JP2004169029A - アルキル（メタ）アクリレートコポリマー - Google Patents

Abstract

【課題】優れた低温特性およびせん断安定度を潤滑油に付与するアルキル（メタ）アクリレートコポリマー。
【解決手段】約１０〜約２３重量パーセントのＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートと；約７７〜約９０重量パーセントのＣ_１２−Ｃ_１４アルキル（メタ）アクリレートと；そして０〜約６重量パーセントの少なくとも１つのＣ_１６−Ｃ_２０アルキル（メタ）アクリレートとを含んでなるアルキル（メタ）アクリレートコポリマーであって、優れた低温特性およびせん断安定度を潤滑油に付与する。この好ましい態様は、Ｃ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートとしてブチル（メタ）アクリレートを含んでなり、そして本質的にメチル（メタ）アクリレートを含まない。
【選択図】 なし

Description

本発明は、広範で多様な基油中で優れた低温特性およびせん断安定度を有する新規なアルキル（メタ）アクリレートコポリマーに関する。本発明は、また、これらのコポリマーを潤滑油用の粘度指数向上剤として使用することにも関する。加えて、本発明は、前記ＶＩＩと添加剤パッケージとの相溶性に関するメリットを実証する。

ポリメタアクリレート（ＰＭＡ）粘度指数向上剤（ＶＩＩ）は潤滑業界でよく知られている。所望のバランスの高温および低温の粘度特性、並びに与えられた用途に対し必要とされるせん断安定度を有するＰＭＡＶＩＩを製造するために多数の試みが行われてきた。異なる基油とブレンドを行う精製業者は、これらの異なる基油のすべてにおいて有効に機能する単一の製品を所望している。
米国特許第６，１０３，６７３号 米国特許第６，２７１，１８４号

本発明は、広範で多様な基油中で優れた低温特性と卓越したせん断安定度を呈する新規なアルキル（メタ）アクリレートコポリマーを指向している。本発明のコポリマーは他の添加剤と卓越した相溶性も実証する。粘度指数向上剤配合物中で種々のアルキル（メタ）アクリレートの組み合わせを見出すことができるが、メチル（メタ）アクリレートを除いて特にＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートのコポリマーに依存することによって、本発明の新規性に導かれる。

（特許文献１）は、種々のポリ（メタ）アクリレートを粘度変成剤として包含する組成物を開示している。（特許文献１）の広範な目的は、１〜１８個の炭素原子を含有するアルキル基を有するポリ（メタ）アクリレートを包含する粘度変成剤を製造することである（欄５，行２９−３３）。特に、（特許文献１）は、ポリ（メタ）アクリレートの混合物中でブチル（メタ）アクリレートを１つの構成成分として用いて製造される粘度変成剤を開示している（欄７，行１２）。しかしながら、（特許文献１）は、Ｃ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートコポリマーを主として使用する本発明の寄与とメチル（メタ）アクリレートを除くと、その結果卓越した粘度指数向上剤が最終的に得られるメリットを教示していない。

本発明は、粘度指数向上剤（ＶＩＩ）配合物中のブチル（メタ）アクリレートコポリマーを指向するものであるが、（特許文献１）の好ましい窒素含有分散剤タイプの粘度変成剤は明らかに異なる。例えば、（特許文献１）の明細書は、本質的にＣ_１２−Ｃ_２４（メタ）アクリレート（欄６，行４４−４６）からなり、残りの活性モノマーが窒素含有である組成物をその好ましい態様として開示している。（特許文献１）の範囲は、また、加えてその製品からメチル（メタ）アクリレート材料を除いて、卓越した低温特性を得る本発明の範囲と異なる。

（特許文献２）は、エステル基中に２〜約８個の炭素原子を含有するメタアクリル酸エステルの任意の構成成分を開示している。（特許文献２）はメタアクリル酸の構成成分を使用しない態様を提示し、そして（特許文献２）でメチル（メタ）アクリレートが特に好ましいことが明記されている。（特許文献２）の教示は、この任意の構成成分が窒素含有モノマー、スチレン、または置換スチレンであってもよいことを追加的に条件としている。種々のアルキル（メタ）アクリレートモノマーが（特許文献２）において述べられているが、組成物中の構成成分としてメチル（メタ）アクリレートを使用することが好ましいことが本発明の新規性を明確に示していない。

特に、実施態様においては、本発明の組成物は、粘度向上剤配合物においてＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートコポリマーを優先して本質的にメチル（メタ）アクリレートを含まない。

本発明はアルキル（メタ）アクリレートコポリマーの新規な配合物と、潤滑油用の粘度指数向上剤としてこれらを使用することを指向する。

本発明のアルキル（メタ）アクリレートコポリマーは、
（Ａ）約１０〜約２３重量パーセントのＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートコポリマーと；
（Ｂ）約７７〜約９０重量パーセントのＣ_１２−Ｃ_１４アルキル（メタ）アクリレートと；そして
（Ｃ）０〜約６重量パーセントのＣ_１６−Ｃ_２０アルキル（メタ）アクリレートと
を組合せることから誘導される材料を含んでなる。

本発明は、一実施態様において、
（Ａ）約１０〜約２３重量パーセントのＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートコポリマーと；
（Ｂ）約７７〜約９０重量パーセントのＣ_１２−Ｃ_１４アルキル（メタ）アクリレートと；そして
（Ｃ）０〜約６重量パーセントのＣ_１６−Ｃ_２０アルキル（メタ）アクリレートと
を組合わせることから誘導される材料を含んでなるアルキル（メタ）アクリレートコポリマーを指向している。

本発明のアルキル（メタ）アクリレートコポリマーは、
（Ａ）約１０〜約２３重量パーセントのＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートコポリマーと；
（Ｂ）約７７〜約９０重量パーセントのＣ_１２−Ｃ_１４アルキル（メタ）アクリレートと；そして
（Ｃ）０〜約６重量パーセントのＣ_１６−Ｃ_２０アルキル（メタ）アクリレートと
を組合わせる方法から得られる生成物、反応生成物を含んでなることができる。

この明細書で使用されるように、組成物中の要素の混合、ブレンド、接触、フリーラジカル重合、逐次重合、またはアニオン重合を意味するのに「組合わせる」を使用することができる。

また、この明細書で使用されるように、「Ｃ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレート」は、限定するものではないが、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ｎ−ヘキシル、およびｎ−ヘプチルモノマーを包含する基当り３〜７個の炭素原子の直鎖あるいは分枝状のアルキル基を有するアクリルあるいはメタアクリル酸のアルキルエステルを意味する。

本発明の一つの態様においては、ｎ−プロピル（メタ）アクリレートが構成成分（Ａ）として使用される。本発明の別の態様においては、イソプロピル（メタ）アクリレートが構成成分（Ａ）として使用される。本発明の別の態様においては、ｎ−ブチル（メタ）アクリレートが構成成分（Ａ）として使用される。本発明の別の態様においては、イソブチル（メタ）アクリレートが構成成分（Ａ）として使用される。本発明の別の態様においては、ｔ−ブチル（メタ）アクリレートが構成成分（Ａ）として使用される。本発明の別の態様においては、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレートが構成成分（Ａ）として使用される。本発明の別の態様においては、イソペンチル（メタ）アクリレートが構成成分（Ａ）として使用される。本発明の別の態様においては、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレートが構成成分（Ａ）として使用される。本発明の別の態様においては、ｎ−ヘプチル（メタ）アクリレートが構成成分（Ａ）として使用される。

この明細書で使用されるように、「少なくとも１つのＣ_１２−Ｃ_１４アルキル（メタ）アクリレート」は、限定するものではないが、ｎ−ドデシル、ｔ−ドデシル、およびｎ−テトラデシルモノマーを包含する基当り１２〜１４個の炭素原子の直鎖あるいは分枝状のアルキル基を有するアクリルあるいはメタアクリル酸のアルキルエステルを意味する。

この明細書で使用されるように、「少なくとも１つのＣ_１６−Ｃ_２０アルキル（メタ）アクリレート」は、限定するものではないが、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−オクタデシル、およびｎ−エイコシルモノマーを包含する基当り１６〜２０個の炭素原子の直鎖あるいは分枝状のアルキル基を有するアクリルあるいはメタアクリル酸のアルキルエステルを意味する。

本発明の態様における目的は、この組成物中のＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレート濃度を最適化し、そしてメチル（メタ）アクリレート構成成分を減少させるか、あるいは好ましくは無くすることである。これは望ましい低温特性とせん断安定度特性を維持しながら、添加剤パッケージとの相溶性を増進する。それゆえ、本発明の更なる目的は、添加剤パッケージ中での組成物と構成成分との相溶性を改善することである。

本発明の一つの態様で有用なアルキル基におけるコモノマーは、工業用グレードの長鎖脂肪族アルコールを用いる標準的なエステル化法により一般に製造される。これらの市販のアルコールは種々のアルキル基の鎖長を持つアルコールの混合物である。結果として、本発明の目的には、アルキル（メタ）アクリレートは、名前を挙げた個別のアルキル（メタ）アクリレート製品を包含するのみならず、主要量の特定なアルキル（メタ）アクリレートの名前を挙げることにより、アルキル（メタ）アクリレートの混合物も包含していることが意図されている。しかしながら、本発明の目的は、この組成物からメチル（メタ）アクリレート構成成分を減少させるか、あるいは無くすることである。

好ましい態様においては、本発明のＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートコポリマーは、（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）の重合反応生成物を含んでなる。しかしながら、当業者ならば、完全に配合された流体の低温特性に悪影響を及ぼさないかぎり、この明細書で開示されているモノマー（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）と重合し得る少量の他のモノマーは存在してもよいことを認識しているであろう。通常、更なる非特定のモノマーが約５重量パーセント未満の量で、好ましくは３重量パーセント未満の量で、最も好ましくは１重量パーセント未満の量で存在する。好ましい態様においては、（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）の重量パーセントの合計は１００％に等しい。このように、本発明の目的は製品からメチル（メタ）アクリレートを無くすることであるので、メチル（メタ）アクリレートを「実質的に含まない」組成物は、痕跡量のメチル（メタ）アクリレートを上述のように含有するものを包含する。

フリーラジカルおよびアニオン重合を含む種々の重合法を用いて、本発明のコポリマーを製造することができる。

フリーラジカル重合の慣用の方法を使用して、本発明のコポリマーを製造することができる。アクリルおよび／またはメタクリルモノマーの重合は、塊状重合、通常、有機溶媒、好ましくは鉱物油中での溶液重合、乳化重合、懸濁重合および非水性分散液の方法を含む種々の条件下で起こることができる。

「反応生成物」は、この明細書で使用されるように、２つ以上の材料の混合、ブレンド、接触、反応、重合、アニオン重合、および／または共重合から得られる材料を意味することが意図されている。

溶液重合が好ましい。溶液重合においては、希釈剤、アルキル（メタ）アクリレートモノマー、重合開始剤、および連鎖移動剤を含んでなる反応混合物が準備される。

一実施態様においては、この希釈剤はいかなる不活性な炭化水素でもよく、好ましくはこのコポリマーを以降で使用する潤滑油と相溶性であるか、あるいは同一である炭化水素潤滑油である。この混合物は、例えば全モノマー１００ｐｂｗ当り約１５〜約４００重量部（ｐｂｗ）の希釈剤、更に好ましくは、全モノマー１００ｐｂｗ当り約５０〜約２００重量部（ｐｂｗ）の希釈剤を包含する。この明細書で使用されるように、「全モノマー装填量」は、初期の、すなわち未反応の反応混合物中のすべてのモノマーを組合わせた量を意味する。

フリーラジカル重合による本発明のコポリマーの製造において、このアクリルモノマーをいかなる順序でも同時あるいは逐次重合させてもよい。少なくとも１つの好ましい態様においては、この全モノマー装填量は、１０〜２３、好ましくは１２〜１８重量パーセントの少なくとも１つのＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレート；７７〜９０、好ましくは８２〜８８重量パーセントの少なくとも１つのＣ_１２−Ｃ_１４アルキル（メタ）アクリレート；および０〜６、好ましくは０〜３重量パーセントの少なくとも１つのＣ_１６−Ｃ_２０アルキル（メタ）アクリレートを包含する。この明細書で提示される最も好ましい態様は、全モノマー装填量が１２〜１４重量パーセントのブチル（メタ）アクリレート、８６〜８８重量パーセントの少なくとも１つのＣ_１２−Ｃ_１４アルキル（メタ）アクリレート、および０〜３重量パーセントの少なくとも１つのＣ_１６−Ｃ_２０アルキル（メタ）アクリレートを含んでなるものである。

好適な重合開始剤は、加熱時に解離して、フリーラジカルを生じる開始剤、例えば、ベンゾイルペルオキシド、ｔ−ブチルペルベンゾエート、ｔ−ブチルペルオクトエートおよびクメンヒドロペルオキシドなどのペルオキシド化合物；およびアゾイソブチロニトリルと２，２’−アゾビス（２−メチルブタンニトリル）などのアゾ化合物を包含する。この反応混合物は、通常、全モノマー混合物に対して約０．０１重量％〜約１．０重量％の開始剤を包含する。

好適な連鎖移動剤は、当業界で慣用のもの、例えばドデシルメルカプタンとエチルメルカプタンを包含する。使用される連鎖移動剤量の選択は、合成されるポリマーの所望の分子量並びにポリマーに対する所望のレベルのせん断安定度を基準とする。すなわち、更にせん断に安定なポリマーを所望する場合には、更なる連鎖移動剤を反応混合物に添加することができる。好ましくは、この連鎖移動剤は、モノマー混合物に対して０．０１〜５重量パーセント、好ましくは０．０２〜３重量パーセントの量で反応混合物に添加される。

例として、そして限定ではなく、この反応混合物を攪拌機、温度計および還流凝縮器を備えた反応槽に装填し、攪拌しながら窒素雰囲気下で約５０℃〜約１２５℃の温度まで約０．５時間〜約８時間の間加熱して、共重合反応を行う。別の態様においては、一部、例えば、約２５〜６０％の反応混合物を反応槽に最初に装填し、加熱することにより、このコポリマーを製造してもよい。次に、攪拌し、約０．５時間〜約８時間の間このバッチの温度を上述の範囲内に維持しながら、この反応混合物の残りの部分を反応槽の中に計量添加する。希釈剤中の本発明のコポリマーの粘稠な溶液が上述の方法の製品として得られる。

本発明の潤滑油組成物を形成するために、慣用の方法で、すなわち、このアルキル（メタ）アクリレートコポリマーを基油に添加して、所望の低温特性を有する潤滑油組成物を得ることにより、本発明のアルキル（メタ）アクリレートコポリマーの少なくとも１つにより基油を処理する。本発明の態様においては、この潤滑油は、モノマー混合物の１００部当り約１０〜約２３重量部（ｐｂｗ）、好ましくは１１〜１８ｐｂｗ、最も好ましくは１２〜１３ｐｂｗのＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートの少なくとも１つ（すなわち、希釈油を除く）を含有する。特に好ましい態様においては、このアルキル（メタ）アクリレートコポリマーは、希釈剤中のコポリマーの相対的に濃厚な溶液の形で基油に添加される。この好ましい態様の濃厚ＶＩＩ溶液中の（メタ）アクリレートコポリマーの相対量は、例えば８０重量％であることができ、そして相溶性を改善するためにほぼ６０重量％ポリマーまで最終的に希釈可能である。この希釈剤は、基油としての使用に好適な下記に言及される油のいずれかを包含する。

図１は、ニートコポリマー中の特定の濃度範囲のＣ_３−Ｃ_７（メタ）アクリレートを用いて本発明の最良の低温特性が得られることを示す。好ましい態様のブチル（メタ）アクリレートを７．５重量％〜２３重量％の範囲の濃度で試験した。図１に示すように、１０重量％未満の濃度のブチル（メタ）アクリレートは１０，０００を超える−４０℃ブルックフィールド粘度（許容できない）を示した。１８重量％以上の濃度で、ブチル（メタ）アクリレートは許容できる−４０℃ブルックフィールド粘度レベルを再び超える。望ましい低温特性を得るためには、ブチル（メタ）アクリレートに対する濃度の最適範囲は、ほぼ１０重量％と１８重量％の範囲内に入るものであった。

添加剤とアルキル（メタ）アクリレートコポリマーを含有する最終配合物は、構成成分の相溶性、並びに粘度指数向上剤としての性能について評価されなければならない。ほぼ８０重量％のコポリマーの濃厚溶液中のブチル（メタ）アクリレートを使用して、本発明の好ましい態様を更に評価した。最後に、ＶＩＩ中のコポリマー構成成分が概ね５８重量％となる比まで最終製品を希釈した。このようにして、低温におけるＶＩＩとしての有効性と他の添加剤と組合わせた場合の構成成分の白濁または分離の程度−相溶性の指標の少なくとも２つの基準を基にして、配合物中のブチル（メタ）アクリレートに対する最適重量％範囲を評価する。図１に示すブチル（メタ）アクリレート濃度の有効な低温範囲を用いて、添加剤パッケージとの相溶性を評価し、結果を表１に示す。

ブチル（メタ）アクリレート含有コポリマー：添加剤パッケージ相溶性は、製造されたコポリマー中のブチル（メタ）アクリレートの量に基づいて異なるものであった。例えば、試料（Ａ）および（Ｂ）は長期間透明であり、添加剤パッケージとの相溶性がうまくいっていることを示した。試料（Ｃ）は許容できる相溶性を示したが、その５日後に分離した。試料（Ｄ）、（Ｅ）、および（Ｆ）は好ましいレベルほどは相溶性でなく、３日未満で配合物からコポリマーが分離した。

メチル（メタ）アクリレートコポリマーを用いる比較分析を行った。メチル（メタ）アクリレートは、多くの慣用のポリ（メタ）アクリレート粘度指数向上剤中の好ましい構成成分である。本発明は本質的にメチル（メタ）アクリレートを含まないことが特記される。この比較分析は、ブチル（メタ）アクリレートを１７．５重量％と２３．０重量％の２つの濃度で、メチル（メタ）アクリレートを１７．５重量％で使用した。２３．０重量％のブチル（メタ）アクリレート（ＢＭＡ）の高濃度でも、メチル（メタ）アクリレート（ＭＭＡ）の試料と比較して少ない白濁と分離を示した。表２は、この配合物がＢＭＡの代わりにＭＭＡを組み込むと、低温（−１℃）、室温、および６０℃での白濁と分離が増加することを示す。

更には、ブチル（メタ）アクリレートとメチル（メタ）アクリレートを組み込んだＶＩＩ配合物の試料を等モル濃度での性能について比較した。メチル（メタ）アクリレートの試料は、許容される最高の１４，０００ｃＰを超えて＞１５３，０００ｃＰの−４０℃でのブルックフィールド粘度に達した。ブチル（メタ）アクリレートを用いる試料は、卓越した、成功といえる性能の８，４８０ｃＰの−４０℃でのブルックフィールド粘度に達した。このように、ブチル（メタ）アクリレートは、添加剤構成成分と更に相溶性であることが示されるのみならず、性能の点でメチル（メタ）アクリレート配合物よりも卓越している。

本発明のコポリマーは、この明細書で述べているようにブチル（メタ）アクリレート、並びにＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートの好ましい態様を包含する。表２から理解されるように、濃厚溶液と潤滑油組成物からメチル（メタ）アクリレートを減少させるか、あるいは無くするように添加剤パッケージとの本発明の相溶性を達成していることが特に重要である。

本発明のコポリマーは、通常、ポリメタクリル酸メチル標準を用いるゲルパーミエーションクロマトグラフィにより求めて５，０００と５０，０００の間の、好ましくは７，５００〜２５，０００の間の相対的な数平均分子量を有する。

本発明のアルキル（メタ）アクリレートコポリマー添加剤の分子量は、潤滑油に所望の増粘性を付与するのに充分でなければならない。ポリマーの分子量が増加するに従って、このコポリマーは更に効果的な増ちょう剤（ｔｈｉｃｋｅｎｅｒｓ）になるが；このポリマーは特定の用途では機械的な分解を起こし、そしてこの理由で、分子量の劣化により「減粘（ｔｈｉｎｎｉｎｇ）」を起こし、結果として、高い使用温度（例えば、１００℃で）で増ちょう剤としての有効性を喪失する傾向があるために、約５０，０００以上の数平均分子量（Ｍｗ）のポリマー添加剤はある用途には一般に好適でない。このように、この分子量は、増粘効率、必要とされるせん断安定度、コスト、および最終使用用途の種類により最終的に支配される。

当業者ならば、この明細書で示される分子量は、測定方法に関係することを認識するであろう。例えば、ＧＰＣにより求められる分子量と他の方法により計算される分子量は異なる値を有することがある。重要なのは、分子量それ自体でなく、ポリマー形添加剤の取り扱い特性と性能（せん断安定度、低温性能および使用条件下での増粘力）である。一般に、せん断安定度は分子量に逆比例する。良好なせん断安定度（低ＳＳＩ値）のＶＩＩ添加剤は、通常、低いせん断安定度（高ＳＳＩ値）を有する別の添加剤に比べて高い初期濃度で使用されて、高温で処理流体において同一の目標の増粘効果を生じるが；良好なせん断安定度を有する添加剤は、高い使用濃度により低温で許容できない増粘を生じることもある。

逆に、低濃度の低いせん断安定度のＶＩ改良添加剤を含有する潤滑油は、高温粘度の目標を最初には充たすかもしれないが、流体の粘度が使用と共に著しく減少し、潤滑油の有効性の喪失を引き起こす。このように、特定のＶＩ改良添加剤の低いせん断安定度は、低温では満足であるが（低濃度により）、高温条件下では不満足であることが判明し得る。このように、高温および低温性能の要求を共に満足させる特性のバランスを達成するために、ＶＩ改良剤のポリマー組成物、分子量およびせん断安定度を選択しなければならない。

この完成潤滑油組成物は、本発明のコポリマーに加えて他の添加剤、例えば酸化防止剤、腐食防止剤、摩擦調整剤、耐摩耗性添加剤、極圧剤、清浄剤、分散剤、発泡防止剤、更なる粘度指数向上剤、および流動点降下剤を包含してもよい。

本発明で使用することが考慮される基油は、天然油、合成油及びこれらの混合物を含む。また、好適な基油は、合成ワックス及び粗ろうの異性化により得られるベースストック並びに原油の芳香族及び極性成分の水素クラッキング（溶媒抽出でなく）により製造されるベースストックも含む。典型的な用途は基油の各々が１００℃で約２から約２０ｃＳｔの範囲の粘度を持つことを必要とするが、一般に、天然及び合成の基油の双方の各々は、１００℃で約１から約４０ｃＳｔの範囲の動粘度を有する。

天然基油は、限定するものではないが、動物油、植物油（例えば、ひまし油及びラード油）、石油、鉱物油、及び石炭または頁岩から導かれる油を包含することができる。この好ましい天然基油は鉱物油である。

本発明で有用な鉱物油は、すべての普通の鉱物油ベースストックを含む。これは、化学的構造がナフテン系あるいはパラフィン系である油を含む。これらは、慣用の方法により、酸、アルカリ、及び粘土または塩化アルミニウム等の他の薬剤を用いて精製される油、または例えばフェノール、二酸化イオウ、フルフラール、ジクロロジエチルエーテル等の溶媒による溶媒抽出により製造される抽出油であってもよい。これらは、水素処理あるいは水素精製、冷却または触媒的脱ワックスプロセスによる脱ワックス、あるいは水素クラッキングされてもよい。この鉱物油は、天然の粗原料から製造されてもよく、あるいは他の精製プロセスの異性化ワックス材料または残渣から構成されてもよい。

通常、この基油は１００℃で２ｃＳｔ〜４０ｃＳｔの動粘度を有する。この好ましい基油は１００℃で２〜２０ｃＳｔの動粘度を有する。

米国石油協会は、これらの異なるベースストックタイプを次のようにカテゴリー分けした：グループＩ、＞０．０３重量％のイオウ、及び／または＜９０容量％の飽和物、８０と１２０の間の粘度指数；グループＩＩ、≦０．０３重量％のイオウ、及び≧９０容量％の飽和物、８０と１２０の間の粘度指数；グループＩＩＩ、≦０．０３重量％のイオウ、及び≧９０容量％の飽和物、粘度指数＞１２０；グループＩＶ、全部ポリアルファ−オレフィン。

グループＩＩおよびグループＩＩＩのベースストックは、通常、過酷な水素化段階を使用して、芳香族、イオウおよび窒素の含量を低下させ、続いて脱ロウ、水素仕上げ、完成基油を製造するための抽出および／または蒸留段階を行って慣用のフィードストックから製造される。グループＩＩおよびＩＩＩのベースストックは、これらのイオウ、窒素および芳香族の含量が極めて低い点で慣用の溶媒で精製したグループＩのベースストックと異なる。結果として、これらの基油は、慣用の溶媒で精製したベースストックと組成的に極めて異なる。水素処理ベースストックと触媒的に脱ワックスしたベースストックは、イオウおよび芳香族の含量が低いために、グループＩＩおよびグループＩＩＩのカテゴリーに概ね入る。ポリアルファオレフィン（グループＩＶベースストック）は種々のアルファオレフィンから製造される合成基油であり、イオウと芳香族を実質的に含まない。

合成基油は、オリゴマー化、ポリマー化、およびインターポリマー化されたオレフィン（ポリブチレン、ポリプロピレン、プロピレン、イソブチレンコポリマー、塩素化ポリラクテン、ポリ（１−ヘキセン）、ポリ（１−オクテン）およびこれらの混合物などの）などの炭化水素油とハロ置換炭化水素油；アルキルベンゼン（ドデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン、ジノニルベンゼンおよびジ（２−エチルヘキシル）ベンゼンを含む）；ポリフェニル（ビフェニル、ターフェニルおよびアルキル化ポリフェニルなど）；およびアルキル化ジフェニルエーテル、アルキル化ジフェニルスルフィド、並びにこれらの誘導体、類似体、および同族体、およびこれらの類似物を包含する。好ましい合成油は、ポリアルファオレフィンまたはＰＡＯとしても既知のアルファオレフィンのオリゴマー、特に１−デセンのオリゴマーである。

合成基油は、また、末端ヒドロキシル基をエステル化、エーテル化などにより変成したアルキレンオキサイドポリマー、インターポリマー、コポリマー、及びこれらの誘導体も含む。このクラスの合成油は、エチレンオキサイドまたはプロピレンオキサイドの重合により製造されるポリオキシアルキレンポリマー；これらのポリオキシアルキレンポリマーのアルキル及びアリールエーテル（例えば、１０００の平均分子量を持つメチルポリイソプロピレングリコールエーテル、１００−１５００の分子量を持つポリプロピレングリコールのジフェニルエーテル）；およびこれらのモノ−及びポリカルボン酸エステル（例えば、テトラエチレングリコールの酢酸エステル、混合Ｃ_３−Ｃ_８脂肪酸エステル、及びテトラエチレングリコールのＣ_１２オキソ酸ジエステル）により例示される。

もう一つの好適なクラスの合成潤滑油は、ジカルボン酸（例えば、フタル酸、コハク酸、アルキルコハク酸及びアルケニルコハク酸、マレイン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、フマル酸、アジピン酸、リノレン酸ダイマー、マロン酸、アルキルマロン酸、アルケニルマロン酸など）と種々のアルコール（例えば、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール、ドデシルアルコール、２−エチルヘキシルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエーテル、プロピレングリコールなど）とのエステルを含んでなる。これらのエステルの特定の例は、ジブチルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジ（２−エチルヘキシル）セバケート、ジ−ｎ−ヘキシルフマレート、ジオクチルセバケート、ジイソオクチルフタレート、ジイソオクチルアジペート、ジイソオクチルアゼレート、ジイソデシルアゼレート、ジデシルフタレート、ジイソデシルアジペート、ジエイコシルセバケート、リノレン酸ダイマーの２−エチルヘキシルジエステル、及び１モルのセバシン酸と２モルのテトラエチレングリコールと２モルの２−エチルヘキサン酸などとを反応させることにより形成される複雑なエステルを包含する。このクラスの合成油の好ましいタイプの油は、Ｃ_４からＣ_１２アルコールのアジペートである。

合成基油として有用なエステルは、また、Ｃ_５からＣ_１２のモノカルボン酸とネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパンペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール等のポリオール及びポリオールエーテルから製造されるものも包含する。

ケイ素ベースの油（ポリアルキル−、ポリアリール−、ポリアルコキシ−、あるいはポリアリールオキシシロキサン油及びシリケート油等の）は、もう一つの有用なクラスの合成潤滑油を構成する。これらの油は、テトラエチルシリケート、テトライソプロピルシリケート、テトラ（２−エチルヘキシル）シリケート、テトラ（４−メチル−２−エチルヘキシル）シリケート、テトラ（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）シリケート、ヘキサ（４−メチル−２−ペントオキシ）−ジシロキサン、ポリ（メチル）シロキサン及びポリ（メチルフェニル）シロキサン、およびこれらの類似物を含む。他の合成潤滑油は、リンを含有する酸の液体エステル（例えば、トリクレジルホスフェート、トリオクチルホスフェート、およびデシルホスホン酸のジエチルエステル）、ポリマー形テトラヒドロフラン、ポリα−オレフィン、およびこれらの類似物を包含する。

ギア潤滑、自動変速機液、連続可変変速機液、手動変速機液、作動液、クランクケース用途およびショックアブソーバー流体を含む多数の用途で本発明のアルキル（メタ）アクリレートコポリマーを含んでなる本発明の潤滑油組成物を使用することができる。

本発明の潤滑油配合物と組成物の意図された最終使用によって、重合反応混合物中に存在する開始剤および／または連鎖移動剤の量を制御することにより、本発明のアクリレートコポリマーのせん断安定度を調整することができる。

例えば、自動変速機液用途においては、高いせん断安定性の潤滑性流体を有することが望まれる。本発明の態様においては、この流体が２０時間テーパーベアリングせん断試験により測定して、１％〜約８０％、好ましくは１〜２０％の範囲のパーセントせん断安定度指数（ＳＳＩ）を有するように本発明のコポリマーと清浄剤／禁止剤パッケージを基油に添加することにより、自動変速機液が製造される。２０時間テーパーベアリングせん断試験は、「Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ Ｓｈｅａｒ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ」と題する公表された標準試験であり、ＣＥＣＬ−４５−Ｔ−９３（Ｔａｐｅｒ Ｒｏｌｌｅｒ Ｂｅａｒｉｎｇ）に記述され、またＤＩＮ５１３５０，ｐａｒｔ６としても刊行され、前記刊行物は引用によりこの明細書に全体として組み込まれている。

本発明の好ましい態様のブチル（メタ）アクリレートポリマーを製造するのに使用される一般的な方法は次の通りであった。オーバーヘッド撹拌機、熱電対、散気管、およびコンデンサーを取り付けた２リットルのレジンケットルにモノマーと反応油を装填した。撹拌機を３００ｒｐｍに設定し、温度を４０℃まで上昇させた。この散気管を窒素雰囲気で置き換え、温度を約７８℃まで上昇させた。次に、ラウリル（ドデシル）メルカプタンを連鎖移動剤として添加し、続いてＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）を添加した。この混合物を加熱し、７８℃で４時間攪拌した。次に、温度を１．５時間で約１０４℃まで上昇させて、いかなる残存触媒も分解させた。希釈油を添加して、５８重量％のポリマー溶液とせしめ、攪拌と加熱を約７０−８０℃で１時間継続した。反応器を冷却し、次に希釈ポリマーを試験まで室温で貯蔵した。

本発明の態様においてコポリマーと流体を製造した後、当業界で知られているか、あるいは予期される性能を超える最終配合物を製造することができる。表３で下記に示すように、市販のＶＩＩ製品、Ｖｉｓｃｏｐｌｅｘ（登録商標）０−０３０をこの明細書で述べたように製造された本発明の態様と比較した。本発明の好ましい態様のブチル（メタ）アクリレート（ＢＭＡ）コポリマーは、標準添加剤パッケージとの相溶性並びに改善された性能を示した。添加剤パッケージの同一のタイプと量を用いて、この２つの潤滑剤組成物を試験した表３は、本発明のＢＭＡコポリマーの卓越した低温特性を示す。流動点降下剤を添加しなかった。引用によりこの明細書に組み込まれたＡＳＴＭ Ｄ ２９８３によりこれらの流体の低温特性を試験した。

表３における卓越した結果により立証されるように、本発明の粘度指数向上剤を含んでなる潤滑剤配合物が本発明の範囲外のポリメタアクリレート粘度指数向上剤と比較して卓越した低温特性を呈することは明らかである。特に、本発明の試料は、比較として選んだ市販のＶｉｓｃｏｐｌｅｘ０−０３０（登録商標）の１５，７２０ｃｐｓ（「不合格」）に対して８４８０ｃｐｓの−４０℃ブルックフィールド粘度（「合格」）を示した。同様に、本発明の例は、Ｖｉｓｃｏｐｌｅｘ０−０３０（登録商標）の４１２０ｃｐｓ（「不合格」）に対して２６６０ｃｐｓの−３０℃ブルックフィールド粘度（「合格」）を示した。

本発明は、実施の場合にかなりのバリエーションを受ける可能性がある。従って、本発明は、上記に示した特定の例示に限定されない。むしろ、本発明は、法律の事項としてこれの均等物を含めて添付の特許請求の範囲の精神と範囲内である。

本特許権者は、いかなる開示された態様も公共に供することを意図せず、また、いかなる開示された変形または変更も文字どおりに特許請求の範囲内に入らない範囲で、均等物の原則の下に本発明の一部であると考えられる。

本発明のアルキル（メタ）アクリレートコポリマー中のブチル（メタ）アクリレートの重量％濃度に対する−４０℃ブルックフィールド粘度。

Claims (28)

1. （Ａ）約１０〜約２３重量パーセントの少なくとも１つのＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートと；
   （Ｂ）約７７〜約９０重量パーセントの少なくとも１つのＣ_１２−Ｃ_１４アルキル（メタ）アクリレートと；そして
   （Ｃ）０〜約６重量パーセントの少なくとも１つのＣ_１６−Ｃ_２０アルキル（メタ）アクリレートと
   を含んでなるアルキル（メタ）アクリレートコポリマー。
2. （Ａ）約１０〜約２３重量パーセントの少なくとも１つのＣ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートと；
   （Ｂ）約７７〜約９０重量パーセントの少なくとも１つのＣ_１２−Ｃ_１４アルキル（メタ）アクリレートと；そして
   （Ｃ）０〜約６重量パーセントの少なくとも１つのＣ_１６−Ｃ_２０アルキル（メタ）アクリレートと
   を含んでなる構成成分を組合わせることにより得られるアルキル（メタ）アクリレートコポリマー製品。
3. 前記コポリマーが本質的にメチル（メタ）アクリレート単位を含まない請求項１または請求項２のコポリマー。
4. 前記Ｃ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートがブチル（メタ）アクリレートである請求項１または請求項２のコポリマー。
5. 前記コポリマーが約５，０００〜約５０，０００の平均分子量数を有する請求項１または請求項２のコポリマー。
6. 請求項１または請求項２に記載のコポリマーを潤滑粘度の油に添加することを含んでなる潤滑油を製造する方法。
7. （Ａ）潤滑粘度の油と；そして
   （Ｂ）請求項１または請求項２に記載のコポリマーと
   を含んでなる潤滑油組成物。
8. 前記Ｃ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートがブチル（メタ）アクリレートである請求項７の潤滑油組成物。
9. 前記組成物が本質的にメチル（メタ）アクリレート単位を含まない請求項７の潤滑油組成物。
10. 構成成分（Ｂ）が最終組成物中の油１００重量部当り１〜約３０重量部の活性コポリマーの量で存在する請求項７の潤滑油組成物。
11. 酸化防止剤、腐食防止剤、摩擦調整剤、耐摩耗性添加剤、極圧剤、清浄剤、分散剤、発泡防止剤、更なる粘度指数向上剤、および流動点降下剤からなる群から選択される少なくとも１つの添加剤を更に含んでなる請求項７の潤滑油組成物。
12. 前記方法が請求項１または請求項２に記載のコポリマーを潤滑粘度の油に添加することを含んでなる油の低温特性を改善する方法。
13. 前記方法が少なくとも１つの添加剤構成成分と請求項１または請求項２に記載のコポリマーを潤滑粘度の油に添加することを含んでなる添加剤構成成分を含有する潤滑油の相溶性を改善する方法。
14. 前記方法が請求項１または請求項２に記載のコポリマーを潤滑粘度の油に添加することを含んでなる潤滑油の粘度指数を改善する方法。
15. （Ａ）潤滑粘度の油と；そして
    （Ｂ）請求項１または請求項２に記載のコポリマーと
    を含んでなるギア潤滑剤組成物。
16. 前記Ｃ_３−Ｃ_７アルキル（メタ）アクリレートがブチル（メタ）アクリレートである請求項１５のギア潤滑剤組成物。
17. 前記コポリマーが本質的にメチル（メタ）アクリレートを含まない請求項１５のギア潤滑剤組成物。
18. 構成成分（Ｂ）が前記ギア潤滑剤組成物中の重量で活性コポリマーの１〜約３０重量部の量で存在する請求項１５のギア潤滑剤組成物。
19. （Ａ）潤滑粘度の油と；
    （Ｂ）請求項１または請求項２に記載のコポリマーと；そして
    （Ｃ）酸化防止剤、腐食防止剤、摩擦調整剤、耐摩耗性添加剤、極圧剤、清浄剤、分散剤、発泡防止剤、粘度指数向上剤、および流動点降下剤からなる群から選択される少なくとも１つの添加剤と
    を含んでなる自動変速機液用組成物。
20. 請求項１９の組成物を施すことを含んでなる連続可変変速機を潤滑する方法。
21. 前記自動変速機液が２０時間テーパードベアリングせん断試験により測定して１％〜約８０％の範囲のパーセントせん断安定度指数を有する請求項１９の組成物。
22. 前記自動変速機液が２０時間テーパードベアリングせん断試験により測定して１％〜２０％の範囲のパーセントせん断安定度指数を有する請求項１９の組成物。
23. 前記変速機液が連続可変変速機液である請求項１９の組成物。
24. 請求項１９の組成物により潤滑される自動変速機を含んでなる車両。
25. 請求項１９の組成物により潤滑される自動変速機。
26. 前記変速機が連続可変変速機である請求項２５の自動変速機。
27. 構成成分（Ａ）が約１１〜約１８重量パーセントの量で存在する請求項１のコポリマー。
28. 構成成分（Ａ）が約１２〜約１３重量パーセントの量で存在する請求項１のコポリマー。

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