WO2009007147A1 - Verwendung von kammpolymeren zur verringerung des kraftstoffverbrauchs - Google Patents

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WO2009007147A1
WO2009007147A1 PCT/EP2008/054355 EP2008054355W WO2009007147A1 WO 2009007147 A1 WO2009007147 A1 WO 2009007147A1 EP 2008054355 W EP2008054355 W EP 2008054355W WO 2009007147 A1 WO2009007147 A1 WO 2009007147A1
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carbon atoms
comb polymer
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repeating units
alcohol group
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PCT/EP2008/054355
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Torsten Stöhr
Dieter Janssen
Jürgen Schnabel
Boris Eisenberg
Hans GÖRLITZER
Michael Müller
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Evonik Rohmax Additives Gmbh
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    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/54—Fuel economy

Definitions

  • the present invention relates to the use of comb polymers to reduce fuel consumption.
  • the present invention describes comb polymers having improved properties and processes for their preparation and use.
  • SAE Society of Automotive Engineers
  • HSD hydrogenated styrene-diene copolymers
  • A is a block of hydrogenated polyisoprene
  • B is a divinylbenzene-crosslinked polystyrene core or a block of polystyrene.
  • the Infineum SV series of Infineum International Ltd Abington / UK includes products of this type.
  • Typical star polymers are given with Infineum SV 200, 250 and 260.
  • Infineum SV 150 is a diblock polymer.
  • the products mentioned are free carrier oils or solvents.
  • the star polymers such as the Infineum SV 200 are extremely advantageous in terms of thickening effect, viscosity index and shear stability.
  • polyalkyl (meth) acrylates can also be used to improve the viscosity index (VI).
  • VI viscosity index
  • EP 0 621 293 and EP 0 699 694 of Röhm GmbH describe advantageous comb polymers.
  • a further improvement of the VI can be achieved by observing specific parameters in accordance with the teaching of WO 2007/025837 of the RohMax Additives. An improvement in fuel consumption is not disclosed in these documents.
  • Advantageous properties relating to carbon black dispersion (piston cleanliness), wear protection and change in the coefficient of friction in engine oils can be set in the conventional PAMA chemistry by grafting N-vinyl compounds (usually N-vinylpyrrolidone) to PAMA-based polymers (DE 1 520 696 of Rohm and Haas and WO 2006/007934 of RohMax Additives).
  • VISCOPLEX ® 6-950 is such a PAMA, which is commercially available from RohMax Additives, Darmstadt / Germany.
  • the additive for lubricating oils having a low kinematic KV 40 and a low high shear viscosity HTHS should "with 0, 70, 80, 90 or 100 0 C, ie the HTHS" should be as little as possible higher than the HTHSi 50 lead.
  • a further object of the invention was to provide additives which can be prepared simply and inexpensively, in which case in particular commercially available components should be used.
  • the production should be possible on an industrial scale without the need for new or structurally complex systems.
  • the present invention accordingly provides the use of comb polymers comprising in the backbone repeat units derived from polyolefin-based macromonomers and repeating units selected from low molecular weight monomers selected from the group consisting of styrene monomers having 8 to 17 carbon atoms, alkyl (meth ) acrylates having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group, vinyl esters having 1 to 1 1 carbon atoms in the acyl group, vinyl ethers having 1 to 10 Carbon atoms in the alcohol group, (di) alkyl fumarates having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group, (di) alkyl maleates having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group and mixtures of these monomers are derived, wherein the molar degree of branching in the range of 0.1 to 10 mol % and the comb polymer in total is at least 80% by weight, based on the weight of repeating units, of repeating units derived from polyolefin-based macromonomers,
  • the present invention accordingly further provides comb polymers comprising recurring units derived from polyolefin-based macromonomers in the main chain and repeating units selected from low molecular weight monomers selected from the group consisting of styrene monomers having from 8 to 17 carbon atoms, alkyl (meth) acrylates 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group, vinyl esters having 1 to 1 1 carbon atoms in the acyl group, vinyl ethers having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group, (di) alkyl fumarates having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group, (di) alkyl maleates having from 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group and mixtures of these monomers, the comb polymer totaling at least 80% by weight, based on the weight of repeating units, of repeating units derived from polyolefin-based macromonomers, and repeating units that of low molecular
  • comb polymers of the invention show a particularly favorable profile of properties.
  • the comb polymers are surprisingly shear-stable, so that the lubricants have a very long shelf life.
  • the present comb polymers are compatible with many additives.
  • the lubricant can be adapted to a wide variety of requirements. For example, lubricants having excellent low temperature properties can be made using the present comb polymers.
  • the comb polymers according to the invention can be prepared simply and inexpensively, it being possible in particular to use commercially available components. Furthermore, the comb polymers of the present invention can be produced industrially, without the need for new or structurally complex systems needed.
  • comb polymer as used herein is known per se, wherein longer side chains are bonded to a polymeric backbone, often also called a backbone,
  • the polymers according to the invention have at least one repeat unit derived from polyolefin-based macromonomers The exact proportion is given by the molar degree of branching
  • main chain does not necessarily mean that the chain length of the main chain is greater than that of the side chains. Rather, this term refers to the composition of this chain.
  • the side chain has very high proportions of olefinic repeating units, in particular units derived from alkenes or alkadienes, for example ethylene, propylene, n-butene, isobutene, butadiene, isoprene
  • the main chain comprises relatively large proportions of more polar unsaturated monomers, which have been set out above.
  • the term repeating unit is well known in the art.
  • the present comb polymers may preferably be obtained via radical polymerization of macromonomers and low molecular weight monomers. This double bonds are opened to form covalent bonds. Accordingly, the repeat unit results from the monomers used.
  • the present comb polymers can also be obtained by polymer-analogous reactions and / or graft copolymerization. In this case, the reacted repeating unit of the main chain counts as a repeating unit derived from a polyolefin-based macromonomer. The same applies in the preparation of the comb polymers according to the invention by graft copolymerization.
  • the present invention describes comb polymers which preferably have high oil solubility.
  • oil-soluble means that a mixture of A base polymer and a comb polymer according to the invention without macroscopic phase formation can be produced, which has at least 0.1 wt .-%, preferably at least 0.5 wt .-% of the comb polymers according to the invention.
  • the comb polymer may be dispersed and / or dissolved.
  • the oil solubility depends in particular on the proportion of the lipophilic side chains and on the
  • Base oil This property is known to the person skilled in the art and can easily be adjusted for the respective base oil via the proportion of lipophilic monomers.
  • the comb polymers of the invention include repeating units derived from polyolefin-based macromonomers.
  • Polyolefin-based macromonomers are known in the art. These repeating units comprise at least one group derived from polyolefins.
  • Polyolefins are known in the art, these being prepared by polymerization of alkenes and / or alkadienes which consist of the elements carbon and hydrogen, for example C 2 -C 10-alkenes such as ethylene, propylene, n-butene, isobutene, norbornene and / or C4-C10 alkadienes such as butadiene, isoprene, norbornadiene can be obtained.
  • the repeating units derived from polyolefin-based macromonomers preferably comprise at least 70% by weight and more preferably at least 80% by weight and most preferably at least 90% by weight of groups derived from alkenes and / or alkadienes on the weight of repeating units derived from polyolefin-based macromonomers.
  • the polyolefinic groups may in particular also be hydrogenated.
  • repeat units derived from polyolefin-based macromonomers may include other groups. These include low levels of copolymerizable monomers.
  • These monomers are known per se and include, inter alia, alkyl (meth) acrylates, styrene monomers, fumarates, maleates, vinyl esters and / or vinyl ethers.
  • the proportion of these groups based on copolymerizable monomers is preferably at most 30% by weight, particularly preferably at most 15% by weight, based on the weight of the polyolefin-based macromonomers derived Repeating units.
  • the repeating units derived from polyolefin-based macromonomers may include initial groups and / or end groups which serve for functionalization or are due to the preparation of repeating units derived from polyolefin-based macromonomers.
  • the proportion of these initial groups and / or end groups is preferably at most 30 wt .-%, particularly preferably at most 15 wt .-%, based on the weight of the polyolefin-based macromonomer derived repeating units.
  • the number average molecular weight of repeating units derived from polyolefin-based macromonomers is in the range of 500 to 50,000 g / mol, more preferably 700 to 10,000 g / mol, especially 1,500 to 4,900 g / mol, and most preferably 2,000 to 3000 g / mol.
  • the repeating units derived from polyolefin-based macromonomers preferably have a low melting temperature, which is measured by DSC.
  • the melting temperature of the repeating units derived from the polyolefin-based macromonomers is less than or equal to -10 ° C., particularly preferably less than or equal to -20 ° C., particularly preferably less than or equal to -40 ° C.
  • none Melting temperature according to DSC in the repeating units derived from the polyolefin-based macromonomers are measured.
  • the comb polymers of the present invention include repeating units selected from low molecular weight monomers selected from the group consisting of styrene monomers having 8 to 17 carbon atoms, alkyl (meth) acrylates having 1 to 10 Carbon atoms in the alcohol group, vinyl esters having 1 to 1 carbon atoms in the acyl group, vinyl ethers having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group, (di) alkyl fumarates having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group, (di) alkyl maleates having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group and mixtures of these monomers are derived.
  • These monomers are well known in the art.
  • low molecular weight indicates that a portion of the repeating units of the backbone of the comb polymer has a low molecular weight, which molecular weight may vary depending on the preparation of the molecular weight of the monomers used to prepare the polymers low molecular weight monomers is preferably at most 400 g / mol, more preferably at most 200 g / mol, and most preferably at most 150 g / mol.
  • styrene monomers having 8 to 17 carbon atoms are styrene, substituted styrenes having an alkyl substituent in the side chain, such as.
  • styrene substituted styrenes having an alkyl substituent in the side chain
  • alkyl substituent on the ring such as vinyltoluene and p-methylstyrene
  • halogenated styrenes such as monochlorostyrenes, dichlorostyrenes, tribromostyrenes and tetrabromostyrenes.
  • (meth) acrylates includes acrylates and methacrylates as well as mixtures of acrylates and methacrylates to the alkyl (meth) acrylates having 1 to 10 Carbon atoms in the alcohol group include in particular (meth) acrylates derived from saturated alcohols, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, 2-tert-butylheptyl (meth) acrylate, Octyl (meth) acrylate, 3-iso-propylheptyl (me) acryl
  • Preferred alkyl (meth) acrylates comprise 1 to 8, more preferably 1 to 4 carbon atoms in the alcohol group.
  • the alcohol group may hereby be linear or branched.
  • vinyl esters having 1 to 1 carbon atoms in the acyl group include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate.
  • Preferred vinyl esters include 2 to 9, more preferably 2 to 5 carbon atoms in the acyl group.
  • the acyl group here may be linear or branched.
  • vinyl ethers having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group include vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, vinyl propyl ether, vinyl butyl ether.
  • Preferred vinyl ethers comprise 1 to 8, particularly preferably 1 to 4, carbon atoms in the alcohol group.
  • the alcohol group may hereby be linear or branched.
  • the notation (di) ester means that monoesters, diesters and mixtures of esters, especially fumaric acid and / or maleic acid can be used.
  • the (di) alkyl fumarates having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group include, but are not limited to, monomethyl fumarate, dimethyl fumarate, mono- no ethyl fumarate, diethyl fumarate, methyl ethyl fumarate, monobutyl fumarate, dibutyl fumarate, dipentyl fumarate and dihexyl fumarate.
  • Preferred (di) alkyl fumarates comprise 1 to 8, more preferably 1 to 4 carbon atoms in the alcohol group.
  • the alcohol group may hereby be linear or branched.
  • the (di) alkyl maleates having from 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group include, among others, monomethyl maleate, dimethyl maleate, monoethyl maleate, diethyl maleate, methyl ethyl maleate, monobutyl maleate, dibutyl maleate.
  • Preferred (di) alkyl maleates comprise 1 to 8, particularly preferably 1 to 4, carbon atoms in the alcohol group.
  • the alcohol group may hereby be linear or branched.
  • the comb polymers according to the invention may comprise further repeating units which are derived from further comonomers, the proportion of which is not more than 20% by weight, preferably not more than 10% by weight and more preferably not more than 5% by weight on the weight of repeating units.
  • alkyl (meth) acrylates having from 11 to 30 carbon atoms in the alcohol group, especially undecyl (meth) acrylate.
  • Eicosyltetratriacontyl (meth) acrylate include, inter alia, repeating units which are derived from dispersing oxygen- and nitrogen-functionalized monomers, as enumerated by way of example below:
  • aminoalkyl (meth) acrylates such as N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminopentyl (meth) acrylate, N, N -Dibutylaminohexadecyl (meth) acrylate.
  • These include, but are not limited to, repeat units derived from aminoalkyl (meth) acrylamides, such as N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide.
  • hydroxyalkyl (meth) acrylates such as 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3,4-dihydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate , 2,5-Dimethyl-1,6-hexanediol (meth) acrylate, 1, 10-decanediol (meth) acrylate.
  • heterocyclic (meth) acrylates such as 2- (1-imidazolyl) ethyl (meth) acrylate 2- (4-morpholinyl) ethyl (meth) acrylate 1- (2-methacryloyloxyethyl) -2 pyrrolidone, N-methacryloylmorpholine, N-methacryloyl-2-pyrrolidinone, N- (2-methacryloyloxyethyl) -2-pyrrolidinone, N- (3-methacryloyloxypropyl) -2-pyrrolidinone.
  • heterocyclic (meth) acrylates such as 2- (1-imidazolyl) ethyl (meth) acrylate 2- (4-morpholinyl) ethyl (meth) acrylate 1- (2-methacryloyloxyethyl) -2 pyrrolidone, N-methacryloylmorpholine, N-methacryloyl-2
  • heterocyclic vinyl compounds such as 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 3-ethyl-4-vinylpyridine, 2,3-dimethyl-5-vinylpyridine, vinylpyrimidine, Vinylpiperidine, 9-vinylcarbazole, 3-vinylcarbazole, 4-vinylcarbazole, 1-vinylimidazole, 2-methyl-1-vinylimidazole, N-vinylpyrrolidone, N-vinylpyrrolidine, 3-vinylpyrrolidine, N-vinylcaprolactam, N-vinylbutyrolactam, vinyloxolane, Vinylfuran, vinyloxazoles and hydrogenated vinyloxazoles.
  • heterocyclic vinyl compounds such as 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 3-ethyl-4-vinylpyridine, 2,3-dimethyl-5-vinylpyridine, vinylpyrimidine
  • the aforementioned ethylenically unsaturated monomers can be used individually or as mixtures. It is further possible to vary the monomer composition during the polymerization of the main chain in order to obtain defined structures, for example block copolymers or graft polymers.
  • Comb polymers to be used according to the invention have a molar degree of branching in the range from 0.1 mol% to 10 mol%, preferably from 0.3 mol% to 6 mol%. Particular advantages are achieved by comb polymers whose degree of branching in the range of 0.3% to 1, 1 mol%, preferably 0.4 to 1, 0 MoI%, particularly preferably 0.4 to 0.6 mol%.
  • the molar degree of branching of the comb polymer f bra nch calculated according to the formula l
  • A type number of repeating units derived from polyolefin-based macromonomers
  • n b number of repeating units selected from low molecular weight monomers selected from the group consisting of styrene monomers having 8 to 17 carbon atoms, alkyl
  • the molar degree of branching generally results from the ratio of the monomers used, if the comb polymer was prepared by copolymerization of low molecular weight and macromolecular monomers.
  • the number average molecular weight of the macromonomer can be used here.
  • the comb polymer in particular the main chain of the comb polymer, a glass transition temperature in the range -60 to 1 10 ° C, preferably in the range -30 to 100 ° C, more preferably in the range 0 to 90 ° C and most particularly preferably in the range 20 to 80 ° C have.
  • the glass transition temperature is determined by DSC.
  • the glass transition temperature can be estimated via the glass transition temperature of the corresponding homopolymers, taking into account the proportions of repeating units in the main chain.
  • the degree of molar branching is determined by known methods for the determination of the conversion.
  • polymers generally also include initial and terminal groups which may be formed by initiation reactions and termination reactions.
  • the disclosure refers to at least 80 wt .-%, preferably at least 90 wt .-% of low molecular weight repeating units of monomers selected from the group consisting of styrene monomers having 8 to 17 carbon atoms, alkyl (meth acrylates having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group, vinyl esters having 1 to 1 carbon atoms in the acyl group, vinyl ethers having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group, (di) alkyl fumarates having 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group, (di) alkyl maleates with 1 to 10 carbon atoms in the alcohol group and mixtures of these monomers are derived and repeating units which are derived from polyolefin-based macromonomers, on the total weight of the comb polymers.
  • the comb polymer preferably has from 8 to 30% by weight, more preferably from 10 to 26% by weight, of repeating units derived from polyolefin-based macromonomers, based on the total weight of repeating units.
  • the polydispersity of the comb polymers is obvious to the person skilled in the art. Therefore, these figures refer to an average over all comb polymers.
  • inter alia comb polymers which preferably have a weight average molecular weight M w in the range from 50,000 to 1,000,000 g / mol, more preferably 100,000 to 500,000 g / mol and most preferably 150,000 to 450,000 g / mol exhibit.
  • the number-average molecular weight M n may preferably be in the range of 20,000 to 800,000 g / mol, more preferably 40,000 to 200,000 g / mol, and most preferably 50,000 to 150,000 g / mol.
  • comb polymers whose polydispersity index M w / M n is in the range from 1 to 5, particularly preferably in the range from 2.5 to 4.5, are expedient.
  • the number average and weight average molecular weights can be determined by known methods, for example, gel permeation chromatography (GPC).
  • the comb polymers can be modified in particular by grafting with dispersing monomers.
  • Dispersing monomers are understood in particular to mean monomers having functional groups, by means of which particles, in particular soot particles, can be kept in solution. These include, in particular, the monomers set forth above, which are derived from oxygen- and nitrogen-functionalized monomers, in particular from heterocyclic vinyl compounds. This embodiment may, inter alia, provide advantageous intrinsic in terms of Rußdisperg réelle, piston cleanliness and wear protection can be achieved.
  • the comb polymers according to the invention can be prepared in various ways.
  • a preferred method consists in the known radical free radical copolymerization of low molecular weight monomers and macromolecular monomers.
  • ATRP Atom Transfer Radical Polymerization
  • RAFT Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer
  • a polymerization initiator and a chain transfer agent are used for this purpose.
  • useful initiators include the azo initiators well known in the art, such as AIBN and 1,1-azobiscyclohexanecarbonitrile, and peroxy compounds such as methyl ethyl ketone peroxide, acetylacetone peroxide, diauryl peroxide, tert-butyl per-2-ethylhexanoate, ketone peroxide, tert-butyl peroctoate , Methyl isobutyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, dibenzoyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl peroxyisopropyl carbonate, 2,5-bis (2-ethylhexanoylperoxy) -2
  • Suitable chain transfer agents are in particular oil-soluble mercaptans such as n-dodecyl mercaptan or 2-mercaptoethanol or chain transfer agents from the class of terpenes, such as terpinolene.
  • the ATRP method is known per se. It is believed that this is a "living" radical polymerization without any limitation to the description of the mechanism.
  • a transition metal compound is reacted with a compound having a transferable atomic group.
  • the transferable atom group is transferred to the transition metal compound, whereby the metal is oxidized. This reaction forms a radical that adds to ethylenic groups.
  • the transfer of the atomic group to the transition metal compound is reversible so that the atomic group is re-transferred to the growing polymer chain, forming a controlled polymerization system. Accordingly, the structure of the polymer, the molecular weight and the molecular weight distribution can be controlled.
  • polymers according to the invention can also be obtained, for example, by RAFT methods. This process is described in detail, for example, in WO 98/01478 and WO 2004/083169, to which reference is expressly made for purposes of the disclosure.
  • the polymerization can be carried out at atmospheric pressure, lower or higher pressure.
  • the polymerization temperature is not critical. In general, however, it is in the range of -20 ° - 200 ° C, preferably 50 ° - 150 ° C and particularly preferably 80 ° - 130 ° C.
  • the polymerization can be carried out with or without solvent.
  • the term of the solvent is to be understood here broadly. The selection of the solvent is carried out according to the polarity of the monomers used, preference being given to using 100N oil, lighter gas oil and / or aromatic hydrocarbons, for example toluene or xylene.
  • the low molecular weight monomers to be used for the preparation of the comb polymers according to the invention in a free radical copolymerization are generally commercially available.
  • Macromonomers which can be used according to the invention have exactly one double bond, which is preferably terminal.
  • the double bond may be present due to the preparation of the macromonomers.
  • a polyisobutylene (PIB) having a terminal double bond is formed.
  • polyolefin-based macro alcohols and / or macroamines may be subjected to transesterification or aminolysis with low molecular weight monomers comprising at least one unsaturated ester group, such as methyl (meth) acrylate or ethyl (meth) acrylate.
  • This transesterification is well known.
  • this may be a heterogeneous catalyst system, such as lithium hydroxide / calcium oxide mixture (LiOH / CaO), pure lithium hydroxide (LiOH), lithium methoxide (LiOMe) or Nathummethanolat (NaOMe) or a homogeneous catalyst system such as the isopropyl titanate (Ti (OiPr) 4 ) or Dioctyltin oxide (Sn (OCt) 2 O) become.
  • the reaction is an equilibrium reaction. Therefore, the liberated low molecular weight alcohol is usually removed, for example, by distillation.
  • these macromonomers can be obtained by direct esterification or direct amidation, starting, for example, from methacrylic acid or methacrylic anhydride, preferably with acid catalysis by p-toluenesulfonic acid or methanesulfonic acid, or from the free methacrylic acid by the DCC method (dicyclohexylcarbodiimide).
  • the present alcohol or amide can be converted to a macromonomer by reaction with an acid chloride such as (meth) acryloyl chloride.
  • suitable macromonomers can be obtained by reacting a terminal PIB double bond with methacrylic acid or by Friedel-Crafts alkylation of the PIB double bond to styrene.
  • polymerization inhibitors such as e.g. the 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpipehdino- oxyl radical and / or hydroquinone monomethyl ether used.
  • the polyolefin-based macro alcohols and / or macroamines to be used for the reactions set forth above can be prepared in a known manner. Furthermore, these macro alcohols and / or macroamines are sometimes commercially available.
  • Kerocom® ® PIBA 03 Kerocom® ® PIBA 03 is a 75wt% to about NH 2 -functionalized
  • Polyisobutylene (PIB) of M n 1000 g / mol, which is supplied as a concentrate of about 65wt% in aliphatic hydrocarbons from BASF AG (Ludwigshafen, Germany).
  • the preparation of macroamines is set forth, for example, in EP 0 244 616 of BASF AG.
  • the representation of the macroamines takes place via oxination and amination preferably of polyisobutylene.
  • Polyisobutylene has the advantage of showing no crystallization at low temperatures.
  • Advantageous macro-alcohols can furthermore according to the known patents of BASF AG either hydroboration (WO 2004/067583) of highly reactive polyisobutylene HR-PIB (EP 0 628 575), which contains an increased proportion of terminal ⁇ -double bonds, or by oxidation followed by Hydrogenation (EP 0 277 345) are shown.
  • the hydroboration provides higher alcohol functionalities than the oxo and hydrogenation.
  • Preferred macro-alcohols based on hydrogenated polybutadienes can be obtained according to GB 2270317 of Shell International Research Maatschappij. A high proportion of 1,2-repeat units of about 60% and more can lead to significantly lower crystallization temperatures.
  • the macromonomers set out above are also commercially available part, such as the Kraton prepared from the Kraton Liquid L-1203 ® Liquid ® L-1253, a to about 96wt% of methacrylate-functionalized hydrogenated polybutadiene having about 50% 1, 2- Repeat units and 1, 4 repeating units, Kraton Polymers GmbH (Eschborn, Germany).
  • Polyolefin-based macromonomers and their preparation are also set forth in EP 0 621 293 and EP 0 699 694.
  • the comb polymers according to the invention can be obtained by polymer-analogous reactions.
  • a polymer of low molecular weight monomers is first prepared in a known manner, which is subsequently reacted.
  • the backbone of a comb polymer can be synthesized from a reactive monomer such as maleic anhydride, methacrylic acid or else glycidyl methacrylate and other short chain backbone inreactive monomers.
  • the initiator systems set out above such as t-butyl perbenzoate or t-butyl per-2-ethylhexanoate, and regulators, such as n-dodecylmercaptan, can be used.
  • the side chains which are also referred to as arms, can be generated.
  • the side chains which are also referred to as arms.
  • the macroalcohols and / or macroamines set out above can be used.
  • reaction of the initially formed backbone polymers with macroalcohols and / or macroamines corresponds essentially to the above-described reactions of the macroalcohols and / or macroamines with low molecular weight compounds.
  • the macro-alcohols and / or macroamines can be applied to known grafting reactions, for example to the maleic anhydride or methacrylic acid functionalities present in the backbone polymer, with catalysis e.g. be converted by p-toluenesulfonic acid or methanesulfonic acid to esters, amides or imides to the comb polymers of the invention.
  • catalysis e.g. be converted by p-toluenesulfonic acid or methanesulfonic acid to esters, amides or imides to the comb polymers of the invention.
  • low molecular weight alcohols and / or amines such as n-butanol or N- (3-aminopropyl) morpholine, this polymer-analogous reaction is led to complete conversions, especially with maleic anhydride backbones.
  • addition of the macroalcohol and / or of the macroamine can be carried out so that comb polymers are formed.
  • the macro-alcohols and / or the macroamines can be reacted by a polymer-analogous alcoholysis or aminolysis with a backbone containing short-chain ester functionalities to generate comb polymers.
  • suitably functionalized polymers obtained by reacting low molecular weight monomers can be reacted with other low molecular weight monomers to form comb polymers.
  • the initially prepared backbone polymer has several functionalities that serve as initiators of multiple graft polymerizations.
  • a multiple cationic polymerization of i-butene can be initiated, resulting in comb polymers with polyolefin side arms.
  • Suitable for such Pfroftcopolymerisationen are also the ATRP and / or RAFT method set out above, in order to obtain comb polymers having a defined architecture.
  • the comb polymer of the present invention has a low content of olefinic double bonds.
  • the iodine number is less than or equal to 0.2 g per g of comb polymer, more preferably less than or equal to 0.1 g per g of comb polymer. This fraction can be determined in vacuo according to DIN 53241 after removal of carrier oil and low molecular weight residual monomers at 180 ° C. for 24 hours.
  • the comb polymer may comprise recurring units derived from n-butyl methacrylate and / or from n-butyl acrylate.
  • the proportion of repeating units which are derived from n-butyl methacrylate and / or from n-butyl acrylate may preferably be at least 50% by weight, particularly preferably at least 60% by weight, based on the total weight of repeating units ,
  • the comb polymer may comprise repeating units derived from styrene.
  • the proportion of repeating units derived from styrene may preferably be in the range from 0.1 to 30% by weight, particularly preferably from 5 to 25% by weight.
  • comb polymers having repeating units derived from alkyl (meth) acrylates having 1 1 -30 carbon atoms in the alkyl radical.
  • the proportion of repeating units of alkyl (meth) acrylates having 1 1 to 30 carbon atoms in the Alkyl radical are in the range of 0.1 to 15 wt .-%, particularly preferably 1 to 10 wt .-% are.
  • the comb polymer preferably comprises repeating units derived from styrene and repeating units derived from n-butyl methacrylate.
  • the weight ratio of styrene repeating units and n-butyl methacrylate repeating units is in the range of 1: 1 to 1: 9, more preferably 1: 2 to 1: 8.
  • the comb polymer preferably comprises repeating units derived from styrene and repeating units derived from n-butyl acrylate.
  • the weight ratio of styrene repeat units and n-butyl acrylate repeat units is in the range of 1: 1 to 1: 9, more preferably 1: 2 to 1: 8.
  • the comb polymer preferably comprises repeating units derived from methyl methacrylate and repeating units derived from n-butyl methacrylate.
  • the weight ratio of methyl methacrylate repeat units and n-butyl methacrylate repeat units is in the range of 1: 1 to 0: 100, more preferably 3: 7 to 0: 100.
  • the comb polymer of the present invention may be used in a lubricating oil composition.
  • a lubricating oil composition comprises at least one lubricating oil.
  • the lubricating oils include, in particular, mineral oils, synthetic oils and natural oils.
  • Mineral oils are known per se and commercially available. They are generally obtained from petroleum or crude oil by distillation and / or refining and, if appropriate, further purification and refining processes, the term "mineral oil” in particular falling to the relatively high-boiling fractions of crude oil or crude oil.
  • the boiling point of mineral oil is higher than 200 ° C, preferably higher than 300 ° C, at 5000 Pa.
  • the production by smoldering of shale oil, coking of hard coal, distillation under exclusion of air from brown coal and hydrogenation of hard coal or lignite is also possible. Accordingly, mineral oils, depending on the origin of different proportions of aromatic, cyclic, branched and linear hydrocarbons.
  • paraffin-based, naphthenic and aromatic fractions in crude oils or mineral oils, the terms paraffin-based fraction being longer-chain or highly branched isoalkanes and naphthenic fraction being cycloalkanes.
  • mineral oils depending on their origin and refinement, have different proportions of n-alkanes, isoalkanes with a low degree of branching, so-called monomethyl-branched paraffins, and compounds with heteroatoms, in particular O, N and / or S, which are attributed to polar properties .
  • the assignment is difficult, however, since individual alkane molecules can have both long-chain branched groups and cycloalkane residues and aromatic moieties.
  • the assignment can be made, for example, according to DIN 51 378.
  • Polar proportions may also be determined according to ASTM D 2007.
  • n-alkanes in preferred mineral oils is less than 3 wt .-%, the proportion of O, N and / or S-containing compounds less than 6 wt .-%.
  • the proportion of aromatics and monomethyl branched paraffins is generally in the range of 0 to 40 wt .-%.
  • mineral oil mainly comprises naphthenic and paraffinic alkanes, which generally have more than 13, preferably more than 18 and most preferably more than 20 carbon atoms.
  • the proportion of these compounds is in Generally greater than or equal to 60 wt .-%, preferably greater than or equal to 80 wt .-%, without this being a restriction.
  • a preferred mineral oil contains from 0.5 to 30% by weight of aromatic fractions, from 15 to 40% by weight of naphthenic fractions, from 35 to 80% by weight of paraffinic fractions, up to 3% by weight of n-alkanes and 0.05% to 5 wt .-% polar compounds, each based on the total weight of the mineral oil.
  • Processes such as urea separation and liquid chromatography on silica gel shows, for example, the following constituents, the percentages being based on the total weight of the particular mineral oil used: n-alkanes having about 18 to 31 C atoms:
  • Aromatics with 14 to 32 C atoms :
  • An improved class of mineral oils (reduced sulfur content, reduced nitrogen content, higher viscosity index, lower pour point) is given by hydrotreating the mineral oils (hydroisomerization, hydrocracking, hydroprocessing, hydro finishing). In this case, essentially all aromatic components are reduced in hydrogen presence and naphthenic components are built up.
  • Valuable information regarding the analysis of mineral oils and an enumeration of mineral oils which have a different composition can be found, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industhal Chemistry, 5 th Edition on CD-ROM, 1997, keyword "lubricants and related products”.
  • Synthetic oils include, but are not limited to, organic esters such as diesters and polyesters, polyalkylene glycols, polyethers, synthetic hydrocarbons, especially polyolefins, of which polyalphaolefins (PAO) are preferred, silicone oils and perfluoroalkyl ethers.
  • synthetic base oils with origin from gas to liquid (GTL), coal to liquid (CTL) or biomass to liquid (BTL) processes can be used. They are usually slightly more expensive than the mineral oils, but have advantages in terms of their performance.
  • Natural oils are animal or vegetable oils, such as claw oils or jojoba oils.
  • Base oils for lubricating oil formulations are grouped according to API (American Petroleum Institute). Mineral oils are subdivided into Group I (not hydrogen-treated) and, depending on the degree of saturation, sulfur content and viscosity index, into Groups III and III (both hydrogen-treated). PAOs correspond to Group IV. All other base oils are grouped in Group V.
  • lubricating oils can also be used as mixtures and are often commercially available.
  • the concentration of the comb polymer in the lubricating oil composition is preferably in the range of 0.1 to 40% by weight, more preferably in the range of 0.2 to 20% by weight, and most preferably in the range of 0.5 to 10% by weight. %, based on the total weight of the composition.
  • a lubricating oil composition may contain other additives and additives.
  • preferred additives can be based on a linear polyalkyl (meth) acrylate having 1 to 30 carbon atoms in the alcohol group (PAMA).
  • additives include, inter alia, Dl additives (dispersants, detergents, defoamers, corrosion inhibitors, antioxidants, wear protection and extreme pressure additives, friction modifiers), pour point improvers (particularly preferably based on polyalkyl (meth) acrylate having 1 to 30 carbon atoms in the alcohol group), and / or dyes.
  • Dl additives dispersants, detergents, defoamers, corrosion inhibitors, antioxidants, wear protection and extreme pressure additives, friction modifiers
  • pour point improvers particularly preferably based on polyalkyl (meth) acrylate having 1 to 30 carbon atoms in the alcohol group
  • dyes particularly preferably based on polyalkyl (meth) acrylate having 1 to 30 carbon atoms in the alcohol group
  • the lubricating oil compositions set forth herein may be present in mixtures with conventional VI improvers in addition to the comb polymers of the present invention.
  • VI improvers include, in particular, hydrogenated styrene-diene copolymers (HSD, US Pat. No. 4,116,917, US Pat. No. 3,772,196 and US Pat. No. 4,788,316 of the Shell OiI Company), in particular based on butadiene and isoprene, and also olefin copolymers (OCP, US Pat. K.
  • VI improvers and pour point improvers for lubricating oils are described, for example, in T. Mang, W. Dresel (eds.): “Lubricants and Lubrication”, Wiley-VCH, Weinheim 2001; RM Mortier, ST. Orszulik (eds.): “Chemistry and Technology of Lubricants”, Blackie Academic & Professional, London 1992; or J. Bartz: “additives for lubricants", Expert-Verlag, Renningen-Malmsheim 1994 set forth.
  • Suitable dispersants include, but are not limited to, poly (isobutylene) derivatives, eg, poly (isobutylenes) succinimides (PIBSI); Ethylene-propylene oligomers with N / O functionalities.
  • poly (isobutylene) derivatives eg, poly (isobutylenes) succinimides (PIBSI); Ethylene-propylene oligomers with N / O functionalities.
  • the preferred detergents include, but are not limited to, metal-containing compounds such as phenates; salicylates; Thiophosphonates, in particular thiopyrophosphonates, thiophosphonates and phosphonates; Sulfonates and carbonates.
  • metal these compounds may in particular contain calcium, magnesium and barium. These compounds can preferably be used neutral or overbased.
  • Defoamers are also of particular interest, and these are often subdivided into silicone-containing and silicone-free defoamers.
  • the silicone-containing antifoams include, among others, linear poly (dimethylsiloxane) and cyclic poly (dimethylsiloxane).
  • silicone-free defoamers polyethers, e.g. Poly (ethylene glycol) or Tributylphosphat be used.
  • the lubricating oil compositions according to the invention may comprise corrosion inhibitors. These are often subdivided into anti-rust additives and metal passivators / deactivators (metal passivator / desactivator).
  • Sulphonates such as, for example, petroleum sulphonates or (often overbased) synthetic alkylbenzenesulphonates, for example dinonylnaphthene sulphonate; Carboxylic acid derivatives such as lanolin (wool fat), oxidized paraffins, zinc naphthenates, acylated succinic acids, 4-nonylphenoxyacetic acid, amides, and imides (N-acylsarcosine, imidazoline derivatives); Amine-neutralized mono- and dialkylphosphoric acid esters; morpholine; Dicycylohexylamine or diethanolamine be used.
  • the metal passivators / deactivators include, but are not limited to, benzothiazole, tolyltriazole, 2-mercaptobenzothiazole, dialkyl 2,5-dimercapto-1, 3,4-thiadiazole; N, N'-disalicylidenethylenediamine, N, N'- Disalicylidenpropylendiamin; Zinc dialkyldithiophosphates and dialkyldithiocarbamates.
  • antioxidants include, for example, phenols, such as, for example, 2,6-di-tert-butyl-phenol (2,6-DTB), butylated hydroxytoluene (BHT), 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 4,4'-methylene-bis (2,6-di-tert-butylphenol); aromatic amines, especially alkylated diphenylamines, N-phenyl-1-naphthylamine (PNA), polymeric 2,2,4-thmethyldihydroquinone (TMQ); Compounds containing sulfur and phosphorus, such as metal dithiophosphates, e.g.
  • Zinc dithiophosphates ZnDTP
  • OOS triesters reaction products of dithiophosphoric acid with activated double bonds of olefins, cyclopentadiene, norbornadiene, ⁇ -pinene, polybutene, acrylic acid esters, maleic acid esters (ash-free on combustion), organosulfur compounds, such as, for example, dialkyl sulfides, diaryl sulfides, Polysulfides, modified thiols, thiophene derivatives, xanthates, thioglycols, thioaldehydes, sulfur-containing carboxylic acids, heterocyclic sulfur / nitrogen compounds, in particular dialkyldimercaptothiadiazoles, 2-mercaptobenzimidazoles, zinc and methylene bis (dialkyldithiocarbamate), organophosphorus compounds such as, for example, triaryl Organo-copper compounds, as well as overbased calcium- and magnesium-based
  • friction modifiers inter alia, mechanically active compounds such as molybdenum disulfide, graphite (also fluorinated), poly (thfluoroethylene), polyamide, polyimide; Adsorption layer-forming compounds, such as long-chain carboxylic acids, fatty acid esters, ethers, alcohols, amines, amides, imides; Compounds which form layers by tribochemical reactions, such as, for example, saturated fatty acids, phosphoric acid and thiophosphoric acid esters, xanthates, sulfurized fatty acids; Compounds which form polymer-like layers, such as, for example, ethoxylated dicarboxylic acid diesters, dialkyl phthalic acid esters, methacrylates, unsaturated fatty acids, sulfurized olefins or organometallic compounds, for example molybdenum compounds (molybdenum dithiophosphates and molybdenum dithiocarbamate), ethylene-dioxanes
  • ZnDTP e.g. is primarily a wear protection additive and extreme pressure additive, but also has the character of an antioxidant and corrosion inhibitor (here: metal passivator / deactivator).
  • Preferred lubricating oil compositions have a viscosity measured in accordance with ASTM D 445 at 40 ° C in the range of 10 to 120 mm 2 / s, more preferably in the range of 22 to 100 mm 2 / s.
  • the kinematic viscosity KV100 measured at 100 ° C. is preferably at least 5.5 mm 2 / s, particularly preferably at least 5.6 mm 2 / s and very particularly preferably at least 5.8 mm 2 / s.
  • preferred lubricating oil compositions have an ASTM D 2270 viscosity index in the range of 100 to 400, more preferably in the range of 150 to 350, and most preferably in the range of 175 to 275.
  • lubricating oil compositions having a measured at 150 ° C high-shear viscosity HTHS of at least 2.4 mPas, more preferably at least 2.6 mPas.
  • the high-shear viscosity HTHS measured at 100 ° C. is preferably at most 10 mPas, particularly preferably at most 7 mPas and very particularly preferably at most 5 mPas.
  • HTHSi 00 -HTHSi 50 is preferably at most 4 mPas, more preferably at most 3.3 mPas and most preferably at most 2.5 mPas.
  • the ratio of high shear viscosity at 100 ° C HTHSi 00 to high-shear viscosity at 150 ° C HTHSi 50, HTHSi OO / HTHSi 5O is preferably at most 2.0, particularly preferably at most 1. 9
  • the high-shear viscosity HTHS can be measured at the respective temperature in accordance with ASTM D4683.
  • the permanent shear stability index (PSSI) according to ASTM D2603 Ref. B (12.5 minute sonication) may be less than or equal to 35, more preferably less than or equal to 20.
  • lubricating oil compositions can be obtained which have a permanent shear stability index (PSSI) in accordance with DIN 51381 (30 cycles Bosch pump). of at most 5, preferably at most 2 and most preferably at most 1.
  • MVEG Motor Vehicle Emissions Group
  • Oil change with running engine (8OL by the engine, twice the amount of oil) rinsing once (15L required amount of oil
  • the determination of the real fuel consumption in the vehicle is typically in the form of field tests, for example, using a taxi fleet of 10 vehicles, a defined distance of km (eg 10000km) over a defined period (eg 6 months).
  • a defined distance of km eg 10000km
  • a defined period eg 6 months
  • hPBD MM4 8oo hydrogenated polybutadiene CrayValley (Paris) with
  • nBMA n-butyl methacrylate
  • LMA Alkyl methacrylate mixture with 12 to 14 carbon atoms in the alcohol radicals MMA: methyl methacrylate
  • the macromonomer functionality f MM of the macromonomer was derived from the GPC curves of the comb polymers themselves as set forth in WO 2007/025837.
  • the molecular weights and polydispersity index PDI were determined by GPC as set forth in WO 2007/025837. Table 1 (continued)
  • the comb polymers according to the invention have a significantly lower KV 40 (also lower KVi 00 ) or a lower high-shear viscosity HTHSi 00 at 100 ° C. than the polymers set forth in the publication EP 0699694. Similar improvements are also obtained with respect to the CCS viscosity at -35 ° C.
  • Table 2 For comparison, commercially available VI improvers were further investigated. For this engine oil formulations were made with commercially available Infineon's neum SV200 (an HSD star polymer) and VISCOPLEX ® 6-950 (linear PAMA RohMax Additives GmbH). These results are also set forth in Table 2.
  • lubricating oil compositions were prepared comprising a commercially available pour point improver (VISCOPLEX® 1 -247) in a concentration of 0.37 wt .-%.
  • pour point PP was measured according to ASTM D97 and dynamic viscosity DV and yield point YS according to MRV-TP1 (ASTM D4684). The results are set forth in Table 3.
  • HTHSi5o 2.9mPas calls
  • the 5W-30 formulations as usual at European engine manufacturers eg Mercedes-Benz Radiostoffvorschriften MB229.1 and MB228.3 for factory fillings
  • HTHSi 50 3.5mPas.
  • Example 5 shows that using the comb polymers set forth in Claim 3, a further, significant reduction in fuel consumption occurs.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Kammpolymeren umfassend in der Hauptkette Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 11 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, wobei der molare Verzweigungsgrad im Bereich von 0,1 bis 10 Mol.-% liegt und das Kammpolymer in Summe mindestens 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Wiederholungseinheiten, an Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 11 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, umfasst, zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen.

Description

Verwendung von Kammpolymeren zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Kammpolymeren zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs. Darüber hinaus beschreibt die vorliegende Er- findung Kammpolymere mit verbesserten Eigenschaften und Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung.
Die Verringerung des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen wird aus vielfältigen Gründen immer wichtiger. Neben vielen konstruktiven Verbesserungen an den Fahrzeugen an sich, werden auch Anstrengungen unternommen, die durch die Schmiermittel, beispielsweise die Motor- und Getriebeöle, verursachten Planschverluste (churning loss) zu minimieren.
Es ist bekannt, dass sich Kraftstoff-sparende {fuel economical) Motorölformulie- rungen durch gute Vl-Eigenschaften auszeichnenden. Dementsprechend sollen einerseits bei hohen Temperaturen ausreichend hohe Viskositäten generiert werden, um nicht-abreißende, dicke Schmierfilme zu erhalten, die zu einer Minimierung des Verschleißes (wear) führen. Andererseits sind möglichst geringe Viskositäten bei tiefen Temperaturen wünschenswert, um den Kraftstoffverbrauch durch Minimierung der internen Reibung im Motoröl zu verringern. Motoröle, die bei tiefen Temperaturen eine relativ geringe Viskosität aufweisen, jedoch bei hohen Temperaturen einsetzbar sind, werden vielfach als Leichtlauföle bezeichnet.
Das Formulieren von Motorölen ist bekanntermaßen definiert über die SAE J300 Norm (SAE = Society of Automotive Engineers). Diese Norm klassifiziert Motorenöle in die SAE Viskositätsgrade xW-y mit x = 0, 5, 10, 15, 20, 35 und y = 20, 30, 40, 50, 60. Dies erfolgt über die CCS- Viskosität {cold cranking Simulator, ASTM D5292), die dynamischen Viskosität DV und die Fließgrenze YS (yield stress) im mini rotationary viscosimeter unter Temperaturprogramm 1 (MRV-TP1 , ASTM D4684), die kinematischen Viskosität KV (ASTM D445) sowie die Hochschervis- kosität HTHS {high temperature high shear) (ASTM D4683, D4741 und D5471 ).
Während sich eine neuere Formulierungsstrategie für Kraftstoff-sparende Motorenöle auf eine geringe kinematische KV40, d.h. hohen kinematischen VI, konzentriert (vgl. K. Hedrich, M. A. Mueller, M. Fischer: „Evaluation of Ashless, Phoshorus Free and Low Sulfur Polymerie Additives that Improve the Performance of Fuel Ef- ficient Engine OiIs" in Conference Proceedings of the International Tribology Conference (ITC 2005) at Kobe/Japan), zielt die etablierte Formulierungsstrategie auf geringe Hochscherviskosität HTHS» mit 0=70, 80, 90 oder 100°C, d.h. die HTHS» soll möglichst wenig höher sein als die HTHSi50 (Zielgröße beim Formulieren der SAE J300) (vgl. Toshio Sakurai (ed.): "Additives for Petroleum-derived Products", Saiwai Shobou Press, 1986; A. K. Gangopadhyay, J. Sorab, P. A. Willermet, K. Schriewer, K. Fyfe, P. K. S Lai: "Prediction of ASTM Sequence VI and VIA Fuel Economy Based on Laboratory Bench Tests", SAE Technical Paper Series 961 140; N. Nakamura: Idemitsu Technical Review 43 (2000), 24; und T. Mang, W. Dresel (eds.): "Lubricants and Lubrication", Wiley-VCH, Weinheim 2001 ). Die neuere und die etablierte Formulierungsstrategie zur Kraftstoffersparnis sind - wie oben dargestellt - nicht kongruent und in ihrer Gültigkeit nicht unumstritten.
Gleichzeitig werden Motorenöle definiert durch ihre Nachscherviskosität KV-mo- Hier ist es für viele Anwender durchaus wünschenswert nach einer Scherung z.B. durch 30 Zyklen Boschpumpe (DIN 51382), weiterhin im KV100-Fenster der SAE J300 zu liegen.
Eine weitverbreitete Klasse an kommerziellen Vl-Verbesserern ist mit hydrierten Styrol-Dien-Copolymeren (HSD) gegeben. Diese HSD können sowohl in Form von (-B-A)n-Sternen (US 4 1 16 917 der Shell OiI Company) als auch in Form von A-B- Diblock- und A-B-A-Triblock-Copolymeren (US 3 772 196 und US 4 788 316 der Shell OiI Company) vorliegen. Hierbei stellt A einen Block aus hydriertem Polyi- sopren und B einen Divinylbenzol-vernetzten Polystyrolkern bzw. einen Block aus Polystyrol dar. Die Infineum SV Serie der Infineum International Ltd Abington/UK umfasst Produkte dieses Typs. Typische Sternpolymere sind gegeben mit Infineum SV 200, 250 und 260. Infineum SV 150 stellt ein Diblockpolymer dar. Die genannten Produkte sind frei Trägerölen oder- lösungsmitteln. Insbesondere die Sternpolymere wie das Infineum SV 200 sind äußerst vorteilhaft bezüglich Verdi- ckungswirkung, Viskositätsindex und Scherstabilität.
Darüber hinaus können auch Polyalkyl(meth)acrylate (PAMA) zur Verbesserung des Viskositätsindexes (VI) eingesetzt werden. So beschreiben EP 0 621 293 und EP 0 699 694 der Röhm GmbH vorteilhafte Kammpolymeren. Eine weitere Verbesserung des VI kann gemäß der Lehre der WO 2007/025837 der RohMax Addi- tives durch das Einhalten von spezifischen Parametern erzielt werden. Eine Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs wird in diesen Druckschriften nicht dargelegt.
Vorteilhafte Eigenschaften bezüglich Rußdispergierung (Kolbensauberkeit), Ver- schleißschutz und Reibwertveränderung in Motorenölen können bei der konventi- onellen PAMA-Chemie durch Pfropfen von N-Vinyl-Verbindungen (meist N-Vinyl- Pyrrolidon) auf PAMA-Basispolymere eingestellt werden (DE 1 520 696 der Röhm und Haas und WO 2006/007934 der RohMax Additives). VISCOPLEX® 6-950 ist ein solches PAMA, das kommerziell von der RohMax Additives, Darmstadt/Deutschland erhältlich ist.
Die zuvor dargelegten Ansätze führen bereits zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs. Allerdings besteht das dauerhafte Bestreben, den Kraftstoffverbrauch weiter zu verbessern.
In Anbetracht des Standes der Technik war es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Additiv zur Verfügung zu stellen, das zu einer Verringerung des Kraft- - A - stoffverbrauchs führt. Hierbei sollte diese Verringerung des Kraftstoffverbrauchs bei verschiedenen Testverfahren erzielt werden können, die im Allgemeinen ein unterschiedliches Fahrverhalten berücksichtigen. Dementsprechend sollte das Additiv zu Schmierölen mit einer geringen kinematische KV40 als auch einer ge- ringen Hochscherviskosität HTHS» mit 0=70, 80, 90 oder 1000C, d.h. die HTHS» soll möglichst wenig höher sein als die HTHSi50, führen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung bestand darin, Additive bereitzustellen, die einfach und kostengünstig hergestellt werden können, wobei insbesondere kom- merziell erhältliche Komponenten eingesetzt werden sollten. Hierbei sollte die Produktion großtechnisch erfolgen können, ohne dass hierzu neue oder konstruktiv aufwendige Anlagen benötigt werden.
Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannten Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch die Verwendung von Kammpolymere mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Eine besonders vorteilhafte Lösung bieten die in Anspruch 3 dargelegten Kammpolymere. Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Kammpolymere werden in den auf Anspruch 3 rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Hinsichtlich des Verfahrens zur Herstellung von Kammpolymeren liefert Anspruch 21 eine Lösung der zugrunde liegenden Aufgabe, während Anspruch 22 eine Schmierölzusammensetzung umfassend die Kammpolymere der vorliegenden Erfindung schützt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend die Verwendung von Kammpolymeren umfassend in der Hauptkette Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Al- kyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinyles- tern mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, wobei der molare Verzweigungsgrad im Bereich von 0,1 bis 10 Mol.-% liegt und das Kammpolymer in Summe mindestens 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Wiederholungseinheiten, an Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin- basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sty- rolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, umfasst, zur Verringerung des Kraft- Stoffverbrauchs von Fahrzeugen.
Besondere Vorteile können überraschend durch besondere Kammpolymere erzielt werden, die durch die vorliegende Erfindung zur Verfügung gestellt werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind dementsprechend darüber hinaus Kammpolymere umfassend in der Hauptkette Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 1 1 Koh- lenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Ko h lenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, wobei das Kammpolymer in Summe mindestens 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Wiederholungsein- heiten, an Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monome- ren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Viny- lethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, umfasst, welche dadurch gekennzeichnet sind, dass die Kammpolymere 8 bis 30 Gew.-% an Wiederholungseinheiten aufweisen, die von Polyolefin- basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und der molare Verzweigungsgrad der Kammpolymere im Bereich 0,3% bis 1 ,1 % liegt.
Hierdurch gelingt es auf nicht vorhersehbare Weise Additive für Schmieröle zur Verfügung zu stellen, die zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen führen. Hierbei kann diese Verringerung des Kraftstoffverbrauchs bei unterschiedlichen Fahrweisen, d.h. bei verschiedensten Anforderungen erzielt werden. Dementsprechend führt das Additiv in Schmierölen zu einer geringen kinematische KV40 und zu einer geringen Hochscherviskosität HTHS» mit 0=70, 80, 90 oder 100°C, d.h. die HTHS» ist nur geringfügig höher als die HTHSi5O-
Weiterhin zeigen die erfindungsgemäßen Kammpolymere ein besonders günstiges Eigenschaftsprofil. So sind die Kammpolymere überraschend scherstabil, so dass die Schmiermittel eine sehr lange Haltbarkeit aufweisen. Darüber hinaus sind die vorliegenden Kammpolymere mit vielen Additiven kompatibel. Hierdurch können die Schmiermittel an verschiedenste Anforderungen angepasst werden. Bei- spielsweise können Schmiermittel mit hervorragenden Tieftemperatureigenschaften hergestellt werden, die die vorliegenden Kammpolymere aufweisen.
Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Kammpolymere einfach und kostengünstig hergestellt werden, wobei insbesondere kommerziell erhältliche Kom- ponenten eingesetzt werden können. Weiterhin können die Kammpolymere der vorliegenden Erfindung großtechnisch hergestellt werden, ohne dass hierzu neue oder konstruktiv aufwendige Anlagen benötigt werden.
Der hierin verwendete Begriff Kammpolymer ist an sich bekannt, wobei an eine polymere Hauptkette, häufig auch Rückgrat oder „backbone" genannt, längere Seitenketten gebunden sind. Im vorliegenden Fall weisen die erfindungsgemäßen Polymere mindestens eine Wiederholungseinheit auf, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet ist. Der genaue Anteil ergibt sich über den molaren Verzweigungsgrad. Der Begriff „Hauptkette" bedeutet nicht zwangsläufig, dass die Kettenlänge der Hauptkette größer ist als die der Seitenketten. Vielmehr bezieht sich dieser Begriff auf die Zusammensetzung dieser Kette. Während die Seitenkette sehr hohe Anteile an olefinischen Wiederholungseinheiten, insbesondere Einheiten, die von Alkenen oder Alkadienen, beispielsweise Ethylen, Propylen, n- Buten, Isobuten, Butadien, Isopren abgeleitet sind, aufweisen, umfasst die Haupt- kette größere Anteile an polareren ungesättigten Monomeren, die zuvor dargelegt wurden.
Der Begriff Wiederholungseinheit ist in der Fachwelt weithin bekannt. Die vorliegenden Kammpolymere können vorzugsweise über radikalische Polymerisation von Makromonomeren und niedermolekularen Monomeren erhalten werden. Hierbei werden Doppelbindungen unter Bildung von kovalenten Bindungen geöffnet. Dementsprechend ergibt sich die Wiederholungseinheit aus den eingesetzten Monomeren. Allerdings können die vorliegenden Kammpolymere auch durch polymeranaloge Umsetzungen und/oder Pfropfcopolymehsation erhalten werden. In diesem Fall zählt die umgesetzte Wiederholungseinheit der Hauptkette zur Wiederholungseinheit, die von einem Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet ist. Ähnliches gilt bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Kammpolymeren durch Pfropfcopolymerisation.
Die vorliegende Erfindung beschreibt Kammpolymere, die vorzugsweise eine hohe Öllöslichkeit aufweisen. Der Begriff öllöslich bedeutet, dass eine Mischung von ei- nem Grundöl und einem erfindungsgemäßen Kammpolymer ohne makroskopische Phasenbildung herstellbar ist, die mindestens 0,1 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,5 Gew.-% der erfindungsgemäßen Kammpolymere aufweist. In dieser Mischung kann das Kammpolymer dispergiert und/oder gelöst vorliegen. Die Öllös- lichkeit hängt insbesondere vom Anteil der lipophilen Seitenketten sowie vom
Grundöl ab. Diese Eigenschaft ist dem Fachmann bekannt und kann für das jeweilige Grundöl leicht über den Anteil an lipophilen Monomeren eingestellt werden.
Die erfindungsgemäßen Kammpolymere umfassen Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind. Polyolefin-basierte Makromonomere sind in der Fachwelt bekannt. Diese Wiederholungseinheiten umfassen mindestens eine Gruppe, die von Polyolefinen abgeleitet ist. Polyolefine sind in der Fachwelt bekannt, wobei diese durch Polymerisation von Alkenen und/oder Alkadienen, die aus den Elementen Kohlenstoff und Wasserstoff beste- hen, beispielsweise C2-C10-Alkene wie Ethylen, Propylen, n-Buten, Isobuten, Norbornen und/oder C4-C10-Alkadiene wie Butadien, Isopren, Norbornadien, erhalten werden können. Die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten umfassen vorzugsweise mindestens 70 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 80 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt min- destens 90 Gew.-% an Gruppen die von Alkenen und/oder Alkadienen abgeleitet sind, bezogen auf das Gewicht der von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten. Hierbei können die polyolefinischen Gruppen insbesondere auch hydriert vorliegen. Neben den Gruppen, die von Alkenen und/oder Alkadienen abgeleitet sind, können die von Polyolefin-basierten Makro- monomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten weitere Gruppen umfassen. Hierzu gehören geringe Anteile an copolymehsierbaren Monomeren. Diese Monomeren sind an sich bekannt und umfassen unter anderem Alkyl(meth)acrylate, Styrolmonomere, Fumarate, Maleate, Vinylester und/oder Vinylether. Der Anteil dieser auf copolymehsierbaren Monomeren basierten Gruppen beträgt vorzugs- weise höchstens 30 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten. Des Weiteren können die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten Anfangsgruppen und/oder Endgruppen umfassen, die zur Funktionalisierung dienen oder durch die Herstellung der von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungs- einheiten bedingt sind. Der Anteil dieser Anfangsgruppen und/oder Endgruppen beträgt vorzugsweise höchstens 30 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der von Polyolefin basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten.
Vorzugsweise liegt das Zahlenmittel des Molekulargewicht der Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, im Bereich von 500 bis 50000 g/mol, besonders bevorzugt 700 bis 10000 g/mol, insbesondere 1500 bis 4900 g/mol und ganz besonders bevorzugt 2000 bis 3000 g/mol.
Diese Werte ergeben sich im Falle der Herstellung der Kammpolymere durch Co- polymehsation von niedermolekularen und makromolekularen Monomeren über die Eigenschaften der makromolekularen Monomeren. Im Falle der polymeranalogen Umsetzungen ergibt sich diese Eigenschaft beispielsweise aus den eingesetzten Makroalkoholen und/oder Makroaminen unter Berücksichtigung der umgesetz- ten Wiederholungseinheiten der Hauptkette. Im Falle der Pfropfcopolymehsationen kann über den Anteil an gebildeten Polyolefinen, der nicht in die Hauptkette eingebaut wurde, auf die Molekulargewichtsverteilung des Polyolefins geschlossen werden.
Die Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, weisen vorzugsweise eine niedrige Schmelztemperatur auf, wobei diese über DSC gemessen wird. Bevorzugt ist die Schmelztemperatur der von den Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten kleiner oder gleich -10°C, insbesondere bevorzugt kleiner oder gleich -20°C, beson- ders bevorzugt kleiner oder gleich -40 °C. Ganz besonders bevorzugt kann keine Schmelztemperatur gemäß DSC bei den Wiederholungseinheiten, die von den Po- lyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, gemessen werden.
Neben den Wiederholungseinheiten, die von den Polyolefin-basierten Makromo- nomeren abgeleitet sind, umfassen die erfindungsgemäßen Kammpolymere Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Al- kyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinyles- tern mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind. Diese Monomeren sind in der Fachwelt weithin bekannt.
Der Ausdruck „niedermolekular" verdeutlicht, dass ein Teil der Wiederholungseinheiten des Rückgrats des Kammpolymeren ein geringes Molekulargewicht aufweist. Dies Molekulargewicht kann sich, je nach Herstellung, aus dem Molekulargewicht der zur Herstellung der Polymeren verwendeten Monomeren ergeben. Das Molekulargewicht der niedermolekularen Wiederholungseinheiten bzw. der niedermolekularen Monomeren beträgt vorzugsweise höchstens 400 g/mol, besonders bevorzugt höchstens 200 g/mol und ganz besonders bevorzugt höchstens 150 g/mol.
Beispiele für Styrolmonomere mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen sind Styrol, substitu- ierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α-Methylstyrol und α-Ethylstyrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstitutenten am Ring, wie Vinyltoluol und p-Methylstyrol, halogenierte Styrole, wie beispielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole und Tetrabromstyrole.
Der Begriff „(Meth)acrylate" umfasst Acrylate und Methacrylate sowie Mischungen von Acrylaten und Methacrylaten. Zu den Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe gehören insbesondere (Meth)acrylate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie Methyl (meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, iso-Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, tert-Butyl(meth)acrylat, Pentyl(meth)acrylat, Hexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, 2-tert.-Butylheptyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3-iso- Propylheptyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat; (Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B. 2- Propinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat, Vinyl(meth)acrylat, Oleyl(meth)acrylat; Cycloalkyl(meth)acrylate, wie Cyclopentyl(meth)acrylat, 3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat.
Bevorzugte Alkyl(meth)acrylate umfassen 1 bis 8, besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe. Die Alkoholgruppe kann hierbei linear oder verzweigt sein.
Beispiele für Vinylester mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe sind unter anderem Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Bevorzugte Vinylester umfassen 2 bis 9, besonders bevorzugt 2 bis 5 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe. Die Acylgruppe kann hierbei linear oder verzweigt sein.
Beispiele für Vinylether mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sind unter anderem Vinylmethylether, Vinylethylether, Vinylpropylether, Vinylbutylether. Bevorzugte Vinylether umfassen 1 bis 8, besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoff- atomen in der Alkoholgruppe. Die Alkoholgruppe kann hierbei linear oder verzweigt sein.
Die Schreibweise (Di)ester bedeutet, dass Monoester, Diester sowie Mischungen von Estern, insbesondere der Fumarsäure und/oder der Maleinsäure eingesetzt werden können. Zu den (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe gehören unter anderem Monomethylfumarat, Dimethylfumarat, Mo- noethylfumarat, Diethylfumarat, Methylethylfumarat, Monobutylfumarat, Dibutylfu- marat, Dipentylfumarat und Dihexylfumarat. Bevorzugte (Di)alkylfumarate umfassen 1 bis 8, besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe. Die Alkoholgruppe kann hierbei linear oder verzweigt sein.
Zu den (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe gehören unter anderem Monomethylmaleat, Dimethylmaleat, Monoethylmaleat, Diethylmaleat, Methylethylmaleat, Monobutylmaleat, Dibutylmaleat. Bevorzugte (Di)alkylmaleate umfassen 1 bis 8, besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffato- men in der Alkoholgruppe. Die Alkoholgruppe kann hierbei linear oder verzweigt sein.
Neben den zuvor dargelegten Wiederholungseinheiten können die erfindungsgemäßen Kammpolymere weitere Wiederholungseinheiten umfassen, die von weite- ren Comonomeren abgeleitet sind, wobei deren Anteil höchstens 20 Gew.-%, bevorzugt höchstens 10 Gew.-% und besonders bevorzugt höchstens 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Wiederholungseinheiten, beträgt.
Hierzu gehören unter anderem auch Wiederholungseinheiten, die von Alkyl(meth)acrylaten mit 11 bis 30 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe abgeleitet sind, insbesondere Undecyl(meth)acrylat,
5-Methylundecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat,
2-Methyldodecyl(meth)acrylat, Tridecyl(meth)acrylat,
5-Methyltridecyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat, Pentadecyl(meth)acrylat, Hexadecyl(meth)acrylat, 2-Methylhexadecyl(meth)acrylat,
Heptadecyl(meth)acrylat, 5-iso-Propylheptadecyl(meth)acrylat,
4-tert.-Butyloctadecyl(meth)acrylat, 5-Ethyloctadecyl(meth)acrylat,
3-iso-Propyloctadecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat,
Nonadecyl(meth)acrylat, Eicosyl(meth)acrylat, Cetyleicosyl(meth)acrylat, Stearyleicosyl(meth)acrylat, Docosyl(meth)acrylat und/oder
Eicosyltetratriacontyl(meth)acrylat. Hierzu gehören unter anderem auch Wiederholungseinheiten, die von dispergie- renden Sauerstoff- und stickstoff-funktionalisierten Monomeren abgeleitet sind, wie im Folgenden beispielhaft aufgezählt:
Dazu gehören unter anderem Wiederholungseinheiten, die von Aminoalkyl(meth)acrylaten abgeleitet sind, wie N,N-Dimethylaminoethyl(meth)acrylat, N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylat, N,N-Diethylaminopentyl(meth)acrylat, N,N-Dibutylaminohexadecyl(meth)acrylat.
Dazu gehören unter anderem Wiederholungseinheiten, die von Aminoalkyl(meth)acrylamiden abgeleitet sind, wie N,N-Dimethylaminopropyl(meth)acrylamid.
Dazu gehören unter anderem Wiederholungseinheiten, die von Hydroxylalkyl(meth)acrylaten abgeleitet sind, wie 3-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 3,4-Dihydroxybutyl(meth)acrylat, 2-Hydroxyethyl(meth)acrylat, 2-Hydroxypropyl(meth)acrylat, 2,5-Dimethyl-1 ,6-hexandiol(meth)acrylat, 1 ,10-Decandiol(meth)acrylat.
Dazu gehören unter anderem Wiederholungseinheiten, die von heterocyclischen (Meth)acrylaten abgeleitet sind, wie 2-(1 -lmidazolyl)ethyl(meth)acrylat 2-(4-Morpholinyl)ethyl(meth)acrylat 1 -(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidon, N-Methacryloylmorpholin, N-Methacryloyl-2-pyrrolidinon, N-(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidinon, N-(3-Methacryloyloxypropyl)-2-pyrrolidinon.
Dazu gehören unter anderem Wiederholungseinheiten, die von heterocyclischen Vinylverbindungen abgeleitet sind, wie 2-Vinylpyhdin, 4-Vinylpyhdin, 2-Methyl-5- vinylpyridin, 3-Ethyl-4-vinylpyhdin, 2,3-Dimethyl-5-vinylpyhdin, Vinylpyrimidin, Vi- nylpiperidin, 9-Vinylcarbazol, 3-Vinylcarbazol, 4-Vinylcarbazol, 1 -Vinylimidazol, 2-Methyl-1 -vinylimidazol, N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylpyrrolidin, 3-Vinylpyrrolidin, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylbutyrolactam, Vinyloxolan, Vinylfuran, Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole.
Die zuvor genannten ethylenisch ungesättigten Monomere können einzeln oder als Mischungen eingesetzt werden. Es ist des Weiteren möglich, die Monomerzu- sammensetzung während der Polymerisation der Hauptkette zu variieren, um definierte Strukturen, wie beispielsweise Blockcopolymere oder Pfropfpolymere, zu erhalten.
Erfindungsgemäß zu verwendende Kammpolymere weisen einen molaren Ver- zweigungsgrad im Bereich von 0,1 Mol-%bis 10 Mol-%, bevorzugt 0,3 Mol-% bis 6 Mol-% auf. Besondere Vorteile werden durch Kammpolymere erzielt deren Verzweigungsgrad im Bereich von 0.3% bis 1 ,1 Mol-%, vorzugsweise 0,4 bis 1 ,0 MoI- %, besonders bevorzugt 0,4 bis 0,6 Mol-% liegt. Der molare Verweigungsgrad des Kammpolymeren fbranch berechnet sich gemäß der Formel =l
J f = Σ α ». brauch A
∑na + ∑n α =l b=\ mit
A = Typenzahl an Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, B = Typenzahl an Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleate mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, na = Anzahl der Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromo- nomeren abgeleitet sind, vom Typ a im Kammpolymermolekül nb = Anzahl der Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoff atomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 11 Kohlenstoffatomen in der A- cylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe,
(Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleate mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, vom Typ b im Kammpolymermolekül
Der molare Verzweigungsgrad ergibt sich im Allgemeinen aus dem Verhältnis der eingesetzten Monomeren, falls das Kammpolymer durch Copolymehsation von niedermolekularen und makromolekularen Monomeren hergestellt wurde. Zur Berechnung kann hierbei das Zahlenmittel des Molekulargewichts des Makromono- meren eingesetzt werden.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Kammpolymer, insbesondere die Hauptkette des Kammpolymers eine Glasübergangstemperatur im Bereich -60 bis 1 10°C, bevorzugt im Bereich -30 bis 100°C, besonders bevorzugt im Bereich 0 bis 90 °C und ganz besonders bevorzugt im Bereich 20 bis 80 °C aufweisen. Die Glasübergangstemperatur wird per DSC bestimmt. Die Glas- übergangstemperatur kann über die Glastemperatur der entsprechenden Homo- polymere unter Berücksichtung der Anteile der Wiederholungseinheiten in der Hauptkette abgeschätzt werden.
Falls das Kammpolymer durch polymeranaloge Umsetzung oder durch Pfropfco- polymehsation erhalten wurde, ergibt sich der molare Verzweigungsgrad über bekannte Methoden zur Bestimmung des Umsatzes.
Der Anteil von mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% an niedermolekularen Wiederholungseinheiten, die von Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Al- kyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinyles- tern mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlen- Stoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleate mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind und von Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, bezieht sich auf das Gewicht der Wiederholungseinheiten. Neben den Wiederholungseinheiten umfassen Polymere im Allgemeinen des weiteren Anfangs- und Endgruppen, die durch Initiierungsreaktionen und Abbruchreaktionen entstehen können. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung bezieht sich daher die Angabe von mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-% an niedermolekularen Wiederholungseinheiten, die von Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleate mit 1 bis 10 Kohlenstoff atomen in der Alkoholgruppe sowie Mi- schungen dieser Monomeren abgeleitet sind und von Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, auf das Gesamtge- wicht der Kammpolymeren. Das Kammpolymere weist bevorzugt 8 bis 30 Gew. %, besonders bevorzugt 10 bis 26 Gew. % an Wiederholungseinheiten auf, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, bezogen auf das Gesamtgewicht an Wiederholungseinheiten. Dem Fachmann ist die Polydispersität der Kammpolymere offensichtlich. Daher beziehen sich diese Angaben auf einen Mittelwert über alle Kammpolymere.
Von besonderem Interesse sind unter anderem Kammpolymere, die vorzugsweise ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht Mw im Bereich von 50 000 bis 1 000 000 g/mol, besonders bevorzugt 100 000 bis 500 000 g/mol und ganz besonders bevorzugt 150 000 bis 450 000 g/mol aufweisen.
Das zahlengemittelte Molekulargewicht Mn kann vorzugsweise im Bereich von 20 000 bis 800 000 g/mol, besonders bevorzugt 40 000 bis 200 000 g/mol und ganz besonders bevorzugt 50 000 bis 150 000 g/mol liegen.
Zweckmäßig sind darüber hinaus Kammpolymere, deren Polydispersitätsindex Mw/Mn im Bereich von 1 bis 5, besonders bevorzugt im Bereich von 2,5 bis 4,5 liegt. Das zahlengemittelte und das gewichtsgemittelte Molekulargewicht können durch bekannte Verfahren, beispielsweise die Gelpermeationschromatographie (GPC) bestimmt werden.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können die Kammpolymere insbesondere durch Pfropfen mit dispergierenden Monomeren modifiziert werden. Unter dispergierenden Monomeren werden insbesondere Monomere mit funktionellen Gruppen verstanden, durch die Partikel, insbesondere Russpartikel in Lösung gehalten werden können. Hierzu gehören insbesondere die zuvor dargelegten Monomere, die von Sauerstoff- und stickstoff-funktionalisierten Monomeren, insbesondere von heterocyclischen Vinylverbindungen abgeleitet sind. Durch diese Ausführungsform können unter anderem vorteilhafte Eigen- schaften bezüglich Rußdispergierung, Kolbensauberkeit und Verschleißschutz erzielt werden.
Die erfindungsgemäßen Kammpolymere können auf verschiedene Weise herge- stellt werden. Ein bevorzugtes Verfahren besteht in der an sich bekannten radikalischen Copolymehsation von niedermolekularen Monomeren und makromolekularen Monomeren.
So können diese Polymere insbesondere durch radikalische Polymerisation, sowie verwandte Verfahren der kontrollierten radikalischen Polymerisation, wie beispielsweise ATRP (=Atom Transfer Radical Polymerisation) oder RAFT (=Reversible Addition Fragmentation Chain Transfer) erfolgen.
Die übliche freie radikalische Polymerisation ist u.a. in Ullmanns's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition dargelegt. Im Allgemeinen werden hierzu ein Polymerisationsinitiator sowie ein Kettenüberträger eingesetzt. Zu den verwendbaren Initiatoren gehören unter anderem die in der Fachwelt weithin bekannten Azoinitiatoren, wie AIBN und 1 ,1 -Azobiscyclohexancarbonitril, sowie Peroxyverbindungen, wie Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid, Di- laurylperoxyd, tert.-Butylper-2-ethylhexanoat, Ketonperoxid, tert-Butylperoctoat, Methylisobutylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.- Butylperoxybenzoat, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,5-Bis(2-ethylhexanoyl- peroxy)-2,5-dimethylhexan, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy- 3,5,5-thmethylhexanoat, Dicumylperoxid, 1 ,1 -Bis(tert.-butylperoxy)cyclohexan, 1 ,1 -Bis(tert.-butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexan, Cumylhydroperoxid, tert.- Butylhydroperoxid, Bis(4-tert.-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen miteinander sowie Mischungen der vorgenannten Verbindungen mit nicht genannten Verbindungen, die ebenfalls Radikale bilden können. Als Kettenüberträger eignen sich insbesondere öllösliche Mercaptane wie beispielsweise n-Dodecylmercaptan oder 2-Mercaptoethanol oder auch Kettenüberträger aus der Klasse der Terpene, wie beispielsweise Terpinolen. Das ATRP-Verfahren ist an sich bekannt. Es wird angenommen, dass es sich hierbei um eine "lebende" radikalische Polymerisation handelt, ohne dass durch die Beschreibung des Mechanismus eine Beschränkung erfolgen soll. In diesen Verfahren wird eine Übergangsmetallverbindung mit einer Verbindung umgesetzt, welche eine übertragbare Atomgruppe aufweist. Hierbei wird die übertragbare A- tomgruppe auf die Übergangsmetallverbindung transferiert, wodurch das Metall o- xidiert wird. Bei dieser Reaktion bildet sich ein Radikal, das an ethylenische Gruppen addiert. Die Übertragung der Atomgruppe auf die Übergangsmetallverbindung ist jedoch reversibel, so dass die Atomgruppe auf die wachsende Polymerkette rückübertragen wird, wodurch ein kontrolliertes Polymerisationssystem gebildet wird. Dementsprechend kann der Aufbau des Polymeren, das Molekulargewicht und die Molekulargewichtsverteilung gesteuert werden.
Diese Reaktionsführung wird beispielsweise von J-S. Wang, et al.,
J.Am.Chem.Soc, vol.1 17, p.5614-5615 (1995), von Matyjaszewski, Macromolecu- les, vol.28, p.7901 - 7910 (1995) beschrieben. Darüber hinaus offenbaren die Patentanmeldungen WO 96/30421 , WO 97/47661 , WO 97/18247, WO 98/40415 und WO 99/10387 Varianten der zuvor erläuterten ATRP.
Des Weiteren können die erfindungsgemäßen Polymere beispielsweise auch über RAFT-Methoden erhalten werden. Dieses Verfahren ist beispielsweise in WO 98/01478 und WO 2004/083169 ausführlich dargestellt, worauf für Zwecke der Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird.
Die Polymerisation kann bei Normaldruck, Unter- od. Überdruck durchgeführt werden. Auch die Polymerisationstemperatur ist unkritisch. Im Allgemeinen liegt sie jedoch im Bereich von -20° - 200 °C, vorzugsweise 50° - 150°C und besonders bevorzugt 80° - 130°C. Die Polymerisation kann mit oder ohne Lösungsmittel durchgeführt werden. Der Begriff des Lösungsmittels ist hierbei weit zu verstehen. Die Auswahl des Lösungsmittels erfolgt nach der Polarität der eingesetzten Monomeren, wobei bevorzugt 100N-ÖI, leichteres Gasöl und/oder aromatische Kohlenwasserstoffe, bei- spielsweise Toluol oder XyIoI eingesetzt werden können.
Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kammpolymeren in einer radikalischen Copolymehsation einzusetzenden niedermolekularen Monomeren sind im Allgemeinen kommerziell erhältlich.
Erfindungsgemäß verwendbare Makromonomere weisen genau eine Doppelbindung auf, die vorzugsweise endständig ist.
Hierbei kann die Doppelbindung durch die Herstellung der Makromonomeren be- dingt vorhanden sein. So entsteht beispielsweise bei einer kationischen Polymerisation von Isobutylen ein Polyisobutylen (PIB), welches eine endständige Doppelbindung aufweist.
Des Weiteren können funktionalisierte polyolefinische Gruppen durch geeignete Umsetzungen in ein Makromonomer umgewandelt werden.
Beispielsweise können auf Polyolefinen basierende Makroalkohole und/oder Makroamine mit niedermolekularen Monomeren, die mindestens eine ungesättigte Estergruppe umfassen, wie beispielsweise Methyl(meth)acrylat oder Ethyl(meth)acrylat einer Umesterung oder Aminolyse unterworfen werden.
Diese Umesterung ist weithin bekannt. Beispielsweise kann hierfür ein heterogenes Katalysatorsystem, wie Lithiumhydroxid/Calciumoxid-Mischung (LiOH/CaO), reines Lithiumhydroxid (LiOH), Lithiummethanolat (LiOMe) oder Nathummethanolat (NaOMe) oder ein homogenes Katalysatorsystem wie das lsopropyltitanat (Ti(OiPr)4) oder das Dioctylzinnoxid (Sn(OCt)2O) eingesetzt werden. Die Umsetzung stellt eine Gleichgewichtsreaktion dar. Daher wird üblicherweise der freigesetzte niedermolekulare Alkohol beispielsweise durch Destillation entfernt.
Des Weiteren können diese Makromonomere durch eine direkte Veresterung oder direkte Amidierung ausgehend beispielsweise von Methacrylsäure oder Methacrylsäureanhydrid, bevorzugt unter saurer Katalyse durch p-Toluolsulfonsäure oder Methansulfonsäure oder aus der freien Methacrylsäure durch die DCC-Methode (Dicyclohexylcarbodiimid) erhalten werden.
Darüber hinaus kann der vorliegende Alkohol oder das Amid durch Umsatz mit einem Säurechlorid wie dem (Meth)acrylsäurechlorid in ein Makromonomeres überführt werden.
Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, einen Makroalkohol über die Reaktion der endständigen PIB-Doppelbindung, wie sie bei kationisch polymehsiertem PIB entsteht, mit Maleinsäureanhydrid (EN-Reaktion) und nachfolgenden Umsatz mit einem α,ω-Aminoalkohol herzustellen.
Weiterhin können geeignete Makromonomere durch Umsetzung einer endständigen PIB-Doppelbindung mit Methacrylsäure oder durch eine Friedel- Crafts-Alkylierung der PIB-Doppelbindung an Styrol erhalten werden.
Bevorzugt werden bei den zuvor dargelegten Herstellungen der Makromonomere Polymerisationsinhibitoren wie z.B. das 4-Hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpipehdino- oxyl-Radikal und/oder Hydrochinonmonomethylether eingesetzt.
Die für die zuvor dargelegten Reaktionen zu verwendenden auf Polyolefinen basierenden Makroalkohole und/oder Makroamine können auf bekannte Weise hergestellt werden. Des Weiteren sind diese Makroalkohole und/oder Makroamine zum Teil kommerziell erhältlich.
Zu den kommerziell erhältlichen Makroaminen zählt beispielsweise Kerocom® PIBA 03. Kerocom® PIBA 03 ist ein zu etwa 75wt% NH2-funktionalisiertes
Polyisobutylen (PIB) von Mn=1000g/mol, welches als Konzentrat von etwa 65wt% in aliphatischen Kohlenwasserstoffen von der BASF AG (Ludwigshafen, Deutschland) geliefert wird.
Ein weiteres Produkt ist das Kraton Liquid® L- 1203, ein zu etwa 98wt% OH-funktionalisiertes hydriertes Polybutadien (auch Olefincopolymer OCP genannt) mit etwa je 50% 1 ,2-Wiederholungseinheiten und 1 ,4-Wiederholungseinheiten von Mn=4200g/mol, der Kraton Polymers GmbH (Eschborn, Deutschland).
Weiterer Anbieter geeigneter Makroalkohole auf Basis von hydriertem Polybutadien ist Cray Valley (Paris) als Tochter der Total (Paris) bzw. der Sartomer Company (Exton/PA/USA).
Die Herstellung von Makroaminen ist beispielsweise in EP 0 244 616 der BASF AG dargelegt. Die Darstellung der Makroamine erfolgt dabei über Oxierung und Aminierung bevorzugt von Polyisobutylen. Polyisobutylen bietet den Vorteil, bei tiefen Temperaturen keine Kristallisation zu zeigen.
Vorteilhafte Makroalkohole können des Weiteren nach den bekannten Patenten der BASF AG entweder über Hydroborierung (WO 2004/067583) von hochreaktivem Polyisobutylen HR-PIB (EP 0 628 575), welches einen erhöhten Anteil an endständigen α-Doppelbindungen enthält, oder durch Oxierung gefolgt von Hydrierung (EP 0 277 345) dargestellt werden. Die Hydroborierung liefert im Vergleich zur Oxierung und Hydrierung höhere Alkoholfunktionalitäten. Bevorzugte Makroalkohole auf Basis von hydrierten Polybutadienen können gemäß GB 2270317 der Shell Internationale Research Maatschappij erhalten werden. Ein hoher Anteil an 1 ,2-Wiederholungseinheiten von etwa 60% und mehr kann zu deutlich tieferen Kristallisationstemperaturen führen.
Die zuvor dargelegten Makromonomere sind zum Teil auch kommerziell erhältlich, wie zum Beispiel das aus dem Kraton Liquid® L-1203 hergestellte Kraton Liquid® L-1253, ein zu etwa 96wt% Methacrylat-funktionalisiertes hydriertes Polybutadien mit etwa je 50% 1 ,2-Wiederholungseinheiten und 1 ,4-Wiederholungseinheiten, der Kraton Polymers GmbH (Eschborn, Deutschland).
Die Synthese des Kraton® L-1253 erfolgte nach GB 2270317 der Shell Internationale Research Maatschappij.
Auf Polyolefinen basierende Makromonomere und deren Herstellung sind auch in EP 0 621 293 und EP 0 699 694 dargelegt.
Neben einer zuvor dargelegten radikalischen Copolymerisation von Makromonomeren und niedermolekularen Monomeren können die erfindungsgemäßen Kammpolymere durch polymeranaloge Umsetzungen erhalten werden.
Hierbei wird zunächst auf bekannte Weise ein Polymer aus niedermolekularen Monomeren hergestellt, welches anschließend umgesetzt wird. Hierbei kann das Rückgrat eines Kammpolymeren aus einem reaktiven Monomeren wie Maleinsäu- reanhydrid, Methacrylsäure oder aber Glycidylmethacrylat und anderen inreaktiven kurzkettigen Rückgratmonomeren synthetisiert werden. Hierbei können die zuvor dargelegten Initiatorsysteme wie t-Butylperbenzoat oder t-Butyl-per-2- ethylhexanoat und Regler wie n-Dodecylmercaptan Verwendung finden.
In einem weiteren Schritt können, beispielsweise in einer Alkoholyse oder Amino- lyse, die Seitenketten, welche auch als Arme bezeichnet werden, generiert wer- den. Hierbei können die zuvor dargelegten Makroalkohole und/oder Makroamine eingesetzt werden.
Die Umsetzung des zunächst gebildeten Rückgratpolymeren mit Makroalkoholen und/oder Makroaminen entspricht im Wesentlichen den zuvor dargelegten Umsetzungen der Makroalkohole und/oder Makroamine mit niedermolekularen Verbindungen.
So können die Makroalkohole und/oder Makroamine auf an sich bekannte Pfropf- reaktionen beispielsweise an die vorliegenden Maleinsäureanhydrid- oder Methac- rylsäure-Funktionalitäten im Rückgratpolymeren unter Katalyse z.B. durch p-Toluolsulfonsäure oder Methansulfonsäure zu Estern, Amiden oder Imiden zu den erfindungsgemäßen Kammpolymere umgesetzt werden. Durch Zugabe von niedermolekularen Alkoholen und/oder Aminen wie n-Butanol oder N-(3- Aminopropyl)-morpholin wird diese polymeranloge Reaktion insbesondere bei Maleinsäureanhydrid-Rückgraten zu vollständigen Umsätzen geführt.
Bei Glycidylfunktionalitäten im Rückgrat kann eine Addition des Makroalkohols und/oder des Makroamins durchgeführt werden, so dass Kammpolymere entste- hen.
Des Weiteren können die Makroalkohole und/oder die Makroamine durch eine polymeranaloge Alkoholyse oder Aminolyse mit einem Rückgrat, das kurzkettige Esterfunktionalitäten enthält, umgesetzt werden, um Kammpolymere zu generieren.
Neben der Umsetzung des Rückgratpolymeren mit makromolekularen Verbindungen können geeignet funktionalisierte Polymere, die durch Umsetzung von niedermolekularen Monomeren erhalten wurden, mit weiteren niedermolekularen Monomeren unter Bildung von Kammpolymeren umgesetzt werden. Hierbei weist das zunächst hergestellte Rückgratpolymere mehrere Funktionalitäten auf, die als Initiatoren von multiplen Pfropfpolymerisationen dienen. So kann eine multiple kationische Polymerisation von i-Buten initiiert werden, die zu Kammpolymeren mit Polyolefin-Seitenarmen führt. Geeignet sind für derartige Pfroftcopolymerisationen auch die zuvor dargelegten ATRP- und/oder RAFT- Verfahren, um Kammpolymere mit einer definierter Architektur zu erhalten.
Das Kammpolymer der vorliegenden Erfindung weist gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung einen geringen Anteil an olefinischen Doppelbindungen auf. Vorzugsweise ist die Jodzahl kleiner oder gleich 0.2 g pro g Kammpolymer, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 0.1 g pro g Kammpolymer. Dieser Anteil kann gemäß DIN 53241 nach 24stündigem Abziehen von Trä- geröl und niedermolekularen Restmonomeren bei 180°C im Vakuum bestimmt werden.
Zweckmäßig kann das Kammpolymere Wiederholungseinheiten aufweisen, die von n-Butylmethacrylat und/oder von n-Butylacrylat abgeleitet sind. Mit besonderem Vorteil kann der Anteil an Wiederholungseinheiten, die von n-Butylmethacrylat und/oder von n-Butylacrylat abgeleitet sind, bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 60 Gew.-% betragen, bezogen auf das Gesamt- gewicht an Wiederholungseinheiten.
Gemäß einer bevorzugten Abwandlung der vorliegenden Erfindung kann das Kammpolymere Wiederholungseinheiten aufweisen, die von Styrol abgeleitet sind. Bevorzugt kann der Anteil an Wiederholungseinheiten, die von Styrol abgeleitet sind, im Bereich von 0,1 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 25 Gew.-% liegen.
Überraschende Vorteile können insbesondere Kammpolymere zeigen, die Wiederholungseinheiten aufweisen, die von Alkyl(meth)acrylaten mit 1 1 -30 Kohlen- Stoffatomen im Alkylrest abgeleitet sind. Zweckmäßig kann der Anteil an Wiederholungseinheiten, die von Alkyl(meth)acrylaten mit 1 1 bis 30 Kohlenstoffatomen im Alkylrest abgeleitet sind, im Bereich von 0,1 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 10 Gew.-% liegen.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Kammpo- lymer vorzugsweise Wiederholungseinheiten, die von Styrol abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten auf, die von n-Butylmethacrylat abgeleitet sind. Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis von Styrol-Wiederholungseinheiten und n- Butylmethacrylat-Wiederholungseinheiten im Bereich von 1 :1 bis 1 :9, besonders bevorzugt 1 :2 bis 1 :8.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Kammpolymer vorzugsweise Wiederholungseinheiten, die von Styrol abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten auf, die von n-Butylacrylat abgeleitet sind. Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis von Styrol- Wiederholungseinheiten und n-Butylacrylat-Wiederholungseinheiten im Bereich von 1 :1 bis 1 :9, besonders bevorzugt 1 :2 bis 1 :8.
Nach einem weiteren bevorzugten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist das Kammpolymer vorzugsweise Wiederholungseinheiten, die von Methyl methac- rylat abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten auf, die von n-Butylmethacrylat abgeleitet sind. Vorzugsweise liegt das Gewichtsverhältnis von Methyl methacrylat- Wiederholungseinheiten und n-Butylmethacrylat-Wiederholungseinheiten im Bereich von 1 :1 bis 0:100, besonders bevorzugt 3:7 bis 0:100.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Kammpolymer in einer Schmierölzusammensetzung eingesetzt werden. Eine Schmierölzusammensetzung umfasst mindestens ein Schmieröl.
Zu den Schmierölen gehören insbesondere Mineralöle, synthetische Öle und natürliche Öle. Mineralöle sind an sich bekannt und kommerziell erhältlich. Sie werden im Allgemeinen aus Erdöl oder Rohöl durch Destillation und/oder Raffination und gegebenenfalls weitere Reinigungs- und Veredelungsverfahren gewonnen, wobei unter den Begriff Mineralöl insbesondere die höhersiedenden Anteile des Roh- oder Erdöls fallen. Im Allgemeinen liegt der Siedepunkt von Mineralöl höher als 200 °C, vorzugsweise höher als 300 °C, bei 5000 Pa. Die Herstellung durch Schwelen von Schieferöl, Verkoken von Steinkohle, Destillation unter Luftabschluss von Braunkohle sowie Hydrieren von Stein- oder Braunkohle ist ebenfalls möglich. Dementsprechend weisen Mineralöle, je nach Herkunft unterschiedliche Anteile an aroma- tischen, cyclischen, verzweigten und linearen Kohlenwasserstoffen auf.
Im Allgemeinen unterscheidet man paraffinbasische, naphthenische und aromatische Anteile in Rohölen bzw. Mineralölen, wobei die Begriffe paraffinbasischer Anteil für längerkettig bzw. stark verzweigte iso-Alkane und naphtenischer Anteil für Cycloalkane stehen. Darüber hinaus weisen Mineralöle, je nach Herkunft und Veredelung unterschiedliche Anteile an n-Alkanen, iso-Alkanen mit einem geringen Verzweigungsgrad, sogenannte monomethylverzweigten Paraffine, und Verbindungen mit Heteroatomen, insbesondere O, N und/oder S auf, denen bedingt polare Eigenschaften zugesprochen werden. Die Zuordnung ist jedoch schwierig, da einzelne Alkanmoleküle sowohl langkettig verzweigte Gruppen als auch Cycloal- kanreste und aromatische Anteile aufweisen können. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die Zuordnung beispielsweise gemäß DIN 51 378 erfolgen. Polare Anteile können auch gemäß ASTM D 2007 bestimmt werden.
Der Anteil der n-Alkane beträgt in bevorzugten Mineralölen weniger als 3 Gew.-%, der Anteil der O, N und/oder S-haltigen Verbindungen weniger als 6 Gew.-%. Der Anteil der Aromaten und der monomethylverzweigten Paraffine liegt im Allgemeinen jeweils im Bereich von 0 bis 40 Gew.-%. Gemäß einem interssanten Aspekt umfaßt Mineralöl hauptsächlich naphtenische und paraffinbasische Alkane, die im allgemeinen mehr als 13, bevorzugt mehr als 18 und ganz besonders bevorzugt mehr als 20 Kohlenstoffatome aufweisen. Der Anteil dieser Verbindungen ist im Allgemeinen größer oder gleich 60 Gew.-%, vorzugsweise größer oder gleich 80 Gew.-%, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Ein bevorzugtes Mineralöl enthält 0,5 bis 30 Gew.-% aromatische Anteile, 15 bis 40 Gew.-% naphthenische Anteile, 35 bis 80 Gew.-% paraffinbasische Anteile, bis zu 3 Gew.- % n-Alkane und 0,05 bis 5 Gew.-% polare Verbindungen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Mineralöls.
Eine Analyse von besonders bevorzugten Mineralölen, die mittels herkömmlicher
Verfahren, wie Harnstofftrennung und Flüssigkeitschromatographie an Kieselgel, erfolgte, zeigt beispielsweise folgende Bestandteile, wobei sich die Prozentangaben auf das Gesamtgewicht des jeweils eingesetzten Mineralöls beziehen: n-Alkane mit ca. 18 bis 31 C-Atome:
0,7 - 1 ,0 %, gering verzweigte Alkane mit 18 bis 31 C-Atome: 1 ,0 - 8,0 %,
Aromaten mit 14 bis 32 C-Atomen:
0,4 - 10,7 %,
Iso- und Cyclo-Alkane mit 20 bis 32 C-Atomen:
60,7- 82,4 %, polare Verbindungen:
0,1 - 0,8 %,
Verlust:
6,9 - 19,4 %.
Ein verbesserte Klasse an Mineralölen (reduzierter Schwefelgehalt, reduzierter Stickstoffgehalt, höherer Viskositätsindex, niedrigerer Stockpunkt) ist durch Wasserstoffbehandlung der Mineralöle gegeben (hydro isomerization, hydro Cracking, hydro treatment, hydro finishing). Hierbei werden in Wasserstoffpräsenz im Wesentlichen aromatische Anteile reduziert und naphthenische Anteile aufgebaut. Wertvolle Hinweise hinsichtlich der Analyse von Mineralölen sowie eine Aufzählung von Mineralölen, die eine abweichende Zusammensetzung aufweisen, findet sich beispielsweise in Ullmanns Encyclopedia of Industhal Chemistry, 5th Edition on CD-ROM, 1997, Stichwort "lubricants and related products".
Synthetische Öle umfassen unter anderem organische Ester, beispielsweise Diester und Polyester, Polyalkylenglykole, Polyether, synthetische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Polyolefine, von denen Polyalphaolefine (PAO) bevorzugt sind, Silikonöle und Perfluoralkylether. Darüber können synthetische Grundöle mit Herkunft aus gas to liquid (GTL), coal to liquid (CTL) oder biomass to liquid (BTL) Prozessen eingesetzt werden. Sie sind meist etwas teurer als die mineralischen Öle, haben aber Vorteile hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit.
Natürliche Öle sind tierische oder pflanzliche Öle, wie beispielsweise Klauenöle oder Jojobaöle.
Basisöle für Schmierölformulierungen werden in Gruppen nach API (American Petroleum Institute) eingeteilt. Mineralöle werden unterteilt in Gruppe I (nicht Was- serstoff-behandelt) und, abhängig von Sättigungsgrad, Schwefelgehalt und Visko- sitätsindex, in die Gruppen III und III (beide Wasserstoff-behandelt). PAOs entsprechen der Gruppe IV. Alle anderen Basisöle werden in Gruppe V zusammen- gefasst.
Diese Schmieröle können auch als Mischungen eingesetzt werden und sind viel- fach kommerziell erhältlich.
Die Konzentration des Kammpolymeren in der Schmierölzusammensetzung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,2 - 20 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,5 - 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Neben den zuvor genannten Komponenten kann eine Schmierölzusammensetzung weitere Additive und Zusatzstoffe enthalten. Bevorzugte Additive können insbesondere auf einem linearen Polyalkyl(meth)acrylat mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe basieren (PAMA). Zu diesen Additiven gehören unter anderem Dl-Additive (Dispergiermittel, Detergentien, Entschäumer, Korrosionsinhibitoren, Antioxidationsmittel, Verschleißschutz- und Extremdruckadditive, Reib- wertveränderer), Stockpunktverbesserer (besonders bevorzugt auf Basis von Po- lyalkyl(meth)acrylat mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe), und/oder Farbstoffe.
Darüber hinaus können die hier dargelegten Schmierölzusammensetzungen neben den erfindungsgemäßen Kammpolymeren auch in Mischungen mit konventionellen Vl-Verbesserern vorliegen. Zu diesen gehören insbesondere hydrierte Sty- rol-Dien-Copolymere (HSD, US 4 1 16 917, US 3 772 196 und US 4 788 316 der Shell OiI Company), insbesondere auf Basis von Butadien und Isopren, als auch Olefincoplymere (OCP, K. Marsden: "Literature Review of OCP Viscosity Modi- fiers", Lubrication Science 1 (1988), 265), insbesondere vom Typ Poly(ethylen-co- propylen), welche oft auch N/O-funktionell mit Dispergierwirkung vorliegen können, oder PAMA, welche meist N-funktionell mit vorteilhaften Zusatzeigenschaften (booster) als Dispergiermittel, Verschleißschutzadditiv und/oder Reibwertverände- rer vorliegen (DE 1 520 696 der Röhm und Haas, WO 2006/007934 der RohMax Additives).
Zusammenstellungen von Vl-Verbesserern und Stockpunktverbesserern für Schmieröle, insbesondere Motorenöle sind beispielsweise in T. Mang, W. Dresel (eds.): "Lubricants and Lubrication", Wiley-VCH, Weinheim 2001 ; R. M. Mortier, ST. Orszulik (eds.): "Chemistry and Technology of Lubricants", Blackie Academic & Professional, London 1992; oder J. Bartz: „Additive für Schmierstoffe", Expert- Verlag, Renningen-Malmsheim 1994 dargelegt. Zweckmäßige Dispergiermittel {dispersant) umfassen unter anderem Po- Iy(isobutylen)-Derivate, z.B. Poly(isobutylene)-Succinimide (PIBSI); Ethylen- Propylen-Oligomere mit N/O-Funktionalitäten.
Zu den bevorzugten Detergentien (detergent) gehören unter anderem Metal- enthaltende Verbindungen, wie zum Beispiel Phenolate; Salicylate; Thiophospho- nate, insbesondere Thiopyrophosphonate, Thiophosphonate und Phosphonate; Sulfonate und Carbonate. Als Metal können diese Verbindungen insbesondere Calcium, Magnesium und Barium enthalten. Diese Verbindungen können bevor- zugt neutral oder überbasisch eingesetzt werden.
Von besonderem Interesse sind des Weiteren Entschäumer (defoamer), wobei diese vielfach in Silicon-haltige und Silicon-freie Entschäumer unterteilt werden. Zu den Silicon-haltigen Antischaummittel zählen unter anderem lineares Po- ly(dimethylsiloxan) und cyclisches Poly(dimethylsiloxan). Als Silicon-freie Entschäumer können vielfach Polyether, z.B. Poly(ethylenglycol) oder Tribu- tylphosphat eingesetzt werden.
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung können die erfindungsgemäßen Schmierölzusammensetzungen Korrosionsinhibitoren (corrosion inhibitor) umfassen. Diese werden vielfach unterteilt in Rostschutzadditive (antirust additive) und Metallpassivatoren/-desaktivatoren (metal passivator/desactivator). Als Rostschutzadditive können unter anderem Sulfonate, wie zum Beispiel Petroleumsul- fonate oder (vielfach überbasische) synthetische Alkylbenzolsulfonate, z.B. Dino- nylnaphthensulfonat; Carbonsäurederivate, wie zum Beispiel Lanolin (Wollfett), o- xidierte Paraffine, Zinknaphthenate, akylierte Succinsäuren, 4-Nonylphenoxy- essigsäure, Amide und Imide (N-Acylsarcosin, Imidazolindehvate); Amin- neutralisierte Mono- und Dialkylphosphorsäureester; Morpholin; Dicycylohexylamin oder Diethanolamin eingesetzt werden. Zu den Metallpassivatoren/-desaktivatoren zählen unter anderem Benzothazol, Tolyltriazol, 2-Mercaptobenzothiazol, Dialkyl- 2,5-dimercapto-1 ,3,4-thiadiazol; N,N'-Disalicylidenethylendiamin, N, N'- Disalicylidenpropylendiamin; Zink-dialkyldithiophosphate und Dialkyldithiocarba- mate.
Eine weitere bevorzugte Gruppe von Additiven stellen Antioxidationsmittel (antio- xidant) dar. Zu den Antioxidationsmittel gehören beispielsweise Phenole, wie zum Beispiel 2,6-Di-tert-butyl-phenol (2,6-DTB), butyliertes Hydroxytoluol (BHT), 2,6-Di- tert-butyl-4-methylphenol, 4,4'-Methylen-bis(2,6-di-tert-butylphenol); aromatische Amine, insbesondere alkylierte Diphenylamine, N-Phenyl-1 -naphthylamin (PNA), polymeres 2,2,4-Thmethyldihydrochinon (TMQ); Verbindungen enthaltend Schwe- fei und Phosphor, wie zum Beispiel Metalldithiophospate, z.B. Zinkdithiophosphate (ZnDTP), „OOS-Triester" = Reaktionsprodukte von Dithiophosphorsäure mit aktivierten Doppelbindungen aus Olefinen, Cyclopentadien, Norbornadien, α-Pinen, Polybuten, Acrylsäureestern, Maleinsäureestern (aschefrei bei Verbrennung); Or- ganoschwefelverbindungen, wie zum Beispiel Dialkylsulfide, Diarylsulfide, Polysul- fide, modifizierte Thiole, Thiophendehvate, Xanthate, Thioglycole, Thioaldehyde, schwefelenthaltende Carbonsäuren; heterocyclische Schwefel/Stickstoff- Verbindungen, insbesondere Dialkyldimercaptothiadiazole, 2- Mercaptobenzimidazole; Zink- und Methylen-bis(dialkyldithiocarbamat); Organophosphorverbindungen, wie zum Beispiel Triaryl- und Thalkylphosphite; Orga- nokupferverbindungen sowie überbasische Calcium- und Magnesium-basierte Phenolate und Salicylate.
Zu den bevorzugten Verschleißschutz- (antiwear AW) und Extremdruckadditiven (extreme pressure EP) gehören unter anderem Phosphorverbindungen, wie zum Beispiel Trialkylphosphate, Tharylphosphate, z.B. Tricresylphosphat, Amin- neutralisierte Mono- und Dialkylphosphorsäureester, Ethoxylierte Mono- und Dial- kylphosphorsäureester, Phosphite, Phosphonate, Phosphine; Verbindungen mit Schwefel und Phosphor, wie zum Beispiel Metalldithiophospate, z.B. Zink-C3- i2dialkyl-dithiophosphate (ZnDTP), Ammonium-, Antimon-, Molybdän-, Bleidialkyl- dithiophosphate, „OOS-Triester" = Reaktionsprodukte von Dithiophosphorsäure mit aktivierten Doppelbindungen aus Olefinen, Cyclopentadien, Norbornadien, α- Pinen, Polybuten, Acrylsäureestern, Maleinsäureestern, Triphenylphosphorothio- nat (TPPT); Verbindungen mit Schwefel und Stickstoff, wie zum Beispiel Zink- bis(amyldithiocarbamat) oder Methylen-bis(di-n-butyldithiocarbamat); Schwefelverbindungen mit elementarem Schwefel sowie H2S geschwefelte Kohlenwasser- Stoffe (Diisobutylen, Terpen); geschwefelte Glyceride und Fettsäureester; überbasische Sulfonate; Chlorverbindungen oder Feststoffe, wie Graphit oder Molybdän- disulfid.
Eine weitere bevorzugte Gruppe von Additiven stellen Reibwertveränderer (friction modifier) dar. Als Reibwertveränderer können unter anderem mechanisch wirksame Verbindungen, wie zum Beispiel Molybdändisulfid, Graphit (auch fluoriert), Po- ly(thfluorethylen), Polyamid, Polyimid; Adsorptionsschichten bildende Verbindungen, wie zum Beispiel langkettige Carbonsäuren, Fettsäureester, Ether, Alkohole, Amine, Amide, Imide; Verbindungen, die durch tribochemische Reaktionen Schich- ten bilden, wie zum Beispiel gesättigte Fettsäuren, Phosphorsäure und Thi- ophosphorsäureester, Xanthogenate, geschwefelte Fettsäuren; Verbindungen, die polymerartige Schichten bilden, wie zum Beispiel ethoxylierte Dicarbonsäuretei- lester, Dialkylphthalsäureester, Methacrylate, ungesättigte Fettsäuren, geschwefelte Olefine oder organometallische Verbindungen, wie zum Beispiel Molybdän- Verbindungen (Molybdändithiophosphate und Molybdändithiocarbamate MoDTC) und ihre Kombinationen mit ZnDTP, Kupfer-haltige organische Verbindungen eingesetzt werden.
Einige der zuvor dargestellten Verbindungen können multiple Funktionen erfüllen. ZnDTP z.B. ist primär ein Verschleißschutzadditiv und Extremdruckadditiv, hat a- ber auch den Charakter eines Antioxidationsmittels und Korrosionsinhibitors (hier: Metallpassivator/-desaktivator).
Die zuvor dargelegten Additive sind ausführlicher unter anderem in T. Mang, W. Dresel (eds.): "Lubricants and Lubrication", Wiley-VCH, Weinheim 2001 ; R. M. Mortier, ST. Orszulik (eds.): "Chemistry and Technology of Lubricants" dargelegt. Bevorzugte Schmierölzusammensetzungen weisen eine gemäß ASTM D 445 bei 40 °C gemessenen Viskosität im Bereich von 10 bis 120 mm2/s, besonders bevorzugt im Bereich von 22 bis 100 mm2/s auf. Die bei 100°C gemessene kinemati- sehe Viskosität KV100 beträgt vorzugsweise mindestens 5,5 mm2/s, besonders bevorzugt mindestens 5,6 mm2/s und ganz besonders bevorzugt mindestens 5,8 mm2/s.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen bevorzugte Schmierölzusammensetzung einen gemäß ASTM D 2270 bestimmten Viskositätsindex im Bereich von 100 bis 400, besonders bevorzugt im Bereich 150 bis 350 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 175 bis 275 auf.
Von besonderem Interesse sind des Weiteren Schmierölzusammensetzungen, die eine bei 150°C gemessene Hochscherviskosität HTHS von mindestens 2,4 mPas, besonders bevorzugt mindestens 2,6 mPas aufweisen. Die bei 100°C gemessene Hochscherviskosität HTHS beträgt vorzugsweise höchstens 10 mPas, besonders bevorzugt höchstens 7 mPas und ganz besonders bevorzugt höchstens 5 mPas. Die Differenz der Hochscherviskositäten HTHS, die bei 100°C und 150°C gemes- sen werden, HTHSi00 - HTHSi50 beträgt vorzugsweise höchstens 4 mPas, besonders bevorzugt höchstens 3,3 mPas und ganz besonders bevorzugt höchstens 2,5 mPas. Das Verhältnis von Hochscherviskosität bei 100°C HTHSi00 zu Hochscherviskosität bei 150°C HTHSi50, HTHSiOO/HTHSi5O beträgt vorzugsweise höchstens 2,0, besonders bevorzugt höchstens 1 ,9. Die Hochscherviskosität HTHS kann bei der jeweiligen Temperatur gemäß ASTM D4683 gemessen werden.
Gemäß einer zweckmäßigen Abwandlung kann der permanente Scherstabilitäts- Index (PSSI) nach ASTM D2603 Ref. B (12.5minütige Ultraschallbehandlung) kleiner oder gleich 35, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 20 sein. Vorteilhaft können weiterhin Schmierölzusammensetzungen erhalten werden, die einen permanente Scherstabilitäts-Index (PSSI) nach DIN 51381 (30 Zyklen Bosch-Pumpe) von höchstens 5, bevorzugt höchstens 2 und ganz besonders bevorzugt höchstens 1 aufweisen.
Die Kraftstoffeinsparung (gegenüber 15W-40 Referenzmotorenöl RL191 ) für die Anwendung in Personenkraftwagen ermittelt man in Europa im Allgemeinen gemäß Prüfmethode CEC L-54-T-96 („Mercedes-Benz M11 1 Fuel Economy Test"; CEC = Coordinating European Council for Development of Performance Tests for Transportation Fuels, Lubricants and Other Fluids). Neuere Ergebnisse (K. Hed- rich, M. A. Mueller, M. Fischer: „Evaluation of Ashless, Phoshorus Free and Low Sulfur Polymerie Additives that Improve the Performance of Fuel Efficient Engine OiIs" in Conference Proceedings of the International Tribology Conference (ITC 2005) at Kobe/Japan; K. Hedrich, G. Renner: „New Challange of VI Improver for Next Generation Engine OiIs" in Conference Proceedings of the International Tribology Conference (ITC 2000) at Nagasaki/Japan) zeigen, dass auch eine andere Prüfmethode ("Roh Max-Test") vergleichbare Ergebnisse liefern kann. Hier kommt nicht ein 2.0L-Benzinmotor sondern ein 1.9L-Dieselmotor (81 kW bei 4150 U/min) zum Einsatz. Der Aufbau dieses Motors entspricht im Wesentlichen dem in Prüfmethode CEC L-78-T-99 („Volkswagen Turbocharged Dl Diesel Piston Cleanliness and Ring Sticking Evaluation") beschrieben Aufbau. Die genaue Einhaltung der Öltemperatur gemäß CEC L-54-T-96 macht dabei eine zusätzliche Kühlung am Aufbau notwendig. Gemeinsamkeiten und Unterschiede der CEC L-54-T-96 und des „RohMax-Tests" sind wie folgt zusammengestellt:
CEC L-54-T-96 ("Mercedes- „RohMax-Test" unter VerBenz M111 Fuel Economy Wendung eines Aufbaus Test") nach CEC L-78-T-99
Motor Mercedes-Benz 2.0L Volkswagen 1.9L TDI
4 Zylinder; Benzin 4 Zylinder; Diesel
Programm 3 Stadtzyklen ä 195 Sekunden + außerstädtischer Fahrzyklus ä 400 Sekunden CEC L-54-T-96 ("Mercedes- „RohMax-Test" unter VerBenz M111 Fuel Economy Wendung eines Aufbaus Test") nach CEC L-78-T-99
(in Anlehnung an den genormten Europäischen MVEG- Zyklus; MVEG = Motor Vehicle Emissions Group)
Öltemperatur 1. Stadtzyklus bei 20 °C
2. Stadtzyklus bei 33 °C
3. Stadtzyklus bei 75 °C außerstädtischer Zyklus bei 88 °C
Bestimmung des Gesamtzyklus gemessen steigende Sequenz von Kraftstoff[Gramm] Punktmessungen in verbrauch Gramm/kWh (Mittelung über mehrere Messungen); sowohl in den Stadtzyklen als auch im außerstädtischen Zyklus; Gesamtzyklus berechnet [Gramm]
Ölwechsel bei laufendem Motor (8OL bebei stehendem Motor, zweinötigte Ölmenge) maliges Spülen (15L benötigte Ölmenge
Nach den Tests auf Prüfständen wie oben beschrieben erfolgt die Bestimmung des realen Kraftstoffverbrauches im Fahrzeug typischerweise in Form von Feldtests, beispielsweise unter Nutung einer Taxiflotte aus 10 Fahrzeugen, die eine definierte Strecke von km (z. B. 10000km) über einen definierten Zeitraum (z.B. 6 Monate) fahren. Nachfolgend soll die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen erläutert werden, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll.
Synthesen der Kammpolymere
Beispiele 1 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3
In einer Apparatur mit 4-Halskolben und KPG-Säbelrührer wird ein 600g-Gemisch aus Gemisch aus niedermolekularen Monomeren und Makromonomer, dessen Zusammensetzung in Tabelle 1 dargelegt ist, sowie ein 400g-Gemisch aus Shell Risella 907 Gasöl und 35g 100N-ÖI (65%/35%) vorgelegt. Nach Erwärmen unter Stickstoff auf 115°C werden 1.2g 2,2-Bis-fe/t-butyl-peroxybutan zugesetzt und die Temperatur gehalten. 3h und 6h nach der ersten Initiatorzugabe werden jeweils nochmals 1.2g 2,2-Bis-tert-butyl-peroxybutan nachgefüttert und über Nacht bei 1150C gerührt. Am darauf folgenden Tag wird mit 500g 150N-ÖI von 60% auf 40% Feststoff verdünnt. Man erhält 1500g einer 40%igen Lösung an Kammpolymer in Mineralöl.
Tabelle 1
Figure imgf000039_0001
Figure imgf000040_0001
In Tabelle 1 bedeuten: hPBDMM48oo: hydriertes Polybutadien der CrayValley (Paris) mit
Mn=4800g/mol, TM=-25°C und fMιvi im Bereich 90-95% (Mak- romonomer). nBMA: n-Butylmethacrylat
Sty: Styrol
LMA: Alkylmethacrylat-Gemisch mit 12 bis 14 Kohlenstoffatomen in den Alkoholresten MMA: Methylmethacylat
Die Makromonomer-Funktionalität fMM des Makromonomeren wurde aus den GPC-Kurven der Kammpolymere selbst abgeleitet, wie in WO 2007/025837 dargelegt.
Die Molekulargewichte und der Polydispersitätsindex PDI wurden über GPC bestimmt, wie in WO 2007/025837 dargelegt. Tabelle 1 (Fortsetzung)
Figure imgf000041_0001
Evaluierung der Kammpolymere
A) in OW-20-Grundöl mit Dl-Paket auf Basis von API Gruppe-I/Ill-Öl:
Die Charakterisierung der erhaltenen Kammpolymer-Additive erfolgt über Messungen der kinematischen Viskositäten bei 40 °C und 100°C (KV40 bzw. KV100) nach ASTM D445, über die gemäß ASTM D5292 bestimmte CCS- Viskosität und über die bei 100°C nach ASTM D4683 gemessene Hochscherviskosität HTHSi00 einer Lösung von bei 150°C eingestellter Hochscherviskosität HTHSi50 = 2,6mPas (ASTM D4683) in einem Dl-Paket-haltigen OW-20-Grundöl (KV40=23.45 mm2/s, KV100=4.92 mm2/s, Vl=138).
Es zeigt sich deutlich, dass die erfindungsgemäßen Kammpolymere eine wesentlich geringere KV40 (ebenso geringere KVi00) bzw. eine geringere Hochscherviskosität HTHSi00 bei 100°C aufweisen als die in der Druckschrift EP 0699694 dargelegten Polymere. Ähnlich Verbesserungen werden auch in Bezug auf die CCS- Viskosität bei -35 °C erhalten. Die Ergebnisse der dargelegten Evaluierung sind in Tabelle 2 dargelegt. Zum Vergleich wurden des Weiteren kommerziell erhältliche Vl-Verbesserer untersucht. Hierfür wurden Motorölformulierungen mit kommerziell erhältlichem Infi- neum SV200 (ein HSD Sternpolymer) und VISCOPLEX® 6-950 (lineares PAMA RohMax Additives GmbH) hergestellt. Diese Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 dargelegt.
Tabelle 2
Figure imgf000042_0001
Des Weiteren wurden die Scherstabilitäten der Schmierölzusammensetzungen, die die Kammpolymere der Beispiele 1 bis 5 aufwiesen, untersucht. Hierzu wurden PSSI-Messungen nach DIN 51382 (30 Zyklen Bosch-Pumpe) durchgeführt, wobei alle Schmieröle einen exzellenten PSSI-Wert von 0 erzielten, d.h. die Produkte zeigen keinerlei KVioo-Abfall. Hierdurch gelingt es überraschend eine Schierölzu- sammensetzung bereitzustellen, die relativ nahe an der in den zuvor dargelegten Spezifikationen für die Viskositätswerte bei hoher Temperatur, beispielsweise 100°C, zu bleiben, ohne dass bei Gebrauch diese Werte unterschritten werden.
Zur Untersuchung der Kompatibilität der Kammpolymere mit Stockpunktsverbes- serern wurden weitere Versuche durchgeführt. Hierzu wurden Schmierölzusammensetzungen hergestellt, die einen kommerziell erhältlichen Stockpunktverbes- serer (VISCOPLEX® 1 -247) in einer Konzentration von 0,37 Gew.-% umfassten. Hierbei wurden der Stockpunkt (pourpoint PP) nach ASTM D97 sowie dynamische Viskosität DV und Fließgrenze YS nach MRV-TP1 (ASTM D4684) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargelegt.
Tabelle 3
Figure imgf000043_0001
Die Ergebnisse zeigen, dass Schmierölzusammensetzungen, die vorliegenden Kammpolymere in Kombination mit Stockpunktsverbesserern, insbesondere auf Basis von PAMA hervorragende Tieftemperatureigenschaften aufweisen (Soll: <-40°C / <35Pa / <=60000mPas).
B) in OW-20-Grundöl auf Basis von API Gruppe-Ill-Öl:
Aus 11 ,2% HiTEC® 1192 (Afton Chemical), 8,8% Nexbase® 3030, 80% Nexbase® 3043 (Neste OiI) wurde ein OW-20-Grundöl von KV40=27,24 mm2/s, KV100=5,390 mm2/s und Vl=136) dargestellt. Im Anschluss daran wurde wie unter A) die Viskosimetrie von Beispielen und Vergleichsbeispielen in Formulierungen von HTHSi5o=2,6 mPas untersucht.
Auch in diesem OW-20 zeigte sich, dass die erfindungsgemäßen Kammpolymere eine wesentlich geringere KV40 (ebenso geringere KV100) bzw. eine geringere Hochscherviskosität HTHS100 aufweisen als VISCOPLEX® 6-950. Ähnlich Verbesserungen werden auch in Bezug auf die CCS-Viskosität bei -35°C erhalten. Die Ergebnisse der dargelegten Evaluierung sind in Tabelle 4 dargelegt.
Tabelle 4
Figure imgf000044_0001
Auch in diesen OW-20-Formulierungen sind in Präsenz eines kommerziell erhältlichen Stockpunktverbesserers auf Basis von PAMA (VISCOPLEX® 1 -247 in einer Konzentration von ca. 0,37 Gew.%) ausgezeichnete MRV-TP1 Tieftemperatureigenschaften gegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargelegt (Soll: <35Pa bzw. <=60000mPas).
Tabelle 5
Figure imgf000044_0002
C) in 5W-30-Grundöl mit Dl-Paket auf Basis von API Gruppe-Ill-Öl:
Schließlich wurde ein dritte Serie an Messungen in einem Dl-Paket-haltigen 5W- 30-Grundöl (KV40=38,76 mm2/s, KV100=6,938 mm2/s und VI=140) durchgeführt. Abweichend von der SAE J300, die für eine 5W-30-Formulierung „nur"
HTHSi5o=2.9mPas fordert, wurden die 5W-30-Formulierungen wie bei Europäischen Motorenherstellern (z.B. Mercedes-Benz Betriebsstoffvorschriften MB229.1 und MB228.3 für Werksbefüllungen) üblich auf HTHSi50=3,5mPas eingestellt.
Auch in den 5W-30-Formulierungen zeigte sich, dass die erfindungsgemäßen Kammpolymere eine wesentlich geringere KV40 (ebenso geringere KV1Oo) bzw. eine geringere Hochscherviskosität HTHSi00 aufweisen als VISCOPLEX® 6-950. Die Ergebnisse der dargelegten Evaluierung sind in Tabelle 6 zusammengestellt.
Tabelle 6
Figure imgf000045_0001
Auch in den 5W-30-Formulierungen sind in Präsenz eines kommerziell erhältlichen Stockpunktverbesserers auf Basis von PAMA (VISCOPLEX® 1 -247 in einer Konzentration von ca. 0,37 Gew.%) ausgezeichnete MRV-TP1 Tieftemperatureigenschaften gegeben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargelegt (Soll: <35Pa bzw. <=60000mPas). Tabelle 7
Figure imgf000046_0001
D) Untersuchung der Kraftstoffeinsparung mit dem „Roh Max-Test"
Anhand des zuvor dargelegten Roh Max-Tests wurde die Kraftstoffeinsparung verschiedener Polymere untersucht. Zur Bestimmung der Messgenauigkeit der Untersuchung wurde zu Beginn und zu Ende der Versuchsreihe ein Lauf mit einem 15W-40 Öl (CEC Referenzmotorenöl RL191 ) durchgeführt. Die Bestimmung der Kraftstoffeinsparung wurden mit den in Tabelle 8 dargelegten Polymeren durchgeführt, wozu entsprechend den unter Punkt C) dargelegten Beispielen 5W-30-Formulierungen hergestellt wurden. Die erzielten Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 8 dargelegt.
Tabelle 8
Figure imgf000046_0002
Figure imgf000047_0001
Die Versuche zeigen eine ganz ausgezeichnete Wiederholbarkeit, wie dies aus den Vergleichsläufen mit dem 15W-40 Referenzöl ersichtlich ist. Diese Wiederholbarkeit, die weit unter 0,1 g liegt, konnte insbesondere durch eine sorgfältige Kontrolle der Temperaturbedingungen erzielt werden.
Darüber hinaus zeigt sich, dass bei Verwendung von erfindungsgemäßen Kammpolymeren eine gegenüber VISCOPLEX® 6-950 überraschend hohe Kraftstoffersparnis erzielt werden kann. Weiterhin zeigt ein Vergleich von Beispiel 5 mit Beispiel 6, dass unter Verwendung der in Anspruch 3 dargelegten Kammpolymere eine weitere, signifikante Verringerung des Kraftstoffverbrauchs eintritt.

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung von Kammpolymeren umfassend in der Hauptkette Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen
Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10
Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, wobei der molare Verzweigungsgrad im Bereich von 0,1 bis 10 Mol.-% liegt und das Kammpolymer in Summe mindestens 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Wiederholungseinheiten, an
Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 1 1
Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, umfasst, zur Verringerung des
Kraftstoffverbrauchs von Fahrzeugen.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der molare Verzweigungsgrad im Bereich von 0,3 bis 3,6 liegt.
3. Kammpolymer umfassend in der Hauptkette Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, wobei das Kammpolymer in Summe mindestens 80 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Wiederholungseinheiten, an Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und Wiederholungseinheiten, die von niedermolekularen Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17
Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der
Alkoholgruppe sowie Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammpolymere 8 bis 30 Gew.-% an Wiederholungseinheiten aufweist, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind, und der molare Verzweigungsgrad des Kammpolymeren im Bereich 0,3% bis 1 ,1 % liegt.
4. Kammpolymere gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammpolymere 11 bis 26 Gew.-% an Wiederholungseinheiten aufweist, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind.
5. Kammpolymer gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wiederholungseinheiten, die von Polyolefin basierten Makromonomeren abgeleitet sind, ein Zahlenmittel des Molekulargewicht im Bereich von 700 bis 10000 g/mol aufweisen.
6. Kammpolymer gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammpolymer mindestens 90 Gew.-% Wiederholungseinheiten umfasst, die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleitet sind und von niedermolekularen Monomeren aus- gewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrolmonomeren mit 8 bis 17 Kohlenstoffatomen, Alkyl(meth)acrylaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, Vinylestern mit 1 bis 1 1 Kohlenstoffatomen in der Acylgruppe, Vinylethern mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylfumaraten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe, (Di)alkylmaleaten mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe sowie
Mischungen dieser Monomeren abgeleitet sind.
7. Kammpolymer gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Polydispersitätsindex Mw/Mn im Bereich von 1 bis 5 liegt.
8. Kammpolymer gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der molare Verzweigungsgrad des Kammpolymeren im Bereich 0,4% bis 1 ,0% liegt.
9. Kammpolymer gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der molare Verzweigungsgrad des Kammpolymeren im Bereich 0,4% bis 0,6% liegt.
10. Kammpolymer gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten Gruppen umfassen, die von Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C2-Ci0-Alkenen und/oder C4-C-ι0-Alkadienen abgeleitet sind.
11. Kammpolymer gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten mindestens 80 Gew.-% Gruppen umfassen, die von Monomeren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus C2-C10-Alkenen und/oder C4-C10-
Alkadienen abgeleitet sind, bezogen auf das Gewicht der von Polyolefin- basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten.
12. Kammpolymer gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schmelztemperatur der von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten kleiner oder gleich -100C ist.
13. Kammpolymer gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass keine Schmelztemperatur der von Polyolefin-basierten Makromonomeren abgeleiteten Wiederholungseinheiten gemessen werden kann.
14. Kammpolymer gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammpolymer Wiederholungseinheiten aufweist, die von n-Butylmethacrylat und/oder von n-Butylacrylat abgeleitet sind.
15. Kammpolymer gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der An- teil an Wiederholungseinheiten, die von n-Butylmethacrylat und/oder von n-
Butylacrylat abgeleitet sind, mindestens 50 Gew.-% beträgt.
16. Kammpolymer gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammpolymer Wiederholungseinheiten aufweist, die von Styrol abgeleitet sind.
17. Kammpolymer gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Wiederholungseinheiten, die von Styrol abgeleitet sind, im Bereich von 5 bis 25 Gew.-% liegt.
18. Kammpolymer gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammpolymer ein gewichtsgemit- teltes Molekulargewicht im Bereich von 100 000 bis 500 OOOg/mol aufweist.
19. Kammpolymer gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kammpolymere Wiederholungseinheiten aufweist, die von Alkyl(meth)acrylaten mit 1 1 -30 Kohlenstoffatomen im Alkylrest abgeleitet sind.
20. Kammpolymere gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der An- teil an Wiederholungseinheiten, die von Alkyl(meth)acrylaten mit 11 -30 Kohlenstoffatomen im Alkylrest abgeleitet sind, im Bereich von 1 -10 Gew.-% liegt.
21. Verfahren zur Herstellung von Kammpolymeren gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass
Makromonomere und niedermolekulare Monomere copolymerisiert werden.
22. Schmierölformulierung enthaltend Kammpolymere gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 20.
23. Schmierölformulierung gemäß Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierölformulierung Basisöle der API Gruppe I, II, III, IV und/oder Gruppe V umfasst.
24. Schmierölformulierung gemäß mindestens einem der Ansprüche 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass der PSSI nach ASTM D2603 Ref. B kleiner oder gleich 35 ist.
25. Schmierölformulierung gemäß mindestens einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierölformulierung mindestens ein zusätzliches Additiv umfasst, das keine Kammpolymere gemäß den Ansprüchen 3 bis 20 darstellt.
26. Schmierölformulierung gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv einen Viskositätsindexverbesserer, Stockpunktverbesserer,
Dispergiermittel, Detergens, Entschäumer, Korrosionsinhibitor, Antioxidati- onsmittel, Verschleißschutzadditiv, Extremdruckadditiv und/oder Reibwert- veränderer darstellt.
27. Schmierölformulierung gemäß Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv auf einem linearen Polyalkyl(meth)acrylat mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen in der Alkoholgruppe basiert.
28. Verwendung eines Kammpolymern gemäß mindestens einem der vorherge- henden Anprüche 3 bis 20 zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs in
Kraftfahrzeugen.
PCT/EP2008/054355 2007-07-09 2008-04-10 Verwendung von kammpolymeren zur verringerung des kraftstoffverbrauchs WO2009007147A1 (de)

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