であり、具体的には、シクロヘキシレン基、シクロオクチレン基等の単環脂肪族炭化水素基、ビシクロ[2.1.0]ペンチレン基、ビシクロ[3.2.1]オクチレン基、ビシクロ[2.2.1]ヘプチレン基等の橋かけ環脂肪族炭化水素基が挙げられる。これらの中でも、橋かけ環脂肪族炭化水素基が好ましい。ジオルガノシロキサン単位やジオルガノシルアルキレン単位中のケイ素原子に結合する有機基としては、非置換もしくは置換の一価炭化水素基が挙げられ、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基；フェニル基等のアリール基；フェネチル基等のアラルキル基；シクロヘキシル基等のシクロアルキル基；パーフルオロアルキル基等のハロゲン置換アルキル基が例示される。ジオルガノシルアルキレン単位としては、ジオルガノシルエチレン単位、ジオルガノシルプロピレン単位、ジオルガノシルブチレン単位、ジオルガノシルヘキシレン単位が例示される。シリコーン系オイルの２５℃における粘度は、１０〜５０００ｍｍ2/ｓの範囲であることが好ましく、１０〜１０００ｍｍ2/ｓの範囲がより好ましい。このようなシリコーン系オイルとして具体的には、主鎖が、一般式：
【化２】
2004210840.tif 000002
で表されるシリコーン系ポリマーが挙げられる。上式中、Ｒは非置換もしくは置換の一価炭化水素基であり、Ａは二価の脂環式炭化水素基であり、上記と同様の基が例示される。ａは２以上の整数であり、２〜１０の範囲が好ましい。ｂは０以上の整数であり、０〜１０の範囲が好ましい。ｘおよびｙはそれぞれ１以上の整数であり、（ｘ＋ｙ）はシリコーン系オイルの２５℃における粘度が１０〜５０００ｍｍ2/ｓとなるような数であることが好ましい。このシリコーン系ポリマーの末端は、下式で示されるシロキシ単位であることが好ましい。
【化３】
2004210840.tif 000003
上式中、Ｂは一価の脂環式炭化水素基である。
【０００６】
このようなシリコーン系オイルは、（Ａ）両末端ケイ素原子結合水素原子封鎖ポリジオルガノシロキサンと、（Ｂ）分子内に脂肪族不飽和結合を２個有する脂環式炭化水素化合物を、ヒドロシリル化重合反応させることにより製造できる。
（Ａ）成分中のケイ素原子に結合する基としては、非置換もしくは置換の一価炭化水素基が挙げられ、前記と同様の基が例示される。（Ａ）成分は、２量体から３０量体のシロキサンであることが好ましい。このような（Ａ）成分としては、次式で示されるようなポリジオルガノシロキサンが例示される。下式中、Ｍｅはメチル基であり、Ｐｈはフェニル基である。
Ｈ-Ｍｅ2ＳｉＯＳｉＭｅ2Ｈ
Ｈ-Ｍｅ2ＳｉＯ（Ｍｅ2ＳｉＯ）3ＳｉＭｅ2-Ｈ
Ｈ-Ｍｅ2ＳｉＯ（ＭｅＰｈＳｉＯ）2ＳｉＭｅ2-Ｈ
【０００７】
（Ｂ）成分としては、４−ビニル−１−シクロヘキセン、3a,4,7,7a−テトラヒドロインデン、リモネン、テルピノレン、α−テルピネン、β−テルピネン、γ−テルピネンなどの単環脂肪族炭化水素化合物、５−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン、５−エチリデンビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エンなどの橋かけ環脂肪族炭化水素化合物が例示される。
【０００８】
ヒドロシリル化重合の触媒としては、従来公知のヒドロシリル化反応用触媒が挙げられる。例えば、白金系触媒、ロジウム系触媒、パラジウム系触媒が挙げられ、特に、白金系触媒が好ましい。白金系触媒としては、例えば、白金黒、白金担持カーボン微粉末、白金担持シリカ微粉末、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のオレフィン錯体、白金のビニルシロキサン錯体が挙げられる。
触媒の使用量は、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の合計量に対して白金金属量が０．１〜１０００ｐｐｍとなる量が好ましい。これは、０．１ｐｐｍ未満であると反応速度が低下し、また、１０００ｐｐｍを越えても反応性がさほど向上せず、むしろ不経済であるためである。
【０００９】
（Ａ）成分と(Ｂ)成分の反応方法としては、両成分を混合した後触媒を添加して加熱する方法、どちらか一方の成分に触媒を添加して加熱攪拌しながら、もう一方の成分を滴下する方法が挙げられる。ヒドロシリル化重合反応は、通常、室温から２００℃の範囲で行うことが好ましい。反応時間は、通常、１分間から２０時間の範囲である。またこのとき、重合後のシリコーン系オイルの２５℃における粘度が１０〜５０００ｍｍ2/ｓになるように、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の配合比率を調整することが好ましい。特に、（Ｂ）成分を（Ａ）成分よりもモル比率が過剰になるような量配合することが好ましい。このように（Ｂ）成分を過剰に用いてヒドロシリル化重合した場合には、さらに水素化触媒を用いて、得られたシリコーン系オイル中の残存不飽和結合を水素化することが好ましい。水素化触媒は公知のものが使用でき、具体的には、ニッケル、ルテニウム、パラジウム、白金、ロジウム、イリジウム、銅クロム、モリブデン、コバルト、タングステンなどの金属を１種類以上含むものが挙げられる。その添加量は特に制限されないが、通常は、シリコーン系オイルに対して１〜５０重量％の範囲である。水素化反応は、一般に、触媒の存在下、温度２０〜３００℃、好ましくは４０〜１５０℃の範囲で、０.１〜２０ＭＰａの水素圧力下で実施される。必要に応じて溶媒などを配合することができる。使用できる溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノールなどのアルコール、ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水素系溶媒が挙げられる。水素化に要する時間は、触媒の種類、量、反応温度や圧力によって変化するので、一概に規定されないが、通常、数分〜９０時間、好ましくは、３０分〜２４時間程度である。水素化は、回分式でも連続でもよく、触媒も、懸濁床、固定床など任意の形式が使用できる。
【００１０】
本発明の作動油には、必要に応じてさらに他の潤滑剤を配合することができる。使用される潤滑剤は特に制限されず、通常使われる鉱物油、合成油、あるいは他のトラクションドライブ用流体を用いることができる。例えば、α−アルキルスチレン二量体の水素化物を配合してもよく、具体例としては、１，２−ジシクロヘキシルプロパン、１，２−ジシクロヘキシル−２−メチルプロパン、１，２−ジシクロヘキシル−２−メチルプロパン、２，３−ジシクロヘキシルブタン、２，３−ジシクロヘキシル−２−メチルブタン、２，３−ジシクロヘキシル−２，３−ジメチルブタン、１，３−ジシクロヘキシルブタン、１，３−ジシクロヘキシル−２−メチルブタン、１，３−ジシクロヘキシル−３−メチルブタン、２，４−ジシクロヘキシル−２，３−ジメチルブタン、２，４−ジシクロヘキシルペンタン、２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルペンタン、２，４−ジシクロヘキシル−２，４−ジメチルペンタン、２，４−ジシクロヘキシル−２，３−ジメチルペンタン、２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルヘキサン、２，４−ジシクロヘキシル−４−メチルヘキサン、３，５−ジシクロヘキシル−３−メチルヘプタン、２，４−ジシクロヘキシル−２−メチルヘプタン、４，６−ジシクロヘキシル−４−メチルヘプタンが挙げられる。これらの内の１種類を単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。特に、トラクション係数が高いほど望ましく、相溶性を有するものが好ましい。なお、本発明の作動油中、上記のシリコーン系オイルの含有率は５重量％以上であることが好ましく、２０重量％以上がより好ましい。尚、上記のシリコーン系オイルは、従来のオルガノポリシロキサンオイルと比較して有機オイルとの相溶性に優れるという利点を有する。また、本発明の作動油は上記シリコーン系オイル１００重量％であってもよい。さらに本発明の作動油には、用途に応じて、酸化防止剤、耐熱剤、摩耗防止剤、清浄分散剤、顔料、染料などの添加剤を０．０５〜１０重量％程度加えてその性状を調整することができる。
【００１１】
以上のような本発明の作動油は、嵩高い脂環式炭化水素基と柔軟なシロキサン単位とを主骨格に有するシリコーン系オイルを主剤とするので、トラクション係数が高く、温度によるトラクション係数の変化が比較的小さいという特徴を有する。このような本発明の作動油は、各種のメカニカルフルイドに使用され、特にトラクションドライブフルイドとして好適である。
【００１２】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。実施例中、部とあるのは重量部を意味する。粘度は２５℃における測定値である。シリコーン系オイルのトラクション係数は、MTM Traction Measurement System（PCS INSTRUMENTS社製；スチールベアリング:3/4インチ、ディスク:46ｍｍ）を用いて、法線荷重１．５ＧＰａ、速度２ｍ／ｓの条件下で、すべり率０．５％と２％について測定した。
【００１３】
【実施例１】
フラスコに、５−ビニルビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン２４０ｇと、３重量％−塩化白金酸のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）溶液（下記ジシロキサンに対して白金金属が重量単位で４０ｐｐｍとなる量）を加えて、９０℃に加熱した。
次いでこれを攪拌しながら、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン１３４ｇを滴下した。滴下終了後、１２０℃で１時間攪拌を続けた。さらに１２０℃にして減圧下（１８ｔｏｒｒ）で揮発分をストリッピングした後、冷却して、シリコーン系オイル（Ｆ１）３３０ｇを得た。このシリコーン系オイルの粘度は１０４ｍｍ2/ｓであり、屈折率は１．４８７であり、比重は０．９７であった。このシリコーン系オイルは、29Ｓｉ-ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲ分析結果から、下記平均式で表される分子構造を有することが判明した。またそのトラクション係数を表１に示した。
【化４】
2004210840.tif 000004
（式中、Ｍｅはメチル基であり、Ｒは次式:
【化５】
2004210840.tif 000005
で示される一価の脂環式炭化水素基であり、Ｙは、次式:
【化６】
2004210840.tif 000006
で示される二価の脂環式炭化水素基である。）
【００１４】
【実施例２】
実施例１で得られたシリコーン系オイル１００ｇに、５ｇのＩＰＡに懸濁させたラネーニッケル触媒（ニッケルとアルミの比率は５０：５０）５ｇの混合物を加えて、これらを攪拌しながら窒素を吹き込んだ。次いで、水素を吹き込み、７０℃に加熱して圧力０．８ＭＰａの条件で水素化を行った。冷却後、触媒を濾別して、温度７０℃、減圧下で揮発物をストリッピングした。このようにして水素化されたシリコーン系オイル（Ｆ２）の粘度は１３５ｍｍ2/ｓであり、屈折率は１．４８１であった。このシリコーン系オイルは、29Ｓｉ-ＮＭＲ、13Ｃ−ＮＭＲ分析析結果から、下記平均式で示される分子構造を有することが判明した。またそのトラクション係数を表１に示した。
【化７】
2004210840.tif 000007
（式中、Ｍｅはメチル基であり、Ｒは次式:
【化８】
2004210840.tif 000008
で示される一価の脂環式炭化水素基であり、Ｙは、次式:
【化９】
2004210840.tif 000009
で示される二価の脂環式炭化水素基である。）
【００１５】
【表１】
2004210840.tif 000010
【００１６】
【比較例１】
式：
【化１０】
2004210840.tif 000011
（式中、Ｍｅはメチル基であり、Ｐｈはフェニル基である。）で表される粘度１００ｍｍ2/ｓのフェニル基含有ジオルガノポリシロキサンオイル（Ｆ３）のトラクション係数（温度２０℃、すべり率２％）を測定した。これらの結果を表２に示した。また、実施例１および実施例２で得たシリコーン系オイル（Ｆ１）、（Ｆ２）の測定値を併記した。
【００１７】
【表２】
2004210840.tif 000012
【００１８】
【発明の効果】
本発明の作動油は、嵩高い脂環式炭化水素基と柔軟なシロキサン単位とを主骨格に有するシリコーン系オイルを主剤とするので、トラクション係数が高く、温度によるトラクション係数の変化が比較的小さいという特徴を有する。このような本発明の作動油は、トラクションドライブフルイドとして有用である。