JP7354008B2 - 摩擦調整剤及び潤滑油組成物 - Google Patents

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Description

本発明は、摩擦調整剤及び摩擦調整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、省燃費性の追求により近年低粘度化が進んでいる。低粘度化により流体潤滑領域の摩擦抵抗が下がり省燃費性が向上する一方、混合潤滑領域及び境界潤滑領域の高い圧力下では摩耗が発生しやすく、こうした摩耗を防止するため摩擦調整剤を使用することが一般的である。
燃費を改善する摩擦調整剤は主に4つに分類され、その4つとは低荷重下における摩擦面に油膜を形成し、摩擦および摩耗を減少させる油性向上剤、摩擦面で2次的化合物の保護膜を形成し,摩耗を防止する摩耗防止剤、極圧潤滑状態における焼付きや,スカッフィングを防止する極圧剤、摩擦面に物理的、化学的に吸着し、摩擦係数を制御する摩擦制御剤である。
現在一般的に使用されている摩擦調整剤は油性向上剤として長鎖脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、摩耗防止剤としてリン酸エステル、ジチオリン酸亜鉛、極圧剤として有機硫黄、有機ハロゲン化合物、摩擦制御剤としては有機モリブデン化合物等が挙げられる。
高分子タイプの摩擦調整剤としては、α‐オレフィンとフマル酸エステルからなる共重合体(特許文献1)、ヒドロキシル基を有するアクリル酸エステル共重合体(特許文献2)、親水性ポリマーユニットとポリオレフィンユニットを有するポリエステル(特許文献3)、極性セグメントユニットと疎水性セグメントユニットからなるブロック構造を有するメタクリル酸エステル共重合体(特許文献4)、リン官能基化されたメタクリル酸エステル共重合体(特許文献5)、カルボキシル基を有する鎖状ポリメタクリレートポリマー、オレフィンコポリマー(特許文献6)等が知られている。
しかしながら、特許文献1~5の高分子摩擦調整剤は、低温域から中温域の条件下で使用される場合は摩擦低減効果が未だ十分ではないという問題があった。また、特許文献6の摩擦調整剤は、低温条件での滑り摩擦条件において効果は発揮するが、転がり摩擦条件下では摩擦低減効果が十分ではないという問題があった。
特許第3730660号公報 特許第5822706号公報 特許第5684832号公報 特開第4686444号公報 特表2014-518925号公報 特開2016-210941号公報
本発明の目的は、40~80℃前後の低温域から中温域の条件下で使用される場合でも滑り摩擦及び転がり摩擦の低減効果に優れる摩擦調整剤;摩擦調整剤を含有してなる潤滑油組成物を提供することである。
本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表される単量体(a1)、下記一般式(2)で表される単量体(a2)及び下記一般式(3)で表される単量体(a3)からなる群より選ばれる少なくとも1種のカルボキシル基を有する単量体(a)を構成単量体として含む(共)重合体(A)を含有してなる摩擦調整剤;並びに前記摩擦調整剤と粘度指数向上剤、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、極圧剤、消泡剤、抗乳化剤、腐食防止剤及び流動点効果剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加剤とを含む潤滑油組成物である。

[式(1)中のRは水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;Rは炭素数1~10のアルキレン基;ROは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;Rは炭素数1~12のアルキレン基を表す。pは~10の整数であり、pが2以上の場合のROは同一でも異なっていてもよい。]
[式(2)中のRは水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;Rは炭素数1~10のアルキレン基;ROは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;Rはそれぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基を表す。qは0~10の整数であり、qが2以上の場合のROは同一でも異なっていてもよい。]
[式(3)中のRは水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;R10は炭素数1~10のアルキレン基;R11Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;R12はそれぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基を表す。rは0~10の整数であり、rが2以上の場合のR11Oは同一でも異なっていてもよい。]
本発明の摩擦調整剤を含む潤滑油組成物は、低温域から中温域の条件下での摩擦低減に優れるという効果を奏する。
本発明の摩擦調整剤は、下記一般式(1)で表される単量体(a1)、下記一般式(2)で表される単量体(a2)及び下記一般式(3)で表される単量体(a3)からなる群より選ばれる少なくとも1種のカルボキシル基を有する単量体(a)を構成単量体として含む(共)重合体(A)を含有する。
本発明の摩擦調整剤は、カルボキシル基を有する単量体(a)を構成単量体として含む(共)重合体(A)を含有することにより、主鎖から少し離れた位置にあるカルボキシル基の金属表面への強い吸着能力により、従来の摩擦調整剤よりも低温域から中温域の条件下での摩擦(滑り摩擦及び転がり摩擦)低減効果を達成することができると推察される。また、カルボキシル基付近にエステル基を有することにより、カルボキシル基の金属表面への吸着能力をさらに高めることができると推察される。
Figure 0007354008000004
[式(1)中のRは水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;Rは炭素数1~10のアルキレン基;ROは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;Rは炭素数1~12のアルキレン基を表す。pは0~10の整数であり、pが2以上の場合のROは同一でも異なっていてもよい。]
Figure 0007354008000005
[式(2)中のRは水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;Rは炭素数1~10のアルキレン基;ROは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;
はそれぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基を表す。qは0~10の整数であり、qが2以上の場合のROは同一でも異なっていてもよい。]
Figure 0007354008000006
[式(3)中のRは水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;R10は炭素数1~10のアルキレン基;R11Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;R12はそれぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基を表す。rは0~10の整数であり、rが2以上の場合のR11Oは同一でも異なっていてもよい。]
本発明の摩擦調整剤に含有される(共)重合体(A)の構成単量体のうち、単量体(a1)は上記一般式(1)で表される1個のカルボキシル基を有する単量体である。
一般式(1)におけるRは、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
一般式(1)の-X-は、-O-又はNH-で表される基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは-O-である。
一般式(1)におけるRは炭素数1~10のアルキレン基である。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基及び1,10-デシレン基等が挙げられる。これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくはエチレン基並びに1,2-及び1,3-プロピレン基であり、更に好ましくはエチレン基である。
一般式(1)におけるROは炭素数2~4のアルキレンオキシ基である。炭素数2~4のアルキレンオキシ基としては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基等が挙げられる。また、プロピレンオキシ基におけるプロピレン基としては1,2-又は1,3-プロピレン基等が挙げられ、ブチレンオキシ基におけるブチレン基としては、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基等が挙げられる。アルキレンオキシ基としては、摩擦低減の観点から好ましくはエチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基であり、更に好ましくはエチレンオキシ基である。
一般式(1)におけるpは0~10の整数であり、摩擦低減の観点から好ましくは0~7の整数、更に好ましくは0~5の整数、特に好ましくは0~3の整数である。
pが2以上の場合、複数個あるROは同一でも異なっていてもよい。
一般式(1)におけるRは炭素数3~14のジカルボン酸から2つのカルボキシル基を除いた残基であり、炭素数1~12のアルキレン基である。
炭素数1~12のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基、1,10-デシレン基、1,11-ウンデシレン基、1,12-ドデシレン基等が挙げられる。これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは炭素数1~6のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数1~4のアルキレン基である。
炭素数3~14のジカルボン酸としては、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、アルキルコハク酸(炭素数1~10のアルキル基を有するコハク酸等)等が挙げられる。
単量体(a1)の具体例としては、ヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートと炭素数3~14のジカルボン酸とのモノエステル化物{例えば、マロン酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、マロン酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、マロン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、マロン酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、マロン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、マロン酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、マロン酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、マロン酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、マロン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、コハク酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、コハク酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、コハク酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、コハク酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、コハク酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、コハク酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、グルタン酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、グルタン酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、グルタン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、グルタン酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、グルタン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、グルタン酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、グルタン酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、グルタン酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、グルタン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、アジピン酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、アジピン酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、アジピン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、アジピン酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、アジピン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、アジピン酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、アジピン酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、アジピン酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、アジピン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、ピメリック酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、ピメリック酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、ピメリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、ピメリック酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、ピメリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、ピメリック酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、ピメリック酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、ピメリック酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、ピメリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、スベリック酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、スベリック酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、スベリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、スベリック酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、スベリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、スベリック酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、スベリック酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、スベリック酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、スベリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、アゼライン酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、アゼライン酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、アゼライン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、アゼライン酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、アゼライン酸モノ-(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、アゼライン酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、アゼライン酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、アゼライン酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、アゼライン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、セバシン酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、セバシン酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、セバシン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、セバシン酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、セバシン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、セバシン酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、セバシン酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、セバシン酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、セバシン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、ドデカン二酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、ドデカン二酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、ドデカン二酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、ドデカン二酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、ドデカン二酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、ドデカン二酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、ドデカン二酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、ドデカン二酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、ドデカン二酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル等};
ヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド付加物(付加モル数1~10)と炭素数3~14のジカルボン酸とのモノエステル化物{例えば、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)のモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸とメタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸とメタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物等}等が挙げられる。
単量体(a1)は、例えば、炭素数3~14のアルキルジカルボン酸(例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸及びアルキル(炭素数1~10)コハク酸等)又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。また、炭素数3~14のアルキルジカルボン酸又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミド又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリリルアミドのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。
また、単量体(a1)としては、コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(東京化成工業株式会社製)、コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(製品名「HOA-MS(N)」、共栄社化学株式会社製)等が市販されており入手可能である。
本発明の摩擦調整剤に含有される(共)重合体(A)の構成単量体のうち、単量体(a2)は上記一般式(2)で表される1~5個のカルボキシル基を有する単量体である。
一般式(2)におけるRは、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
一般式(2)の-X-は、-O-又はNH-で表される基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは-O-である。
一般式(2)におけるRは炭素数1~10のアルキレン基である。炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基及び1,10-デシレン基等が挙げられる。
これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくはエチレン基並びに1,2-及び1,3-プロピレン基であり、更に好ましくはエチレン基である。
一般式(2)におけるROは炭素数2~4のアルキレンオキシ基である。炭素数2~4のアルキレンオキシ基としては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ等が挙げられる。プロピレンオキシ基におけるプロピレン基としては、1,2-又は1,3-プロピレン基等が挙げられる。ブチレンオキシ基におけるブチレン基としては、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基等が挙げられる。
アルキレンオキシ基としては、摩擦低減の観点から好ましくはエチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基であり、更に好ましくはエチレンオキシ基である。
一般式(2)におけるqは0~10の整数であり、摩擦低減の観点から好ましくは0~7の整数、更に好ましくは0~5の整数、特に好ましくは0~3の整数である。
qが2以上の場合、複数個あるROは同一でも異なっていてもよい。
一般式(2)におけるRはそれぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基であり、これらのうち、(A)と基油との相溶性及び摩擦低減の観点から、好ましくはカルボキシル基が1~5個であり、更に好ましくはカルボキシル基が1~4個であり、特に好ましくは1~3個である。
単量体(a2)の具体例としては、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、フタル酸とヒドロキシアルキル(炭素数2~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、トリメリット酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、トリメリット酸とヒドロキシアルキル(炭素数2~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、ピロメリド酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸とヒドロキシアルキル(炭素数2~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸とヒドロキシアルキル(炭素数2~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、メリト酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、メリト酸とヒドロキシアルキル(炭素数2~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物等が挙げられる。
単量体(a2)は、例えば、芳香族多価(2~6価)カルボン酸(例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸及びメリト酸等)又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。また、芳香族多価(2~6価)カルボン酸又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミド又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミドのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。
また、単量体(a2)としては、フタル酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)(東京化成工業株式会社製)、フタル酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(製品名「HOA-MPL(N)」、共栄社化学株式会社製)等が市販されており入手可能である。
本発明の摩擦調整剤に含有される(共)重合体(A)の構成単量体のうち、単量体(a3)は上記一般式(3)で表される1~5個のカルボキシル基を有する単量体である。
一般式(3)におけるRは、水素原子又はメチル基であり、摩擦低減の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
一般式(3)の-X-は、-O-又はNH-で表される基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは-O-である。
一般式(3)におけるR10は炭素数1~10のアルキレン基である。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基及び1,10-デシレン基等が挙げられる。
これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくはエチレン基並びに1,2-及び1,3-プロピレン基であり、更に好ましくはエチレン基である。
一般式(3)におけるR11Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基である。炭素数2~4のアルキレンオキシ基としては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基等が挙げられる。プロピレンオキシ基におけるプロピレン基としては、1,2-又は1,3-プロピレン基等が挙げられる。ブチレンオキシ基におけるブチレン基としては、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基等が挙げられる。アルキレンオキシ基としては、摩擦低減の観点から、好ましくはエチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基であり、更に好ましくはエチレン基である。
一般式(3)におけるrは0~10の整数であり、摩擦低減の観点から好ましくは0~7の整数、更に好ましくは0~5の整数、特に好ましくは0~3の整数である。
rが2以上の場合、複数個あるR11Oは同一でも異なっていてもよい。
一般式(3)におけるR12は、それぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基であり、これらのうち、(A)と基油との相溶性及び摩擦低減の観点から好ましくはカルボキシル基が1~5個であり、更に好ましくはカルボキシル基が1~4個であり、特に好ましくは1~3個である。
単量体(a3)の具体例としては、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸とヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸とヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸とヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸とヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物等が挙げられる。
単量体(a3)は、例えば、シクロヘキサン多価(2~6価)カルボン酸(例えば、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸(ヘキサヒドロフタル酸とも記載する)、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,3-シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,3,4-シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,3,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸等)又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。また、シクロヘキサン多価又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミド又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミドのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。
また、単量体(a3)としては、ヘキサヒドロフタル酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)(東京化成工業株式会社製)、ヘキサヒドロフタル酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(製品名「ライトアクリレートHOA-HH(N)」、共栄社化学株式会社製)等が市販されており入手可能である。
本発明における(共)重合体(A)は、(A)と基油との相溶性及び摩擦低減の観点からさらに下記の一般式(5)で表される単量体(b)を構成単量体とすることが好ましい。
Figure 0007354008000007
[式(5)中のR15は水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;R16は炭素数5~44の直鎖又は分岐アルキル基を表す。]
一般式(5)におけるR15は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
一般式(5)における-X-は、-O-又はNH-で表される基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは-O-である。
一般式(5)におけるR16は直鎖又は分岐の炭素数5~44の直鎖又は分岐アルキル基である。
具体的には、n-ペンチル基、イソペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、n-ヘプチル基、イソヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、イソノニル基、n-デシル基、イソデシル基、n-ウンデシル基、イソウンデシル基、n-ドデシル基、イソドデシル基、n-トリデシル基、イソトリデシル基、n-テトラデシル基、2-エチルドデシル基、n-ペンタデシル基、2-メチルテトラデシル基、n-ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、イソヘプタデシル基、2-エチルペンタデシル基、2-オクチルノニル基、2-(3-メチルヘキシル)-7-メチル-ノニル基、n-オクタデシル基、イソオクタデシル基、2-ヘキシルウンデシル基、2-エチルヘプタデシル基、1-ヘキシルトリデシル基、n-イコシル基、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、n-テトライコシル基、2-デシルテトラデシル基、2-ドデシルペンタデシル基、2-ヘプチルイコシル基、2-ドデシルヘキサデシル基、n-トリアコンチル基、2-テトラデシルオクタデシル基、n-ヘキサトリアコンチル基、n-テトラコンチル基、2-エチルテトラコンチル基及びオレフィン[例えばプロピレンオリゴマー(2~14量体)、エチレン/プロピレンオリゴマー(2~20量体)及びイソブテンオリゴマー(2~10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。
16のうち好ましいのは、直鎖又は分岐の炭素数8~34のアルキル基であり、更に好ましいのは炭素数8~32のアルキル基であり、特に好ましいのは炭素数10~32のアルキル基であり、最も好ましいのは炭素数10~22の直鎖アルキル基及び炭素数12~32の分岐アルキル基である。
本発明における(共)重合体(A)は、摩擦低減の観点から、さらに下記の一般式(6)で表される単量体(c)を構成単量体とすることが好ましい。
Figure 0007354008000008
[式(6)中のR17は水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;R18は炭素数1~10のアルキレン基;R19は炭素数1~10のアルキレン基を表す。tは1~15の整数であり、tが2以上の場合のR19は同一でも異なっていてもよい。]
一般式(6)におけるR17は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
一般式(6)におけるR18は炭素数1~10のアルキレン基である。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基、及び1,10-デシレン基が挙げられる。これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは炭素数1~8のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数2~6のアルキレン基であり、特に好ましくは炭素数2~5のアルキレン基である。
一般式(6)におけるR19は炭素数1~10のアルキレン基である。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基、及び1,10-デシレン基が挙げられる。これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは炭素数1~8のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数2~6のアルキレン基であり、特に好ましくは炭素数2~5のアルキレン基である。
一般式(6)におけるtは1~15の整数であり、摩擦低減の観点から好ましくは1~14の整数、更に好ましくは1~12の整数、特に好ましくは1~10の整数である。複数個のR19は同一でも異なっていてもよい。
単量体(c)の具体例としては、α-アセトラクトン変性(1~15モル付加)ヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート、β-プロピオラクトン変性(1~15モル付加)ヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート、γ-ブチロラクトン変性(1~15モル付加)ヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート、δ-バレロラクトン変性(1~15モル付加)ヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート(δ-バレロラクトン1~15モル付加物)、及びε-カプロラクトン変性(1~15モル付加)ヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート(ε-カプロラクトン1~15モル付加物)等が挙げられる。
単量体(c)は、例えば、炭素数2~11のラクトン(例えば、α-アセトラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、β-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-カプロラクトン及びγ-カプロラクトン等)のヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミドへの付加反応により得ることができる。
また、単量体(c)としては、ヒドロキシエチルメタクリレートのε-カプロラクトン付加物(製品名「プラクセルFM1」、「プラクセルFM2D」、「プラクセルFM3」等、いずれも株式会社ダイセル製)、ヒドロキシエチルアクリレートのε-カプロラクトン付加物(製品名「プラクセルFA1」、「プラクセルFA2D」、「プラクセルFA5」及び「プラクセルFA10L」等、いずれも株式会社ダイセル製)等が市販されており入手可能である。
本発明における(共)重合体(A)は、必須構成単量体の単量体(a)、併用することが好ましい単量体(b)及び単量体(c)以外に、アルキル基が炭素数1~4の直鎖アルキル基である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(d)(以下において単量体(d)と略記することがある)を構成単量体として併用しても差し支えない。
アルキル基が炭素数1~4の直鎖アルキル基である(メタ)アクリル酸アルキルエステル(d)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-ブチル等が挙げられる。
単量体(d)のうち好ましいのは、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル及び(メタ)アクリル酸n-ブチルである。
(A)は、前記単量体(a)、単量体(b)、単量体(c)及び単量体(d)に加えて、単量体(a)~(c)以外の窒素原子含有ビニル単量体(e)、単量体(c)以外の水酸基含有ビニル単量体(f)、リン原子含有ビニル単量体(g)及び単量体(a)以外のカルボキシル基含有単量体(h)を構成単量体として併用しても差し支えない。
窒素原子含有ビニル単量体(e)としては、(メタ)アクリルアミド、モノアルキルアミノ(メタ)アクリルアミドなどのアミド基含有ビニル単量体(e1);4-ニトロスチレンなどのニトロ基含有単量体(e2);(メタ)アリルアミン、メチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどの1~3級アミノ基含有ビニル単量体(e3);(メタ)アクリロニトリルなどのニトリル基含有ビニル単量体(e4)が挙げられる。
水酸基含有ビニル単量体(f)としては、N,N-ジヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アリルアルコール及び(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチルなどが挙げられる。
リン原子含有単量体(g)としては、(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート、リン酸イソプロペニルなどのリン酸エステル基含有単量体(g1);(メタ)アクリロイルオキシエチルホスホン酸、アリルホスホン酸などのホスホノ基含有単量体(g2)が挙げられる。
カルボキシル基含有単量体(h)としては、(メタ)アクリル酸及び下記一般式(4)で表される単量体(h1)等が挙げられる。
Figure 0007354008000009
[式(4)中のR13は水素原子又はメチル基;-X-は-O-で表される基;R14は炭素数1~10のアルキレン基を表す。sは1~15の整数であり、sが2以上の場合のR14は同一でも異なっていてもよい。]
一般式(4)におけるR13は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
一般式(4)の-X-は、-O-で表される基である。
一般式(4)におけるR14は炭素数1~10のアルキレン基である。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基及び1,10-デシレン基等が挙げられる。これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは炭素数1~8のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数2~6のアルキレン基であり、特に好ましくは炭素数2~5のアルキレン基である。
一般式(4)におけるsは1~15の整数であり、摩擦低減の観点から好ましくは1~14の整数、更に好ましくは1~12の整数、特に好ましくは1~10の整数である。複数個のR14は同一でも異なっていてもよい。
単量体(h1)の具体例としては、カルボキシポリアセトラクトンモノ(メタ)アクリレート(α-アセトラクトンを1~15モル付加)、カルボキシポリプロピオラクトンモノ(メタ)アクリレート(β-プロピオラクトンを1~15モル付加)、カルボキシポリブチロラクトンモノ(メタ)アクリレート(γ-ブチロラクトンを1~15モル付加)、カルボキシポリバレロラクトンモノ(メタ)アクリレート(δ-バレロラクトンを1~15モル付加)、カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート(ε-カプロラクトンを1~15モル付加)等が挙げられる。
単量体(h1)は、例えば、炭素数2~11のラクトン(例えば、α-アセトラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、β-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-カプロラクトン及びγ-カプロラクトン等)と(メタ)アクリル酸との反応により得ることができる。
また、単量体(a4)としては、β-カルボキシエチルアクリレート(製品名「β-CEA」、ダイセル・オルネクス株式会社製)ω-カルボキシ-ポリカプロラクトン(2モル付加物)モノアクリレート(製品名「アロニックスM-5300」、東亞合成株式会社製)等が市販されており入手可能である。
重合体(A)を構成する単量体(a)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、1~70重量%が好ましく、更に好ましくは1~60重量%であり、次に更に好ましくは1~50重量%、特に好ましくは1~40重量%、最も好ましくは1~35重量%である。
(A)を構成する単量体(b)の重量割合は、摩擦低減と基油溶解性の観点から、(A)の重量に基づいて、30~99重量%が好ましく、更に好ましくは40~99重量%であり、次に更に好ましくは50~99重量%、特に好ましくは60~99重量%、最も好ましくは60~98重量%である。
(A)を構成する単量体(c)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは50重量%以下であり、更に好ましくは45重量%以下、特に好ましくは1~39重量%である。
(A)を構成する単量体(d)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは20重量%以下であり、更に好ましくは15重量%以下、特に好ましくは1~10重量%である。
(A)を構成する単量体(e)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは15重量%以下であり、更に好ましくは10重量%以下、特に好ましくは1~5重量%である。
(A)を構成する単量体(f)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは15重量%以下であり、更に好ましくは10重量%以下、特に好ましくは1~5重量%である。
(A)を構成する単量体(g)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは15重量%以下であり、更に好ましくは10重量%以下、特に好ましくは1~5重量%である。
(A)を構成する単量体(h)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは20重量%以下であり、更に好ましくは15重量%以下、特に好ましくは1~5重量%である。
重合体(A)を構成する単量体(a)のモル分率は、摩擦低減の観点から、(A)を構成する単量体の合計モル数に基づいて、1~40モル%が好ましく、更に好ましくは3~30モル %であり、特に好ましくは5~20モル%である。
(共)重合体(A)の溶解性パラメータ(以下、SP値と略記する)は、8.5~11.5(cal/cm1/2が好ましく、摩擦低減の観点から、より好ましくは8.7~11.0(cal/cm1/2、さらに好ましくは8.8~10.5(cal/cm1/2であり、特に好ましくは9.0~10.2(cal/cm1/2である。
なお、本発明におけるSP値は、Fedors法(Polymer Engineering and Science,Feburuary,1974,Vol.14、No.2P.147~154)に記載の方法で算出される値である。
2種以上の単量体からなる共重合体である場合の(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8.5~11.5(cal/cm1/2にすることができる。
(A)の重量平均分子量(以下、Mwと略記する)は、摩擦低減の観点から、好ましくは3,000~2,000,000であり、更に好ましくは5,000~1,000,000であり、特に好ましくは10,000~600,000であり、最も好ましくは15,000~500,000である。なお、(共)重合体(A)のMwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下においてGPCと略記することがある)により以下の条件で測定することができる。
<(共)重合体(A)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、公知の製造方法によって得ることができ、具体的には前記の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、酢酸エチル、2-プロパノール、鉱物油、合成油等が挙げられる。
重合触媒としては、アゾ系触媒(アゾビスイソブチロニトリル及びアゾビスバレロニトリル等)、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、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)が共重合体である場合の重合形態としては、ランダム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。(A)の重合形態は、(A)の基油への相溶性及び摩擦低減効果の観点から、ランダム重合体が好ましい。
本発明の摩擦調整剤は、必須の(共)重合体(A)の他に、一般によく使用される他の公知の種類の摩擦調整剤を併用してもよく、例えば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)等が挙げられる。
本発明の摩擦調整剤は、基油を含有してもよい。 基油としては、鉱物油(溶剤精製油、パラフィン油、イソパラフィンを含有する高粘度指数油、イソパラフィンの水素化分解による高粘度指数油及びナフテン油等)、合成潤滑油[炭化水素系合成潤滑油(ポリ-α-オレフィン系合成潤滑油、GTL基油等)及びエステル系合成潤滑油等]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鉱物油、ポリα-オレフィン系合成潤滑油、GTL基油、エステル油である。
基油の100℃における動粘度(JIS-K2283で測定したもの)は、摩擦低減の観点から好ましくは1~15mm/sであり、更に好ましくは2~8mm/sである。
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。
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。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。
基油のSP値は、好ましくは7.0~11.0(cal/cm1/2であり、更に好ましくは7.5~10.5(cal/cm1/2、特に好ましくは8.0~10.0(cal/cm1/2であり、最も好ましくは8.0~9.8(cal/cm1/2である。
(共)重合体(A)のSP値と基油のSP値の差の絶対値は、摩擦低減と溶解性の観点から、好ましくは0.5~3.0(cal/cm1/2であり、更に好ましくは0.6~2.5(cal/cm1/2、特に好ましくは0.6~2.1(cal/cm1/2であり、最も好ましくは0.7~1.9(cal/cm1/2である。
差の絶対値が0.5(cal/cm1/2未満以上であると摩擦低減効果が高く、3.0(cal/cm1/2以下であると(A)の基油への溶解性が良好である。
摩擦調整剤中の(共)重合体(A)の含有量は、潤滑油組成物の製造のしやすさの観点から、10~99重量%が好ましい。
本発明の潤滑油組成物は、本発明の摩擦調整剤と粘度指数向上剤、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、極圧剤、消泡剤、抗乳化剤、腐食防止剤及び流動点効果剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加剤とを含有してなる。
本発明の潤滑油組成物における摩擦調整剤の重量割合は、潤滑油組成物の重量に基づいて、好ましくは0.1~30重量%であり、更に好ましくは0.2~20重量%であり、特に好ましくは0.5~10重量%である。
本発明の潤滑油組成物における(共)重合体(A)の重量割合は、潤滑油組成物の重量に基づいて、好ましくは0.05~15重量%であり、更に好ましくは0.1~10重量%であり、特に好ましくは0.2~7重量%である。
本発明の潤滑油組成物は、ギヤ油(デファレンシャル油及び工業用ギヤ油等)、MTF、変速機油[ATF及びbelt-CVTF等]、トラクション油(トロイダル-CVTF等)、ショックアブソーバー油、パワーステアリング油、作動油(建設機械用作動油及び工業用作動油等)及びエンジン油等に好適に用いられる。これらのうち好ましいのは、ギヤ油、MTF、変速機油、トラクション油及びエンジン油であり、更に好ましいのはデファレンシャル油、MTF、ATF、belt-CVTF及びエンジン油であり、特に好ましいのはMTF、ATF、belt-CVTF及びエンジン油である。
本発明の潤滑油組成物における添加剤として具体的には、以下のものが挙げられる。
(1)粘度指数向上剤:
(C1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート共重合体、分散モノマー(アミンモノマー等)/(C1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート共重合体、ヒドロキシ基含有モノマー/(C1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート共重合体、櫛形ポリマー[(C1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート/ポリオレフィンマクロモノマー]、エチレン/(C1~18)アルキル(メタ)アクリレート共重合体、ポリイソブチレン、ポリアルキルスチレン、エチレン/プロピレン共重合体、スチレン/マレイン酸エステル共重合体、スチレン/イソプレン水素化共重合体等;
(2)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;
(3)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;
(4)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;
(5)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;
(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;
(10)流動点効果剤:
ポリアルキルメタクリレート、ポリアルキルアクリレート、ポリアルキルスチレン、ポリビニルアセテート等。
上記添加剤の合計重量割合は、潤滑油組成物の重量に基づいて、好ましくは5~40重量%であり、更に好ましくは7~35重量%であり、特に好ましくは10~30重量%である。
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。なお、以下において実施例1、2、9、10、16、17、24及び25は参考例1~8を意味する。
<製造例1>[単量体(a1-1)の製造]
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、アセトン60重量部、2-ヒドロキシエチルアクリレート54重量部(0.46モル部)、無水コハク酸44重量部(0.46モル部)、ジアザビシクロウンデセン1重量部(0.01モル部)を投入し、空気を通じながら撹拌下55℃まで昇温した。55℃で8時間エステル化反応を行い、H-NMRでエステル化反応物を確認した(収率98モル%)。次いで同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)にてアセトンを2時間かけて除去し、単量体(a1-1)を得た。
(a1-1)は、一般式(1)におけるRは水素原子、-X-は-O-、Rはエチレン基、pは0、Rはエチレン基の単量体である。
<製造例2>[単量体(a1-2)の製造]
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、アセトン60重量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート57重量部(0.43モル部)、無水コハク酸44重量部(0.43モル部)、ジアザビシクロウンデセン1重量部(0.01モル部)を投入し、空気を通じながら撹拌下55℃まで昇温した。55℃で8時間エステル化反応を行い、H-NMRでエステル化反応物を確認した(収率98モル%)。次いで同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)にてアセトンを2時間かけて除去し、単量体(a1-2)を得た。
(a1-2)は、一般式(1)におけるRはメチル基、-X-は-O-、Rはエチレン基、pは0、Rはエチレン基の単量体である。
<製造例3>[単量体(a1-3)の製造]
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、アセトン60重量部、2-ヒドロキシエチルアクリレートのエチレンオキサイド9モル付加物84重量部(0.16モル部)、無水コハク酸16重量部(0.16モル部)、ジアザビシクロウンデセン1重量部(0.01モル部)を投入し、空気を通じながら撹拌下55℃まで昇温した。55℃で8時間エステル化反応を行い、H-NMRでエステル化反応物を確認した(収率98モル%)。次いで同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)にてアセトンを2時間かけて除去し、単量体(a1-3)を得た。
(a1-3)は、一般式(1)におけるRは水素原子、-X-は-O-、Rはエチレン基、ROはエチレンオキシ基、pは9、Rはエチレン基の単量体である。
<製造例4>[単量体(a1-4)の製造]
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、アセトン60重量部、2-ヒドロキシエチルアクリレートのエチレンオキサイド3モル付加物72重量部(0.28モル部)、無水コハク酸28重量部(0.28モル部)、ジアザビシクロウンデセン1重量部(0.01モル部)を投入し、空気を通じながら撹拌下55℃まで昇温した。55℃で8時間エステル化反応を行い、H-NMRでエステル化反応物を確認した(収率98モル%)。次いで同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)にてアセトンを2時間かけて除去し、単量体(a1-4)を得た。
(a1-4)は、一般式(1)におけるRは水素原子、-X-は-O-、Rはエチレン基、ROはエチレンオキシ基、pは3、Rはエチレン基の単量体である。
<製造例5>[単量体(a2-1)の製造]
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、アセトン60重量部、2-ヒドロキシエチルアクリレート44重量部(0.38モル部)、無水フタル酸56重量部(0.38モル部)、ジアザビシクロウンデセン1重量部(0.01モル部)を投入し、空気を通じながら撹拌下55℃まで昇温した。55℃で8時間エステル化反応を行い、H-NMRでエステル化反応物を確認した(収率98モル%)。次いで同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)にてアセトンを2時間かけて除去し、単量体(a2-1)を得た。
(a2-1)は、一般式(2)におけるRは水素原子、-X-は-O-、Rはエチレン基、qは0、Rのうちの1つがカルボキシル基、4つが水素原子の単量体である。
<製造例6>[単量体(a2-2)の製造]
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、アセトン60重量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート47重量部(0.36モル部)、無水フタル酸53重量部(0.36モル部)、ジアザビシクロウンデセン1重量部(0.01モル部)を投入し、空気を通じながら撹拌下55℃まで昇温した。55℃で8時間エステル化反応を行い、H-NMRでエステル化反応物を確認した(収率98モル%)。次いで同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)にてアセトンを2時間かけて除去し、単量体(a2-2)を得た。
(a2-1)は、一般式(2)におけるRはメチル基、-X-は-O-、Rはエチレン基、qは0、Rのうちの1つがカルボキシル基、4つが水素原子の単量体である。
<製造例7>[単量体(a2-3)の製造]
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、アセトン60重量部、2-ヒドロキシエチルアクリレート37重量部(0.32モル部)、無水トリメリット酸62重量部(0.32モル部)、ジアザビシクロウンデセン1重量部(0.01モル部)を投入し、空気を通じながら撹拌下55℃まで昇温した。55℃で8時間エステル化反応を行い、H-NMRでエステル化反応物を確認した(収率98モル%)。次いで同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)にてアセトンを2時間かけて除去し、単量体(a2-3)を得た。
(a2-3)は、一般式(2)におけるRは水素原子、-X-は-O-、Rはエチレン基、qは0、Rのうちの2つがカルボキシル基、3つが水素原子の単量体である。
<製造例8>[単量体(a2-4)の製造]
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、アセトン60重量部、2-ヒドロキシエチルメタクリレート40重量部(0.31モル部)、無水トリメリット酸60重量部(0.31モル部)、ジアザビシクロウンデセン1重量部(0.01モル部)を投入し、空気を通じながら撹拌下55℃まで昇温した。55℃で8時間エステル化反応を行い、H-NMRでエステル化反応物を確認した(収率98モル%)。次いで同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)にてアセトンを2時間かけて除去し、単量体(a2-4)を得た。
(a2-4)は、一般式(2)におけるRはメチル基、-X-は-O-、Rはエチレン基、qは0、Rのうちの2つがカルボキシル基、3つが水素原子の単量体である。
<製造例9>[単量体(a2-5)の製造]
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、アセトン60重量部、4-ヒドロキシブチルメタクリレート51.6重量部(0.33モル部)、無水フタル酸48.4重量部(0.33モル部)、ジアザビシクロウンデセン1重量部(0.01モル部)を投入し、空気を通じながら撹拌下55℃まで昇温した。55℃で8時間エステル化反応を行い、H-NMRでエステル化反応物を確認した(収率98モル%)。次いで同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)にてアセトンを2時間かけて除去し、単量体(a2-5)を得た。
(a2-5)は、一般式(2)におけるRはメチル基、-X-は-O-、Rはブチレン基、qは0、Rのうちの1つがカルボキシル基、4つが水素原子の単量体である。
<製造例10>[単量体(a3-1)の製造]
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、アセトン60重量部、2-ヒドロキシエチルアクリレート43重量部(0.37モル部)、無水シクロヘキサンジカルボン酸57重量部(0.37モル部)、ジアザビシクロウンデセン1重量部(0.01モル部)を投入し、空気を通じながら撹拌下55℃まで昇温した。55℃で8時間エステル化反応を行い、H-NMRでエステル化反応物を確認した(収率98モル%)。次いで同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)にてアセトンを2時間かけて除去し、単量体(a3-1)を得た。
(a3-1)は、一般式(3)におけるRは水素原子、-X-は-O-、R10はエチレン基、rは0、R12のうちの1つがカルボキシル基、4つが水素原子の単量体である。
<製造例11>[単量体(a3-2)の製造]
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、アセトン60重量部、2-ヒドロキシエチルアクリレート37重量部(0.32モル部)、無水シクロヘキサントリカルボン酸63重量部(0.32モル部)、ジアザビシクロウンデセン1重量部(0.01モル部)を投入し、空気を通じながら撹拌下55℃まで昇温した。55℃で8時間エステル化反応を行い、H-NMRでエステル化反応物を確認した(収率98モル%)。次いで同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)にてアセトンを2時間かけて除去し、単量体(a3-1)を得た。
(a3-2)は、一般式(3)におけるRは水素原子、-X-は-O-、R10はエチレン基、rは0、R12のうちの2つがカルボキシル基、3つが水素原子の単量体である。
<実施例1~15、比較例1~5>
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、酢酸エチル185重量部、表1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)0.5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7時間重合反応を行った。
鉱物油[SP値:8.3(cal/cm1/2、100℃の動粘度:4.2mm/s、粘度指数:122]100重量部を加え、120~130℃に昇温後、同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)未反応の単量体及び酢酸エチルを2時間かけて除去し、本発明の重合体(A-1)~(A-15)、及び比較のための重合体(A’-1)~(A’-5)を含有する摩擦調整剤(R-1)~(R-15)及び(R’-1)~(R’-5)を得た。
<比較例6>
特開2016-210941号公報の記載に準拠して、撹拌装置、加熱冷却装置、温度計を備えた反応容器に、下記の一般式(7)に示す化合物(BMAT)を連鎖移動剤として19.5重量部、11-アクリルアミドウンデカン酸80.5重量部及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.5重量部を投入し、メタノール中、アルゴン雰囲気下、70℃で重合を行い、11-アクリルアミドウンデカン酸を含む連鎖移動剤を合成した。続いて、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、この合成した連鎖移動剤14.9部、ドデシルメタクリレート85.1重量部、酢酸エチル185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、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7時間重合反応を行った。鉱物油[SP値:8.3(cal/cm1/2、100℃の動粘度:4.2mm/s、粘度指数:122]100重量部を加え、120~130℃に昇温後、同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)未反応の単量体及び酢酸エチルを2時間かけて除去し、比較のための重合体(A’-6)(SP値=9.10、Mw=57000)を含有する摩擦調整剤(R’-6)を得た。
Figure 0007354008000010
Figure 0007354008000011
表1に記載の単量体は、以下に記載した通りである。
(a1-1):コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、製造例1で得たもの
(a1-2):コハク酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)、製造例2で得たもの
(a1-3):コハク酸と2-ヒドロキシエチルアクリレートのエチレンオキサイド9モル付加物とのモノエステル化物、製造例3で得たもの
(a1-4):コハク酸と2-ヒドロキシエチルアクリレートのエチレンオキサイド3モル付加物とのモノエステル化物、製造例4で得たもの
(a2-1):フタル酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、製造例5で得たもの
(a2-2):フタル酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)、製造例6で得たもの
(a2-3):トリメリット酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、製造例7で得たもの
(a2-4):トリメリット酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)、製造例8で得たもの
(a2-5):フタル酸モノ(4-メタクリロイルオキシn-ブチル)、製造例9で得たもの
(a3-1):シクロヘキサンジカルボン酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、製造例10で得たもの
(a3-2):シクロヘキサントリカルボン酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)、製造例11で得たもの
(b-1):アクリル酸2-エチルヘキシル
(b-2):アクリル酸n-ドデシル
(b-3):メタクリル酸n-ドデシル
(b-4):炭素数12~13の直鎖分岐アルコール混合物(シェルケミカルズ製「ネオドール23」)とのアクリル酸のエステル化物。
(b-5):炭素数12~13の直鎖分岐アルコール混合物(シェルケミカルズ製「ネオドール23」)とメタクリル酸のエステル化物。
(b-6):炭素数14~15の直鎖分岐アルコール混合物(シェルケミカルズ製「ネオドール45」)とのアクリル酸のエステル化物。
(b-7):炭素数14~15の直鎖分岐アルコール混合物(シェルケミカルズ製「ネオドール45」)とメタクリル酸とのエステル化物。
(b-8):アクリル酸n-ヘキサデシルとアクリル酸n-オクタデシルの70/30重量比混合物
(b-9):アクリル酸2-デシルテトラデシル
(b-10):メタクリル酸2-デシルテトラデシル
(b-11):アクリル酸2-ドデシルヘキサデシルとアクリル酸2-テトラデシルオクタデシルの50/50重量比混合物
(b-12):メタクリル酸2-ドデシルヘキサデシルとメタクリル酸2-テトラデシルオクタデシルの50/50重量比混合物
(c-1):メタクリル酸2-ヒドロキシエチルのカプロラクトン5モル付加物(ダイセル製「プラクセルFM5」)
(c-2):アクリル酸2-ヒドロキシエチルのカプロラクトン10モル付加物(ダイセル製「プラクセルFA10L」)
(d-1):メタクリル酸メチル
(d-2):アクリル酸n-ブチル
(d-3):メタクリル酸n-ブチル
(e-1):N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート
(f-1):アクリル酸2-ヒドロキシエチル
(f-2):メタクリル酸2-ヒドロキシエチル
(h-1):メタクリル酸
表1に共重合体(A)のSP値と重量平均分子量(Mw)を記載した。
<実施例16~30と比較例7~12>
撹拌装置を備えたステンレス製容器に、エンジン油用添加剤パッケージ(インフィニアム製)10重量部と、鉱物油[SP値:8.3(cal/cm1/2、100℃の動粘度:4.2mm/s、粘度指数:122]90重量部とを加え、摩擦調整剤(R-1)~(R-15)又は比較サンプル(R’-1)~(R’-6)を共重合体(A)又は(A’)の含有量が1重量%となるようにぞれぞれ加え、さらに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、粘度指数向上剤(ポリアルキルメタクリレート、Mw500,000、樹脂分21重量%)を加えて混合し、実施例16~30の潤滑油組成物(V-1)~(V-15)、及び比較例7~12の潤滑油組成物(V’-1)~(V’-6)を得た。
この際のHTHS粘度はASTM D 5481の方法により150℃で測定した。
なお、使用したエンジン油用添加剤パッケージは、金属系清浄剤(カルシウムスルフォネート系)、無灰分散剤(コハク酸イミド)、摩耗防止剤(リン酸)、酸化防止剤(ジフェニルアミン)、金属不活性剤(チアジアゾール)、及び硫黄系添加剤(硫化エステル)等を含む。
潤滑油組成物(V-1)~(V-15)及び(V’-1)~(V’-6)の低温域から中温域の条件下として、40℃、60℃及び80℃での摩擦評価を以下の方法で測定した。結果を表2及び3に示す。
<転がり摩擦特性-MTM(摩擦係数)>
機器:PCS Instruments MTM-2
ディスク:MTM polished disc(standard)(0.01micron)
ボール:Drilled 3/4 AISI52100precision steel ball
速度 :10mm/s~3,000mm/s
温度 :40℃、60℃、80℃
スライディング/ローリング比:50%
負荷 :30N
摩擦評価の結果としてストライベック曲線が得られ、各温度における速度:10mm/s、100mm/s、1,000mm/sの摩擦係数を測定結果とした。
<滑り摩擦特性-HFRR(摩擦係数)>
High-Frequency-Reciprocating-Rig(HFRR P
CSインスツルメント社製)、試験鋼球の材質はSUJ2、試験鋼球の直径は6mm、試
験円盤の材質はSUJ2を用いた。荷重3.92N(400g)、ストローク1000μ
m、周波数20Hz、試験時間60minにて試験を行い、摩擦係数を測定した。
Figure 0007354008000012
Figure 0007354008000013
表2及び3の結果から明らかなように、本発明の単量体(a1)、単量体(a2)及び単量体(a3)の少なくとも1種以上を構成単量体として含む共重合体(A)を含有する摩擦調整剤を含有してなる潤滑油組成物(実施例16~30)は、単量体(a1)、単量体(a2)及び単量体(a3)のいずれも含まない共重合体(A)からなる比較例7~12の潤滑油組成物と比較して、40℃、60℃及び80℃のいずれの温度においても摩擦低減効果が高い。特に、SP値及びMwはほぼ同じであるものの、用いている単量体として単量体(a)に代えてヒドロキシル基を有する単量体を用いているものと本発明の実施例とを比較すると(実施例16と比較例7、実施例20と比較例8、実施例22と比較例9、実施例21と比較例10)、転がり摩擦特性及び滑り摩擦特性の両方において、本発明の実施例の方が極めて優れていることがわかる。また、単量体として単量体(a)に代えて(a)と同様にカルボキシル基を有している単量体を用いているものと本発明の実施例とを比較すると(実施例17と比較例11及び12)、滑り摩擦特性においては同程度であるものの、転がり摩擦特性においては本発明の実施例の方が極めて優れていることがわかる。
本発明の摩擦調整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 (7)

  1. 下記一般式(1)で表される単量体(a1)、下記一般式(2)で表される単量体(a2)及び下記一般式(3)で表される単量体(a3)からなる群より選ばれる少なくとも1種のカルボキシル基を有する単量体(a)を構成単量体として含む(共)重合体(A)を含有してなる摩擦調整剤。

    [式(1)中のRは水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;Rは炭素数1~10のアルキレン基;ROは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;Rは炭素数1~12のアルキレン基を表す。pは~10の整数であり、pが2以上の場合のROは同一でも異なっていてもよい。]
    [式(2)中のRは水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;Rは炭素数1~10のアルキレン基;ROは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;Rはそれぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基を表す。qは0~10の整数であり、qが2以上の場合のROは同一でも異なっていてもよい。]
    [式(3)中のRは水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;R10は炭素数1~10のアルキレン基;R11Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;R12はそれぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基を表す。rは0~10の整数であり、rが2以上の場合のR11Oは同一でも異なっていてもよい。]
  2. 前記(共)重合体(A)が、さらに下記一般式(5)で表される単量体(b)を構成単量体として含む共重合体である請求項1に記載の摩擦調整剤。
    [式(5)中のR15は水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;R16は炭素数5~44の直鎖又は分岐アルキル基を表す。]
  3. 前記(共)重合体(A)が、構成単量体として前記単量体(a)と前記単量体(b)の合計重量に基づいて単量体(a)を1~70重量%、単量体(b)を30~99重量%含有する共重合体である請求項2に記載の摩擦調整剤。
  4. 前記(共)重合体(A)が、さらに下記一般式(6)で表される単量体(c)を構成単量体として含む共重合体である請求項1~3いずれか1項に記載の摩擦調整剤。
    [式(6)中のR17は水素原子又はメチル基;-X-は-O-又は-NH-で表される基;R18は炭素数1~10のアルキレン基;R19は炭素数1~10のアルキレン基を表す。tは1~15の整数であり、tが2以上の場合のR19は同一でも異なっていてもよい。]
  5. 前記(共)重合体(A)の重量平均分子量が3,000~2,000,000である請求項1~4のいずれか1項に記載の摩擦調整剤。
  6. さらに基油を含む請求項1~5のいずれか1項に記載の摩擦調整剤。
  7. 請求項1~6のいずれか1項に記載の摩擦調整剤と粘度指数向上剤、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、極圧剤、消泡剤、抗乳化剤、腐食防止剤及び流動点効果剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加剤とを含む潤滑油組成物。
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