JP2754343B2 - 新規な粘度指数向上剤 - Google Patents

新規な粘度指数向上剤

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JP2754343B2
JP2754343B2 JP21208894A JP21208894A JP2754343B2 JP 2754343 B2 JP2754343 B2 JP 2754343B2 JP 21208894 A JP21208894 A JP 21208894A JP 21208894 A JP21208894 A JP 21208894A JP 2754343 B2 JP2754343 B2 JP 2754343B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、粘度指数向上剤に関す
る。更に詳しくは、異性化パラフィンを含有する高粘度
指数鉱物油用の粘度指数向上剤に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の省燃費という社会的要請によっ
て、潤滑油や作動油は低温粘度の低いことが強く望まれ
るようになってきた。これを解決する手段の一つとして
異性化パラフィンを含有する高粘度指数油、またはこれ
と通常の溶剤精製鉱物油や合成潤滑油、MLDW油との
併用が行われるようになりつつある。これに対し流動点
降下剤を用いて低温粘度を良くする試みがなされてお
り、その例としては、特開昭54−70305号公報等
に認められるが、本高粘度指数油用に好適な粘度指数向
上剤が要望されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、通常の鉱物
油と組成が著しく異なり、またこれに伴い粘度指数が高
い高粘度指数油に用いられた場合、優れた低温粘度を与
える粘度指数向上剤を開発する。特に、粘度指数115
〜150程度の高粘度指数油に幅広く効果を有する粘度
指数向上剤を開発する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、特定割合で、特定のアルキル炭素数を有する
メタクリレート系ポリマーを、近年使用されつつある高
粘度指数油に用いると極めて低い低温粘度を与えること
を見いだし本発明に至った。すなわち、本発明は、構成
単位として、アルキル基の炭素数が各々、1〜4のアル
キルメタクリレート(a1)と、12〜13のアルキル
メタクリレート(a2)、14〜15のアルキルメタク
リレート(a3)、及び必要により16〜18のアルキ
ルメタクリレート(a4)とを含有する重合体(A)か
らなり、(a2)/(a3)の重量比が4/6より大き
く6/4より小さい範囲にあり、(a2)、(a3)お
よび(a4)の合計重量に基ずき(a4)は0〜20
%、(a1)は5〜30%の範囲にある、異性化パラフ
ィンを含有する高粘度指数油用の粘度指数向上剤であ
る。
【0005】本発明に於て用いられるメタクリレート
(a1)〜(a4)とは、アルキル基の炭素数1〜18
の直鎖または/および分枝アルキル基を有するメタクリ
レート類である。これらの例としては、メチルメタクリ
レート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリ
レート、n−ブチルメタクリレート、s−ブチルメタク
リレート、t−ブチルメタクリレート、ドデシルメタク
リレート、トリデシルメタクリレート、テトラデシルメ
タクリレート、ペンタデシルメタクリレート、セチルメ
タクリレート、オクタデシルメタクリレート等が挙げら
れる。これらメタクリレートは、メタクリル酸やメチル
メタクリレート等と天然または合成アルコールとの直接
エステル化、またはエステル交換によって容易に製造す
ることができる。天然アルコールを用いればアルキル基
は直鎖のものとなり炭素数は偶数のものとなる。合成ア
ルコールを用いると、例えばドバノール(三菱油化製)
を用いるとアルキル基は直鎖と分枝の混合したものとな
り、炭素数も奇数、偶数の混合したものとなる。これら
各種のメタクリレート類の内、低温粘度の低い潤滑油等
を与える上で、(a2)/(a3)の重量比が4/6よ
り大きく6/4より小さい範囲にあり、(a2)、(a
3)および(a4)の合計重量に基ずき(a4)は0〜
20%、(a1)は5〜30%の範囲にあることが必要
である。(a4)が0〜15%の範囲にあるときに特に
好ましい。
【0006】本発明の粘度指数向上剤には、好ましい分
子量がある。通常重量平均分子量(Mw)で1〜30万
の範囲にあることが必要である。1万未満では増粘効果
が不足し、30万を越えるとせん断安定性が悪くなる。
駆動系潤滑油(マニュアルトランスミッション油、デフ
ァレンシャルギヤ油、オートマチックトランスミッショ
ン油など)に用いられる場合には、好ましくはMwが2
〜15万であり、作動油(建設機械の作動油、パワース
テアリング油、ショックアブソーバー油など)に用いら
れる場合にはMwは3〜30万の範囲にあるときに好ま
しい。尚、本分子量はポリスチレンを検量線として用い
たGPCによる値である。
【0007】本発明の粘度指数向上剤は、特定のアルキ
ルメタアクリレートからなる共重合体であるが、必要に
応じて窒素原子、酸素原子、硫黄原子から選ばれる1種
以上の原子を有する単量体を1種以上含有する重合体で
もよい。導入方法としてランダム共重合やグラフト共重
合、グラフト付加等が挙げられる。この場合には、粘度
指数向上剤に清浄分散性や抗酸化性などを付与でき好ま
しい。この例としては、USP5013468、USP
5013470、EP508012、UP460683
4、USP4036766、USP4036768、U
SP4904404、USP4812261、USP4
668412、USP4790948、USP4795
577、特開昭60−110790、特開昭62−14
1096、特開平02−296811、特開平04−2
11498等に記載されているもの等が使用できる。具
体的な例としては、ランダム共重合や、グラフト共重合
する化合物の例としては、N−ビニルピロリドン、N−
ビニルチオピロリドン、ビニルピリジン、N,N−ジア
ルキルアミノアルキレン(メタ)アクリレート(アルキ
ル基の炭素数は通常1〜4)、N,N−ジアルキルアミ
ノアルキレン(メタ)アクリルアミド(アルキル基の炭
素数は、通常1〜4)、ビニルイミダゾール、モルフォ
リノアルキル(メタ)アクリレート等や、アミノフェノ
チアジン、N−アリールフェニレンジアミン、アミノカ
ルバゾール、アミノチアゾール、アミノインドール、ア
ミノピロール、アミノイミダゾリン、アミノメルカプト
チアゾール、アミノピペリジン残基を有する(メタ)ア
クリレート誘導体等各種のものが挙げられる。また、グ
ラフト付加する化合物の例としては、メタアクリレート
の共重合時にカルボン酸化合物(無水マレイン酸、メタ
アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸など)を少量(例
えば0.5〜5重量%)共重合し、これに(ポリ)アミ
ン類でアミド化、イミド化したものや、ホルムアルデヒ
ドと(ポリ)アミン類でマンニッヒ縮合させたものなど
が挙げられる。さらには、共重合体(A)にラジカル触
媒等を用いて非ビニル化合物(例えば、フェノチアジン
類、イミダゾール類、チアゾール類、ベンゾチアゾール
類、トリアゾール類、チアゾリンジン類、ピリミジン
類、ピペラジン類、ピロリジノン類、オキサゾール類、
チオモルフォリン類等)をグラフト付加させたものなど
が挙げられる。これら各種の化合物の重合体(A)中に
おける量は、通常20重量%以下であり、好ましくは1
0重量%以下、特に好ましくは5重量%以下である。
【0008】本発明に於て、重合体(A)は構成単位と
して、30重量%未満、好ましくは20重量%未満の範
囲で,(a1)〜(a4)以外に、重合可能な二重結合
を有する他の化合物を含有することができる。これらの
例としては、例えばアルキル基の炭素数1〜30の不飽
和モノまたは/およびポリカルボン酸エステル類(オク
チルメタクリレート、i−デシルメタクリレート、エイ
コシルメタクリレート、ブチルクロトネート、オクチル
クロトネート、ドデシルクロトネート、ジブチルマレエ
ート、ジオクチルフマレート、ジラウリルマレエート、
ジステアリルフマレート、ジオクチルイタコネート、ジ
ラウリルイタコネート等)や、ビニル芳香族化合物(ス
チレン、ビニルトルエン等)、ビニルエーテル類(メチ
ルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等)、ビニル
エステル類(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等)、ア
ルファオレフィン類(デセン、ドデセン等)等が挙げら
れる。
【0009】本発明の粘度指数向上剤は、通常の方法に
よって容易に得ることができる。例えば前記したモノマ
ー類を鉱物油や溶剤中でラジカル重合することにより得
られる。この場合、重合触媒としてアゾ系(例えば、ア
ゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバレロニトリル
等)や過酸化物系(例えば、ベンゾイルパーオキシド、
クミルパーオキシド、ラウリルパーオキシド等)を用い
る。
【0010】本発明の粘度指数向上剤には、更に流動点
降下剤を含有していることが好ましい。この流動点降下
剤としては、ポリメタクリレートの従来公知のものが使
用される。例えば、アルキル基の炭素数が10〜20の
アルキルメタクリレート系のもの、又これらメタクリレ
ート系のもので組成や分子量が異なる2種類以上のもの
を組み合わせたもの(例えば、特開昭54−70305
等に記載のもの)や、更には非常に高分子量のもの(例
えばUSP5229021のものなど)等が挙げられ
る。このように流動点降下剤を含有する場合には、重合
体(A)100重量部に対し流動点降下剤は通常30重
量部以下、好ましくは20重量部以下である。
【0011】本発明の粘度指数向上剤が添加される異性
化パラフィン含有高粘度指数油とは、通常の溶剤精製な
どによって製造されるものとは、性能的にも組成的にも
大きく異なるものである。この高粘度指数油は、オラン
ダ国特許出願第7613854号や特開平5−2143
49等に記載の方法で製造されるものである。すなわ
ち、n−パラフィンを触媒を用いて水素化分解しi−パ
ラフィンに異性化した成分を含有するものである。この
時の水素化分解触媒としては、貴金属触媒などが通常用
いられる。尚、このようにして製造されたi−パラフィ
ン含有異性化鉱物油を、更に溶剤精製したものも本発明
の対象鉱物油に含まれる。このような異性化パラフィン
含有鉱物油は、通常の溶剤精製鉱物油とは組成が大きく
異なることから、粘度指数は大きく、製造法やi−パラ
フィン含量などにより異なるが通常110〜160程度
のものとなる(通常の鉱物油は、粘度指数が90〜10
5程度)。本発明の粘度指数向上剤は、異性化パラフィ
ン含有高粘度指数油単独に使用されることは当然である
が、これに通常の鉱物油や合成潤滑油、更にはMLDW
油等と混合された場合も本発明に含まれる。ここで、通
常の鉱物油とは、減圧蒸留油や脱れき油等をフルフラー
ル等により芳香族成分を溶剤で除去した後、トルエン/
メチルエチルケトン混合溶剤やプロパン溶剤により脱ろ
うしたものをいう。又、合成潤滑油とは、エステル系の
もの(トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトー
ル、ヘキサメチレンジオール等のアルコール類と脂肪酸
とのエステル類や、アジピン酸と脂肪族アルコールとの
エステルなど)やポリオレフィン系のもの(例えばデセ
ンオリゴマーなどのPAO系のものなど)である。ま
た、MLDW油とは、モービル・ルーブ・ディワキシン
グと呼ばれるプロセスで製造されるもので、具体的には
合成ゼオライト触媒などによりワックスを分解・除去し
たものである。高粘度指数油と他のものが配合されて使
用される場合も本発明に含まれるが、この場合高粘度指
数油の含量は100〜30容量%程度である。
【0012】本発明の粘度指数向上剤は高粘度指数油と
共に用いられ、低温粘度が低いとの特性を活かして、駆
動系潤滑油、作動油に最適のものとなる。
【0013】本発明の粘度指数向上剤は、他の任意成
分、例えば清浄剤(スルフォネート系、サリチレート
系、フェネート系、ナフテネート系のもの等)、分散剤
(イソブテニルコハク酸イミド系、マンニッヒ縮合物系
等)、抗酸化剤(ジンクジチオフォスフェート、アミン
系、ヒンダードフェノール系等)、油性剤(脂肪酸系、
脂肪酸エステル系等)、摩擦摩耗調整剤(モリブデンジ
チオフォスフェート、モリブデンカーバメイト等)、極
圧剤(硫黄リン系、クロル系等)を含んでいても良い。
【0014】
【実施例】以下に実施例により本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。尚、特に
断わらない限り%は重量%を表すものとする。
【0015】(実施例1)攪拌機、温度計、コンデンサ
ーを付けたガラス性の1リッター反応器に、鉱物油を3
00g入れ、窒素にて反応器中の空気を置換した後、7
0℃に温度を上げ、少量の窒素を流しつつ、単量体とし
てメチルメタクリレート(以下MMAと略す)50g,
ドデシルメタクリレートとトリデシルメタクリレートと
の混合物(ドバノールから製造したもの、以下12/1
3MAと略す)125g,テトラデシルメタクリレート
とペンタデシルメタクリレートとの混合物(ドバノール
から製造したもの、以下14/15MAと略す)100
g,セチルメタクリレートとオクタデシルメタクリレー
トの7:3重量比混合物(以下16/18MAと略す)
25g、触媒としてアゾビスバレロニトリル0.9g,
連鎖移動剤としてラウリルメルカプタン1.4gの混合
液を4時間にわたって滴下し、更に3時間同温度に保ち
重合を完結させた。その結果、Mw3.9万、Mw/M
n1.9のポリマー濃度49%の重合物を得た。本重合
物は(a2)/(a3)=5/4で、(a4)は10
%、(a1)は20%である。
【0016】(実施例2)単量体としてMMA50g,
12/13MA113g,14/15MA112g、1
6/18MA25gを使用した以外、実施例1と同様な
方法で重合を行い、Mw4.0万、Mw/Mn2.0の
ポリマー濃度49%の重合物を得た。本重合物は(a
2)/(a3)=1/1、(a4)は10%、(a1)
は20%である。
【0017】(実施例3)単量体としてMMA50g,
12/13MA100g,14/15MA125g、1
6/18MA25gを使用した以外、実施例1と同様な
方法で重合を行い、Mw4.0万、Mw/Mn1.9の
ポリマー濃度49%の重合物を得た。本重合物は(a
2)/(a3)=4/5、(a4)は10%,(a4)
は20%である。
【0018】(実施例4)単量体としてMMA60g,
12/13MA120g,14/15MA108g,1
6/18MA12gを使用した以外、実施例1と同様な
方法で重合を行い、Mw3.9万、Mw/Mn2.0の
ポリマー濃度49%の重合物を得た。本重合物は(a
2)/(a3)=5/4.5、(a4)は5%、(a
1)は25%である。
【0019】(実施例5)単量体としてMMA60g,
12/13MA120g,14/15MA120gを使
用した以外、実施例1と同様な方法で重合を行い、Mw
4.1万、Mw/Mn1.9のポリマー濃度49%の重
合物を得た。本重合物は(a2)/(a3)=1/1、
(a4)は0%、(a1)は25%である。
【0020】(比較例1)単量体としてMMA50g,
12/13MA225g,16/18MA25gを用い
た以外は実施例1と同様な方法で重合を行い、Mw3.
7万、Mw/Mn1.7のポリマー濃度49%の重合物
をえた。本重合物は(a3)成分が使用されていない。
(a4)は10%、(a1)は20%である。
【0021】(比較例2)単量体としてMMA50g,
12/13MA200g,16/18MA50gを用い
た以外は実施例1と同様な方法で重合を行い、Mw3.
8万、Mw/Mn1.9のポリマー濃度49%の重合物
を得た。本重合物は(a3)成分が使用されていない。
(a4)は20%、(a1)は20%である。
【0022】(比較例3)単量体としてMMA50g,
12/13MA162g,14/15MA25g,16
/18MA63gを用いた以外は実施例1と同様な方法
で重合を行い、Mw.9万、Mw/Mn2.0のポリマ
ー濃度49%の重合物を得た。本重合物は(a2)/
(a3)=6.5/1、(a4)は25%、(a1)は
20%である。
【0023】(比較例4)単量体としてMMA50g,
12/13MA95g、14/15MA93g,16/
18MA62gを用いる以外は、実施例1と同様な方法
で重合を行いMw3.9万、Mw/Mn1.8のポリマ
ー濃度49%の重合物を得た。本重合物は(a2)/
(a3)=1/1、(a4)は25%、(a1)は20
%である。
【0024】(比較例5)単量体としてMMA50g,
12/13MA113g、14/15MA75g,16
/18MA62gを用いる以外は、実施例1と同様な方
法で重合を行いMw3.9万、Mw/Mn1.8のポリ
マー濃度49%の重合物を得た。本重合物は(a2)/
(a3)=1.5/1、(a4)は25%、(a1)は
20%である。
【0025】(使用例1〜5及び比較使用例1〜5)実
施例1〜5の重合物、比較例1〜5の重合物を16〜1
7%、流動点降下剤としてアクルーブ122(三洋化成
工業株式会社製)1%を、高粘度指数油A(粘度指数1
23の100ニュートラル油)及び高粘度指数油B(粘
度指数138の100ニュートラル油)に各々添加し、
オートマチックトランスミッション油に必要な100℃
での動粘度を7.4〜7.6cStに調製した。これら
の−40℃での粘度を測定し表1の結果を得た。表1か
ら明らかなように本発明のものは低温時粘度が低いこと
が判る。
【0026】
【表1】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 粘度指数向上剤 高粘度指数油A 高粘度指数油B −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 1 実施例1のもの 19900cps 20400cps 2 実施例2のもの 20000 20100 使用例 3 実施例3のもの 20600 19700 4 実施例4のもの 21000 20500 5 実施例5のもの 21700 20600 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較 1 比較例1のもの 42600 36900 使用例 2 比較例2のもの 52200 35500 3 比較例3のもの 38600 40100 4 比較例4のもの 37500 42400 5 比較例5のもの 35700 40400 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【0027】(比較使用例6〜15)高粘度指数油の代
わりに通常の溶剤精製鉱物油A(粘度指数101の10
0ニュートラル油)、溶剤精製鉱物油B(粘度指数98
の100ニュートラル油)に実施例1〜5のもの、比較
例1〜5のものを使用例1〜5、比較使用例1〜5と同
様にして加え、−40℃の粘度を測定し、表2の結果を
得た。表2から判るように、通常の鉱物油を用いた場合
には、実施例1〜5、比較例1〜5の場合とも低温粘度
は余り変わらない。このことは、高粘度指数油と通常の
鉱物油とでは同じ粘度指数向上剤を用いても、低温粘度
に与える影響が随分、異なっていることを示している。
【0028】
【表2】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 粘度指数向上剤 通常鉱物油A 通常鉱物油B −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 6 実施例1のもの 41500cps 42300cps 7 実施例2のもの 43700 41800 8 実施例3のもの 42900 42400 比較 9 実施例4のもの 41600 43300 使用例 10 実施例5のもの 49500 50300 11 比較例1のもの 32500 33700 12 比較例2のもの 33200 32100 13 比較例3のもの 34500 32500 14 比較例4のもの 45300 44100 15 比較例5のもの 34000 36500 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【0029】(使用例6〜8及び比較使用例16〜1
7)実施例1,実施例4,実施例5、比較例1、比較例
3のものを用い、流動点降下剤を用いなかった以外は、
使用例1〜5、比較使用例1〜5と同様にして−40℃
粘度を測定して表3の結果を得た。
【0030】
【表3】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 粘度指数向上剤 高粘度指数油A 高粘度指数油B −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 6 実施例1のもの 32600cps 33100cps 使用例 7 実施例4のもの 32900 32800 8 実施例5のもの 34400 36200 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較例 16 比較例1のもの 74800 96700 17 比較例3のもの 86200 10万以上 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【0031】(使用例9〜11及び比較使用例18〜1
9)実施例1、実施例4、実施例5、比較例1、比較例
3のものを用い、基油として高粘度指数油A:通常鉱物
油A=50:50(容量%;基油Aと略す)、高粘度指
数油B:通常鉱物油B=50:50(容量%;基油Bと
略す)を用いた以外は、使用例1〜5、比較使用例1〜
5と同様にして−40℃粘度を測定し表4の結果を得
た。
【0032】
【表4】 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 粘度指数向上剤 基油A 基油B −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 9 実施例1のもの 26600cps 25400cps 使用例 10 実施例4のもの 25300 25700 11 実施例5のもの 24200 24800 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−− 比較 18 比較例1のもの 38200 37500 使用例 19 比較例3のもの 35500 38400 −−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【0033】
【発明の効果】以上の実施例、比較例から明らかなよう
に、本発明の向上剤を高粘度指数油に用いると、非常に
低い低温(−40℃)時粘度を与えることが判る。粘度
指数138の高粘度指数油Bにも粘度指数123の高粘
度指数油Aに対しても顕著な効果を与えていることが判
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI (C10M 169/04 101:02 145:14) C10N 30:02 40:08 40:25 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10M 145/14 C10N 30:02

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構成単位として、アルキル基の炭素数が
    各々、1〜4のアルキルメタクリレート(a1)と、1
    2〜13のアルキルメタクリレート(a2)、14〜1
    5のアルキルメタクリレート(a3)、及び必要により
    16〜18のアルキルメタクリレート(a4)とを含有
    する重合体(A)からなり、(a2)/(a3)の重量
    比が4/6より大きく6/4より小さい範囲にあり、
    (a2)、(a3)および(a4)の合計重量に基ずき
    (a4)は0〜20%、(a1)は5〜30%の範囲に
    ある、異性化パラフィンを含有する高粘度指数油用の粘
    度指数向上剤。
  2. 【請求項2】 更に流動点降下剤(B)を含有する請求
    項1に記載の向上剤。
  3. 【請求項3】 駆動系潤滑油用、作動油用である請求項
    1または2に記載の向上剤。
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