JP2021025025A - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)沸点が400℃超〜450℃の範囲にある留分を、潤滑油組成物の全質量に対し10〜70質量%で含有する。
(2)前記(A)基油に由来する沸点が600℃を超える範囲にある留分を含まない。
(3)沸点が350℃未満の範囲にある留分の含有量が10重量%以下である。
(4)前記(A)基油として、(A1)沸点が350〜400℃の範囲にある留分を50〜99質量%含有する基油、及び(A2)沸点が400超〜450℃以下の範囲にある留分を40〜90質量%含有する基油を含み、潤滑油組成物全質量に対して(A1)成分の含有量が20〜70質量%であり、(A2)成分の含有量が25〜75質量%である。
(5)前記(B)(共)重合体が、片末端に炭素数50〜1,000のポリオレフィン構造を有し、且つ、他の末端に(メタ)アクリロキシ基を有する化合物に由来する単位を有する(共)重合体(B-1)であって、前記(B-1)(共)重合体は溶解パラメーター(SP値)9.1〜9.5(cal/cm3)1/2を有する。
(6)前記(B)(共)重合体が、
(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位と、
(ii)8〜17個の炭素原子を有するスチレンモノマー、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有するアルキル(メタ)アクリレート、アシル基中に1〜11個の炭素原子を有するビニルエステル、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有するビニルエーテル、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有する(ジ)アルキルフマレート、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有する(ジ)アルキルマレエート、およびこれらのモノマーの混合物からなる群から選択される低分子モノマー(以下、単に低分子モノマーと称する)に由来する繰り返し単位と、を含む櫛形ポリマー(B-2)であって、
モル分岐度が0.1〜10モル%の範囲内であり、
前記繰り返し単位の質量に対して、前記(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位と、前記(ii)低分子モノマーに由来する繰り返し単位と、を合計少なくとも80質量%含み、
前記(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位を8〜30質量%含むことを特徴とする櫛形ポリマー(B-2)である。
(7)前記(A)基油の100℃における動粘度が2.0〜5.0mm2/sである。
(8)前記(A)基油が鉱油及び又はGTLである。
(9)金属清浄剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、及び摩耗防止剤から選ばれる添加剤の少なくとも1をさらに含有する潤滑油組成物。
(10)内燃機関用である潤滑油組成物。
(11)ハイブリッド自動車用である潤滑油組成物。
(1)沸点が350℃〜400℃の範囲にある留分の含有量は、潤滑油組成物の全質量に対し20〜60質量%、好ましくは21〜55質量%、より好ましくは22〜52質量%、更に好ましくは24〜48質量%、特に好ましくは25〜45質量%である。上記上限を超えるとオイル消費量が増加したり、清浄性が悪化してしまう可能性があり、上記下限未満だと燃費性能が悪化してしまう可能性があり好ましくない。
(2)沸点が400℃超〜450℃の範囲にある留分の含有量は、潤滑油組成物の全質量に対して好ましくは10〜70質量%、より好ましくは15〜60質量%、更に好ましくは20〜50質量%、特に好ましくは25〜45質量%、最も好ましくは30〜40質量%である。上記上限を超えると燃費性能が悪化してしまう可能性があり、上記下限未満だとオイル消費量が増加したり、清浄性が悪化してしまう可能性があり好ましくない。
(3)沸点が450℃を超える範囲にある留分の含有量は、潤滑油組成物の全質量に対して好ましくは1〜30質量%、より好ましくは2〜25質量%、更に好ましくは5〜22質量%、特に好ましくは10〜20質量%、最も好ましくは12〜18質量%であるのがよい。
(4)(A)基油に由来する沸点が600℃を超える範囲にある留分は、含まれないことが好ましい。
(5)沸点が350℃未満の範囲にある留分の含有量は、潤滑油組成物の全質量に対して好ましくは0〜10質量%、より好ましくは0.1〜5質量%、更に好ましくは0.2〜4質量%、特に好ましくは0.5〜2質量%であるのが好ましい。
(6)沸点が370℃〜390℃の範囲にある留分の含有量は、潤滑油組成物の全質量に対して好ましくは10〜50質量%、より好ましくは15〜45質量%、更に好ましくは20〜40質量%、特に好ましくは22〜35質量%、最も好ましくは25〜30質量%である。
本発明の潤滑油組成物を構成する基油は、従来公知の基油より適宜選択することができ、上述した本発明の要件を満たすよう組み合わせて混合すればよい。上記沸点範囲の留分を有する基油は、適切な粘度を有する鉱油、合成油を単独で、または2種以上を併用して調製することができる。
本発明の潤滑油組成物は、基油(A)として、沸点が350〜400℃の範囲にある留分を50〜99質量%含有する基油(A1)を含有することが好ましい。該基油(A1)において、沸点が350〜400℃の範囲にある留分の含有量は、好ましくは55〜98質量%、更に好ましくは60〜97質量%、より好ましくは70〜96質量%、特に好ましくは75〜95質量%、最も好ましくは80〜93質量%であるのがよい。本発明の潤滑油組成物における基油(A1)の含有量は、潤滑油組成物全体量に対して20〜70質量%であるのがよく、好ましくは25〜60質量%であり、より好ましくは30〜50質量%であり、更に好ましくは35〜45質量%であるのがよい。
本発明の潤滑油組成物は、さらに、基油(A)として、400超〜450℃以下の範囲にある留分を40〜90質量%含有する基油(A2)を含有することが好ましい。該(A2)基油において、沸点が400℃超〜450℃の範囲にある留分の含有量は、より好ましくは45〜80質量%であり、更に好ましくは50〜75質量%であり、特に好ましくは55〜70質量%であり、最も好ましくは60〜65質量%である。
本発明の潤滑油組成物における基油(A2)の含有量は、潤滑油組成物全体量に対して25〜75質量%であることが好ましく、より好ましくは30〜70質量%であり、更に好ましくは35〜65質量%であり、特に好ましくは40〜60質量%であり、最も好ましくは45〜55質量%である。
より好ましくは、基油(A1)としてKV100=2.0〜4.5mm2/sのGTLを潤滑油組成物全体量に対して25〜60質量%、及び基油(A2)としてKV100=3.1〜4.5mm2/sの鉱油及び又はGTLを潤滑油組成物全体量に対して30〜70質量%の組合せであり、更に好ましくは基油(A1)としてKV100=2.0〜4.5mm2/sのGTLを潤滑油組成物全体量に対して30〜50質量%、及び基油(A2)としてKV100=3.1〜4.5mm2/sの鉱油及び又はGTLを潤滑油組成物全体量に対して30〜65質量%の組合せであり、特に好ましくは基油(A1)としてKV100=2.0〜4.5mm2/sのGTLを潤滑油組成物全体量に対して35〜40質量%、及び基油(A2)としてKV100=3.1〜4.5mm2/sの鉱油及び又はGTLを潤滑油組成物全体量に対して40〜60質量%の組合せであるのがよい。
本発明の潤滑油組成物は、粘度指数向上剤として機能する所定の(共)重合体を、潤滑油組成物全体の質量に対して0.5〜10質量%、好ましくは1.0〜8質量%、より好ましくは1.5〜6.0質量%、最も好ましくは2.0〜5.0質量%で含有することを特徴とする。上記(A)潤滑油基油を主成分として含む組成物に、該(共)重合体を上記範囲となる量で配合することにより、極低温〜高温という広い温度範囲において、粘度差の小さい潤滑油組成物を提供することができる。
また、後述するSAE30、SAE40及びSAE50を満たす潤滑油組成物を提供する場合には、該(共)重合体を、潤滑油組成物全体の質量に対して0.5〜10質量%、好ましくは1.0〜9.0質量%、より好ましくは2.0〜8.0質量%、最も好ましくは3.0〜7.5質量%で含有するのがよい。
(B1)片末端に炭素数50〜1,000のポリオレフィン構造を有し、且つ、他の末端に(メタ)アクリロキシ基を有する化合物に由来する単位を有する(共)重合体であって、溶解パラメーター(SP値)9.1〜9.5(cal/cm3)1/2を有することを特徴とする(共)重合体である。
(B2)下記(i)及び(ii)を含む櫛形ポリマーであって、
(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位、
(ii)炭素数8〜17の(アルキル)スチレンモノマー、炭素数1〜10のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート、アシル基中に炭素数1〜11のアルキル基を有するビニルエステル、炭素数1〜10のアルキル基を有するビニルエーテル、炭素数1〜10のアルキル基を有する(ジ)アルキルフマレート、炭素数1〜10のアルキル基を有する(ジ)アルキルマレエート、およびこれらのモノマーの混合物からなる群から選択される低分子モノマー(以下、単に低分子モノマーと称する)に由来する繰り返し単位、
モル分岐度が0.1〜10モル%の範囲内であり、繰り返し単位の総質量に対して、前記(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位と、前記(ii)低分子モノマーに由来する繰り返し単位とを合計少なくとも80質量%含み、前記(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位を8〜30質量%含むことを特徴とする、前記櫛形ポリマーである。
以下、各共重合体について詳細に説明する。
該(共)重合体は、炭素数50〜1,000のポリオレフィン構造を有することを特徴とする。炭素数50〜1,000のポリオレフィン構造は長鎖の非極性構造である。該構造を有することにより、該(共)重合体は、低温(例えば40℃)下においては(共)重合体の主鎖構造が纏まり基油中で分散して基油の粘度上昇を抑制できる。また、高温(例えば100℃)になると(共)重合体の主鎖構造がほどけて、従来の基油粘度を維持することができる。これにより、低温(例えば40℃)下における基油の粘度を低減しながら、高温(例えば100℃)での比較的高い粘度を確保することができ、且つ、低温における基油粘度と高温における基油粘度の差を小さくすることができる。
(1)脂肪族不飽和炭化水素[炭素数2〜36のオレフィン(例えば、エチレン、プロピレン、イソブテン、1−ブテン、2−ブテン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン及びトリコセン等)、炭素数2〜36のジエン(例えば1,2−ブタジエン、1,3−ブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン及び1,7−オクタジエン等)等]
(2)脂環式不飽和炭化水素[例えばシクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ピネン、リモネン、インデン、ビニルシクロヘキセン及びエチリデンビシクロヘプテン等]
(3)芳香族基含有不飽和炭化水素(例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン及びトリビニルベンゼン等)等が挙げられる。
これらのうち、HTHS粘度及び粘度指数の観点から、好ましくは脂肪族不飽和炭化水素であり、より好ましくは炭素数2〜36のオレフィン及び炭素数2〜36のジエンであり、更に好ましくは炭素数2〜16のオレフィン及び炭素数2〜10のジエンであり、特に好ましくはイソブテン、1−ブテン、2−ブテン又は1,3−ブタジエンを重合して成る構造が好ましい。
なお、本発明において、共重合体の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより以下の条件で測定することができる。また、上記片末端のポリオレフィン構造の炭素数は、該数平均分子量をCH2の分子量14で割り算して得られる値とした。
<ポリオレフィン系単量体のMn、及び共重合体のMwの測定条件>
装置 :「HLC−802A」[東ソー(株)製]
カラム :「TSK gel GMH6」[東ソー(株)製]2本
測定温度 :40℃
試料溶液 :0.5重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:200μl
検出装置 :屈折率検出器
基準物質 :標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,890,000)[東ソー(株)製]
Aは炭素数2〜4のアルキレン基である。炭素数2〜4のアルキレン基としては、エチレン基、1,2−又は1,3−プロピレン基、及び1,2−、1,3−又は1,4−ブチレン基が挙げられる。mは0〜10の整数であり、実効温度域でのHTHS粘度の観点から好ましくは0〜4の整数、更に好ましくは0〜2の整数である。mが2以上の場合のAは同一でも異なっていてもよく、Aが2以上の互いに異なるアルキレン基である場合に(AO)m部分はランダム結合でもブロック結合でもよい。−X1−のうち、実効温度域でのHTHS粘度の観点から好ましいのは、−O−及び−O(AO)m−であり、更に好ましくは−O−及び−O(CH2CH2O)−である。
アルキレンオキサイド付加物(Y1);上記(1)脂肪族不飽和炭化水素、(2)脂環式不飽和炭化水素及び(3)芳香族基含有不飽和炭化水素(例えば炭素数2〜36のオレフィン等)等をイオン重合触媒(ナトリウム触媒等)存在下に重合して得られたポリオレフィンに、アルキレンオキサイド(エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等)を付加して得られたもの等。
ヒドロホウ素化物(Y2);炭化水素重合体のヒドロホウ素化反応物(例えばUS4,316,973号に記載のもの)等。
無水マレイン酸−エン−アミノアルコール付加物(Y3);二重結合を有する炭化水素重合体と無水マレイン酸とのエン反応で得られた反応物を、アミノアルコールでイミド化して得られたもの等。
ヒドロホルミル−水素化物(Y4);二重結合を有する炭化水素重合体をヒドロホルミル化し、次いで水素化反応して得られたもの(例えば特開昭63−175096号に記載のもの)等。
無水マレイン酸−エン−エチレンジアミン付加物(Y5);二重結合を有する炭化水素重合体と無水マレイン酸とのエン反応で得られた反応物を、エチレンジアミンでイミド化して得られたもの等。
(Y)のうちHTHS粘度及び粘度指数の観点から好ましいのは、(Y1)、(Y2)及び(Y3)であり、更に好ましいのは、(Y1)である。
qが2以上の場合のAは同一でも異なっていてもよく、(R4O)q部分はランダム結合でもブロック結合でもよい。
単量体(b)のうち、粘度指数の観点から好ましいのは、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレートである。
中でも、HTHS粘度と粘度指数の観点から好ましいのは、炭素数12〜32の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、更に好ましいのは炭素数12〜28の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル、特に好ましいのは炭素数12〜22の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルである。
rが2以上の場合は、R7は同一でも異なっていてもよく、R7が2以上の互いに異なるアルキレン基である場合に(R7O)r部分はランダム結合でもブロック結合でもよい。
上記の中でも、粘度指数の観点から好ましいのは、炭素数12〜36の分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、更に好ましいのは炭素数14〜32の分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル、特に好ましいのは炭素数16〜28の分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルである。
共重合体(B1)を構成する単量体(b)由来の繰り返し単位の割合は、実効温度域でのHTHS粘度の観点から、共重合体(B)の重量に基づいて、好ましくは1〜80重量%であり、更に好ましくは5〜75重量%、特に好ましくは10〜70重量%、最も好ましいのは15〜65重量%である。
共重合体(B1)を構成する単量体(a)と単量体(b)との合計の割合は、実効温度域でのHTHS粘度の観点から、共重合体(B)の重量に基づいて、好ましくは10重量%以上であり、更に好ましくは15〜90重量%、特に好ましくは20〜80重量%、最も好ましいのは25〜75重量%である。
共重合体(B1)を構成する単量体(c)由来の繰り返し単位の割合は、実効温度域でのHTHS粘度観点から、共重合体(B)の重量に基づいて、好ましくは0〜50重量%であり、更に好ましくは5〜40重量%、特に好ましくは10〜40重量%である。
共重合体(B1)を構成する単量体(d)由来の繰り返し単位の割合は、実効温度域でのHTHS粘度の観点から、共重合体(B)の重量に基づいて、好ましくは0〜40重量%であり、更に好ましくは1〜35重量%、特に好ましくは2〜30重量%、最も好ましくは5〜20重量%ある。
共重合体(B1)を構成する単量体(e)由来の繰り返し単位の割合は、実効温度域でのHTHS粘度及び低温粘度の観点から、共重合体(B)の重量に基づいて、好ましくは0〜40重量%であり、更に好ましくは1〜30重量%、特に好ましくは1〜20重量%である。
共重合体(B1)のSP値が、上記下限未満だと求められる温度−粘度特性が得られず、上記上限を超えると基油への溶解性が悪化するという問題がある。
なお、共重合体(B1)のSP値は、Fedors法(Polymer Engineering and Science,February,1974,Vol.14、No.2 P.147〜154)に記載の方法で算出される値である。
共重合体(B1)のSP値は、使用する単量体のSP値、モル分率を適宜調整することにより調整することができる。
溶剤としては、トルエン、キシレン、炭素数9〜10のアルキルベンゼン、メチルエチルケトン及び鉱物油等が挙げられる。
重合触媒としては、アゾ系触媒(2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等)、過酸化物系触媒(ベンゾイルパーオキサイド、クミルパーオキサイド及びラウリルパーオキサイド等)及びレドックス系触媒(ベンゾイルパーオキサイドと3級アミンの混合物等)が挙げられる。更に必要により、公知の連鎖移動剤(炭素数2〜20のアルキルメルカプタン等)を使用することもできる。
重合温度は、工業化の観点から好ましくは25〜140℃であり、更に好ましくは50〜120℃である。また、上記の溶液重合の他に、塊状重合、乳化重合又は懸濁重合により共重合体(B−1)を得ることができる。共重合体の重合形態としては、ランダム付加重合体又は交互共重合体のいずれでもよく、また、グラフト共重合体又はブロック共重合体のいずれでもよい。
(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位と、
(ii)炭素数8〜17の(アルキル)スチレンモノマー、炭素数1〜10のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート、アシル基中に炭素数1〜11のアルキル基を有するビニルエステル、炭素数1〜10のアルキル基を有するビニルエーテル、炭素数1〜10のアルキル基を有する(ジ)アルキルフマレート、炭素数1〜10のアルキル基を有する(ジ)アルキルマレエート、およびこれらのモノマーの混合物からなる群から選択される低分子モノマー(以下、単に低分子モノマーと称する)に由来する繰り返し単位を含む櫛形ポリマーであって、
モル分岐度が0.1〜10モル%の範囲内であり、
繰り返し単位の総質量に対して、前記(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位と、前記(ii)低分子モノマーに由来する繰り返し単位と、を合計少なくとも80質量%含み、前記(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位を8〜30質量%含む、前記櫛形ポリマーである。
尚、本発明において使用する「櫛形ポリマー」とは、比較的長い側鎖がポリマー主鎖に結合していることを意味する。側鎖はアルケン又はアルカジエン等のオレフィンの繰り返し単位を有し、主鎖は低分子モノマーに由来する繰り返し単位を有する。
当該共重合体の詳細な製造方法は特許第3474918号に記載の通りである。
すなわち、本発明の潤滑油組成物の40℃における動粘度(mm2/s)は10〜60mm2/sであり、好ましくは10〜40mm2/sであり、より好ましくは15〜35mm2/sであり、より好ましくは20〜30mm2/sであり、更に好ましくは22〜27mm2/sである。
本発明の潤滑油組成物の100℃における動粘度(mm2/s)は5〜22mm2/sであり、好ましくは5〜12mm2/sであり、好ましくは5〜10mm2/sであり、より好ましくは5.5〜9.0mm2/sであり、更に好ましくは6.0〜8.5mm2/sであり、特に好ましくは6.5〜8.0mm2/sであり、最も好ましくは7.0〜7.8mm2/sである。
特には、本発明の潤滑油組成物の0℃における動粘度(mm2/s)は60〜250mm2/sであり、好ましくは60〜180mm2/sであり、好ましくは80〜170mm2/sであり、より好ましくは100〜165mm2/sであり、更に好ましくは120〜160m2/sであり、最も好ましくは140〜155mm2/sである。
更には、本発明の潤滑油組成物は100℃超えの高温温度範囲においても、上記100℃における動粘度と同等の粘度を有することが期待できる。
中でも潤滑油組成物が100℃における動粘度6.9以上9.3未満である本発明の潤滑油組成物はSAE粘度分類におけるSAE20を満たし、100℃における動粘度6.1以上8.2未満である本発明の潤滑油組成物はSAE粘度分類におけるSAE16を満たす。
SAE30を満たす動粘度とは、潤滑油組成物の100℃における動粘度が9.3mm2/s以上12.5mm2/s未満である。この場合SAE粘度分類ではないが、0℃における動粘度(mm2/s)は好ましくは120〜200mm2/sであり、より好ましくは140〜190mm2/sであり、40℃における動粘度(mm2/s)は好ましくは15〜60mm2/sであり、より好ましくは20〜50mm2/sであり、特に好ましくは25〜40mm2/sである。
SAE40を満たす動粘度とは、潤滑油組成物の100℃における動粘度が12.5mm2/s以上16.3mm2/s未満である。この場合SAE粘度分類ではないが、0℃における動粘度(mm2/s)は好ましくは140〜230mm2/sであり、より好ましくは150〜200mm2/sであり、40℃における動粘度(mm2/s)は好ましくは15〜60mm2/sであり、より好ましくは20〜50mm2/sであり、特に好ましくは25〜40mm2/sである。
SAE50を満たす動粘度とは、潤滑油組成物の100℃における動粘度が16.3mm2/s以上21.9mm2/s未満である。この場合SAE粘度分類ではないが、0℃における動粘度(mm2/s)は好ましくは160〜250mm2/sであり、より好ましくは180〜230mm2/sであり、40℃における動粘度(mm2/s)は好ましくは15〜60mm2/sであり、より好ましくは20〜50mm2/sであり、特に好ましくは25〜40mm2/sである。
このような、SAE30、SAE40、SAE50を満たす潤滑油組成物は、上述した本願発明の構成を有する潤滑油組成物において、共重合体の量を多めに配合することで得られる。即ち、(B)共重合体の量は0.5〜10質量%、好ましくは1.0〜9.0質量%、より好ましくは2.0〜8.0質量%、最も好ましくは3.0〜7.5質量%であるのがよい。
(A)基油、及び(B)(共)重合体を含み、NOACK蒸発量15質量%以上25質量%未満を有する潤滑油組成物であって、前記(B)成分が重合性モノマー由来の繰り返し単位を有する主鎖とポリオレフィン構造を有する側鎖とを有する(共)重合体であり、該(B)成分の量が潤滑油組成物の全質量に対し0.5〜10質量%であり、及び、沸点が350℃〜400℃の範囲にある留分を該潤滑油組成物の全質量に対し20〜60質量%で含有し、100℃における動粘度9.3以上21.9mm2/s未満を有し、0℃における動粘度120〜250mm2/sを有することを特徴とする、潤滑油組成物を提供する。
(1)沸点が400℃超〜450℃の範囲にある留分を、潤滑油組成物の全質量に対し10〜70質量%で含有する。
(2)前記(A)基油に由来する沸点が600℃を超える範囲にある留分を含まない。
(3)沸点が350℃未満の範囲にある留分の含有量が10重量%以下である。
(4)沸点が370℃〜390℃の範囲にある留分を、潤滑油組成物の全質量に対し10〜50質量%で含有する。
(5)前記(A)基油として、(A1)沸点が350〜400℃の範囲にある留分を50〜99質量%含有する基油、及び(A2)沸点が400超〜450℃以下の範囲にある留分を40〜90質量%含有する基油を含み、潤滑油組成物全質量に対して(A1)成分の含有量が20〜70質量%であり、(A2)成分の含有量が25〜75質量%である。
(6)前記(B)(共)重合体が、片末端に炭素数50〜1,000のポリオレフィン構造を有し、且つ、他の末端に(メタ)アクリロキシ基を有する化合物に由来する単位を有する(共)重合体(B-1)であって、前記(B-1)(共)重合体は溶解パラメーター(SP値)9.1〜9.5(cal/cm3)1/2を有する。
(7)前記(B)(共)重合体が、
(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位と、
(ii)8〜17個の炭素原子を有するスチレンモノマー、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有するアルキル(メタ)アクリレート、アシル基中に1〜11個の炭素原子を有するビニルエステル、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有するビニルエーテル、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有する(ジ)アルキルフマレート、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有する(ジ)アルキルマレエート、およびこれらのモノマーの混合物からなる群から選択される低分子モノマー(以下、単に低分子モノマーと称する)に由来する繰り返し単位と、を含む櫛形ポリマー(B-2)であって、
モル分岐度が0.1〜10モル%の範囲内であり、
前記繰り返し単位の質量に対して、前記(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位と、前記(ii)低分子モノマーに由来する繰り返し単位と、を合計少なくとも80質量%含み、
前記(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位を8〜30質量%含むことを特徴とする櫛形ポリマー(B-2)である。
(8)前記(A)基油の100℃における動粘度が2.0〜5.0mm2/sである。
(9)前記(A)基油が鉱油及び又はGTLである。
(10)金属清浄剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、及び摩耗防止剤から選ばれる添加剤の少なくとも1をさらに含有する潤滑油組成物。
(11)内燃機関用である潤滑油組成物。
(12)ハイブリッド自動車用である潤滑油組成物。
該潤滑油組成物の蒸留性状、(A)成分及び(B)成分の詳細については上記で説明した内容が適用される。その他の成分については後述する。
さらに好ましい態様としては、本発明の潤滑油組成物の0℃における動粘度(mm2/s)と100℃における動粘度(mm2/s)の比[(0℃における動粘度(mm2/s))/(100℃における動粘度(mm2/s))]は25以下であることが好ましい。より好ましくは23以下、更に好ましくは21以下、特に好ましくは20以下、更に特に好ましくは19以下、最も好ましくは18以下である。
当該SAE30、SAE40、SAE50を満たす態様の潤滑油組成物の40℃における動粘度(mm2/s)と100℃における動粘度(mm2/s)の比[(40℃における動粘度(mm2/s))/(100℃における動粘度(mm2/s))]は3.4以下であることが好ましい。より好ましくは3.1以下、更に好ましくは2.9以下、特に好ましくは2.6以下、最も好ましくは2.3以下である。当該SAE30、SAE40、SAE50を満たす態様の潤滑油組成物の0℃における動粘度(mm2/s)と100℃における動粘度(mm2/s)の比[(0℃における動粘度(mm2/s))/(100℃における動粘度(mm2/s))]は25以下であることが好ましく、より好ましくは20以下、更に好ましくは18以下、特に好ましくは16以下、更に特に好ましくは14以下、最も好ましくは12以下である。
当該SAE30を満たす態様の潤滑油組成物の150℃での高温高せん断粘度(HTHS150)は2.9mPa・s以上であり、好ましくは5.0mPa・s以下、より好ましくは4.5mPa・s以下、更に好ましくは4.0mPa・s以下である。SAE40を満たす態様の潤滑油組成物の150℃での高温高せん断粘度(HTHS150)は3.5mPa・s以上であり、好ましくは5.5mPa・s以下、より好ましくは5.0mPa・s以下、更に好ましくは4.5mPa・s以下である。SAE50を満たす態様の潤滑油組成物の150℃での高温高せん断粘度(HTHS150)は3.7mPa・s以上であり、好ましくは6.0mPa・s以下、より好ましくは5.5mPa・s以下、更に好ましくは5.0mPa・s以下である。
当該SAE30を満たす態様の潤滑油組成物の100℃での高温高せん断粘度(HTHS100)は8.0mPa・s以下が好ましく、より好ましくは7.0mPa・s以下、更に好ましくは6.0mPa・s以下である。SAE40を満たす態様の潤滑油組成物の100℃での高温高せん断粘度(HTHS100)は9.0mPa・s以下が好ましく、より好ましくは8.0mPa・s以下、更に好ましくは7.0mPa・s以下である。SAE50を満たす態様の潤滑油組成物の100℃での高温高せん断粘度(HTHS100)は10.0mPa・s以下が好ましく、より好ましくは9.0mPa・s以下、更に好ましくは8.0mPa・s以下である。
当該SAE30、SAE40、SAE50を満たす態様の潤滑油組成物100℃のHTHSの値と150℃でのHTHSと値の比(HTHS100/HTHS150)は2.0以下が好ましい。より好ましくは1.9以下、さらに好ましくは1.8以下、最も好ましくは1.7以下である。
尚、本発明において100℃でのHTHSは、ASTM D6616に準拠して測定され、150℃でのHTHS150は、ASTMD4683に準拠して測定される。
摩擦調整剤は特に制限されず、従来公知のものを使用することができる。例えば、モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)およびモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)等の硫黄を含有する有機モリブデン化合物、モリブデン化合物と硫黄含有有機化合物又はその他の有機化合物との錯体、ならびに硫化モリブデンおよび硫化モリブデン酸等の硫黄含有モリブデン化合物とアルケニルコハク酸イミドとの錯体等を挙げることができる。上記モリブデン化合物としては、例えば、二酸化モリブデンおよび三酸化モリブデン等の酸化モリブデン、オルトモリブデン酸、パラモリブデン酸および(ポリ)硫化モリブデン酸等のモリブデン酸、これらモリブデン酸の金属塩およびアンモニウム塩等のモリブデン酸塩、二硫化モリブデン、三硫化モリブデン、五硫化モリブデンおよびポリ硫化モリブデン等の硫化モリブデン、硫化モリブデン酸、硫化モリブデン酸の金属塩又はアミン塩、塩化モリブデン等のハロゲン化モリブデン等が挙げられる。上記硫黄含有有機化合物としては、例えば、アルキル(チオ)キサンテート、チアジアゾール、メルカプトチアジアゾール、チオカーボネート、テトラハイドロカルビルチウラムジスルフィド、ビス(ジ(チオ)ハイドロカルビルジチオホスホネート)ジスルフィド、有機(ポリ)サルファイドおよび硫化エステル等が挙げられる。特に、モリブデンジチオホスフェート(MoDTP)およびモリブデンジチオカーバメート(MoDTC)等の有機モリブデン化合物が好ましい。
摩耗防止剤は、従来公知のものを使用することができる。中でも、リンを有する摩耗防止剤が好ましく、特にはジチオリン酸亜鉛(ZnDTP(ZDDPともいう))が好ましい。また、ジチオカルバミン酸亜鉛(ZnDTC)を組合せて使用してもよい。
金属清浄剤としてはアルカリ金属又はアルカリ土類金属を有する清浄剤が挙げられる。例えば、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するスルフォネート、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するサリシレート、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有するフェネートが挙げられるが、これに限定されない。また、アルカリ金属又はアルカリ土類金属としては、マグネシウム、バリウム、ナトリウム、及びカルシウムが挙げられるが、これに限定されない。
酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系等の無灰酸化防止剤、銅系、モリブデン系等の金属系酸化防止剤が挙げられる。例えば、フェノール系無灰酸化防止剤としては、4,4’−メチレンビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、4,4’−ビス(2,6−ジ−tert−ブチルフェノール)、イソオクチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート等が、アミン系無灰酸化防止剤としては、フェニル−α−ナフチルアミン、アルキルフェニル−α−ナフチルアミン、ジアルキルジフェニルアミン等が挙げられる。酸化防止剤は、通常、潤滑油組成物中に0.1〜5質量%で配合される。
基油1:GroupIII:GTL基油1(100℃の動粘度:4.1mm2/s、VI=131)
基油2:GroupIII:GTL基油2(100℃の動粘度:2.7mm2/s、VI=113)
基油3:GroupIII:鉱油1(100℃の動粘度:4.2mm2/s、VI=125)
基油4:GroupIII:鉱油2(100℃の動粘度:3.0mm2/s、VI=107)
基油5:GroupIV:PAO1(100℃の動粘度:3.7mm2/s、VI=122)
基油6:GroupII:鉱油3(100℃の動粘度:2.3mm2/s、VI=102)
基油7:GroupIII:鉱油4(100℃の動粘度:4.1mm2/s、VI=134)
実施例及び比較例にて使用した各共重合体における単量体(a)〜(e−2)由来の単位の比率を下記表に示す。
(a):下記(Y1)のメタクリル酸エステル化物[Mn:5,000]
(Y1):水素化ポリブタジエンの片末端水酸基含有重合体(商品名;KrasolHLBH−5000M、Cray Valley製、1,2−ブチレン比率;65モル%、水酸基価;10.4mgKOH/g)[(Y1)の合計構成単位数に基づく、イソブチレン及び1,2−ブチレンの合計は65モル%、(Y1)の結晶化温度−60℃以下]
(b):ブトキシエチルメタクリレート
(c−1):メタクリル酸メチル
(c−2):メタクリル酸ブチル
(d−1):メタクリル酸n−ドデシル
(d−2):メタクリル酸n−テトラデシル
(e−1):メタクリル酸2−n−デシルテトラデシル
(e−2):メタクリル酸2−n−ドデシルヘキサデシル
共重合体(B1A)の調製
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、上記基油3を400重量部、単量体(a)〜(e−2)を上記表2に記載の共重合体(B1A)の組成にて合計100重量部となる量、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.5重量部及び2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)0.2重量部を投入し、窒素置換(気相酸素濃度100ppm)を行った後、密閉下、撹拌しながら76℃に昇温し、同温度で4時間重合反応を行った。120〜130℃に昇温後、同温度で減圧下(0.027〜0.040MPa)未反応の単量体を2時間かけて除去し、共重合体(B1A)及び基油3を含有する添加剤組成物を得た。得られた共重合体(B1A)のSP値は上述した方法で計算した。Mwは上記の方法で測定した。
尚、実施例8で用いた共重合体(B1A)は溶剤として上記基油3に替えて基油1を用いた以外は上記と同じ方法で調製し、共重合体(B1A)及び基油1を含有する添加剤組成物とした。
共重合体(B1B、B1C、B1D)の調製
上記表2に記載の各構成となるように各単量体(a)〜(e−2)を配合した他は上記調製例1の手順を繰り返して重合反応を行い、共重合体(B1B)、共重合体(B1C)又は共重合体(B1D)及び基油3を含有する添加剤組成物を調製した。重合時間は適宜調整された。
上記調製例1又は2で得た各添加剤組成物、その他の添加剤、及び基油1〜基油7を下記表3、表6、表9、又は表12に記載の配合量にて混合して潤滑油組成物を得た。なお、表3、表6、表9及び表12の共重合体(B1A)〜(B1D)の含有量とは、潤滑油組成物全体の量を100重量%とした該潤滑油組成物に含まれる共重合体のみの量(重量%)である。上記添加剤組成物中に溶剤として含まれていた基油3の量は、潤滑油組成物中に含まれる基油3の量(潤滑油組成物全体を100重量%とした重量%)として記載した。同様に、実施例8においては、添加剤組成物中に溶剤として含まれていた基油1の量は、潤滑油組成物中に含まれる基油1の量(潤滑油組成物全体を100重量%とした重量%)として記載した。
共重合体(B2A)〜(B2C)は以下の構成を有する。
(B2A):hPBDMM4800 注1) 28.0質量%、n−ブチルメタクリレート 58.0質量%、及びスチレン14質量%の混合物を重合させて成る櫛形ポリマー(Mw=191000g/mol、モル分岐度=1.0%、多分散性指数(PDI)=3.5)
(B2B):hPBDMM4800 注1) 12.0質量%、n−ブチルメタクリレート 83.0質量%、及び炭素数12〜14のアルキル基を有するアルキルメタクリレート混合物5質量%の混合物を重合させて成る櫛形ポリマー(Mw=374000g/mol、モル分岐度=0.4%、多分散性指数(PDI)=4.5)
(B2C):hPBDMM4800 注1) 16.0質量%、n−ブチルメタクリレート 67.0質量%、スチレン 12質量%、及び炭素数12〜14のアルキル基を有するアルキルメタクリレート混合物5質量%の混合物を重合させて成る櫛形ポリマー(Mw=352000g/mol、モル分岐度=0.5%、多分散性指数(PDI)=3.7)
注1)上記hPBDMM4800とは、CrayValley(フランス国パリ)が提供する、水素化ポリブタジエンであり、Mn=4800g/モル、TM=−25℃、及びマクロモノマー官能度(fMM)の範囲90〜95%のマクロモノマーである。
共重合体(B2A)の調製
4口フラスコと精密ガラスサーベル撹拌機を備える装置に、前記B2Aの組成を示す低分子モノマーの混合物とマクロモノマーとの混合物600gと、400gの基油3とを装入した。窒素下で115℃まで加熱したあと、2,2−ビス−tert−ブチルペルオキシブタン1.2gを添加し、温度を維持した。開始剤の最初の添加の3時間後および6時間後に、新たに2,2−ビス−tert−ブチルペルオキシブタン1.2gをそれぞれ供給し、混合物を115℃で一晩攪拌した。翌日、500gの基油3で混合物を固形分60%から40%に希釈し、鉱物油中の櫛形ポリマーの40%溶液1500gを得た。
共重合体B2B及び共重合体B2Cも上記と同様にして調製した。
上記共重合体B2A、B2B、及びB2C、その他添加剤及び基油1〜基油7を下記表3又は6記載の配合量(潤滑油組成物全体の量を100重量%とした重量%)にて混合して潤滑油組成物を得た。
・共重合体B3:ポリアルキルメタクリレート(PMA):せん断安定度指数(SSI)値20
・共重合体B4:エチレン-プロピレンコポリマー:せん断安定度指数(SSI)値50
・共重合体B5:星型イソプレンコポリマー:せん断安定度指数(SSI)値9
・共重合体B6:イソプレン/スチレンジブロックコポリマー:せん断安定度指数(SSI)値15
なお、実施例1及び実施例5はSAE16、実施例2、実施例3、実施例4、実施例6及び実施例8はSAE20、実施例7、実施例11及び実施例14はSAE30、実施例9、実施例12、実施例13及び実施例15はSAE40、実施例10及び実施例16はSAE50の粘度分類(150℃での高温高せん断粘度(HTHS150))をそれぞれ満たす潤滑油組成物である。
動粘度は、ASTMD 445に準拠する方法にて、0℃、40℃及び100℃にて測定した。
粘度指数はASTMD 2270に準拠する方法にて計算した。
100℃での高温高せん断粘度(HTHS100)は、ASTM D6616に準拠し、150℃での高温高せん断粘度(HTHS150)は、ASTMD4683に準拠して測定した。
−35℃でのCCS粘度(CCS粘度)は、ASTM D5293に準拠して測定した。
NOACK蒸発量はASTM D 5800に準拠して250℃1時間で測定された。
実施例1、2及び7の潤滑油組成物について0℃における動粘度と100℃における動粘度との差を示すグラフ(実線)、及び比較例1、9及び11の潤滑油組成物について0℃における動粘度と100℃における動粘度との差を示すグラフ(点線)を図1に示す。図1からもわかる通り、本発明の潤滑油組成物では、極低温(0℃)での動粘度と高温(100℃)での動粘度の差が、比較例の潤滑油組成物における粘度差に比較して小さい。当該潤滑油組成物は、燃費の低減を可能とする。
Claims (12)
- (A)基油、及び(B)(共)重合体を含み、NOACK蒸発量15質量%以上25質量%未満を有する潤滑油組成物であって、前記(B)成分が重合性モノマー由来の繰り返し単位を有する主鎖とポリオレフィン構造を有する側鎖とを有する(共)重合体であり、該(B)成分の量が潤滑油組成物の全質量に対し0.5〜10質量%であり、及び、沸点が350℃〜400℃の範囲にある留分を該潤滑油組成物の全質量に対し20〜60質量%で含有することを特徴とする、前記潤滑油組成物。
- 沸点が400℃超〜450℃の範囲にある前記(A)基油に由来する留分を、潤滑油組成物の全質量に対し10〜70質量%で含有する、請求項1に記載の潤滑油組成物。
- 沸点が600℃を超える範囲にある前記(A)基油に由来する留分を含まない、請求項1又は2に記載の潤滑油組成物。
- 沸点が350℃未満の範囲にある留分の含有量が10質量%以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 前記(A)基油として、(A1)沸点が350〜400℃の範囲にある留分を50〜99質量%含有する基油、及び(A2)沸点が400超〜450℃以下の範囲にある留分を40〜90質量%含有する基油を含み、潤滑油組成物全質量に対し、(A1)成分の含有量が20〜70質量%であり(A2)成分の含有量が25〜75質量%である、請求項1〜4のいずれか1項記載の組成物。
- 前記(B)(共)重合体が、片末端に炭素数50〜1,000のポリオレフィン構造を有し、且つ、他の末端に(メタ)アクリロキシ基を有する化合物に由来する単位を有する(共)重合体(B1)であって、前記(B1)(共)重合体は溶解パラメーター(SP値)9.1〜9.5(cal/cm3)1/2を有することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 前記(B)(共)重合体が、
(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位と、
(ii)8〜17個の炭素原子を有するスチレンモノマー、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有するアルキル(メタ)アクリレート、アシル基中に1〜11個の炭素原子を有するビニルエステル、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有するビニルエーテル、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有する(ジ)アルキルフマレート、アルコール基中に1〜10個の炭素原子を有する(ジ)アルキルマレエート、およびこれらのモノマーの混合物からなる群から選択される低分子モノマー(以下、単に低分子モノマーと称する)に由来する繰り返し単位と、を含む櫛形ポリマー(B2)であって、
モル分岐度が0.1〜10モル%の範囲内であり、
前記繰り返し単位の質量に対して、前記(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位と、前記(ii)低分子モノマーに由来する繰り返し単位と、を合計少なくとも80質量%含み、
前記(i)ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位を8〜30質量%含むことを特徴とする櫛形ポリマー(B2)であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。 - 前記(A)基油の100℃における動粘度が2.0〜5.0mm2/sであることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 前記(A)基油が鉱油及び又はGTLであることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 金属清浄剤、摩擦調整剤、酸化防止剤、及び摩耗防止剤から選ばれる添加剤の少なくとも1をさらに含有する請求項1〜9のいずれか1項記載の潤滑油組成物。
- 内燃機関用である、請求項10記載の潤滑油組成物。
- ハイブリッド自動車用である、請求項10記載の潤滑油組成物。
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