WO2022209449A1 - 重合体組成物、潤滑油用添加剤組成物、及び潤滑油組成物 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a polymer composition, a lubricating oil additive composition, and a lubricating oil composition. More specifically, the present invention relates to a polymer composition, a lubricating oil additive composition containing the polymer composition, and a lubricating oil composition containing the polymer composition.
- lubricating oil compositions used as drive system oils such as automatic transmission oils (ATF), continuously variable transmission oils (CVTF), shock absorber oils (SAF), internal combustion engine oils, hydraulic fluids, etc.
- ATF automatic transmission oils
- CVTF continuously variable transmission oils
- SAF shock absorber oils
- internal combustion engine oils hydraulic fluids, etc.
- Various properties are required depending on the application.
- fuel efficiency of automobiles in addition to the improvement of automobiles themselves, such as weight reduction of automobiles and improvement of engines, the suppression of friction loss in drive system equipment, etc., and the suppression of stirring loss and friction loss in internal combustion engines, etc. From this point of view, it is also important to reduce the viscosity of the lubricating oil composition.
- the higher the temperature the lower the viscosity of the liquid. Therefore, when the viscosity of the lubricating oil composition is lowered, the boundary lubrication region tends to increase in the high temperature range. As a result, problems such as increased wear are more likely to occur. Therefore, when reducing the viscosity of the lubricating oil composition, it is required that the viscosity does not decrease to the extent that the above problems occur in the high temperature range. In other words, lubricating oil compositions are required to have a high viscosity index.
- Viscosity index improvers are widely used as additives for imparting a high viscosity index to lubricating oil compositions.
- US Pat. No. 6,200,000 discloses comb polymers based on alkyl (meth)acrylates as viscosity index improvers.
- the present invention can impart a high viscosity index to a lubricating oil composition, and can reduce the HTHS viscosity at 80°C, which is the effective temperature range, while guaranteeing the viscosity required as the HTHS viscosity at 150°C. , to provide a polymer composition.
- Another object of the present invention is to provide a lubricating oil additive containing the polymer composition and a lubricating oil composition containing the polymer composition.
- [1] Containing a comb-shaped polymer (X) containing the following structural units (a) to (c) and a heteroatom-containing base oil (Y), Structural unit (a): a structural unit derived from a short-chain alkyl (meth)acrylate (A) having a short-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms Structural unit (b): a long chain having 6 to 32 carbon atoms A structural unit derived from a long-chain alkyl (meth)acrylate (B) having a chain alkyl group, a structural unit (c): a structural unit derived from a macromonomer (C).
- Structural unit (a) a structural unit derived from a short-chain alkyl (meth)acrylate (A) having a short-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
- Structural unit (b) a long chain having 6 to 32 carbon atoms
- the polymer composition Based on all structural units of the polymer (X), it is 70% by mass or more, The polymer composition, wherein the heteroatom-containing base oil (Y) has a kinematic viscosity at 40° C. of 25 mm 2 /s or less.
- a lubricating oil additive composition containing the polymer composition according to [1] above.
- a lubricating oil composition comprising the polymer composition described in [1] above or the additive composition for lubricating oil described in [2] above, and a lubricating base oil (Z).
- a method for producing the polymer composition according to [1] above A short-chain alkyl (meth)acrylate (A) having a short-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a long-chain alkyl (meth)acrylate (B) having a long-chain alkyl group having 6 to 32 carbon atoms, a step (S1) of polymerizing a macromonomer (C) to produce a comb-shaped polymer (X); a step (S2) of dissolving the comb polymer (X) in the heteroatom-containing base oil (Y),
- the blending amount of the short-chain alkyl (meth)acrylate (A) is such that the short-chain alkyl (meth)acrylate (A), the long-chain alkyl (meth)acrylate (B), and the macro Based on the total amount of the monomer (C), it is 70% by mass or more,
- the present invention it is possible to impart a high viscosity index to a lubricating oil composition, and reduce the HTHS viscosity at 80°C, which is the effective temperature range, while ensuring the required viscosity as the HTHS viscosity at 150°C. It is possible to provide a polymer composition.
- (meth)acrylate means acrylate or methacrylate, and other similar terms have the same meaning.
- the polymer composition of this embodiment contains a comb-shaped polymer (X) containing the following structural units (a) to (c), and a heteroatom-containing base oil (Y).
- Structural unit (a) a structural unit derived from a short-chain alkyl (meth)acrylate (A) having a short-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
- Structural unit (b) a long chain having 6 to 32 carbon atoms
- Structural unit (c) Structural unit derived from macromonomer (C) It is 70% by mass or more based on all structural units of the polymer (X).
- the heteroatom-containing base oil (Y) has a kinematic viscosity of 25 mm 2 /s or less at 40°C.
- the present inventors have made intensive studies to solve the above problems. As a result, the inventors have found that the polymer composition having the above constitution can solve the above problems. Although the reason why the polymer composition having the above configuration can solve the above problems is not clear, it is presumed, for example, for the following reasons.
- the comb polymer (X) is composed only of the structural unit (a) derived from the monomer (A), the structural unit (b) derived from the monomer (B), and the structural unit (c) derived from the monomer (C).
- other structural units other than the structural units (a), (b), and (c) may be included within a range that does not impair the effects of the present invention.
- the total content of the structural units (a), (b), and (c) in the comb polymer (X) is preferably 70 mol % to 70 mol % based on the total structural units of the comb polymer (X). 100 mol %, more preferably 80 mol % to 100 mol %, still more preferably 90 mol % to 100 mol %.
- the monomers (A) to (C) will be described in detail below.
- the monomer (A) used in this embodiment is a short-chain alkyl (meth)acrylate having a short-chain alkyl group with 1 to 5 carbon atoms.
- Easy comb polymer (X) can be prepared.
- monomer (A) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Therefore, the comb-shaped polymer (X) may contain one type of structural unit (a) derived from the monomer (A), or may contain two or more types.
- the monomer (A) preferably contains a monomer (A1) represented by the following general formula (a-1) from the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention. That is, the structural unit (a) preferably contains a structural unit (a1) derived from the monomer (A1).
- R a1 is a hydrogen atom or a methyl group.
- Monomers in which R a1 is a substituent other than a hydrogen atom and a methyl group are difficult to obtain, and their low reactivity makes it difficult to polymerize them.
- R a1 is preferably a methyl group.
- R a3 represents a short-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. If the number of carbon atoms in the short-chain alkyl group is 6 or more, the effects of the present invention are difficult to achieve.
- Short-chain alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms that can be selected as R a3 include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, and the like. is mentioned.
- the number of carbon atoms in the short-chain alkyl group that can be selected as R a3 is preferably 2 or more and 4 or less, more preferably 3 or more and 4 or less, and still more preferably 4.
- X a1 represents a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, —O—, or —NH—.
- R a2 is a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
- ma1 is an integer of 0-20.
- multiple (R a2 O) ma1 moieties may be the same or different.
- Examples of preferred compounds as the monomer (A1) include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and isobutyl (meth) acrylate. , tert-butyl (meth)acrylate, etc. Among these, n-butyl (meth)acrylate is preferred.
- the structural unit (a1) derived from the monomer (A1) may contain one type alone or may contain two or more types.
- the content of the structural unit (a1) is preferably 50 mol% to 100 mol%, more preferably 60 mol% to 100 mol%, and still more preferably, based on all structural units of the structural unit (a). is 70 mol % to 100 mol %, more preferably 80 mol % to 100 mol %, still more preferably 90 mol % to 100 mol %.
- the monomer (B) used in this embodiment is a long-chain alkyl (meth)acrylate having a long-chain alkyl group with 6 to 32 carbon atoms.
- the structural unit (b) derived from the monomer (B) mainly functions to exhibit oil solubility in the comb polymer (X).
- monomer (B) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Therefore, the comb-shaped polymer (X) may contain one type of structural unit (b) derived from the monomer (B), or may contain two or more types.
- the monomer (B) preferably contains a monomer (B1) represented by the following general formula (b-1) from the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention. That is, the structural unit (b) preferably contains a structural unit (b1) derived from the monomer (B1).
- R b1 is a hydrogen atom or a methyl group.
- Monomers in which R b1 is a substituent other than a hydrogen atom and a methyl group are difficult to obtain, and their low reactivity makes it difficult to polymerize them.
- R b1 is preferably a methyl group.
- R b3 represents a long-chain alkyl group having 6 to 32 carbon atoms.
- the number of carbon atoms in the long-chain alkyl group is less than 6 or more than 32, oil-solubility is hardly exhibited.
- Examples of long-chain alkyl groups having 6 to 32 carbon atoms that can be selected as R b3 include decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, Linear or branched alkyl groups such as nonadecyl group, eicosyl group, tetracosyl group and 2-decyltetradecyl group can be mentioned.
- R b3 is a branched long-chain alkyl group
- the long-chain alkyl group preferably has 8 to 32 carbon atoms.
- the number of carbon atoms in the long-chain alkyl group is preferably 10 or more and 20 or less, more preferably 10 or more and 16 or less, from the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention.
- X b1 represents a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, —O—, or —NH—. From the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention, X b1 is preferably —O—.
- Rb2 is a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
- mb1 is an integer of 0-20.
- mb1 is 2 or more, multiple (R b2 O) mb1 moieties may be the same or different.
- Examples of preferred compounds as the monomer (B1) include n-decyl (meth)acrylate, n-undecyl (meth)acrylate, n-dodecyl (meth)acrylate, n-tridecyl (meth)acrylate, n-tetradecyl (meth)acrylate. , n-pentadecyl (meth) acrylate, n-hexadecyl (meth) acrylate, etc.
- n-dodecyl (meth) acrylate, n-tridecyl (meth) acrylate are preferred, n-dodecyl (meth) acrylate and n-tridecyl (meth)acrylate are more preferably used in combination.
- the structural unit (b1) derived from the monomer (B1) may contain one type alone or may contain two or more types.
- the content of the structural unit (b1) is preferably 50 mol% to 100 mol%, more preferably 60 mol% to 100 mol%, still more preferably based on the total structural units of the structural unit (b). is 70 mol % to 100 mol %, more preferably 80 mol % to 100 mol %, still more preferably 90 mol % to 100 mol %.
- a "comb-shaped polymer” has a structure in which a main chain has a plurality of trident branching points from which high-molecular-weight side chains exit.
- the monomer (C) used in this embodiment is a macromonomer essential for forming the structure of the comb polymer. That is, the high-molecular-weight side chains of the monomer (C) become the high-molecular-weight side chains of the comb-shaped polymer (X), forming a characteristic structure of the comb-shaped polymer.
- monomer (C) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Therefore, the comb-shaped polymer (X) may contain one type of structural unit (c) derived from the monomer (C), or may contain two or more types.
- the number average molecular weight (Mn) of the monomer (C) is preferably 500 or more, more preferably 1,000 or more, still more preferably 1,500 or more, from the viewpoint of base oil solubility, viscosity index, and shear stability. ,000 or more, preferably 50,000 or less, more preferably 20,000 or less, and even more preferably 10,000 or less.
- the monomer (C) preferably contains a monomer (C1) represented by the following general formula (c-1) from the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention. That is, the structural unit (c) preferably contains a structural unit (c1) derived from the monomer (C1).
- R c1 is a hydrogen atom or a methyl group.
- Monomers in which R c1 is a substituent other than a hydrogen atom and a methyl group are difficult to obtain, and their low reactivity makes it difficult to polymerize them. From the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention, R c1 is preferably a methyl group.
- R c3 corresponds to a high-molecular-weight side chain of the comb-shaped polymer (X) and is a polymer containing repeating units of alkylene groups.
- the alkylene group may be linear or branched, but from the viewpoint of suppressing crystallization at low temperatures and preventing thickening when used as a viscosity index improver, the branched chain preferably in the form of
- the branched hydrocarbon group preferably contains a branched alkylene group as a repeating unit, and more preferably contains both a branched alkylene group and a linear alkylene group as repeating units.
- Branched alkylene groups include 1,2-propylene, 1,2-butylene, 1,3-butylene, 2,3-butylene and 1,2-hexylene groups.
- Linear alkylene groups include ethylene, 1,3-propylene group, 1,4-butylene group, 1,5-pentylene group, 1,6-hexylene group and the like.
- polymers having repeating units that are 1,2-butylene groups and/or 1,4-butylene groups are more preferable.
- the number of carbon atoms in the hydrocarbon group of R c3 is preferably 35 or more, more preferably 50 or more, still more preferably 70 or more, still more preferably 100 or more, preferably 3500 or less, more preferably 1500 or less, 700 or less is more preferable.
- X c1 represents a single bond, a linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, —O—, or —NH—. From the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention, X c1 is preferably —O—.
- R c2 is a linear or branched alkylene group having 2 to 4 carbon atoms
- constituent units derived from the macromonomer (C) contained in the comb-shaped polymer (A) may be of one type alone, or may be of two or more types.
- the content of the structural unit (c1) is preferably 50 mol% to 100 mol%, more preferably 60 mol% to 100 mol%, and still more preferably based on the total structural units of the structural unit (c). is 70 mol % to 100 mol %, more preferably 80 mol % to 100 mol %, still more preferably 90 mol % to 100 mol %.
- the content (% by mass) of the structural unit (a) derived from the monomer (A) is required to be 70% by mass or more based on the total structural units of the comb polymer (X). If the content of the structural unit (a) is less than 70% by mass, it becomes difficult to reduce the HTHS viscosity in the effective temperature range (80°C). From the viewpoint of easily reducing the HTHS viscosity in the effective temperature range (80° C.), the content of the structural unit (a) is preferably 72% by mass or more, based on the total structural units of the comb polymer (X). More preferably 75% by mass or more, still more preferably 80.0% by mass or more.
- the content is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less.
- the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 72% by mass to 90% by mass, more preferably 75% by mass to 90% by mass, and still more preferably 80% by mass to 85% by mass.
- the content (mol%) of the structural unit (a) derived from the monomer (A) is the comb polymer (X) from the viewpoint of making it easier to reduce the HTHS viscosity in the effective temperature range (80°C).
- the comb polymer (X) Based on all structural units of, preferably 90.0 mol% or more, more preferably 91.0 mol% or more, still more preferably 92.0 mol% or more, even more preferably 93.0 mol or more, still more preferably It is 94.0 mol % or more, more preferably 95 mol % or more.
- the viscosity index it is preferably 97.0 mol % or less, more preferably 96.0 mol % or less.
- the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, preferably 90.0 mol% to 97.0 mol%, more preferably 91.0 mol% to 97.0 mol%, still more preferably 92.0 mol% to 97.0 mol%, more It is more preferably 93.0 mol % to 96.0 mol %, still more preferably 94.0 mol % to 96.0 mol %, still more preferably 95.0 mol % to 96.0 mol %.
- the content ratio of each structural unit in the comb-shaped polymer (X) usually corresponds to the ratio (feed ratio) of each monomer constituting the comb-shaped polymer (X).
- the content (% by mass) of the structural unit (b) derived from the monomer (B) is preferably 3 mass based on all structural units of the comb polymer (X) from the viewpoint of ensuring oil solubility.
- % or more more preferably 4% by mass or more, and still more preferably 5% by mass or more.
- it is preferably 12% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 9% by mass or less.
- the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 3% by mass to 12% by mass, more preferably 4% by mass to 10% by mass, and still more preferably 5% by mass to 9% by mass.
- the content (mol %) of the structural unit (b) derived from the monomer (B) is preferably 3.0% based on the total structural units of the comb polymer (X) from the viewpoint of ensuring oil solubility. It is 0 mol % or more, more preferably 3.5 mol % or more, and preferably 7.0 mol % or less, more preferably 6.5 mol % or less, still more preferably 6.0 mol % or less.
- the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, the be.
- the content (% by mass) of the structural unit (c) derived from the monomer (C) is based on the total structural units of the comb polymer (X) from the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention.
- it is preferably 25% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 15% by mass or less.
- the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 5% to 25% by mass, more preferably 7% to 20% by mass, and still more preferably 10% to 15% by mass.
- the content (mol%) of the structural unit (c) derived from the monomer (C) is based on the total structural units of the comb polymer (X), from the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention.
- the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 0.1 mol % to 2.0 mol %, more preferably 0.2 mol % to 1.0 mol %, still more preferably 0.25 mol % to 0.5 mol %. .
- the comb-shaped polymer (X) contains structural units derived from other monomers, in addition to the structural units (a), (b), and (c), within a range that does not impair the effects of the present invention. good too.
- Such other monomers include functional group-containing monomers other than monomers (A), (B), and (C).
- Such other functional group-containing monomers include, for example, functional group-containing (meth)acrylates other than the monomers (A), (B), and (C).
- Such functional group-containing (meth)acrylates include methoxyethyl (meth)acrylate, methylthiomethyl (meth)acrylate, cyanoethyl (meth)acrylate, 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl A methacrylate etc. are mentioned.
- the comb-shaped polymer (X) contains structural units derived from functional group-containing monomers other than the monomers (A), (B), and (C).
- the comb polymer (X) of the present embodiment preferably has a mass average molecular weight (Mw) of 100,000 or more, more preferably 120,000 or more, and still more preferably 140,000 or more. Also, it is preferably 900,000 or less, more preferably 870,000 or less, and still more preferably 850,000 or less. The upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 100,000 to 900,000, more preferably 120,000 to 870,000, and still more preferably 140,000 to 850,000.
- the comb polymer (X) of the present embodiment has a molecular weight distribution (Mw/Mn) of preferably 3.50 or less, more preferably 3.20 or less, and even more preferably 3.00 or less. Moreover, it is usually 1.01 or more.
- Mw/Mn molecular weight distribution
- the polymerization mode of the comb-shaped polymer (X) of the present embodiment is not particularly limited, and may be block copolymerization, random copolymerization, or block/random copolymerization.
- Heteroatom-containing base oil (Y) contains a heteroatom-containing base oil (Y).
- Y the heteroatom-containing base oil
- the comb-shaped polymer (X) can be adjusted to a state in which its performance is easily exhibited.
- the heteroatom-containing base oil (Y) is a base oil composed of a compound containing a heteroatom in its molecular skeleton.
- heteroatom refers to atoms other than carbon and hydrogen, such as nitrogen, oxygen and sulfur atoms.
- heteroatom-containing base oils (Y) include alcohols, esters, ethers, amides, ketones, thioethers and the like.
- the heteroatom-containing base oil (Y) is preferably one or more selected from the group consisting of esters, ethers, amides, ketones, and thioethers, more preferably esters, from the viewpoint of the effects of the present invention. , ethers, and amides, and more preferably esters from the viewpoint of availability.
- esters examples include various esters such as monoesters, diesters, and polyesters.
- Monoesters include, for example, decyl decanoate and 2-ethylhexyl caprylate.
- diesters include bis(2-ethylhexyl) sebacate, bis(2-ethylhexyl) adipate, and dibutyl adipate.
- polyesters include complete esters or partial esters of trivalent or higher polyhydric alcohols such as trimethylolpropane and carboxylic acids such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid and oleic acid. be done.
- the polyester is preferably one or more selected from full esters of trimethylolpropane and partial esters of trimethylolpropane, more preferably full esters of trimethylolpropane and one or more selected from stearic acid and lauric acid. and one or more selected from partial esters of trimethylolpropane and one or more selected from stearic acid and lauric acid, more preferably trimethylolpropane and one or more selected from stearic acid and lauric acid. esters. Among the above esters, one or more selected from the group consisting of bis(2-ethylhexyl) sebacate, bis(2-ethylhexyl) adipate, and trimethylolpropane ester are preferred.
- the ether examples include bis(2-ethylhexyl) ether and polyvinyl ether.
- polyvinyl ether trimers to pentamers of polyvinyl ether are preferable.
- bis(2-ethylhexyl) ether is preferred.
- amide examples include N,N-di(2-ethylhexyl)-2-ethylhexanamide and the like.
- the heteroatom-containing base oil (Y) should have a kinematic viscosity at 40° C. of 25 mm 2 /s or less. If the 40° C. kinematic viscosity exceeds 25 mm 2 /s, the viscosity index of the comb polymer (X) may not be sufficiently improved.
- the 40° C. kinematic viscosity of the heteroatom-containing base oil (Y) is preferably 20 mm 2 /s or less, more preferably 15 mm 2 /s or less, from the viewpoint of making it easier to improve the viscosity index of the comb polymer (X). It is preferably 12 mm 2 /s or less.
- it is preferably 1.5 mm 2 /s or more, more preferably 3.0 mm 2 /s or more, and even more preferably 5.0 mm 2 /s or more.
- the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 1.5 mm 2 /s to 20 mm 2 /s, more preferably 3.0 mm 2 /s to 15 mm 2 /s, still more preferably 5.0 mm 2 /s to 12 mm 2 /s. .
- a short-chain alkyl (meth)acrylate (A) having a short-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a long-chain alkyl group having 6 to 32 carbon atoms are combined.
- the blending amount of the short-chain alkyl (meth)acrylate (A) is such that the short-chain alkyl (meth)acrylate (A), the long-chain alkyl (meth)acrylate (B), and the macro Based on the total amount of the monomer (C), it is 70% by mass or more
- the production method is such that the heteroatom-containing base oil (Y) has a kinematic viscosity at 40° C. of 25 mm 2 /s or less.
- a comb-shaped polymer (X) is produced.
- the comb-shaped polymer (X) comprises a short-chain alkyl (meth)acrylate (A) having a short-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and a long-chain alkyl (meth)acrylate (A) having a long-chain alkyl group having 6 to 32 carbon atoms.
- Acrylate (B) and macromonomer (C) can be obtained, for example, by radical polymerization.
- polymerization method conventionally known methods such as solution polymerization method, emulsion polymerization method, suspension polymerization method, reverse phase suspension polymerization method, thin film polymerization method, and spray polymerization method can be used.
- a solution polymerization method is preferred, and it can be obtained by radically polymerizing the monomer (A), the monomer (B), and the monomer (C) in a solvent.
- the comb-shaped polymer (X) When the comb-shaped polymer (X) is produced by solution polymerization, it can be obtained by radically polymerizing the monomer (A), the monomer (B), and the monomer (C) in a polymerization solvent using a polymerization initiator.
- the blending amount of the monomer (A) is based on the total amount of the monomers (A) to (C) (when the comb-shaped polymer (X) also contains structural units derived from other monomers, the monomers (A) to (C) and other (Based on the total amount of monomers), it must be 70% by mass or more. If the amount of the monomer (A) is less than 70% by mass, the content of the structural unit (a) in the comb polymer (X) cannot be 90 mol% or more.
- the amount of the monomer (A) blended is preferably 72% by mass or more, based on the total amount of the monomers (A) to (C). More preferably 75% by mass or more, still more preferably 80.0% by mass or more.
- the content is preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less.
- the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 72% by mass to 90% by mass, more preferably 75% by mass to 90% by mass, and still more preferably 80% by mass to 85% by mass.
- the blending amount of the monomer (B) is based on the total amount of the monomers (A) to (C) (the comb polymer (X) is derived from another monomer) from the viewpoint of ensuring the oil solubility of the comb polymer (X).
- the total amount of monomers (A) to (C) and other monomers) is preferably 3% by mass or more, more preferably 4% by mass or more, and still more preferably 5% by mass or more. be. Also, it is preferably 12% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 9% by mass or less. The upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 3% by mass to 12% by mass, more preferably 4% by mass to 10% by mass, and still more preferably 5% by mass to 9% by mass.
- the blending amount of the monomer (C) is based on the total amount of the monomers (A) to (C) (the comb-shaped polymer (X) is derived from other monomers) from the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention.
- the total amount of monomers (A) to (C) and other monomers) is preferably 5% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, and still more preferably 10% by mass or more. . Also, it is preferably 25% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 15% by mass or less.
- the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 5% to 25% by mass, more preferably 7% to 20% by mass, and still more preferably 10% to 15% by mass.
- a heteroatom-containing base oil (Y) is preferably used as the polymerization solvent.
- a comb-shaped polymer (X) that more easily exhibits the effects of the present invention can be obtained.
- the content of the structural unit (a) derived from the monomer (A) can be easily increased, the effect of reducing the HTHS viscosity in the effective temperature range (80°C) can be easily obtained.
- the comb-shaped polymer (X) is obtained using a solvent other than the heteroatom-containing base oil (Y), the comb-shaped polymer (X) and the heteroatom-containing base oil (Y ), it has been confirmed that the same effects as in the case of using the heteroatom-containing base oil (Y) as a polymerization solvent can be obtained. Therefore, in this embodiment, a polymerization solvent other than the heteroatom-containing base oil (Y) may be used.
- the polymerization solvent other than the heteroatom-containing base oil (Y) may be a solvent in which the above-mentioned monomers are dissolved, and aromatic hydrocarbon solvents such as mineral oil, toluene, xylene, and alkylbenzene having 9 to 10 carbon atoms; Aliphatic hydrocarbon solvents having 5 to 18 carbon atoms such as pentane, hexane, heptane, cyclohexane and octane can be used.
- polymerization initiator examples include one or more selected from the group consisting of azo initiators, peroxide initiators, redox initiators, and organic halogen compound initiators.
- the polymerization initiator is preferably one or more selected from azo initiators and peroxide initiators, more preferably one or more selected from azo initiators and organic peroxides, still more preferably organic peroxides. Oxides can be used.
- azo polymerization initiators examples include 2,2′-azobis(isobutyronitrile) (abbreviation: AIBN), 2,2′-azobis(2-methylbutyronitrile) (abbreviation: AMBN), 2, 2′-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) (abbreviation: ADVN), 4,4′-azobis(4-cyanovaleric acid) (abbreviation: ACVA) and salts thereof (for example, hydrochloride etc.), dimethyl 2, 2'-azobis isobutyrate, 2,2'-azobis(2-amidinopropane) hydrochloride, 2,2'-azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamide] and the like. .
- AIBN 2,2′-azobis(isobutyronitrile)
- AMBN 2,2′-azobis(2-methylbutyronitrile)
- ADVN 2, 2′-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile)
- peroxide-based initiators include inorganic peroxides and organic peroxides.
- inorganic peroxides include hydrogen peroxide, ammonium persulfate, potassium persulfate, and sodium persulfate.
- organic peroxides include benzoyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, succinic peroxide, di(2-ethoxyethyl)peroxydicarbonate, and tert-butyl peroxypivalate.
- tert-hexyl peroxypivalate tert-butyl peroxyneoheptanoate, tert-butyl peroxyneodecanoate
- tert-butyl peroxy 2-ethylhexanoate tert-butyl peroxyisobutyrate
- tert-amylperoxy 2-ethylhexanoate 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy 2-ethylhexanoate
- dibutylperoxytrimethyladipate 2,2-bis(4,4-di- t-butylperoxycyclohexyl)propane, lauryl peroxide, and the like.
- redox initiators include alkali metal sulfites or bisulfites (e.g., ammonium sulfite, ammonium bisulfite, etc.), reducing agents such as ferrous chloride, ferrous sulfate, and ascorbic acid, and alkali metal persulfates.
- alkali metal sulfites or bisulfites e.g., ammonium sulfite, ammonium bisulfite, etc.
- reducing agents such as ferrous chloride, ferrous sulfate, and ascorbic acid
- alkali metal persulfates examples include a combination with an oxidizing agent such as a salt, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, or an organic peroxide.
- the amount of polymerization initiator to be used can be appropriately selected in consideration of the physical properties of the desired polymer (for example, adjustment of molecular weight, etc.).
- chain transfer agent In the radical polymerization, if necessary, a known chain transfer agent may be used for the purpose of adjusting physical properties of the polymer such as molecular weight.
- chain transfer agents include mercaptans, thiocarboxylic acids, secondary alcohols such as isopropanol, amines such as dibutylamine, hypophosphites such as sodium hypophosphite, chlorine-containing compounds, and alkylbenzene compounds.
- Mercaptans include alkyl groups having 2 to 20 carbon atoms such as n-butyl mercaptan, isobutyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, sec-butyl mercaptan, tert-butyl mercaptan and tert-dodecyl mercaptan.
- Alkyl mercaptan compounds having a Thiocarboxylic acids include, for example, thioglycolic acid and thiomalic acid.
- the amount of chain transfer agent to be used can be appropriately selected in consideration of the physical properties of the desired polymer (for example, adjustment of molecular weight, etc.).
- Polymerization control methods include an adiabatic polymerization method and a temperature control polymerization method.
- the reaction temperature during polymerization is preferably 30 to 140°C, more preferably 50 to 130°C, still more preferably 70 to 120°C.
- a method of initiating polymerization by irradiating radiation, electron beams, ultraviolet rays, or the like can also be employed.
- Preferred is a temperature-controlled solution polymerization method.
- step (S2) comb-shaped polymer (X) is dissolved in heteroatom-containing base oil (Y) to produce a polymer composition containing comb-shaped polymer (X) and heteroatom-containing base oil (Y).
- step (S1) when the heteroatom-containing base oil (Y) is used as the polymerization solvent, the comb-shaped polymer (X) is dissolved in the heteroatom-containing base oil (Y) without removing the polymerization solvent. Therefore, step (S2) can be omitted.
- the step (S2) may be carried out from the viewpoint of adjusting the content of the heteroatom-containing base oil (Y).
- step (S2) can be selected depending on the polymerization solvent used in step (S1), and when the heteroatom-containing base oil (Y) is used as the polymerization solvent, Step (S2) may or may not be performed.
- the step (S2) is always carried out.
- the heteroatom-containing base oil as the polymerization solvent in the step (S1) (Y) may not be used, and step (S2) may not be performed.
- the polymer composition of this embodiment contains a comb polymer (X) and a heteroatom-containing base oil (Y).
- the content of the comb polymer (X) in terms of resin content is based on the total amount of the polymer composition, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, still more preferably 5% by mass or more, and preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, still more preferably 30% by mass It is below.
- the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 0.1% by mass to 50% by mass, more preferably 1.0% by mass to 40% by mass, and still more preferably 5.0% by mass to 30% by mass.
- the polymer composition contains the heteroatom-containing base oil (Y). It may contain the comb-shaped polymer (X) and a base oil other than the heteroatom-containing base oil (Y) without containing it.
- the content (% by mass) of the structural unit (a) derived from the monomer (A) is required to be 70% by mass or more based on the total structural units of the comb polymer (X), as described above. From the viewpoint of making it easier to reduce the HTHS viscosity in the effective temperature range (80 ° C.), the content (% by mass) of the structural unit (a) derived from the monomer (A) is It is preferably 71% by mass or more, more preferably 72% by mass or more, based on the structural unit.
- the content is preferably less than 77% by mass, more preferably 75% by mass or less, and even more preferably 74% by mass or less.
- the content (mol%) of the structural unit (a) derived from the monomer (A) is 90.0 mol% or more, preferably 91.0 mol% or more, based on the total structural units of the comb polymer (X), More preferably 92.0 mol % or more, still more preferably 93.0 mol % or more. Moreover, it is preferably 95.0 mol % or less.
- the content (% by mass) of the structural unit (b) derived from the monomer (B) is, from the viewpoint of ease of polymerization of the comb polymer (X) and ensuring the oil solubility of the comb polymer (X), It is preferably more than 5% by mass, more preferably 6% by mass or more, and even more preferably 7% by mass or more based on the total structural units of the comb polymer (X). Also, it is preferably 11% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 9% by mass or less.
- the content (mol %) of the structural units (b) derived from the monomer (B) is preferably 5.0 mol % or more based on the total structural units of the comb polymer (X). Also, it is preferably 8.0 mol % or less, more preferably 7.0 mol % or less, and still more preferably 6.0 mol % or less.
- the content (% by mass) of the structural unit (c) derived from the monomer (C) is determined from the viewpoint of the ease of polymerization of the comb polymer (X) and from the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention. It is preferably more than 15% by mass, more preferably 16% by mass or more, still more preferably 17% by mass or more, and still more preferably 18% by mass or more based on the total structural units of the polymer (X). Also, it is preferably 22% by mass or less, more preferably 21% by mass or less, and still more preferably 20% by mass or less.
- the content (mol%) of the structural unit (c) derived from the monomer (C) is preferably 0.4 mol% or more based on the total structural units of the comb polymer (X). Also, it is preferably 0.7 mol % or less, more preferably 0.6 mol % or less.
- the content ratio of each structural unit in the comb polymer (X) usually matches the ratio (feed ratio) of each monomer constituting the comb polymer (X). Therefore, the content of each of the structural units (a) to (c) (based on all structural units of the comb polymer (X)) is (When the comb-shaped polymer (X) also contains structural units derived from other monomers, the total amount of monomers (A) to (C) and other monomers).
- the polymer composition of the present embodiment can impart a high viscosity index to lubricating oil compositions. Therefore, it is useful as a viscosity index improver.
- a method of use of the polymer composition of this embodiment as a viscosity index improver composition is provided.
- the lubricating oil composition of the present embodiment contains a polymer composition containing the comb polymer (X) and a lubricating base oil.
- the content of the comb-shaped polymer (X) is preferably based on the total amount of the lubricating oil composition. It is adjusted to 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, and still more preferably 0.3% by mass or more.
- the content of the comb-shaped polymer (X) is adjusted to preferably 15% by mass or less, more preferably 12% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less, based on the total amount of the lubricating oil composition. .
- the upper and lower limits of these numerical ranges can be combined arbitrarily. Specifically, it is preferably 0.1% by mass to 15% by mass, more preferably 0.2% by mass to 12% by mass, and still more preferably 0.3% by mass to 10% by mass.
- lubricating base oil general base oils used in lubricating oil compositions can be used without particular limitation. Specifically, for example, one or more selected from the group consisting of mineral oil and synthetic oil.
- the kinematic viscosity at 100 ° C. of the lubricating base oil is preferably in the range of 1 mm 2 / s to 50 mm 2 / s, more preferably in the range of 2 mm 2 / s to 30 mm 2 / s, 3 mm 2 / s It is more preferably in the range of ⁇ 20 mm 2 /s.
- the viscosity index of the lubricating base oil is preferably 80 or higher, more preferably 90 or higher, and even more preferably 100 or higher.
- the kinematic viscosity and viscosity index of the lubricating base oil are values measured or calculated according to JIS K2283:2000.
- lubricating base oils include, for example, distillates obtained by atmospheric distillation and/or vacuum distillation of paraffin-based crude oils, intermediate-based crude oils, or naphthenic-based crude oils; oil; and the like.
- Refining methods for obtaining refined oil include, for example, solvent dewaxing, hydroisomerization, hydrofinishing, and clay treatment.
- Synthetic oils include, for example, hydrocarbon oils, aromatic oils, ester oils, ether oils and the like.
- GTL Gas To Liquids
- GTL wax Gas To Liquids WAX
- the polymer composition of the present embodiment even when a lubricating base oil containing mineral oil is used, the polymer composition dissolves well in the lubricating base oil, and the effect can be exhibited.
- a base oil other than the heteroatom-containing base oil (Y) is used as the polymerization solvent for the comb polymer (X), and the diluent solvent for the polymer composition is also a base oil other than the heteroatom-containing base oil (Y).
- the lubricating base oil constituting the lubricating oil composition contains the heteroatom-containing base oil (Y).
- the content of the heteroatom-containing base oil (Y) in the lubricating base oil is preferably 5% by mass or more, more preferably 8% by mass or more, and still more preferably 10% by mass, based on the total amount of the lubricating base oil. % by mass or more.
- the lubricating base oil constituting the lubricating oil composition contains the heteroatom-containing base oil (Y)
- the lubricating base oil may consist only of the heteroatom-containing base oil (Y)
- a base oil other than the heteroatom-containing base oil (Y) for example, mineral oil
- the content of the base oil (e.g., mineral oil) other than the heteroatom-containing base oil (Y) in the lubricating base oil is preferably 95% by mass or less, more preferably, based on the total amount of the lubricating base oil. It is 92% by mass or less, more preferably 90% by mass or less.
- the lubricating oil composition of the present embodiment contains antioxidants, oiliness agents, detergent-dispersants, viscosity index improvers, rust inhibitors, metal deactivators, and Other additives such as antifoaming agents may be included. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- additives other than the polymer composition containing the comb-shaped polymer (X) an antioxidant, an oily agent, a detergent-dispersant
- Additive packages for lubricating oil compositions containing one or more additives selected from additives, viscosity index improvers, rust inhibitors, metal deactivators, antifoam agents, and the like are also provided.
- antioxidant As the antioxidant, amine-based antioxidants, phenol-based antioxidants, and the like, which are used in conventional lubricating oil compositions, can be used. These antioxidants may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- amine antioxidants include monoalkyldiphenylamine compounds such as monooctyldiphenylamine and monononyldiphenylamine; ,4'-diheptyldiphenylamine, 4,4'-dioctyldiphenylamine, and 4,4'-dinonyldiphenylamine; dialkyldiphenylamine compounds; tetrabutyldiphenylamine, tetrahexyldiphenylamine, tetraoctyldiphenylamine, and tetranonyldiphenylamine; Polyalkyldiphenylamine compounds; ⁇ -naphthylamine, phenyl- ⁇ -naphthylamine, butylphenyl- ⁇ -naphthylamine, pentylphenyl- ⁇ -naphthylamine, hexylphenyl- ⁇ -naphthylamine, h
- phenolic antioxidants include monophenolic compounds such as 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol and 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol; -methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol) and 2,2'-methylenebis (4-ethyl-6-tert-butylphenol) and other bisphenol compounds.
- Add the minimum amount necessary to maintain the oxidative stability of the product is preferably 0.01 to 1% by mass based on the total amount of the lubricating oil composition.
- oiliness agent Fatty acid compounds such as fatty acids and fatty acid metal salts; ester compounds such as polyol esters, sorbitan esters and glycerides; and amine compounds such as aliphatic amines can be used as the oiliness agent.
- the content of the oily agent is usually 0.1 to 20% by mass, preferably 0.5 to 10% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition, from the viewpoint of addition effect.
- Detergent-dispersants include metal sulfonates, metal salicylates, metal phenates, succinimides, and the like.
- the content of the detergent-dispersant is usually 0.01 to 10% by mass, preferably 0.1 to 5% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition, from the viewpoint of addition effect.
- viscosity index improver examples include non-dispersed polymethacrylates, dispersed polymethacrylates, olefinic copolymers (e.g., ethylene-propylene copolymers), dispersed olefinic copolymers, and styrene copolymers. (eg, styrene-diene hydrogenated copolymer, etc.).
- the content of the viscosity index improver is preferably 0.3 to 5% by mass based on the total amount of the lubricating oil composition.
- (anti-rust) Rust inhibitors include metal sulfonates, succinate esters, and alkanolamines such as alkylamines and monoisopropanolamine.
- the content of the rust preventive is usually 0.01 to 5% by mass, preferably 0.03 to 3% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition, from the viewpoint of the effect of addition.
- metal deactivator examples include benzotriazole and thiadiazole.
- a preferable content of the metal deactivator is usually 0.01 to 5% by mass, preferably 0.01 to 1% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition, from the viewpoint of adding effect.
- Antifoaming agents include methylsilicone oil, fluorosilicone oil, polyacrylate, and the like.
- the content of the antifoaming agent is usually 0.0005 to 0.01% by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition, from the viewpoint of the effect of addition.
- the 100° C. kinematic viscosity of the lubricating oil composition of the present embodiment is preferably from 4.0 mm 2 /s to 12.5 mm 2 / s, more preferably from the viewpoint of improving lubricating performance, viscosity characteristics, and fuel economy. 4.5 mm 2 /s to 11.0 mm 2 /s, more preferably 5.0 mm 2 /s to 10.0 mm 2 /s, still more preferably 5.5 mm 2 /s to 9.3 mm 2 /s .
- kinematic viscosity of the lubricating oil composition of the present embodiment is preferably from 10.0 mm 2 /s to 40.0 mm 2 /s, more preferably from the viewpoint of improving lubricating performance, viscosity characteristics, and fuel economy. 15.0 mm 2 /s to 38.0 mm 2 /s, more preferably 16.0 mm 2 /s to 30.0 mm 2 /s, still more preferably 17.0 mm 2 /s to 32.0 mm 2 /s, more It is more preferably 18.0 mm 2 /s to 30.0 mm 2 /s.
- the viscosity index of the lubricating oil composition of the present embodiment is preferably 300 or higher, more preferably 320 or higher, even more preferably 350 or higher.
- the dynamic viscosity and viscosity index of the lubricating oil composition are values measured or calculated according to JIS K2283:2000.
- the HTHS viscosity at 150° C. of the lubricating oil composition of the present embodiment is preferably 2.8 mPa s or less, more preferably 1.7 mPa s to 2.8 mPa s, still more preferably 1.8 mPa s to 2.
- the HTHS viscosity at 150° C. of the lubricating oil composition is a value obtained by measuring the viscosity after shearing at a temperature of 150° C. and a shear rate of 10 6 /s according to ASTM D4741.
- the polymer composition of the present embodiment has an excellent effect of improving the viscosity index and has an effect of reducing the HTHS viscosity in the effective temperature range (80° C.). Therefore, the lubricating oil composition containing the polymer composition of the present embodiment, for example, gear oil (manual transmission oil, differential oil, etc.), automatic transmission oil (automatic transmission oil, etc.), continuously variable transmission oil (belt CVT oil , toroidal CVT oil, etc.), drive system oils such as power steering oil, shock absorber oil, and electric motor oil; oil for internal combustion engines (engines) such as gasoline engine, diesel engine, and gas engine oil; hydraulic oil Turbine oil; Compressor oil; Fluid bearing oil; Rolling bearing oil; Refrigerating machine oil; It can be suitably used as a lubricating oil.
- gear oil manual transmission oil, differential oil, etc.
- automatic transmission oil automatic transmission oil, etc.
- continuously variable transmission oil belt CVT oil , toroidal CVT oil, etc.
- drive system oils such as power steering oil
- a lubricating oil composition used in a wider temperature range for example, automobiles such as two-wheeled vehicles and four-wheeled vehicles, trains, ships, and transportation equipment such as airplanes , generators, gears mounted on various machine tools, etc., automatic transmissions, continuously variable transmissions, shock absorbers, power steering, lubricating oil for drive system equipment such as electric motors; gasoline engines, diesel engines, gas engines, etc. lubricating oil for internal combustion engines; can be more preferably used as.
- the lubricating method using the lubricating oil composition containing the polymer composition of the present embodiment preferably includes applying the lubricating oil composition to the apparatus used in each of the applications described above.
- a method of filling and lubricating between each part related to each device can be mentioned.
- the lubricating oil composition for example, automobiles such as two-wheeled vehicles and four-wheeled vehicles, trains, ships, and transportation equipment such as airplanes, generators, Gears mounted on various machine tools, automatic transmissions, continuously variable transmissions, shock absorbers, power steering, drive system equipment such as electric motors; internal combustion engines such as gasoline engines, diesel engines, gas engines; etc. and a method of lubricating between parts related to the drive train equipment or between parts related to the internal combustion engine.
- Drive system equipment using lubricating oil composition Another embodiment includes a drive system device using the lubricating oil composition, preferably a drive system device using the lubricating oil composition as a drive system oil.
- the drive system equipment include automobiles such as two-wheeled vehicles and four-wheeled vehicles, transportation equipment such as trains, ships, and airplanes, generators, and gears mounted on various machine tools, automatic transmissions, and continuously variable transmissions. machine, shock absorber, power steering, electric motor, etc.
- An internal combustion engine using lubricating oil composition includes an internal combustion engine using the lubricating oil composition, preferably an internal combustion engine (engine) using the lubricating oil composition as an engine oil.
- the internal combustion engine include a gasoline engine, a diesel engine, a gas engine, and the like mounted on automobiles such as two-wheeled vehicles and four-wheeled vehicles, trains, ships, and transportation equipment such as airplanes.
- [1] Containing a comb-shaped polymer (X) containing the following structural units (a) to (c) and a heteroatom-containing base oil (Y), Structural unit (a): a structural unit derived from a short-chain alkyl (meth)acrylate (A) having a short-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms Structural unit (b): a long chain having 6 to 32 carbon atoms A structural unit derived from a long-chain alkyl (meth)acrylate (B) having a chain alkyl group, a structural unit (c): a structural unit derived from a macromonomer (C).
- Structural unit (a) a structural unit derived from a short-chain alkyl (meth)acrylate (A) having a short-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
- Structural unit (b) a long chain having 6 to 32 carbon atoms
- the polymer composition Based on all structural units of the polymer (X), it is 70% by mass or more, The polymer composition, wherein the heteroatom-containing base oil (Y) has a kinematic viscosity at 40° C. of 25 mm 2 /s or less.
- the comb-shaped polymer (X) is a copolymer obtained by polymerization in a polymerization solvent containing a heteroatom-containing base oil (Y).
- the comb polymer (X) has a mass average molecular weight of 100,000 to 900,000.
- a method for producing the polymer composition according to [1] above A short-chain alkyl (meth)acrylate (A) having a short-chain alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a long-chain alkyl (meth)acrylate (B) having a long-chain alkyl group having 6 to 32 carbon atoms, a step (S1) of polymerizing a macromonomer (C) to produce a comb-shaped polymer (X); a step (S2) of dissolving the comb polymer (X) in the heteroatom-containing base oil (Y),
- the blending amount of the short-chain alkyl (meth)acrylate (A) is such that the short-chain alkyl (meth)acrylate (A), the long-chain alkyl (meth)acrylate (B), and the macro Based on the total amount of the monomer (C), it is 70% by mass or more,
- Mass average molecular weight (Mw), molecular weight distribution (Mw/Mn) “1515 isocratic HPLC pump” manufactured by Waters, "2414 refractive index (RI) detector", one column “TSKguardcolumn SuperHZ-L” manufactured by Tosoh Corporation, and two “TSK Super Multipore HZ-M” This was installed in this order from the upstream side, measurement temperature: 40° C., mobile phase: tetrahydrofuran, flow rate: 0.35 mL/min, sample concentration: 1.0 mg/mL, and calculated in terms of standard polystyrene.
- n-butyl methacrylate may be abbreviated as "nC4-MA”.
- n-dodecyl methacrylate a mixture of n-dodecyl methacrylate and n-tridecyl methacrylate manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., product name “Light Ester L-7”
- R b1 is a methyl group
- R b3 is an n-dodecyl group (straight-chain alkyl group having 12 carbon atoms)
- a mixture of n-dodecyl methacrylate and n-tridecyl methacrylate may be abbreviated as "C1213-MA”.
- Macromonomer (C) As the macromonomer (C), one-end methacrylated hydrogenated polybutadiene (Kraton Liquid (registered trademark) L-1253, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) having a structural unit derived from one-end methacrylated hydrogenated butadiene was used. .
- the weight average molecular weight is about 7,000 and the number average molecular weight is about 6,800.
- Base oil H1 Trimethylolpropane ester NOF Corporation, product name “Unistar (registered trademark) H-334R” It is a mixed triester of trimethylolpropane with lauric and stearic acids.
- Preparation Example 1 Preparation of lubricating oil composition (E1) containing polymer composition (VME1)
- the polymer composition (VME1) was added and mixed with the base oil A as the lubricating base oil at the ratio shown in Table 1 so that the HTHS viscosity of the lubricating oil composition at 150 ° C. was 2.6 mPa s.
- a lubricating oil composition (E1) containing the polymer composition (VME1) was prepared.
- Lubricating oil composition (E2) containing polymer composition (VME2) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that base oil A was used as the lubricating base oil.
- Lubricating oil composition (E3) containing polymer composition (VME3) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that base oil A was used as the lubricating base oil.
- Preparation Example 4 Preparation of lubricating oil composition (E4) containing polymer composition (VME4)
- base oil A and A lubricating oil composition (E4) containing the polymer composition (VME4) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 using a mixed base oil of base oil H2.
- Lubricating oil composition (C1) containing polymer composition (VME4) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that base oil A was used as the lubricating base oil.
- Lubricating oil composition (E5) containing polymer composition (VME5) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that base oil A was used as the lubricating base oil.
- Lubricating oil composition (E6) containing polymer composition (VME6) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that base oil A was used as the lubricating base oil.
- Lubricating oil composition (E7) containing polymer composition (VME7) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that base oil A was used as the lubricating base oil.
- Lubricating oil composition (C2) containing polymer composition (VMC2) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that base oil A was used as the lubricating base oil.
- Lubricating oil composition (E8) containing polymer composition (VME8) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that base oil A was used as the lubricating base oil.
- Lubricating oil composition (E9) containing polymer composition (VME9) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that base oil A was used as the lubricating base oil.
- Lubricating oil composition (E10) containing polymer composition (VME10) was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that base oil A was used as the lubricating base oil.
- Table 1 shows the following. It can be seen that the lubricating oil compositions E1 to E4 of Examples 1 to 4 have a higher viscosity index and a lower HTHS viscosity at 80° C. than the lubricating oil composition C1 of Comparative Example 1.
- Table 2 shows the following. It can be seen that the lubricating oil compositions E5 to E7 of Examples 5 to 7 have a higher viscosity index and a lower HTHS viscosity at 80° C. than the lubricating oil composition C2 of Comparative Example 2.
- Table 3 shows the following. It can be seen that the lubricating oil compositions E8 to E10 of Examples 8 to 10 all have a high viscosity index and a low HTHS viscosity at 80°C.
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Abstract
Description
例えば、自動車の省燃費化に関しては、自動車の軽量化、エンジンの改良等、自動車自体の改良とともに、駆動系機器等での摩擦損失の抑制、内燃機関等での撹拌損失及び摩擦損失の抑制の観点から、潤滑油組成物の低粘度化も重要となっている。
そこで、潤滑油組成物を低粘度化する際には、高温域において上記不具合が生じるほどに粘度低下が起こらないことが求められる。換言すれば、潤滑油組成物は、高い粘度指数を有することが求められる。
しかしながら、特許文献1に開示されている櫛形ポリマーは、この点について十分に検討されているとはいえず、さらなる改善の余地があった。
また、本発明は、当該重合体組成物を含有する潤滑油用添加剤及び当該重合体組成物を含有する潤滑油組成物を提供することを課題とする。
[1] 下記構成単位(a)~(c)を含む櫛形ポリマー(X)と、ヘテロ原子含有基油(Y)とを含有し、
・構成単位(a):炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位
・構成単位(b):炭素数6~32である長鎖アルキル基を有する長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)に由来する構成単位
・構成単位(c):マクロモノマー(C)に由来する構成単位
前記構成単位(a)の含有量が、前記櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、70質量%以上であり、
前記ヘテロ原子含有基油(Y)は、40℃における動粘度が25mm2/s以下である、重合体組成物。
[2] 上記[1]に記載の重合体組成物を含有する、潤滑油用添加剤組成物。
[3] 上記[1]に記載の重合体組成物又は上記[2]に記載の潤滑油用添加剤組成物と、潤滑油基油(Z)とを含有する、潤滑油組成物。
[4] 上記[1]に記載の重合体組成物を製造する方法であって、
炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)と、炭素数6~32である長鎖アルキル基を有する長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)と、マクロモノマー(C)とを重合して、櫛形ポリマー(X)を製造する工程(S1)と、
前記櫛形ポリマー(X)をヘテロ原子含有基油(Y)に溶解する工程(S2)とを含み、
前記工程(S1)において、前記短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)の配合量は、前記短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)、前記長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)、及び前記マクロモノマー(C)の総量基準で、70質量%以上であり、
前記ヘテロ原子含有基油(Y)は、40℃における動粘度が25mm2/s以下である、重合体組成物の製造方法。
また、本明細書に記載された数値範囲「下限値~上限値」は、特に断りのない限り、下限値以上、上限値以下であることを意味する。
また、本明細書において、実施例の数値は、上限値又は下限値として用いられ得る数値である。
本実施形態の重合体組成物は、下記構成単位(a)~(c)を含む櫛形ポリマー(X)と、ヘテロ原子含有基油(Y)とを含有する。
・構成単位(a):炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位
・構成単位(b):炭素数6~32である長鎖アルキル基を有する長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)に由来する構成単位
・構成単位(c):マクロモノマー(C)に由来する構成単位
前記構成単位(a)の含有量は、前記櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、70質量%以上である。
そして、前記ヘテロ原子含有基油(Y)は、40℃における動粘度が25mm2/s以下である。
上記構成を有する重合体組成物が、上記課題を解決することのできる理由については明確にはなっていないが、例えば、以下の理由によるものと推察される。
(1)櫛形ポリマー(X)において、立体障害が小さな、炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位(a)の含有比率を高めることで、櫛形ポリマー(X)が収縮しやすい構造を有するようになる。その結果、潤滑油組成物の粘度指数を向上させやすくなるとともに、高せん断条件下での粘度が低下しやすくなる。
(2)櫛形ポリマー(X)中において、立体障害が小さな、炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位(a)の含有比率を高めることで、櫛形ポリマー(X)の極性が高まる。ヘテロ原子含有基油(Y)は極性を有しているため、重合体組成物がヘテロ原子含有基油(Y)を含有することで、櫛形ポリマー(X)をその性能が発揮されやすい状態に調整することができる。
本実施形態において、櫛形ポリマー(X)における、構成単位(a)、(b)、及び(c)の合計含有量は、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは70モル%~100モル%、より好ましくは80モル%~100モル%、更に好ましくは90モル%~100モル%である。
本実施形態において使用されるモノマー(A)は、炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレートである。
モノマー(A)に由来する構成単位(a)は、その含有量が多いほど、150℃におけるHTHS粘度として求められる粘度を保証しながらも、実効温度域(80℃)でのHTHS粘度を低下させやすい櫛形ポリマー(X)を調製し得る。
なお、モノマー(A)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。したがって、櫛形ポリマー(X)は、モノマー(A)に由来する構成単位(a)を1種単独で含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
本実施形態では、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、モノマー(A)は、下記一般式(a-1)で表されるモノマー(A1)を含むことが好ましい。すなわち、構成単位(a)は、モノマー(A1)由来の構成単位(a1)を含むことが好ましい。
Ra1が水素原子及びメチル基以外の置換基であるモノマーは入手が困難であり、かつ当該モノマーは反応性が低いため、それらを重合することも困難である。
なお、本発明の効果を発揮させやすくする観点から、Ra1は、メチル基であることが好ましい。
当該短鎖アルキル基の炭素数が6以上であると、本発明の効果が発揮され難くなる。
また、上記一般式(a-1)中、Ra2は、炭素数2~4の直鎖又は分岐のアルキレン基であり、ma1は0~20の整数である。ma1が2以上である場合、複数存在する(Ra2O)ma1部分は、同一であってもよく、異なっていてもよい。また、(Ra2O)ma1部分はランダム結合でもブロック結合でもよい。なお、好ましくはma1=0である。
本実施形態において、構成単位(a1)の含有量は、構成単位(a)の全構成単位基準で、好ましくは50モル%~100モル%、より好ましくは60モル%~100モル%、更に好ましくは70モル%~100モル%、より更に好ましくは80モル%~100モル%、更になお好ましくは90モル%~100モル%である。
本実施形態において使用されるモノマー(B)は、炭素数6~32である長鎖アルキル基を有する長鎖アルキル(メタ)アクリレートである。
モノマー(B)に由来する構成単位(b)は、櫛形ポリマー(X)において、主に油溶性を発揮させる機能を担う。
なお、モノマー(B)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。したがって、櫛形ポリマー(X)は、モノマー(B)に由来する構成単位(b)を1種単独で含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
本実施形態では、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、モノマー(B)は、下記一般式(b-1)で表されるモノマー(B1)を含むことが好ましい。すなわち、構成単位(b)は、モノマー(B1)由来の構成単位(b1)を含むことが好ましい。
Rb1が水素原子及びメチル基以外の置換基であるモノマーは入手が困難であり、かつ当該モノマーは反応性が低いため、それらを重合することも困難である。
なお、本発明の効果を発揮させやすくする観点から、Rb1は、メチル基であることが好ましい。
当該長鎖アルキル基の炭素数が6未満である場合、また32超である場合、いずれも油溶性が発揮され難くなる。
なお、Rb3が、分岐鎖状の長鎖アルキル基である場合、当該長鎖アルキル基の炭素数は8~32であることが好ましい。
上記一般式(b-1)中、Rb2は、炭素数2~4の直鎖又は分岐のアルキレン基であり、mb1は0~20の整数である。mb1が2以上である場合、複数存在する(Rb2O)mb1部分は、同一であってもよく、異なっていてもよい。また、(Rb2O)mb1部分はランダム結合でもブロック結合でもよい。なお、好ましくはmb1=0である。
本実施形態において、構成単位(b1)の含有量は、構成単位(b)の全構成単位基準で、好ましくは50モル%~100モル%、より好ましくは60モル%~100モル%、更に好ましくは70モル%~100モル%、より更に好ましくは80モル%~100モル%、更になお好ましくは90モル%~100モル%である。
「櫛形ポリマー」は、高分子量の側鎖が出ている三叉分岐点を主鎖に複数もつ構造を有する。本実施形態において使用されるモノマー(C)は、櫛形ポリマーの当該構造を形成する上で必須となるマクロモノマーである。すなわち、モノマー(C)が有する高分子量の側鎖が、櫛形ポリマー(X)の高分子量の側鎖となり、櫛形ポリマーの特徴的な構造を形成する。
なお、モノマー(C)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。したがって、櫛形ポリマー(X)は、モノマー(C)に由来する構成単位(c)を1種単独で含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
本実施形態では、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、モノマー(C)は、下記一般式(c-1)で表されるモノマー(C1)を含むことが好ましい。すなわち、構成単位(c)は、モノマー(C1)由来の構成単位(c1)を含むことが好ましい。
Rc1が水素原子及びメチル基以外の置換基であるモノマーは入手が困難であり、かつ当該モノマーは反応性が低いため、それらを重合することも困難である。
なお、本発明の効果を発揮させやすくする観点から、Rc1は、メチル基であることが好ましい。
当該アルキレン基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよいが、粘度指数向上剤として使用した際の低温時の結晶化を抑制し増粘を防ぐ点から、分岐鎖状であることが好ましい。分岐鎖状の炭化水素基は、分岐鎖状のアルキレン基を繰り返し単位として含むのが好ましく、分岐鎖状のアルキレン基と直鎖状のアルキレン基の両方を繰り返し単位として含むのがより好ましい。分岐鎖状アルキレン基としては、1,2-プロピレン基、1,2-ブチレン基、1,3-ブチレン基、2,3-ブチレン基、1,2-ヘキシレン基等が挙げられる。直鎖状アルキレン基としては、エチレン、1,3-プロピレン基、1,4-ブチレン基、1,5-ペンチレン基、1,6-ヘキシレン基等が挙げられる。
これらの中でも、1,2-ブチレン基及び/又は1,4-ブチレン基である繰り返し単位を有する重合体であることがより好ましい。
また、上記一般式(c-1)中、Rc2は、炭素数2~4の直鎖又は分岐のアルキレン基であり、mc1は0~20の整数である。mc1が2以上である場合、複数存在する(Rc2O)mc1部分は、同一であってもよく、異なっていてもよい。また、(Rc2O)mc1部分はランダム結合でもブロック結合でもよい。なお、好ましくはmc1=0である。
本実施形態において、構成単位(c1)の含有量は、構成単位(c)の全構成単位基準で、好ましくは50モル%~100モル%、より好ましくは60モル%~100モル%、更に好ましくは70モル%~100モル%、より更に好ましくは80モル%~100モル%、更になお好ましくは90モル%~100モル%である。
本実施形態において、モノマー(A)に由来する構成単位(a)の含有量(質量%)は、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、70質量%以上であることを要する。
構成単位(a)の含有量が70質量%未満であると、実効温度域(80℃)でのHTHS粘度を低下させることが困難になる。
なお、実効温度域(80℃)でのHTHS粘度を低下させやすくする観点から、構成単位(a)の含有量は、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは72質量%以上、より好ましくは75質量%以上、更に好ましくは80.0質量%以上である。また、粘度指数を高めやすくする観点から、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは72質量%~90質量%、より好ましくは75質量%~90質量%、更に好ましくは80質量%~85質量%である。
本実施形態において、モノマー(A)に由来する構成単位(a)の含有量(モル%)は、実効温度域(80℃)でのHTHS粘度を低下させやすくする観点から、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは90.0モル%以上、より好ましくは91.0モル%以上、更に好ましくは92.0モル%以上、より更に好ましくは93.0モル以上、更になお好ましくは94.0モル%以上、一層好ましくは95モル%以上である。また、粘度指数を高めやすくする観点から、好ましくは97.0モル%以下、より好ましくは96.0モル%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは90.0モル%~97.0モル%、より好ましくは91.0モル%~97.0モル%、更に好ましくは92.0モル%~97.0モル%、より更に好ましくは93.0モル~96.0モル%、更になお好ましくは94.0モル%~96.0モル%、一層好ましくは95.0モル%~96.0モル%である。
本実施形態において、モノマー(B)に由来する構成単位(b)の含有量(質量%)は、油溶性の確保の観点から、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは3質量%以上、より好ましくは4質量%以上、更に好ましくは5質量%以上である。また、好ましくは12質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは9質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは3質量%~12質量%、より好ましくは4質量%~10質量%、更に好ましくは5質量%~9質量%である。
本実施形態において、モノマー(B)に由来する構成単位(b)の含有量(モル%)は、油溶性の確保の観点から、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは3.0モル%以上、より好ましくは3.5モル%以上であり、また、好ましくは7.0モル%以下、より好ましくは6.5モル%以下、更に好ましくは6.0モル%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは3.0モル%~7.0モル%、より好ましくは3.0モル%~6.5モル%、更に好ましくは、3.5モル%~6.0モル%である。
本実施形態において、モノマー(C)に由来する構成単位(c)の含有量(質量%)は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは5質量%以上、より好ましくは7質量%以上、更に好ましくは10質量%以上である。また、好ましくは25質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは5質量%~25質量%、より好ましくは7質量%~20質量%、更に好ましくは10質量%~15質量%である。
本実施形態において、モノマー(C)に由来する構成単位(c)の含有量(モル%)は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは0.1モル%以上、より好ましくは0.2モル%以上、更に好ましくは0.25モル%以上である。また、好ましくは2.0モル%以下、より好ましくは1.0モル%以下、更に好ましくは0.5モル%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは0.1モル%~2.0モル%、より好ましくは0.2モル%~1.0モル%、更に好ましくは0.25モル%~0.5モル%である。
櫛形ポリマー(X)は、上記構成単位(a)、(b)、及び(c)以外に、本発明の効果を阻害することのない範囲で、他のモノマー由来の構成単位を含有していてもよい。当該他のモノマーとしては、モノマー(A)、(B)、及び(C)以外の官能基含有モノマーが挙げられる。当該他の官能基含有モノマーとしては、例えば、モノマー(A)、(B)、及び(C)以外の官能基含有(メタ)アクリレートが挙げられる。
このような官能基含有(メタ)アクリレートとしては、メトキシエチル(メタ)アクリレート、メチルチオメチル(メタ)アクリレート、シアノエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルメタクリレート等が挙げられる。
但し、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、櫛形ポリマー(X)は、モノマー(A)、(B)、及び(C)以外の官能基含有モノマーに由来する構成単位の含有量が、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは30モル%未満、より好ましくは20モル%未満、更に好ましくは10モル%未満、より更に好ましくは1モル%未満、更になお好ましくは0.1モル%未満である。
(質量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn))
本実施形態の櫛形ポリマー(X)は、質量平均分子量(Mw)が、好ましくは10万以上、より好ましくは12万以上、更に好ましくは14万以上である。また、好ましくは90万以下、より好ましくは87万以下、更に好ましくは85万以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは10万~90万、より好ましくは12万~87万、更に好ましくは14万~85万である。
質量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は、後述する実施例に記載の方法にて測定又は算出される値である。
本実施形態の櫛形ポリマー(X)の重合態様は特に限定されず、ブロック共重合、ランダム共重合、ブロック/ランダム共重合のいずれであってもよい。
本実施形態の重合体組成物は、ヘテロ原子含有基油(Y)を含有する。
ヘテロ原子含有基油(Y)を含有することで、櫛形ポリマー(X)をその性能が発揮されやすい状態に調整することができる。
ヘテロ原子含有基油(Y)としては、例えば、アルコール、エステル、エーテル、アミド、ケトン、チオエーテル等が挙げられる。これらの中でも、ヘテロ原子含有基油(Y)としては、本発明の効果の観点から、好ましくは、エステル、エーテル、アミド、ケトン、及びチオエーテルからなる群より選ばれる1種以上、より好ましくはエステル、エーテル、及びアミドからなる群より選ばれる1種以上であり、入手容易性の観点等から、更に好ましくはエステルである。
モノエステルとしては、例えば、デカン酸デシル、カプリル酸2-エチルヘキシル等が挙げられる。
ジエステルとしては、例えば、セバシン酸ビス(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ジブチル等が挙げられる。
ポリエステルとしては、例えば、トリメチロールプロパン等の3価以上の多価アルコールと、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等のカルボン酸との完全エステル又は部分エステル等が挙げられる。当該ポリエステルとしては、好ましくはトリメチロールプロパンの完全エステル及びトリメチロールプロパンの部分エステルから選ばれる1種以上、より好ましくはトリメチロールプロパンと、ステアリン酸及びラウリン酸から選ばれる1種以上との完全エステル並びにトリメチロールプロパンと、ステアリン酸及びラウリン酸から選ばれる1種以上との部分エステルから選ばれる1種以上、更に好ましくはトリメチロールプロパンと、ステアリン酸及びラウリン酸から選ばれる1種以上との完全エステルが挙げられる。
前記各エステルの中では、セバシン酸ビス(2-エチルヘキシル)、アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)、及びトリメチロールプロパンエステル、からなる群より選ばれる1種以上が好ましい。
ヘテロ原子含有基油(Y)の40℃動粘度は、櫛形ポリマー(X)の粘度指数をより向上させやすくする観点から、好ましくは20mm2/s以下、より好ましくは15mm2/s以下、更に好ましくは12mm2/s以下である。また、入手容易性の観点から、好ましくは1.5mm2/s以上、より好ましくは3.0mm2/s以上、更に好ましくは5.0mm2/s以上である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは1.5mm2/s~20mm2/s、より好ましくは3.0mm2/s~15mm2/s、更に好ましくは5.0mm2/s~12mm2/sである。
本実施形態の重合体組成物の製造方法は、炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)と、炭素数6~32である長鎖アルキル基を有する長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)と、マクロモノマー(C)とを重合して、櫛形ポリマー(X)を製造する工程(S1)と、
前記櫛形ポリマー(X)をヘテロ原子含有基油(Y)に溶解する工程(S2)とを含み、
前記工程(S1)において、前記短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)の配合量は、前記短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)、前記長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)、及び前記マクロモノマー(C)の総量基準で、70質量%以上であり、
前記ヘテロ原子含有基油(Y)は、40℃における動粘度が25mm2/s以下である、製造方法である。
以下、工程(S1)及び工程(S2)について、詳細に説明する。
工程(S1)では、櫛形ポリマー(X)を製造する。
櫛形ポリマー(X)は、炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)と、炭素数6~32である長鎖アルキル基を有する長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)と、マクロモノマー(C)とを、例えばラジカル重合することで得ることができる。
重合方法としては、溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法、逆相懸濁重合法、薄膜重合法、及び噴霧重合法等、従来公知の方法を用いることができ、これらの中では、溶液重合法が好ましく、モノマー(A)、モノマー(B)、及びモノマー(C)を溶剤中でラジカル重合することで得ることができる。
モノマー(A)の配合量は、モノマー(A)~(C)の総量基準(櫛形ポリマー(X)が他のモノマー由来の構成単位も含む場合には、モノマー(A)~(C)及び他のモノマーの総量基準)で、70質量%以上であることを要する。
モノマー(A)の配合量が70質量%未満であると、櫛形ポリマー(X)中の構成単位(a)の含有量を90モル%以上にすることができない。
なお、実効温度域(80℃)でのHTHS粘度を低下させやすくする観点から、モノマー(A)の配合量は、モノマー(A)~(C)の総量基準で、好ましくは72質量%以上、更に好ましくは75質量%以上、更になお好ましくは80.0質量%以上である。また、粘度指数を高めやすくする観点から、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは72質量%~90質量%、より好ましくは75質量%~90質量%、更に好ましくは80質量%~85質量%である。
本実施形態において、モノマー(B)の配合量は、櫛形ポリマー(X)の油溶性の確保の観点から、モノマー(A)~(C)の総量基準(櫛形ポリマー(X)が他のモノマー由来の構成単位も含む場合には、モノマー(A)~(C)及び他のモノマーの総量基準)で、好ましくは3質量%以上、より好ましくは4質量%以上、更に好ましくは5質量%以上である。また、好ましくは12質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは9質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは3質量%~12質量%、より好ましくは4質量%~10質量%、更に好ましくは5質量%~9質量%である。
本実施形態において、モノマー(C)の配合量は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、モノマー(A)~(C)の総量基準(櫛形ポリマー(X)が他のモノマー由来の構成単位も含む場合には、モノマー(A)~(C)及び他のモノマーの総量基準)で、好ましくは5質量%以上、より好ましくは7質量%以上、更に好ましくは10質量%以上である。また、好ましくは25質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは5質量%~25質量%、より好ましくは7質量%~20質量%、更に好ましくは10質量%~15質量%である。
重合溶剤としては、ヘテロ原子含有基油(Y)を用いることが好ましい。ヘテロ原子含有基油(Y)を重合溶剤として用いることで、本発明の効果をより発揮しやすい櫛形ポリマー(X)が得られる。また、モノマー(A)に由来する構成単位(a)の含有量を増加させやすいため、実効温度域(80℃)におけるHTHS粘度の低減効果も得られやすい。
但し、本実施形態では、ヘテロ原子含有基油(Y)以外を重合溶剤として用いて櫛形ポリマー(X)を得た場合であっても、当該櫛形ポリマー(X)とヘテロ原子含有基油(Y)とを混合した重合体組成物とすることで、ヘテロ原子含有基油(Y)を重合溶剤として用いた場合と同様の効果が奏されることが確認されている。したがって、本実施形態では、ヘテロ原子含有基油(Y)以外の重合溶剤を用いてもよい。
前記重合開始剤としては、アゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤、及び有機ハロゲン化合物開始剤からなる群より選ばれる1種以上が挙げられる。重合開始剤としては、好ましくはアゾ系開始剤及び過酸化物系開始剤から選ばれる1種以上、より好ましくはアゾ系開始剤及び有機過酸化物から選ばれる1種以上、更に好ましくは有機過酸化物を用いることができる。
無機過酸化物としては、例えば、過酸化水素、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、及び過硫酸ナトリウム等が挙げられる。
有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサイド、コハク酸パーオキサイド、ジ(2-エトキシエチル)パーオキシジカーボネート、tert-ブチルパーオキシピバレート、tert-ヘキシルパーオキシピバレート、tert-ブチルパーオキシネオヘプタノエート、tert-ブチルパーオキシネオデカノエート、tert-ブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、tert-ブチルパーオキシイソブチレート、tert-アミルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ2-エチルヘキサノエート、ジブチルパーオキシトリメチルアジペート、2,2-ビス(4,4-ジ-t-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン及びラウリルパーオキシド等が挙げられる。
前記ラジカル重合では、分子量等の重合体の物性を調整する目的等、必要に応じて、公知の連鎖移動剤を用いてもよい。
連鎖移動剤としては、例えば、メルカプタン類、チオカルボン酸類、イソプロパノール等の2級アルコール類、ジブチルアミン等のアミン類、次亜燐酸ナトリウム等の次亜燐酸塩類、塩素含有化合物、アルキルベンゼン化合物等が挙げられる。
メルカプタン類としては、例えば、n-ブチルメルカプタン、イソブチルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、sec-ブチルメルカプタン、tert-ブチルメルカプタン、tert-ドデシルメルカプタン等の炭素数2~20のアルキル基を有するアルキルメルカプタン化合物;メルカプトエタノール、メルカプトプロパノール等の水酸基含有メルカプタン化合物;等が挙げられる。
チオカルボン酸類としては、例えば、チオグリコール酸、チオリンゴ酸等が挙げられる。
重合制御の方法は、断熱重合法、温度制御重合法が挙げられる。重合時の反応温度としては、好ましくは30~140℃、より好ましくは50~130℃、更に好ましくは70℃~120℃である。
また、熱による重合開始の方法の他に、放射線、電子線、紫外線などを照射して重合を開始させる方法を採ることもできる。好ましいものは温度制御した溶液重合法である。
共重合を行う場合は、ランダム付加重合又は交互共重合のいずれでもよく、また、グラフト共重合又はブロック共重合のいずれでもよい。
工程(S2)では、櫛形ポリマー(X)をヘテロ原子含有基油(Y)に溶解し、櫛形ポリマー(X)とヘテロ原子含有基油(Y)とを含む重合体組成物を製造する。
なお、工程(S1)において、重合溶剤としてヘテロ原子含有基油(Y)を用いる場合、重合溶剤を除去することなく櫛形ポリマー(X)をヘテロ原子含有基油(Y)に溶解した状態とすることで、工程(S2)を省略することができる。但し、ヘテロ原子含有基油(Y)の含有量を調整する観点から、工程(S2)を実施してもよい。
つまり、工程(S2)は、工程(S1)で使用される重合溶剤に応じて、実施の要否を選択することができ、重合溶剤としてヘテロ原子含有基油(Y)を用いる場合には、工程(S2)を実施してもよく、実施しなくてもよい。重合溶剤としてヘテロ原子含有基油(Y)以外を用いる場合には、工程(S2)は必ず実施される。
但し、潤滑油組成物を構成する潤滑油基油としてヘテロ原子含有基油(Y)を含む基油を用いることが想定される場合には、工程(S1)において重合溶剤としてヘテロ原子含有基油(Y)が用いられていなくてもよく、また、工程(S2)を実施せずともよい。
本実施形態の重合体組成物は、櫛形ポリマー(X)とヘテロ原子含有基油(Y)とを含有する。
ここで、潤滑油基油に添加した際に本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、櫛形ポリマー(X)の樹脂分換算の含有量は、重合体組成物の全量基準で、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、更に好ましくは5質量%以上である、また、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは0.1質量%~50質量%、より好ましくは1.0質量%~40質量%、更に好ましくは5.0~30質量%である。
ヘテロ原子含有基油(Y)以外を重合溶剤として用いた場合、各構成単位の含有量の好適範囲を以下に説明する。
なお、櫛形ポリマー(X)における各構成単位の構成、他のモノマー由来の構成単位、櫛形ポリマー(X)の性状及び重合態様等の好ましい範囲は、既述のとおりである。
モノマー(A)に由来するの構成単位(a)の含有量(質量%)は、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、既述のように、70質量%以上であることを要する。
なお、実効温度域(80℃)でのHTHS粘度を低下させやすくする観点から、モノマー(A)に由来するの構成単位(a)の含有量(質量%)は、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは71質量%以上、更に好ましくは72質量%以上である。また、櫛形ポリマー(X)の重合のしやすさの観点及び粘度指数を高めやすくする観点から、好ましくは77質量%未満、より好ましくは75質量%以下、更に好ましくは74質量%以下である。
モノマー(A)に由来するの構成単位(a)の含有量(モル%)は、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、90.0モル%以上、好ましくは91.0モル%以上、より好ましくは92.0モル%以上、更に好ましくは93.0モル%以上である。また、好ましくは、95.0モル%以下である。
モノマー(B)に由来するの構成単位(b)の含有量(質量%)は、櫛形ポリマー(X)の重合のしやすさの観点及び櫛形ポリマー(X)の油溶性の確保の観点から、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは5質量%超、より好ましくは6質量%以上、更に好ましくは7質量%以上である。また、好ましくは11質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは9質量%以下である。
モノマー(B)に由来するの構成単位(b)の含有量(モル%)は、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは5.0モル%以上である。また、好ましくは8.0モル%以下、より好ましくは7.0モル%以下、更に好ましくは6.0モル%以下である。
モノマー(C)に由来するの構成単位(c)の含有量(質量%)は、櫛形ポリマー(X)の重合のしやすさの観点及び本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは15質量%超、より好ましくは16質量%以上、更に好ましくは17質量%以上、より更に好ましくは18質量%以上である。また、好ましくは22質量%以下、より好ましくは21質量%以下、更に好ましくは20質量%以下である。
モノマー(C)に由来するの構成単位(c)の含有量(モル%)は、櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、好ましくは0.4モル%以上である。また、好ましくは0.7モル%以下、より好ましくは0.6モル%以下である。
したがって、構成単位(a)~(c)の各々の含有量(櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準)は、モノマー(A)~(C)の各々の、モノマー(A)~(C)の総量基準(櫛形ポリマー(X)が他のモノマー由来の構成単位も含む場合には、モノマー(A)~(C)及び他のモノマーの総量基準)での配合量に対応する。
本実施形態の重合体組成物は、潤滑油組成物に対して高い粘度指数を付与することができる。したがって、粘度指数向上剤として有用である。
よって、本実施形態によれば、本実施形態の重合体組成物を、粘度指数向上剤組成物として使用する、使用方法が提供される。
本実施形態の潤滑油組成物は、櫛形ポリマー(X)を含有する重合体組成物と、潤滑油基油とを含有する。
重合体組成物の含有量は、重合体組成物の添加効果を良好に発揮させる観点から、櫛形ポリマー(X)の含有量(樹脂分換算)が、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、更に好ましくは0.3質量%以上になるように調整される。また、櫛形ポリマー(X)の含有量が、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは15質量%以下、より好ましくは12質量%以下、更に好ましくは10質量%以下になるように調整される。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは0.1質量%~15質量%、より好ましくは0.2質量%~12質量%、更に好ましくは0.3質量%~10質量%である。
潤滑油基油は、潤滑油組成物に用いられる一般的な基油を、特に制限なく用いることができる。具体的には、例えば、鉱油及び合成油からなる群から選択される1種以上が挙げられる。
潤滑油基油の100℃における動粘度は1mm2/s~50mm2/sの範囲にあることが好ましく、2mm2/s~30mm2/sの範囲にあることがより好ましく、3mm2/s~20mm2/sの範囲にあることが更に好ましい。また、潤滑油基油の粘度指数は80以上であることが好ましく、90以上であることがより好ましく、100以上であることがより更に好ましい。
潤滑油基油の動粘度及び粘度指数はJIS K2283:2000に準じて測定又は算出される値である。
鉱油としては、例えば、パラフィン基原油、中間基原油、又はナフテン基原油を常圧蒸留及び/又は減圧蒸留して得られる留出油;当該留出油を常法に従って精製することによって得られる精製油;等が挙げられる。精製油を得るための精製方法としては、例えば、溶剤脱ろう処理、水素化異性化処理、水素化仕上げ処理、白土処理等が挙げられる。
合成油としては、例えば、炭化水素系油、芳香族系油、エステル系油、エーテル系油等が挙げられる。また、合成油としては、天然ガスからフィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックス(GTLワックス,Gas To Liquids WAX)を異性化することで得られるGTL(Gas To Liquids)を用いてもよい。
但し、櫛形ポリマー(X)の重合溶剤としてヘテロ原子含有基油(Y)以外の基油が用いられ、重合体組成物の希釈溶剤もヘテロ原子含有基油(Y)以外の基油である場合、本発明の効果の観点から、潤滑油組成物を構成する潤滑油基油が、ヘテロ原子含有基油(Y)を含有することが好ましい。この場合、潤滑油基油中のヘテロ原子含有基油(Y)の含有量は、潤滑油基油の全量基準で、好ましくは5質量%以上、より好ましくは8質量%以上、更に好ましくは10質量%以上である。
潤滑油組成物を構成する潤滑油基油が、ヘテロ原子含有基油(Y)を含有する場合、潤滑油基油はヘテロ原子含有基油(Y)のみからなるものであってもよいが、ヘテロ原子含有基油(Y)以外の基油(例えば、鉱油)を含有していてもよい。この場合、潤滑油基油中のヘテロ原子含有基油(Y)以外の基油(例えば、鉱油)の含有量は、潤滑油基油の全量基準で、好ましくは95質量%以下、より好ましくは92質量%以下、更に好ましくは90質量%以下である。
本実施形態の潤滑油組成物は、上記重合体組成物の効果を阻害しない範囲で、酸化防止剤、油性剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、防錆剤、金属不活性化剤、及び消泡剤等の他の添加剤を含有してもよい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、本実施形態では、櫛形ポリマー(X)を含有する重合体組成物とともに、櫛形ポリマー(X)を含有する重合体組成物以外の他の添加剤として、酸化防止剤、油性剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、防錆剤、金属不活性化剤、及び消泡剤等から選択される1種以上の添加剤を含有する潤滑油組成物用の添加剤パッケージも提供される。
酸化防止剤としては、従来の潤滑油組成物に使用されているアミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤等を使用することができる。これらの酸化防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、モノオクチルジフェニルアミン及びモノノニルジフェニルアミン等のモノアルキルジフェニルアミン系化合物;4,4’-ジブチルジフェニルアミン、4,4’-ジペンチルジフェニルアミン、4,4’-ジヘキシルジフェニルアミン、4,4’-ジヘプチルジフェニルアミン、4,4’-ジオクチルジフェニルアミン、及び4,4’-ジノニルジフェニルアミン等のジアルキルジフェニルアミン系化合物;テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、及びテトラノニルジフェニルアミン等のポリアルキルジフェニルアミン系化合物;α-ナフチルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、ブチルフェニル-α-ナフチルアミン、ペンチルフェニル-α-ナフチルアミン、ヘキシルフェニル-α-ナフチルアミン、ヘプチルフェニル-α-ナフチルアミン、オクチルフェニル-α-ナフチルアミン、及びノニルフェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系化合物が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール及び2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール等のモノフェノール系化合物;4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)及び2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)等のビスフェノール系化合物が挙げられる
酸化防止剤の含有量は、潤滑油組成物の酸化安定性を保つのに必要な最低量を加えれば良い。具体的には、例えば、潤滑油組成物の全量基準で、0.01~1質量%が好ましい。
油性剤としては、脂肪族アルコール;脂肪酸及び脂肪酸金属塩等の脂肪酸化合物;ポリオールエステル、ソルビタンエステル、及びグリセライド等のエステル化合物;脂肪族アミン等のアミン化合物等を挙げることができる。
油性剤の含有量は、添加効果の点から、潤滑油組成物の全量基準で、通常0.1~20質量%であり、好ましくは0.5~10質量%である。
清浄分散剤としては、金属スルホネート、金属サリチレート、金属フェネート、及びコハク酸イミド等が挙げられる。
清浄分散剤の含有量は、添加効果の点から、潤滑油組成物の全量基準で、通常0.01~10質量%であり、好ましくは0.1~5質量%である。
粘度指数向上剤としては、例えば、非分散型ポリメタクリレート、分散型ポリメタクリレート、オレフィン系共重合体(例えば、エチレン-プロピレン共重合体等)、分散型オレフィン系共重合体、スチレン系共重合体(例えば、スチレン-ジエン水素化共重合体等)等が挙げられる。
粘度指数向上剤の含有量は、好ましくは、潤滑油組成物の全量基準で、0.3~5質量%である。
防錆剤としては、金属系スルホネート、コハク酸エステル、並びにアルキルアミン及びモノイソプロパノールアミンなどのアルカノールアミン等を挙げることができる。
防錆剤の含有量は、添加効果の点から、潤滑油組成物の全量基準で、通常0.01~5質量%であり、好ましくは0.03~3質量%である。
金属不活性剤としては、ベンゾトリアゾール及びチアジアゾール等を挙げることができる。
金属不活性剤の好ましい含有量は、添加効果の点から、潤滑油組成物の全量基準で、通常0.01~5質量%であり、好ましくは0.01~1質量%である。
消泡剤としては、メチルシリコーン油、フルオロシリコーン油、及びポリアクリレート等を挙げることができる。
消泡剤の含有量は、添加効果の点から、潤滑油組成物の全量基準で、通常0.0005~0.01質量%である。
(動粘度、粘度指数)
本実施形態の潤滑油組成物の100℃動粘度は、潤滑性能、粘度特性、及び省燃費性の向上の観点から、好ましくは4.0mm2/s~12.5mm2/s、より好ましくは4.5mm2/s~11.0mm2/s、更に好ましくは5.0mm2/s~10.0mm2/s、より更に好ましくは5.5mm2/s~9.3mm2/sである。
本実施形態の潤滑油組成物の40℃動粘度は、潤滑性能、粘度特性、及び省燃費性の向上の観点から、好ましくは10.0mm2/s~40.0mm2/s、より好ましくは15.0mm2/s~38.0mm2/s、更に好ましくは16.0mm2/s~30.0mm2/s、より更に好ましくは17.0mm2/s~32.0mm2/s、より更に好ましくは18.0mm2/s~30.0mm2/sである。
本実施形態の潤滑油組成物の粘度指数は、好ましくは300以上、より好ましくは320以上、更に好ましくは350以上である。
潤滑油組成物の動粘度及び粘度指数は、JIS K2283:2000に準じて測定又は算出される値である。
本実施形態の潤滑油組成物の150℃におけるHTHS粘度は、好ましくは2.8mPa・s以下、より好ましくは1.7mPa・s~2.8mPa・s、更に好ましくは1.8mPa・s~2.8mPa・s、より更に好ましくは1.9mPa・s~2.7mPa・s、更になお好ましくは1.9mPa・s~2.6mPa・sである。
150℃におけるHTHS粘度が上記範囲にあれば、150℃におけるHTHS粘度として求められる粘度が最低限保証されているといえる。
潤滑油組成物の150℃におけるHTHS粘度は、ASTM D4741に準拠し、150℃の温度条件下、せん断速度106/sにて、せん断した後の粘度を測定した値である。
本実施形態の重合体組成物は、粘度指数向上の効果が優れるとともに、実効温度域(80℃)におけるHTHS粘度を低減する作用を有する。
そのため、本実施形態の重合体組成物を含む潤滑油組成物は、例えば、ギア油(マニュアルトランスミッション油、デファレンシャル油等)、自動変速機油(オートマチックトランスミッション油等)、無段変速機油(ベルトCVT油、トロイダルCVT油等)、パワーステアリング油、ショックアブソーバー油、及び電動モーター油等の駆動系油;ガソリンエンジン用、ディーゼルエンジン用、及びガスエンジン用等の内燃機関(エンジン)用油;油圧作動油;タービン油;圧縮機油;流体軸受け油;転がり軸受油;冷凍機油等をはじめ各種の用途に好適に使用でき、これら各用途で使用される装置に充填し、当該装置に係る各部品間を潤滑する潤滑油として好適に使用することができる。
また、これらの中でも、前述した特性から、より広い温度範囲で使用される潤滑油組成物としてより好適であり、例えば、二輪車、四輪車等の自動車、電車、船舶、及び飛行機等の輸送機器、発電機、及び各種工作機器等に搭載されるギア、自動変速機、無段変速機、ショックアブソーバー、パワーステアリング、電動モーター等の駆動系機器用潤滑油;ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン等の内燃機関用潤滑油;としてより好適に使用することができる。
前述した用途での説明のとおり、本実施形態の重合体組成物を含む潤滑油組成物を用いる潤滑方法としては、好ましくは、前記潤滑油組成物を、前述した各用途で使用される装置に充填し、当該各装置に係る各部品間を潤滑する方法が挙げられる。
そして、前記潤滑油組成物を用いる潤滑方法としては、より好ましくは、前記潤滑油組成物を、例えば、二輪車、四輪車等の自動車、電車、船舶、及び飛行機等の輸送機器、発電機、並びに各種工作機器等に搭載されるギア、自動変速機、無段変速機、ショックアブソーバー、パワーステアリング、電動モーター等の駆動系機器;ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン等の内燃機関;等に充填し、前記駆動系機器にかかわる各部品間、又は前記内燃機関に係る各部品間を潤滑する方法が挙げられる。
他の実施態様としては、前記潤滑油組成物を用いた駆動系機器が挙げられ、好ましくは前記潤滑油組成物を駆動系油として用いた駆動系機器である。当該駆動系機器としては、例えば、二輪車、四輪車等の自動車、電車、船舶、及び飛行機等の輸送機器、発電機、並びに各種工作機器等に搭載されるギア、自動変速機、無段変速機、ショックアブソーバー、パワーステアリング、電動モーター等が挙げられる。
他の実施態様としては、前記潤滑油組成物を用いた内燃機関が挙げられ、好ましくは前記潤滑油組成物をエンジン油として用いた内燃機関(エンジン)である。当該内燃機関としては、例えば、二輪車、四輪車等の自動車、電車、船舶、及び飛行機等の輸送機器に搭載されるガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ガスエンジン等が挙げられる。
本発明の一態様によれば、下記[1]~[11]が提供される。
[1] 下記構成単位(a)~(c)を含む櫛形ポリマー(X)と、ヘテロ原子含有基油(Y)とを含有し、
・構成単位(a):炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位
・構成単位(b):炭素数6~32である長鎖アルキル基を有する長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)に由来する構成単位
・構成単位(c):マクロモノマー(C)に由来する構成単位
前記構成単位(a)の含有量が、前記櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、70質量%以上であり、
前記ヘテロ原子含有基油(Y)は、40℃における動粘度が25mm2/s以下である、重合体組成物。
[2] 前記櫛形ポリマー(X)は、ヘテロ原子含有基油(Y)を含む重合溶剤中で重合して得られる共重合体である、上記[1]に記載の重合体組成物。
[3] 前記櫛形ポリマー(X)は、質量平均分子量が、10万~90万である、上記[1]又は[2]に記載の重合体組成物。
[4] 前記ヘテロ原子含有基油(Y)が、エステルを含む、上記[1]~[3]のいずれかに記載の重合体組成物。
[5] 上記[1]~[4]のいずれかに記載の重合体組成物を含有する、潤滑油用添加剤組成物。
[6] 上記[1]~[4]のいずれかに記載の重合体組成物又は上記[5]に記載の潤滑油用添加剤組成物と、潤滑油基油とを含有する、潤滑油組成物。
[7] 前記潤滑油基油が、鉱油を含む、上記[6]に記載の潤滑油組成物。
[8] 100℃における動粘度が、4.0mm2/s~12.5mm2/sである、上記[6]又は[7]に記載の潤滑油組成物。
[9] 150℃におけるHTHS粘度が、2.8mPa・s以下である、上記[1]~[8]のいずれかに記載の潤滑油組成物。
[10] 上記[1]に記載の重合体組成物を製造する方法であって、
炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)と、炭素数6~32である長鎖アルキル基を有する長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)と、マクロモノマー(C)とを重合して、櫛形ポリマー(X)を製造する工程(S1)と、
前記櫛形ポリマー(X)をヘテロ原子含有基油(Y)に溶解する工程(S2)とを含み、
前記工程(S1)において、前記短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)の配合量は、前記短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)、前記長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)、及び前記マクロモノマー(C)の総量基準で、70質量%以上であり、
前記ヘテロ原子含有基油(Y)は、40℃における動粘度が25mm2/s以下である、重合体組成物の製造方法。
[11] 前記工程(S1)において、重合溶剤として前記ヘテロ原子含有基油(Y)を用い、
前記工程(S2)は任意に実施する、
上記[10]に記載の重合体組成物の製造方法。
各実施例及び各比較例で用いた各原料並びに各実施例及び各比較例の潤滑油組成物の各性状の測定は、以下に示す要領に従って行ったものである。
基油及び潤滑油組成物の40℃動粘度、100℃動粘度、及び粘度指数は、JIS K2283:2000に準拠して測定又は算出した。
ASTM D4741に準拠し、80℃および150℃の温度条件下、せん断速度106/sにて、せん断した後の粘度をそれぞれ測定した。
Waters社製の「1515アイソクラティックHPLCポンプ」、「2414示差屈折率(RI)検出器」に、東ソー社製のカラム「TSKguardcolumn SuperHZ-L」を1本、及び「TSKSuperMultipore HZ-M」を2本、上流側からこの順で取り付け、測定温度:40℃、移動相:テトラヒドロフラン、流速:0.35mL/分、試料濃度1.0mg/mLの条件で測定し、標準ポリスチレン換算にて求めた。
以下に説明する方法により、実施例1~10及び比較例1~3の潤滑油組成物を調製した。
(モノマー)
・「モノマー(A)」:n-ブチルメタクリレート
Alfa Aesar社製
n-ブチルメタクリレートは、上記一般式(a-1)中、Ra1がメチル基であり、Ra3がn-ブチル基(炭素数4の直鎖アルキル基)であり、Xa1が-O-であり、ma1=0である化合物である。
以降の説明では、n-ブチルメタクリレートを、「nC4-MA」と略記することもある。
共栄社化学株式会社製、製品名「ライトエステルL-7」
n-ドデシルメタクリレートは、上記一般式(b-1)中、Rb1がメチル基であり、Rb3がn-ドデシル基(炭素数12の直鎖アルキル基)であり、Xb1が-O-であり、mb1=0である化合物である。
n-トリデシルメタクリレートは、上記一般式(b-1)中、Rb1がメチル基であり、Rb3がn-トリデシル基(炭素数13の直鎖アルキル基)であり、Xb1が-O-であり、mb1=0である化合物である。
以降の説明では、n-ドデシルメタクリレートとn-トリデシルメタクリレートの混合物を、「C1213-MA」と略記することもある。
マクロモノマー(C)として、片末端をメタクリレート化した水素化ブタジエンに由来する構成単位を有する、片末端メタクリル化水添ポリブタジエン(株式会社クラレ製、Kraton Liquid(登録商標) L-1253)を用いた。
質量平均分子量は約7,000、数平均分子量は約6,800である。
・「基油H1」:トリメチロールプロパンエステル
日油株式会社製、製品名「ユニスター(登録商標)H-334R」
トリメチロールプロパンと、ラウリン酸及びステアリン酸との混合トリエステルである。
100℃動粘度=4.3mm2/s、40℃動粘度=19.6mm2/s、粘度指数=139
・「基油H2」:セバシン酸ビス(2-エチルヘキシル)
100℃動粘度=3.2mm2/s、40℃動粘度=11.3mm2/s
・「基油H3」:ビス(2-エチルヘキシル)エーテル
100℃動粘度=1.0mm2/s、40℃動粘度=2.2mm2/s
・「基油H4」:アジピン酸ビス(2-エチルヘキシル)
100℃動粘度=2.3mm2/s、40℃動粘度=7.6mm2/s
・「基油A」:鉱油
100℃動粘度=4.2mm2/s、40℃動粘度=19.4mm2/s、粘度指数=124
パーテトラA(日油株式会社製、2,2-ビス(4,4-ジ-t-ブチルパーオキシシクロヘキシル)プロパン)を用いた。
(製造例1:櫛形ポリマー(X-1)を含む重合体組成物(VME1)の製造)
温度計、ジムロート冷却器、バキュームシール撹拌翼、窒素流入口及び窒素流出口を備えた4口セパラブルフラスコに、nC4-MAを32.85g、C1213-MAを3.60g、マクロモノマーを8.55g、重合溶剤として基油H1を45g、パーテトラAを0.51g仕込み、窒素置換を行った。窒素気流下(窒素ガス:50mL/分)、バス温100℃にて、加熱撹拌した。2時間後、増粘が確認できたところで、基油H1を135g加え、さらに8時間加熱撹拌した。その後一晩放置した後、100℃にて8時間加熱撹拌後、減圧下(0.02MPa以下)、120~130℃にて、2時間かけて未反応のモノマーを留去し、櫛形ポリマー(X-1)を含む重合体組成物(VME1)を得た。重合体組成物(VME1)中の櫛形ポリマー(X-1)と重合溶剤との含有比率(質量比)は、20:80とした。
潤滑油組成物の150℃におけるHTHS粘度が2.6mPa・sになるように、表1に示す割合で、潤滑油基油としての基油Aに重合体組成物(VME1)を添加・混合し、重合体組成物(VME1)を含有する潤滑油組成物(E1)を調製した。
(製造例2:櫛形ポリマー(X-2)を含む重合体組成物(VME2)の製造)
基油H1に代えて基油H2を用いたこと以外は、製造例1と同様の方法で、櫛形ポリマー(X-2)を含む重合体組成物(VME2)を得た。
潤滑油基油を基油Aとし、調製例1と同様の方法で、重合体組成物(VME2)を含有する潤滑油組成物(E2)を調製した。
(製造例3:櫛形ポリマー(X-3)を含む重合体組成物(VME3)の製造)
基油H1に代えて基油H3を用いたこと以外は、製造例1と同様の方法で、櫛形ポリマー(X-3)を含む重合体組成物(VME3)を得た。
潤滑油基油を基油Aとし、調製例1と同様の方法で、重合体組成物(VME3)を含有する潤滑油組成物(E3)を調製した。
(製造例4:櫛形ポリマー(X-4)を含む重合体組成物(VME4)の製造)
基油H1に代えて基油Aを用いたこと以外は、製造例1と同様の方法で、櫛形ポリマー(X-4)を含む重合体組成物(VME4)を得た。
重合溶剤としてヘテロ原子含有基油(Y)を用いずに得られた櫛形ポリマー(X)に対するヘテロ原子含有基油(Y)の後添加効果を確認するため、潤滑油基油を基油A及び基油H2の混合基油とし、調製例1と同様の方法で、重合体組成物(VME4)を含有する潤滑油組成物(E4)を調製した。
潤滑油基油を基油Aとし、調製例1と同様の方法で、重合体組成物(VME4)を含有する潤滑油組成物(C1)を調製した。
(製造例5:櫛形ポリマー(X-5)を含む重合体組成物(VME5)の製造)
nC4-MA、C1213-MA、及びマクロモノマーの仕込み量を以下のように変更し、製造例1と同様の方法で、櫛形ポリマー(X-5)を含む重合体組成物(VME5)を得た。
・nC4-MA:34.65g
・C1213-MA:3.6g
・マクロモノマー:6.75g
潤滑油基油を基油Aとし、調製例1と同様の方法で、重合体組成物(VME5)を含有する潤滑油組成物(E5)を調製した。
(製造例6:櫛形ポリマー(X-6)を含む重合体組成物(VME6)の製造)
基油H1に代えて基油H3を用いたこと以外は、製造例1と同様の方法で、櫛形ポリマー(X-7)を含む重合体組成物(VME6)を得た。
潤滑油基油を基油Aとし、調製例1と同様の方法で、重合体組成物(VME6)を含有する潤滑油組成物(E6)を調製した。
(製造例7:櫛形ポリマー(X-7)を含む重合体組成物(VME7)の製造)
基油H1に代えて基油H4を用いたこと以外は、製造例1と同様の方法で、櫛形ポリマー(X-7)を含む重合体組成物(VME7)を得た。
潤滑油基油を基油Aとし、調製例1と同様の方法で、重合体組成物(VME7)を含有する潤滑油組成物(E7)を調製した。
潤滑油基油を基油Aとし、調製例1と同様の方法で、重合体組成物(VMC2)を含有する潤滑油組成物(C2)を調製した。
(製造例8:櫛形ポリマー(X-8)を含む重合体組成物(VME8)の製造)
nC4-MA、C1213-MA、及びマクロモノマーの仕込み量を以下のように変更し、製造例1と同様の方法で、櫛形ポリマー(X-8)を含む重合体組成物(VME8)を得た。
・nC4-MA:37.35g
・C1213-MA:2.25g
・マクロモノマー:5.40g
潤滑油基油を基油Aとし、調製例1と同様の方法で、重合体組成物(VME8)を含有する潤滑油組成物(E8)を調製した。
(製造例9:櫛形ポリマー(X-9)を含む重合体組成物(VME9)の製造)
基油H1に代えて基油H2を用いたこと以外は、製造例5と同様の方法で、櫛形ポリマー(X-9)を含む重合体組成物(VME9)を得た。
潤滑油基油を基油Aとし、調製例1と同様の方法で、重合体組成物(VME9)を含有する潤滑油組成物(E9)を調製した。
(製造例10:櫛形ポリマー(X-10)を含む重合体組成物(VME10)の製造)
基油H1に代えて基油H4を用いたこと以外は、製造例5と同様の方法で、櫛形ポリマー(X-10)を含む重合体組成物(VME10)を得た。
潤滑油基油を基油Aとし、調製例1と同様の方法で、重合体組成物(VME10)を含有する潤滑油組成物(E10)を調製した。
(比較製造例1)
基油H1に代えて基油Aを用い、製造例10と同様の方法で、重合を行った。しかし、重合中に白濁(ゲル化)が生じた。そのため、潤滑油組成物の調製は行わなかった。
上記方法により調製した潤滑油組成物の40℃動粘度、100℃動粘度、粘度指数、150℃におけるHTHS粘度、80℃におけるHTHS粘度を測定した。
モノマー(A)、(B)、及び(C)の配合割合が同じである実施例と比較例を対象とし、粘度指数が比較例より大きく、80℃におけるHTHS粘度が比較例より小さい潤滑油組成物を合格と判断した。
なお、実施例8~10については、比較対象となる比較例3において重合過程で白濁(ゲル化)したことから、対比する比較例が存在しないため、以下の基準を満たす潤滑油組成物を合格とした。
・粘度指数:300以上
・80℃におけるHTHS粘度:5.90以下
実施例1~4の潤滑油組成物E1~E4は、比較例1の潤滑油組成物C1と比較して、粘度指数が高く、80℃におけるHTHS粘度も低いことがわかる。
実施例5~7の潤滑油組成物E5~E7は、比較例2の潤滑油組成物C2と比較して、粘度指数が高く、80℃におけるHTHS粘度も低いことがわかる。
実施例8~10の潤滑油組成物E8~E10は、いずれも粘度指数が高く、80℃におけるHTHS粘度も低いことがわかる。
Claims (11)
- 下記構成単位(a)~(c)を含む櫛形ポリマー(X)と、ヘテロ原子含有基油(Y)とを含有し、
・構成単位(a):炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位
・構成単位(b):炭素数6~32である長鎖アルキル基を有する長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)に由来する構成単位
・構成単位(c):マクロモノマー(C)に由来する構成単位
前記構成単位(a)の含有量が、前記櫛形ポリマー(X)の全構成単位基準で、70質量%以上であり、
前記ヘテロ原子含有基油(Y)は、40℃における動粘度が25mm2/s以下である、重合体組成物。 - 前記櫛形ポリマー(X)は、ヘテロ原子含有基油(Y)を含む重合溶剤中で重合して得られる共重合体である、請求項1に記載の重合体組成物。
- 前記櫛形ポリマー(X)は、質量平均分子量が、10万~90万である、請求項1又は2に記載の重合体組成物。
- 前記ヘテロ原子含有基油(Y)が、エステルを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の重合体組成物。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の重合体組成物を含有する、潤滑油用添加剤組成物。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の重合体組成物又は請求項5に記載の潤滑油用添加剤組成物と、潤滑油基油とを含有する、潤滑油組成物。
- 前記潤滑油基油が、鉱油を含む、請求項6に記載の潤滑油組成物。
- 100℃における動粘度が、4.0mm2/s~12.5mm2/sである、請求項6又は7に記載の潤滑油組成物。
- 150℃におけるHTHS粘度が、2.8mPa・s以下である、請求項6~8のいずれか1項に記載の潤滑油組成物。
- 請求項1に記載の重合体組成物を製造する方法であって、
炭素数1~5である短鎖アルキル基を有する短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)と、炭素数6~32である長鎖アルキル基を有する長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)と、マクロモノマー(C)とを重合して、櫛形ポリマー(X)を製造する工程(S1)と、
前記櫛形ポリマー(X)をヘテロ原子含有基油(Y)に溶解する工程(S2)とを含み、
前記工程(S1)において、前記短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)の配合量は、前記短鎖アルキル(メタ)アクリレート(A)、前記長鎖アルキル(メタ)アクリレート(B)、及び前記マクロモノマー(C)の総量基準で、70質量%以上であり、
前記ヘテロ原子含有基油(Y)は、40℃における動粘度が25mm2/s以下である、重合体組成物の製造方法。 - 前記工程(S1)において、重合溶剤として前記ヘテロ原子含有基油(Y)を用い、
前記工程(S2)は任意に実施する、
請求項10に記載の重合体組成物の製造方法。
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