CN110462009A - 粘度指数改进剂和润滑油组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种粘度指数改进剂和润滑油组合物，其粘度指数改进效果优异，由长时间的使用所致的粘度降低少，并且不会由于剪切而生成析出物，低温粘度优异。本发明的粘度指数改进剂的特征在于，其是包含共聚物(A)的粘度指数改进剂，该共聚物(A)含有下述通式(1)所表示的数均分子量为800～4,000的单体(a)作为必要构成单体，共聚物(A)的溶解性参数的范围为9.00～9.40。[R1为氢原子或甲基；‑X1‑为‑O‑、‑O(AO)m‑或‑NH‑所表示的基团；R2是从以丁二烯作为必要构成单体、基于R2的重量的丁二烯的比例为50重量％以上的烃聚合物或该烃聚合物的至少一部分被氢化而成的聚合物中去除1个氢原子而得到的残基；p表示0或1的数。]
Description
技术领域
本发明涉及粘度指数改进剂和润滑油组合物。
背景技术
在汽车变速器中使用的ATF、CVTF、MTF等润滑油的粘度随着温度升高而降低，但在实际使用中，期望粘度在从低温到高温的广泛范围内尽可能不发生变化、即粘度指数高。近年来，作为提高省燃料消耗性的手段，使润滑油低粘度化来降低粘性阻力。但是，使润滑油低粘度化时，在高温时粘度变得过低，可能会产生漏油、烧熔等各种问题。
因此，作为改善省燃料消耗性的手段，有使用粘度指数改进剂的方法。粘度指数高时，低温下的润滑油的粘性阻力降低，从而带来省燃料消耗性的提高。因此，广泛应用了在润滑油中添加粘度指数改进剂来改善粘度的温度依赖性的方法。作为这样的粘度指数改进剂，已知有甲基丙烯酸酯共聚物(专利文献1)、烯烃共聚物(专利文献2)以及大分子单体共聚物(专利文献3～8)等。
但是，上述的润滑油组合物存在粘度指数改进效果仍不充分、在实际使用时长时间使用中的剪切稳定性和起动时的低温特性仍不充分的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3999307号公报
专利文献2：日本特开2005-200454号公报
专利文献3：国际公开第2008/546894号
专利文献4：国际公开第2009/007147号
专利文献5：国际公开第2010/051564号
专利文献6：国际公开第2010/102903号
专利文献7：国际公开第2014/170169号
专利文献8：国际公开第2015/129732号
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于提供一种粘度指数改进剂和润滑油组合物，其粘度指数改进效果优异，由使用时的剪切所致的粘度降低少，并且在长时间使用时不会由于剪切而生成析出物。
用于解决课题的手段
本发明人进行了深入研究，结果完成了本发明。
即，本发明涉及：一种粘度指数改进剂，其是包含共聚物(A)的粘度指数改进剂，该共聚物(A)含有下述通式(1)所表示的数均分子量为800～4,000的单体(a)作为必要构成单体，共聚物(A)的溶解性参数的范围为9.00～9.40；一种润滑油组合物，其是含有选自由API分类的I～IV类的基础油、GTL基础油和合成系润滑油基础油组成的组中的1种以上的基础油、以及该粘度指数改进剂的润滑油组合物，润滑油组合物中的共聚物(A)的含量为0.1重量％～20重量％。
[化1]
[R1为氢原子或甲基；-X1-为-O-、-O(AO)m-或-NH-所表示的基团，AO是碳原子数为2～4的亚烷基氧基，m为1～10的整数，m为2以上的情况下，AO可以相同、也可以不同，(AO)m部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合；R2是从以丁二烯作为必要构成单体、基于R2的重量的丁二烯的比例为50重量％以上的烃聚合物或该烃聚合物的至少一部分被氢化而成的聚合物中去除1个氢原子而得到的残基；p表示0或1的数。]
发明的效果
本发明的粘度指数改进剂和含有粘度指数改进剂的润滑油组合物的粘度指数高，由使用时的剪切所致的粘度降低少，并且在长时间使用时也不会由于剪切而生成析出物，因此长期使用时的稳定性优异。并且发挥出不容易使低温时的粘度升高的效果。
具体实施方式
本发明的粘度指数改进剂是包含共聚物(A)的粘度指数改进剂，该共聚物(A)含有下述通式(1)所表示的数均分子量为800～4,000的单体(a)作为必要构成单体，共聚物(A)的溶解性参数的范围为9.00～9.40。
[化2]
[R1为氢原子或甲基；-X1-为-O-、-O(AO)m-或-NH-所表示的基团，AO是碳原子数为2～4的亚烷基氧基，m为1～10的整数，m为2以上的情况下，AO可以相同、也可以不同，(AO)m部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合；R2是从以丁二烯作为必要构成单体、基于R2的重量的丁二烯的比例为50重量％以上的烃聚合物或该烃聚合物的至少一部分被氢化而成的聚合物中去除1个氢原子而得到的残基；p表示0或1的数。]
例如在专利文献3～8中公开了在粘度指数改进剂中使用采用了以聚烯烃作为基础的单体的共聚物。但是，以聚烯烃为基础的单体的分子量大，因此在聚合物链受到长时间剪切、聚合物链断裂时，会生成不包含维持溶解性所需要的以聚烯烃为基础的单体的部分，因此具有在被施以长时间的剪切时会产生析出物的课题。另外，在共聚物的溶解性参数(以下简称为SP值)小于9.00的情况下，粘度指数改进性差；在共聚物的SP值大于9.40的情况下，在基础油中的溶解性劣化。或者会由于长时间的剪切而产生析出物。
与之相对，本发明的粘度指数改进剂具有良好的粘度指数改进性和剪切稳定性，也能够耐受长时间的剪切。
本发明中的共聚物(A)的SP值优选为9.00～9.40(cal/cm3)1/2、进一步优选为9.05～9.35(cal/cm3)1/2、特别优选为9.10～9.30(cal/cm3)1/2。SP值低于9.00的情况下，具有粘度指数劣化的倾向；大于9.40时，具有溶解性差、并且缺乏长期使用稳定性的倾向。需要说明的是，本发明中的SP值是利用Fedors法(Polymer Engineering and Science,Feburuary,1974,Vol.14、No.2P.147～154)中记载的方法计算出的值。
构成共聚物(A)的单体(a)由通式(1)所表示。通式(1)中的R1为氢原子或甲基。这些之中，从粘度指数改进效果的方面出发，优选为甲基。通式(1)中的-X1-为-O-、-O(AO)m-或NH-所表示的基团。
AO是碳原子数为2～4的亚烷基氧基。
作为碳原子数为2～4的亚烷基氧基，可以举出亚乙基氧基、1,2-或1,3-亚丙基氧基以及1,2-、1,3-或1,4-亚丁基氧基。
m为环氧烷的加成摩尔数、为1～10的整数，从粘度指数改进效果的方面出发，优选为1～4的整数、进一步优选为1～2的整数。
m为2以上的情况下，AO可以相同、也可以不同，(AO)m部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合。
-X1-之中，从粘度指数改进效果的方面出发，优选为-O-和-O(AO)m-所表示的基团，进一步优选为-O-和-O(CH2CH2O)1-所表示的基团。
p为0或1的数。
通式(1)中的R2是从以丁二烯作为必要构成单体、基于R2的重量的丁二烯的比例为50重量％以上的烃聚合物或该烃聚合物的至少一部分被氢化而成的聚合物中去除1个氢原子而得到的残基。
作为R2的构成要素，除了丁二烯以外，还可以以下述(1)～(3)作为构成单体。
(1)脂肪族不饱和烃[碳原子数为2～36的烯烃(例如乙烯、丙烯、异丁烯、1-丁烯、2-丁烯、戊烯、庚烯、二异丁烯、辛烯、十二碳烯、十八碳烯、三十碳烯和三十六碳烯等)和碳原子数为4～36的二烯(例如异戊二烯、1,4-戊二烯、1,5-己二烯和1,7-辛二烯等)等]
(2)脂环式不饱和烃[例如环己烯、(双)环戊二烯、蒎烯、苧烯、茚、乙烯基环己烯和乙叉基双环庚烯等]
(3)含芳香族基团的不饱和烃(例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、苯基苯乙烯、环己基苯乙烯、苄基苯乙烯、巴豆基苯、乙烯基萘、二乙烯基苯、二乙烯基甲苯、二乙烯基二甲苯和三乙烯基苯等)等。
由这些单体构成的烃聚合物可以为嵌段聚合物、也可以为无规聚合物。另外，在烃聚合物具有双键的情况下，可以通过氢化将双键的一部分或全部氢化。
单体(a)的重均分子量(以下简称为Mw)和数均分子量(以下简称为Mn)可以在下述2个条件下利用凝胶渗透色谱法(以下简称为GPC)进行测定。
测定条件1和测定条件2中，测定温度和基准物质等不同。制造例中记载了测定条件1和测定条件2的测定结果。
<单体(a)的Mw和Mn的测定条件1>
装置：“HLC-8320GPC”[东曹(株式会社)制]
柱：“TSKgel GMHXL”[东曹(株式会社)制]2根
“TSKgel Multipore HXL-M 1根
测定温度：35℃
试样溶液：0.25重量％的四氢呋喃溶液
溶液注入量：10.0μl
检测装置：折射率检测器
基准物质：标准1,2-聚丁二烯5种(分子量：1,200、2,200、3,200、5,600、12,000、20,000)[PSS公司制造]
<单体(a)的Mw和Mn的测定条件2>
装置：“HLC-8320GPC”[东曹(株式会社)制]
柱：“TSKgel GMHXL”[东曹(株式会社)制]2根
“TSKgel Multipore HXL-M 1根
测定温度：40℃
试样溶液：0.25重量％的四氢呋喃溶液
溶液注入量：10.0μl
检测装置：折射率检测器
基准物质：标准聚苯乙烯(TS基准物质：标准聚苯乙烯(TSKstandardPOLYSTYRENE)12种(分子量：589、1,050、2,630、9,100、19,500、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,110,000、4,480,000)[东曹(株式会社)制]
单体(a)的Mn优选为800～4,000、进一步优选为1,000～3,500、特别优选为1,200～3,000。单体(a)的Mn小于800的情况下，具有粘度指数改进效果劣化的倾向；若大于4,000，则长时间使用时的剪切稳定性有时会劣化。此处所说的Mn是指在上述的GPC的测定条件1下测定得到的值。
为了得到本发明的效果，由下述计算式(1)计算出的单体(a)的每一个重复单元的共聚物链段的分子量优选为2,500～11,000。
每一个重复单元的共聚物链段的分子量＝M×A/a (1)
其中，M表示单体(a)的重均分子量，a表示构成共聚物(A)的单体(a)的合计重量，A表示构成共聚物(A)的全部单体的合计重量。
需要说明的是，在构成共聚物(A)的单体(a)有两种以上的情况下，M为基于单体(a)各自的重均分子量的重量比例得到的算术平均。
另外，在构成共聚物(A)的单体(a)有两种以上的情况下，a表示全部单体(a)的合计重量。
该每一个重复单元的共聚物链段的分子量大于11,000时，在受到长时间的剪切时，聚合物链断裂，容易生成不包含单体(a)的部分，可能会产生析出物。另外，该分子量小于2,500时，具有粘度指数改进效果差的倾向。
此处所说的单体(a)的Mw是指在上述的GPC测定条件1下测定得到的值。
单体(a)可以通过向烃聚合物的一个末端导入羟基而得到的在一个末端含有羟基的(共)聚合物(Y)与(甲基)丙烯酸的酯化反应、或者上述(共)聚合物(Y)与(甲基)丙烯酸甲酯等(甲基)丙烯酸烷基酯的酯交换反应而得到。需要说明的是，“(甲基)丙烯酸/酰”是指丙烯酸/酰或甲基丙烯酸/酰。
从在润滑油中的溶解性的方面出发，(共)聚合物(Y)优选具有特定的SP值。SP值的范围优选为7.0～9.0(cal/cm3)1/2、进一步优选为7.3～8.5(cal/cm3)1/2。
(共)聚合物(Y)的SP值也可以利用上述的方法来计算出。(共)聚合物(Y)的SP值可以通过适当调节所使用的单体的SP值、摩尔分数而达到所期望的范围。
作为在一个末端含有羟基的(共)聚合物(Y)的具体例，可以举出以下的(Y1)～(Y3)。
环氧烷加成物(Y1)；对于在离子聚合催化剂(钠催化剂等)存在下将不饱和烃(x)聚合而得到的(共)聚合物加成环氧烷(环氧乙烷和环氧丙烷等)而得到的环氧烷加成物等。
硼氢化物(Y2)；在一个末端具有双键的不饱和烃(x)的(共)聚合物的硼氢化反应物(例如美国专利第4,316,973号说明书中记载的硼氢化物)等。
马来酸酐-烯-氨基醇加成物(Y3)；将通过在一个末端具有双键的不饱和烃(x)的(共)聚合物与马来酸酐的烯反应得到的反应物利用氨基醇进行酰亚胺化而得到的马来酸酐-烯-氨基醇加成物等。
加氢甲酰基化-氢化物(Y4)；对于在一个末端具有双键的不饱和烃(x)的(共)聚合物进行加氢甲酰化、接着进行氢化反应而得到的加氢甲酰基化-氢化物(例如日本特开昭63-175096号公报中记载的加氢甲酰基化-氢化物)等。
这些在一个末端含有羟基的(共)聚合物(Y)中，优选为环氧烷加成物(Y1)、硼氢化物(Y2)和马来酸酐-烯-氨基醇加成物(Y3)，更优选为环氧烷加成物(Y1)。
从粘度指数改进效果的方面出发，构成通式(1)中的R2的全部单体中，丁二烯的比例为50重量％以上、优选为75重量％以上、更优选为85重量％以上、进一步优选为90重量％以上。
从粘度指数改进效果和低温粘度的方面出发，构成通式(1)中的R2的一部分或总量的来自于丁二烯的结构中，1,2-加成体和1,4-加成体的摩尔比例(1,2-加成体/1,4-加成体)优选为5/95～95/5、进一步优选为30/70～80/20、特别优选为40/60～70/30。
构成通式(1)中的R2的一部分或总量的来自于丁二烯的结构中的1,2-加成体/1,4-加成体的摩尔比率可以利用1HNMR、13CNMR、拉曼光谱法等进行测定。
从粘度指数改进效果和剪切稳定性的方面出发，构成共聚物(A)的单体(a)的比例基于共聚物(A)的重量优选为10～50重量％、进一步优选为15～40重量％、最优选为15～35重量％。
单体(a)的比例小于10％的情况下，具有溶解性和长期使用稳定性变差的倾向；单体(a)的比例大于50％的情况下，具有粘度指数改进效果变差的倾向。
从粘度指数改进效果的方面出发，本发明中的共聚物(A)优选为以具有碳原子数为1～4的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(b)(以下也称为单体(b))作为构成单体的共聚物。作为具有碳原子数为1～4的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(b)，可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯和(甲基)丙烯酸丁酯等。
(b)中，优选为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸丁酯，特别优选为(甲基)丙烯酸乙酯和(甲基)丙烯酸丁酯。
从粘度指数改进效果的方面出发，本发明中的共聚物(A)优选为以下述通式(2)所表示的单体(c)作为构成单体的共聚物。
[化3]
[R3为氢原子或甲基；-X2-为-O-或-NH-所表示的基团；R4O是碳原子数为2～4的亚烷基氧基；R5是碳原子数为1～8的烷基；q为1～20的整数，q为2以上的情况下，R4O可以相同、也可以不同，(R4O)q部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合。]
通式(2)中的R3为氢原子或甲基。这些之中，从粘度指数改进效果的方面出发，优选为甲基。
通式(2)中的-X2-为-O-或-NH-所表示的基团。这些之中，从粘度指数改进效果的方面出发，优选为-O-所表示的基团。
通式(2)中的R4是碳原子数为2～4的亚烷基。作为碳原子数为2～4的亚烷基，可以举出亚乙基、异亚丙基、1,2-或1,3-亚丙基、异亚丁基以及1,2-、1,3-或1,4-亚丁基。
通式(2)中的q为1～20的整数，从粘度指数改进效果和低温粘度的方面出发，优选为1～5的整数，进一步优选为1～2的整数。
q为2以上的情况下，R4O可以相同、也可以不同，(R4O)q部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合。
通式(2)中的R5是碳原子数为1～8的烷基。具体地说，可以举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正庚基、异庚基、正己基、2-乙基己基、正戊基和正辛基。
碳原子数为1～8的烷基之中，从粘度指数的方面出发，优选碳原子数为1～8的烷基，进一步优选碳原子数为1～6的烷基，特别优选碳原子数为1～5的烷基，最优选碳原子数为2或4的烷基。
作为单体(c)的具体例，可以举出(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸己氧基乙酯、(甲基)丙烯酸庚氧基乙酯、(甲基)丙烯酸辛氧基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基丙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基丙酯、(甲基)丙烯酸丙氧基丙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基丙酯、(甲基)丙烯酸戊氧基丙酯、(甲基)丙烯酸己氧基丙酯、(甲基)丙烯酸庚氧基丙酯、(甲基)丙烯酸辛氧基丙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基丁酯、(甲基)丙烯酸乙氧基丁酯、(甲基)丙烯酸丙氧基丁酯、(甲基)丙烯酸丁氧基丁酯、(甲基)丙烯酸戊氧基丁酯、(甲基)丙烯酸己氧基丁酯、(甲基)丙烯酸庚氧基丁酯、(甲基)丙烯酸辛氧基丁酯、以及对碳原子数为1～8的醇加成2～20摩尔的环氧乙烷～环氧丁烷而得到的物质的(甲基)丙烯酸酯等。
单体(c)之中，从粘度指数改进效果的方面出发，优选(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯。
从在基础油中的溶解性的方面出发，本发明中的共聚物(A)优选为进一步以具有碳原子数为12～36的直链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(d)(以下也称为单体(d))和/或下述通式(3)所表示的单体(e)作为构成单体的共聚物。
作为具有碳原子数为12～36的直链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(d)，可以举出((甲基)丙烯酸正十二烷基酯、(甲基)丙烯酸正十三烷基酯、(甲基)丙烯酸正十四烷基酯、(甲基)丙烯酸正十五烷基酯、(甲基)丙烯酸正十六烷基酯、(甲基)丙烯酸正十八烷基酯、(甲基)丙烯酸正二十烷基酯、(甲基)丙烯酸正二十四烷基酯、(甲基)丙烯酸正三十烷基酯和(甲基)丙烯酸正三十六烷基酯等。
单体(d)中，优选为具有碳原子数为12～28的直链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯，进一步优选为具有碳原子数为12～24的直链烷基的(甲基)丙烯酸酯，特别优选为具有碳原子数为12～20的直链烷基的(甲基)丙烯酸酯。
单体(d)也可以合用两种以上。
[化4]
[R6为氢原子或甲基；-X3-为-O-或-NH-所表示的基团；R7O是碳原子数为2～4的亚烷基氧基；R8、R9各自独立地是碳原子数为4～24的直链烷基；r为0～20的整数，r为2以上的情况下，R7O可以相同、也可以不同，(R7O)r部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合。]
通式(3)中的R6为氢原子或甲基。这些之中，从粘度指数改进效果的方面出发，优选甲基。
通式(3)中的-X3-为-O-或-NH-所表示的基团。这些之中，从粘度指数改进效果的方面出发，优选为-O-所表示的基团。
通式(3)中的R7是碳原子数为2～4的亚烷基。作为碳原子数为2～4的亚烷基，可以举出亚乙基、异亚丙基、1,2-或1,3-亚丙基、异亚丁基以及1,2-、1,3-或1,4-亚丁基。
通式(3)中的r为0～20的整数，从粘度指数改进效果的方面出发，优选为0～5的整数，进一步优选为0～2的整数。
r为2以上的情况下，R7O可以相同、也可以不同，(R7O)r部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合。
通式(3)中的R8、R9各自独立地是碳原子数为4～24的直链烷基。具体地说，可以举出正丁基、正庚基、正己基、正戊基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基、正二十烷基和正二十四烷基等。
从粘度指数的方面出发，碳原子数为4～24的直链烷基中，优选碳原子数为6～24的直链烷基，进一步优选碳原子数为6～20的直链烷基，特别优选碳原子数为8～16的直链烷基。
单体(e)中，从在基础油中的溶解性和低温粘度的方面出发，优选具有碳原子数为12～36的支链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯，进一步优选具有碳原子数为14～32的支链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯，特别优选具有碳原子数为16～28的支链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。
碳原子数为12～36的支链烷基是由通式(3)中的包含R8、R9的部分构成的烷基。
作为单体(e)的具体例，可以举出(甲基)丙烯酸-2-辛基癸酯、乙二醇单-2-辛基十五烷基醚与(甲基)丙烯酸的酯、(甲基)丙烯酸-2-辛基十二烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-癸基十四烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-十二烷基十六烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-十四烷基十八烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-十二烷基十五烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-十四烷基十七烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-十六烷基十七烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-十七烷基二十烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-十六烷基二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-二十烷基二十二烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-二十四烷基二十六烷基酯和N-2-辛基癸基(甲基)丙烯酰胺等。
单体(e)也可以合用两种以上。
本发明中的共聚物(A)中，除了单体(a)～(e)以外，还可以进一步以选自由含氮原子单体(f)、含羟基单体(g)、含磷原子单体(h)和含芳香环的乙烯基单体(i)组成的组中的1种以上的单体作为构成单体。作为含氮原子单体(f)，可以举出除了单体(a)、单体(c)和单体(e)以外的下述单体(f1)～(f4)。
含酰胺基的单体(f1)：
可以举出(甲基)丙烯酰胺、单烷基(甲基)丙烯酰胺[在氮原子上键合1个碳原子数为1～4的烷基而成的物质；例如N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基(甲基)丙烯酰胺和N-正丁基或异丁基(甲基)丙烯酰胺等]、N-(N’-单烷基氨基烷基)(甲基)丙烯酰胺[具有在氮原子上键合1个碳原子数为1～4的烷基而成的氨基烷基(碳原子数为2～6)的物质；例如N-(N’-甲基氨基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(N’-乙基氨基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(N’-异丙基氨基-正丁基)(甲基)丙烯酰胺和N-(N’-正丁基或异丁基氨基-正丁基)(甲基)丙烯酰胺等]、二烷基(甲基)丙烯酰胺[在氮原子上键合2个碳原子数为1～4的烷基而成的物质；例如N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二异丙基(甲基)丙烯酰胺和N,N-二正丁基(甲基)丙烯酰胺等]、N-(N’,N’-二烷基氨基烷基)(甲基)丙烯酰胺[具有在氨基烷基的氮原子上键合2个碳原子数为1～4的烷基而成的氨基烷基(碳原子数为2～6)的物质；例如N-(N’,N’-二甲基氨基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(N’,N’-二乙基氨基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(N’,N’-二甲基氨基丙基)(甲基)丙烯酰胺和N-(N’,N’-二正丁基氨基丁基)(甲基)丙烯酰胺等]；N-乙烯基羧酸酰胺[N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-正丙酰胺或异丙酰胺和N-乙烯基羟基乙酰胺等]等。
含硝基的单体(f2)：
可以举出4-硝基苯乙烯等。
含伯氨基～叔氨基的单体(f3)：
可以举出含伯氨基的单体{碳原子数为3～6的烯基胺[(甲代)烯丙基胺和巴豆基胺等]、(甲基)丙烯酸氨基烷基(碳原子数为2～6)酯[(甲基)丙烯酸氨基乙酯等]}；含仲氨基的单体{(甲基)丙烯酸单烷基氨基烷基酯[具有在氮原子上键合1个碳原子数为1～6的烷基而成的氨基烷基(碳原子数为2～6)的物质；例如(甲基)丙烯酸-N-叔丁基氨基乙酯和(甲基)丙烯酸-N-甲基氨基乙酯等]、碳原子数为6～12的二烯基胺[二(甲基)烯丙基胺等]}；含叔氨基的单体{(甲基)丙烯酸二烷基氨基烷基酯[具有在氮原子上键合2个碳原子数为1～6的烷基而成的氨基烷基(碳原子数为2～6)的物质；例如(甲基)丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙酯和(甲基)丙烯酸-N,N-二乙基氨基乙酯等]、具有氮原子的脂环式(甲基)丙烯酸酯[(甲基)丙烯酸吗啉乙酯等]、芳香族系单体[N-(N’,N’-二苯基氨基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基氨基苯乙烯、4-乙烯基吡啶、2-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡咯、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基硫代吡咯烷酮等]}以及它们的盐酸盐、硫酸盐、磷酸盐或低级烷基(碳原子数为1～8)单羧酸(乙酸和丙酸等)盐等。
含腈基的单体(f4)：
可以举出(甲基)丙烯腈等。
(f)中，优选(f1)和(f3)，进一步优选N-(N’,N’-二苯基氨基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(N’,N’-二甲基氨基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(N’,N’-二乙基氨基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N-(N’,N’-二甲基氨基丙基)(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙酯和(甲基)丙烯酸-N,N-二乙基氨基乙酯。
含羟基的单体(g)：
可以举出含羟基的芳香族单体(对羟基苯乙烯等)、(甲基)丙烯酸羟基烷基(碳原子数为2～6)酯[(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯以及(甲基)丙烯酸2-或3-羟基丙酯等]、单-或双-羟基烷基(碳原子数为1～4)取代(甲基)丙烯酰胺[N,N-双(羟基甲基)(甲基)丙烯酰胺、N,N-双(羟基丙基)(甲基)丙烯酰胺、N,N-双(2-羟基丁基)(甲基)丙烯酰胺等]、乙烯醇、碳原子数为3～12的烯醇[(甲基)烯丙醇、巴豆醇、异巴豆醇、1-辛烯醇和1-十一碳烯醇等]、碳原子数为4～12的烯烃一元醇或烯烃二元醇[1-丁烯-3-醇、2-丁烯-1-醇和2-丁烯-1,4-二醇等]、羟基烷基(碳原子数为1～6)烯基(碳原子数为3～10)醚(2-羟基乙基丙烯基醚等)、多元(3～8元)醇(甘油、季戊四醇、山梨糖醇、山梨糖醇酐、双甘油、糖类和蔗糖等)的烯基(碳原子数为3～10)醚或(甲基)丙烯酸酯[蔗糖(甲代)烯丙基醚等]等；
聚氧亚烷基二醇(亚烷基的碳原子数为2～4、聚合度为2～50)、聚氧亚烷基多元醇[上述3～8元醇的聚氧亚烷基醚(亚烷基的碳原子数为2～4、聚合度为2～100)]、聚氧亚烷基二醇或聚氧亚烷基多元醇的烷基(碳原子数为1～4)醚的单(甲基)丙烯酸酯[聚乙二醇(Mn：100～300)单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇(Mn：130～500)单(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(Mn：110～310)(甲基)丙烯酸酯、月桂醇环氧乙烷加成物(2～30摩尔)(甲基)丙烯酸酯和单(甲基)丙烯酸聚氧乙烯(Mn：150～230)山梨糖醇酐等]等。
作为含磷原子的单体(h)，可以举出以下的单体(h1)～(h2)。
含磷酸酯基的单体(h1)：
可以举出(甲基)丙烯酰氧基烷基(碳原子数为2～4)磷酸酯[(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯和(甲基)丙烯酰氧基异丙基磷酸酯]和磷酸烯基酯[磷酸乙烯酯、磷酸烯丙酯、磷酸丙烯酯、磷酸异丙烯酯、磷酸丁烯酯、磷酸戊烯酯、磷酸辛烯酯、磷酸癸烯酯和磷酸十二碳烯酯等]等。需要说明的是，“(甲基)丙烯酰氧基”是指丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。
含膦酰基的单体(h2)：
可以举出(甲基)丙烯酰氧基烷基(碳原子数为2～4)膦酸[(甲基)丙烯酰氧基乙基膦酸等]和烯基(碳原子数为2～12)膦酸[乙烯基膦酸、烯丙基膦酸和辛烯基膦酸等]等。
(h)中，优选(h1)，进一步优选(甲基)丙烯酰氧基烷基(碳原子数为2～4)磷酸酯，特别优选(甲基)丙烯酰氧基乙基磷酸酯。
含芳香环的乙烯基单体(i)：
可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、2,4-二甲基苯乙烯、4-乙基苯乙烯、4-异丙基苯乙烯、4-丁基苯乙烯、4-苯基苯乙烯、4-环己基苯乙烯、4-苄基苯乙烯、4-巴豆基苯、茚和2-乙烯基萘等。
(i)中，优选苯乙烯和α-甲基苯乙烯，进一步优选苯乙烯。
共聚物(A)可以为除了单体(a)～(i)以外还进一步以具有2个以上的不饱和基团的单体(j)作为构成单体的共聚物。
作为具有2个以上的不饱和基团的单体(j)，例如可以举出二乙烯基苯、碳原子数为4～12的二烯烃(丁二烯、异戊二烯、1,4-戊二烯、1,6-庚二烯和1,7-辛二烯等)、(双)环戊二烯、乙烯基环己烯和乙叉基双环庚烯、苧烯、二(甲基)丙烯酸亚乙酯、聚环氧烷二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三烯丙基醚、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、国际公开WO01/009242号公报中记载的Mn为500以上的不饱和羧酸与二醇的酯以及不饱和醇与羧酸的酯等。
共聚物(A)中，除了单体(a)～(j)以外，还可以以下述单体(k)～(n)作为构成单体。
乙烯基酯、乙烯基醚、乙烯基酮类(k)：
可以举出碳原子数为2～12的饱和脂肪酸的乙烯基酯(乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯和辛酸乙烯酯等)、碳原子数为1～12的烷基、芳基或烷氧基烷基乙烯基醚(甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、丙基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、苯基乙烯基醚、乙烯基-2-甲氧基乙醚和乙烯基-2-丁氧基乙醚等)和碳原子数为1～8的烷基或芳基乙烯基酮(甲基乙烯基酮、乙基乙烯基酮和苯基乙烯基酮等)等。
含环氧基的单体(l)：
可以举出(甲基)丙烯酸缩水甘油酯和缩水甘油基(甲代)烯丙基醚等。
含卤素的单体(m)：
可以举出氯乙烯、溴乙烯、偏二氯乙烯、(甲基)烯丙基氯和卤代苯乙烯(二氯苯乙烯等)等。
不饱和多元羧酸的酯(n)：
可以举出不饱和多元羧酸的烷基、环烷基或芳烷基酯[不饱和二羧酸(马来酸、富马酸和衣康酸等)的碳原子数为1～8的烷基二酯(马来酸二甲酯、富马酸二甲酯、马来酸二乙酯和马来酸二辛酯)]等。
共聚物(A)的Mw和Mn通过GPC在后述2个条件下测定。本文中所说的共聚物(A)的Mw和Mn是指在测定条件1下测定得到的值。
从粘度指数改进效果和润滑油组合物的剪切稳定性的方面出发，共聚物(A)的Mw优选为5,000～2,000,000、更优选为5,000～300,000、进一步优选为10,000～250,000、特别优选为15,000～220,000、最优选为30,000～200,000。
Mw小于5,000的情况下，粘度温度特性的提高效果和粘度指数改进效果小。另外，由于粘度指数改进剂的添加量增加，因而从成本方面出发也可能是不利的。Mw大于2,000,000的情况下，具有剪切稳定性劣化的倾向。
共聚物(A)的Mn优选为2,500以上、进一步优选为5,000以上、特别优选为7,500以上、最优选为15,000以上。另外，优选为150,000以下、进一步优选为125,000以下、特别优选为10,000以下、最优选为75,000以下。
Mn小于2,500的情况下，粘度温度特性的提高效果和粘度指数改进效果小。另外，由于粘度指数改进剂的添加量增加，因而从成本方面出发也可能是不利的。Mn大于100,000的情况下，具有剪切稳定性劣化的倾向。
<共聚物(A)的Mw、Mn的测定条件1>
装置：“HLC-8320GPC”[东曹(株式会社)制]
柱：“TSKgel GMHXL”[东曹(株式会社)制]2根
“TSKgel Multipore HXL-M 1根
测定温度：40℃
试样溶液：0.25重量％的四氢呋喃溶液
溶液注入量：10.0μl
检测装置：折射率检测器
基准物质：标准聚苯乙烯(TS基准物质：标准聚苯乙烯(TSKstandardPOLYSTYRENE)12种(分子量：589、1,050、2,630、9,100、19,500、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,110,000、4,480,000)[东曹(株式会社)制]
<共聚物(A)的Mw、Mn的测定条件2>
装置：“HLC-8320GPC”[东曹(株式会社)制]
柱：“TSKgel GMHXL”[东曹(株式会社)制]2根
“TSKgel Multipore HXL-M 1根
测定温度：40℃
试样溶液：0.25重量％的四氢呋喃溶液
溶液注入量：10.0μl
检测装置：折射率检测器
基准物质：标准聚甲基丙烯酸甲酯12种(分子量：589、1,050、2,630、9,100、19,500、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,110,000、4,480,000)
从粘度指数改进效果的方面出发，构成共聚物(A)的单体(b)的比例基于共聚物(A)的重量优选为1～80重量％、进一步优选为5～70重量％、特别优选为10～65重量％、最优选为15～60重量％。
从粘度指数改进效果的方面出发，构成共聚物(A)的单体(c)的比例基于共聚物(A)的重量优选为0～60重量％、进一步优选为1～50重量％、特别优选为5～40重量％。
从粘度指数改进效果的方面出发，构成共聚物(A)的单体(d)的比例基于共聚物(A)的重量优选为0～40重量％、进一步优选为1～30重量％、特别优选为3～20重量％。
从粘度指数改进效果的方面出发，构成共聚物(A)的单体(e)的比例基于共聚物(A)的重量优选为0～40重量％、进一步优选为1～30重量％、特别优选为3～20重量％。
另外，共聚物(A)优选基于共聚物(A)的重量含有10～50重量％的单体(a)、1～80重量％的单体(b)、0～60重量％的单体(c)、0～40重量％的单体(d)和0～40重量％的单体(e)作为构成单体。
共聚物(A)可以通过公知的制造方法而得到，具体地说，可以举出通过在溶剂中在聚合催化剂存在下使上述单体进行溶液聚合而得到的方法。
作为溶剂，可以举出甲苯、二甲苯、碳原子数为9～10的烷基苯、甲基乙基酮、矿物油、合成油等和它们的混合物。
作为聚合催化剂，可以举出偶氮系催化剂(2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)和2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)等)、过氧化物系催化剂(过氧化苯甲酰、枯基过氧化物和月桂基过氧化物等)和氧化还原系催化剂(过氧化苯甲酰与叔胺的混合物等)。此外，为了进行分子量调整，还可以根据需要使用公知的链转移剂(碳原子数为2～20的烷基巯醇等)。
聚合温度优选为25～140℃、进一步优选为50～120℃。另外，除了上述溶液聚合以外，还可以通过本体聚合、乳液聚合或悬浮聚合来得到共聚物(A)。
作为共聚物(A)的聚合方式，可以为无规加成聚合物或交替共聚物中的任一种，另外，还可以为接枝共聚物或嵌段共聚物中的任一种。
本发明的粘度指数改进剂中，除了共聚物(A)以外，优选进一步含有下述通式(4)所表示的(共)聚合物(B)。
[化5]
[Z为氢原子、甲基或Y-X4-所表示的基团。Y为氢原子或(甲基)丙烯酰基。-X4-是碳原子数为1～10的亚烷基、-O-、-O(AO)t-或-NH-所表示的基团，AO是碳原子数为2～4的亚烷基氧基，t为1～10的整数，t为2以上的情况下，AO可以相同、也可以不同，(AO)t部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合。R10是从选自由碳原子数为2～18的烯烃、碳原子数为4～10的二烯烃和碳原子数为8～17的苯乙烯衍生物组成的组中的1种以上的单体的聚合物或者该聚合物具有不饱和基团时该不饱和基团的一部分或全部被氢化而成的聚合物中去除1个氢原子而得到的残基；s表示0或1的数。]
从粘度指数改进效果和生产率的方面出发，共聚物(A)与(共)聚合物(B)的重量比(A)/(B)优选为90/10～99.8/0.2、进一步优选为91/9～99.5/0.5、特别优选为92/8～99/1。
本发明的润滑油组合物含有本发明的粘度指数改进剂和基础油。基础油可以举出选自由API分类的I～IV类的基础油、GTL基础油和合成系润滑油基础油(酯系合成基础油)组成的组中的1种以上的基础油。这些之中，优选III类的矿物油和GTL基础油。从粘度指数和低温流动性的方面出发，基础油在100℃的运动粘度(基于JIS-K2283进行测定)优选为1～15mm2/s、进一步优选为2～5mm2/s。
从润滑油组合物的粘度指数和低温流动性的方面出发，基础油的粘度指数(基于JIS-K2283进行测定)优选为90以上。
基础油的浊点(基于JIS-K2269进行测定)优选为-5℃以下、进一步优选为-15℃以下。基础油的浊点为该范围内时，具有润滑油组合物的低温粘度良好的倾向。
本发明的润滑油组合物中，基于润滑油组合物的合计重量，粘度指数改进剂中含有的共聚物(A)优选含有0.1～20重量％。
本发明的润滑油组合物可以含有各种添加剂。作为添加剂，可以举出以下的物质。
(1)清洁剂：
碱性、高碱性或中性的金属盐[磺酸盐(石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐和烷基萘磺酸盐等)的高碱性或碱土金属盐等]、水杨酸盐类、酚盐类、环烷酸盐类、碳酸盐类、膦酸盐类和它们的混合物；
(2)分散剂：
琥珀酸酰亚胺类(双-或单-聚丁烯基琥珀酸酰亚胺类)、曼尼希(Mannich)缩合物和硼酸盐类等；
(3)抗氧化剂：
受阻酚类和芳香族仲胺类等；
(4)油性改进剂：
长链脂肪酸和它们的酯(油酸和油酸酯等)、长链胺和它们的酰胺(油胺和油酰胺等)等；
(5)流点降低剂
聚甲基丙烯酸烷基酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等；
(6)摩擦磨损调整剂：
钼系和锌系化合物(二硫代磷酸钼、二硫代氨基甲酸钼和二烷基二硫代磷酸锌等)等；
(7)极压剂：
硫系化合物(单或二硫醚、亚砜和硫磷化合物)、磷化合物和氯系化合物(氯代链烷烃等)等；
(8)消泡剂：
硅油、金属皂、脂肪酸酯和磷酸酯化合物等；
(9)抗乳化剂：
季铵盐(四烷基铵盐等)、硫酸化油和磷酸酯(含聚氧乙烯的非离子型表面活性剂的磷酸酯等)、烃系溶剂(甲苯、二甲苯、乙苯)等；
(10)金属钝化剂
含氮原子的化合物(苯并三唑等)、含氮原子的螯合化合物(N,N’-二亚水杨酸基-1,2-二氨基丙烷等)、含氮·硫原子的化合物(2-(正十二烷基硫代)苯并咪唑等)等；
(11)防腐蚀剂：
含氮原子的化合物(苯并三唑和1,3,4-噻二唑基-2,5-双二烷基二硫代氨基甲酸酯等)等。
这些添加剂可以仅添加1种，也可以根据需要添加2种以上的添加剂。另外，也有时将这些添加剂混配而成的添加剂称为性能添加剂或包装添加剂，也可以添加这种添加剂。
以润滑油组合物总量为基准，这些添加剂各自的含量通常为0.1～15重量％。另外，以润滑油组合物总量为基准，各添加剂的合计含量通常为0.1～30重量％、优选为0.3～20重量％。
本发明的润滑油组合物适合用于齿轮油(差速器齿轮油和工业用齿轮油等)、MTF、变速器油[ATF、DCTF和带式CVTF等]、牵引油(环形CVTF等)、减震器油、动力转向器油、液压油(建设机械用液压油和工业用液压油等)等。
以下通过实施例详细说明本发明，但本发明并不限于这些实施例。
<制造例1>
向具备温度调节装置、搅拌桨的耐压反应容器中投入脱气·脱水的环己烷500重量份、1,3-丁二烯30重量份，之后加入四氢呋喃2重量份、正丁基锂1.6重量份，将聚合温度设定为70℃，使其聚合。
在聚合率(转化率)大致达到100％后，添加环氧乙烷4.0重量份，在50℃下反应3小时。为了停止反应，加入水100重量份和1N盐酸水溶液25重量份，在80℃下搅拌1小时。将反应溶液的有机相用分液漏斗回收，升温至70℃后，在该温度下在10～20Torr的减压下用时2小时除去溶剂。
将所得到的一个末端含有羟基的聚丁二烯转移到具备温度调节装置、搅拌桨、氢气导入管和流出口的反应容器中，加入四氢呋喃80重量份进行搅拌，使其均匀溶解。向其中注入将钯碳5重量份和四氢呋喃20重量份预先混合而成的悬浮液后，一边由氢气导入管以30mL/分钟的流量向液体中供给氢气一边在室温下反应8小时。之后通过过滤除去钯碳，将所得到的滤液升温至70℃，在该温度下在10～20Torr的减压下除去四氢呋喃，得到氢化聚丁二烯的一个末端含有羟基的聚合物(Y1-2)。
所得到的(Y1-2)的分子量通过GPC进行测定。
基于测定条件1得到的Mw为1,420、Mn为1,300。基于测定条件2得到的Mw为2,700、Mn为2,630。
<制造例2>
向具备温度调节装置、搅拌桨的耐压反应容器中投入脱气·脱水的环己烷500重量份、1,3-丁二烯30重量份、苯乙烯3.3重量份，之后加入四氢呋喃3.8重量份、正丁基锂0.75重量份，将聚合温度设定为70℃，使其聚合。
在聚合率(转化率)大致达到100％后，添加环氧乙烷1.9重量份，在50℃下反应3小时。之后的操作与制造例1同样地进行，得到一个末端含有羟基的丁二烯-苯乙烯共聚物的氢化物(Y1-3)。
所得到的(Y1-3)的分子量通过GPC进行测定。基于测定条件1得到的Mw为3,600、Mn为3,040。基于测定条件2得到的Mw为5,600、Mn为4,750。
<制造例3>
向具备温度调节装置、搅拌桨的耐压反应容器中投入脱气·脱水的环己烷500重量份、1,3-丁二烯30重量份，之后加入四氢呋喃3.8重量份、正丁基锂0.41重量份，将聚合温度设定为70℃，使其聚合。
在聚合率(转化率)大致达到100％后，添加环氧乙烷1.0重量份，在50℃下反应3小时。之后的操作与制造例1同样地进行，得到氢化聚丁二烯的一个末端含有羟基的聚合物(Y’1-1)。
所得到的(Y’1-1)的分子量通过GPC进行测定。基于测定条件1得到的Mw为5,200、Mn为4,730。基于测定条件2得到的Mw为7,840、Mn为6,840。
<制造例4>
向具备温度调节装置、搅拌桨、滴液漏斗以及氮气流入口和流出口的反应容器中投入四氢呋喃400重量份、硼氢化钠4.1重量份和2-甲基-2-丁烯10重量份，在氮气气流下在室温下搅拌10分钟后，滴加三氟化硼二乙醚络合物[和光纯药(株式会社)制]18.5重量份，滴加结束后搅拌1小时。接着滴加含有末端不饱和基团的聚丁烯(商品名：“NOF Polybutene10N”、日油(株式会社)制)100重量份和四氢呋喃200重量份的混合溶液，滴加结束后在25℃进行4小时硼氢化。接着分次少量添加水50重量份，之后投入3N-NaOH水溶液50重量份、30重量％过氧化氢40重量份，在室温下搅拌2小时。用分液漏斗回收上层澄清液，升温至50℃后，在该温度下在减压下(20Torr以下)用时2小时除去溶剂，得到一个末端含有不饱和基团的聚丁烯的硼氢化物(Y’2-1)。
所得到的(Y’2-1)的分子量通过GPC进行测定。基于测定条件1得到的Mw为1,670、Mn为980。基于测定条件2得到的Mw为2,700、Mn为1,580。
<制造例5>
向具备温度调节装置、搅拌桨、滴液漏斗以及氮气流入口和流出口的反应容器中投入四氢呋喃400重量份、硼氢化钠4.1重量份和2-甲基-2-丁烯10重量份，在氮气气流下在室温下搅拌10分钟后，滴加三氟化硼二乙醚络合物[和光纯药(株式会社)制]18.5重量份，滴加结束后搅拌1小时。接着滴加含有末端不饱和基团的聚丁烯(商品名：“Glissopal2300”、BASF公司制造)230重量份和四氢呋喃250重量份的混合溶液，滴加结束后在25℃下进行4小时硼氢化。接着分次少量加入水50重量份，之后投入3N-NaOH水溶液50重量份、30重量％过氧化氢40重量份，在室温下搅拌2小时。用分液漏斗回收上层澄清液，升温至50℃后，在该温度下在减压下(20Torr以下)用时2小时除去溶剂，得到一个末端含有不饱和基团的聚丁烯的硼氢化物(Y’2-2)。
所得到的(Y’2-2)的分子量通过GPC进行测定。基于测定条件1得到的Mw为4,100、Mn为2,300。基于测定条件2得到的Mw为5,500、Mn为3,430。
<制造例6>
向具备温度调节装置和搅拌机的SUS制耐压反应容器中投入一个末端含有不饱和基团的聚丁烯(商品名：“NOF Polybutene 200N”、日油(株式会社)制)500重量份和马来酸酐[和光纯药(株式会社)制]18.5重量份，在搅拌下升温至220℃后，在该温度下进行12小时烯反应。冷却至180℃后，在该温度、减压下(12Torr以下)用时3小时除去未反应的马来酸酐。接着冷却至25℃，投入2-氨基乙醇28重量份，在搅拌下升温至130℃后，在该温度下进行4小时酰亚胺化反应。在120～130℃在减压下(12Torr以下)用时2小时除去未反应的2-氨基乙醇，得到一个末端含有不饱和基团的聚丁烯的马来酸酐-烯-氨基醇加成物(Y’3-1)。
所得到的(Y’3-1)的分子量通过GPC进行测定。基于测定条件1得到的Mw为6,800、Mn为3,030。基于测定条件2得到的Mw为11,150、Mn为4,740。
准备上述制造例中得到的聚合物和作为其他的在一个末端含有羟基的聚合物的(Y1-1)、(Y’1-2)。汇总如下。
(Y1-1)：氢化聚丁二烯的一个末端含有羟基的聚合物(商品名：HLBHP1500、CrayValley公司制造)、Mw＝1,800、Mn＝1,670、1,2-加成体/1,4-加成体的摩尔比例＝65/35
(Y1-2)：制造例1中得到的氢化聚丁二烯的一个末端含有羟基的聚合物、Mw＝1,420、Mn＝1,300、1、2-加成体/1、4-加成体的摩尔比例＝40/60
(Y1-3)：制造例2中得到的一个末端含有羟基的丁二烯-苯乙烯共聚物的氢化物、Mw＝3,600、Mn＝3,040、1、2-加成体/1、4-加成体的摩尔比例＝60/40
(Y’1-1)：制造例3中得到的氢化聚丁二烯的一个末端含有羟基的聚合物、Mw＝5,200、Mn＝4,730、1,2-加成体/1,4-加成体的摩尔比例＝60/40
(Y’1-2)：氢化聚丁二烯的一个末端含有羟基的聚合物(商品名：KrasolHLBH-5000M、Cray Valley公司制造)、Mw＝5,370、Mn＝5,190、1,2-加成体/1,4-加成体的摩尔比例＝65/35
(Y’2-1)：制造例4中得到的一个末端含有不饱和基团的聚丁烯的硼氢化物、Mw＝1,670、Mn＝980
(Y’2-2)：制造例5中得到的一个末端含有不饱和基团的聚丁烯的硼氢化物、Mw＝4,100、Mn＝2,300
(Y’3-1)：制造例6中得到的一个末端含有不饱和基团的聚丁烯的马来酸酐-烯-氨基醇加成物、Mw＝6,800、Mn＝3,030
将上述在一个末端含有羟基的聚合物酯化，准备下述的单体。
需要说明的是，作为(a’-3)，准备市售品。
(a-1)：(Y1-1)的甲基丙烯酸酯化物、Mw＝1,860、Mn＝1,720
(a-2)：(Y1-2)的甲基丙烯酸酯化物、Mw＝1,490、Mn＝1,360
(a-3)：(Y1-3)的甲基丙烯酸酯化物、Mw＝3,670、Mn＝3,100
(a’-1)：(Y’1-1)的甲基丙烯酸酯化物、Mw＝5,300、Mn＝4,800
(a’-2)：(Y’1-2)的甲基丙烯酸酯化物、Mw＝5,410、Mn＝5,230
(a’-3)：一个末端含有羟基的氢化聚丁二烯的甲基丙烯酸酯化物(商品名：L-1253、KURARAY公司制造)、Mw＝4,400、Mn＝4,200、1,2-加成/1,4-加成摩尔比例＝50/50
(a’-4)：(Y’2-1)的甲基丙烯酸酯化物、Mw＝1,740、Mn＝1,050
(a’-5)：(Y’2-2)的甲基丙烯酸酯化物、Mw＝4,160、Mn＝2,350
(a’-6)：(Y’3-1)的甲基丙烯酸酯化物、Mw＝6,900、Mn＝3,100
将上述(a-1)～(a-3)和(a’-1)～(a’-6)的分子量汇总示于表1中。
[表1]
<实施例1、3～9、11～13、比较例4、6～9、11、14～17>
向具备搅拌装置、加热冷却装置、温度计、滴液漏斗、氮气导入管和减压装置的反应容器中投入基础油A(SP值：8.3(cal/cm3)1/2、100℃的运动粘度：2.5mm2/s、粘度指数：96)100重量份，向另外的玻璃制烧杯中投入表2、表3记载的单体、作为链转移剂的十二烷基硫醇、叔丁基过氧化苯甲酰0.25重量份，在20℃下搅拌、混合，制备单体溶液，投入到滴液漏斗中。对反应容器的气相部进行氮气置换后，一边在密闭下将体系内温度保持在100～110℃，一边用时3小时滴加单体溶液，滴加结束后在110℃进行3小时熟化后，升温至120～130℃，之后在该温度下在减压下(0.027～0.040MPa)用时2小时除去未反应的单体，得到含有共聚物(A-1)、(A-3)～(A-9)、(A-11)～(A-13)、(A’-4)、(A’-6)～(A’-9)、(A’-11)、(A’-14)～(A’-17)的粘度指数改进剂(R-1)、(R-3)～(R-9)、(R-11)～(R-13)、(R’-4)、(R’-6)～(R’-9)、(R’-11)、(R’-14)～(R’-17)。
利用上述方法计算出所得到的共聚物(A-1)、(A-3)～(A-9)、(A-11)～(A-13)、(A’-4)、(A’-6)～(A’-9)、(A’-11)、(A’-14)～(A’-17)的SP值，利用上述方法测定Mw。
<实施例2、10、比较例1～3、5、10、12、13>
向具备搅拌装置、加热冷却装置、温度计、滴液漏斗、氮气导入管和减压装置的反应容器中投入基础油A(SP值：8.3(cal/cm3)1/2、100℃的运动粘度：2.5mm2/s、粘度指数：96)100重量份，向另外的玻璃制烧杯中投入表2、表3记载的单体、作为链转移剂的十二烷基硫醇、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)0.5重量份和2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)0.2重量份，在20℃下搅拌、混合，制备单体溶液，投入到滴液漏斗中。对反应容器的气相部进行氮气置换后，一边在密闭下将体系内温度保持在70～85℃，一边用时2小时滴加单体溶液，滴加结束后在85℃进行2小时熟化后，升温至120～130℃，之后在该温度下在减压下(0.027～0.040MPa)用时2小时除去未反应的单体，得到含有共聚物(A-2)、(A-10)、(A’-1)～(A’-3)、(A’-5)、(A’-10)、(A’-12)、(A’-13)的粘度指数改进剂(R-2)、(R-10)、(R’-1)～(R’-3)、(R’-5)、(R’-10)、(R’-12)、(R’-13)。
利用上述方法计算出所得到的共聚物(A-2)、(A-10)、(A’-1)～(A’-3)、(A’-5)、(A’-10)、(A’-12)、(A’-13)的SP值，利用上述方法测定Mw。
<长期负荷下的剪切稳定性(长期使用稳定性)的测定方法>
向具备搅拌装置的不锈钢制容器中投入SK Lubricants公司制造的YUBASE-3(SP值：8.3(cal/cm3)1/2、100℃的运动粘度：3.1mm2/s、粘度指数：106)，分别添加粘度指数改进剂(R-1)～(R-13)、(R’-1)～(R’-17)，使所得到的润滑油组合物的100℃运动粘度为5.40±0.02(mm2/s)，得到润滑油组合物(V-1)～(V-13)、(V’-1)～(V’-17)。
对于所得到的润滑油组合物(V-1)～(V-13)、(V’-1)～(V’-17)，利用CEC L-45-99的方法进行250小时的剪切试验。剪切试验后，确认各润滑油组合物的外观，测定有无析出物的生成，将结果记载于表2、表3。利用该方法对长期负荷下的剪切稳定性(长期使用稳定性)进行评价。
表2、表3中记载的单体(b)～(i)的组成如下所述。
(b-1)：甲基丙烯酸甲酯
(b-2)：甲基丙烯酸乙酯
(b-3)：甲基丙烯酸丁酯
(c-1)：(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯
(c-2)：(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯
(d-1)：甲基丙烯酸正十二烷基酯
(d-2)：甲基丙烯酸正十六烷酯和甲基丙烯酸正十八烷基酯的重量比7/3的混合物
(e-1)：甲基丙烯酸-2-正癸基十四烷基酯
(e-2)：甲基丙烯酸-2-正十二烷基十六烷基酯和甲基丙烯酸-2-正十四烷基十八烷基酯的重量比1/1的混合物
(f-1)：甲基丙烯酸-N,N-二甲基氨基乙酯
(f-2)：N-(N’,N’-二甲基氨基丙基)甲基丙烯酰胺
(f-3)：N-乙烯基吡咯烷酮
(g-1)：甲基丙烯酸-2-羟基乙酯
(h-1)：甲基丙烯酰氧基乙基磷酸酯
(i-1)：苯乙烯
<实施例14～26、比较例18～23>
对于长期负荷下的剪切稳定性(长期使用稳定性)良好的润滑油组合物(V-1)～(V-13)以及比较润滑油组合物(V’-2)、(V’-3)、(V’-5)、(V’-10)、(V’-15)和(V’-16)，利用下述方法测定剪切稳定性、40℃运动粘度、100℃运动粘度、粘度指数、低温粘度(-40℃)。将结果示于表4。
<润滑油组合物的运动粘度的测定法和粘度指数的计算方法>
利用ASTM D 445的方法测定40℃和100℃的运动粘度，利用ASTM D 2270的方法进行计算。
<润滑油组合物的剪切稳定性的计算方法>
剪切稳定性的计算利用JASO M347-2007的方法进行计算。
<润滑油组合物的低温粘度(-40℃)的测定方法>
利用ASTM D 2983的方法在-40℃进行测定。
由表2～表4的结果可知，含有本发明的粘度指数改进剂的润滑油组合物(实施例14～26)的剪切稳定性与粘度指数的平衡优异，同时低温粘度也足够低、为9,000mPa·s以下。例如，将实施例14与比较例18进行比较时，剪切稳定性大致相等，与之相对，粘度指数大幅提高。另外，将实施例18与比较例18、19进行比较时可知，粘度指数大致相等，但剪切稳定性大幅改善。
另一方面可知，含有比较例1～23的粘度指数改进剂的润滑油组合物的剪切稳定性与粘度指数的平衡差，低温粘度、长期负荷下的剪切稳定性中的至少一者差。
工业实用性
含有本发明的粘度指数改进剂的润滑油组合物适合作为齿轮油(差速器油和工业用齿轮油等)、MTF、变速器油[ATF、DCTF和带式CVTF等]、牵引油(环形CVTF等)、减震器油、动力转向器油、液压油(建设机械用液压油和工业用液压油等)等。
Claims (13)
1.一种粘度指数改进剂，其是包含共聚物(A)的粘度指数改进剂，该共聚物(A)含有下述通式(1)所表示的数均分子量为800～4,000的单体(a)作为必要构成单体，共聚物(A)的溶解性参数的范围为9.00～9.40，
[化1]
R1为氢原子或甲基；-X1-为-O-、-O(AO)m-或-NH-所表示的基团，AO是碳原子数为2～4的亚烷基氧基，m为1～10的整数，m为2以上的情况下，AO可以相同、也可以不同，(AO)m部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合；R2是从以丁二烯作为必要构成单体、基于R2的重量的丁二烯的比例为50重量％以上的烃聚合物或该烃聚合物的至少一部分被氢化而成的聚合物中去除1个氢原子而得到的残基；p表示0或1的数。
2.如权利要求1所述的粘度指数改进剂，其中，由下述计算式(1)计算出的单体(a)的每一个重复单元的共聚物链段的分子量为2,500～11,000，
每一个重复单元的共聚物链段的分子量＝M×A/a (1)
其中，M表示单体(a)的重均分子量，a表示构成共聚物(A)的单体(a)的合计重量，A表示构成共聚物(A)的全部单体的合计重量。
3.如权利要求1或2所述的粘度指数改进剂，其中，构成通式(1)中的R2的一部分或总量的来自于丁二烯的结构中，1,2-加成体/1,4-加成体的摩尔比例为5/95～95/5。
4.如权利要求1～3中任一项所述的粘度指数改进剂，其中，作为共聚物(A)的结构单元，含有基于共聚物(A)的重量为10重量％～50重量％的单体(a)。
5.如权利要求1～4中任一项所述的粘度指数改进剂，其中，共聚物(A)的重均分子量为5,000～2,000,000。
6.如权利要求1～5中任一项所述的粘度指数改进剂，其中，共聚物(A)为进一步以具有碳原子数为1～4的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(b)作为构成单体的共聚物。
7.如权利要求1～6中任一项所述的粘度指数改进剂，其中，共聚物(A)为进一步以下述通式(2)所表示的单体(c)作为构成单体的共聚物，
[化2]
R3为氢原子或甲基；-X2-为-O-或-NH-所表示的基团；R4O是碳原子数为2～4的亚烷基氧基；R5是碳原子数为1～8的烷基；q为1～20的整数，q为2以上的情况下，R4O可以相同、也可以不同，(R4O)q部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合。
8.如权利要求1～7中任一项所述的粘度指数改进剂，其中，共聚物(A)为进一步以具有碳原子数为12～36的直链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯(d)和/或下述通式(3)所表示的单体(e)作为构成单体的共聚物，
[化3]
R6为氢原子或甲基；-X3-为-O-或-NH-所表示的基团；R7O是碳原子数为2～4的亚烷基氧基；R8、R9各自独立地是碳原子数为4～24的直链烷基；r为0～20的整数，r为2以上的情况下，R7O可以相同、也可以不同，(R7O)r部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合。
9.如权利要求1～5中任一项所述的粘度指数改进剂，其中，共聚物(A)为基于共聚物(A)的重量含有10重量％～50重量％的单体(a)、1重量％～80重量％的下述单体(b)、0重量％～60重量％的下述单体(c)、0重量％～40重量％的下述单体(d)和0重量％～40重量％的下述单体(e)作为构成单体的共聚物，
单体(b)：具有碳原子数为1～4的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯
单体(c)：下述通式(2)所表示的单体
[化4]
R3为氢原子或甲基；-X2-为-O-或-NH-所表示的基团；R4O是碳原子数为2～4的亚烷基氧基；R5是碳原子数为1～8的烷基；q为1～20的整数，q为2以上的情况下，R4O可以相同、也可以不同，(R4O)q部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合；
单体(d)：具有碳原子数为12～36的直链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯
单体(e)：下述通式(3)所表示的单体
[化5]
R6为氢原子或甲基；-X3-为-O-或-NH-所表示的基团；R7O是碳原子数为2～4的亚烷基氧基；R8、R9各自独立地是碳原子数为4～24的直链烷基；r为0～20的整数，r为2以上的情况下，R7O可以相同、也可以不同，(R7O)r部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合。
10.如权利要求1～9中任一项所述的粘度指数改进剂，其中，共聚物(A)为进一步含有选自由含氮原子单体(f)、含羟基单体(g)、含磷原子单体(h)和含芳香环的乙烯基单体(i)组成的组中的1种以上作为构成单体的共聚物。
11.如权利要求1～10中任一项所述的粘度指数改进剂，其中，进一步含有下述通式(4)所表示的(共)聚合物(B)，共聚物(A)与(共)聚合物(B)的重量比(A)/(B)为90/10～99.8/0.2，
[化6]
Z为氢原子、甲基或Y-X4-所表示的基团；Y为氢原子或(甲基)丙烯酰基；-X4-是碳原子数为1～10的亚烷基、-O-、-O(AO)t-或-NH-所表示的基团，AO是碳原子数为2～4的亚烷基氧基，t为1～10的整数，t为2以上的情况下，AO可以相同、也可以不同，(AO)t部分可以为无规键合、也可以为嵌段键合；R10是从选自由碳原子数为2～18的烯烃、碳原子数为4～10的二烯烃和碳原子数为8～17的苯乙烯衍生物组成的组中的1种以上的单体的聚合物或者该聚合物具有不饱和基团时该不饱和基团的一部分或全部被氢化而成的聚合物中去除1个氢原子而得到的残基；s表示0或1的数。
12.一种润滑油组合物，其是含有选自由API分类的I～IV类的基础油、GTL基础油和合成系润滑油基础油组成的组中的1种以上的基础油、以及权利要求1～11中任一项所述的粘度指数改进剂的润滑油组合物，润滑油组合物中的共聚物(A)的含量为0.1重量％～20重量％。
13.如权利要求12所述的润滑油组合物，其中，进一步含有合计为0.1重量％～30重量％的选自由分散剂、清洁剂、抗氧化剂、油性改进剂、流点降低剂、摩擦磨损调整剂、极压剂、消泡剂、抗乳化剂、金属钝化剂和防腐蚀剂组成的组中的1种以上的添加剂。
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