WO2014017553A1 - ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤、並びに該粘度指数向上剤を含有する潤滑油添加剤及び潤滑油組成物 - Google Patents

ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤、並びに該粘度指数向上剤を含有する潤滑油添加剤及び潤滑油組成物 Download PDF

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松井 茂樹
大也 宮本
裕充 松田
一生 田川
彰 高木
龍一 上野
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Definitions

  • the present invention relates to a poly (meth) acrylate viscosity index improver, and a lubricant additive and a lubricant composition containing the viscosity index improver.
  • a lubricating oil used for an internal combustion engine such as an automobile engine
  • lubricating oil for an internal combustion engine also referred to as “lubricating oil for an internal combustion engine” or “engine oil”
  • a lubricating base oil is used as one means for improving fuel efficiency.
  • a method for increasing the viscosity index of a lubricating oil by adding a viscosity index improver is known.
  • lubricating oil such as ATF, MTF, CVTF, etc.
  • driving system oil a lubricating oil
  • One method is to reduce the viscosity resistance by reducing the viscosity of the transmission lubricant.
  • the viscosity of the transmission lubricating oil is lowered, other problems such as oil leakage and seizure may occur.
  • a method using a viscosity index improver there is a method using a viscosity index improver.
  • the viscosity index of the transmission lubricant is increased by using a viscosity index improver, and the increase in the viscosity in the low temperature region is suppressed while the viscosity in the high temperature region is maintained.
  • viscosity index improver various types have been proposed so far, and in particular, the use of poly (meth) acrylate viscosity index improvers has been proposed (for example, Patent Documents 1 to 7). reference).
  • viscosity index improver greatly influences the fuel efficiency, it is desirable that the viscosity index improver is excellent in shear stability.
  • conventional poly (meth) acrylate-based viscosity index improvers do not necessarily satisfy all of fuel economy, low-temperature fluidity and shear stability.
  • an object of the present invention is to provide a viscosity index improver capable of achieving both fuel saving and low temperature fluidity, and a lubricating oil additive and a lubricating oil composition containing the viscosity index improver. It is in.
  • Another object of the present invention is to sufficiently reduce the high shear viscosity at 100 ° C. while maintaining a high shear viscosity at 150 ° C., and to sufficiently ensure low temperature fluidity, and
  • An object of the present invention is to provide a viscosity index improver exhibiting high shear stability, and a lubricant additive and a lubricant composition containing the viscosity index improver.
  • Another object of the present invention is to provide a lubricating oil with a sufficient friction loss reducing effect and to ensure low-temperature fluidity, and to improve the viscosity index, and to improve the viscosity index. It is providing the lubricating oil additive and lubricating oil composition containing an agent.
  • the inventors of the present invention have a specific structure, and poly (meth) acrylate having a weight average molecular weight Mw and a ratio Mw / Mn between the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn satisfying a specific condition.
  • the system viscosity index improver can sufficiently reduce the high shear viscosity at 100 ° C. while maintaining the high shear viscosity at 150 ° C., and can secure low-temperature fluidity, and has high shear stability. As a result, the present invention has been completed.
  • the present invention comprises a core part, a polymer chain containing a structural unit represented by the following general formula (1) and a structural unit represented by the following general formula (2), and one end of the polymer chain is a core part.
  • the weight average molecular weight Mw is 100,000 or more
  • the ratio Mw / Mn of the weight average molecular weight Mw to the number average molecular weight Mn is 1.6 or less.
  • a poly (meth) acrylate viscosity index improver hereinafter referred to as “first poly (meth) acrylate viscosity index improver” is provided.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents a group represented by the following general formula (3)
  • R 3 represents a straight chain or a branched chain having 5 or less carbon atoms.
  • m and n are integers that satisfy m ⁇ 5, n ⁇ 4, and m + n ⁇ 31.
  • the inventors of the present invention have poly (meta) having a specific structure and a weight average molecular weight and a ratio Mw / Mn between the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn satisfying a specific condition. It has been found that an acrylate-based viscosity index improver can impart a friction loss reducing effect and can secure low-temperature fluidity and is excellent in shear stability, leading to the completion of the present invention.
  • the present invention comprises a core part, a polymer chain containing a structural unit represented by the following general formula (1) and a structural unit represented by the following general formula (2), and one end of the polymer chain is a core part.
  • the weight average molecular weight Mw is less than 100,000
  • the ratio Mw / Mn of the weight average molecular weight Mw to the number average molecular weight Mn is 1.6 or less.
  • a poly (meth) acrylate viscosity index improver hereinafter referred to as “second poly (meth) acrylate viscosity index improver” is provided.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents a group represented by the following general formula (3)
  • R 3 represents a straight chain or a branched chain having 5 or less carbon atoms.
  • m and n are integers that satisfy m ⁇ 5, n ⁇ 4, and m + n ⁇ 31.
  • the present invention also provides a lubricating oil additive containing at least one selected from the first poly (meth) acrylate viscosity index improver and the second poly (meth) acrylate viscosity index improver. .
  • the present invention also includes a lubricating base oil and at least one selected from the first poly (meth) acrylate viscosity index improver and the second poly (meth) acrylate viscosity index improver.
  • a lubricating oil composition is provided.
  • a viscosity index improver capable of achieving both fuel economy and low temperature fluidity, and a lubricant additive and a lubricant composition containing the viscosity index improver.
  • the high shear viscosity at 100 ° C. can be sufficiently reduced, and low-temperature fluidity can be sufficiently ensured, and high shear can be achieved.
  • Viscosity index improvers exhibiting stability, and lubricating oil additives and lubricating oil compositions containing the viscosity index improvers can be provided.
  • a viscosity index improver that can impart sufficient friction loss reduction effect to the lubricating oil and can secure low-temperature fluidity and is excellent in shear stability, and the viscosity index improver.
  • Lubricating oil additives and lubricating oil compositions can be provided.
  • the poly (meth) acrylate viscosity index improver is a polymerization including a core, a structural unit represented by the following general formula (1), and a structural unit represented by the following general formula (2). And three or more arm portions made of chains.
  • the poly (meth) acrylate viscosity index improver has a weight average molecular weight Mw (hereinafter, simply referred to as “Mw” in some cases) of 100,000 or more, and a weight average molecular weight Mw and a number average molecular weight Mn (hereinafter, depending on circumstances).
  • Mw / Mn The ratio Mw / Mn (hereinafter simply referred to as “Mw / Mn”) is 1.6 or less.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents a group represented by the following general formula (3)
  • R 3 represents a straight chain or a branched chain having 5 or less carbon atoms.
  • m and n are integers that satisfy m ⁇ 5, n ⁇ 4, and m + n ⁇ 31.
  • R 1 may be either hydrogen or a methyl group, but is preferably a methyl group.
  • R 2 m is preferably 5 to 16, and n is 4 to 15, more preferably m is 6 to 15, and n is 6 to 10, and m is 7 from the viewpoint of viscosity reduction. More preferably, those having ⁇ 10 and n is 6 ⁇ 9.
  • R 1 and R 2 may be the same or different among the structural units.
  • the polymer chain constituting the arm portion includes the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2).
  • the structural unit represented by the general formula (1) is preferably contained in an amount of 20 to 80% by mass, more preferably 20 to 70% by mass, based on the total amount of the structural units contained in the polymer chain. More preferably, it is contained by mass%.
  • the polymer chain preferably contains 20-80% by mass of the structural unit represented by the general formula (2) based on the total amount of the structural unit contained in the polymer chain, from the viewpoint of fuel economy. More preferably, it is contained in an amount of 30 to 80% by mass, and further preferably 50 to 80% by mass.
  • the polymer chain is a combination of the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2), and is based on the total amount of the structural units contained in the polymer chain. It is preferable to contain at least 80% by mass, more preferably at least 80% by mass, still more preferably at least 90% by mass, and most preferably at least 100% by mass.
  • R 1 and R 3 may be the same or different among the structural units.
  • the structural unit in which R 3 is a methyl group is based on the total amount of structural units contained in the polymer chain.
  • the content is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 45% by mass, and still more preferably 20 to 45% by mass.
  • the structural unit in which R 3 is an alkyl group having 18 carbon atoms is preferably contained in an amount of 5 to 50% by mass based on the total amount of structural units contained in the polymer chain. More preferably, it is contained in an amount of 45% by mass, and more preferably 20-40% by mass.
  • the polymer chain may contain only the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2), or may further contain other structural units. Good. Moreover, one end is couple
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 4 represents a group represented by the above general formula (3), or a straight chain or having 1 to 18 carbon atoms having a branch having 5 or less carbon atoms.
  • An alkyl group is shown, and n is an integer selected so that Mw and Mw / Mn satisfy the above conditions.
  • n is an integer of 400 to 2000, for example.
  • the weight average molecular weight Mw per arm part is appropriately selected so that the Mw of the poly (meth) acrylate viscosity index improver satisfies the above conditions, but is preferably 10,000 or more, and 15,000. More preferably, it is more preferably 18,000 or more.
  • the number average molecular weight Mn per arm is appropriately selected so that the Mw / Mn of the poly (meth) acrylate viscosity index improver satisfies the above-mentioned conditions, but is preferably 8,000 or more. Is more preferably 15,000 or more, and further preferably 15,000 or more.
  • the weight average molecular weight Mw of the poly (meth) acrylate viscosity index improver is 100,000 or more, preferably 125,000 or more, more preferably 150,000 or more from the viewpoint of fuel saving performance. Preferably, it is more preferably 175,000 or more.
  • the upper limit of Mw is not particularly limited, but Mw is, for example, 500,000 or less.
  • the number average molecular weight Mn of the poly (meth) acrylate viscosity index improver is appropriately selected so that Mw / Mn satisfies the above conditions.
  • Mn is preferably 75,000 or more, more preferably 94,000 or more, and further preferably 110,000 or more.
  • the upper limit of Mn is not particularly limited, Mn is, for example, 300,000 or less.
  • Mw / Mn of the poly (meth) acrylate viscosity index improver is 1.6 or less, but from the viewpoint of fuel saving characteristics, it is preferably 1.5 or less, more preferably 1.4 or less. Preferably, it is 1.2 or less. Further, Mw / Mn is preferably 1.00 or more, more preferably 1.01 or more, and further preferably 1.02 or more, from the viewpoint of fuel saving characteristics.
  • weight average molecular weight Mw “weight average molecular weight Mw”, “number average molecular weight Mn” and “ratio Mw / Mn of weight average molecular weight Mw and number average molecular weight Mn” are Mw, Mn and Mw obtained by GPC analysis. / Mn (polystyrene (standard sample) conversion value). Mw / Mn of the poly (meth) acrylate viscosity index improver and Mw and Mn per arm part can be measured, for example, as follows.
  • the sample solution is analyzed using a GPC apparatus (Waters Alliance 2695).
  • the analysis is carried out using a column having a solvent flow rate of 1 ml / min, an analyzable molecular weight of 10,000 to 256,000, and a refractive index as a detector.
  • the relationship between the column retention time and the molecular weight is determined using a polystyrene standard with a clear molecular weight, a calibration curve is separately prepared, and the molecular weight is determined from the obtained retention time.
  • the molecular weight of the arm (Mw and Mn) can be calculated by dividing the obtained molecular weight (Mw and Mn) by the number of functional groups of the initiator.
  • the core part is derived from a compound having three or more functional groups that react with the carbon-carbon double bond of the acryloyl group.
  • the compound having three or more functional groups that react with the carbon-carbon double bond of the acryloyl group include 1,1,1-tris (2-bromoisobutyloxymethylene) ethane, pentaerythritol tetrakis (2-bromoiso). Butyrate) and dipentaerythritol hexakis (2-bromoisobutyrate).
  • the number of arm portions of the poly (meth) acrylate viscosity index improver corresponds to the number of the functional groups.
  • the number of arm parts that is, the number of functional groups is preferably 2 to 12, more preferably 2 to 8, and still more preferably 3 to 6.
  • a polymerization catalyst is added to the mixed solution containing an alkyl (meth) acrylate, an initiator, and a solvent, and alkyl ( A method of polymerizing (meth) acrylate is mentioned.
  • alkyl (meth) acrylate an alkyl (meth) acrylate represented by the following general formula (5) and an alkyl (meth) acrylate represented by the following general formula (6) can be used.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents a group represented by the general formula (3)
  • R 3 represents a straight chain or a branch having 5 or less carbon atoms.
  • R 1 is preferably a methyl group.
  • R 2 is preferably m of 5 to 16 and n of 4 to 15, more preferably m of 6 to 15, and n of 6 to 10, m of 7 to 10, and n of 6 to 10. What is 9 is still more preferable.
  • the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (5) and the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (6) can be used.
  • the content of the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (5) is preferably 20 to 80% by mass and more preferably 20 to 70% by mass based on the total amount of the alkyl (meth) acrylate.
  • the content is preferably 20 to 50% by mass.
  • the content of the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (5) is preferably 20 to 80% by mass, and 30 to 80% by mass based on the total amount of the alkyl (meth) acrylate. Is more preferable, and 50 to 80% by mass is even more preferable.
  • the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (6) one kind of the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (6) may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used. However, it is preferable to use a mixture of two or more.
  • the content of methyl (meth) acrylate in which R 2 is a methyl group is preferably 5 to 50% by mass based on the total amount of alkyl (meth) acrylate. More preferably, it is more preferably 20% to 45% by weight.
  • the content of alkyl (meth) acrylate in which R 2 is an alkyl group having 18 carbon atoms is preferably 5 to 50% by mass, based on the total amount of alkyl (meth) acrylate, and is 10 to 45% by mass. More preferred is 20 to 40% by mass.
  • the initiator one derived from a compound having three or more functional groups that react with the carbon-carbon double bond of the acryloyl group can be used.
  • 1,1,1-tris (2-bromoisobutyloxy Methylene) ethane, pentaerythritol tetrakis (2-bromoisobutyrate), dipentaerythritol hexakis (2-bromoisobutyrate) can be used.
  • solvent for example, highly refined mineral oil, anisole, and toluene can be used.
  • highly refined mineral oil can be exemplified.
  • polymerization catalyst examples include copper (II) bromide, tris (2-pyridylmethyl) amine, azobisisobutyronitrile, tin (II) 2-ethylhexanoate, tris [2- (dimethylamino) ethyl]. Amines can be used.
  • Preferred examples of the polymerization catalyst include copper (II) bromide, tris (2-pyridylmethyl) amine, azobisisobutyronitrile, and tin (II) 2-ethylhexanoate. You may use these polymerization catalysts individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
  • the reaction temperature for polymerizing the alkyl (meth) acrylate can be appropriately selected.
  • a preferable reaction temperature is 60 to 100 ° C.
  • the Mw / Mn of the resulting poly (meth) acrylate viscosity index improver tends to be 1.6 or less.
  • Mw / Mn tends to be 1.0 to 1.2
  • Mw / Mn is 1.2 to 1.4.
  • Mw / Mn tends to be 1.4 to 1.6.
  • the reaction time depends on the reaction conditions such as the raw material alkyl (meth) acrylate, polymerization reagent, solvent and initiator, reaction temperature, and the like, and the desired poly (meth) acrylate Mw and Mw / Mn. It can be selected as appropriate.
  • a preferable reaction time is 8 to 16 hours.
  • the polymerization of the alkyl (meth) acrylate is preferably performed in a nitrogen atmosphere.
  • the lubricating oil additive according to the second embodiment of the present invention comprises a core, a structural unit represented by the general formula (1), and a polymer chain including the structural unit represented by the general formula (2). And an arm part in which one end of the polymer chain is bonded to the core part, the weight average molecular weight Mw is 100,000 or more, and the ratio Mw / Mn between the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn is A poly (meth) acrylate viscosity index improver that is 1.6 or less is contained.
  • the poly (meth) acrylate-based viscosity index improver in the present embodiment is the same as the viscosity index improver in the first embodiment, and a duplicate description is omitted here.
  • the lubricating oil additive may consist only of the above poly (meth) acrylate viscosity index improver, or a mixture of the viscosity index improver and other additives (ie, additive composition). It may be.
  • the lubricating oil additive is a mixture of the viscosity index improver and other additives, the mixing ratio is not particularly limited and can be appropriately selected according to the application.
  • additives include viscosity index improvers other than the above poly (meth) acrylate viscosity index improvers, antioxidants, antiwear agents (or extreme pressure agents), corrosion inhibitors, rust inhibitors, viscosity indexes Examples thereof include additives such as improvers, pour point depressants, demulsifiers, metal deactivators, antifoaming agents, and ashless friction modifiers. These additives can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • poly (meth) acrylate viscosity index improver other than the above poly (meth) acrylate viscosity index improver
  • polyisobutene viscosity index improver examples thereof include an improver, an ethylene-propylene copolymer viscosity index improver, and a styrene-butadiene hydrogenated copolymer viscosity index improver.
  • antioxidants examples include ashless antioxidants such as phenols and amines, and metal antioxidants such as zinc, copper, and molybdenum.
  • phenolic antioxidants examples include 4,4′-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol), 4,4′-bis (2,6-di-tert-butylphenol), 4,4 ′.
  • amine antioxidants include known amine antioxidants that are generally used for lubricating oils such as aromatic amine compounds, alkyldiphenylamines, alkylnaphthylamines, phenyl- ⁇ -naphthylamines, alkylphenyl- ⁇ -naphthylamines, and the like. Agents.
  • corrosion inhibitor examples include benzotriazole, tolyltriazole, thiadiazole, or imidazole compounds.
  • rust preventive examples include petroleum sulfonate, alkylbenzene sulfonate, dinonylnaphthalene sulfonate, alkenyl succinic acid ester, and polyhydric alcohol ester.
  • metal deactivator examples include imidazoline, pyrimidine derivatives, alkylthiadiazole, mercaptobenzothiazole, benzotriazole or derivatives thereof, 1,3,4-thiadiazole polysulfide, 1,3,4-thiadiazolyl-2,5-bis.
  • metal deactivator examples include dialkyldithiocarbamate, 2- (alkyldithio) benzimidazole, and ⁇ - (o-carboxybenzylthio) propiononitrile.
  • antifoaming agents examples include silicone oils having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 1,000 to 100,000 mm 2 / s, alkenyl succinic acid derivatives, esters of polyhydroxy aliphatic alcohols and long-chain fatty acids, and methyl salicylates. o-hydroxybenzyl alcohol and the like.
  • any compound usually used as an ashless friction modifier for lubricating oils can be used.
  • ashless friction modifiers such as amine compounds, fatty acid esters, fatty acid amides, fatty acids, aliphatic alcohols and aliphatic ethers having at least one linear alkyl group or linear alkenyl group in the molecule.
  • Various ashless friction modifiers exemplified in International Publication No. 2005/037967 such as nitrogen-containing compounds and acid-modified derivatives thereof described in JP-A-2009-286831, can also be used.
  • the lubricating oil additive according to this embodiment may further contain a solvent.
  • a solvent highly refined mineral oil, solvent refined base oil, and synthetic oil can be used. Among these, it is preferable to use highly refined mineral oil.
  • the lubricating oil additive contains a solvent, the content of the solvent is preferably 5 to 75% by mass, more preferably 30 to 60% by mass, based on the total amount of the lubricating oil additive.
  • the lubricating oil composition according to the third embodiment comprises a lubricating base oil, a polymer chain containing a structural unit represented by the general formula (1) and a structural unit represented by the general formula (2), and An arm part in which the polymer chain is bonded to the core part, the weight average molecular weight Mw is 100,000 or more, and the ratio Mw / Mn of the weight average molecular weight Mw to the number average molecular weight Mn is 1.6.
  • a poly (meth) acrylate viscosity index improver which is:
  • the lubricating oil composition according to the present embodiment includes a mode including the lubricating base oil and the lubricating oil additive according to the second embodiment.
  • the poly (meth) acrylate-based viscosity index improver in the present embodiment is the same as the poly (meth) acrylate-based viscosity index improver in the first embodiment and the second embodiment, and is included in the lubricating oil composition.
  • Other additives and solvents to be obtained are the same as the other additives and solvents in the second embodiment, and redundant description is omitted here.
  • the lubricating base oil is not particularly limited, and a lubricating base oil used for ordinary lubricating oil can be used. Specifically, a mineral oil base oil, a synthetic oil base oil, or a mixture of two or more kinds of lubricant base oils selected from these can be used.
  • mineral oil base oils include, for example, solvent oil removal, solvent extraction, hydrocracking, solvent removal of lubricating oil fractions obtained by distillation under reduced pressure of atmospheric residual oil obtained by atmospheric distillation of crude oil.
  • examples thereof include those refined by performing one or more treatments such as dewaxing and hydrorefining, or base oils produced by a method of isomerizing wax isomerized mineral oil or GTL wax (gas-tuly wax).
  • Synthetic oil-based lubricating oils include, for example, polybutene or hydrides thereof; poly- ⁇ -olefins such as 1-octene oligomers and 1-decene oligomers or hydrides thereof; ditridecyl glutarate, di-2-ethylhexyl adipate, diisodecyl Diesters such as adipate, ditridecyl adipate, di-2-ethylhexyl sebacate; polyol esters such as trimethylolpropane caprylate, trimethylolpropane pelargonate, pentaerythritol-2-ethylhexanoate, pentaerythritol pelargonate; alkylnaphthalene And aromatic synthetic oils such as alkylbenzene or mixtures thereof.
  • the kinematic viscosity of the lubricating base oil at 100 ° C. is preferably 2.5 to 10.0 mm 2 / s, more preferably 3.0 to 8.0 mm 2 / s, still more preferably 3.5 to 6.0 mm 2. / S.
  • the viscosity index of the lubricating base oil is preferably 90 to 165, more preferably 100 to 155, and still more preferably 120 to 150.
  • the saturated content of the lubricating base oil by chromatographic analysis is preferably 80% or more, more preferably, in order to facilitate the effects of additives such as the poly (meth) acrylate viscosity index improver according to the first embodiment. 85% or more, more preferably 90% or more, and most preferably 95% or more.
  • the content of the poly (meth) acrylate viscosity index improver according to the first embodiment is preferably 0.1 to 20.0% by mass, more preferably 0.5 to 15 based on the total amount of the lubricating oil composition. 0.0 mass%, more preferably 1.0 to 10.0 mass%.
  • the content is equal to or higher than the lower limit value, it is easy to obtain a sufficient addition effect.
  • the content is equal to or lower than the upper limit value, shear stability is increased and fuel consumption sustainability is improved.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the lubricating oil composition is preferably 3.0 to 16.3 mm 2 / s, more preferably 3.5 to 12.5 mm 2 / s, and still more preferably 4.0 to 9.3 mm 2. / S.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. in the present invention means the kinematic viscosity at 100 ° C. defined in JIS K-2283-1993.
  • the viscosity index of the lubricating oil composition is preferably 150 to 250, more preferably 160 to 240, and still more preferably 170 to 230.
  • the viscosity index is equal to or higher than the lower limit, fuel economy can be further improved while maintaining the HTHS viscosity, and the low temperature viscosity is easily lowered.
  • the viscosity index is less than or equal to the above upper limit, low temperature fluidity, solubility of additives, and compatibility with sealing materials can be ensured.
  • the viscosity index in the present invention means a viscosity index defined in JIS K 2283-1993.
  • the HTHS viscosity at 150 ° C. of the lubricating oil composition is preferably 1.7 mPa ⁇ s or more, more preferably 2.0 mPa ⁇ s or more, still more preferably 2.3 mPa ⁇ s or more, and most preferably 2.6 mPa ⁇ s or more. It is.
  • the HTHS viscosity at 150 ° C. is equal to or higher than the lower limit, evaporation of the lubricating oil composition can be suppressed, and lubricity can be ensured.
  • the HTHS viscosity at 100 ° C. is not more than the above upper limit value, higher fuel economy can be obtained.
  • the HTHS viscosity at 150 ° C. or 100 ° C. means the high temperature high shear viscosity at 150 ° C. or 100 ° C. as defined in ASTM D-4683.
  • the MRV viscosity of the lubricating oil composition at ⁇ 40 ° C. is preferably 60,000 mPa ⁇ s or less, more preferably 40,000 mPa ⁇ s or less, and still more preferably 30,000 mPa ⁇ s or less.
  • the MRV viscosity at ⁇ 40 ° C. is not more than the above upper limit value, the pumping characteristics at low temperature are excellent.
  • the MRV viscosity at ⁇ 40 ° C. means the MRV viscosity at ⁇ 40 ° C. defined by ASTM D-4684.
  • the shear stability of the lubricating oil composition is evaluated by, for example, the viscosity reduction rate.
  • the viscosity reduction rate of the lubricating oil composition is preferably 5.2% or less, more preferably 5.1% or less, and still more preferably 5.0% or less. When the viscosity reduction rate is less than or equal to the above upper limit, fuel economy is excellent.
  • the viscosity reduction rate referred to in the present invention means the viscosity reduction rate in the ultrasonic shear test, and specifically, in accordance with JASO M347-95 (automatic transmission oil shear stability test method), only the sample volume. It means the rate of decrease in thickening due to the viscosity index improver when evaluated under increased conditions.
  • PSSI Permanent Shear Stability Index
  • the viscosity index improver according to the first embodiment described above, the lubricating oil additive according to the second embodiment, and the lubricating oil composition according to the third embodiment include a lubricating oil for an internal combustion engine, a drive system lubricating oil, and the like. Although it can be used in a wide range of fields, it is particularly useful in the field of lubricating oils for internal combustion engines.
  • the fuel of the internal combustion engine may be either gasoline or diesel fuel.
  • the poly (meth) acrylate viscosity index improver is a polymerization comprising a core, a structural unit represented by the following general formula (1), and a structural unit represented by the following general formula (2) And three or more arm portions made of chains.
  • the poly (meth) acrylate viscosity index improver has a weight average molecular weight Mw (hereinafter, simply referred to as “Mw” in some cases) of less than 100,000, and a weight average molecular weight Mw and a number average molecular weight Mn (hereinafter, depending on circumstances).
  • Mw / Mn The ratio Mw / Mn (hereinafter simply referred to as “Mw / Mn”) is 1.6 or less.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents a group represented by the following general formula (3)
  • R 3 represents a straight chain or a branched chain having 5 or less carbon atoms.
  • m and n are integers that satisfy m ⁇ 5, n ⁇ 4, and m + n ⁇ 31.
  • R 1 may be either hydrogen or a methyl group, but is preferably a methyl group.
  • R 2 m is preferably 5 to 16, and n is 4 to 15, more preferably m is 6 to 15, and n is 6 to 10, and m is 7 from the viewpoint of viscosity reduction. More preferably, those having ⁇ 10 and n is 6 ⁇ 9.
  • R 1 and R 2 may be the same or different among the structural units.
  • the polymer chain constituting the arm portion includes the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2).
  • the structural unit represented by the general formula (1) is preferably contained in an amount of 20 to 80% by mass, more preferably 20 to 70% by mass, based on the total amount of the structural units contained in the polymer chain. More preferably, it is contained by mass%.
  • the polymer chain preferably contains 20-80% by mass of the structural unit represented by the general formula (2) based on the total amount of the structural unit contained in the polymer chain, from the viewpoint of fuel economy. More preferably, it is contained in an amount of 30 to 80% by mass, and further preferably 50 to 80% by mass.
  • the polymer chain is a combination of the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2), and is based on the total amount of the structural units contained in the polymer chain. It is preferable to contain at least 80% by mass, more preferably at least 80% by mass, still more preferably at least 90% by mass, and most preferably at least 100% by mass.
  • R 1 and R 3 may be the same or different among the structural units.
  • the structural unit in which R 3 is a methyl group is based on the total amount of structural units contained in the polymer chain.
  • the content is preferably 5 to 50% by mass, more preferably 10 to 45% by mass, and still more preferably 20 to 45% by mass.
  • the structural unit in which R 3 is an alkyl group having 18 carbon atoms is preferably contained in an amount of 5 to 50% by mass based on the total amount of structural units contained in the polymer chain. More preferably, it is contained in an amount of 45% by mass, and more preferably 20-40% by mass.
  • the polymer chain may contain only the structural unit represented by the general formula (1) and the structural unit represented by the general formula (2), or may further contain other structural units. Good. Moreover, one end is couple
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 4 represents a group represented by the above general formula (3), or a straight chain or having 1 to 18 carbon atoms having a branch having 5 or less carbon atoms.
  • An alkyl group is shown, and n is an integer selected so that Mw and Mw / Mn satisfy the above conditions.
  • n is an integer of 40 to 450, for example.
  • the weight average molecular weight Mw per arm is appropriately selected so that the Mw of the poly (meth) acrylate viscosity index improver satisfies the above-mentioned conditions, but is preferably 33,000 or less, and 30,000. Or less, more preferably 27,000 or less.
  • the number average molecular weight Mn per arm is appropriately selected so that the Mw / Mn of the poly (meth) acrylate viscosity index improver satisfies the above-mentioned conditions, but is preferably 2,000 or more. Is more preferably 8,000 or more, and further preferably 8,000 or more.
  • the weight average molecular weight Mw of the poly (meth) acrylate viscosity index improver is less than 100,000, and is preferably 90,000 or less, more preferably 80,000 or less, from the viewpoint of shear stability. Preferably, it is 60,000 or less.
  • the lower limit of Mw is not particularly limited, but Mw is, for example, 10,000 or more.
  • the number average molecular weight Mn of the poly (meth) acrylate viscosity index improver is appropriately selected so that Mw / Mn satisfies the above conditions.
  • Mn is preferably 6,000 or more, more preferably 10,000 or more, and further preferably 12,500 or more, from the viewpoint of fuel saving characteristics.
  • the upper limit of Mn is not particularly limited, but Mn is, for example, 60,000 or less.
  • Mw / Mn is 1.6 or less, but from the viewpoint of fuel economy, it is preferably 1.5 or less, more preferably 1.4 or less, and further preferably 1.3 or less. preferable. Further, Mw / Mn is preferably 1.0 or more, more preferably 1.01 or more, and further preferably 1.02 or more, from the viewpoint of fuel economy.
  • weight average molecular weight Mw “weight average molecular weight Mw”, “number average molecular weight Mn” and “ratio Mw / Mn of weight average molecular weight Mw and number average molecular weight Mn” are Mw, Mn and Mw obtained by GPC analysis. / Mn (polystyrene (standard sample) conversion value). Mw / Mn of the poly (meth) acrylate viscosity index improver and Mw and Mn per arm part can be measured, for example, as follows.
  • the sample solution is analyzed using a GPC apparatus (Waters Alliance 2695).
  • the analysis is carried out using a column having a solvent flow rate of 1 ml / min, an analyzable molecular weight of 10,000 to 256,000, and a refractive index as a detector.
  • the relationship between the column retention time and the molecular weight is determined using a polystyrene standard with a clear molecular weight, a calibration curve is separately prepared, and the molecular weight is determined from the obtained retention time.
  • the molecular weight of the arm (Mw and Mn) can be calculated by dividing the obtained molecular weight (Mw and Mn) by the number of functional groups of the initiator.
  • the core part is derived from a compound having three or more functional groups that react with the carbon-carbon double bond of the acryloyl group.
  • the compound having three or more functional groups that react with the carbon-carbon double bond of the acryloyl group include 1,1,1-tris (2-bromoisobutyloxymethylene) ethane, pentaerythritol tetrakis (2-bromoiso). Butyrate) and dipentaerythritol hexakis (2-bromoisobutyrate).
  • the number of arm portions of the poly (meth) acrylate viscosity index improver corresponds to the number of the functional groups.
  • the number of arm parts that is, the number of functional groups is preferably 2 to 12, more preferably 2 to 8, and still more preferably 3 to 6.
  • a polymerization catalyst is added to the mixed solution containing an alkyl (meth) acrylate, an initiator, and a solvent, and alkyl ( A method of polymerizing (meth) acrylate is mentioned.
  • alkyl (meth) acrylate an alkyl (meth) acrylate represented by the following general formula (5) and an alkyl (meth) acrylate represented by the following general formula (6) can be used.
  • R 1 represents hydrogen or a methyl group
  • R 2 represents a group represented by the general formula (3)
  • R 3 represents a straight chain or a branch having 5 or less carbon atoms.
  • R 1 is preferably a methyl group.
  • R 2 is preferably m of 5 to 16 and n of 4 to 15, more preferably m of 6 to 15, and n of 6 to 10, m of 7 to 10, and n of 6 to 10. What is 9 is still more preferable.
  • the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (5) and the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (6) can be used.
  • the content of the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (5) is preferably 20 to 80% by mass and more preferably 20 to 70% by mass based on the total amount of the alkyl (meth) acrylate.
  • the content is preferably 20 to 50% by mass.
  • the content of the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (5) is preferably 20 to 80% by mass, and 30 to 80% by mass based on the total amount of the alkyl (meth) acrylate. Is more preferable, and 50 to 80% by mass is even more preferable.
  • the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (6) one kind of the alkyl (meth) acrylate represented by the general formula (6) may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used. However, it is preferable to use a mixture of two or more.
  • the content of methyl (meth) acrylate in which R 2 is a methyl group is preferably 5 to 50% by mass based on the total amount of alkyl (meth) acrylate. More preferably, it is more preferably 20% to 45% by weight.
  • the content of alkyl (meth) acrylate in which R 2 is an alkyl group having 18 carbon atoms is preferably 5 to 50% by mass, based on the total amount of alkyl (meth) acrylate, and is 10 to 45% by mass. More preferred is 20 to 40% by mass.
  • the initiator one derived from a compound having three or more functional groups that react with the carbon-carbon double bond of the acryloyl group can be used.
  • 1,1,1-tris (2-bromoisobutyloxy Methylene) ethane, pentaerythritol tetrakis (2-bromoisobutyrate), dipentaerythritol hexakis (2-bromoisobutyrate) can be used.
  • solvent for example, highly refined mineral oil, anisole, and toluene can be used.
  • highly refined mineral oil can be exemplified.
  • polymerization catalyst examples include copper (II) bromide, tris (2-pyridylmethyl) amine, azobisisobutyronitrile, tin (II) 2-ethylhexanoate, tris [2- (dimethylamino) ethyl]. Amines can be used.
  • Preferred examples of the polymerization catalyst include copper (II) bromide, tris (2-pyridylmethyl) amine, azobisisobutyronitrile, and tin (II) 2-ethylhexanoate. You may use these polymerization catalysts individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
  • the reaction temperature for polymerizing the alkyl (meth) acrylate can be appropriately selected.
  • a preferable reaction temperature is 60 to 100 ° C.
  • the Mw / Mn of the resulting poly (meth) acrylate viscosity index improver tends to be 1.6 or less.
  • Mw / Mn tends to be 1.0 to 1.2
  • Mw / Mn is 1.2 to 1.4.
  • Mw / Mn tends to be 1.4 to 1.6.
  • the reaction time depends on the reaction conditions such as the raw material alkyl (meth) acrylate, polymerization reagent, solvent and initiator, reaction temperature, and the like, and the desired poly (meth) acrylate Mw and Mw / Mn. It can be selected as appropriate.
  • a preferable reaction time is 8 to 16 hours.
  • the polymerization of the alkyl (meth) acrylate is preferably performed in a nitrogen atmosphere.
  • the lubricating oil additive according to the fifth embodiment of the present invention includes a core, a structural unit represented by the general formula (1), and a polymer chain including the structural unit represented by the general formula (2). And an arm part in which one end of the polymer chain is bonded to the core part, the weight average molecular weight Mw is less than 100,000, and the ratio Mw / Mn between the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn is A poly (meth) acrylate viscosity index improver that is 1.6 or less is contained.
  • the poly (meth) acrylate-based viscosity index improver in the present embodiment is the same as the viscosity index improver in the fourth embodiment, and a duplicate description is omitted here.
  • the lubricating oil additive may consist only of the above poly (meth) acrylate viscosity index improver, or a mixture of the viscosity index improver and other additives (ie, additive composition). It may be.
  • the lubricating oil additive is a mixture of the viscosity index improver and other additives, the mixing ratio is not particularly limited and can be appropriately selected according to the application.
  • the lubricating oil additive according to this embodiment may further contain a solvent.
  • the other additives, the solvent, and the content of the solvent are the same as the other additives, the solvent, and the content of the solvent in the second embodiment, and redundant descriptions are omitted here.
  • the lubricating oil composition according to the sixth embodiment comprises a lubricating base oil, a polymer chain containing a structural unit represented by the general formula (1) and a structural unit represented by the general formula (2), and The polymer chain has an arm part bonded to the core part, the weight average molecular weight Mw is less than 100,000, and the ratio Mw / Mn between the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn is 1.6.
  • a poly (meth) acrylate viscosity index improver which is:
  • the lubricating oil composition according to the present embodiment includes a mode containing the lubricating base oil and the lubricating oil additive according to the fifth embodiment.
  • the poly (meth) acrylate-based viscosity index improver in the present embodiment is the same as the poly (meth) acrylate-based viscosity index improver in the fourth and fifth embodiments, and is included in the lubricating oil composition.
  • Other additives and solvents to be obtained are the same as the other additives and solvents in the fifth embodiment, and redundant description is omitted here.
  • Lubricating oil base oil is the same as the lubricating oil base oil in the third embodiment, and redundant description is omitted here.
  • the content of the poly (meth) acrylate viscosity index improver according to the fourth embodiment is preferably 0.1 to 20.0 mass%, more preferably 0.5 to 15 based on the total amount of the lubricating oil composition. 0.0 mass%, more preferably 1.0 to 10.0 mass%.
  • the content is equal to or higher than the lower limit value, it is easy to obtain a sufficient addition effect.
  • the content is equal to or lower than the upper limit value, shear stability is increased and fuel consumption sustainability is improved.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the lubricating oil composition is preferably 2.0 to 16.3 mm 2 / s, more preferably 2.5 to 12.5 mm 2 / s, still more preferably 3.0 to 10.0 mm 2. / S.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. in the present invention means the kinematic viscosity at 100 ° C. defined in JIS K-2283-1993.
  • the viscosity index of the lubricating oil composition is preferably 130 to 250, more preferably 140 to 240, and still more preferably 160 to 230.
  • the viscosity index is equal to or higher than the lower limit, fuel economy can be further improved while maintaining the HTHS viscosity, and the low temperature viscosity is easily lowered.
  • the viscosity index is less than or equal to the above upper limit, low temperature fluidity, solubility of additives, and compatibility with sealing materials can be ensured.
  • the viscosity index in the present invention means a viscosity index defined in JIS K 2283-1993.
  • the BF viscosity at ⁇ 40 ° C. of the lubricating oil composition is preferably 20,000 mPa ⁇ s or less, more preferably 18,000 mPa ⁇ s or less, and further preferably 16,000 mPa ⁇ s or less.
  • the BF viscosity at ⁇ 40 ° C. is not more than the above upper limit value, the low temperature fluidity is excellent, and the lubricating oil easily flows at low temperatures.
  • the BF viscosity at ⁇ 40 ° C. means the BF viscosity at ⁇ 40 ° C. defined by JPI-5S-26-99.
  • the shear rate of the lubricating oil composition is preferably 8% or less, more preferably 5% or less, and even more preferably 2% or less. When the shear rate is less than or equal to the above upper limit, the viscosity of the formulated oil can be further reduced.
  • the shear rate in the present invention was evaluated by a mechanical shearing method using a KRL tapered roller bearing (test method: CEC L45-A-99) in order to simulate the shear stability in a real gear. Means shear rate. More specifically, a Group II base oil prepared with a viscosity index improver of 2% by mass is operated continuously for 120 hours in accordance with the above test method.
  • the shear rate is the rate of decrease in kinematic viscosity at 100 ° C. before and after the test (the value (%) obtained by dividing the difference from the kinematic viscosity before and after the test by the kinematic viscosity before the test).
  • the viscosity index improver according to the fourth embodiment described above, the lubricating oil additive according to the fifth embodiment, and the lubricating oil composition according to the sixth embodiment include a lubricating oil for an internal combustion engine, a drive system lubricating oil, and the like. Although it can be used in a wide range of fields, it is particularly useful in the field of drive system lubricants.
  • the driving device in this case may be any of an automatic transmission (AT), a continuously variable automatic transmission (CVT), and a stepped transmission (TM).
  • Example 1-1 A poly (meth) acrylate viscosity index improver was synthesized under the following conditions (referred to as “synthesis condition 1-1”).
  • kinematic viscosity 4.2mm 2 / s
  • 117g were added, and a homogeneous solution under stirring. This solution was cooled to 0 ° C. in an ice bath, and vacuum degassing / nitrogen purging of the reaction system was performed 5 times using a diaphragm pump.
  • the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn were measured by GPC analysis. As a result, the weight average molecular weight Mw was 241,000, the number average molecular weight Mn was 165,000, and Mw / Mn was 1.46.
  • the procedure of GPC analysis is as follows.
  • Tetrahydrofuran was used as a solvent and diluted to prepare a solution having a sample concentration of 2% by mass.
  • the sample solution was analyzed using a GPC apparatus (Waters Alliance 2695). The analysis was carried out using a column with a solvent flow rate of 1 ml / min and an analyzable molecular weight of 10,000 to 256,000 and using the refractive index as a detector. The relationship between the column retention time and the molecular weight was determined using a polystyrene standard with a clear molecular weight, a calibration curve was prepared separately, and the molecular weight was determined from the obtained retention time.
  • Example 1-7 A poly (meth) acrylate viscosity index improver was synthesized under the following conditions (referred to as “synthesis condition 1-2”).
  • C1-MA methyl methacrylate
  • A2 2-octyl 18 g of dodecyl methacrylate
  • C18-MA stearyl methacrylate
  • This solution was cooled to 0 ° C. in an ice bath, and vacuum degassing / nitrogen purging of the reaction system was performed 5 times using a diaphragm pump. Furthermore, a complex solution in which 0.004 g of copper (II) bromide and 0.005 g of tris (2-pyridylmethyl) amine as a polymerization catalyst were dissolved in 2.0 g of anisole from a sample introduction port under a nitrogen flow, and 2-ethyl A solution in which 0.17 g of tin (II) hexanoate was dissolved in 3 g of highly refined mineral oil was added, followed by polymerization by stirring at a solution temperature of 70 ° C. for 12 hours under a nitrogen atmosphere. A solution containing a poly (meth) acrylate viscosity index improver was obtained.
  • the obtained poly (meth) acrylate viscosity index improver was subjected to GPC analysis in the same manner as in Example 1-1.
  • the weight average molecular weight Mw was 252,000
  • the number average molecular weight Mn was 227,000
  • Mw / Mn was 1.11.
  • C1-MA methyl methacrylate
  • A2 2-octyl 18 g of dodecyl methacrylate
  • C18-MA stearyl methacrylate
  • CDTBA cumyldithiobenzoic acid
  • This solution was cooled to 0 ° C. in an ice bath, and vacuum degassing / nitrogen purging of the reaction system was performed 5 times using a diaphragm pump. Furthermore, after introducing 0.003 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) as an initiator from a sample inlet under a nitrogen flow, polymerization was carried out at a solution temperature of 90 ° C. for 12 hours in a nitrogen atmosphere, and poly (meta ) A solution containing an acrylate viscosity index improver was obtained.
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • the obtained poly (meth) acrylate viscosity index improver was subjected to GPC analysis in the same manner as in Example 1-1.
  • the weight average molecular weight Mw was 285,000
  • the number average molecular weight Mn was 172,000
  • Mw / Mn was 1.65.
  • a 300 ml four-necked reaction flask equipped with a stirring blade (with a vacuum seal), a Dimroth cooler, a three-way cock for introducing nitrogen, and a dropping funnel for introducing sample is charged with 60 g of highly purified mineral oil as a solvent, and an oil at 85 ° C. The mixture was stirred for 1 hour while purging with nitrogen in the bath.
  • methyl methacrylate (C1-MA) as a raw material monomer
  • 18 g of stearyl methacrylate (C18-MA) and dodecyl methacrylate (R 1 in formula (6) is a methyl group
  • R 2 is a dodecyl group ( A straight-chain alkyl group having 12 carbon atoms, hereinafter referred to as “C12-MA”)
  • a raw material in which 0.035 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) is mixed as an initiator was dropped into the reaction flask over 120 minutes. Thereafter, polymerization was carried out for 8 hours while maintaining stirring at 85 ° C.
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • the obtained poly (meth) acrylate viscosity index improver was subjected to GPC analysis in the same manner as in Example 1-1.
  • the weight average molecular weight Mw was 108,000
  • the number average molecular weight Mn was 44,000
  • Mw / Mn was 2.44.
  • the blending amount of the raw materials was changed as shown in Tables 1, 3, 5, 7, 9, and 11, and the rest was the same as in any one of the above synthesis conditions 1-1 to 1-4, and poly (meth) acrylate
  • a system viscosity index improver was synthesized.
  • Y represents pentaerythritol tetrakis (2-bromoisobutyrate) as a tetrafunctional initiator
  • Z represents dipentaerythritol hexakis (2-bromoisobutyrate) as a hexafunctional initiator.
  • Tables 2, 4, 6, 8, 10, and 12 show Mw, Mn, and Mw / Mn of the obtained poly (meth) acrylate viscosity index improvers.
  • ⁇ Preparation of lubricating oil composition Poly (meth) acrylate viscosity index improvers obtained in Examples 1-1 to 1-24, Comparative Examples 1-1 to 1-5 and Reference Examples 1-1 to 1-3, respectively, and metal (calcium Performance additives including sulfonate-based detergent, ashless dispersant (succinimide), friction modifier (glycerin monooleate) and antiwear agent (zinc dithiophosphate), highly refined mineral oil (Group III base oil, 100 ° C. Kinematic viscosity: 4.2 mm 2 / s, VI: 125) were blended at the ratios shown in Tables 2, 4, 6, 8, 10, and 12 to prepare lubricating oil compositions.
  • the viscosity reduction rate of each of the lubricating oil compositions of Examples 1-1 to 1-24, Comparative Examples 1-1 to 1-5, and Reference Examples 1-1 to 1-3 was measured as follows. That is, in accordance with JASO M347-95 (Automatic Transmission Oil Shear Stability Test Method), the rate of decrease in thickening by the viscosity index improver when evaluated under the condition that only the sample volume was increased was measured. More specifically, after adjusting the output with the standard oil A defined in the ASTM test method, a shear test was performed under the conditions of an amplitude of 28 ⁇ m, a vibration frequency of 10 KHz, an irradiation time of 10 minutes, and a sample volume of 50 mL. The permanent shear stability index PSSI of the polymer calculated based on the measured kinematic viscosity was calculated. The results are shown in Tables 2, 4, 6, 8, 10, and 12.
  • Example 2-1 A poly (meth) acrylate viscosity index improver was synthesized under the following conditions (referred to as “synthesis condition 2-1”).
  • the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn were measured by GPC analysis. As a result, the weight average molecular weight Mw was 97,000, the number average molecular weight Mn was 66,000, and Mw / Mn was 1.46.
  • the procedure of GPC analysis is as follows.
  • Tetrahydrofuran was used as a solvent and diluted to prepare a solution having a sample concentration of 2% by mass.
  • the sample solution was analyzed using a GPC apparatus (Waters Alliance 2695). The analysis was carried out using a column with a solvent flow rate of 1 ml / min and an analyzable molecular weight of 10,000 to 256,000 and using the refractive index as a detector. The relationship between the column retention time and the molecular weight was determined using a polystyrene standard with a clear molecular weight, a calibration curve was prepared separately, and the molecular weight was determined from the obtained retention time.
  • Example 2-7 A poly (meth) acrylate viscosity index improver was synthesized under the following conditions (referred to as “synthesis condition 2-2”).
  • C1-MA methyl methacrylate
  • A2 2-octyl 18 g of dodecyl methacrylate
  • C18-MA stearyl methacrylate
  • This solution was cooled to 0 ° C. in an ice bath, and vacuum degassing / nitrogen purging of the reaction system was performed 5 times using a diaphragm pump. Furthermore, a complex solution in which 0.004 g of copper (II) bromide and 0.005 g of tris (2-pyridylmethyl) amine as a polymerization catalyst were dissolved in 2.0 g of anisole from a sample introduction port under a nitrogen flow, and 2-ethyl A solution in which 0.17 g of tin (II) hexanoate was dissolved in 3 g of highly refined mineral oil was added, followed by polymerization by stirring at a solution temperature of 70 ° C. for 12 hours under a nitrogen atmosphere. A solution containing a poly (meth) acrylate viscosity index improver was obtained.
  • the obtained poly (meth) acrylate viscosity index improver was subjected to GPC analysis in the same manner as in Example 2-1.
  • the weight average molecular weight Mw was 95,000
  • the number average molecular weight Mn was 86,000
  • Mw / Mn was 1.11.
  • C1-MA methyl methacrylate
  • A2 2-octyl 18 g of dodecyl methacrylate
  • C18-MA stearyl methacrylate
  • CDTBA cumyldithiobenzoic acid
  • This solution was cooled to 0 ° C. in an ice bath, and vacuum degassing / nitrogen purging of the reaction system was performed 5 times using a diaphragm pump. Furthermore, after introducing 0.003 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) as an initiator from a sample inlet under a nitrogen flow, polymerization was carried out at a solution temperature of 90 ° C. for 12 hours in a nitrogen atmosphere, and poly (meta ) A solution containing an acrylate viscosity index improver was obtained.
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • the obtained poly (meth) acrylate viscosity index improver was subjected to GPC analysis in the same manner as in Example 2-1.
  • the weight average molecular weight Mw was 65,000
  • the number average molecular weight Mn was 78,000
  • Mw / Mn was 1.65.
  • a 300 ml four-necked reaction flask equipped with a stirring blade (with a vacuum seal), a Dimroth cooler, a three-way cock for introducing nitrogen, and a dropping funnel for introducing sample is charged with 60 g of highly purified mineral oil as a solvent, and an oil at 85 ° C. The mixture was stirred for 1 hour while purging with nitrogen in the bath.
  • methyl methacrylate (C1-MA) as a raw material monomer
  • 18 g of stearyl methacrylate (C18-MA) and dodecyl methacrylate (R 1 in formula (6) is a methyl group
  • R 2 is a dodecyl group ( A straight-chain alkyl group having 12 carbon atoms, hereinafter referred to as “C12-MA”)
  • a raw material in which 0.035 g of azobisisobutyronitrile (AIBN) is mixed as an initiator was dropped into the reaction flask over 120 minutes. Thereafter, polymerization was carried out for 8 hours while maintaining stirring at 85 ° C.
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • the obtained poly (meth) acrylate viscosity index improver was subjected to GPC analysis in the same manner as in Example 2-1.
  • the weight average molecular weight Mw was 78,000
  • the number average molecular weight Mn was 32,000
  • Mw / Mn was 2.44.
  • the blending amounts of the raw materials were changed as shown in Tables 13, 15, 17, 19, 21, 23, and 25. Otherwise, the same as in any of the above synthesis conditions 2-1 to 2-4, poly (meta ) An acrylate viscosity index improver was synthesized.
  • Y represents pentaerythritol tetrakis (2-bromoisobutyrate) as a tetrafunctional initiator
  • Z represents dipentaerythritol hexakis (2-bromoisobutyrate) as a hexafunctional initiator.
  • Tables 14, 16, 18, 20, 22, 24, and 26 show Mw, Mn, and Mw / Mn of the obtained poly (meth) acrylate viscosity index improvers.
  • ⁇ Preparation of lubricating oil composition A poly (meth) acrylate viscosity index improver obtained in Examples 2-1 to 2-34 and Comparative Examples 2-1 to 2-6, and a metal (TBN 300 mg KOH / g calcium sulfonate) detergent, Ashless residue (succinimide), friction modifier (oleylamide), antiwear agent (phosphoric acid), antioxidant (diphenylamine), metal deactivator (thiadiazole), and sulfur-based additive (sulfurized ester) ) And highly refined mineral oil (Group II base oil, kinematic viscosity at 100 ° C .: 3.3 mm 2 / s, VI: 110), Tables 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26 The lubricating oil composition was prepared by blending at the ratio shown in the following.
  • the friction characteristics of the lubricating oil compositions of Examples 2-1 to 2-34 and Comparative Examples 2-1 to 2-6 were measured using a two-cylinder rolling and sliding friction tester. Evaluated by coefficient. Specifically, the friction coefficient for 10 minutes from the start of the test was averaged under the conditions of a test temperature of 80 ° C., a load of 142 N, a surface pressure of 0.48 GPa, a peripheral speed of 1.0 m / s, and a slip ratio of 5.1%. The results are shown in Tables 14, 16, 18, 20, 22, 24 and 26.

Abstract

 本発明は、コア部と、式(1)で表される構造単位及び式(2)で表される構造単位を含む重合鎖からなり且つ該重合鎖の一端がコア部に結合しているアーム部の3つ以上と、を有し、Mwが100,000以上であり、Mw/Mnが1.6以下である、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を提供する。  [Rは水素又はメチル基、Rは式(3)で表される基、Rは炭素数1~18のアルキル基を示す。m及びnは、m≧5かつn≧4かつm+n≦31を満たす整数である。]

Description

ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤、並びに該粘度指数向上剤を含有する潤滑油添加剤及び潤滑油組成物
 本発明は、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤、並びに該粘度指数向上剤を含有する潤滑油添加剤及び潤滑油組成物に関する。
 従来、潤滑油の分野では、省エネルギー性の観点から潤滑油の改良が検討されている。特に近年は、地球環境保護の気運が高まり、潤滑油に対する省エネルギー性改善効果の要求は一層強まっている。
 例えば、自動車エンジン等の内燃機関に用いられる潤滑油(「内燃機関用潤滑油」又は「エンジン油」とも呼ばれる。)の場合、省燃費性を改善する手段の一つとして、潤滑油基油に粘度指数向上剤を添加することによって、潤滑油の粘度指数を高くする方法が知られている。
 また、例えば、自動車の変速機に用いられるATF、MTF、CVTF等の潤滑油(「変速機用潤滑油」又は「駆動系油」とも呼ばれる。)の場合、省燃費性を改善する手段の一つとして、変速機用潤滑油を低粘度化して粘性抵抗を低減する方法が挙げられる。しかし、変速機用潤滑油を低粘度化すると、油漏れ、焼付きなどの別の問題が生じるおそれがある。
 そこで、省燃費性を改善する他の方法として、粘度指数向上剤を用いる方法がある。この方法は、粘度指数向上剤を用いることによって変速機用潤滑油の粘度指数を高くし、高温領域での粘度を維持しつつ、低温領域での粘度増加を抑制するものである。
 粘度指数向上剤については、これまで各種の粘度指数向上剤の使用が提案されているが、特にポリ(メタ)クリレート系粘度指数向上剤の使用が多く提案されている(例えば特許文献1~7参照)。
特開平7-48421号公報 特開平7-62372号公報 特開平6-145258号公報 特開平3-100099号公報 特開2002-302687号公報 特開2004-124080号公報 特開2005-187736号公報
 しかし、例えば内燃機関用潤滑油では、上記従来のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を使用する場合、実用上十分な省燃費性を達成するためには、高せん断粘度の点で改善の余地がある。特に省燃費性の要求が高い0W-20では、150℃での高せん断粘度をある程度高いレベルに維持し、その一方で100℃での高せん断粘度を低下させることが必要である。これに対して、従来のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤では、150℃での高せん断粘度を維持しつつ、100℃での高せん断粘度を低くすることが困難である。
 また、最近では、省燃費性に加えて低温(特に極低温)での流動性の確保が求められている。さらには、これらに加えて燃費持続性も要求されている。燃費持続性には、粘度指数向上剤のせん断安定性が大きく影響するため、粘度指数向上剤としてはせん断安定性に優れるものであることが望ましい。しかし、従来のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は、省燃費性、低温流動性及びせん断安定性のすべてを必ずしも満足できているとはいえない。
 また、例えば変速機用潤滑油では、省燃費性が悪化する原因の一つとして、駆動装置内にある歯車の動力伝達時の摩擦損失が挙げられる。したがって、高せん断条件下で粘性抵抗の低い潤滑油を実現できれば、摩擦損失を低減することができ、省燃費性をさらに向上させることができる。しかし、上述した従来の粘度指数向上剤は、高粘度指数化により高温領域及び低温領域の粘度特性の改善を図るものであり、摩擦損失低減効果の点では十分とはいえない。
 また、最近では、摩擦損失の低減に加えて、潤滑油を広範な温度範囲で適用できるように低温流動性の確保が求められている。さらに、駆動系油はほとんど交換することがないため、省燃費の持続性が求められている。省燃費持続性には、粘度指数向上剤のせん断安定性が大きく影響するため、粘度指数向上剤としては、摩擦損失低減効果に加えてせん断安定性に優れることが望ましい。しかし、従来のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は、摩擦損失低減効果、低温流動性、及びせん断安定性のすべてを必ずしも満足できているとはいえない。
 そこで、本発明の目的は、省燃費性と低温流動性とを両立することが可能な粘度指数向上剤、並びに該粘度指数向上剤を含有する潤滑油添加剤及び潤滑油組成物を提供することにある。
 また、本発明の他の目的は、150℃での高せん断粘度を維持しつつ、100℃での高せん断粘度を十分に低下させること、及び低温流動性を十分に確保することができ、かつ高いせん断安定性を示す粘度指数向上剤、並びに該粘度指数向上剤を含有する潤滑油添加剤及び潤滑油組成物を提供することにある。
 また、本発明の他の目的は、十分な摩擦損失低減効果を潤滑油に付与すること、及び低温流動性を確保することができ、せん断安定性に優れる粘度指数向上剤、並びに該粘度指数向上剤を含有する潤滑油添加剤及び潤滑油組成物を提供することにある。
 本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の構造を有し、重量平均分子量Mw、及び重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが特定の条件を満たすポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤が、150℃での高せん断粘度を維持しつつ、100℃での高せん断粘度を十分に低下させること、及び低温流動性を確保することができ、かつ高いせん断安定性を示すことを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、コア部と、下記一般式(1)で表される構造単位及び下記一般式(2)で表される構造単位を含む重合鎖からなり且つ該重合鎖の一端がコア部に結合しているアーム部の3つ以上と、を有し、重量平均分子量Mwが100,000以上であり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが1.6以下である、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤(以下、「第1のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤」という。)を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
[式(1)及び(2)中、Rは水素又はメチル基を示し、Rは下記一般式(3)で表される基を示し、Rは直鎖又は炭素数5以下の分岐を有する炭素数1~18のアルキル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
式(3)中、m及びnは、m≧5かつn≧4かつm+n≦31を満たす整数である。]
 また、本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の構造を有し、重量平均分子量、及び重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが特定の条件を満たすポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤が、摩擦損失低減効果を付与すること、及び低温流動性を確保することができ、せん断安定性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、コア部と、下記一般式(1)で表される構造単位及び下記一般式(2)で表される構造単位を含む重合鎖からなり且つ該重合鎖の一端がコア部に結合しているアーム部の3つ以上と、を有し、重量平均分子量Mwが100,000未満であり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが1.6以下である、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤(以下、「第2のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤」という。)を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
[式(1)及び(2)中、Rは水素又はメチル基を示し、Rは下記一般式(3)で表される基を示し、Rは直鎖又は炭素数5以下の分岐を有する炭素数1~18のアルキル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
式(3)中、m及びnは、m≧5かつn≧4かつm+n≦31を満たす整数である。]
 また、本発明は、上記第1のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤及び第2のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤から選ばれる少なくとも1種を含有する潤滑油添加剤を提供する。
 また、本発明は、潤滑油基油と、上記第1のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤及び第2のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤から選ばれる少なくとも1種とを含有する潤滑油組成物を提供する。
 本発明によれば、省燃費性と低温流動性とを両立することが可能な粘度指数向上剤、並びに該粘度指数向上剤を含有する潤滑油添加剤及び潤滑油組成物を提供することができる。
 また、本発明によれば、150℃での高せん断粘度を維持しつつ、100℃での高せん断粘度を十分に低下させること、及び低温流動性を十分に確保することができ、かつ高いせん断安定性を示す粘度指数向上剤、並びに該粘度指数向上剤を含有する潤滑油添加剤及び潤滑油組成物を提供することができる。
 また、本発明によれば、十分な摩擦損失低減効果を潤滑油に付与すること、及び低温流動性を確保することができ、せん断安定性に優れる粘度指数向上剤、並びに該粘度指数向上剤を含有する潤滑油添加剤及び潤滑油組成物を提供することができる。
 以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではない。
[第1実施形態:第1のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤]
 第1実施形態に係るポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は、コア部と、下記一般式(1)で表される構造単位及び下記一般式(2)で表される構造単位を含む重合鎖からなるアーム部の3つ以上と、を有する。該ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量Mw(以下、場合により単に「Mw」という。)は100,000以上であり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mn(以下、場合により単に「Mw」という。)との比Mw/Mn(以下、場合により単に「Mw/Mn」という。)は1.6以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
[式(1)及び(2)中、Rは水素又はメチル基を示し、Rは下記一般式(3)で表される基を示し、Rは直鎖又は炭素数5以下の分岐を有する炭素数1~18のアルキル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
式(3)中、m及びnは、m≧5かつn≧4かつm+n≦31を満たす整数である。]
 Rは水素又はメチル基のいずれであってもよいが、好ましくはメチル基である。
 Rとしては、低粘度化の観点から、mが5~16、nが4~15であるものが好ましく、mが6~15、nが6~10であるものがより好ましく、mが7~10、nが6~9であるものが更に好ましい。重合鎖に含まれる上記一般式(1)で表される構造単位が2以上の場合、R及びRは構造単位同士で同一でも異なっていてもよい。
 アーム部を構成する重合鎖は、上記のとおり、上記一般式(1)で表される構造単位及び上記一般式(2)で表される構造単位を含むが、低粘度化の観点から、上記一般式(1)で表される構造単位を、重合鎖に含まれる構造単位の全量を基準として、20~80質量%含むことが好ましく、20~70質量%含むことがより好ましく、20~50質量%含むことが更に好ましい。また、重合鎖は、省燃費性の観点から、上記一般式(2)で表される構造単位を、重合鎖に含まれる構造単位の全量を基準として、20~80質量%含むことが好ましく、30~80質量%含むことがより好ましく、50~80質量%含むことが更に好ましい。また、重合鎖は、上記一般式(1)で表される構造単位と上記一般式(2)で表される構造単位とを合わせて、重合鎖に含まれる構造単位の全量を基準として、70質量%以上含むことが好ましく、80質量%以上含むことがより好ましく、90質量%以上含むことが更に好ましく、100質量%含むことが最も好ましい。
 重合鎖に含まれる上記一般式(2)で表される構造単位が2以上の場合、R及びRは構造単位同士で同一でも異なっていてもよい。Rの異なる2種以上の構造単位が含まれる場合、ポリ(メタ)アクリレートの溶解性の観点から、Rがメチル基である構造単位が、重合鎖に含まれる構造単位の全量を基準として、5~50質量%含まれることが好ましく、10~45質量%含まれることがより好ましく、20~45質量%含まれることが更に好ましい。また、低温流動性の観点から、Rが炭素数18のアルキル基である構造単位が、重合鎖に含まれる構造単位の全量を基準として、5~50質量%含まれることが好ましく、10~45質量%含まれることがより好ましく、20~40質量%含まれることが更に好ましい。
 重合鎖は、上記一般式(1)で表される構造単位及び上記一般式(2)で表される構造単位のみを含んでいてもよく、あるいは、これら以外の構造単位を更に含んでいてもよい。また、重合鎖の末端のうち、一端はコア部に結合しており、他端については結合する原子に特に制限はない。このような重合鎖の中でも、上記一般式(1)で表される構造単位及び上記一般式(2)で表される構造単位のみを含んでおり、一端がコア部に結合し、他端が水素原子に結合している重合鎖、すなわち下記一般式(4)で表される重合鎖であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式(4)中、Rは水素又はメチル基を示し、Rは、上記一般式(3)で表される基、又は直鎖若しくは炭素数5以下の分岐を有する炭素数1~18のアルキル基を示し、nはMw及びMw/Mnが上記の条件を満たすように選ばれる整数である。nは、例えば400~2000の整数である。
 アーム部1つあたりの重量平均分子量Mwは、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のMwが上記の条件を満たすように適宜選ばれるが、10,000以上であることが好ましく、15,000以上であることがより好ましく、18,000以上であることが更に好ましい。
 アーム部1つあたりの数平均分子量Mnは、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のMw/Mnが上記の条件を満たすように適宜選ばれるが、8,000以上であることが好ましく、12,000以上であることがより好ましく、15,000以上であることが更に好ましい。
 ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量Mwは、100,000以上であり、省燃費性能の観点から、125,000以上であることが好ましく、150,000以上であることがより好ましく、175,000以上であることが更に好ましい。Mwの上限は特に制限されないが、Mwは例えば500,000以下である。
 ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の数平均分子量Mnは、Mw/Mnが上記の条件を満たすように適宜選択される。Mnは、省燃費性能の観点から、75,000以上であることが好ましく、94,000以上であることがより好ましく、110,000以上であることが更に好ましい。Mnの上限は特に制限されないが、Mnは例えば300,000以下である。
 ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のMw/Mnは、1.6以下であるが、省燃費特性の観点から、1.5以下であることが好ましく、1.4以下であることがより好ましく、1.2以下であることが更に好ましい。また、Mw/Mnは、省燃費特性の観点から、1.00以上であることが好ましく、1.01以上であることがより好ましく、1.02以上であることが更に好ましい。
 なお、本発明でいう「重量平均分子量Mw」、「数平均分子量Mn」及び「重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mn」とは、GPC分析により得られるMw、Mn及びMw/Mn(ポリスチレン(標準試料)換算値)を意味する。ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のMw/Mn及びアーム部1つあたりのMw及びMnは、例えば以下のように測定することができる。
 溶剤としてテトラヒドロフランを使用し、希釈して試料濃度を2質量%とした溶液を調製する。その試料溶液を、GPC装置(Waters Alliance2695)を用いて分析を行う。溶剤の流速は1ml/min、分析可能分子量10,000から256,000のカラムを使用し、屈折率を検出器として分析を実施する。なお、分子量が明確なポリスチレン標準を用いてカラム保持時間と分子量との関係を求め、検量線を別途作成した上で、得られた保持時間から分子量を決定する。得られた分子量(MwとMn)と開始剤の官能基数で割ることでアームの分子量(MwとMn)を算出することができる。
 コア部は、アクリロイル基の炭素-炭素二重結合と反応する官能基を3つ以上有する化合物に由来するものである。アクリロイル基の炭素-炭素二重結合と反応する官能基を3つ以上有する化合物としては、例えば、1,1,1-トリス(2-ブロモイソブチルオキシメチレン)エタン、ペンタエリスリトールテトラキス(2-ブロモイソブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2-ブロモイソブチレート)が挙げられる。
 ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤が有するアーム部の数は、上記官能基の数と対応する。アーム部の数、すなわち上記官能基の数は、せん断安定性の観点から、2~12であることが好ましく、2~8であることがより好ましく、3~6であることが更に好ましい。
 本実施形態に係るポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の製造方法としては、特に制限されないが、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、開始剤及び溶媒を含む混合溶液に重合触媒を加え、アルキル(メタ)アクリレートを重合する方法が挙げられる。
 アルキル(メタ)アクリレートとしては、下記一般式(5)で表されるアルキル(メタ)アクリレート及び下記一般式(6)で表されるアルキル(メタ)アクリレートを用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 式(5)及び(6)中、Rは水素又はメチル基を示し、Rは上記一般式(3)で表される基を示し、Rは直鎖又は炭素数5以下の分岐を有する炭素数1~18のアルキル基を示す。
 Rはメチル基であることが好ましい。Rとしては、mが5~16、nが4~15であるものが好ましく、mが6~15、nが6~10であるものがより好ましく、mが7~10、nが6~9であるものが更に好ましい。
 アルキル(メタ)アクリレートとしては、上記のとおり、上記一般式(5)で表されるアルキル(メタ)アクリレート及び上記一般式(6)で表されるアルキル(メタ)アクリレートを用いることができるが、上記一般式(5)で表されるアルキル(メタ)アクリレートの含有量が、アルキル(メタ)アクリレート全量基準で、20~80質量%であることが好ましく、20~70質量%であることがより好ましく、20~50質量%であることが更に好ましい。また、上記一般式(5)で表されるアルキル(メタ)アクリレートの含有量が、アルキル(メタ)アクリレート全量基準で、20~80質量%であることが好ましく、30~80質量%であることがより好ましく、50~80質量%であることが更に好ましい。
 上記一般式(6)で表されるアルキル(メタ)アクリレートとしては、上記一般式(6)で表されるアルキル(メタ)アクリレートの1種を単独で、又は2種以上を混合して用いることができるが、2種以上を混合して用いることが好ましい。2種以上を混合して用いる場合、Rがメチル基であるメチル(メタ)アクリレートの含有量が、アルキル(メタ)アクリレート全量基準で、5~50質量%であることが好ましく、10~45質量%であることがより好ましく、20~45質量%であることが更に好ましい。また、Rが炭素数18のアルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートの含有量が、アルキル(メタ)アクリレート全量基準で、5~50質量%であることが好ましく、10~45質量%であることがより好ましく、20~40質量%であることが更に好ましい。
 開始剤としては、アクリロイル基の炭素-炭素二重結合と反応する官能基を3つ以上有する化合物に由来するものを用いることができ、例えば、1,1,1-トリス(2-ブロモイソブチルオキシメチレン)エタン、ペンタエリスリトールテトラキス(2-ブロモイソブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2-ブロモイソブチレート)を用いることができる。
 溶媒としては、例えば、高度精製鉱油、アニソール、トルエンを用いることができる。好ましい溶媒としては、高度精製鉱油を例示することができる。
 重合触媒としては、例えば、臭化銅(II)、トリス(2-ピリジルメチル)アミン、アゾビスイソブチロニトリル、2-エチルヘキサン酸スズ(II)、トリス[2-(ジメチルアミノ)エチル]アミンを用いることができる。好ましい重合触媒としては、臭化銅(II)、トリス(2-ピリジルメチル)アミン、アゾビスイソブチロニトリル、2-エチルヘキサン酸スズ(II)を例示することができる。これらの重合触媒を1種単独で、又は2種以上を混合して用いてもよい。
 アルキル(メタ)アクリレートを重合する際の反応温度は、適宜選定することができる。好ましい反応温度としては、60~100℃を例示することができる。反応温度を上記範囲内にすることで、得られるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のMw/Mnが1.6以下となりやすくなる。例えば、反応温度が60~80℃であるとMw/Mnが1.0~1.2となる傾向にあり、反応温度が80~90℃であるとMw/Mnが1.2~1.4となる傾向にあり、反応温度が90~100℃であるとMw/Mnが1.4~1.6となる傾向にある。
 反応時間は、原料であるアルキル(メタ)アクリレート、重合試薬、溶媒及び開始剤の種類及び使用量、反応温度等の反応条件、目的とするポリ(メタ)アクリレートのMw及びMw/Mnに応じて適宜選定することができる。好ましい反応時間としては、8~16時間を例示することができる。
 アルキル(メタ)アクリレートの重合は、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。
[第2実施形態:潤滑油添加剤]
 本発明の第2実施形態に係る潤滑油添加剤は、コア部と、上記一般式(1)で表される構造単位及び上記一般式(2)で表される構造単位を含む重合鎖からなり且つ該重合鎖の一端がコア部に結合しているアーム部と、を有し、重量平均分子量Mwが100,000以上であり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが1.6以下であるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有する。なお、本実施形態におけるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は、上記第1実施形態における粘度指数向上剤と同様であり、ここでは重複する説明を省略する。
 潤滑油添加剤は、上記のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のみからなるものであってもよく、あるいは、当該粘度指数向上剤と他の添加剤との混合物(すなわち添加剤組成物)であってもよい。潤滑油添加剤が当該粘度指数向上剤と他の添加剤との混合物である場合、これらの混合割合は特に制限されず、用途に応じて適宜選定することができる。
 他の添加剤としては、上記のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤以外の粘度指数向上剤、酸化防止剤、摩耗防止剤(又は極圧剤)、腐食防止剤、防錆剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、抗乳化剤、金属不活性化剤、消泡剤、無灰摩擦調整剤等の添加剤等が挙げられる。これらの添加剤は、1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
 上記のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤以外の粘度指数向上剤としては、上記のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤以外のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤、ポリイソブテン系粘度指数向上剤、エチレン-プロピレン共重合体系粘度指数向上剤、スチレン-ブタジエン水添共重合体系粘度指数向上剤などが挙げられる。
 酸化防止剤としては、フェノール系、アミン系等の無灰酸化防止剤、亜鉛系、銅系、モリブデン系等の金属系酸化防止剤が挙げられる。
 フェノール系酸化防止剤としては、例えば、4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ビス(2-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-ブチリデンビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-イソプロピリデンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-ノニルフェノール)、2,2’-イソブチリデンビス(4,6-ジメチルフェノール)、2,2’-メチレンビス(4-メチル-6-シクロヘキシルフェノール)、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、2,4-ジメチル-6-tert-ブチルフェノール、2,6-ジ-tert-α-ジメチルアミノ-p-クレゾール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-(N,N-ジメチルアミノメチルフェノール)、4,4’-チオビス(2-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、4,4’-チオビス(3-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2’-チオビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、ビス(3-メチル-4-ヒドロキシ-5-tert-ブチルベンジル)スルフィド、ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)スルフィド、2,2’-チオ-ジエチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、トリデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ペンタエリスリチル-テトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクチル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ステアリル3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、オクチル-3-(3-メチル-5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等が挙げられる。これらは二種以上を混合して使用してもよい。
 アミン系酸化防止剤としては、例えば、芳香族アミン化合物、アルキルジフェニルアミン、アルキルナフチルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、アルキルフェニル-α-ナフチルアミン等の潤滑油用として一般に使用されている公知のアミン系酸化防止剤が挙げられる。
 腐食防止剤としては、例えば、ベンゾトリアゾール系、トリルトリアゾール系、チアジアゾール系、又はイミダゾール系化合物等が挙げられる。
 防錆剤としては、例えば、石油スルホネート、アルキルベンゼンスルホネート、ジノニルナフタレンスルホネート、アルケニルコハク酸エステル、又は多価アルコールエステル等が挙げられる。
 金属不活性化剤としては、例えば、イミダゾリン、ピリミジン誘導体、アルキルチアジアゾール、メルカプトベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール又はその誘導体、1,3,4-チアジアゾールポリスルフィド、1,3,4-チアジアゾリル-2,5-ビスジアルキルジチオカーバメート、2-(アルキルジチオ)ベンゾイミダゾール、又はβ-(o-カルボキシベンジルチオ)プロピオンニトリル等が挙げられる。
 消泡剤としては、例えば、25℃における動粘度が1,000~100,000mm/sのシリコーンオイル、アルケニルコハク酸誘導体、ポリヒドロキシ脂肪族アルコールと長鎖脂肪酸のエステル、メチルサリチレートとo-ヒドロキシベンジルアルコール等が挙げられる。
 無灰摩擦調整剤としては、潤滑油用の無灰摩擦調整剤として通常用いられる任意の化合物が使用可能であり、例えば、炭素数6~30のアルキル基又はアルケニル基、特に炭素数6~30の直鎖アルキル基又は直鎖アルケニル基を分子中に少なくとも1個有する、アミン化合物、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族エーテル等の無灰摩擦調整剤等が挙げられる。また特開2009-286831号公報に記載の窒素含有化合物及びその酸変性誘導体等、国際公開第2005/037967号パンフレットに例示されている各種無灰摩擦調整剤を用いることもできる。
 また、本実施形態に係る潤滑油添加剤は、溶剤を更に含有していてもよい。溶剤としては、高度精製鉱油、溶剤精製基油、合成油を用いることができる。これらの中でも、高度精製鉱油を用いることが好ましい。潤滑油添加剤が溶剤を含有する場合、溶剤の含有量は、潤滑油添加剤の全量を基準として、好ましくは5~75質量%、より好ましくは30~60質量%である。
[第3実施形態:潤滑油組成物]
 第3実施形態に係る潤滑油組成物は、潤滑油基油と、上記一般式(1)で表される構造単位及び上記一般式(2)で表される構造単位を含む重合鎖からなり且つ該重合鎖がコア部に結合しているアーム部と、を有し、重量平均分子量Mwが100,000以上であり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが1.6以下であるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、を含有する。ここで、本実施形態に係る潤滑油組成物には、潤滑油基油と上記第2実施形態に係る潤滑油添加剤とを含有する態様が包含される。本実施形態におけるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は上記第1実施形態及び第2実施形態におけるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と同様であり、また、潤滑油組成物に含まれ得る他の添加剤及び溶剤は第2実施形態における他の添加剤及び溶剤と同様であり、ここでは重複する説明を省略する。
 潤滑油基油としては、特に制限されず、通常の潤滑油に使用される潤滑油基油を使用できる。具体的には、鉱油系潤滑油基油、合成油系潤滑油基油又はこれらの中から選ばれる2種以上の潤滑油基油を任意の割合で混合した混合物等を使用できる。
 鉱油系潤滑油基油としては、例えば、原油を常圧蒸留して得られる常圧残油を減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱ろう、水素化精製等の処理を1つ以上行って精製したもの、あるいはワックス異性化鉱油、GTLワックス(ガストゥリキッドワックス)を異性化する手法で製造される基油等が挙げられる。
 合成油系潤滑油としては、例えば、ポリブテン又はその水素化物;1-オクテンオリゴマー、1-デセンオリゴマー等のポリ-α-オレフィン又はその水素化物;ジトリデシルグルタレート、ジ-2-エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート等のジエステル;トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、ペンタエリスリトール-2-エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート等のポリオールエステル;アルキルナフタレン、アルキルベンゼン等の芳香族系合成油又はこれらの混合物等が例示できる。
 潤滑油基油の100℃における動粘度は、好ましくは2.5~10.0mm/s、より好ましくは3.0~8.0mm/s、更に好ましくは3.5~6.0mm/sである。また、潤滑油基油の粘度指数は、好ましくは90~165、より好ましくは100~155、更に好ましくは120~150である。
 潤滑油基油のクロマト分析による飽和分は、第1実施形態に係るポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤等の添加剤の効果を発揮しやすくするため、好ましくは80%以上、より好ましくは85%以上、更に好ましくは90%以上、最も好ましくは95%以上である。
 第1実施形態に係るポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の含有量は、潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは0.1~20.0質量%、より好ましくは0.5~15.0質量%、更に好ましくは1.0~10.0質量%である。当該含有量が上記下限値以上であると、十分な添加効果を得られやすくなり、一方、当該含有量が上記上限値以下であると、せん断安定性が高くなり、燃費持続性が向上する。
 潤滑油組成物の100℃における動粘度は、好ましくは3.0~16.3mm/s、より好ましくは3.5~12.5mm/s、更に好ましくは4.0~9.3mm/sである。100℃における動粘度が上記下限値以上であると、潤滑性を確保しやすくなり、一方、100℃における動粘度が上記上限値以下であると、より省燃費性が向上する。なお、本発明での100℃における動粘度は、JIS K-2283-1993に規定される100℃における動粘度を意味する。
 潤滑油組成物の粘度指数は、好ましくは150~250、より好ましくは160~240、更に好ましくは170~230である。粘度指数が上記下限値以上であると、HTHS粘度を維持しながら、より省燃費性を向上させることができ、また低温粘度を低下させやすくなる。一方、粘度指数が上記上限値以下であると、低温流動性、添加剤の溶解性、及びシール材料との適合性を確保することができる。なお、本発明での粘度指数は、JIS K 2283-1993に規定される粘度指数を意味する。
 潤滑油組成物の150℃におけるHTHS粘度は、好ましくは1.7mPa・s以上、より好ましくは2.0mPa・s以上、更に好ましくは2.3mPa・s以上、最も好ましくは2.6mPa・s以上である。150℃におけるHTHS粘度が上記下限値以上であると、潤滑油組成物の蒸発を抑制でき、潤滑性を確保することができる。また、潤滑油組成物の100℃におけるHTHS粘度は、好ましくは5.2mPa・s以下、より好ましくは5.1mPa・s以下、更に好ましくは5.0mPa・s以下である。100℃におけるHTHS粘度が上記上限値以下であると、より高い省燃費性を得られる。なお、本発明での150℃又は100℃におけるHTHS粘度は、ASTM D-4683に規定される150℃又は100℃における高温高せん断粘度を意味する。
 潤滑油組成物の-40℃におけるMRV粘度は、好ましくは60,000mPa・s以下、より好ましくは40,000mPa・s以下、更に好ましくは30,000mPa・s以下である。-40℃におけるMRV粘度が上記上限値以下であると、低温時のポンピング特性に優れる。なお、本発明での-40℃におけるMRV粘度は、ASTM D-4684に規定される-40℃におけるMRV粘度を意味する。
 潤滑油組成物のせん断安定性は、例えば粘度低下率によって評価される。潤滑油組成物の粘度低下率は、好ましくは5.2%以下、より好ましくは5.1%以下、更に好ましくは5.0%以下である。粘度低下率が上記上限値以下であると、省燃費性に優れる。なお、本発明でいう粘度低下率とは、超音波せん断試験における粘度低下率を意味し、具体的には、JASO M347-95(自動変速機油せん断安定性試験方法)に準拠し、試料容量のみ増加させた条件にて評価した際の粘度指数向上剤による増粘性の低下率を意味する。
 より詳細には、ASTMの試験法に規定されている標準油Aにて出力調整を行った後、振幅28μm、振動数10KHz、照射時間10分、試料容量50mLの条件でせん断試験を実施し、測定された動粘度に基づき計算したポリマーの永久せん断安定性指数PSSI(Permanent Shear Stability Index)を意味する。PSSIの算出は、せん断試験前に測定された100℃における粘度指数向上剤の添加量あたりの増粘性(V1)と、せん断試験後に測定された100℃における粘度指数向上剤の添加量あたりの増粘性(V2)に基づき、((V1-V2)/V1×100)(%)により計算される。
 以上説明した第1実施形態に係る粘度指数向上剤、第2実施形態に係る潤滑油添加剤、及び第3実施形態に係る潤滑油組成物は、内燃機関用潤滑油、駆動系潤滑油等の幅広い分野で使用することができるが、特に、内燃機関用潤滑油の分野において有用である。この場合の内燃機関の燃料は、ガソリン又はディーゼル燃料のいずれであってもよい。
[第4実施形態:第2のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤]
 第4実施形態に係るポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は、コア部と、下記一般式(1)で表される構造単位及び下記一般式(2)で表される構造単位を含む重合鎖からなるアーム部の3つ以上と、を有する。該ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量Mw(以下、場合により単に「Mw」という。)は100,000未満であり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mn(以下、場合により単に「Mw」という。)との比Mw/Mn(以下、場合により単に「Mw/Mn」という。)は1.6以下である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
[式(1)及び(2)中、Rは水素又はメチル基を示し、Rは下記一般式(3)で表される基を示し、Rは直鎖又は炭素数5以下の分岐を有する炭素数1~18のアルキル基を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
式(3)中、m及びnは、m≧5かつn≧4かつm+n≦31を満たす整数である。]
 Rは水素又はメチル基のいずれであってもよいが、好ましくはメチル基である。
 Rとしては、低粘度化の観点から、mが5~16、nが4~15であるものが好ましく、mが6~15、nが6~10であるものがより好ましく、mが7~10、nが6~9であるものが更に好ましい。重合鎖に含まれる上記一般式(1)で表される構造単位が2以上の場合、R及びRは構造単位同士で同一でも異なっていてもよい。
 アーム部を構成する重合鎖は、上記のとおり、上記一般式(1)で表される構造単位及び上記一般式(2)で表される構造単位を含むが、低粘度化の観点から、上記一般式(1)で表される構造単位を、重合鎖に含まれる構造単位の全量を基準として、20~80質量%含むことが好ましく、20~70質量%含むことがより好ましく、20~50質量%含むことが更に好ましい。また、重合鎖は、省燃費性の観点から、上記一般式(2)で表される構造単位を、重合鎖に含まれる構造単位の全量を基準として、20~80質量%含むことが好ましく、30~80質量%含むことがより好ましく、50~80質量%含むことが更に好ましい。また、重合鎖は、上記一般式(1)で表される構造単位と上記一般式(2)で表される構造単位とを合わせて、重合鎖に含まれる構造単位の全量を基準として、70質量%以上含むことが好ましく、80質量%以上含むことがより好ましく、90質量%以上含むことが更に好ましく、100質量%含むことが最も好ましい。
 重合鎖に含まれる上記一般式(2)で表される構造単位が2以上の場合、R及びRは構造単位同士で同一でも異なっていてもよい。Rの異なる2種以上の構造単位が含まれる場合、ポリ(メタ)アクリレートの溶解性の観点から、Rがメチル基である構造単位が、重合鎖に含まれる構造単位の全量を基準として、5~50質量%含まれることが好ましく、10~45質量%含まれることがより好ましく、20~45質量%含まれることが更に好ましい。また、低温流動性の観点から、Rが炭素数18のアルキル基である構造単位が、重合鎖に含まれる構造単位の全量を基準として、5~50質量%含まれることが好ましく、10~45質量%含まれることがより好ましく、20~40質量%含まれることが更に好ましい。
 重合鎖は、上記一般式(1)で表される構造単位及び上記一般式(2)で表される構造単位のみを含んでいてもよく、あるいは、これら以外の構造単位を更に含んでいてもよい。また、重合鎖の末端のうち、一端はコア部に結合しており、他端については結合する原子に特に制限はない。このような重合鎖の中でも、上記一般式(1)で表される構造単位及び上記一般式(2)で表される構造単位のみを含んでおり、一端がコア部に結合し、他端が水素原子に結合している重合鎖、すなわち下記一般式(4)で表される重合鎖であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 式(4)中、Rは水素又はメチル基を示し、Rは、上記一般式(3)で表される基、又は直鎖若しくは炭素数5以下の分岐を有する炭素数1~18のアルキル基を示し、nはMw及びMw/Mnが上記の条件を満たすように選ばれる整数である。nは、例えば40~450の整数である。
 アーム部1つあたりの重量平均分子量Mwは、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のMwが上記の条件を満たすように適宜選ばれるが、33,000以下であることが好ましく、30,000以下であることがより好ましく、27,000以下であることが更に好ましい。
 アーム部1つあたりの数平均分子量Mnは、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のMw/Mnが上記の条件を満たすように適宜選ばれるが、2,000以上であることが好ましく、4,000以上であることがより好ましく、8,000以上であることが更に好ましい。
 ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の重量平均分子量Mwは、100,000未満であり、せん断安定性の観点から、90,000以下であることが好ましく、80,000以下であることがより好ましく、60,000以下であることが更に好ましい。Mwの下限は特に制限されないが、Mwは例えば10,000以上である。
 ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の数平均分子量Mnは、Mw/Mnが上記の条件を満たすように適宜選択される。Mnは、省燃費特性の観点から、6,000以上であることが好ましく、10,000以上であることがより好ましく、12,500以上であることが更に好ましい。Mnの上限は特に制限されないが、Mnは例えば60,000以下である。
 Mw/Mnは、1.6以下であるが、省燃費性の観点から、1.5以下であることが好ましく、1.4以下であることがより好ましく、1.3以下であることが更に好ましい。また、Mw/Mnは、省燃費性の観点から、1.0以上であることが好ましく、1.01以上であることがより好ましく、1.02以上であることが更に好ましい。
 なお、本発明でいう「重量平均分子量Mw」、「数平均分子量Mn」及び「重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mn」とは、GPC分析により得られるMw、Mn及びMw/Mn(ポリスチレン(標準試料)換算値)を意味する。ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のMw/Mn及びアーム部1つあたりのMw及びMnは、例えば以下のように測定することができる。
 溶剤としてテトラヒドロフランを使用し、希釈して試料濃度を2質量%とした溶液を調製する。その試料溶液を、GPC装置(Waters Alliance2695)を用いて分析を行う。溶剤の流速は1ml/min、分析可能分子量10,000から256,000のカラムを使用し、屈折率を検出器として分析を実施する。なお、分子量が明確なポリスチレン標準を用いてカラム保持時間と分子量との関係を求め、検量線を別途作成した上で、得られた保持時間から分子量を決定する。得られた分子量(MwとMn)と開始剤の官能基数で割ることでアームの分子量(MwとMn)を算出することができる。
 コア部は、アクリロイル基の炭素-炭素二重結合と反応する官能基を3つ以上有する化合物に由来するものである。アクリロイル基の炭素-炭素二重結合と反応する官能基を3つ以上有する化合物としては、例えば、1,1,1-トリス(2-ブロモイソブチルオキシメチレン)エタン、ペンタエリスリトールテトラキス(2-ブロモイソブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2-ブロモイソブチレート)が挙げられる。
 ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤が有するアーム部の数は、上記官能基の数と対応する。アーム部の数、すなわち上記官能基の数は、せん断安定性の観点から、2~12であることが好ましく、2~8であることがより好ましく、3~6であることが更に好ましい。
 本実施形態に係るポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の製造方法としては、特に制限されないが、例えば、アルキル(メタ)アクリレート、開始剤及び溶媒を含む混合溶液に重合触媒を加え、アルキル(メタ)アクリレートを重合する方法が挙げられる。
 アルキル(メタ)アクリレートとしては、下記一般式(5)で表されるアルキル(メタ)アクリレート及び下記一般式(6)で表されるアルキル(メタ)アクリレートを用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 式(5)及び(6)中、Rは水素又はメチル基を示し、Rは上記一般式(3)で表される基を示し、Rは直鎖又は炭素数5以下の分岐を有する炭素数1~18のアルキル基を示す。
 Rはメチル基であることが好ましい。Rとしては、mが5~16、nが4~15であるものが好ましく、mが6~15、nが6~10であるものがより好ましく、mが7~10、nが6~9であるものが更に好ましい。
 アルキル(メタ)アクリレートとしては、上記のとおり、上記一般式(5)で表されるアルキル(メタ)アクリレート及び上記一般式(6)で表されるアルキル(メタ)アクリレートを用いることができるが、上記一般式(5)で表されるアルキル(メタ)アクリレートの含有量が、アルキル(メタ)アクリレート全量基準で、20~80質量%であることが好ましく、20~70質量%であることがより好ましく、20~50質量%であることが更に好ましい。また、上記一般式(5)で表されるアルキル(メタ)アクリレートの含有量が、アルキル(メタ)アクリレート全量基準で、20~80質量%であることが好ましく、30~80質量%であることがより好ましく、50~80質量%であることが更に好ましい。
 上記一般式(6)で表されるアルキル(メタ)アクリレートとしては、上記一般式(6)で表されるアルキル(メタ)アクリレートの1種を単独で、又は2種以上を混合して用いることができるが、2種以上を混合して用いることが好ましい。2種以上を混合して用いる場合、Rがメチル基であるメチル(メタ)アクリレートの含有量が、アルキル(メタ)アクリレート全量基準で、5~50質量%であることが好ましく、10~45質量%であることがより好ましく、20~45質量%であることが更に好ましい。また、Rが炭素数18のアルキル基であるアルキル(メタ)アクリレートの含有量が、アルキル(メタ)アクリレート全量基準で、5~50質量%であることが好ましく、10~45質量%であることがより好ましく、20~40質量%であることが更に好ましい。
 開始剤としては、アクリロイル基の炭素-炭素二重結合と反応する官能基を3つ以上有する化合物に由来するものを用いることができ、例えば、1,1,1-トリス(2-ブロモイソブチルオキシメチレン)エタン、ペンタエリスリトールテトラキス(2-ブロモイソブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(2-ブロモイソブチレート)を用いることができる。
 溶媒としては、例えば、高度精製鉱油、アニソール、トルエンを用いることができる。好ましい溶媒としては、高度精製鉱油を例示することができる。
  重合触媒としては、例えば、臭化銅(II)、トリス(2-ピリジルメチル)アミン、アゾビスイソブチロニトリル、2-エチルヘキサン酸スズ(II)、トリス[2-(ジメチルアミノ)エチル]アミンを用いることができる。好ましい重合触媒としては、臭化銅(II)、トリス(2-ピリジルメチル)アミン、アゾビスイソブチロニトリル、2-エチルヘキサン酸スズ(II)を例示することができる。これらの重合触媒を1種単独で、又は2種以上を混合して用いてもよい。
 アルキル(メタ)アクリレートを重合する際の反応温度は、適宜選定することができる。好ましい反応温度としては、60~100℃を例示することができる。反応温度を上記範囲内にすることで、得られるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のMw/Mnが1.6以下となりやすくなる。例えば、反応温度が60~80℃であるとMw/Mnが1.0~1.2となる傾向にあり、反応温度が80~90℃であるとMw/Mnが1.2~1.4となる傾向にあり、反応温度が90~100℃であるとMw/Mnが1.4~1.6となる傾向にある。
 反応時間は、原料であるアルキル(メタ)アクリレート、重合試薬、溶媒及び開始剤の種類及び使用量、反応温度等の反応条件、目的とするポリ(メタ)アクリレートのMw及びMw/Mnに応じて適宜選定することができる。好ましい反応時間としては、8~16時間を例示することができる。
 アルキル(メタ)アクリレートの重合は、窒素雰囲気下で行うことが好ましい。
[第5実施形態:潤滑油添加剤]
 本発明の第5実施形態に係る潤滑油添加剤は、コア部と、上記一般式(1)で表される構造単位及び上記一般式(2)で表される構造単位を含む重合鎖からなり且つ該重合鎖の一端がコア部に結合しているアーム部と、を有し、重量平均分子量Mwが100,000未満であり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが1.6以下であるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有する。なお、本実施形態におけるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は、上記第4実施形態における粘度指数向上剤と同様であり、ここでは重複する説明を省略する。
 潤滑油添加剤は、上記のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のみからなるものであってもよく、あるいは、当該粘度指数向上剤と他の添加剤との混合物(すなわち添加剤組成物)であってもよい。潤滑油添加剤が当該粘度指数向上剤と他の添加剤との混合物である場合、これらの混合割合は特に制限されず、用途に応じて適宜選定することができる。また、本実施形態に係る潤滑油添加剤は、溶剤を更に含有していてもよい。他の添加剤、溶剤、及び溶剤の含有量としては、上記第2実施形態における他の添加剤、溶剤、及び溶剤の含有量と同様であり、ここでは重複する説明を省略する。
[第6実施形態:潤滑油組成物]
 第6実施形態に係る潤滑油組成物は、潤滑油基油と、上記一般式(1)で表される構造単位及び上記一般式(2)で表される構造単位を含む重合鎖からなり且つ該重合鎖がコア部に結合しているアーム部と、を有し、重量平均分子量Mwが100,000未満であり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが1.6以下であるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、を含有する。ここで、本実施形態に係る潤滑油組成物には、潤滑油基油と上記第5実施形態に係る潤滑油添加剤とを含有する態様が包含される。本実施形態におけるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤は上記第4実施形態及び第5実施形態におけるポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と同様であり、また、潤滑油組成物に含まれ得る他の添加剤及び溶剤は第5実施形態における他の添加剤及び溶剤と同様であり、ここでは重複する説明を省略する。
 潤滑油基油としては、上記第3実施形態における潤滑油基油と同様であり、ここでは重複する説明を省略する。
 第4実施形態に係るポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤の含有量は、潤滑油組成物全量を基準として、好ましくは0.1~20.0質量%、より好ましくは0.5~15.0質量%、更に好ましくは1.0~10.0質量%である。当該含有量が上記下限値以上であると、十分な添加効果を得られやすくなり、一方、当該含有量が上記上限値以下であると、せん断安定性が高くなり、燃費持続性が向上する。
 潤滑油組成物の100℃における動粘度は、好ましくは2.0~16.3mm/s、より好ましくは2.5~12.5mm/s、更に好ましくは3.0~10.0mm/sである。100℃における動粘度が上記下限値以上であると、潤滑性を確保しやすくなり、一方、100℃における動粘度が上記上限値以下であると、より省燃費性が向上する。なお、本発明での100℃における動粘度は、JIS K-2283-1993に規定される100℃における動粘度を意味する。
 潤滑油組成物の粘度指数は、好ましくは130~250、より好ましくは140~240、更に好ましくは160~230である。粘度指数が上記下限値以上であると、HTHS粘度を維持しながら、より省燃費性を向上させることができ、また低温粘度を低下させやすくなる。一方、粘度指数が上記上限値以下であると、低温流動性、添加剤の溶解性、及びシール材料との適合性を確保することができる。なお、本発明での粘度指数は、JIS K 2283-1993に規定される粘度指数を意味する。
 潤滑油組成物の-40℃におけるBF粘度は、好ましくは20,000mPa・s以下、より好ましくは18,000mPa・s以下、更に好ましくは16,000mPa・s以下である。-40℃におけるBF粘度が上記上限値以下であると、低温流動性に優れ、低温時に潤滑油が流動しやすくなる。なお、本発明での-40℃におけるBF粘度は、JPI-5S-26-99に規定される-40℃におけるBF粘度を意味する。
 潤滑油組成物のせん断率は、好ましくは8%以下、より好ましくは5%以下、更に好ましくは2%以下である。せん断率が上記上限値以下であると、処方油をさらに低粘度化することが可能である。なお、本発明でのせん断率は、実機のギヤでのせん断安定性をシミュレートするためにKRLテーパーローラーベアリング(試験法:CEC L45-A-99)を用い、機械的せん断による方法で評価したせん断率を意味する。より詳細には、GroupIIの基油に粘度指数向上剤を2質量%になるように調製したものを、上記試験法に準拠し、120時間連続で運転する。そのときの、試験前後での100℃の動粘度の低下率(試験前後での動粘度との差を試験前の動粘度で割った値(%))をせん断率とする。
 以上説明した第4実施形態に係る粘度指数向上剤、第5実施形態に係る潤滑油添加剤、及び第6実施形態に係る潤滑油組成物は、内燃機関用潤滑油、駆動系潤滑油等の幅広い分野で使用することができるが、特に、駆動系潤滑油の分野において有用である。この場合の駆動装置は自動変速機(AT)、無段自動変速機(CVT)および有段変速機(TM)のいずれであってもよい。
 以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
[実施例1-1]
 下記の条件(「合成条件1-1」とする)でポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を合成した。
 錨型金属製攪拌翼(真空シール付)、ジムロート冷却器、窒素導入用3方コック及びサンプル導入口を装着した300mlの5口セパラブルフラスコに、メチルメタクリレート(式(6)中のR及びRが共にメチル基である化合物。以下「C1-MA」と表記する。)24g、2-オクチルドデシルメタクリレート(式(5)中のRがメチル基、Rが式(3)で9、n=6である化合物。以下「A2」と表記する。)18g、ステアリルメタクリレート(式(6)中のRがメチル基、Rがステアリル基(炭素数18の直鎖アルキル基)である化合物。以下「C18-MA」と表記する。)18g、開始剤として3官能開始剤である1,1,1-トリス(2-ブロモイソブチロキシメチル)エタン(以下「X」と表記する。)0.061g、及び溶媒として高度精製鉱油(100℃の動粘度:4.2mm/s)117gを投入し、攪拌下で均一溶液とした。本溶液を氷浴にて0℃まで冷却し、ダイヤフラムポンプを用いて反応系の真空脱気/窒素パージを5回実施した。さらに、窒素フロー下でサンプル導入口より、重合触媒として臭化銅(II)0.004g及びトリス(2-ピリジルメチル)アミン0.005gをアニソール2.0gに溶解した錯体溶液と、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.056gとを投入した後、窒素雰囲気下にて溶液温度70℃にて12時間撹拌して重合を実施し、3つのアーム部を有するポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有した溶液を得た。
 得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤について、GPC分析により、重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnを測定した。その結果、重量平均分子量Mwは241,000、数平均分子量Mnは165,000、Mw/Mnは1.46であった。GPC分析の手順は以下のとおりである。
 溶剤としてテトラヒドロフランを使用し、希釈して試料濃度を2質量%とした溶液を調製した。その試料溶液を、GPC装置(Waters Alliance2695)を用いて分析を行った。溶剤の流速は1ml/min、分析可能分子量10,000から256,000のカラムを使用し、屈折率を検出器として分析を実施した。なお、分子量が明確なポリスチレン標準を用いてカラム保持時間と分子量との関係を求め、検量線を別途作成した上で、得られた保持時間から分子量を決定した。
[実施例1-7]
 下記の条件(「合成条件1-2」とする)でポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を合成した。
 錨型金属製攪拌翼(真空シール付)、ジムロート冷却器、窒素導入用3方コック及びサンプル導入口を装着した300mlの5口セパラブルフラスコに、メチルメタクリレート(C1-MA)24g、2-オクチルドデシルメタクリレート(A2)18g、ステアリルメタクリレート(C18-MA)18g、開始剤として3官能開始剤である1,1,1-トリス(2-ブロモイソブチロキシメチル)エタン(X)0.061g、及び溶媒として高度精製鉱油(100℃の動粘度:4.2mm/s)117gを投入し、攪拌下で均一溶液とした。本溶液を氷浴にて0℃まで冷却し、ダイヤフラムポンプを用いて反応系の真空脱気/窒素パージを5回実施した。さらに、窒素フロー下でサンプル導入口より、重合触媒として臭化銅(II)0.004g及びトリス(2-ピリジルメチル)アミン0.005gをアニソール2.0gに溶解した錯体溶液と、2-エチルヘキサン酸スズ(II)0.17gを高度精製鉱油3gに溶解した溶液とを投入した後、窒素雰囲気下にて溶液温度70℃にて12時間撹拌して重合を実施し、3つのアーム部を有するポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有した溶液を得た。
 得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤について、実施例1-1と同様にGPC分析を行った結果、重量平均分子量Mwは252,000、数平均分子量Mnは227,000、Mw/Mnは1.11であった。
[参考例1-3]
 下記の条件(「合成条件1-3」とする)でポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を合成した。
 錨型金属製攪拌翼(真空シール付)、ジムロート冷却器、窒素導入用3方コック及びサンプル導入口を装着した300mlの5口セパラブルフラスコに、メチルメタクリレート(C1-MA)24g、2-オクチルドデシルメタクリレート(A2)18g、ステアリルメタクリレート(C18-MA)18g、クミルジチオ安息香酸(CDTBA)0.021g、及び溶媒として高度精製鉱油(100℃の動粘度:4.2mm/s)60gを投入し、攪拌下で均一溶液とした。本溶液を氷浴にて0℃まで冷却し、ダイヤフラムポンプを用いて反応系の真空脱気/窒素パージを5回実施した。さらに、窒素フロー下でサンプル導入口より開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.003gを投入した後、窒素雰囲気下にて溶液温度90℃で12時間重合を実施し、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有した溶液を得た。
 得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤について、実施例1-1と同様にGPC分析を行った結果、重量平均分子量Mwは285,000、数平均分子量Mnは172,000、Mw/Mnは1.65であった。
[比較例1-1]
 下記の条件(「合成条件1-4」とする)でポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を合成した。
 撹拌羽(真空シール付)、ジムロート冷却器、窒素導入用3方コック及びサンプル導入用滴下ロートを装着した300mlの4口の反応フラスコに、溶媒として高度精製鉱油60gを投入し、85℃の油浴内で窒素パージを実施しながら1時間撹拌した。サンプル導入用滴下ロートに、原料モノマーとしてメチルメタクリレート(C1-MA)24g、ステアリルメタクリレート(C18-MA)18g、及びドデシルメタクリレート(式(6)中のRがメチル基、Rがドデシル基(炭素数12の直鎖アルキル基)である化合物。以下「C12-MA」と表記する。)、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.035gを混合した原料を投入し、この原料を120分かけて反応フラスコ内に滴下した。その後、窒素フロー下にて85℃で撹拌を保持して8時間重合を実施し、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有した溶液を得た。その後、130℃、1mmHgで3時間真空蒸留を実施して、上記溶液から未反応モノマーを除去した。
 得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤について、実施例1-1と同様にGPC分析を行った結果、重量平均分子量Mwは108,000、数平均分子量Mnは44,000、Mw/Mnは2.44であった。
[実施例1-2~1-6、1-8~1-24、比較例1-2~1-5、参考例1-1~1-2]
 原料の配合量を表1、3、5、7、9、11に示すとおりに変更し、それ以外は上記の合成条件1-1~1-4のいずれかと同様にして、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を合成した。なお、表中、Yは4官能開始剤であるペンタエリスリトールテトラキス(2-ブロモイソブチレート)、Zは6官能開始剤であるジペンタエリスリトールヘキサキス(2-ブロモイソブチレート)を表す。また、A1:m=7、n=6等は式(5)中のRがメチル基、Rが式(3)でm=7、n=6である化合物等を表す。得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のMw、Mn及びMw/Mnを表2、4、6、8、10、12に示す。
<潤滑油組成物の調製>
 実施例1-1~1-24、比較例1-1~1-5及び参考例1-1~1-3でそれぞれ得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、金属系(カルシウムスルホネート系)清浄剤、無灰分散剤(コハク酸イミド)、摩擦調整剤(グリセリンモノオレート)及び摩耗防止剤(亜鉛ジチオフォスフェート)を含む性能添加剤と、高度精製鉱油(GroupIII基油、100℃における動粘度:4.2mm/s、VI:125)とを、表2、4、6、8、10、12に示す割合で配合し、潤滑油組成物を調製した。
<潤滑油組成物の評価>
 実施例1-1~1-24、比較例1-1~1-5及び参考例1-1~1-3の各潤滑油組成物について、100℃における動粘度、粘度指数、100℃及び150℃におけるHTHS粘度、並びに-40℃におけるMRV粘度を、それぞれ下記に準拠した方法により測定した。結果を表2、4、6、8、10、12に示す。なお、表中、MRV粘度の項目における「Y.S.」は降伏応力を表し、規格外れを意味する。
 動粘度:JIS K-2283-1993
 粘度指数:JIS K 2283-1993
 HTHS粘度:ASTM D-4683
 MRV粘度:ASTM D-4684
 また、実施例1-1~1-24、比較例1-1~1-5及び参考例1-1~1-3の各潤滑油組成物について、以下のように粘度低下率を測定した。すなわち、JASO M347-95(自動変速機油せん断安定性試験方法)に準拠し、試料容量のみ増加させた条件にて評価した際の粘度指数向上剤による増粘性の低下率を測定した。より詳細には、ASTMの試験法に規定されている標準油Aにて出力調整を行った後、振幅28μm、振動数10KHz、照射時間10分、試料容量50mLの条件でせん断試験を実施し、測定された動粘度に基づき計算したポリマーの永久せん断安定性指数PSSIを算出した。結果を表2、4、6、8、10、12に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
[実施例2-1]
 下記の条件(「合成条件2-1」とする)でポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を合成した。
 錨型金属製攪拌翼(真空シール付)、ジムロート冷却器、窒素導入用3方コック及びサンプル導入口を装着した300mlの5口セパラブルフラスコに、メチルメタクリレート(式(6)中のR及びRが共にメチル基である化合物。以下「C1-MA」と表記する。)24g、2-オクチルドデシルメタクリレート(式(5)中のRがメチル基、Rが式(3)でm=9、n=6である化合物。以下「A2」と表記する。)18g、ステアリルメタクリレート(式(6)中のRがメチル基、Rがステアリル基(炭素数18の直鎖アルキル基)である化合物。以下「C18-MA」と表記する。)18g、開始剤として3官能開始剤である1,1,1-トリス(2-ブロモイソブチロキシメチル)エタン(以下「X」と表記する。)0.18g、及び溶媒として高度精製鉱油(100℃の動粘度:4.2mm/s)117gを投入し、攪拌下で均一溶液とした。本溶液を氷浴にて0℃まで冷却し、ダイヤフラムポンプを用いて反応系の真空脱気/窒素パージを5回実施した。さらに、窒素フロー下でサンプル導入口より、重合触媒として臭化銅(II)0.004g及びトリス(2-ピリジルメチル)アミン0.005gをアニソール2.0gに溶解した錯体溶液と、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.056gとを投入した後、窒素雰囲気下にて溶液温度70℃にて12時間撹拌して重合を実施し、3つのアーム部を有するポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有した溶液を得た。
 得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤について、GPC分析により、重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnを測定した。その結果、重量平均分子量Mwは97,000、数平均分子量Mnは66,000、Mw/Mnは1.46であった。GPC分析の手順は以下のとおりである。
 溶剤としてテトラヒドロフランを使用し、希釈して試料濃度を2質量%とした溶液を調製した。その試料溶液を、GPC装置(Waters Alliance2695)を用いて分析を行った。溶剤の流速は1ml/min、分析可能分子量10,000から256,000のカラムを使用し、屈折率を検出器として分析を実施した。なお、分子量が明確なポリスチレン標準を用いてカラム保持時間と分子量との関係を求め、検量線を別途作成した上で、得られた保持時間から分子量を決定した。
[実施例2-7]
 下記の条件(「合成条件2-2」とする)でポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を合成した。
 錨型金属製攪拌翼(真空シール付)、ジムロート冷却器、窒素導入用3方コック及びサンプル導入口を装着した300mlの5口セパラブルフラスコに、メチルメタクリレート(C1-MA)24g、2-オクチルドデシルメタクリレート(A2)18g、ステアリルメタクリレート(C18-MA)18g、開始剤として3官能開始剤である1,1,1-トリス(2-ブロモイソブチロキシメチル)エタン(X)0.14g、及び溶媒として高度精製鉱油(100℃の動粘度:4.2mm/s)117gを投入し、攪拌下で均一溶液とした。本溶液を氷浴にて0℃まで冷却し、ダイヤフラムポンプを用いて反応系の真空脱気/窒素パージを5回実施した。さらに、窒素フロー下でサンプル導入口より、重合触媒として臭化銅(II)0.004g及びトリス(2-ピリジルメチル)アミン0.005gをアニソール2.0gに溶解した錯体溶液と、2-エチルヘキサン酸スズ(II)0.17gを高度精製鉱油3gに溶解した溶液とを投入した後、窒素雰囲気下にて溶液温度70℃にて12時間撹拌して重合を実施し、3つのアーム部を有するポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有した溶液を得た。
 得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤について、実施例2-1と同様にGPC分析を行った結果、重量平均分子量Mwは95,000、数平均分子量Mnは86,000、Mw/Mnは1.11であった。
[比較例2-3]
 下記の条件(「合成条件2-3」とする)でポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を合成した。
 錨型金属製攪拌翼(真空シール付)、ジムロート冷却器、窒素導入用3方コック及びサンプル導入口を装着した300mlの5口セパラブルフラスコに、メチルメタクリレート(C1-MA)24g、2-オクチルドデシルメタクリレート(A2)18g、ステアリルメタクリレート(C18-MA)18g、クミルジチオ安息香酸(CDTBA)0.021g、及び溶媒として高度精製鉱油(100℃の動粘度:4.2mm/s)60gを投入し、攪拌下で均一溶液とした。本溶液を氷浴にて0℃まで冷却し、ダイヤフラムポンプを用いて反応系の真空脱気/窒素パージを5回実施した。さらに、窒素フロー下でサンプル導入口より開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.003gを投入した後、窒素雰囲気下にて溶液温度90℃で12時間重合を実施し、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有した溶液を得た。
 得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤について、実施例2-1と同様にGPC分析を行った結果、重量平均分子量Mwは65,000、数平均分子量Mnは78,000、Mw/Mnは1.65であった。
[比較例2-4]
 下記の条件(「合成条件2-4」とする)でポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を合成した。
 撹拌羽(真空シール付)、ジムロート冷却器、窒素導入用3方コック及びサンプル導入用滴下ロートを装着した300mlの4口の反応フラスコに、溶媒として高度精製鉱油60gを投入し、85℃の油浴内で窒素パージを実施しながら1時間撹拌した。サンプル導入用滴下ロートに、原料モノマーとしてメチルメタクリレート(C1-MA)24g、ステアリルメタクリレート(C18-MA)18g、及びドデシルメタクリレート(式(6)中のRがメチル基、Rがドデシル基(炭素数12の直鎖アルキル基)である化合物。以下「C12-MA」と表記する。)、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.035gを混合した原料を投入し、この原料を120分かけて反応フラスコ内に滴下した。その後、窒素フロー下にて85℃で撹拌を保持して8時間重合を実施し、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有した溶液を得た。その後、130℃、1mmHgで3時間真空蒸留を実施して、上記溶液から未反応モノマーを除去した。
 得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤について、実施例2-1と同様にGPC分析を行った結果、重量平均分子量Mwは78,000、数平均分子量Mnは32,000、Mw/Mnは2.44であった。
[実施例2-2~2-6、2-8~2-34、比較例2-1~2-2、2-5~2-6]
 原料の配合量を表13、15、17、19、21、23、25に示すとおりに変更し、それ以外は上記の合成条件2-1~2-4のいずれかと同様にして、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を合成した。なお、表中、Yは4官能開始剤であるペンタエリスリトールテトラキス(2-ブロモイソブチレート)、Zは6官能開始剤であるジペンタエリスリトールヘキサキス(2-ブロモイソブチレート)を表す。また、A1:m=7、n=6等は式(5)中のRがメチル基、Rが式(3)でm=7、n=6である化合物等を表す。得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤のMw、Mn及びMw/Mnを表14、16、18、20、22、24、26に示す。
<潤滑油組成物の調製>
 実施例2-1~2-34及び比較例2-1~2-6でそれぞれ得られたポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、金属系(TBN300mgKOH/gのカルシウムスルホネート系)清浄剤、無灰分残剤(コハク酸イミド)、摩擦調整剤(オレイルアミド)、摩耗防止剤(リン酸)、酸化防止剤(ジフェニルアミン)、金属不活性化剤(チアジアゾール)、及び硫黄系添加剤(硫化エステル)を含む性能添加剤と、高度精製鉱油(GroupII基油、100℃における動粘度:3.3mm/s、VI:110)とを、表14、16、18、20、22、24、26に示す割合で配合し、潤滑油組成物を調製した。
<潤滑油組成物の評価>
 実施例2-1~2-34及び比較例2-1~2-6の各潤滑油組成物について、100℃における動粘度、粘度指数、及び-40℃におけるBF粘度を、それぞれ下記に準拠した方法により測定した。結果を表14、16、18、20、22、24、26に示す。
 動粘度:JIS K-2283-1993
 粘度指数:JIS K 2283-1993
 BF粘度:JPI-5S-26-99
 また、実施例2-1~2-34及び比較例2-1~2-6の各潤滑油組成物の摩擦特性を、二円筒転がりすべり摩擦試験機を用いて、一定荷重条件下での摩擦係数により評価した。具体的には、試験温度80℃、荷重142N、面圧0.48GPa、周速1.0m/s、すべり率5.1%の条件で、試験開始から10分間の摩擦係数を平均化した。結果を表14、16、18、20、22、24、26に示す。
 また、実施例2-1~2-34及び比較例2-1~2-6の各粘度指数向上剤を用いたときのせん断安定性を、実機のギヤでのせん断安定性をシミュレートするためにKRLテーパーローラーベアリング(試験法:CEC L45-A-99)を用い、機械的せん断による方法で評価した。より詳細には、GroupIIの基油に各粘度指数向上剤を2質量%になるように調製したものを、上記試験法に準拠し、120時間連続で運転した。そのときの、試験前後での100℃の動粘度の低下率(試験前後での動粘度との差を試験前の動粘度で割った値(%))をせん断率として評価した。結果を表14、16、18、20、22、24、26に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000042
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Figure JPOXMLDOC01-appb-T000049
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000050

Claims (4)

  1.  コア部と、下記一般式(1)で表される構造単位及び下記一般式(2)で表される構造単位を含む重合鎖からなり且つ該重合鎖の一端が前記コア部に結合しているアーム部の3つ以上と、を有し、重量平均分子量Mwが100,000以上であり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが1.6以下である、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式(1)及び(2)中、Rは水素又はメチル基を示し、Rは下記一般式(3)で表される基を示し、Rは直鎖又は炭素数5以下の分岐を有する炭素数1~18のアルキル基を示す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    式(3)中、m及びnは、m≧5かつn≧4かつm+n≦31を満たす整数である。]
  2.  コア部と、下記一般式(1)で表される構造単位及び下記一般式(2)で表される構造単位を含む重合鎖からなり且つ該重合鎖の一端が前記コア部に結合しているアーム部の3つ以上と、を有し、重量平均分子量Mwが100,000未満であり、重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnが1.6以下である、ポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    [式(1)及び(2)中、Rは水素又はメチル基を示し、Rは下記一般式(3)で表される基を示し、Rは直鎖又は炭素数5以下の分岐を有する炭素数1~18のアルキル基を示す。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    式(3)中、m及びnは、m≧5かつn≧4かつm+n≦31を満たす整数である。]
  3.  請求項1又は2に記載のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤を含有する潤滑油添加剤。
  4.  潤滑油基油と、請求項1又は2に記載のポリ(メタ)アクリレート系粘度指数向上剤と、を含有する潤滑油組成物。
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