JP5913455B2 - 粘度指数向上剤及び潤滑油組成物 - Google Patents

粘度指数向上剤及び潤滑油組成物 Download PDF

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Description

本発明は、粘度指数向上剤及び粘度指数向上剤を含有してなる潤滑油組成物に関する。
自動車等に使用される潤滑油や作動油等は、高温になるほど粘度が低下するが、実用上は低温から高温までの広範囲にわたり、粘度ができるだけ変化しないことが望ましい。そこで潤滑油に粘度指数向上剤を添加して粘度の温度依存性を改善する方法が広く行われている。そのような粘度指数向上剤としては、メタクリル酸エステル共重合体(特許文献1〜4)、オレフィン共重合体(特許文献5)及びマクロモノマー共重合体(特許文献6)等が知られている。
しかしながら、上記の粘度指数向上剤は、粘度指数向上効果が未だ十分ではなく、また、実用時に長時間運転後の剪断安定性が未だ十分でないという問題があった。
特許第2732187号公報 特許第2941392号公報 特開平7−62372号公報 特開2004−307551号公報 特開2005−200454号公報 特表2008−546894号公報
本発明の目的は、粘度指数向上効果が高く、潤滑油組成物の剪断安定性、低温での貯蔵安定性に優れる粘度指数向上剤を提供することである。
本発明者等は、鋭意検討した結果、本発明に至った。すなわち本発明は、下記一般式(1)で表される(a)と、炭素数1〜4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(b)を必須構成単量体とする共重合体(A)を含有してなる粘度指数向上剤であって、(A)の溶解性パラメーターが8.5〜9.5(cal/cm1/2であり、(A)の構成単量体数の合計に基づいて(b)を70〜90モル%含有する炭化水素系合成基油用粘度指数向上剤、並びに前記粘度指数向上剤及び炭化水素系合成基油を含有してなる潤滑油組成物である。
は水素原子又はメチル基;Xは−O−又は−NH−で表される基;Aは炭素数2〜
4のアルキレン基;nは0〜20の整数であり、nが2以上の場合のAは同一でも異なっていてもよく、(AO)部分はランダム結合でもブロック結合でもよい;Rは炭素数32〜44の分岐アルキル基である。
本発明の粘度指数向上剤を含有してなる潤滑油組成物は、粘度指数向上効果が高く、剪断安定性および低温での貯蔵安定性に優れるという効果を奏する。
本発明の粘度指数向上剤は、下記一般式(1)で表される(a)と、炭素数1〜4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(b)を必須構成単量体とする共重合体(A)を含有してなる。なお、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸又はメタクリル酸を意味する。
本発明における共重合体(A)は、下記一般式(1)で表される(a)を必須構成単量体とする。一般式(1)におけるRは、水素原子又はメチル基である。これらのうち、粘度指数向上効果の観点から好ましいのは、メチル基である。
一般式(1)におけるXは、−O−又は−NH−で表される基である。これらのうち、粘度指数向上効果の観点から好ましいのは−O−で表される基である。
一般式(1)における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−ブチレン基等が挙げられる。これらのうち、粘度指数向上効果の観点から好ましいのは、エチレン基及び1,2−プロピレン基である。
一般式(1)におけるnは0〜20の数であり、粘度指数向上効果及び低温粘度の観点から、好ましくは0〜5の数であり、更に好ましくは0〜2の数である。
nが2以上の場合のAは同一でも異なっていてもよく、(AO)部分はランダム結合でもブロック結合でもよい。
一般式(1)におけるRは、炭素数32〜44の分岐アルキル基である。
炭素数32〜44の分岐アルキル基としては、2−テトラデシルオクタデシル基、2−テトラデシルイコシル基、2−ヘキサデシルオクタデシル基、2−ヘキサデシルイコシル基、2−イソヘキサデシルイソイコシル基、2−オクタデシルドコシル、2−イコシルテトラコシル、オレフィン[例えばプロピレンオリゴマー(11〜15量体)、エチレン/プロピレンオリゴマー(13〜18量体、モル比16/1〜1/11)及びイソブテンオリゴマー(8〜11量体)等]から得られるオキソアルコールから水酸基を除いた残基等が挙げられる。
炭素数32〜44の分岐アルキル基のうち、粘度指数向上効果の観点から好ましいのは、炭素数32〜40の分岐アルキル基であり、更に好ましいのは炭素数32〜36の分岐アルキル基、特に好ましいのはアルキル基の2位に分岐のある炭素数32〜36の分岐アルキル基である。
(A)を構成する(a)の割合は、粘度指数向上効果、潤滑油組成物の剪断安定性及び炭化水素系合成基油への溶解性の観点から、好ましくは10〜30モル%であり、更に好ましくは12〜26モル%、特に好ましくは14〜22モル%である。
本発明における共重合体(A)は、炭素数1〜4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(b)を必須構成単量体とする。
炭素数1〜4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(b)としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル及び(メタ)アクリル酸n−ブチルが挙げられる。
(b)のうち好ましいのは、炭素数1〜3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り、更に好ましいのは(メタ)アクリル酸メチル及び(メタ)アクリル酸エチルであり、特に好ましいのは(メタ)アクリル酸メチルである。
(A)を構成する(b)の割合は、70〜90モル%であり、粘度指数向上効果、潤滑油組成物の剪断安定度及び炭化水素系合成基油への溶解性の観点から、好ましくは72〜89モル%であり、更に好ましくは74〜88モル%、特に好ましくは78〜86モル%である。
(A)は、さらに、単量体(a)および(b)に加え、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(c)を構成単量体とする共重合体であることが、炭化水素系合成基油への溶解性および低温での貯蔵安定性の観点から好ましい。
炭素数16〜30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(c)としては、イソヘキサデシル基、2−オクチルノニル基、2−ヘキシルウンデシル基、2−エチルペンタデシル基、2−(3−メチルヘキシル)−7−メチル−ノニル基、イソオクタデシル基、1−ヘキシルトリデシル基、2−エチルヘプタデシル基、2−オクチルウンデシル基、イソイコシル基、1−ウンデシルドデシル基、1−オクチルペンタデシル基、2−デシルトリデシル基、2−デシルテトラデシル基、2−ドデシルペンタデシル基、2−ドデシルヘキサデシル基、2−ドデシルオクタドデシル基、2−テトラデシルヘキサデシル基等が挙げられる。
(c)のうち好ましいのは、炭素数18〜26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18〜24の分岐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20〜24の分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルである。
(A)を構成する(c)の割合は、炭化水素系合成基油への溶解性および低温での貯蔵安定性の観点から、好ましくは0〜15モル%であり、更に好ましくは1〜12モル%、特に好ましくは2〜10モル%である。
(A)は、更に(a)以外の窒素原子含有単量体(d)、水酸基含有単量体(e)及び/又はリン原子含有単量体(f)を構成単量体とする共重合体であることが、粘度指数向上効果の観点から好ましい。
窒素原子含有単量体(d)としては、単量体(a)を除く、以下の単量体(d1)〜(d4)が挙げられる。
アミド基含有単量体(d1):
(メタ)アクリルアミド、モノアルキル(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1〜4のアルキル基が1つ結合したもの;例えばN−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド及びN−n−又はイソブチル(メタ)アクリルアミド等]、N−(N’−モノアルキルアミノアルキル)(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1〜4のアルキル基が1つ結合したアミノアルキル基(炭素数2〜6)を有するもの;例えばN−(N’−メチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(N’−エチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(N’−イソプロピルアミノ−n−ブチル)(メタ)アクリルアミド及びN−(N’−n−又はイソブチルアミノ−n−ブチル)(メタ)アクリルアミド等]、ジアルキル(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1〜4のアルキル基が2つ結合したもの;例えばN,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド及びN,N−ジ−n−ブチル(メタ)アクリルアミド等]、N−(N’,N’−ジアルキルアミノアルキル)(メタ)アクリルアミド[アミノアルキル基の窒素原子に炭素数1〜4のアルキル基が2つ結合したアミノアルキル基(炭素数2〜6)を有するもの;例えばN−(N’,N’−ジメチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジエチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド及びN−(N’,N’−ジ−n−ブチルアミノブチル)(メタ)アクリルアミド等];N−ビニルカルボン酸アミド[N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニル−n−又はイソプロピオン酸アミド及びN−ビニルヒドロキシアセトアミド等]等が挙げられる。
ニトロ基含有単量体(d2):
4−ニトロスチレン等が挙げられる。
1〜3級アミノ基含有単量体(d3):
1級アミノ基含有単量体{炭素数3〜6のアルケニルアミン[(メタ)アリルアミン及びクロチルアミン等]、アミノアルキル(炭素数2〜6)(メタ)アクリレート[アミノエチル(メタ)アクリレート等]};2級アミノ基含有単量体{モノアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート[窒素原子に炭素数1〜6のアルキル基が1つ結合したアミノアルキル基(炭素数2〜6)を有するもの;例えばN−t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN−メチルアミノエチル(メタ)アクリレート等]、炭素数6〜12のジアルケニルアミン[ジ(メタ)アリルアミン等]};3級アミノ基含有単量体{ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート[窒素原子に炭素数1〜6のアルキル基が2つ結合したアミノアルキル基(炭素数2〜6)を有するもの;例えばN,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等]、窒素原子を有する脂環式(メタ)アクリレート[モルホリノエチル(メタ)アクリレート等]、芳香族系単量体[N−(N’,N’−ジフェニルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノスチレン、4−ビニルピリジン、2−ビニルピリジン、N−ビニルピロール、N−ビニルピロリドン及びN−ビニルチオピロリドン等]}、及びこれらの塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩又は低級アルキル(炭素数1〜8)モノカルボン酸(酢酸及びプロピオン酸等)塩等が挙げられる。
ニトリル基含有単量体(d4):
(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。
(e)のうち好ましくは、(e1)及び(e3)であり、更に好ましくは、N−(N’,N’−ジフェニルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジメチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジエチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートである。
(d)のうち好ましくは、(d1)及び(d3)であり、更に好ましくは、N−(N’,N’−ジフェニルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジメチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジエチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(N’,N’−ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートである。
水酸基含有単量体(f):
水酸基含有芳香族単量体(p−ヒドロキシスチレン等)、ヒドロキシアルキル(炭素数2〜6)(メタ)アクリレート[2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、及び2−又は3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等]、モノ−又はビス−ヒドロキシアルキル(炭素数1〜4)置換(メタ)アクリルアミド[N,N−ビス(ヒドロキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ビス(ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N,N−ビス(2−ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド等]、ビニルアルコール、炭素数3〜12のアルケノール[(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1−オクテノール及び1−ウンデセノール等]、炭素数4〜12のアルケンモノオール又はアルケンジオール[1−ブテン−3−オール、2−ブテン−1−オール及び2−ブテン−1,4−ジオール等]、ヒドロキシアルキル(炭素数1〜6)アルケニル(炭素数3〜10)エーテル(2−ヒドロキシエチルプロペニルエーテル等)、多価(3〜8価)アルコール(グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ジグリセリン、糖類及び蔗糖等)のアルケニル(炭素数3〜10)エーテル又は(メタ)アクリレート[蔗糖(メタ)アリルエーテル等]等;
ポリオキシアルキレングリコール(アルキレン基の炭素数2〜4、重合度2〜50)、ポリオキシアルキレンポリオール[上記3〜8価のアルコールのポリオキシアルキレンエーテル(アルキレン基の炭素数2〜4、重合度2〜100)]、ポリオキシアルキレングリコール又はポリオキシアルキレンポリオールのアルキル(炭素数1〜4)エーテルのモノ(メタ)アクリレート[ポリエチレングリコール(Mn:100〜300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(Mn:130〜500)モノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(Mn:110〜310)(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールエチレンオキサイド付加物(2〜30モル)(メタ)アクリレート及びモノ(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレン(Mn:150〜230)ソルビタン等]等;が挙げられる。
(e)のうち好ましいのは、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−又は3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、及びN,N−ビス(ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミドである。
リン原子含有単量体(f)としては、以下の単量体(f1)〜(f2)が挙げられる。
リン酸エステル基含有単量体(f1):
(メタ)アクリロイロキシアルキル(炭素数2〜4)リン酸エステル[(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート及び(メタ)アクリロイロキシイソプロピルホスフェート]及びリン酸アルケニルエステル[リン酸ビニル、リン酸アリル、リン酸プロペニル、リン酸イソプロペニル、リン酸ブテニル、リン酸ペンテニル、リン酸オクテニル、リン酸デセニル及びリン酸ドデセニル等]等が挙げられる。なお、「(メタ)アクリロイロキシ」は、アクリロイロキシ又はメタクリロイロキシを意味する。
ホスホノ基含有単量体(f2):
(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数2〜4)ホスホン酸[(メタ)アクリロイロキシエチルホスホン酸等]及びアルケニル(炭素数2〜12)ホスホン酸[ビニルホスホン酸、アリルホスホン酸及びオクテニルホスホン酸等]等が挙げられる。
(f)のうち好ましいのは(f1)であり、更に好ましいのは(メタ)アクリロイロキシアルキル(炭素数2〜4)リン酸エステルであり、特に好ましいのは(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェートである。
(A)は、単量体(a)〜(f)に加え、以下の単量体(g)〜(n)を構成単量体としてもよい。
炭素数8〜18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(g):
(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−ノニル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸n−ウンデシル、(メタ)アクリル酸n−ドデシル、(メタ)アクリル酸n−トリデシル、(メタ)アクリル酸n−テトラデシル、(メタ)アクリル酸n−ペンタデシル、(メタ)アクリル酸n−ヘキサデシル及び(メタ)アクリル酸n−オクタデシル等が挙げられる。
脂肪族炭化水素系単量体(h):
炭素数2〜20のアルケン(エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン及びオクタデセン等)及び炭素数4〜12のアルカジエン(ブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,6−ヘプタジエン及び1,7−オクタジエン等)等が挙げられる。
脂環式炭化水素系単量体(i):
シクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ピネン、リモネン、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が挙げられる。
芳香族炭化水素系単量体(j):
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、4−エチルスチレン、4−イソプロピルスチレン、4−ブチルスチレン、4−フェニルスチレン、4−シクロヘキシルスチレン、4−ベンジルスチレン、4−クロチルベンゼン、インデン及び2−ビニルナフタレン等が挙げられる。
ビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルケトン類(k):
炭素数2〜12の飽和脂肪酸のビニルエステル(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル及びオクタン酸ビニル等)、炭素数1〜12のアルキル、アリール又はアルコキシアルキルビニルエーテル(メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、2−エチルヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ビニル−2−メトキシエチルエーテル及びビニル−2−ブトキシエチルエーテル等)及び炭素数1〜8のアルキル又はアリールビニルケトン(メチルビニルケトン、エチルビニルケトン及びフェニルビニルケトン等)等が挙げられる。
エポキシ基含有単量体(l):
グリシジル(メタ)アクリレート及びグリシジル(メタ)アリルエーテル等が挙げられる。
ハロゲン元素含有単量体(m):
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、塩化(メタ)アリル及びハロゲン化スチレン(ジクロロスチレン等)等が挙げられる。
不飽和ポリカルボン酸のエステル(n):
不飽和ポリカルボン酸のアルキル、シクロアルキル又はアラルキルエステル[不飽和ジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸及びイタコン酸等)の炭素数1〜8のアルキルジエステル(ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルマレエート及びジオクチルマレエート)]等が挙げられる。
(A)を構成する(d)〜(n)の割合は、粘度指数向上効果の観点から、(A)の、それぞれ独立に好ましくは0〜10モル%であり、更に好ましくは1〜9モル%、特に好ましくは1〜8モル%である。
(A)の重量平均分子量(以下Mwと略記する)は、粘度指数向上効果及び潤滑油組成物の低温粘度の観点から、好ましくは5,000〜2,000,000であり、更に好ましい範囲は、潤滑油組成物の用途によって異なり、表1に記載の範囲である。
* :オートマチックトランスミッション油
** :ベルト−コンティニュアスリーバリアブルトランスミッション油
*** :マニュアルトランスミッション油
なお、(A)の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。
<Mwの測定条件>
装置 :「HLC−802A」[東ソー(株)製]
カラム :「TSK gel GMH6」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
標準 :ポリスチレン
(A)の溶解性パラメーター(以下、SP値と略記する)は、粘度指数向上効果及び潤滑油組成物の低温粘度の観点から、8.5〜9.5(cal/cm1/2であり、好ましくは9.0〜9.4(cal/cm1/2、更に好ましくは9.1〜9.3(cal/cm1/2である。
なお、(A)のSP値は、Fedors法(Polymer Engineering and Science,Feburuary,1974,Vol.14、No.2 P.147〜154)に記載の方法で算出される値である。
(A)のSP値は、(A)を構成する単量体それぞれのSP値を前記の方法で算出し、それぞれの単量体のSP値を、構成単量体単位のモル分率に基づいて平均した値である。
(A)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。
(A)のSP値と炭化水素系合成基油のSP値の差の絶対値は、粘度指数向上効果及び潤滑油組成物の低温粘度の観点から、好ましくは0.5〜1.2であり、更に好ましくは0.6〜1.0、特に好ましくは0.7〜0.9である。
(A)の結晶化温度は、好ましくは0℃以下であり、更に好ましくは−10℃以下、特に好ましくは−20℃以下である。
なお、(A)の結晶化温度は、示差走査熱量計「UNIX(登録商標)DSC7」(PERKIN−ELMER社製)を使用し、粘度指数向上剤5mgを試料とし、10℃/分の等温速度で100℃から−60℃まで冷却したときに観測される結晶化温度である。
(A)は、公知の製造方法によって得ることができ、具体的には前記単量体を溶剤中で重合触媒存在下に溶液重合することにより得る方法が挙げられる。
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。
ラジカル重合開始剤としては、公知のアゾ系開始剤(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)、過酸化物系開始剤(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)、及びレドックス系開始剤(ベンゾイルパーオキサイドと第三アミンの混合物等)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、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(A)を得ることができる。
(A)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。
本発明の粘度指数向上剤は、(A)と、(A)以外のアルキル(メタ)アクリル酸エステル系(共)重合体(B)を併用してもよい。
(B)としては、(A)以外のアルキル(メタ)アクリル酸エステル系重合体であれば特に限定しないが、炭素数1〜15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等が挙げられる。
(B)の具体例としては、メタクリル酸n−オクタデシル/メタクリル酸n−ドデシル(モル比10〜30/90〜70)共重合体、メタクリル酸n−テトラデシル/メタクリル酸n−ドデシル(モル比10〜30/90〜70)共重合体、メタクリル酸n−ヘキサデシル/メタクリル酸n−ドデシル/メタクリル酸メチル(モル比20〜40/55〜75/0〜10)共重合体及びアクリル酸n−ドデシル/メタクリル酸n−ドデシル(モル比10〜40/90〜60)共重合体等が挙げられ、これらは単独でも2種以上を併用してもよい。
(A)と(B)を併用する場合の(B)の使用量は、(A)の重量に基づいて、低温粘度の観点から好ましくは0.01〜30重量%であり、更に好ましくは0.01〜20重量%、特に好ましくは0.01〜10重量%である。
本発明の潤滑油組成物は、本発明の粘度指数向上剤及び炭化水素系合成基油を含有してなる。炭化水素系合成基油としては、ポリα−オレフィン系合成基油、環状オレフィン系基油およびGTL基油及びこれらの混合物が挙げられる。これらのうち好ましいのはポリα−オレフィン系合成基油およびGTL基油である。
炭化水素系合成基油の100℃における動粘度(JIS−K2283で測定したもの)は、粘度指数向上効果の観点から好ましくは1〜15mm/sであり、更に好ましくは2〜5mm/sである。
炭化水素系合成基油の粘度指数(JIS−K2283で測定したもの)は、粘度指数向上効果の観点から好ましくは90以上であり、更に好ましくは100以上である。
炭化水素系合成基油の曇り点(JIS−K2269で測定したもの)は、好ましくは−5℃以下であり、更に好ましくは−15℃以下である。炭化水素系合成基油の曇り点がこの範囲内であると潤滑油組成物の低温粘度が良好である。
本発明の潤滑油組成物における粘度指数向上剤の含有率は、炭化水素系合成基油の重量に基づいて、粘度指数向上剤中の(A)の重量に換算して、好ましくは1〜30重量%である。
潤滑油組成物がエンジン油として使用される場合には、100℃の動粘度が4〜10mm/sの炭化水素系合成基油に、(A)を2〜10重量%含有しているものが好ましい。
潤滑油組成物がギヤ油として使用される場合には、100℃の動粘度が2〜10mm/sの炭化水素系合成基油に、(A)を3〜30重量%含有しているものが好ましい。
潤滑油組成物が自動変速機油(ATF、belt−CVT及びMFT)として使用される場合には、100℃の動粘度が2〜6mm/sの炭化水素系合成基油に、(A)を3〜25重量%含有しているものが好ましい。
潤滑油組成物がトラクション油として使用される場合には、100℃の動粘度が1〜5mm/sの炭化水素系合成基油に、(A)を0.5〜10重量%含有しているものが好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、各種添加剤を含有してもよい。添加剤としては、以下のものが挙げられる。
(1)清浄剤:
塩基性、過塩基性又は中性の金属塩[スルフォネート(石油スルフォネート、アルキル
ベンゼンスルフォネート及びアルキルナフタレンスルフォネート等)の過塩基性又はアルカリ土類金属塩等]、サリシレート類、フェネート類、ナフテネート類、カーボネート類、フォスフォネート類及びこれらの混合物;
(2)分散剤:
コハク酸イミド類(ビス−又はモノ−ポリブテニルコハク酸イミド類)、マンニッヒ縮
合物及びボレート類等;
(3)酸化防止剤:
ヒンダードフェノール類及び芳香族2級アミン類等;
(4)油性向上剤:
長鎖脂肪酸及びそれらのエステル(オレイン酸及びオレイン酸エステル等)、長鎖アミ
ン及びそれらのアミド(オレイルアミン及びオレイルアミド等)等;
(5)摩擦摩耗調整剤:
モリブデン系及び亜鉛系化合物(モリブデンジチオフォスフェート、モリブデンジチオ
カーバメート及びジンクジアルキルジチオフォスフェート等)等;
(6)極圧剤:
硫黄系化合物(モノ又はジスルフィド、スルフォキシド及び硫黄フォスファイド化合
物)、フォスファイド化合物及び塩素系化合物(塩素化パラフィン等)等;
(7)消泡剤:
シリコン油、金属石けん、脂肪酸エステル及びフォスフェート化合物等;
(8)抗乳化剤:
4級アンモニウム塩(テトラアルキルアンモニウム塩等)、硫酸化油及びフォスフェー
ト(ポリオキシエチレン含有非イオン性界面活性剤のフォスフェート等)等;
(9)腐食防止剤:
窒素原子含有化合物(ベンゾトリアゾール及び1,3,4−チオジアゾリル−2,5−
ビスジアルキルジチオカーバメート等)等。
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<実施例1〜6、比較例1〜4>
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計、滴下ロート、窒素吹き込み管及び減圧装置を備えた反応容器に、基油A(α−オレフィン系合成基油)(SP値:8.3、100℃の動粘度:2.4mm/s、粘度指数:110)100部を投入し、別のガラス製ビーカーに、表2記載の単量体100重量部、連鎖移動剤としてのドデシルメルカプタン0.6重量部、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、20℃で撹拌、混合して単量体溶液を調製し、滴下ロートに投入した。反応容器の気相部の窒素置換(気相酸素濃度:100ppm以下)を行った後、密閉下系内温度を70〜85℃に保ちながら、2時間かけて単量体溶液を滴下し、滴下終了から2時間、85℃で熟成した後、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(A1)〜(A6)、(H1)〜(H4)からなる粘度指数向上剤(R1)〜(R6)、(S1)〜(S4)を得た。得られた共重合体(A1)〜(A6)、(H1)〜(H4)のSP値を上記の方法で計算し、Mwを上記の方法で測定した。また、粘度指数向上剤の低温貯蔵安定性を以下の方法で評価した。結果を表2に示す。単量体の重量部をモル比率に換算したものを表3に示す。
<実施例7〜8、比較例5〜6>
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、基油B(α−オレフィン系合成基油)(SP値:8.3、100℃の動粘度:4.1mm/s、粘度指数:128)400重量部、表2に記載の単量体配合物100重量部、2,2−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.05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以下)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(A7)〜(A8)、(H5)〜(H6)からなる粘度指数向上剤(R7)〜(R8)、(S5)〜(S6)を得た。得られた共重合体(A7)〜(A8)、(H5)〜(H6)のSP値を上記の方法で計算し、Mwを上記の方法で測定した。また、粘度指数向上剤の低温貯蔵安定性を以下の方法で評価した。結果を表2に示す。単量体の重量部をモル比率に換算したものを表3に示す。
<粘度指数向上剤の低温貯蔵安定性の評価方法>
粘度指数向上剤(R1)〜(R8)、(S1)〜(S6)を基油Bに対して10重量%添加し、−25℃で24時間貯蔵後の外観を目視で観察し、以下の評価基準で低温貯蔵安定性を評価した。
[評価基準]
○:外観が均一であり、共重合体の不溶解物がない
×:外観が不均一であり、共重合体の不溶解物が認められる
表2、表3に記載の単量体(a)〜(f)の組成は、以下に記載した通りである。
(a−1):メタクリル酸2−テトラデシルオクタデシル
(a−2):メタクリル酸2−ヘキサデシルイコシル
(b−1):メタクリル酸メチル
(c−1):メタクリル酸2−デシルテトラデシル
(c−2):メタクリル酸2−ドデシルヘキサデシル
(d−1):N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート
(e−1):2−ヒドロキシエチルメタクリレート
(f−1):メタクリロイロキシエチルホスフェート
(g−1):メタクリル酸ヘキサデシル
(g−2):メタクリル酸オクタデシル
<実施例9〜14、比較例7〜10(ギア油用潤滑油組成物の評価)>
撹拌装置を備えたステンレス製容器に、基油Aを投入し、得られる潤滑油組成物の100℃動粘度が4.50±0.02(mm/s)になるように、それぞれ粘度指数向上剤(R1)〜(R6)、(S1)〜(S4)を添加し、潤滑油組成物(V1)〜(V6)、(W1)〜(W4)を得た。
潤滑油組成物(V1)〜(V6)、(W1)〜(W4)の粘度指数、40℃動粘度、剪断安定度、低温粘度(−40℃)を以下の方法で測定した。結果を表3に示す。
<実施例15〜16、比較例11〜12(エンジン油用潤滑油組成物の評価)>
撹拌装置を備えたステンレス製容器に、基油Bを投入し、得られる潤滑油組成物の150℃のHTHS粘度が2.60±0.05(mm/s)になるように、それぞれ粘度指数向上剤(R7)〜(R8)、(S5)〜(S6)を添加し、潤滑油組成物(V7)〜(V8)、(W5)〜(W6)を得た。
潤滑油組成物(V7)〜(V8)、(W5)〜(W6)の粘度指数、HTHS粘度(80℃)、剪断安定度、低温粘度(−40℃)を以下の方法で測定した。結果を表4に示す。
<潤滑油組成物の粘度指数及び40℃動粘度の測定方法>
JIS−K2283の方法で測定した。
<潤滑油組成物のHTHS粘度の測定方法>
ASTM D 5481の方法で80℃で測定した。
<潤滑油組成物の低温粘度(−40℃)の測定方法>
ギア油用潤滑油組成物:JPI−5S−26−2010の方法で測定した。
エンジン油用潤滑油組成物:ASTM D 5293の方法で測定した。
<潤滑油組成物の剪断安定度(SS)の測定方法>
エンジン油用潤滑油組成物:ASTM D 6278の方法で測定した。
ギア油用潤滑油組成物:ASTM D 2603の方法で測定した。
表4、5の結果から明らかなように、本発明の粘度指数向上剤を含有してなる潤滑油組成物(実施例9〜16)は、比較例7〜12の潤滑油組成物と比較して、粘度指数向上効果が高く、剪断安定度が低く、低温粘度が低く、いずれにも優れる。
本発明の粘度指数向上剤を含有してなる潤滑油組成物は、駆動系潤滑油(MTF、デファレンシャルギヤ油、ATF及びbelt−CVTF等)、作動油(機械の作動油、パワーステアリング油及びショックアブソーバー油等)、エンジン油(ガソリン用及びディーゼル用等)及びトラクション油として好適である。

Claims (8)

  1. 下記一般式(1)で表される単量体(a)と、直鎖アルキル基の炭素数が1〜4である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(b)とを必須構成単量体とする共重合体(A)を含有してなる粘度指数向上剤であって、(A)の溶解性パラメーターが8.5〜9.5(cal/cm1/2であり、(A)の構成単量体数の合計に基づいて(b)を78〜86モル%含有する炭化水素系合成基油用粘度指数向上剤。

    [Rは水素原子又はメチル基;Xは−O−又は−NH−で表される基;Aは炭素数2〜4のアルキレン基;nは0〜20の整数であり、nが2以上の場合のAは同一でも異なっていてもよく、(AO)n部分はランダム結合でもブロック結合でもよい;Rは炭素数32〜36の分岐アルキル基である。]
  2. (A)の溶解性パラメーターと炭化水素系合成基油の溶解性パラメーターとの差の絶対値が0.5〜1.2である請求項1に記載の粘度指数向上剤。
  3. (A)が、(A)の構成単量体として更に分岐アルキル基の炭素数が16〜30である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(c)を構成単量体とする共重合体である請求項1又は2に記載の粘度指数向上剤。
  4. (A)が、(A)の構成単量体として更に(a)以外の窒素原子含有単量体(d)、水酸基含有単量体(e)及びリン原子含有単量体(f)からなる群から選ばれる一種以上を構成単量体としてなる共重合体である請求項1〜3のいずれかに記載の粘度指数向上剤。
  5. (A)の重量平均分子量が5,000〜2,000,000である請求項1〜4のいずれかに記載の粘度指数向上剤。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載の粘度指数向上剤及び炭化水素系合成基油を含有してなる潤滑油組成物。
  7. 更に清浄剤、分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、摩擦摩耗調整剤、極圧剤、消泡剤、抗乳化剤及び腐食防止剤からなる群から選ばれる一種以上の添加剤を含有してなる請求項6記載の潤滑油組成物。
  8. 炭化水素系合成基油の100℃の動粘度が1〜15mm/sであり、かつ炭化水素系合成基油の粘度指数が100以上である請求項6又は7に記載の潤滑油組成物。
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