WO2015129732A1 - 粘度指数向上剤及び潤滑油組成物 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a lubricating oil composition
- a lubricating oil composition comprising a viscosity index improver and a viscosity index improver.
- the grade has a low-temperature viscosity at ⁇ 40 ° C. of 60,000 mPa ⁇ s or less and no yield stress (ASTM D4684).
- ASTM D4684 For fuel saving, engine oil having a lower HTHS viscosity in an effective temperature range of 80 ° C. or 100 ° C. after satisfying the above standards is required, and various viscosity index improvers have been proposed.
- Viscosity index improvers methacrylic acid ester copolymers (Patent Documents 1 to 4), olefin copolymers (Patent Document 5), comb copolymers (Patent Documents 6 to 8) and the like are known. ing.
- An object of the present invention is to provide a viscosity index improver excellent in shear stability, having a low HTHS viscosity in an effective temperature range, and having a high viscosity index, and a lubricating oil composition containing the same.
- the present invention relates to a viscosity index improver comprising a (co) polymer (A) having a polyolefin-based monomer as an essential constituent monomer and a base oil, and dissolving the (A) and the base oil.
- a viscosity index improver characterized by having an absolute value of a parameter difference of 0.8 to 2.0 (cal / cm 3 ) 1/2 , a viscosity index improver, and a detergent, a dispersant,
- a lubricating oil composition comprising at least one additive selected from the group consisting of an antioxidant, an oiliness improver, a friction wear modifier, an extreme pressure agent, an antifoaming agent, a demulsifier, and a corrosion inhibitor.
- the viscosity index improver of the present invention and a lubricating oil composition containing the same have excellent shear stability, low HTHS viscosity in the effective temperature range, and excellent viscosity index.
- the viscosity index improver of the present invention is a viscosity index improver comprising (co) polymer (A) having a polyolefin monomer as an essential constituent monomer and a base oil. It is a viscosity index improver characterized in that the absolute value of the difference in solubility parameter from oil is 0.8 to 2.0 (cal / cm 3 ) 1/2 .
- the (co) polymer (A) in the present invention is a (co) polymer having a polyolefin monomer as an essential constituent monomer.
- the polyolefin-based monomer in the present invention is a monomer obtained by modifying a hydrocarbon polymer described later and reacting with (meth) acrylic acid.
- “(Meth) acryl” means methacryl or acryl. Examples of the modification include introduction of a hydroxyl group into a hydrocarbon polymer and modification of introducing an amino group.
- a hydroxyl group-containing (co) polymer having a hydroxyl group introduced into a hydrocarbon polymer [a hydroxyl group-containing polymer having a hydroxyl group introduced into hydrogenated polybutadiene and polybutene, etc.] and (meth) acrylic acid.
- the number of hydroxyl groups and amino groups in the modified hydrocarbon polymer is preferably one from the viewpoint of HTHS viscosity and viscosity index.
- the hydrocarbon polymer is a polymer having the following (1) to (3) as constituent monomers.
- the hydrocarbon polymer may be a block polymer or a random polymer.
- a part or all of the double bond may be hydrogenated by hydrogenation.
- Aliphatic unsaturated hydrocarbon olefin having 2 to 36 carbon atoms (for example, ethylene, propylene, isobutene, 1-butene, 2-butene, pentene, heptene, diisobutylene, octene, dodecene, octadecene, triacocene and hexa Triacene, etc.), C2-C36 dienes (eg, 1,2-butadiene, 1,3-butadiene, isoprene, 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene, 1,7-octadiene, etc.)]
- Alicyclic unsaturated hydrocarbon for example, cyclohexene, (di) cyclopentadiene, pinene, limonene, indene, vinylcyclohexene, ethylidenebicycloheptene, etc.]
- Aromatic group-containing unsaturated hydrocarbons
- olefins having 2 to 36 carbon atoms and a diene having 2 to 36 carbon atoms Preferred are olefins having 2 to 16 carbon atoms and dienes having 2 to 10 carbon atoms, and particularly preferred are isobutene, 1-butene, 2-butene and 1,3-butadiene.
- the number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn) of the polyolefin-based monomer is preferably 1,000 to 25,000, more preferably 1,500 to 20,000, from the viewpoint of shear stability and HTHS viscosity. Particularly preferred is 2,000 to 15,000, and most preferred is 2,500 to 10,000.
- Mn of the polyolefin monomer and the weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) of the (co) polymer (A) described later can be measured by gel permeation chromatography under the following conditions.
- Sample solution 0.5 wt% tetrahydrofuran solution
- Solution injection amount 200 ⁇ l
- Detection device Refractive index detector
- Reference material Standard polystyrene (TSK standard POLYSTYRENE) 12 points (molecular weight: 500, 1,050, 2,800, 5,970, 9,100, 18,100, 37,900, 96,400) , 190,000, 355,000, 1,090,000, 2,890,000) [manufactured by Tosoh Corporation]
- the polyolefin monomer is preferably a monomer (a) represented by the following general formula (1) from the viewpoint of the HTHS viscosity and the viscosity index.
- R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
- —X 1 — is a group represented by —O—, —O (AO) m — or —NH—
- A is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
- M is an integer of 0 to 10, and when m is 2 or more, A may be the same or different, and the (AO) m moiety may be a random bond or a block bond;
- R 2 is isobutylene and / or Residue obtained by removing one hydrogen atom from a hydrocarbon polymer having 1,2-butylene as an essential constituent unit;
- p is a number of 0 or 1.
- R 1 in the general formula (1) is a hydrogen atom or a methyl group.
- a methyl group is preferable from the viewpoint of the HTHS viscosity in the effective temperature range.
- —X 1 — is a group represented by —O—, —O (AO) m —, or NH—.
- A is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. Examples of the alkylene group having 2 to 4 carbon atoms include an ethylene group, a 1,2- or 1,3-propylene group, and a 1,2-, 1,3- or 1,4-butylene group.
- m is an integer of 0 to 10, and preferably an integer of 0 to 4, more preferably an integer of 0 to 2, from the viewpoint of HTHS viscosity in the effective temperature range.
- A may be the same or different, and (AO) m part may be a random bond or a block bond.
- a group represented by —O— and —O (AO) m — is preferred from the viewpoint of the HTHS viscosity in the effective temperature range, and more preferably —O— and —O ( CH 2 CH 2 O) —.
- P is a number of 0 or 1.
- R 2 in the general formula (1) is a residue obtained by removing one hydrogen atom from a hydrocarbon polymer having isobutylene and / or 1,2-butylene as an essential constituent unit.
- the hydrocarbon polymer having isobutylene and / or 1,2-butylene as structural units include polymers having isobutene, 1-butene and 2-butene as structural monomers, and 1,3-butadiene polymerized.
- the hydrocarbon polymer may be a block polymer or a random polymer.
- the hydrocarbon polymer containing isobutylene and / or 1,2-butylene as an essential constituent unit may be a hydrocarbon polymer further containing a constituent unit other than isobutylene and / or 1,2-butylene.
- Constituent monomers include the above-mentioned (1) aliphatic unsaturated hydrocarbons, (2) alicyclic unsaturated hydrocarbons, and (3) aromatic group-containing compounds, excluding isobutene, 1-butene and 2-butene. Saturated hydrocarbon etc. are mentioned.
- the hydrocarbon polymer has a double bond, a part or all of the double bond may be hydrogenated by hydrogenation.
- the total of isobutylene and / or 1,2-butylene is preferably 30 mol% or more, more preferably 40% from the viewpoint of HTHS viscosity, viscosity index, and shear stability. It is at least mol%, particularly preferably at least 50 mol%, most preferably at least 60 mol%.
- the total of isobutylene and 1,2-butylene is determined by analyzing the hydrocarbon polymer by 13C-nuclear magnetic resonance spectrum and using the following formula (1). can do.
- the peak derived from the methyl group of isobutylene has an integrated value of 30-32 ppm (integrated value A), a branched methylene group of 1,2-butylene (—CH 2 —CH (CH 2 CH 3 ) A peak derived from-) appears in an integrated value (integrated value B) of 26-27 ppm. It can be determined from the integrated value of the peak and the integrated value (integrated value C) relating to the peak of all carbon in the hydrocarbon polymer.
- the monomer (a) represented by the general formula (1) is a hydroxyl group-containing (co) polymer in which a hydroxyl group is introduced into a hydrocarbon polymer or an amino group-containing (co) polymer in which an amino group is introduced into a hydrocarbon polymer. It can be obtained by an esterification reaction or an amidation reaction of the coalescence with (meth) acrylic acid.
- hydroxyl group-containing (co) polymer and amino group-containing (co) polymer (Y) include the following hydroxyl group-containing (co) polymers (Y1) to (Y4) and amino group-containing (co) polymers. (Y5).
- Hydroboration product (Y2); Hydroboration reaction product of hydrocarbon polymer (for example, those described in US Pat. No. 4,316,973) and the like.
- Maleic anhydride-ene-aminoalcohol adduct (Y3); a product obtained by imidation of a hydrocarbon polymer having a double bond with maleic anhydride with aminoalcohol, etc. .
- Hydroformyl-hydride (Y4); a product obtained by hydroformylating a hydrocarbon polymer having a double bond and then hydrogenating (for example, those described in JP-A-63-175096).
- Maleic anhydride-ene-ethylenediamine adduct (Y5); a product obtained by imidizing a reaction product obtained by an ene reaction between a hydrocarbon polymer having a double bond and maleic anhydride with ethylenediamine, and the like.
- (Y1), (Y2) and (Y3) are preferable from the viewpoint of the HTHS viscosity and the viscosity index, and (Y1) is more preferable.
- the number average molecular weight of the hydroxyl group-containing (co) polymer and amino group-containing (co) polymer (Y) is preferably 1,000 to 25,000, more preferably 2 from the viewpoint of shear stability and HTHS viscosity. 1,000 to 20,000, particularly preferably 3,000 to 15,000, and most preferably 4,000 to 10,000.
- the crystallization temperature of (Y) is preferably ⁇ 40 ° C. or less, more preferably ⁇ 50 ° C. or less, particularly preferably ⁇ 55 ° C. or less, most preferably from the viewpoint of the low temperature viscosity of the viscosity index improver and the lubricating oil composition. Preferably, it is ⁇ 60 ° C. or lower.
- the crystallization temperature of (Y) and the (co) polymer (A) described later can be measured using a differential scanning calorimeter “Unix (registered trademark) DSC7” (manufactured by PERKIN-ELMER).
- (Y) A crystallization temperature observed when 5 mg of a sample is used and cooled from 100 ° C. to ⁇ 80 ° C. at an isothermal rate of 10 ° C./min.
- the (co) polymer (A) in the present invention is preferably a copolymer having a monomer (b) represented by the following general formula (2) as a constituent monomer from the viewpoint of HTHS viscosity and viscosity index. It is.
- R 3 is a hydrogen atom or a methyl group
- —X 2 — is a group represented by —O— or —NH—
- R 4 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
- R 5 is an alkyl having 1 to 8 carbon atoms
- q is an integer of 1 to 20, and when q is 2 or more, R 4 s may be the same or different, and the (R 4 O) q moiety may be a random bond or a block bond.
- R 3 in the general formula (2) is a hydrogen atom or a methyl group.
- a methyl group is preferable from the viewpoint of the viscosity index.
- —X 2 — is a group represented by —O— or —NH—. Of these, a group represented by —O— is preferable from the viewpoint of the viscosity index.
- R 4 in the general formula (2) is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
- alkylene group having 2 to 4 carbon atoms include ethylene group, isopropylene group, 1,2- or 1,3-propylene group, isobutylene group, and 1,2-, 1,3- or 1,4-butylene group. Is mentioned.
- Q in the general formula (2) is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 1 to 5, more preferably an integer of 1 to 2, from the viewpoint of the viscosity index and low temperature viscosity.
- A may be the same or different, and the (R 4 O) q moiety may be a random bond or a block bond.
- R 5 in the general formula (2) is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, n-heptyl group, isoheptyl group, n-hexyl group, 2-ethylhexyl group, n -Pentyl group and n-octyl group.
- the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable from the viewpoint of the viscosity index, the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is more preferable, and the carbon number is particularly preferable.
- the monomer (b) include methoxypropyl (meth) acrylate, methoxybutyl (meth) acrylate, methoxyheptyl (meth) acrylate, methoxyhexyl (meth) acrylate, methoxypentyl (meth) acrylate, methoxyoctyl ( (Meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, ethoxypropyl (meth) acrylate, ethoxybutyl (meth) acrylate, ethoxyheptyl (meth) acrylate, ethoxyhexyl (meth) acrylate, ethoxypentyl (meth) acrylate, ethoxyoctyl (meth) Acrylate, proxymethyl (meth) acrylate, proxyethyl (meth) acrylate, proxypropyl (meth) acrylate, proxybutyl (meth) acrylate
- the (co) polymer (A) in the present invention comprises (meth) acrylic acid alkyl ester (c) and / or carbon having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in addition to the monomers (a) and (b).
- Constituent monomer of (meth) acrylic acid alkyl ester (d) having a linear alkyl group of 12 to 36 and / or (meth) acrylic acid alkyl ester (e) having a branched alkyl group of 12 to 36 carbon atoms From the viewpoint of HTHS viscosity at an effective temperature, a copolymer of
- Examples of (meth) acrylic acid alkyl ester (c) having an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate and butyl (meth) acrylate. Etc. Among (c), methyl (meth) acrylate and butyl (meth) acrylate are preferred from the viewpoint of the HTHS viscosity and the viscosity index, and more preferred is butyl (meth) acrylate.
- Examples of the (meth) acrylic acid alkyl ester (d) having a linear alkyl group having 12 to 36 carbon atoms include n-dodecyl (meth) acrylate, n-tridecyl (meth) acrylate, and n- (meth) acrylate.
- (meth) acrylic acid alkyl ester having a linear alkyl group having 12 to 32 carbon atoms is more preferable, and a straight chain having 12 to 28 carbon atoms is more preferable.
- the monomer (e) represented by the general formula (3) can be used as a constituent monomer.
- R 6 is a hydrogen atom or a methyl group; —X 3 — is a group represented by —O— or —NH—; R 7 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms; R 8 and R 9 are each independently carbon; A linear alkyl group of 4 to 24; r is an integer of 0 to 20, and when R is 2 or more, R 7 may be the same or different, and the (R 7 O) r portion may be a random bond or a block It may be a bond. ]
- R 6 in the general formula (3) is a hydrogen atom or a methyl group.
- a methyl group is preferable from the viewpoint of the viscosity index.
- —X 3 — is a group represented by —O— or —NH—. Of these, a group represented by —O— is preferable from the viewpoint of the viscosity index.
- R 7 in the general formula (3) is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
- alkylene group having 2 to 4 carbon atoms include ethylene group, isopropylene group, 1,2- or 1,3-propylene group, isobutylene group, and 1,2-, 1,3- or 1,4-butylene group. Is mentioned.
- r is an integer of 0 to 20, preferably an integer of 0 to 5, and more preferably an integer of 0 to 2, from the viewpoint of the viscosity index.
- R 7 may be the same or different, and the (R 7 O) r portion may be a random bond or a block bond.
- R 8 and R 9 in the general formula (3) are each independently a linear alkyl group having 4 to 24 carbon atoms.
- n-butyl group, n-heptyl group, n-hexyl group, n-pentyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, n-dodecyl group examples thereof include n-tetradecyl group, n-hexadecyl group, n-octadecyl group, n-eicosyl group and n-tetracosyl group.
- straight chain or branched alkyl groups having 4 to 24 carbon atoms preferred are straight chain alkyl groups having 6 to 24 carbon atoms, and more preferred are straight chain or branched alkyl groups having 6 to 20 carbon atoms, from the viewpoint of viscosity index.
- a branched alkyl group particularly preferred is a linear or branched alkyl group having 8 to 16 carbon atoms.
- the monomer (e) examples include 2-octyldecyl (meth) acrylate, an ester of ethylene glycol mono-2-octylpentadecyl ether and (meth) acrylic acid, and 2-octyl (meth) acrylate.
- a (meth) acrylic acid alkyl ester having a branched alkyl group having 12 to 36 carbon atoms is preferred from the viewpoint of the viscosity index, and a branched one having 14 to 32 carbon atoms is more preferred.
- (Meth) acrylic acid alkyl esters having an alkyl group particularly preferred are (meth) acrylic acid alkyl esters having a branched alkyl group having 16 to 28 carbon atoms.
- the above-mentioned monomers (b) to (e) are monomers obtained by reacting the terminal hydroxy group or amino group of the hydrocarbon group-containing compound with (meth) acrylic acid. This is not a modified polyolefin monomer. Also, 2 to 20 moles of ethylene oxide to butylene oxide added to an alcohol having 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 20 moles of ethylene oxide to butylene oxide added to an alcohol having a branched alkyl group having 10 to 50 carbon atoms However, since it is not a hydrocarbon polymer, it does not correspond to a polyolefin monomer.
- the (co) polymer (A) in the present invention further contains a nitrogen atom-containing monomer (f), a hydroxyl group-containing monomer (g), and a phosphorus atom-containing monomer.
- a copolymer having at least one selected from the group consisting of the monomers (h) as a constituent monomer is preferable.
- the nitrogen atom-containing monomer (f) include the following monomers (f1) to (f4) excluding the monomers (a), (b) and (e).
- Nitro group-containing monomer (f2) examples include 4-nitrostyrene.
- Nitrile group-containing monomer (f4) examples include (meth) acrylonitrile.
- N- (N ′, N′-diphenylaminoethyl) (meth) acrylamide, N— is more preferable.
- Hydroxyl-containing monomer (g): Hydroxyl group-containing aromatic monomer (p-hydroxystyrene, etc.), hydroxyalkyl (2 to 6 carbon atoms) (meth) acrylate [2-hydroxyethyl (meth) acrylate, and 2- or 3-hydroxypropyl (meth) acrylate Etc.], mono- or bis-hydroxyalkyl (1 to 4 carbon atoms) substituted (meth) acrylamide [N, N-bis (hydroxymethyl) (meth) acrylamide, N, N-bis (hydroxypropyl) (meth) acrylamide N, N-bis (2-hydroxybutyl) (meth) acrylamide, etc.], vinyl alcohol, alkenol having 3 to 12 carbon atoms [(meth) allyl alcohol, crotyl alcohol, isocrotyl alcohol, 1-octenol and 1 -Undecenol, etc.], an alkene monool having 4 to 12 carbon atoms, or Lucenedio
- Examples of the phosphorus atom-containing monomer (h) include the following monomers (h1) to (h2).
- “(Meth) acryloyloxy” means acryloyloxy or methacryloyloxy.
- Phosphono group-containing monomer (h2) (Meth) acryloyloxyalkyl (2 to 4 carbon atoms) phosphonic acid [(meth) acryloyloxyethylphosphonic acid etc.] and alkenyl (2 to 12 carbon atoms) phosphonic acid [vinyl phosphonic acid, allyl phosphonic acid and octenyl Phosphonic acid, etc.].
- (h1) is preferable from the viewpoint of the coefficient of friction with the metal surface among (h), and (meth) acryloyloxyalkyl (2 to 4 carbon atoms) phosphate is more preferable, and is particularly preferable.
- (meth) acryloyloxyethyl phosphate is more preferable from the viewpoint of the coefficient of friction with the metal surface among (h), and (meth) acryloyloxyalkyl (2 to 4 carbon atoms) phosphate is more preferable, and is particularly preferable.
- Is (meth) acryloyloxyethyl phosphate is particularly preferable.
- (A) is a copolymer having a monomer (i) having two or more unsaturated groups as a constituent monomer. From the viewpoint of HTHS viscosity in the region.
- Examples of the monomer (i) having two or more unsaturated groups include divinylbenzene, alkadiene having 4 to 12 carbon atoms (butadiene, isoprene, 1,4-pentadiene, 1,6-heptadiene and 1,7- Octadiene, etc.), (di) cyclopentadiene, vinylcyclohexene and ethylidenebicycloheptene, limonene, ethylene di (meth) acrylate, polyalkylene oxide glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol triallyl ether, trimethylolpropane tri (meth) acrylate And an ester of an unsaturated carboxylic acid and a glycol having an Mn of 500 or more and an ester of an unsaturated alcohol and a carboxylic acid described in International Publication WO01 / 009242.
- (A) may include the following monomers (j) to (p) in addition to the monomers (a) to (i).
- Aliphatic hydrocarbon monomer (j) examples thereof include alkenes having 2 to 20 carbon atoms (such as ethylene, propylene, butene, isobutylene, pentene, heptene, diisobutylene, octene, dodecene, and octadecene).
- alkenes having 2 to 20 carbon atoms such as ethylene, propylene, butene, isobutylene, pentene, heptene, diisobutylene, octene, dodecene, and octadecene).
- Alicyclic hydrocarbon monomer (k) examples include cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, cyclooctene, and pinene.
- Aromatic hydrocarbon monomer (l) Styrene, ⁇ -methyl styrene, vinyl toluene, 2,4-dimethyl styrene, 4-ethyl styrene, 4-isopropyl styrene, 4-butyl styrene, 4-phenyl styrene, 4-cyclohexyl styrene, 4-benzyl styrene, 4-chloro Examples include tilbenzene, indene and 2-vinylnaphthalene.
- Vinyl esters, vinyl ethers, vinyl ketones (m): Vinyl esters of saturated fatty acids having 2 to 12 carbon atoms (such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate and vinyl octoate), alkyl, aryl or alkoxyalkyl vinyl ethers having 1 to 12 carbon atoms (methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, propyl vinyl ether) Butyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, vinyl-2-methoxyethyl ether and vinyl-2-butoxyethyl ether) and alkyl or aryl vinyl ketones having 1 to 8 carbon atoms (methyl vinyl ketone, ethyl vinyl ketone and Phenyl vinyl ketone, etc.).
- vinyl esters of saturated fatty acids having 2 to 12 carbon atoms such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate and vinyl octoate
- Epoxy group-containing monomer (n) examples thereof include glycidyl (meth) acrylate and glycidyl (meth) allyl ether.
- Halogen element-containing monomer (o) examples thereof include vinyl chloride, vinyl bromide, vinylidene chloride, (meth) allyl chloride and halogenated styrene (dichlorostyrene and the like).
- the proportion of (a) constituting (A) is preferably 1 to 50% by weight, more preferably 5 to 40% by weight based on the weight of (A) from the viewpoint of the HTHS viscosity in the effective temperature range. %, Particularly preferably 8 to 40% by weight, most preferably 10 to 30% by weight.
- the proportion of (b) constituting (A) is preferably 1 to 80% by weight, more preferably 5 to 60% by weight, based on the weight of (A), from the viewpoint of the HTHS viscosity in the effective temperature range. %, Particularly preferably 10 to 35% by weight, most preferably 10 to 30% by weight.
- the total ratio of (a) and (b) constituting (A) is preferably 10% by weight or more based on the weight of (A) from the viewpoint of the HTHS viscosity in the effective temperature range. It is preferably 15 to 90% by weight, particularly preferably 20 to 80% by weight, and most preferably 20 to 50% by weight.
- the proportion of (c) constituting (A) is preferably 1 to 80% by weight, more preferably 20 to 70% by weight, based on the weight of (A), from the viewpoint of the HTHS viscosity in the effective temperature range. Particularly preferred is 30 to 65% by weight.
- the proportion of (d) constituting (A) is preferably 1 to 40% by weight, more preferably 1 to 35% by weight, based on the weight of (A), from the viewpoint of the HTHS viscosity in the effective temperature range. %, Particularly preferably 2 to 30% by weight.
- the proportion of (e) constituting (A) is preferably 0 to 40% by weight, more preferably 1 based on the weight of (A) from the viewpoint of the HTHS viscosity and the low temperature viscosity in the effective temperature range. -30% by weight, particularly preferably 1-25% by weight.
- the proportions of (f) to (h) constituting (A) are preferably 0 to 15% by weight based on the weight of (A) from the viewpoints of HTHS viscosity and low temperature viscosity in the effective temperature range. More preferably, it is 1 to 12% by weight, and particularly preferably 2 to 10% by weight.
- the proportion of (i) constituting (A) is preferably from 0.01 to 200 ppm, more preferably from 0.05 to 200 ppm, based on the weight of (A), from the viewpoint of the HTHS viscosity in the effective temperature range. 50 ppm, particularly preferably 0.1 to 20 ppm.
- the proportion of each of (j) to (p) constituting (A) is preferably 0 to 10% by weight, more preferably 1 based on the weight of (A) from the viewpoint of the viscosity index and low temperature viscosity. -7% by weight, particularly preferably 2-5% by weight.
- the solubility parameter of (A) may be such that the absolute value of the difference in SP value from the base oil is 0.8 to 2.0, for example, 5.8 to 11.5 (cal / cm 3 ) 1/2 . If the SP value of (A) is outside the above range, the HTHS viscosity and viscosity index are low even if (A) is not sufficiently dissolved in the base oil, or even if (A) is sufficiently dissolved in the base oil. There is a problem that.
- the SP value of (A) and the base oil described later is a value calculated by the method described in the Fedors method (Polymer Engineering and Science, February, 1974, Vol. 14, No. 2 P. 147 to 154). is there.
- the SP value of (A) is preferably 9.1 to 10.3 (cal / cm 3 ) 1/2 , more preferably 9.1 to 9 from the viewpoint of viscosity index and solubility in base oil. .7 (cal / cm 3 ) 1/2 , particularly preferably 9.1 to 9.5 (cal / cm 3 ) 1/2 , most preferably 9.1 to 9.3 (cal / cm 3 ) 1/2. 2 .
- the SP value of (A) is calculated based on the SP value of each monomer constituting (A) by the above method, and the SP value of each monomer is based on the mole fraction of the constituent monomer units. The average value.
- the SP value of (A) can be adjusted by appropriately adjusting the SP value and the mole fraction of the monomer used.
- Mw of (A) is preferably 5,000 to 2,000,000 from the viewpoints of HTHS viscosity and low temperature viscosity in the effective temperature range, and more preferable ranges are those of the viscosity index improver and the lubricating oil composition. It depends on the application and is in the range shown in Table 1.
- the crystallization temperature of (A) is preferably ⁇ 30 ° C. or less, more preferably ⁇ 40 ° C. or less, particularly preferably ⁇ 50 ° C. or less, most preferably from the viewpoint of the low temperature viscosity of the viscosity index improver and the lubricating oil composition. Preferably, it is ⁇ 60 ° C. or lower.
- (A) can be obtained by a known production method, and specifically includes a method obtained by solution polymerization of the above monomer in a solvent in the presence of a polymerization catalyst.
- a solvent include toluene, xylene, alkylbenzene having 9 to 10 carbon atoms, methyl ethyl ketone, and mineral oil.
- the polymerization catalyst include azo catalysts (2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) and 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile)), peroxide catalysts (benzoyl peroxide).
- (A) can be obtained by bulk polymerization, emulsion polymerization or suspension polymerization.
- the polymerization form may be either a random addition polymer or an alternating copolymer, and may be either a graft copolymer or a block copolymer.
- the viscosity index improver of the present invention may be used in combination with an alkyl (meth) acrylic acid ester (co) polymer (B) other than (A) in addition to (A) and the base oil.
- (B) is not particularly limited as long as it is an alkyl (meth) acrylate ester (co) polymer other than (A), but a (meth) acrylic acid alkyl ester having a linear alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. Examples include (co) polymers.
- (B) examples include n-octadecyl methacrylate / n-dodecyl methacrylate (molar ratio 10-30 / 90-70) copolymer, n-tetradecyl methacrylate / n-dodecyl methacrylate (molar ratio 10).
- the amount of (B) used is preferably 0.01 to 30% by weight, more preferably 0, based on the weight of (A), from the viewpoint of low temperature viscosity. 0.01 to 20% by weight, particularly preferably 0.01 to 10% by weight.
- the base oil constituting the lubricating oil composition of the present invention is of a particular type as long as the absolute value of the difference in solubility parameter from (A) is 0.8 to 2.0 (cal / cm 3 ) 1/2.
- mineral oil solvent refined oil, paraffin oil, high viscosity index oil containing isoparaffin, high viscosity index oil by hydrocracking isoparaffin, naphthenic oil, etc.
- synthetic lubricating oil hydrocarbon synthetic lubricating Oil (poly ⁇ -olefin synthetic lubricating oil, etc.) and ester synthetic lubricating oil, etc.
- mineral oil is preferred from the viewpoint of oxidation stability.
- the SP value of the base oil is not particularly limited as long as the absolute value of the difference from the SP value of (A) is 0.8 to 2.0 (cal / cm 3 ) 1/2 , but 7.8 to 9. It is preferably 5 (cal / cm 3 ) 1/2 .
- the SP value of the base oil is less than 7.8 (cal / cm 3 ) 1/2 , the HTHS viscosity and viscosity index tend to be low, and when the SP value exceeds 9.5 (cal / cm 3 ) 1/2 ( There may be a problem that A) is not sufficiently dissolved in the base oil.
- the SP value of the base oil is more preferably 7.9 to 9.0 (cal / cm 3 ) 1/2 , still more preferably 8.0 to 8.5 (cal / cm 3 ) 1/2 , particularly preferably 8.0 to 8.3 (cal / cm 3 ) 1/2 , and most preferably 8.3 (cal / cm 3 ) 1/2 .
- the SP value of the base oil can be adjusted by the type and blending amount of the ester oil.
- the kinematic viscosity at 100 ° C. (measured according to JIS-K2283) of the base oil is preferably 1 to 15 mm 2 / s, more preferably 2 to 5 mm 2 / s from the viewpoint of the HTHS viscosity at the effective temperature.
- the viscosity index (measured according to JIS-K2283) of the base oil is preferably 100 or more, more preferably 110 or more from the viewpoint of the HTHS viscosity in the effective temperature range.
- the cloud point (measured according to JIS-K2269) of the base oil is preferably ⁇ 5 ° C. or lower, more preferably ⁇ 15 ° C. or lower.
- the cloud point of the base oil is within this range, the low temperature viscosity of the viscosity index improver and the lubricating oil composition is good.
- the content of (A) in the viscosity index improver of the present invention is converted to the weight of (A) in the viscosity index improver based on the weight of the base oil.
- it is 1 to 30% by weight.
- a base oil having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 4 to 10 mm 2 / s and containing 2 to 10% by weight of (A) is preferable.
- a gear oil a base oil having a kinematic viscosity at 100 ° C.
- a base oil having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 2 to 6 mm 2 / s and containing 3 to 25% by weight of (A) is preferable.
- a base oil having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 1 to 5 mm 2 / s and containing 0.5 to 10% by weight of (A) is preferable.
- the viscosity index improver of the present invention contains a base oil
- the viscosity index improver of the present invention itself is a lubricating oil composition depending on the mixing ratio of the (co) polymer (A) and the base oil.
- it is described as a viscosity index improver in order to distinguish it from those containing one or more other additives described later.
- the lubricating oil composition of the present invention contains one or more of the following various additives in addition to the viscosity index improver of the present invention.
- the following are mentioned as an additive.
- Detergent Basic, overbased or neutral metal salts [overbased or alkaline earth metal salts of sulfonates (such as petroleum sulfonates, alkylbenzene sulfonates and alkylnaphthalene sulfonates)], salicylates, phenates, naphthenates , Carbonates, phosphonates and mixtures thereof;
- Dispersant Succinimides (bis- or mono-polybutenyl succinimides), Mannich condensation products and borates, etc .;
- Antioxidant Hindered phenols and aromatic secondary amines, etc .
- Oiliness improver Long chain fatty acids and their esters (such as oleic acid and oleic acid esters), long chain amines and their amides (such as
- Y3-1 hydroxyl group-containing polymer
- (Y1-1) One-terminal hydroxyl group-containing polymer of hydrogenated polybutadiene (trade name: Krasol HLBH-5000M, manufactured by Cray Valley, 1,2-butylene ratio: 65 mol%, hydroxyl value: 10.4 mg KOH / g) [( Based on the total number of structural units of Y1-1), the total of isobutylene and 1,2-butylene is 65 mol%, and the crystallization temperature of (Y1-1) is ⁇ 60 ° C. or lower.
- ⁇ Calculation method of viscosity index of lubricating oil composition The kinematic viscosities at 40 ° C. and 100 ° C. were measured by the method of ASTM D 445 and calculated by the method of ASTM D 2270.
- the lubricating oil compositions (Examples 9 to 16 and Examples 17 to 24) containing the viscosity index improver of the present invention are excellent in shear stability, It can be seen that the HTHS viscosity in the effective temperature range is low and the viscosity index is high and excellent. On the other hand, it can be seen that the lubricating oil compositions of Comparative Examples 7 to 12 and Comparative Examples 13 to 18 are inferior in at least one of shear stability, HTHS viscosity in the effective temperature range, and viscosity index.
- the viscosity index improver of the present invention and the lubricating oil composition comprising the same are used for driving system lubricating oil (MTF, differential gear oil, ATF, belt-CVTF, etc.), hydraulic oil (mechanical hydraulic oil, power steering oil). And shock absorber oil, etc.), engine oil (gasoline, diesel, etc.) and traction oil.
- driving system lubricating oil MDF, differential gear oil, ATF, belt-CVTF, etc.
- hydraulic oil mechanical hydraulic oil, power steering oil.
- shock absorber oil, etc. engine oil (gasoline, diesel, etc.) and traction oil.
Landscapes
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Abstract
Description
しかしながら、上記の粘度指数向上剤は、エンジン油組成物に添加した場合に80℃HTHS粘度の低減に未だ十分でなく、剪断による粘度低減を受けやすく、また、低温での粘度が上昇するという問題があった。
本発明におけるポリオレフィン系単量体は、後述する炭化水素重合体を変性し、(メタ)アクリル酸と反応させた単量体である。なお、「(メタ)アクリル」は、メタクリル又はアクリルを意味する。
変性の形態としては、炭化水素重合体に水酸基を導入する、及びアミノ基を導入する変性等がある。具体的には、炭化水素重合体に水酸基を導入した水酸基含有(共)重合体[水素化ポリブタジエン及びポリブテンに水酸基を導入した水酸基含有重合体等]と、(メタ)アクリル酸とのエステル化反応により得られる単量体、及び炭化水素重合体にアミノ基を導入したアミノ基含有(共)重合体と、(メタ)アクリル酸とのアミド化反応により得られる単量体等が挙げられる。変性した炭化水素重合体の水酸基及びアミノ基の数は、HTHS粘度及び粘度指数の観点から1つであることが好ましい。
(1)脂肪族不飽和炭化水素[炭素数2~36のオレフィン(例えば、エチレン、プロピレン、イソブテン、1-ブテン、2-ブテン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン、トリアコセン及びヘキサトリアコセン等)、炭素数2~36のジエン(例えば1,2-ブタジエン、1,3-ブタジエン、イソプレン、1,4-ペンタジエン、1,5-ヘキサジエン及び1,7-オクタジエン等)等]
(2)脂環式不飽和炭化水素[例えばシクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ピネン、リモネン、インデン、ビニルシクロヘキセン及びエチリデンビシクロヘプテン等]
(3)芳香族基含有不飽和炭化水素(例えばスチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4-ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン、クロチルベンゼン、ビニルナフタレン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン及びトリビニルベンゼン等)等が挙げられる。
これらの単量体のうち、HTHS粘度及び粘度指数の観点から、好ましくは脂肪族不飽和炭化水素であり、より好ましくは炭素数2~36のオレフィン及び炭素数2~36のジエンであり、更に好ましくは炭素数2~16のオレフィン及び炭素数2~10のジエンであり、特に好ましくはイソブテン、1-ブテン、2-ブテン及び1,3-ブタジエンである。
なお、ポリオレフィン系単量体のMn、後述する(共)重合体(A)の重量平均分子量(以下Mwと略記する)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより以下の条件で測定することができる。
<ポリオレフィン系単量体のMn、(A)のMwの測定条件>
装置 :「HLC-802A」[東ソー(株)製]
カラム :「TSK gel GMH6」[東ソー(株)製]2本
測定温度 :40℃
試料溶液 :0.5重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:200μl
検出装置 :屈折率検出器
基準物質 :標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,890,000)[東ソー(株)製]
Aは炭素数2~4のアルキレン基である。
炭素数2~4のアルキレン基としては、エチレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、及び1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基が挙げられる。
mは0~10の整数であり、実効温度域でのHTHS粘度の観点から好ましくは0~4の整数、更に好ましくは0~2の整数である。
mが2以上の場合のAは同一でも異なっていてもよく、(AO)m部分はランダム結合でもブロック結合でもよい。
-X1-のうち、実効温度域でのHTHS粘度の観点から好ましいのは、-O-及び-O(AO)m-で表される基であり、更に好ましくは-O-及び-O(CH2CH2O)-で表される基である。
イソブチレン及び/又は1,2-ブチレンを構成単位とする炭化水素重合体としては、イソブテン、1-ブテン及び2-ブテンを構成単量体とする重合体、並びに1,3-ブタジエンを重合した1, 2-付加物の末端二重結合を水素化した重合体等が挙げられる。
炭化水素重合体は、ブロック重合体でもランダム重合体であってもよい。
イソブチレン及び/又は1,2-ブチレンを必須構成単位とする炭化水素重合体は、イソブチレン及び/又は1,2-ブチレン以外の構成単位を更に含む炭化水素重合体であってもよい。構成単量体としては、イソブテン、1-ブテン及び2-ブテンを除く、上記の(1)脂肪族不飽和炭化水素、(2)脂環式不飽和炭化水素及び(3)芳香族基含有不飽和炭化水素等が挙げられる。炭化水素重合体が、二重結合を有する場合には、水素添加により、二重結合の一部又は全部を水素化したものであってもよい。
アルキレンオキサイド付加物(Y1);上記(1)脂肪族不飽和炭化水素、(2)脂環式不飽和炭化水素及び(3)芳香族基含有不飽和炭化水素(例えば炭素数2~36のオレフィン等)等をイオン重合触媒(ナトリウム触媒等)存在下に重合して得られた炭化水素重合体に、アルキレンオキサイド(エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等)を付加して得られたもの等。
ヒドロホウ素化物(Y2);炭化水素重合体のヒドロホウ素化反応物(例えばUS4,316,973号に記載のもの)等。
無水マレイン酸-エン-アミノアルコール付加物(Y3);二重結合を有する炭化水素重合体と無水マレイン酸とのエン反応で得られた反応物を、アミノアルコールでイミド化して得られたもの等。
ヒドロホルミル-水素化物(Y4);二重結合を有する炭化水素重合体をヒドロホルミル化し、次いで水素化反応して得られたもの(例えば特開昭63-175096号に記載のもの)等。
無水マレイン酸-エン-エチレンジアミン付加物(Y5);二重結合を有する炭化水素重合体と無水マレイン酸とのエン反応で得られた反応物を、エチレンジアミンでイミド化して得られたもの等。
(Y)のうちHTHS粘度及び粘度指数の観点から好ましいのは、(Y1)、(Y2)及び(Y3)であり、更に好ましいのは、(Y1)である。
なお、(Y)と後述する(共)重合体(A)の結晶化温度は、示差走査熱量計「ユニックス(登録商標)DSC7」(PERKIN-ELMER社製)を使用して測定することができ、(Y)、(A)5mgを試料とし、10℃/分の等温速度で100℃から-80℃まで冷却したときに観測される結晶化温度である。
qが2以上の場合のAは同一でも異なっていてもよく、(R4O)q部分はランダム結合でもブロック結合でもよい。
炭素数1~8のアルキル基のうち、粘度指数の観点から好ましいのは、炭素数1~8のアルキル基であり、更に好ましいのは炭素数1~6のアルキル基、特に好ましいのは炭素数1~5のアルキル基、最も好ましいのは炭素数4のアルキル基である。
単量体(b)のうち、粘度指数の観点から好ましいのは、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレートである。
(c)のうちHTHS粘度と粘度指数の観点から好ましいのは、(メタ)アクリル酸メチル及び(メタ)アクリル酸ブチルであり、更に好ましいのは(メタ)アクリル酸ブチルである。
(d)のうちHTHS粘度と粘度指数の観点から好ましいのは、炭素数12~32の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、更に好ましいのは炭素数12~28の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル、特に好ましいのは炭素数12~22の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルである。
rが2以上の場合のはR7同一でも異なっていてもよく、(R7O)r部分はランダム結合でもブロック結合でもよい。
炭素数4~24の直鎖又は分岐アルキル基のうち、粘度指数の観点から好ましいのは、炭素数6~24の直鎖アルキル基であり、更に好ましいのは炭素数6~20の直鎖又は分岐アルキル基、特に好ましいのは炭素数8~16の直鎖又は分岐アルキル基である。
単量体(e)のうち、粘度指数の観点から好ましいのは、炭素数12~36の分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルであり、更に好ましいのは炭素数14~32の分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル、特に好ましいのは炭素数16~28の分岐アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルである。
窒素原子含有単量体(f)としては、単量体(a)、(b)及び(e)を除く、以下の単量体(f1)~(f4)が挙げられる。
(メタ)アクリルアミド、モノアルキル(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1~4のアルキル基が1つ結合したもの;例えばN-メチル(メタ)アクリルアミド、N-エチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド及びN-n-又はイソブチル(メタ)アクリルアミド等]、N-(N’-モノアルキルアミノアルキル)(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1~4のアルキル基が1つ結合したアミノアルキル基(炭素数2~6)を有するもの;例えばN-(N’-メチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N-(N’-エチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N-(N’-イソプロピルアミノ-n-ブチル)(メタ)アクリルアミド及びN-(N’-n-又はイソブチルアミノ-n-ブチル)(メタ)アクリルアミド等]、ジアルキル(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1~4のアルキル基が2つ結合したもの;例えばN,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド及びN,N-ジ-n-ブチル(メタ)アクリルアミド等]、N-(N’,N’-ジアルキルアミノアルキル)(メタ)アクリルアミド[アミノアルキル基の窒素原子に炭素数1~4のアルキル基が2つ結合したアミノアルキル基(炭素数2~6)を有するもの;例えばN-(N’,N’-ジメチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N-(N’,N’-ジエチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N-(N’,N’-ジメチルアミノプロピル)(メタ)アクリルアミド及びN-(N’,N’-ジ-n-ブチルアミノブチル)(メタ)アクリルアミド等];N-ビニルカルボン酸アミド[N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニル-n-又はイソプロピオン酸アミド及びN-ビニルヒドロキシアセトアミド等]等が挙げられる。
4-ニトロスチレン等が挙げられる。
1級アミノ基含有単量体{炭素数3~6のアルケニルアミン[(メタ)アリルアミン及びクロチルアミン等]、アミノアルキル(炭素数2~6)(メタ)アクリレート[アミノエチル(メタ)アクリレート等]};2級アミノ基含有単量体{モノアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート[窒素原子に炭素数1~6のアルキル基が1つ結合したアミノアルキル基(炭素数2~6)を有するもの;例えばN-t-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN-メチルアミノエチル(メタ)アクリレート等]、炭素数6~12のジアルケニルアミン[ジ(メタ)アリルアミン等]};3級アミノ基含有単量体{ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート[窒素原子に炭素数1~6のアルキル基が2つ結合したアミノアルキル基(炭素数2~6)を有するもの;例えばN,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びN,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等]、窒素原子を有する脂環式(メタ)アクリレート[モルホリノエチル(メタ)アクリレート等]、芳香族系単量体[N-(N’,N’-ジフェニルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノスチレン、4-ビニルピリジン、2-ビニルピリジン、N-ビニルピロール、N-ビニルピロリドン及びN-ビニルチオピロリドン等]}、及びこれらの塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩又は低級アルキル(炭素数1~8)モノカルボン酸(酢酸及びプロピオン酸等)塩等が挙げられる。
(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。
水酸基含有芳香族単量体(p-ヒドロキシスチレン等)、ヒドロキシアルキル(炭素数2~6)(メタ)アクリレート[2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、及び2-又は3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等]、モノ-又はビス-ヒドロキシアルキル(炭素数1~4)置換(メタ)アクリルアミド[N,N-ビス(ヒドロキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N,N-ビス(ヒドロキシプロピル)(メタ)アクリルアミド、N,N-ビス(2-ヒドロキシブチル)(メタ)アクリルアミド等]、ビニルアルコール、炭素数3~12のアルケノール[(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1-オクテノール及び1-ウンデセノール等]、炭素数4~12のアルケンモノオール又はアルケンジオール[1-ブテン-3-オール、2-ブテン-1-オール及び2-ブテン-1,4-ジオール等]、ヒドロキシアルキル(炭素数1~6)アルケニル(炭素数3~10)エーテル(2-ヒドロキシエチルプロペニルエーテル等)、多価(3~8価)アルコール(グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ジグリセリン、糖類及び蔗糖等)のアルケニル(炭素数3~10)エーテル又は(メタ)アクリレート[蔗糖(メタ)アリルエーテル等]等;
ポリオキシアルキレングリコール(アルキレン基の炭素数2~4、重合度2~50)、ポリオキシアルキレンポリオール[上記3~8価のアルコールのポリオキシアルキレンエーテル(アルキレン基の炭素数2~4、重合度2~100)]、ポリオキシアルキレングリコール又はポリオキシアルキレンポリオールのアルキル(炭素数1~4)エーテルのモノ(メタ)アクリレート[ポリエチレングリコール(Mn:100~300)モノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(Mn:130~500)モノ(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(Mn:110~310)(メタ)アクリレート、ラウリルアルコールエチレンオキサイド付加物(2~30モル)(メタ)アクリレート及びモノ(メタ)アクリル酸ポリオキシエチレン(Mn:150~230)ソルビタン等]等;が挙げられる。
(メタ)アクリロイロキシアルキル(炭素数2~4)リン酸エステル[(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート及び(メタ)アクリロイロキシイソプロピルホスフェート]及びリン酸アルケニルエステル[リン酸ビニル、リン酸アリル、リン酸プロペニル、リン酸イソプロペニル、リン酸ブテニル、リン酸ペンテニル、リン酸オクテニル、リン酸デセニル及びリン酸ドデセニル等]等が挙げられる。なお、「(メタ)アクリロイロキシ」は、アクリロイロキシ又はメタクリロイロキシを意味する。
(メタ)アクリロイロキシアルキル(炭素数2~4)ホスホン酸[(メタ)アクリロイロキシエチルホスホン酸等]及びアルケニル(炭素数2~12)ホスホン酸[ビニルホスホン酸、アリルホスホン酸及びオクテニルホスホン酸等]等が挙げられる。
炭素数2~20のアルケン(エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン及びオクタデセン等)等が挙げられる。
シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン及びピネン等が挙げられる。
スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4-ジメチルスチレン、4-エチルスチレン、4-イソプロピルスチレン、4-ブチルスチレン、4-フェニルスチレン、4-シクロヘキシルスチレン、4-ベンジルスチレン、4-クロチルベンゼン、インデン及び2-ビニルナフタレン等が挙げられる。
炭素数2~12の飽和脂肪酸のビニルエステル(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル及びオクタン酸ビニル等)、炭素数1~12のアルキル、アリール又はアルコキシアルキルビニルエーテル(メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ビニル-2-メトキシエチルエーテル及びビニル-2-ブトキシエチルエーテル等)及び炭素数1~8のアルキル又はアリールビニルケトン(メチルビニルケトン、エチルビニルケトン及びフェニルビニルケトン等)等が挙げられる。
グリシジル(メタ)アクリレート及びグリシジル(メタ)アリルエーテル等が挙げられる。
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、塩化(メタ)アリル及びハロゲン化スチレン(ジクロロスチレン等)等が挙げられる。
不飽和ポリカルボン酸のアルキル、シクロアルキル又はアラルキルエステル[不飽和ジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸及びイタコン酸等)の炭素数1~8のアルキルジエステル(ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルマレエート及びジオクチルマレエート)]等が挙げられる。
(A)を構成する(b)の割合は、実効温度域でのHTHS粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは1~80重量%であり、更に好ましくは5~60重量%、特に好ましくは10~35重量%、最も好ましいのは10~30重量%である。
(A)を構成する(a)と(b)との合計の割合は、実効温度域でのHTHS粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは10重量%以上であり、更に好ましくは15~90重量%、特に好ましくは20~80重量%、最も好ましいのは20~50重量%である。
(A)を構成する(c)の割合は、実効温度域でのHTHS粘度観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは1~80重量%であり、更に好ましくは20~70重量%、特に好ましくは30~65重量%である。
(A)を構成する(d)の割合は、実効温度域でのHTHS粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは1~40重量%であり、更に好ましくは1~35重量%、特に好ましくは2~30重量%である。
(A)を構成する(e)の割合は、実効温度域でのHTHS粘度及び低温粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは0~40重量%であり、更に好ましくは1~30重量%、特に好ましくは1~25重量%である。
(A)を構成する(f)~(h)それぞれの割合は、実効温度域でのHTHS粘度及び低温粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは0~15重量%であり、更に好ましくは1~12重量%、特に好ましくは2~10重量%である。
(A)を構成する(i)の割合は、実効温度域でのHTHS粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは0.01~200ppmであり、更に好ましくは0.05~50ppm、特に好ましくは0.1~20ppmである。
(A)を構成する(j)~(p)それぞれの割合は、粘度指数及び低温粘度の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは0~10重量%であり、更に好ましくは1~7重量%、特に好ましくは2~5重量%である。
(A)のSP値が、上記範囲外であると、(A)が基油に充分に溶解しなかったり、例え(A)が基油に充分に溶解したとしてもHTHS粘度と粘度指数が低かったりするという問題がある。
なお、(A)及び後述する基油のSP値は、Fedors法(Polymer Engineering and Science,February,1974,Vol.14、No.2 P.147~154)に記載の方法で算出される値である。
(A)のSP値は、(A)を構成する単量体それぞれのSP値を前記の方法で算出し、それぞれの単量体のSP値を、構成単量体単位のモル分率に基づいて平均した値である。
(A)のSP値は、使用する単量体のSP値、モル分率を適宜調整することにより調整することができる。
溶剤としては、トルエン、キシレン、炭素数9~10のアルキルベンゼン、メチルエチルケトン及び鉱物油等が挙げられる。
重合触媒としては、アゾ系触媒(2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)及び2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)等)、過酸化物系触媒(ベンゾイルパーオキサイド、クミルパーオキサイド及びラウリルパーオキサイド等)及びレドックス系触媒(ベンゾイルパーオキサイドと3級アミンの混合物等)が挙げられる。更に必要により、公知の連鎖移動剤(炭素数2~20のアルキルメルカプタン等)を使用することもできる。
重合温度は、工業化の観点から好ましくは25~140℃であり、更に好ましくは50~120℃である。また、上記の溶液重合の他に、塊状重合、乳化重合又は懸濁重合により(A)を得ることができる。
(A)が共重合体である場合の重合形態としては、ランダム付加重合体又は交互共重合体のいずれでもよく、また、グラフト共重合体又はブロック共重合体のいずれでもよい。
(B)としては、(A)以外のアルキル(メタ)アクリル酸エステル(共)重合体であれば特に限定しないが、炭素数1~18の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(共)重合体等が挙げられる。
(B)の具体例としては、メタクリル酸n-オクタデシル/メタクリル酸n-ドデシル(モル比10~30/90~70)共重合体、メタクリル酸n-テトラデシル/メタクリル酸n-ドデシル(モル比10~30/90~70)共重合体、メタクリル酸n-ヘキサデシル/メタクリル酸n-ドデシル/メタクリル酸メチル(モル比20~40/55~75/0~10)共重合体及びアクリル酸n-ドデシル/メタクリル酸n-ドデシル(モル比10~40/90~60)共重合体等が挙げられ、これらは単独でも2種以上を併用してもよい。
基油のSP値は、より好ましくは7.9~9.0(cal/cm3)1/2、更に好ましくは8.0~8.5(cal/cm3)1/2、特に好ましくは8.0~8.3(cal/cm3)1/2であり、最も好ましくは8.3(cal/cm3)1/2である。
基油のSP値は、エステル油の種類と配合量により調整することができる。
基油の粘度指数(JIS-K2283で測定したもの)は、実効温度域でのHTHS粘度の観点から好ましくは100以上であり、更に好ましくは110以上である。
エンジン油として使用される場合には、100℃の動粘度が4~10mm2/sの基油に、(A)を2~10重量%含有しているものが好ましい。
ギヤ油として使用される場合には、100℃の動粘度が2~10mm2/sの基油に、(A)を3~30重量%含有しているものが好ましい。
自動変速機油(ATF及びbelt-CVTF等)として使用される場合には、100℃の動粘度が2~6mm2/sの基油に、(A)を3~25重量%含有しているものが好ましい。
トラクション油として使用される場合には、100℃の動粘度が1~5mm2/sの基油に、(A)を0.5~10重量%含有しているものが好ましい。
(1)清浄剤:
塩基性、過塩基性又は中性の金属塩[スルフォネート(石油スルフォネート、アルキルベンゼンスルフォネート及びアルキルナフタレンスルフォネート等)の過塩基性又はアルカリ土類金属塩等]、サリシレート類、フェネート類、ナフテネート類、カーボネート類、フォスフォネート類及びこれらの混合物;
(2)分散剤:
コハク酸イミド類(ビス-又はモノ-ポリブテニルコハク酸イミド類)、マンニッヒ縮合物及びボレート類等;
(3)酸化防止剤:
ヒンダードフェノール類及び芳香族2級アミン類等;
(4)油性向上剤:
長鎖脂肪酸及びそれらのエステル(オレイン酸及びオレイン酸エステル等)、長鎖アミン及びそれらのアミド(オレイルアミン及びオレイルアミド等)等;
(5)摩擦摩耗調整剤:
モリブデン系及び亜鉛系化合物(モリブデンジチオフォスフェート、モリブデンジチオカーバメート及びジンクジアルキルジチオフォスフェート等)等;
(6)極圧剤:
硫黄系化合物(モノ又はジスルフィド、スルフォキシド及び硫黄フォスファイド化合物)、フォスファイド化合物及び塩素系化合物(塩素化パラフィン等)等;
(7)消泡剤:
シリコン油、金属石けん、脂肪酸エステル及びフォスフェート化合物等;
(8)抗乳化剤:
4級アンモニウム塩(テトラアルキルアンモニウム塩等)、硫酸化油及びフォスフェート(ポリオキシエチレン含有非イオン性界面活性剤のフォスフェート等)等;
(9)腐食防止剤:
窒素原子含有化合物(ベンゾトリアゾール及び1,3,4-チオジアゾリル-2,5-ビスジアルキルジチオカーバメート等)等。
なお、各添加剤をコンポーネント添加剤といい、コンポーネント添加剤を2種以上混合したものをパッケージ添加剤ということもある。
温度調節装置、バキューム撹拌翼、窒素流入口及び流出口を備えた反応容器に、末端不飽和基含有ポリブテン(商品名;「日油ポリブテン10N」、日油(株)製、Mn:1,000]280重量部、テトラヒドロフラン-ボロン・テトラヒドロフラン1mol/L溶液[和光純薬工業(株)製]400重量部、テトラヒドロフラン400重量部を投入し、25℃で4時間ヒドロホウ素化を行った。次いで水50重量部、3N-NaOH水溶液50容量部、30重量%過酸化水素50容量部を投入して酸化した。分液ロートにて上澄み液を回収し、50℃に昇温後、同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)テトラヒドロフランを2時間かけて除去し、水酸基含有重合体(Y2-1)を得た。(Y2-1)の合計構成単位数に基づく、イソブチレン及び1,2-ブチレンの合計は100モル%であり、(Y2-1)の結晶化温度は-60℃以下であった。
温度調節装置及び撹拌機を備えたSUS製耐圧反応容器に、末端不飽和基含有ポリブテン(商品名;「日油ポリブテン200N」、日油(株)製、Mn:2,650]530重量部及び無水マレイン酸[和光純薬工業(株)製]25重量部を投入し、撹拌下220℃に昇温後、同温度で4時間エン反応を行った。次いで25℃まで冷却し、2-アミノエタノール20重量部を投入して、撹拌下130℃に昇温後、同温度で4時間イミド化反応を行った。120~130℃で減圧下(0.027~0.040MPa)未反応の無水マレイン酸及び2-アミノアルコールを2時間かけて除去し、水酸基含有重合体(Y3-1)を得た。(Y3-1)の合計構成単位数に基づく、イソブチレン及び1,2-ブチレンの合計は100モル%であり、(Y3-1)の結晶化温度は-60℃以下であった。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、基油A(SP値:8.3(cal/cm3)1/2、100℃の動粘度:4.2mm2/s、粘度指数:128)400重量部、表2に記載の単量体配合物100重量部、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.5重量部及び2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)0.2重量部を投入し、窒素置換(気相酸素濃度100ppm)を行った後、密閉下、撹拌しながら76℃に昇温し、同温度で4時間重合反応を行った。120~130℃に昇温後、同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)未反応の単量体を2時間かけて除去し、共重合体(A1)~(A14)及び基油を含有する粘度指数向上剤(R1)~(R8)、(S1)~(S6)を得た。得られた共重合体(A1)~(A14)のSP値を上記の方法で計算し、Mwを上記の方法で測定した。また、共重合体の基油溶解性を以下の方法で評価した。結果を表2に示す。
粘度指数向上剤(R1)~(R8)、(S1)~(S6)の外観を目視で観察し、以下の評価基準で基油溶解性を評価した。
[評価基準]
○:外観が均一であり、共重合体の不溶解物がない
×:外観が不均一であり、共重合体の不溶解物が認められる
(Y1-1):水素化ポリブタジエンの片末端水酸基含有重合体(商品名;KrasolHLBH-5000M、Cray Valley製、1,2-ブチレン比率;65モル%、水酸基価;10.4mgKOH/g)[(Y1-1)の合計構成単位数に基づく、イソブチレン及び1,2-ブチレンの合計は65モル%、(Y1-1)の結晶化温度-60℃以下]
(Y2-1):製造例1の片末端不飽和基含有ポリブテンのヒドロホウ素化物
(Y3-1):製造例2の片末端不飽和基含有ポリブテンの無水マレイン酸-エン-アミノアルコール付加物
(a1-1):(Y1-1)のメタクリル酸エステル化物[Mn:5,000]
(a1-2):(Y2-1)のメタクリル酸エステル化物[Mn:1,100]
(a1-3):(Y3-1)のメタクリル酸エステル化物[Mn:3,000]
(b-1):エトキシエチルメタクリレート
(b-2):ブトキシエチルメタクリレート
(c-1):メタクリル酸メチル
(c-2):メタクリル酸ブチル
(d-1):メタクリル酸n-ドデシル
(d-2):メタクリル酸n-テトラデシル
(d-3):メタクリル酸n-ヘキサデシル
(e-1):メタクリル酸2-n-デシルテトラデシル
(e-2):メタクリル酸2-n-ドデシルヘキサデシル
(f-1):N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート
(g-1):2-ヒドロキシエチルメタクリレート
(h-1):メタクリロイロキシエチルホスフェート
撹拌装置を備えたステンレス製容器に、基油A(SP値:8.3(cal/cm3)1/2、100℃の動粘度:4.2mm2/s、粘度指数:128)90部とパッケージ添加剤(Infineum P5741)10部を投入し、得られる潤滑油組成物の150℃のHTHS粘度が2.60±0.05(mm2/s)になるように、それぞれ粘度指数向上剤(R1)~(R8)、(S1)~(S6)を添加し、潤滑油組成物(V1)~(V8)、(W1)~(W6)を得た。
潤滑油組成物(V1)~(V8)、(W1)~(W6)の剪断安定性、HTHS粘度(100℃)、HTHS粘度(80℃)、粘度指数及び低温粘度(-40℃)を以下の方法で測定した。結果を表3に示す。
なお、(S2)を添加した比較例8については、目的のHTHS粘度に達するまで(S2)を添加できなかった((S2)が充分に溶解しなかった)ため、剪断安定性、HTHS粘度(100℃)、HTHS粘度(80℃)、粘度指数及び低温粘度(-40℃)を測定できなかった。
撹拌装置を備えたステンレス製容器に、基油A(SP値:8.3(cal/cm3)1/2、100℃の動粘度:4.2mm2/s、粘度指数:128)90部とパッケージ添加剤(Infineum P5741)10部を投入し、得られる潤滑油組成物の150℃のHTHS粘度が2.30±0.05(mm2/s)になるように、それぞれ粘度指数向上剤(R1)~(R8)、(S1)~(S6)を添加し、潤滑油組成物(V9)~(V16)、(W7)~(W12)を得た。
潤滑油組成物(V9)~(V16)、(W7)~(W12)の剪断安定性、HTHS粘度(100℃)、HTHS粘度(80℃)、粘度指数、及び低温粘度(-40℃)を以下の方法で測定した。結果を表4に示す。
なお、(S2)を添加した比較例14については、目的のHTHS粘度に達するまで(S2)を添加できなかった((S2)が充分に溶解しなかった)ため、剪断安定性、HTHS粘度(100℃)、HTHS粘度(80℃)、粘度指数及び低温粘度(-40℃)を測定できなかった。
ASTM D 6278の方法で測定し、ASTM D 6022の方法で計算した。
ASTM D 5481の方法により、80℃と100℃で測定した。
ASTM D 445の方法で40℃と100℃の動粘度を測定し、ASTM D 2270の方法で計算した。
JPI-5S-42-2004の方法で-40℃での粘度を測定した。
Claims (14)
- ポリオレフィン系単量体を必須構成単量体とする(共)重合体(A)と基油とを含有してなる粘度指数向上剤において、(A)と基油との溶解パラメータの差の絶対値が0.8~2.0(cal/cm3)1/2であることを特徴とする粘度指数向上剤。
- 前記基油の溶解パラメータが7.8~9.5(cal/cm3)1/2である請求項1に記載の粘度指数向上剤。
- 一般式(1)におけるイソブチレン及び/又は1,2-ブチレンを必須構成単位とする炭化水素重合体が、合計構成単位数に基づき、イソブチレンと1,2-ブチレンとの合計が30モル%以上である重合体である請求項3に記載の粘度指数向上剤。
- (A)が、構成単量体として(A)の重量に基づいて(a)を1~50重量%、(b)を1~80重量%、及び(a)と(b)の合計を10重量%以上含有してなる共重合体である請求項5に記載の粘度指数向上剤。
- (A)が、(A)の構成単量体として更に炭素数1~4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(c)及び/又は炭素数12~36の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステル(d)を含有してなる共重合体である請求項4又は6に記載の粘度指数向上剤。
- (A)が、構成単量体として(A)の重量に基づいて(a)を5~40重量%、(b)を5~60重量%、(c)を1~80重量%、(d)を1~40重量%及び(e)を1~30重量%含有する共重合体である請求項8に記載の粘度指数向上剤。
- (A)が、更に窒素原子含有単量体(f)、水酸基含有単量体(g)、及びリン原子含有単量体(h)からなる群から選ばれる1種以上を構成単量体とする共重合体である請求項3~9のいずれかに記載の粘度指数向上剤。
- (A)の重量平均分子量が5,000~2,000,000である請求項1~10のいずれかに記載の粘度指数向上剤。
- 更に、(A)以外の(共)重合体(B)を、(A)の重量に基づいて0.01~30重量%含有してなる請求項1~11のいずれかに記載の粘度指数向上剤。
- 前記基油の100℃における動粘度が1~15mm2/sであり、かつ、前記基油の粘度指数が100以上である請求項1~12のいずれかに記載の粘度指数向上剤。
- 請求項1~13のいずれかに記載の粘度指数向上剤、並びに、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、摩擦摩耗調整剤、極圧剤、消泡剤、抗乳化剤及び腐食防止剤からなる群から選ばれる1種以上の添加剤を含有してなる潤滑油組成物。
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