JPH05320618A

JPH05320618A - 粘度指数向上剤及び該粘度指数向上剤を配合した油性組成物

Info

Publication number: JPH05320618A
Application number: JP4130495A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Sumi; 英行角; Yutaka Nakayama; 豊中山; Hiroshi Hotta; 寛史堀田
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1992-05-22
Filing date: 1992-05-22
Publication date: 1993-12-03

Abstract

(57)【要約】【構成】分子内に、エチレン構造単位と一般式化１で
表されるアクリルアミド構造単位と必要に応じてアクリ
レート構造単位とを含有し、重量平均分子量５，０００
〜２００，０００で線状の共重合体を含む粘度指数向上
剤、並びに、前記粘度指数向上剤０．０１〜２０重量部
と油性物質９９．９９〜８０重量部とを含有する油性組
成物。なお、化１に於いて、Ｒ²はアルキレン基を表
し、Ｒ³及びＲ⁴はアルキル基を表す。【効果】この粘度指数向上剤は、粘度指数向上効果、
低温粘度特性及びスラッジ分散性能に優れており、しか
も比較的安価に製造できる。【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、潤滑油や燃料に添加す
る粘度指数向上剤、及び該粘度指数向上剤を配合した油
性組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】潤滑油は、低温から高温までの広い温度
範囲にわたって粘度ができるだけ変化しないことが求め
られている。粘度を表す尺度として粘度指数があり、こ
れを向上するための添加剤、すなわち粘度指数向上剤が
種々開発されている。

【０００３】公知の粘度指数向上剤としては、ポリイソ
ブチレン，ポリメタクリル酸アルキル，エチレン−プロ
ピレン共重合体，ポリアルキルスチレン等の非分散型粘
度指数向上剤が開発されている。また、ジエチルアミノ
エチルメタクリレート，２−メチル−５−ビニルピリジ
ン，Ｎ−ビニルピロリドン，ポリアルキレングリコール
メタクリル酸エステル等の極性モノマーとメタクリル酸
アルキルとを共重合させて、粘度指数向上効果と共にス
ラッジの分散効果も兼ね備えた多機能粘度指数向上剤も
開発されている。

【０００４】上記メタクリル酸アルキルエステル系共重
合体以外の粘度指数向上剤としては、例えば、スチレン
−無水マレイン酸共重合体，エチレン−無水マレイン酸
グラフト共重合体，エチレン−プロピレン共重合体の無
水マレイン酸グラフト共重合体，エチレン−プロピレン
共重合体のアクリル酸グラフト共重合体等のカルボン酸
変性スチレン共重合体又はポリオレフィン共重合体に、
ポリアルキレンアミンをアミド化若しくはイミド化若し
くは塩形成反応させることにより分散性能を付与したも
のがある。

【０００５】例えば、特開平３−１８８１０６号公報に
は、特定の結晶性セグメントと分子量を有するエチレン
共重合体の減成物をモノ又はジカルボン酸でグラフト化
し、しかる後に第１級及び第３級のアミノ基を有するポ
リアミンと反応させたものを粘度指数向上剤として用い
れば、分散効果も優れ低温粘度特性も改善できることが
記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の粘度指数向上剤にあっては、粘度指数向上効果が不
十分であり低温粘度特性が不良であった。また、スラッ
ジの分散効果も不十分であった。特に、粘度指数向上剤
としてグラフト変性体とポリアミンとの反応物を用いる
場合、該向上剤の製造工程がグラフト反応工程を含むた
めに多工程となり、経済的に不利なものであった。

【０００７】本発明は、このような従来技術の課題に鑑
み発明されたものであって、その目的とするところは、
粘度指数向上効果、低温粘度特性及びスラッジの分散性
能に優れ比較的安価に得られる粘度指数向上剤とこれを
配合した潤滑油等の油性組成物を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の粘度指数向上剤は、分子内に、一般式化４
で表されるエチレン構造単位（Ｉ）６５〜９９モル％
と、一般式化５で表されるアクリルアミド構造単位(II
I) １〜３５モル％とを含有し、重量平均分子量が５，
０００〜２００，０００で線状のアクリルアミド系共重
合体を含有するものである。上記各構造単位は規則的に
配列していても不規則に配列していてもどちらでもよ
い。

【０００９】

【化４】

【００１０】

【化５】

【００１１】また、本発明の粘度指数向上剤は、分子内
に、一般式化４で表されるエチレン構造単位（Ｉ）６５
〜９９モル％と、一般式化６で表されるアクリレート構
造単位 (II) １５モル％以下と、一般式化５で表される
アクリルアミド構造単位(III) １〜３５モル％とを含有
し、重量平均分子量が５，０００〜２００，０００で線
状のアクリルアミド系共重合体を含有するものである。
上記各構造単位は規則的に配列していても不規則に配列
していてもどちらでもよい。

【００１２】

【化６】

【００１３】以下に、本発明の粘度指数向上剤に含有さ
れているアクリルアミド系共重合体の構成についてさら
に詳しく説明する。

【００１４】上記アクリルアミド系共重合体において、
一般式化４で表されるエチレン構造単位（Ｉ）は分子内
に６５〜９９モル％で含有されているが、この含有割合
が６５モル％未満であればアクリルアミド系共重合体の
潤滑油への溶解性が低下し、低温での濁りが生じる。ま
た、含有割合が９９モル％を超えればアクリルアミド系
共重合体のスラッジ分散能が悪化する。溶解性とスラッ
ジ分散能との釣り合いの点から、エチレン構造単位
（Ｉ）の含有割合は８５〜９７モル％が更に好ましい。

【００１５】また、前記アクリルアミド系共重合体にお
いて、一般式化５で表されるアクリルアミド構造単位(I
II) は分子内に１〜３５モル％で含有されているが、こ
の含有割合が１モル％未満であればアクリルアミド系共
重合体のスラッジ分散能が悪化する。また、含有割合が
３５モル％を超えればアクリルアミド系共重合体の潤滑
油への溶解性が低下する。スラッジ分散能と溶解性との
釣り合いの点から、アクリルアミド構造単位(III) の含
有割合は３〜１５モル％が更に好ましい。

【００１６】なお、一般式化５のアクリルアミド構造単
位(III) に於いて、Ｒ²は、炭素数２〜８のアルキレン
基を表し、具体的には、エチレン基，プロピレン基，ヘ
キサメチレン基，ネオペンチレン基等が挙げられ、これ
らの基は１分子中に混在してもよい。これらのアルキレ
ン基の中では、製造の容易性及び経済性の観点から、エ
チレン基及びプロピレン基が好ましく、プロピレン基が
特に好ましい。

【００１７】アクリルアミド構造単位(III) に於いて、
Ｒ³及びＲ⁴は、各々独立（即ち、Ｒ³とＲ⁴は同一で
も異なってもよい）に炭素数１〜４のアルキル基を表
し、具体的には、メチル基，エチル基，プロピル基及び
ブチル基が挙げられ、これらの基は構造単位毎に同一で
あっても異なってもよい（即ち、これらの基が１分子中
に混在してもよい）。これらの基の中では、スラッジ分
散能の観点から、メチル基及びエチル基が好ましい。

【００１８】さらに、前記アクリルアミド系共重合体に
おいて、一般式化６で表されるアクリレート構造単位
(II) は分子内に０〜１５モル％で含有されている。こ
の含有割合が１５モル％を超えればアクリルアミド系共
重合体のスラッジ分散能が悪化する。本発明の粘度指数
向上剤では、アクリレート構造単位 (II) が含有される
ことにより粘度指数や低温粘度特性が向上する。なお、
アクリレート構造単位 (II) の含有割合は、スラッジ分
散能、粘度指数及び低温粘度特性の観点から、１〜１５
モル％が更に好ましく、３〜７モル％が特に好ましい。

【００１９】なお、一般式化６のアクリレート構造単位
(II) に於いて、Ｒ¹は炭素数１〜１８のアルキル基を
表し、具体的には、メチル基, エチル基, ｎ−プロピル
基,ｉｓｏ−プロピル基, ｎ−ブチル基，ｉｓｏ−ブチ
ル基，オクチル基，ラウリル基，ステアリル基が挙げら
れ、これらの基は１分子中に混在してもよい。これらの
基の中では、粘度指数向上効果の観点から、メチル基と
エチル基が好ましい。

【００２０】本発明に使用するアクリルアミド系共重合
体の重量平均分子量の測定はゲルパーミュエーションク
ロマトグラフィーで行い、ポリスチレン換算の重量平均
分子量で超高温ＧＰＣ法（絹川，「高分子論文集第４４
巻２号」，１３９〜１４１頁，１９８７）に準じて測定
できるが、その好ましい重量平均分子量の範囲は５，０
００〜２００，０００である。重量平均分子量が５，０
００未満の場合には、分子量が小さすぎて粘度指数向上
効果が十分でない。また、重量平均分子量が２００，０
００を超えるアクリルアミド系共重合体の製造は困難で
ある。特に好ましい重量平均分子量の範囲は１０，００
０〜１５０，０００である。

【００２１】本発明に使用するアクリルアミド系共重合
体は、例えば次のようにして製造することができる。す
なわち、エチレンとアクリル酸エステルとを高圧重合法
により共重合させて得られるエチレン−アクリル酸エス
テル共重合体を、特開昭６０−７９００８号公報に記載
の方法により加水分解と同時に熱減成して所望の分子量
とする。得られたエチレン−アクリル酸エステル−アク
リル酸共重合体をＮ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキルア
ミンでアミド化するとアクリルアミド系共重合体が得ら
れる。

【００２２】なお、エチレン−アクリル酸エステル共重
合体の加水分解時に加水分解を完全に行えば、分子内
に、アクリレート構造単位 (II) を含有せずエチレン構
造単位（Ｉ）及びアクリルアミド構造単位(III) を含有
するアクリルアミド系共重合体が得られる。

【００２３】以上述べたアクリルアミド系共重合体を、
油性物質９９．９９〜８０重量部に対して０．０１〜２
０重量部添加すると、本発明の油性組成物が得られる。

【００２４】ここで、上記油性物質としては潤滑油や燃
料を挙げることができ、この潤滑油は、具体的には、石
油から誘導される炭化水素油のみならず、二塩基酸のエ
ステル、一塩基酸とポリグリコールと二塩基酸とアルコ
ールとのエステル化によって得られた複雑なエステル、
さらにポリオレフィン油などの合成潤滑油である。

【００２５】また、前記油性組成物中のアクリルアミド
系共重合体の含有割合は、油性組成物の粘度指数を向上
又は調節するのに有効な量であり、すなわち、粘度向上
に有効な量又は油性組成物の粘度特性を向上させ且つそ
れに分散性を提供するのに有効な量である。アクリルア
ミド系共重合体の含有割合は、組成物全体を１００重量
部とすると、一般には０．０１〜２０重量部、好ましく
は０．０１〜１５重量部、更に好ましくは０．１〜１０
重量部である。

【００２６】なお、前記油性組成物は、前記アクリルア
ミド系共重合体以外に他の慣用添加剤を任意に含有して
もよく、その慣用添加剤としては、流動点降下剤、耐摩
耗性添加剤、酸化防止剤、分散剤、腐食防止剤、消泡
剤、清浄剤、錆止め添加剤、摩擦調整剤等がある。

【００２７】

【作用】本発明の粘度指数向上剤に含有されるアクリル
アミド系共重合体では、分子内のエチレン構造単位
（Ｉ）及びアクリレート構造単位 (II) が、優れた粘度
指数向上効果と低温粘度特性を示す。また、共重合体分
子内のアクリルアミド構造単位(III) がスラッジの分散
効果を示す。

【００２８】

【発明の効果】本発明の粘度指数向上剤は、アクリルア
ミド系共重合体を含有しているので、優れた粘度指数向
上効果、低温粘度特性及びスラッジの分散性能を有し、
しかも、その製造工程が多工程とならず比較的安価に製
造できる。従って、この粘度指数向上剤を配合した本発
明の油性組成物も、粘度指数、低温粘度特性及びスラッ
ジの分散性に優れたものとなる。

【００２９】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。

【００３０】まず、本発明の粘度指数向上剤として用い
られるアクリルアミド系共重合体の具体的な製造方法
（実施例１〜９）について説明する。

【００３１】〈実施例１〉（アクリルアミド系共重合体の調製）温度計、撹拌機、
滴下ロート及びディーン・スターク分水器を備えた内容
量１リットルの４つ口フラスコに、キシレン４００ｍ
ｌ、エチレン・アクリル酸エチル・アクリル酸共重合体
（エチレン／アクリル酸エチル／アクリル酸＝９３／３
／４) １５０ｇ及びパラトルエンスルホン酸１．０ｇを
仕込んだ。

【００３２】次に、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルア
ミン２１．１ｇを仕込み、オイルバスを用いて１４０℃
に加熱して生成した水をキシレンとの共沸により連続的
に除去し、さらに、１４０℃で１７時間反応し、生成す
る水の共沸が認められなくなるまでアミド化反応を継続
した。

【００３３】得られた反応物を多量のメタノール中へ投
入し、生成した沈澱物を回収、乾燥してアクリルアミド
系共重合体を得た。

【００３４】この共重合体の収量は１５９．５ｇであ
り、重量平均分子量は１９，４００であった。

【００３５】〈実施例２〜９〉実施例１と同様に、特願
平２−３３１０８２号公報に記載の方法に従い、実施例
２〜９のアクリルアミド系共重合体を調製した。表１
に、実施例１〜９で得られたアクリルアミド系共重合体
の各構造単位におけるＲ¹〜Ｒ⁴とモル分率、並びに該
共重合体の重量平均分子量を示した。

【００３６】なお、実施例２〜９では、以下の点で実施
例１と異なる。すなわち、実施例８及び９では原料共重
合体のエチレン・アクリル酸エチル・アクリル酸共重合
体におけるＲ¹がそれぞれｎ−プロピル基及びｎ−ブチ
ル基であり、実施例５及び７では原料共重合体としてエ
チレン・アクリル酸共重合体を用いた。実施例４及び８
ではアミド化剤としてＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルア
ミンを用い、実施例６ではアミド化剤としてＮ，Ｎ−ジ
メチルアミノネオペンチルアミンを用い、実施例７では
アミド化剤としてＮ，Ｎ−ジエチルアミノプロピルアミ
ンを用い、実施例９ではアミド化剤としてＮ，Ｎ−ジエ
チルアミノエチルアミンを用いた。

【００３７】

【表１】

【００３８】次に、本発明の粘度指数向上剤を油性物質
に配合した具体的な実施例と、それらと比較対照するた
めの具体的な比較例について説明する。

【００３９】〈実施例１０〜１８〉（粘度指数）実施例１〜９で得られたアクリルアミド系
共重合体を潤滑油（ＳＡＥ１０Ｗ４０）に溶解して
（実施例１０〜１８）、３７．８℃及び９８．９℃にお
ける比粘度〔η_sp〕_37.8と〔η_sp〕_98.9とを測定した。
これらの値から数１で定義される粘度指数Ｅを求めた。
結果を表２に示す。

【００４０】

【数１】

【００４１】（低温粘度特性）実施例１〜９で得られた
アクリルアミド系共重合体を潤滑油（ＳＡＥ１０Ｗ４
０）に３重量％で溶解し（実施例１０〜１８）、ＭＲＶ
（ミニ・ロータリー・ビスコメーター）、ＣＣＳ（コー
ルド・クランキング・シュミュレーター）及びＴＰ−１
を測定した。結果を表２に示す。

【００４２】なお、上記ＭＲＶ、ＣＣＳ及びＴＰ−１
は、油組成物の低温粘度特性を表示するものである。

【００４３】ＭＲＶ（ミニ・ロータリー・ビスコメータ
ー）は、ＡＳＴＭ−Ｄ３８２９に記載の方法を使用して
測定され、粘度をセンチポイズ単位で測定するものであ
る。測定温度は−２５℃である。

【００４４】ＣＣＳ（コールド・クランキング・シュミ
ュレーター）は、ＳＡＥＪ３００Ａｐｐｅｎｄｉｘに
記載の方法を使用して測定され、高せん断粘度値をセン
チポイズ単位で測定するものである。この試験は、冷間
のエンジン始動に対する潤滑油の抵抗性に関係する。Ｃ
ＣＳが高くなる程、冷間のエンジン始動に対する油の抵
抗性が大きくなる。

【００４５】さらに、ＴＰ−１は、ＡＳＴＭ−Ｄ４６８
４に記載の方法を使用して測定される。これはＭＲＶと
本質上同じであるが、但し、徐冷却サイクルが使用され
る。このサイクルは、ＳＡＥＰａｐｅｒＮｏ．８５
０４４３（ケイ・オー・ヘンダーソン外）に規定されて
いる。

【００４６】（スラッジ分散）実施例１〜９で得られた
アクリルアミド系共重合体を潤滑油（ＳＡＥ１０Ｗ４
０）に溶解し（実施例１０〜１８）、スラッジの分散性
を試験した。判定基準を以下に示す。

【００４７】 ○…スラッジの沈積が認められない △…スラッジの沈積がやや認められる ×…スラッジの沈積が認められる上記試験結果を表２に示す。

【００４８】〈比較例１及び２〉粘度指数向上剤として
ポリメタクリレート系粘度指数向上剤又はエチレン無水
マレイン酸グラフトアミン変性物粘度指数向上剤を用い
て、実施例１０〜１８と同様に潤滑油（ＳＡＥ１０Ｗ
４０）に溶解し、粘度指数Ｅ、低温粘度特性（ＭＲＶ、
ＣＣＳ及びＴＰ−１）並びにスラッジ分散の試験を行っ
た。結果を表２に示す。

【００４９】

【表２】

【００５０】表２に示すように、実施例１０〜１８の潤
滑油は、比較例１及び２の潤滑油に比べ、何れも粘度指
数が大きく、温度による粘度変化が小さかった。

【００５１】また、ＭＲＶ、ＣＣＳ及びＴＰ−１の低温
粘度特性についても、実施例１０〜１８の潤滑油の方
が、比較例１及び２の潤滑油に比べ、何れも低温粘度特
性が優れていた。

【００５２】さらに、スラッジの分散性についても、実
施例１０〜１８の潤滑油が、比較例１及び２の潤滑油に
比べ何れも優れていた。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ１０Ｎ 30:02 30:04 40:25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分子内に、一般式化１で表されるエチレン構造単位（Ｉ）を６５〜
９９モル％と、一般式化２で表されるアクリルアミド構造単位(III) を
１〜３５モル％とを含有し、重量平均分子量が５，００
０〜２００，０００で線状のアクリルアミド系共重合体
を含有することを特徴とする粘度指数向上剤。【化１】【化２】（ただし、化２に於いて、Ｒ²は炭素数２〜８のアルキ
レン基を表し、Ｒ³及びＲ⁴は各々独立に炭素数１〜４
のアルキル基を表す。なお、Ｒ²〜Ｒ⁴はそれぞれ構造
単位毎に同一であっても異なってもよい。)
【請求項２】前記アクリルアミド系共重合体が、一般
式化３で表されるアクリレート構造単位 (II) を１５モ
ル％以下でさらに含有することを特徴とする請求項１記
載の粘度指数向上剤。【化３】（ただし、化３に於いて、Ｒ¹は炭素数１〜１８のアル
キル基を表し、Ｒ¹は構造単位毎に同一であっても異な
ってもよい。)
【請求項３】請求項１又は請求項２記載のアクリルア
ミド系共重合体０．０１〜２０重量部と、油性物質９
９．９９〜８０重量部とを含有することを特徴とする油
性組成物。