JP2020189895A - 潤滑剤用の疲労寿命向上剤として有用なポリマー - Google Patents
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Landscapes
- Lubricants (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Abstract
Description
1.連続的な表面材料の除去またはスカッフィングから生じる、摩擦対双方の表面摩耗後の急激な材料除去の結果としての摩耗
2.グレー・ステイニング(表面疲労、マイクロピッチング)またはクレータ(表面下疲労、ピッチング)によって目に見えるようになる疲労。この損傷は、金属格子中のせん断応力によって、表面下20〜40μmまたは100〜500μmで生じるき裂のために、材料がはがれ落ちるか、または折損されることにより引き起こされる。
本発明の第1の態様によれば、本発明は、
(a)式(I)
R1、R2=H
R3=HまたはCH3
X=OまたはNH
R4O=それぞれ独立して、炭素原子2〜4個を有するアルキレンオキシ基
R5=HまたはCH3
p=1〜90、好ましくは1〜30、よりいっそう好ましくは1〜23]
の1種以上のポリ(アルキレングリコール)(メタ)アクリレート、
(b)任意に、1種以上のC1〜C6アルキル(メタ)アクリレート、
(c)1種以上のC7〜C15アルキル(メタ)アクリレート、
(d)任意に、1種以上のC16〜C30アルキル(メタ)アクリレート
を含むモノマー組成物を重合することによって得ることができる、ポリアルキル(メタ)アクリレートポリマーに関し、
ここで、該ポリマーが、5000〜30000g/molの質量平均分子量を有し、かつ
該ポリマーが、式(II)
R6は、HまたはCH3であり、
R7は、炭素原子1〜18個を有する線状または分岐状のアルキル基、または式(III)
の1種以上の連鎖移動剤を使用して製造される。
(a)式(I)のポリ(アルキレングリコール)(メタ)アクリレートモノマー単位 1〜20質量%
(b)1種以上のC1〜C6アルキル(メタ)アクリレート 0〜5質量%、
(c)1種以上のC7〜C15アルキル(メタ)アクリレート 80〜99質量%、
(d)1種以上のC16〜C30アルキル(メタ)アクリレート 0〜20質量%
を含む。
(a)式(I)のポリ(アルキレングリコール)(メタ)アクリレートモノマー単位 2〜12質量%
(b)1種以上のC1〜C6アルキル(メタ)アクリレート 0.1〜2質量%、
(c)1種以上のC7〜C15アルキル(メタ)アクリレート 86〜97.9質量%、
(d)1種以上のC16〜C30アルキル(メタ)アクリレート 0〜20質量%
を含む。
(a)式(I)のポリ(アルキレングリコール)(メタ)アクリレートモノマー単位 3〜10質量%
(b)1種以上のC1〜C6アルキル(メタ)アクリレート 0.1〜2質量%、
(c)1種以上のC7〜C15アルキル(メタ)アクリレート 88〜96.9質量%、
(d)1種以上のC16〜C30アルキル(メタ)アクリレート 0〜20質量%
を含む。
好ましくは、該モノマー組成物はさらに、モノマー(a)〜(d)に加えて、さらなるモノマー(モノマー(e))を含む。
別の態様によれば、本発明は、上記で定義されるポリアルキル(メタ)アクリレートポリマーを製造する方法にも関し、該方法は、次の工程:
(i)請求項1およびその従属請求項に定義されるモノマー組成物を用意する工程、
(ii)該モノマー組成物のラジカル重合を開始させて、ランダムコポリマーを得る工程
を含む。
上記で示されるとおり、本発明は、1種以上のベースフルードと、本発明による1種以上のポリマーとを含む潤滑油組成物にも関する。
本発明による潤滑油組成物はさらに、該配合物における使用に適している他の任意のさらなる添加剤を含んでいてもよい。これらの添加剤は、粘度指数向上剤、流動点降下剤、分散剤、抗乳化剤、消泡剤、潤滑性添加剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、清浄剤、染料、腐食抑制剤および/または付臭剤を包含する。
本発明は、金属歯車または金属ころ軸受の耐疲労性を改善するための潤滑油組成物における添加剤としての、上記で定義されたポリアルキル(メタ)アクリレートポリマーの使用にも関する。
本発明は、以下に、実施例および比較例を参照して詳細にさらに説明されるが、本発明の範囲を限定することを何ら意図するものではない。
用語“C12〜15アルキル(メタ)アクリレート”は、(メタ)アクリル酸および炭素原子12〜15個を有する直鎖または分岐状のアルコールのエステルを指す。該用語は、特定の長さのアルコールとの個々の(メタ)アクリル酸エステル、および同様に異なる長さのアルコールとの(メタ)アクリル酸エステルの混合物を包含する。
ATF 自動変速機油
C1AMA C1−アルキルメタクリレート=メチルメタクリレート(MMA)
C12/15AMA C12/15アルキルメタクリレート(60%イソ化合物)
CTA 連鎖移動剤
R7=(III)であるCTA(II) 1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン(式(III)に相当するR7である式(II)のCTA)
DI 分散剤−抑制剤
DDM ドデシルメルカプタン
HEMA 2−ヒドロキシエチルメタクリレート
開始剤 ジメチル2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネート)
IPA イソプロピルアルコール
KV40 40℃での動粘度、ASTM D445に従って測定
KV100 100℃での動粘度、ASTM D445に従って測定
p=23であるモノマー(a) メトキシポリエチレングリコールメタクリレート
Mn 数平均分子量
MPR マイクロピッチング試験装置
Mw 質量平均分子量
OEM 相手先商標製品製造業者
PAMA ポリアルキル(メタ)アクリレート
PDI 多分散指数、Mw/Mnによって計算される分子量分布
t−BPO tert−ブチルペルオキシド
t−DDM tert−ドデシルメルカプタン
VI 粘度指数、ASTM D2270に従って測定
Yubase 3 2.9cStのKV100を有するSK Lubricants製のグループIIIベースオイル
Yubase 4 4.2cStのKV100を有するSK Lubricants製のグループIIIベースオイル
本発明および比較例によるポリマーを、それらの分子量およびPDIに関して特性決定した。該ポリマーの分子量は、商業的に入手可能なポリスチレン(PSt)標準を使用するサイズ排除クロマトグラフィー(SEC)によって決定した。該決定は、溶離液としてTHFを使用するサイズ排除クロマトグラフィーにより行われる(流量:1mL/分;注入量:100μL)。
数種のポリマーを、抗疲労寿命向上剤として潤滑油中の該ポリマーの有効性を実証するために合成した。詳細な組成の情報は、第1表に見出すことができる。合成したポリマーの分子量MnおよびMwおよびPDIも測定し、第1表に見出すことができる。
冷却器、撹拌機および熱電対を備えた4つ口ガラス製丸底フラスコに、第1表に示されたモノマーと、CTAと、溶媒とからなるモノマー混合物を装入した。該モノマー混合物を、窒素ガス雰囲気下で30分間110℃に加熱した。
全開始剤の2質量%を、該フラスコに60分にわたって添加した。ついで、全開始剤フィード混合物の25質量%を、60分にわたって該フラスコに添加した。その後、残りの開始剤フィード混合物を、該フラスコに60分にわたって添加した。
該フィード終了の60および120分後に、tBPO 0.19gを該フラスコに添加した。反応混合物を、110℃で180分間保持し、ついでトルエンを真空下に120℃で除去し、実施例2、3および4を得た。
冷却器、撹拌機および熱電対を備えた4つ口ガラス製丸底フラスコに、第1表中の比較例1に示されたイソプロピルアルコールを装入し、窒素ガス雰囲気下に30分間80℃に加熱した。モノマーと、開始剤とからなるモノマー混合物を、該フラスコに180分にわたって供給した。該フィード終了の60分後に、イソプロピルアルコールを真空下に80℃で除去して比較例1を得た。
潤滑剤配合物
本発明によるポリマーの耐疲労性能を比較するために、配合物を、本発明によるポリマー3質量%、ATF DIパッケージ7.25質量%の処理率で製造し、かつ4.4cStのKV100に調節した。2種のベースフルードを、KV100をそのレベルに調節するのに使用した(Yubase 3およびYubase 4)。全ての配合物および粘度特性の概要は、第2表に見出すことができる。
該耐疲労性の測定を、PCS Instruments製マイクロピッチング試験装置(MPR)を使用して行った。該装置は、3つのリングにより取り囲まれたローラ試験片からなる。
台形公式を使用する試験期間の範囲内の振動値の曲線の積分。該積分面積は、全試験期間にわたる“全損傷”に相当する。その面積が小さいほど、試験された生成物の耐疲労効果はより大きくなる。
Claims (14)
- (a)式(I)
R1、R2は、Hであり、
R3は、HまたはCH3であり、
Xは、OまたはNHであり、
R4Oは、それぞれ独立して、炭素原子2〜4個を有するアルキレンオキシ基であり、
R5は、HまたはCH3であり、
pは、1〜90、好ましくは1〜30、よりいっそう好ましくは1または23である]
の1種以上のポリ(アルキレングリコール)(メタ)アクリレート、
(b)任意に、1種以上のC1〜C6アルキル(メタ)アクリレート、
(c)1種以上のC7〜C15アルキル(メタ)アクリレート、
(d)任意に、1種以上のC16〜C30アルキル(メタ)アクリレート
を含むモノマー組成物を重合することにより得られる、ポリアルキル(メタ)アクリレートポリマーであって、
前記ポリマーが、5000〜30000g/molの質量平均分子量を有し、かつ
前記ポリマーが、式(II)
R6は、HまたはCH3であり、
R7は、炭素原子1〜18個を有する線状または分岐状のアルキル基、または式(III)
の1種以上の連鎖移動剤を使用して製造される、前記ポリアルキル(メタ)アクリレートポリマー。 - 前記モノマー組成物が、前記モノマー組成物の全質量に対して、
(a)式(I)のポリ(アルキレングリコール)(メタ)アクリレートモノマー単位 1〜20質量%
(b)1種以上のC1〜C6アルキル(メタ)アクリレート 0〜5質量%、
(c)1種以上のC7〜C15アルキル(メタ)アクリレート 80〜99質量%、
(d)1種以上のC16〜C30アルキル(メタ)アクリレート 0〜20質量%
を含む、請求項1に記載のポリアルキル(メタ)アクリレートポリマー。 - 前記モノマー組成物が、前記モノマー組成物の全質量に対して、
(a)式(I)のポリ(アルキレングリコール)(メタ)アクリレートモノマー単位 2〜12質量%
(b)1種以上のC1〜C6アルキル(メタ)アクリレート 0.1〜2質量%、
(c)1種以上のC7〜C15アルキル(メタ)アクリレート 86〜97.9質量%、
(d)1種以上のC16〜C30アルキル(メタ)アクリレート 0〜20質量%
を含む、請求項1または2に記載のポリアルキル(メタ)アクリレートポリマー。 - 前記モノマー組成物が、前記モノマー組成物の全質量に対して、
(a)式(I)のポリ(アルキレングリコール)(メタ)アクリレートモノマー単位 3〜10質量%
(b)1種以上のC1〜C6アルキル(メタ)アクリレート 0.1〜2質量%、
(c)1種以上のC7〜C15アルキル(メタ)アクリレート 88〜96.9質量%、
(d)1種以上のC16〜C30アルキル(メタ)アクリレート 0〜20質量%
を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリアルキル(メタ)アクリレートポリマー。 - 前記ポリマーが、5000〜25000g/mol、好ましくは8000〜22000g/mol、より好ましくは10000〜20000g/molの質量平均分子量を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載のポリアルキル(メタ)アクリレートポリマー。
- 1.5〜3、好ましくは1.5〜2.5、およびより好ましくは1.6〜2.0のPDIを有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のポリアルキル(メタ)アクリレートポリマー。
- 式(II)の1種以上の連鎖移動剤の全量が、前記モノマー組成物の全質量に対して、1〜10質量%、好ましくは2〜6質量%である、請求項1〜6のいずれか1項に記載のポリアルキル(メタ)アクリレートポリマー。
- 前記連鎖移動剤が、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオンまたはそれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜7のいずれか1項に記載のポリアルキル(メタ)アクリレートポリマー。
- 請求項1〜8のいずれか1項に定義されるポリアルキル(メタ)アクリレートポリマーを製造する方法であって、前記方法が、次の工程:
(i)請求項1〜8のいずれか1項に記載のモノマー組成物を用意する工程、
(ii)前記モノマー組成物のラジカル重合を開始させて、ランダムコポリマーを得る工程
を含む、前記方法。 - (x)1種以上のベースフルード;および
(y)請求項1〜8のいずれか1項に定義される1種以上のポリアルキル(メタ)アクリレートポリマー
を含む、潤滑油組成物。 - 前記組成物の全質量に対して、0.05〜10質量%、好ましくは0.1〜8質量%、より好ましくは0.5〜6質量%、よりいっそう好ましくは1〜5質量%、最も好ましくは2〜4質量%の前記1種以上のポリアルキル(メタ)アクリレートポリマーを含む、請求項10に記載の潤滑油組成物。
- 前記組成物がさらに、粘度指数向上剤、流動点降下剤、分散剤、清浄剤、消泡剤、腐食抑制剤、酸化防止剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤または摩擦調整剤からなる群から選択される、少なくとも1種の添加剤を含む、請求項10または11に記載の潤滑油組成物。
- 金属歯車または金属ころ軸受の耐疲労性を改善するための潤滑油組成物における添加剤としての、請求項1〜8のいずれか1項に定義されるポリアルキル(メタ)アクリレートポリマーの使用。
- 前記潤滑油組成物が、変速機油、ギヤ油、エンジン油または作動油である、請求項13に記載の使用。
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