JP6444430B2 - 熱会合性で交換可能な共重合体を含む潤滑剤組成物 - Google Patents

熱会合性で交換可能な共重合体を含む潤滑剤組成物 Download PDF

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Description

本発明は、少なくとも1種の潤滑油(lubricating oil)、少なくとも1種の統計共重合体(statistical copolymer)A1、および少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2の混合物に起因する組成物に関し;前記統計共重合体A1は、ジオール基を有する少なくとも1種の第1のモノマーM1、およびモノマーM1と異なる化学構造の少なくとも1種の第2のモノマーM2の共重合に起因する。
本発明は、さらに、機械的部分を潤滑するための組成物の使用に関する。
本発明の分野は潤滑剤に関する。
潤滑剤組成物は、可動部の表面(特に金属面)の間で適用される組成物である。潤滑剤組成物により、互いに接して可動である2つの部品間の摩擦および摩耗を減少することができる。さらに、潤滑剤組成物により、摩擦によって生成した熱エネルギーの一部が消滅する。潤滑剤組成物は、それらが適用される部品の表面において保護膜を形成する。
機械的部分を潤滑するために使用される組成物は、基油と添加剤によって一般に構成される。温度が変化すると、基油(特に石油または合成由来の基油)の粘度は変化する。
確かに、基油の温度が上がる場合、基油の粘度は低下する。また、基油の温度が低下する場合、基油の粘度は増加する。また、保護膜の厚さは粘度に比例し、したがって、さらに温度に依存する。潤滑剤の使用条件および使用時間がどのような場合であっても保護膜の厚さが実質的に一定である場合、組成物は好適な潤滑特性を有している。
内燃機関では、潤滑剤組成物は、外部または内部温度の変化にさらされうる。外部温度の変化は、例えば夏と冬の間の温度変化のように、周囲の大気の温度変化に関係する。温度の内部変化はエンジンの稼動に起因する。エンジンの温度は、長期間の使用期間より、その立ち上がり(start-up)の過程中(特に寒中)の方が低くなる。その結果、保護膜の厚さはこれらの異なる状況において異なる可能性がある。
したがって、好適な潤滑特性を有するとともに、温度変化によって粘度が著しく影響されない潤滑剤組成物について要求が存在する。
潤滑剤組成物の粘度を改善する添加剤を加えることが公知である。これらの添加剤は、潤滑剤組成物のレオロジー挙動を変更する機能を有している。このような添加剤により、使用される温度範囲において、潤滑剤組成物が実質的に一定の粘度を有するよう促進することができる。例えば、温度が増加する場合、これらの添加剤は、潤滑剤組成物の粘度の減少を制限し、また温度が低下する場合、潤滑剤組成物の粘度の増加を制限する。
現在使用される粘度を改善する添加剤(あるいは粘度指数を改善する添加剤)は、ポリアルファオレフィン、ポリメチルメタクリレートのようなポリマーや、エチレンモノマーおよびα‐オレフィンの重合に起因する共重合体である。これらは高分子量ポリマーである。一般に、粘度の制御に対するこれらのポリマーの貢献度は、高い分子量を有するほど大きい。
しかしながら、高分子量ポリマーは、同じ性質だがより小さな分子量のポリマーと比較して、永久せん断強さが低いという欠点を有している。
潤滑剤組成物は、著しいせん断応力にさらされ、特に内燃機関中において摩擦を受ける面が非常に小さなクリアランスを有しているとともに、部品に及ぼされる圧力が高い場合、著しいせん断応力にさらされる。高分子量ポリマー上のせん断に関する制約は、高分子鎖の開裂を引き起こす。このように劣化したポリマーは、もはや増粘性を有しておらず、また、粘度は不可逆的に減少する。したがって、このような永久せん断強さの損失は、潤滑剤組成物の潤滑特性の劣化につながる。
先行技術のポリマー、特に、PMMA(ポリメチルメタクリレート)はせん断増粘挙動(shear thickening behaviour)を有している。高いせん断速度では、PMMA鎖は開裂する。これにより、最初のPMMAの分子量のおよそ半分を有する2つの分子が生成する。このような小さくなった2つの分子の全体のレオロジー的な量は、最初のPMMAの量未満であるため、このようなポリマーは粘度に対する寄与が小さくなり、そのため粘度が減少する。
高いエチレン含有量を有するエチレン−α‐オレフィン共重合体は粘度を改善する添加剤で、せん断下で安定している。しかしながら、これらのポリマーは、それらを含んでいる組成物中で凝集するという欠点を有しており、その結果、非常に粘性の高いゲルのような潤滑剤組成物を生じる。この凝集は、一般に周囲条件の下で、または冷却中に起こる。
したがって、出願人は、先行技術の潤滑剤組成物と比較して、粘度が一層良好に制御される新規な潤滑剤組成物の処方を目的とした。特に、出願人の目的は新規なレオロジー性添加剤(rheological additives)を提供することであり、このレオロジー性添加剤が基油に導入された場合の挙動は、先行技術の基油およびポリマー型のレオロジー性添加剤の挙動と比べて、温度変化について反対の挙動を示す。
この目的は、熱可逆的な方式で、会合することが可能であり(任意にゲルを形成してもよい)、交換することが可能である新規なレオロジー性添加剤により達成される。温度が増加すると液化する基油とは異なり、本発明の添加剤は、温度が増加すると、添加剤が分散している媒体を増粘化するという長所を持つ。
この特性は、2つの特定の化合物として、ジオール基を有する共重合体、およびボロン酸エステル官能基を含む化合物の両者の会合性を利用することにより達成できる。
少なくとも1種のモノマーがボロン酸エステル官能基を含むポリマーは、特許文献1(WO2013/147795)から公知である。これらのポリマーは、電子装置(特に柔軟なユーザー・インタフェースを得ることが望まれている装置)の生産のために使用される。これらのポリマーは合成中間物としても使用される。これらのポリマーは、発光性官能基、電子輸送性官能基などと連結することにより、ポリマーの機能化を可能にする。これらの官能基のカップリングはホウ素原子に由来する、標準的な有機化学反応によって実行され、その反応としては、例えばスズキカップリングなどが挙げられる。しかしながら、この文献からは、これらのポリマーの他の使用についても、他の化合物との関連についても、何ら想起されていない。
メタクリル酸メチル(MMA)モノマー、および任意にボロン酸エステルによって保護されているメタクリル酸グリセリルモノマー(メタクリル酸グリセリルのブチル・ボロン酸付加物(BBA−GMA))の共重合に起因する共重合体が、特許文献2(米国特許明細書4,401,797)から公知である。この共重合体は水の存在下でヒドロゲルを形成し、コンタクトレンズの製造に使用される。しかしながら、潤滑性組成物の分野でのこの共重合体の使用や、他の化合物との交換可能な化学結合による関連性については想起されない。
特許文献3(EP0570073)は、加えられることにより潤滑組成物の粘度指数を改善する添加剤を開示する。この添加剤は、1−(メタクリロイルエトキシ)−4,4,6−トリメチル−ジオキサボリナンおよび直鎖(C12−C18)アルキルメタクリレートの重合に起因する共重合体である。この添加剤は、一般式B(OR)(Rは、アルキル基またはアリール基)によって表わすことができるホウ酸エステル化合物の一群に属している。この添加剤は、一般式R−B(OR)(Rはアルキル基、あるいはアリール基)によって表わすことが可能であるボロン酸エステル化合物の一群に属していない。この添加剤は、交換可能な化学結合を介して他の化合物と会合することができない。
驚くべきことに、出願人は、低温で、本発明のポリジオール共重合体は、ボロン酸エステル官能基を含む化合物によって架橋されないか、または単にわずかしか架橋されないことを観察した。温度が上昇する場合、共重合体のジオール基は、エステル交換反応によって化合物中のボロン酸エステル官能基と反応する。その後、ポリジオール統計共重合体、およびボロン酸エステル官能基を含む化合物は、ともに架橋(link)し交換可能である。ポリジオールおよびボロン酸エステル官能基を含む化合物の官能性(functionality)に依存して、また混合物の組成に依存して、基油にゲルが発生するかもしれない。温度が再び低下すると、ポリジオール統計共重合体と、ボロン酸エステル官能基を含む化合物との間のボロン酸エステル結合が壊れ;当てはまる場合、組成物はそのゲル化された形質を失う。
出願人は、先行技術の化合物と比較して、せん断下でより安定している新規なレオロジー添加剤を処方することを、本発明の目的とした。
前記目的は、熱可逆的な方式で、会合すること、および架橋することが可能である新規なレオロジー性添加剤により達成される。先行技術のポリマーと異なり、本発明の共重合体では、高いせん断速度において、その分子量が全く変化しないかまたは単にわずかに変化するだけであり、その点は注目に値する。したがって、本発明の共重合体は、せん断応力の下でより安定しているという長所を持つ。
WO2013/147795 米国特許明細書4,401,797 EP0570073
したがって、本発明の主題は、以下の混合物に起因する組成物である。
・少なくとも1種の潤滑油、
・少なくとも1種の統計共重合体A1、および少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む、少なくとも1種の化合物A2であって;
o前記統計共重合体A1は、以下の共重合に起因し:
・一般式(I)の少なくとも1種の第1のモノマーM1、および一般式(II−A)の少なくとも1種の第2のモノマーM2との共重合に起因する統計共重合体A1:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され;
− xは2から18の範囲の整数であり;
− yは0または1に等しい整数であり;
− XとXは、同一または異なって、水素、テトラヒドロピラニル、メチルオキシメチル、ter−ブチル、ベンジル、トリメチルシリルおよびt−ブチルジメチルシリルによって形成された群から選択され;
あるいは、
− XおよびXは、酸素原子とともに、次の式の架橋構造を形成し、
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R’およびR’’は、同一または異なって、水素およびC−C11アルキル(好ましくはメチル)によって形成された群から選択され;
あるいは、
− XおよびXは、酸素原子とともに次式のボロン酸エステルを形成し、
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R'''は、C−C18アリール基、C−C18アラルキル基およびC−C18アルキル基(好ましくはC−C18アリール基)によって形成された群から選択され;
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され、
− R31は、C−C18アリール基、R’によって置換されたC−C18アリール基、−C(O)−O−R’、−O−R’、−S−R’および−C(O)−N(H)−R’(ここで、R’はC−C30アルキル基)によって形成された群から選択される。
一変形態様では、統計共重合体A1は、少なくとも1種のモノマーM1、および異なるR31基を有している、少なくとも2種のモノマーM2の共重合に起因する。
好ましくは、統計共重合体A1のモノマーM2のうちの1種は一般式(II−A1)を有している:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され、
− R''31はC−C14アルキル基であり、および
統計共重合体A1の他のモノマーM2は一般式(II−A2)を有しており:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され、
− R'''31はC15−C30アルキル基である。
組成物の一変形態様では、化合物A2は式(III)の化合物である:
Figure 0006444430
式中:
− wおよびwは、同一または異なって、0と1の間で選択された整数であり;
− R、R、RおよびRは、同一または異なって、水素、および1〜24個の炭素原子(好ましくは4〜18個の炭素原子、より好ましくは6〜14個の炭素原子)を有する炭化水素含有基から選択され;
− Lは二価の連結基で、C−C18アリール基、C−C18アラルキル基およびC−C24炭化水素含有鎖によって形成された群から選択される。
組成物の別の変形態様では、化合物A2は、以下の共重合に起因する統計共重合体である:
・式(IV)の少なくとも1種のモノマーM3:
Figure 0006444430
式中:
− tは0または1に等しい整数であり;
− uは0または1に等しい整数であり;
− MとRは同一または異なって、二価の連結基であり、C−C18アリール基、C−C24アラルキル基およびC−C24アルキル基(好ましくはC−C18アリール基)によって形成された群から選択され、
− Xは、−O−C(O)−、−C(O)−O−、−C(O)−N(H)−、−N(H)−C(O)−、−S−、−N(H)−、−N(R’)−、および−O−によって形成された群から選択された官能基であり(ここでR’は1〜15個の炭素原子を含む炭化水素含有鎖である);
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され;
− R10とR11は、同一または異なって、水素、および1〜24個の炭素原子(好ましくは4〜18個の炭素原子、より好ましくは6〜14個の炭素原子)を有する炭化水素含有基によって形成された群から選択され;
・一般式(V)の少なくとも1種の第2のモノマーM4と
Figure 0006444430
式中:
− R12は、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され、
− R13は、C−C18アリール基、R’13によって置換されたC−C18アリール基、−C(O)−O−R’13、−O−R’13、−S−R’13および−C(O)−N(H)−R’13(ここで、R’13はC−C25アルキル基である)によって形成された群から選択される。
好ましくは、上述する組成物は、単独でまたは組み合わさった状態で、以下の特性を1つ以上含む:
・一般式(IV)のモノマーのR10、M、X、および(R(ここで、uは0または1に等しい)が連なって形成された鎖は、8〜38個(好ましくは10〜26個)の炭素原子総数を有し、
・共重合体A2の側鎖は、8個以上の炭素原子(好ましくは11〜16個の炭素原子)の平均長さを有し;
・共重合体A2は、前記共重合体中、式(IV)のモノマーをモル百分率0.25〜20%(好ましくは1〜10%)で有し;
・共重合体A2は、50〜1500(好ましくは80〜800)の範囲の数平均重合度を有し;
・統計共重合体A1の側鎖は、8〜20個の炭素原子(好ましくは9〜15個の炭素原子)の平均長さを有しており;
・統計共重合体A1は、前記共重合体中、式(I)のモノマーM1をモル百分率1〜30%(好ましくは5〜25%、より好ましくは9〜21%)で有し;
・統計共重合体A1は、平均重合度100〜2,000(好ましくは150〜1,000)を有し;
・潤滑油は、API分類のグループI、グループII、グループIII、グループIV、グループVの基油およびそれらの混合物からなる群から選択され;
・組成物は、清浄剤によって形成された群から選択された機能的な添加剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、追加の酸化防止剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、腐食抑制剤、増粘剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物をさらに含み;
・統計重合体A1と化合物A2の間の組成物中の質量による比率(比率A1/A2)は、0.001〜100(好ましくは0.05〜20、より好ましくは0.1〜10、さらに好ましくは0.2〜5)であり;
・組成物中の統計共重合体A1および化合物A2の質量の合計は、潤滑剤組成物の全質量に対して、0.5〜20%であり、および潤滑油の質量は、潤滑剤組成物の全質量に対して、80%から99.5%の範囲である。
さらに、本発明の主題は、機械的部分を潤滑するための上述する組成物の使用である。
さらに、本発明の主題は次のものの混合物に起因する原液組成物(stock solution)である:
・少なくとも1種の統計共重合体A1;
・少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2;
および
・清浄剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、酸化防止剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、腐食抑制剤、増粘剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物によって形成された群から選択された少なくとも1つの機能的な添加剤であって、ここで;
o前記統計共重合体A1は、一般式(I)の、少なくとも1種の第1のモノマーM1と、一般式(II−A)の少なくとも1種の第2のモノマーM2との共重合に起因し:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され;
− xは2から18の範囲の整数であり;
− yは0または1に等しい整数であり;
− XとXは、同一または異なって、水素、テトラヒドロピラニル、メチルオキシメチル、ter−ブチル、ベンジル、トリメチルシリルおよびt−ブチルジメチルシリルによって形成された群から選択され;
あるいは
− XおよびXは、酸素原子とともに、次の式の架橋構造を形成し
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R’およびR’’は、同一または異なって、水素およびC−C11アルキル(好ましくはメチル)によって形成された群から選択され;
あるいは
− XとXは、酸素原子と次式のボロン酸エステルを形成する。
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R'''は、C−C18アリール基、C−C18アラルキル基およびC−C18アルキル基(好ましくはC−C18アリール基)によって形成された群から選択され;
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され、
− R31は、C−C18アリール基、R’によって置換されたC−C18アリール基、−C(O)−O−R’、−O−R’、−S−R’および−C(O)−N(H)−R’(ここで、R’はC−C30アルキル基である)によって形成された群から選択される。
図1は統計共重合体(P1)、グラジエント共重合体(P2)およびブロックコポリマー(P3)を図解的に示し;ここで各円はモノマーユニットを示す。モノマー間の化学構造の差は、異なる色(白灰色/黒)によって図示される。 図2は櫛形コポリマーを図解的に示す。 図3は、テトラヒドロフラン(THF)中の本発明による組成物の溶解度試験を図解的に示す。 図4は、温度の関数としての本発明の組成物の挙動を図解的に示す。ジオール基(官能基A)を有している統計共重合体(2)は、エステル交換反応によってボロン酸エステル官能基(官能基B)を有している統計共重合体(1)と、熱可逆的な方式で会合することが可能である。エステル交換反応の間に交換されるボロン酸エステル官能基(官能基B)の有機基はジオールであり、黒い三日月によって表わされる。ボロン酸エステル型の化学結合(3)はジオール化合物の脱着により生ずる。 図5は、溶液(グループIIIの基油中、10重量%のポリジオール統計共重合体A1−1および0.77重量%のジボロン酸エステル化合物A2−1を含む)のせん断速度(s−1、X軸)の関数として、10℃と110℃の間の異なる温度に関し、粘度(Pa.s、Y軸)の変化を示す。 図6Aは、組成物A、B−1、C−1およびD−1の温度(℃、X軸)の関数として、相対粘度(単位なし、Y軸)の変化を示す。 図6Bは、組成物A、B−2、C−2およびD−2の温度(℃、X軸)の関数として、相対粘度(単位なし、Y軸)の変化を示す。 図6Cは、組成物A、B−3およびC−3の温度(℃、X軸)の関数として、相対粘度(単位なし、Y軸)の変化を示す。 図6Dは、組成物A、B−4、C−4およびD−4の温度(℃、X軸)の関数として、相対粘度(単位なし、Y軸)の変化を示す。 図7は、組成物Eのせん断速度(s−1、X軸)の関数として、10℃と110℃の異なる温度に関し、粘度(Pa.s、Y軸)の変化を示す。 図8は、組成物A、B、C、DおよびEの温度(℃、X軸)の関数として、相対粘度(単位なし、Y軸)の変化を示す。 図9は、ジオールの存在下、2つのポリジオール統計ポリマー(A1−1とA1−2)および2つのボロン酸エステル統計ポリマー(A2−1とA2−2)との間での、ボロン酸エステル結合の交換反応を図解的に示す。
本発明の第1の主題は、以下の混合物に起因する組成物である:
・少なくとも1種の潤滑油、
・少なくとも1種の統計共重合体A1、
および
・少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2であって;
ここで前記統計共重合体A1は、ジオール基を有する少なくとも1種の第1のモノマーM1および少なくとも1種の第2のモノマーM2(モノマーM1とは異なる化学構造を有する)の共重合に起因する。
o潤滑剤基油
「基油」(oil)とは、周囲温度(25℃)および大気圧(760mmHg、または105Pa)で液体である脂肪性物質を意味する。
「潤滑油」(lubricating oil)とは、2つの可動部品の操作を促進するために、これらの2つの可動部品間の摩擦を低減させる油を意味する。潤滑油は天然、鉱物または合成由来であってもよい。
天然由来の潤滑油は、植物由来、または動物由来であってもよく、好ましくは植物由来であり、例えば、菜種油、ひまわり油、パーム油、やし油などであってもよい。
鉱物由来の潤滑油は石油由来であり、石油(原油の常圧蒸留と真空蒸留から生じる留分)から抽出される。蒸留に続いて、溶剤抽出、脱アスファルト、溶剤脱ろう、水添処理、水素化分解、水素化異性化、水素化仕上げなどのような精製工程を行うことが可能である。例として、下記を挙げることができる:
パラフィン性の鉱物の基油(ブライトストック溶剤(BSS)油など)、ナフテン系の鉱物基油、芳香性の鉱油、水添精製された鉱油(粘度指数は約100)、水素化分解された鉱油(粘度指数は120と130の間に含まれる)および水素化異性化された鉱油(粘度指数は140と150の間に含まれる)。
合成由来の潤滑油(または合成基油)はその名称が化学合成を示すことに由来する。例えば、石油化学、炭素化学(carbochemistry)および鉱物化学に由来する化合物(例えば、オレフィン、芳香族、アルコール、酸、ハロゲン化物、リン含有物、シリコン含有物などの化合物)それ自体の付加または重合、またはエステル化、アルキル化、フッ素化などのような他の物質に対する前記化合物の付加などの化学合成品が用いられてもよい。例として、下記を挙げることができる:
− ポリアルファオレフィン(PAO)、内部ポリオレフィン(PIO)、ポリブテンおよびポリイソブテン(PIB)、ジアルキルベンゼン、アルキル化ポリフェニルのような合成炭化水素に基づいた合成油;
− 二酸のエステル、ネオポリオールエステルのようなエステルに基づいた合成油;
− モノアルキレングリコール、ポリアルキレングリコールおよびポリアルキレングリコール・モノエーテルのようなポリグリコールに基づいた合成油;
− リン酸エステルに基づいた合成油;
− シリコーン油またはポリシロキサンのようなケイ素含有誘導体に基づいた合成油。
本発明の組成物の中で使用できる潤滑油は、アメリカ石油協会(API)の基油互換性指針に指定されたグループIからVの油(あるいはATIEL分類(Association Technique de l’Industrie Europeenne des Lubrifiants)によるそれらの等価物)のうちのどれからでも選択でき、
例えば、以下にまとめられる。
Figure 0006444430
本発明の組成物は1つ以上の潤滑油を含むことが可能である。潤滑油または潤滑油の混合物は、組成物の全重量に対して少なくとも50重量%を表わす。
好ましくは、潤滑油または潤滑油の混合物は、組成物の全重量に対して少なくとも70重量%を表わす。
本発明の一実施態様では、潤滑油は、API分類のグループI、グループII、グループIII、グループIV、グループVの基油およびそれらの混合物から形成された群から選択される。好ましくは、潤滑油は、API分類のグループIII、グループIV、グループVの基油およびそれらの混合物によって形成された群から選択される。好ましくは、潤滑油はAPI分類のグループIIIの油である。
潤滑油は、ASTM D445により測定された100℃での動粘度2〜150cSt(好ましくは5〜15cSt)を有している。
潤滑油は、等級SAE15からSAE250(好ましくは等級SAE20WからSAE50)でもよい(SAEはアメリカ自動車技術者協会を意味する)。
[ポリジオール統計共重合体(統計共重合体A1)]
本発明の組成物は、ジオール基を有する少なくとも1種の第1のモノマーM1および少なくとも1種の第2のモノマーM2(モノマーM1とは異なる化学構造を有する)の共重合に起因する、少なくとも1種のポリジオール統計共重合体を含む。
「共重合体」とは、複数の繰り返しユニット(あるいはモノマーユニット)によって構成されたシークエンスを有するオリゴマーまたは直鎖または分岐鎖の高分子であって、少なくとも2つのユニットが異なる化学構造を有しているものを意味する。
「モノマーユニット」または「モノマー」とは、それ自体の連結で、または同じタイプの他の分子との連結によってオリゴマーまたは高分子に変換することが可能である分子を意味する。モノマーは最も小さな構成ユニット(その繰り返しがオリゴマーまたは高分子となる)を意味する。
「統計共重合体」とは、オリゴマーまたは高分子であって、モノマーユニットのシークエンス分布が既知の統計法則に従うものを意味する。例えば、共重合体は、分布がマルコフ連鎖の分布であるモノマーユニットによって構成される場合に統計共重合体であると言われる。図式的な統計ポリマー(P1)は図1で示される。モノマーユニットのポリマー鎖中の分布は、モノマーの重合性官能基の反応性に依存するとともに、モノマーの相対的な濃度に依存する。本発明のポリジオール統計共重合体は、ブロックコポリマーおよびグラジエント共重合体と区別される。「ブロック」とは、共重合体の一部を意味し、各ブロックは複数の同一または異なるモノマーユニットを含み、ブロックはその構成または形態の少なくとも1つの特徴によりその隣接部分と識別可能である。図示されるブロックコポリマー(P3)は図1で示される。グラジエント共重合体とは、少なくとも2種の異なる構造のモノマーユニットの共重合体を意味し、その共重合体のモノマー組成はポリマー鎖に沿って徐々に変化し、それによって、あるモノマーユニットが豊富なポリマー鎖の端から、別のモノマーユニットが豊富なポリマー鎖の別の端へと、漸進的に移行する。図式的なグラジエントポリマー(P2)が図1で示される。
「共重合」とは、異なる化学構造の少なくとも2種のモノマーユニットの混合物が、オリゴマーまたは共重合体に変換されることを可能にする方法を意味する。
本出願の以下では、「B」はホウ素原子を表わす。
「C−Cアルキル」とは、iからj個の炭素原子を含む、直鎖または分岐鎖の飽和炭化水素含有鎖を意味する。例えば、「C−C10アルキル」とは、1〜10個の炭素原子を含む、直鎖または分岐鎖の飽和炭化水素含有鎖を意味する。
「C−C18アリール」とは、6〜18個の炭素原子を含む、芳香族炭化水素含有化合物に由来する官能基を意味する。この官能基は単環であってもよく、または多環であってもよい。例として、C−C18アリールは、フェニル、ナフタレン、アントラセン、フェナントレンおよびテトラセンであってもよい。
「C−C10アルケニル」とは、少なくとも1つの不飽和結合(好ましくは二重結合)を含む直鎖または分岐鎖の炭化水素含有鎖であって、2から10個の炭素原子を含む基を意味する。
「C−C18アラルキル」とは、芳香族炭化水素含有化合物(好ましくは単環)であって、少なくとも1つの直鎖または分岐鎖のアルキル鎖により置換された化合物を意味し、芳香環とその置換基の炭素原子総数が7〜18個の範囲である。例として、C−C18アラルキル基は、ベンジル、トリルおよびキシリルによって形成された群から選択できる。
「R’基によって置換されたC−C18アリール」とは、6〜18個の炭素原子を有する芳香族炭化水素含有化合物(好ましくは単環)であって、芳香環の少なくとも1つの炭素原子はR’基によって置換されている基を意味する。
「Hal」あるいは「ハロゲン」は、塩素、臭素、フッ素およびヨウ素によって形成された群から選択されたハロゲン原子を意味する。
[モノマーM1]
本発明のポリジオール統計共重合体(A1)の第1のモノマーM1は、一般式(I)を有している:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− xは2から18(好ましくは3〜8、より好ましくは4)の整数であり;
− yは0または1に等しい整数(好ましくは、yは0)であり;
− XとXは、同一または異なって、水素、テトラヒドロピラニル、メチルオキシメチル、ter−ブチル、ベンジル、トリメチルシリルおよびt−ブチルジメチルシリルによって形成された群から選択され;あるいは
− XとXは、同一または異なって、水素、テトラヒドロピラニル、メチルオキシメチル、ter−ブチル、ベンジル、トリメチルシリルおよびt−ブチルジメチルシリルによって形成された群から選択され;あるいは
− XおよびXは、酸素原子とともに次式の架橋を形成し、
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R’とR’’は、同一または異なって、水素およびC−C11アルキル基によって形成された群から選択され;
あるいは
− XおよびXは、酸素原子と次式のボロン酸エステルを形成し:
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R'''は、C−C18アリール、C−C18アラルキルおよびC−C18アルキル基(好ましくはC−C18アリール、より好ましくはフェニル)によって形成された群から選択される。
好ましくは、R’とR’’がC−C11アルキル基である場合、炭化水素含有鎖は直鎖である。好ましくは、C−C11アルキル基は、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシルおよびn−ウンデシルによって形成された群から選択される。より好ましくは、C−C11アルキル基はメチルである。
好ましくは、R'''がC−C18アルキル基である場合、炭化水素含有鎖は直鎖である。
式(I)のモノマーのうち、式(I−A)に対応するモノマーは、好ましい態様の一つを形成する:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− xは2から18(好ましくは3〜8;より好ましくは、xは4)の範囲の整数であり;
− yは0または1に等しい整数(好ましくは、yは0)である。
式(I)のモノマーのうち、式(I−B)に対応するモノマーは、好ましい態様の一つを形成する:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− xは2から18(好ましくは3〜8、より好ましくは4)の範囲の整数であり;
− yは0または1に等しい整数(好ましくは、yは0)であり;
− YとYは、同一または異なって、テトラヒドロピラニル、メチルオキシメチル、ter−ブチル、ベンジル、トリメチルシリルおよびt−ブチルジメチルシリルによって形成された群から選択され;あるいは、
− YとYは、酸素原子とともに、次の式の架橋構造を形成し:
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R’とR’’は、同一または異なって、水素およびC−C11アルキル基によって形成された群から選択され;あるいは
− YとYは、酸素原子とともに次式のボロン酸エステルを形成し:
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R'''は、C−C18アリール基、C−C18アラルキル基およびC−C18アルキル基(好ましくはC−C18アリール基、より好ましくはフェニル)によって形成された群から選択される。
好ましくは、R’およびR’’がC−C11アルキル基である場合;炭化水素含有鎖は直鎖である。好ましくは、C−C11アルキル基は、メチル、エチル、n−プロピル、n−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、n−デシルおよびn−ウンデシルによって形成された群から選択される。より好ましくは、C−C11アルキル基はメチルである。
好ましくは、R'''がC−C18アルキル基である場合、炭化水素含有鎖は直鎖である。
[モノマーM1の調製]
一般式(I−A)のモノマーM1は、反応式1による、一般式(I−B)のモノマーのアルコール基の脱保護によって得られる:
Figure 0006444430
ここで、R、Y、Y、xおよびyは上述する一般式(I−B)に定義される。
一般式(I−B)のモノマーのジオール基の脱保護反応は、当業者に周知である。当業者は、保護基YおよびYの性質に応じて、脱保護反応条件を適応させる方法を認識している。
一般式(I−B)のモノマーM1は、一般式(I−c)の化合物と、一般式(I−b)のアルコール化合物との反応(下記の反応式2)により、得ることが可能である:
Figure 0006444430
式中、
− Yはハロゲン原子(好ましくは塩素)、−OH、およびO−C(O)−R’によって形成された群から選択され、ここで、R’は、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− R、Y、Y、xおよびyは、一般式(I−B)に示されたものと同じ意味を有している。
これらのカップリング反応は当業者に周知である。
一般式(I−c)の化合物は、以下の供給業者から商業上利用可能である:Sigma−Aldrich(登録商標)およびAlfa Aesar(登録商標)。
一般式(I−b)のアルコール化合物は、次の反応式3によるジオール基の保護(protection)によって、式(I−a)の対応するポリオールから得られる:
Figure 0006444430
x、y、YおよびYは、一般式(I−B)に定義されている。
一般式(I−a)の化合物のジオール基の保護反応は、当業者に周知である。当業者は、保護基YおよびYの性質に応じて、脱保護反応条件を適応させる方法を使用することができる。
一般式(I−a)のポリオールは、供給業者から商業上利用可能である:Sigma−Aldrich(登録商標)およびAlfa Aesar(登録商標)。
[モノマーM2]
本発明の統計共重合体の第2のモノマーは一般式(II)を有している:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− Rは、水素原子、C−C10アルキル基、C−C10アルケニル基、C−C18アリール基、R’によって置換されたC−C18アリール基、−C(O)−O−R’、−O−R’、−S−R’および−C(O)−N(H)−R’基(ここでR’はC−C30アルキル基)によって形成された群から選択される。
好ましくは、R’は、炭化水素含有鎖が直鎖である、C−C30アルキル基である。
式(II)のモノマー中、式(II−A)に対応するモノマーが、好ましい態様の一部を形成する。
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− R31は、C−C18アリール基、R’によって置換されたC−C18アリール基、−C(O)−O−R’、−O−R’、−S−R’および−C(O)−N(H)−R’基(ここでR’はC−C30アルキル基)によって形成された群から選択される。
好ましくは、R’は、炭化水素含有鎖が直鎖である、C−C30アルキル基である。
式(II−A)のモノマーのうち、式(II−A1)に対応するモノマーが、好ましい態様の一部を形成する。
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− R''31はC−C14アルキル基である。
「C−C14アルキル」とは、1〜14個の炭素原子を含む、直鎖または分岐鎖の飽和炭化水素含有鎖を意味する。好ましくは、炭化水素含有鎖は直鎖である。好ましくは、炭化水素含有鎖は4〜12の炭素原子を含む。
式(II−A)のモノマー中、式(II−A2)に対応するモノマーは、さらに好ましいものの一部を形成する:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− R'''31はC15−C30アルキル基である。
「C15−C30アルキル」とは、15〜30個の炭素原子を含む、直鎖または分岐鎖の飽和炭化水素含有鎖を意味する。好ましくは、炭化水素含有鎖は直鎖である。好ましくは、炭化水素含有鎖は16〜24個の炭素原子を含む。
式(II)のモノマー中;式(II−B)に対応するモノマーが、好ましい実施態様の一部を形成する:
Figure 0006444430
式中:
− R22は、HとCHによって形成された群から選択され;
− R32は、水素原子、C−C10アルキル基およびC−C10アルケニル基によって形成された群から選択される。
[モノマーM2の調製]
式(II)、式(II−A)、特に式(II−A1)および式(II−A2)、式(II−B)のモノマーは、当業者に周知である。それらはSigma−Aldrich(登録商標)およびTCI(登録商標)によって上市される。
[好ましいポリジオール共重合体]
一実施態様では、好ましい統計共重合体は、少なくとも以下のモノマーの共重合に起因する:
・上述する一般式(I)の第1のモノマーM1;
・上述する式(II)の第2のモノマーM2(式中Rは−Hであり、RはC−C18アリール基(好ましくは、Rはフェニル基)である)。
別の実施態様では、好ましい統計共重合体は、少なくとも以下のモノマーの共重合に起因する:
・上述する一般式(I)の第1のモノマーM1;
・上述する式(II−A1)の第2のモノマーM2;および
・上述する式(II−A2)の第3のモノマーM2。
他の実施態様によれば、好ましい統計共重合体は、少なくとも以下のモノマーの共重合に起因する:
・上述する一般式(I)の第1のモノマーM1;
・式(II−A1)の第2のモノマーM2(式中Rは−CHであり、R''31はC−C12アルキル基(好ましくは直鎖C−C12アルキル基)である)、
・式(II−A2)の第3のモノマーM2(式中Rは−CHであり、R'''31はC16−C24アルキル基(好ましくは直鎖C16−C24アルキル基)である)。
この実施態様によれば、好ましい統計共重合体は、少なくとも以下のモノマーの共重合に起因する:
・上述する一般式(I)の第1のモノマーM1;
・メタクリル酸n−オクチル、メタクリル酸n−デシルおよびメタクリル酸n−ドデシルによって形成された群から選択された第2のモノマーM2;
・メタクリル酸パルミチル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸アラキジルおよびメタクリル酸ベヘニルによって形成された群から選択された第3のモノマーM2。
別の実施態様では、好ましい統計共重合体は、少なくとも以下のモノマーの共重合に起因する:
・先に定義されるような一般式(I)の第1のモノマーM1;
・先に定義されるような式(II−B)の第2のモノマーM2(R22とR32は水素原子である);
・先に定義されるような式(II−B)の第3のモノマーM2(R22は水素原子であり、R32は、C−C10アルキル基であり、好ましくは直鎖C−C10アルキル基であり、より好ましくは、CH、CH−CH、CH−CH−CH、CH−(CH−CHおよびCH−(CH−CHによって構成された群から選択される)。
この実施態様によれば、好ましい統計共重合体は、少なくとも以下のモノマーの共重合に起因する:
・先に定義されるような一般式(I)の第1のモノマーM1;
・エチレンである式(II−B)の第2のモノマーM2;
・プロピレンである式(II−B)の第3のモノマーM2。
別の実施態様では、好ましい統計共重合体は、少なくとも以下のモノマーの共重合に起因する:
・先に定義されるような一般式(I)の第1のモノマーM1;
・先に定義されるような一般式(II−B)の第2のモノマーM2(R22は水素原子であり、R32は、水素およびC−C10アルキル基によって形成された群から選択される);
・先に定義されるような一般式(II−A1)の第3のモノマーM2。
別の実施態様では、好ましい統計共重合体は、少なくとも以下のモノマーの共重合:
・上述する一般式(I)の第1のモノマーM1;
・先に記載しているような式(II)の第2のモノマーM2(RはHであり、RはC−C18アリール基であり;好ましくは、Rはフェニル基である);および、
・先に記載している式(II−B)の第3のモノマーM2(R22は、HまたはCHによって形成された群から選択され、R32はC−C10アルケニル基であり、好ましくは、R32は−C(H)=CHである);および
水素添加に起因する。
水素添加は、当業者に周知の任意の技術により遂行できる。
[ポリジオール共重合体を得る方法]
当業者は、一般的な知識の利用により本発明のポリジオール統計共重合体A1を合成することができる。
共重合は、塊状重合または有機溶媒中の溶液で、フリーラジカルを生成する化合物によって開始することが可能である。例えば本発明の共重合体、特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマー、および式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体は、ラジカル共重合として公知である方法によって、特に精密ラジカル共重合によって、得られる。そのような方法は、例えば、可逆的付加開裂連鎖移動反応(RAFT)や、原子移動ラジカル重合(ATRP)と呼ばれる方法によって制御された方法が挙げられる。従来のラジカル重合およびテロメリゼーションも、本発明の共重合体の調製のために使用できる。(例えば、Moad, G.; Solomon, D. H., The Chemistry of Radical Polymerization. 2nd ed.; Elsevier Ltd: 2006; p 639; Matyaszewski, K.; Davis, T. P. Handbook of Radical Polymerization; Wiley-Interscience: Hoboken, 2002; p 936)。
統計共重合体の調製のための方法は、少なくとも下記の化合物を接触させる少なくとも1段階の重合工程(a)を含む:
i) 一般式(I)の第1のモノマーM1:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され;
− xは2から18の範囲の整数であり;
− yは0または1に等しい整数であり;
− XとXは、同一または異なって、水素、テトラヒドロピラニル、メチルオキシメチル、ter−ブチル、ベンジル、トリメチルシリルおよびt−ブチルジメチルシリルによって形成された群から選択され;
あるいは、
− XおよびXは、酸素原子とともに、次の式の架橋構造を形成し、
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表わし;
− R’およびR’’は、同一または異なって、水素およびC−C11アルキル基(好ましくはメチル)によって形成された群から選択され;
あるいは
− XとXは、酸素原子と次式のボロン酸エステルを形成し、
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表わし;
− R'''は、C−C18アリール基、C−C18アラルキル基およびC−C18アルキル基(好ましくはC−C18アリール基)によって形成された群から選択され、
ii)一般式(II)の少なくとも1種の第2のモノマーM2:
Figure 0006444430
式中:
−Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され、
−Rは、C−C18アリール基、R’によって置換されたC−C18アリール基、−C(O)−O−R’、−O−R’、−S−R’および−C(O)−N(H)−R’基(ここでR’はC−C30アルキル基)によって形成された群から選択され;
iii)少なくとも1つのフリーラジカル源。
一実施態様では、前記方法は、さらに、iv)少なくとも1つの連鎖移動剤を含んでいてもよい。
「フリーラジカル源」とは、外殻でペアにならない1個以上の電子を有する化学種を生成することを可能にする化学化合物を意味する。当業者は、公知であって、重合方法(特に精密ラジカル重合)にふさわしいフリーラジカルのどんなフリーラジカル源も使用できる。フリーラジカル源のうち、好ましいものを以下に例示する:過酸化ベンゾイル、tert−ブチルペルオキシド、ジアゾ化合物(例えばアゾビスイソブチロニトリル)、過酸素化された化合物(例えば過硫酸塩または過酸化水素)、レドックス系(例えばFe2+酸化物、過硫酸ナトリウム/メタ重亜硫酸ナトリウム混合物、あるいはアスコルビン酸/過酸化水素混合物)、または、光化学的に、または電離放射線(例えば紫外線あるいはβまたはγ線)によって開裂されうる化合物。
「連鎖移動剤」とは、連鎖移動反応によって高分子鎖の均質な成長を保証することを目的とする化合物を意味し、連鎖移動反応は成長中の種(炭素ラジカルを末端とするポリマー鎖)と、ドーマント種(連鎖移動剤を末端とするポリマー鎖)との間で可逆的である。この可逆的な連鎖移動方法により、調製された共重合体の分子量をコントロールすることが可能になる。好ましくは、本発明の方法で、連鎖移動剤はチオカルボニルチオ基−S−C(=S)−を含む。連鎖移動剤の例として、ジチオエステル、トリチオカーボネート、ザンセートおよびジチオカーバメートが挙げられる。好ましい連鎖移動剤は、ジチオ安息香酸クミルまたは2−シアノ−2−プロピルベンゾジチオエートである。
「連鎖移動剤」とはまた、モノマー分子の追加による生成中に高分子鎖の成長を制限し、新たな鎖を開始させることを目的とする化合物を意味し、最終的な分子量を制限するかさらにコントロールすることを可能にする。そのようなタイプの連鎖移動剤はテロメリゼーションの中で使用される。好ましい連鎖移動剤はシステアミンである。
ポリジオール統計共重合体の調製のための方法は次のものを含むことが可能である:
− 少なくとも1つの、上述される重合(a)工程、(ここで、モノマーM1およびM2は水素と異なるXおよびXとともに選択される)、そしてさらに
− 少なくとも1つの、工程(a)の終了時に得られた共重合体のジオール基の脱保護(b)工程を含み、これによりXおよびXが同一で、水素原子である共重合体を得ることができる。
一実施態様では、重合工程(a)は、少なくとも1種のモノマーM1を、異なるR31基を有する少なくとも2種のモノマーM2と接触させる工程を含む。この実施態様では、モノマーM2のうちの1つは一般式(II−A1)を有している:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− R''31はC−C14アルキル基であり;
また、別のモノマーM2は一般式(II−A2)を有している。
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− R'''31はC15−C30アルキル基である。
一般式(I),(I−A),(I−B),(II−A),(I−B),(II−A),(II−A1)および(II−A2)のために記載した選択と定義は、上述する方法に適用される。
[ポリジオール共重合体A1の特性]
本発明のポリジオール統計共重合体A1は櫛形コポリマーである。
「櫛形コポリマー」とは、主鎖(またはバックボーンとも呼ばれる)および側鎖を有する共重合体を意味する。側鎖は主鎖の両側のペンダントである。各側鎖の長さは主鎖の長さ未満である。図2に、櫛形コポリマーを図示する。
本発明の共重合体、特に、式(I)の少なくとも1種のモノマー、および式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体は、重合性基をバックボーン(特にメタクリレート基のバックボーン)として有しているとともに、ジオール基により置換または非置換の炭化水素含有側鎖の混合物を有している。
式(I)および(II−A)のモノマーが同一または実質的に同一の反応性を有する重合性基を有しているため、ジオール基によって置換されていないアルキル基の鎖からなるモノマーに対して、ジオール基を有するモノマーが、共重合体のバックボーンに沿って、統計的に分布される共重合体が得られる。
本発明のポリジオール統計共重合体[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]は、外部刺激(温度、圧力、せん断速度など)に敏感であるという長所を持ち、この感度は、特性の変化によって実証される。刺激に応じて共重合体鎖の空間的構造が変化し、共重合体中のジオール基が、交換反応や架橋反応を発生し得る会合反応(association reaction)に到達しやすくなったり、到達しにくくなる。これらの会合工程と交換工程は可逆的である。本発明の共重合体A1は感熱性の共重合体であり、温度変化に敏感である。
好ましくは、ポリジオール統計共重合体[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]の側鎖は、8〜20個(好ましくは9〜15個)の炭素原子の平均の長さを有している。「側鎖の平均長さ」とは、共重合体を構成する各モノマーの側鎖の平均長さを意味する。当業者は、ポリジオール統計共重合体を構成するモノマーのタイプおよび比率を適切に選択することにより、この平均長さを得ることができる。この平均鎖長を選択することにより、共重合体が溶解される温度が何度であっても、疎水性の媒体において可溶のポリマーを得ることができる。共重合体A1は、したがって疎水性の媒体において混和性である。「疎水性媒体」とは、水に親和性を有さないあるいは非常に小さな親和性しかを有さない媒体を意味し、したがって、水または水性媒体とは混和しない。
好ましくは、本発明のポリジオール統計共重合体[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]は、前記共重合体中、1〜30%(好ましくは5〜25%、より好ましくは9〜21%)の範囲で、式(I)のモノマーM1のモル百分率を有している。
本発明の好ましい実施態様では、本発明の共重合体は、前記共重合体中、1〜30%(好ましくは5〜25%、より好ましくは9〜21%)の範囲で、式(I)のモノマーM1のモル百分率を有しており、8〜92%の範囲で式(II−A1)のモノマーM2のモル百分率を有しており、および0.1〜62%の範囲で式(II−A2)のモノマーM2のモル百分率を有している。共重合体中のモノマーのモル百分率は、共重合体の合成のための利用されたモノマーの量に直接起因する。
好ましい実施態様では、共重合体A1は、共重合体中、1〜30%の範囲で式(I)のモノマーM1のモル百分率を有し、8〜62%の範囲で式(II−A)のモノマーM2のモル百分率を有し、および8〜91%の範囲で式(II−B)のモノマーM2のモル百分率を有している。共重合体中のモノマーのモル百分率は、共重合体の合成のための利用されたモノマーの量に直接起因する。
好ましくは、本発明のポリジオール統計共重合体[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]は、100〜2000(好ましくは150〜1000)の数平均重合度を有している。重合度は、精密ラジカル重合技術、テロメリゼーション技術を既知の方法で使用することにより、あるいは本発明の共重合体が従来のラジカル重合によって調製されている場合に、フリーラジカル源の量を調節することによって、コントロールされる。
好ましくは、本発明のポリジオール統計共重合体[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]は、1.05〜3.75(好ましくは1.10〜3.45)の範囲である多分散指数(PDI)を有している。多分散指数はポリスチレン換算を使用して、サイズ排除クロマトグラフィー測定によって得られる。
好ましくは、本発明のポリジオール統計共重合体[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]は、10,000〜400,000g/mol(好ましくは25,000〜150,000g/mol)の範囲で数平均モル質量を有しており、数平均モル質量は、ポリスチレン換算を使用して、サイズ排除クロマトグラフィー測定によって得られる。
ポリスチレン換算を使用するサイズ排除クロマトグラフィー測定の方法は、以下の著作に記述される。
(Fontanille, M.; Gnanou, Y., Chimie et physico-chimie des polymeres. 2nd ed.; Dunod: 2010; p 546)
[化合物A2:ジボロン酸エステル]
本発明の組成物の一実施態様では、2つのボロン酸エステル官能基を含む化合物A2は一般式(III)を有している:
Figure 0006444430
式中:
− wとwは同一または異なって、0と1の間で選択された整数であり、
− R、R、RおよびRは、同一または異なって、水素、および1〜24個の炭素原子(好ましくは4〜18個の炭素原子、より好ましくは6〜14個の炭素原子)を有する炭化水素含有基からなる群から選択され;
− Lは二価の連結基で、C−C18アリール基、C−C24アラルキル基およびC−C24炭化水素含有鎖(好ましくはC−C18アリール基)によって形成された群から選択される。
「1〜24個の炭素原子を有する炭化水素含有基」とは、1〜24個の炭素原子を有している、直鎖または分岐鎖のアルキル基かアルケニル基を意味する。好ましくは、炭化水素含有基は4〜18個の炭素原子(好ましくは6〜14個の炭素原子)を含む。好ましくは、炭化水素含有基は直鎖アルキルである。
「C−C24炭化水素含有鎖」とは、2〜24個の炭素原子を含む、直鎖または分岐鎖のアルキル基かアルケニル基を意味する。好ましくは、炭化水素含有鎖は直鎖アルキル基である。好ましくは、炭化水素含有鎖は6〜16個の炭素原子を含む。
本発明の一実施態様では、化合物A2は、上述の一般式(III)の化合物であり、式中:
とwは同一または異なって、0と1の間で選択された整数であり;
とRは同一で、水素原子であり;
とRは同一で、炭化水素含有基であり、好ましくは1〜24個の炭素原子(好ましくは4〜18個の炭素原子、より好ましくは6〜16個の炭素原子)を有する直鎖アルキル基であり;
Lは二価の連結基で、C−C18アリール基(好ましくはフェニル基)である。
上に記載しているような式(III)のボロン酸ジエステル化合物A2は、一般式(III−a)のボロン酸と、一般式(III−b)および(III−c)の化合物のジオール基の間の縮合反応によって、反応式4により得られる:
Figure 0006444430
ここで、w、w、L、R、R、RおよびRは、上に定義される。
確かに、化合物(III−a)のボロン酸基と、(式(III−b)および式(III−c)の化合物のジオール基との縮合によって、2つのボロン酸エステル官能基が有する化合物(式(III)の化合物)が得られる。この工程は、当業者に周知の方法により行なわれる。
本発明においては、一般式(III−a)の化合物は、水の存在下で、アセトンのような極性溶媒に溶解される。水の存在により、式(III−a)のボロン酸の分子と、式(III−a)のボロン酸から得られたボロキシン分子との間の化学平衡が可能になる。実際、ボロン酸が周囲温度で自然にボロキシン分子を形成できることは周知である。ただし、ボロキシン分子の存在は本発明において望ましくない。
縮合反応は、硫酸マグネシウムのような脱水剤の存在下で実行される。この脱水剤により、最初に導入された水分子や、式(III−a)の化合物と式(III−b)の化合物の間の縮合反応、および式(III−a)の化合物と式(III−c)の化合物の間の縮合反応によって放出された水分子を捕捉することができる。
一実施態様では、化合物(III−b)および化合物(III−c)は同一である。
当業者は、式(III)の製品を得るにあたり、式(III−b)および/または式(III−c)のの試薬の量、および式(III−a)の試薬の量を適応させる方法を知っている。
[化合物A2ボロン酸エステル共重合体]
本発明の組成物の別の実施態様では、少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む化合物A2は、以下に記載するように、式(IV)の少なくとも1種のモノマーM3と、式(V)の少なくとも1種のモノマーM4との共重合に起因するボロン酸エステル統計共重合体である。
[式(IV)のモノマーM3]
ボロン酸エステル統計共重合体化合物A2のモノマーM3は、一般式(IV)を有している。
式中:
Figure 0006444430
式中:
− tは0または1に等しい整数であり;
− uは0または1に等しい整数であり;
− MとRは、同一または異なって二価の連結基で、C−C18アリール基、C−C24アラルキル基およびC−C24アルキル基(好ましくはC−C18アリール基)によって形成された群から選択され、
− Xは、−O−C(O)−、−C(O)−O−、−C(O)−N(H)−、−N(H)−C(O)−、−S−、−N(H)−、−N(R’)−、および−O−(ここでR’は1〜15個の炭素原子を含む炭化水素含有鎖である)によって形成された群から選択された官能基であり;
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− R10とR11は、同一または異なって、水素、および1〜24個の炭素原子(好ましくは4〜18個の炭素原子、より好ましくは6〜12個の炭素原子)を有する炭化水素含有鎖によって形成された群から選択される
「C−C24アルキル」とは、2〜24個の炭素原子を含む直鎖または分岐鎖の飽和炭化水素含有鎖を意味する。好ましくは、炭化水素含有鎖は直鎖である。好ましくは、炭化水素含有鎖は6〜16個の炭素原子を含む。
「1〜15個の炭素原子を含む炭化水素含有鎖」とは、1〜15個の炭素原子を含む直鎖または分岐鎖のアルキル基またはアルケニル基を意味する。好ましくは、炭化水素含有鎖は直鎖アルキル基である。好ましくは、炭化水素含有鎖は1〜8個の炭素原子を含む。
「1〜24個の炭素原子を含む炭化水素含有鎖」とは、1〜24個の炭素原子を含む直鎖または分岐鎖のアルキル基またはアルケニル基を意味する。好ましくは、炭化水素含有鎖は直鎖アルキル基である。好ましくは、それは4〜18個の炭素原子(好ましくは6〜12個の炭素原子)を含む。
本発明の一実施態様では、モノマーM3は一般式(IV)を有している。式中:
− tは0または1に等しい整数であり;
− uは0または1に等しい整数であり;
− MとRは二価の連結基で異なっており、MはC−C18アリール基(好ましくはフェニル)であり、RはC−C24アラルキル基(好ましくはベンジル)であり;
− Xは、−O−C(O)−,−C(O)−O−,−C(O)−N(H)−および−O−(好ましくは−C(O)−O−または−O−C(O)−)によって形成された群から選択された官能基であり;
− Rは、−H、−CHによって形成された群、好ましくは−Hから選択され;
− R10とR11は互いに異なり、R10またはR11のうち一方は水素原子であり、他方は炭化水素含有鎖(好ましくは1〜24個の炭素原子、好ましくは4〜18個の炭素原子、好ましくは6〜12個の炭素原子を有する直鎖アルキル基)である。
[式(IV)のモノマーM3の合成]
特に記載しなければ、以下の式において、R10、R11、M、u、t、X、R、R’およびRは、上記の式(IV)と同じ定義を有している。
式(IV)のモノマーM3は、特に、反応式5による一般式(IV−g)のジオール化合物と一般式(IV−f)のボロン酸との縮合を少なくとも1工程含む調製工程から得られて、次のとおりである:
Figure 0006444430
確かに、式(IV−f)の化合物のボロン酸基、および式(IV−g)の化合物のジオール基の縮合によって、式(IV)のボロン酸エステル化合物が得られる。この工程は、当業者に周知の方法により行なわれる。
本発明においては、一般式(IV−f)の化合物が、アセトンのような極性溶媒に水の存在下で溶解される。縮合反応は、硫酸マグネシウムのような脱水剤の存在下で実行される。
式(IV−g)の化合物は、次の供給業者から商業的に利用可能である:Sigma−Aldrich(登録商標),AlfaAesar(登録商標)、およびTCI(登録商標)。
式(IV−f)の化合物は、次の反応式6による加水分解によって、式(IV−e)の化合物から直接得られる:
Figure 0006444430
ここで
− zは0または1に等しい整数であり;
− R12は、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され;
− u、X、M、RおよびRは上に定義される。
式(IV−e)の化合物は、次の反応式7により、式(IV−d)の少なくとも1種の化合物と式(IV−c)の化合物との縮合反応によって得られる:
Figure 0006444430
ここで、z、R12、M、R’、RおよびRは上に定義され;
そしてこの反応式では、
・Xが−O−C(O)−を表わす場合、Yはアルコール官能基−OHまたはハロゲン原子(好ましくは塩素または臭素)を表わし、Yはカルボン酸官能基−C(O)−OHであり;
・Xが−C(O)−O−を表わす場合、Yはカルボン酸官能基−C(O)−OHを表わし、Yは、アルコール官能基−OHまたはハロゲン原子(好ましくは塩素または臭素)であり;
・Xが−C(O)−N(H)−を表わす場合、Yはカルボン酸官能基−C(O)−OHまたは−C(O)−Hal官能基を表わし、Yはアミン官能基NHであり;
・Xが−N(H)−C(O)−を表わす場合、Yはアミン官能基NHを表わし、Yはカルボン酸官能基−C(O)−OHまたは−C(O)−Hal官能基であり;
・Xが−S−を表わす場合、Yはハロゲン原子であり、Yはメルカプト官能基−SHであるか、あるいはYはメルカプト官能基−SHであり、Yはハロゲン原子であり;
・Xが−N(H)−を表わす場合、Yはハロゲン原子であり、Yはアミン官能基−NHであるか、あるいは、Yはアミン官能基−NHであり、Yはハロゲン原子であり;
・Xが−N(R’)−を表わす場合、Yはハロゲン原子であり、Yはアミン官能基N(H)(R’)であるか、あるいは、Yはアミン官能基−N(H)(R’)であり、Yはハロゲン原子であり;
・Xが−O−を表わす場合、Yはハロゲン原子であり、Yはアルコール官能基−OHであるか、あるいは、Yはアルコール官能基−OHであり、Yはハロゲン原子である。
これらのエステル化、エーテル化、チオエーテル化、アルキル化または縮合反応(アミン官能基とカルボン酸官能基の間の反応)は、当業者に周知である。したがって、当業者は、式(IV−e)の化合物を得るにあたり、YとYの基の化学の性質に依存する反応条件を選択することができる。
式(IV−d)の化合物は、以下の供給業者から商業上利用可能である:Sigma−Aldrich(登録商標)およびTCI(登録商標)。
式(IV−c)の化合物は、次の反応式8により、式(IV−a)のボロン酸と、式(IV−b)の少なくとも1種のジオール化合物との間の縮合反応によって得られる。
Figure 0006444430
ここで、M、Y、zおよびR12は上に定義される。
式(IV−b)の化合物の中で、R12がメチルでz=0であるものが好ましい。
式(IV−a)および(IV−b)の化合物は、次の供給業者から商業上利用可能である。Sigma−Aldrich(登録商標),Alfa Aesar(登録商標)、およびTCI(登録商標)。
[一般式(V)のモノマーM4]
ボロン酸エステル統計共重合体化合物A2のモノマーM4は、一般式(V)を有している。
Figure 0006444430
式中:
− R12は、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群(好ましくは−Hおよび−CH)から選択され;
− R13は、C−C18アリール基、R’13基によって置換されたC−C18アリール基、−C(O)−O−R’13、−O−R’13、−S−R’13およびC(O)−N(H)−R’13(ここでR’13はC−C25アルキル基)によって形成された群から選択される
「C−C25アルキル基」とは、1〜25個の炭素原子を含む直鎖または分岐鎖の飽和炭化水素含有鎖を意味する。好ましくは、炭化水素含有鎖は直鎖である。
「R’13基によって置換されたC−C18アリール基」とは、6〜18個の炭素原子を含む芳香族炭化水素含有化合物であって、芳香環の少なくとも1つの炭素原子は上に定義されるようなC−C25アルキル基によって置換されるアリール基を意味する。
式(V)のモノマーの中で、式(V−A)に対応するモノマーが好ましい:
Figure 0006444430
式中:
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− R’13はC−C25アルキル基(好ましくは直鎖C−C25アルキル、より好ましくは直鎖C−C15アルキル)である。
[モノマーM4の調製]
式(V)および(V−A)のモノマーは、当業者に周知である。これらは、Sigma−Aldrich(登録商標)およびTCI(登録商標)により上市される。
[ボロン酸エステル統計共重合体化合物A2の合成]
当業者は、一般的な知識により、ボロン酸エステル統計共重合体を合成できる。共重合は、塊状重合により、または有機溶媒中の溶液でフリーラジカルを生成する化合物により開始することが可能である。例えば、ボロン酸エステル統計共重合体は、ラジカル共重合、特に、精密ラジカル重合(例えば、可逆的付加開裂連鎖移動反応(RAFT)や、原子移動ラジカル重合(ATRP)と呼ばれる方法))として知られている方法によって得られる。従来のラジカル重合およびテロメリゼーションも、本発明の共重合体の調製のための使用できる(Moad, G.; Solomon, D. H., The Chemistry of Radical Polymerization. 2nd ed.; Elsevier Ltd: 2006; p 639; Matyaszewski, K.; Davis, T. P. Handbook of Radical Polymerization; Wiley-Interscience: Hoboken, 2002; p 936)。
したがって、本発明の別の主題は、ボロン酸エステル統計共重合体の調製方法であり、前記方法は、少なくとも下記の化合物の接触によりもたらされる少なくとも1の重合工程(a)を含む:
i) 一般式(IV)の第1のモノマーM3:
Figure 0006444430
式中:
− tは0または1に等しい整数であり;
− uは0または1に等しい整数であり;
− MとRは、同一または異なって二価の連結基で、C−C18アリール基、C−C24アラルキル基およびC−C24アルキル基(好ましくはC−C18アリール基)によって形成された群から選択され;
− Xは、−O−C(O)−、−C(O)−O−、−C(O)−N(H)−、−N(H)−C(O)−、−S−、−N(H)−、−N(R’)−、および−O−(ここでR’は1〜15の炭素原子を含む炭化水素含有鎖である)によって形成された群から選択された官能基であり;
− Rは、−H、−CHおよび−CH−CH(好ましくは−Hおよび−CH)によって形成された群から選択され;
− R10とR11は、同一または異なって、水素、および1〜24個の炭素原子(好ましくは4〜18個の炭素原子、より好ましくは6〜12個の炭素原子)を有する炭化水素含有鎖によって形成された群から選択され;
ii)一般式(V)の少なくとも1種の第2のモノマーM4:
Figure 0006444430
式中:
− R12は、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群(好ましくは−Hおよび−CH)から選択され;
− R13は、C−C18アリール基、R’13によって置換されたC−C18アリール基、−C(O)−O−R’13、−O−R’13、−S−R’13および−C(O)−N(H)−R’13(ここで、R’13はC−C25アルキル基)によって形成された群から選択される。
iii)少なくとも1種のフリーラジカル源。
一実施態様では、工程はiv)少なくとも1種の連鎖移動剤をさらに含むことが可能である。
一般的式(IV)および(V)に記載していた選択と定義は、さらにこの工程に当てはまる。
ラジカル源および連鎖移動剤はポリジオール統計共重合体の合成のために記載しているものと同様である。ラジカル源および連鎖移動剤のための記載は、さらにこの方法に当てはまる。
[ボロン酸エステル統計共重合体化合物A2の特性]
好ましくは、R10、M、(R(ここでuは0または1に等しい整数)、および一般式(IV)のモノマーM3のXが連続することによって形成された鎖は、8〜38個(好ましくは10〜26個)の総炭素原子数を有している。
好ましくは、ボロン酸エステル統計共重合体の側鎖は、8個以上の炭素原子(好ましくは11〜16個の炭素原子)の平均長さを有している。この鎖長により、疎水性媒体に対してボロン酸エステル統計共重合体が可溶性を有することが可能になる。「側鎖の平均長さ」とは、共重合体を構成する各モノマーの側鎖の平均長さを意味する。当業者は、ボロン酸エステル統計共重合体を構成するモノマーのタイプおよび比率を適切に選択することにより、この平均長さを得ることができる。
好ましくは、ボロン酸エステル統計共重合体は、前記共重合体中、0.25〜20%(好ましくは1〜10%)の範囲で式(IV)のモノマーのモル百分率を有している。
好ましくは、ボロン酸エステル統計共重合体は、前記共重合体中、0.25〜20%(好ましくは1〜10%)の式(IV)のモノマーのモル百分率、および、80〜99.75%(好ましくは90〜99%)の式(V)のモノマーのモル百分率を有している。
好ましくは、ボロン酸エステル統計共重合体は、50〜1500(好ましくは80〜800)の数平均重合度を有している。
好ましくは、ボロン酸エステル統計共重合体は、1.04〜3.54(好ましくは1.10〜3.10)の多分散指数(PDI)を有している。これらの値は溶離液としてテトラヒドロフランを使用して、ポリスチレン換算でサイズ排除クロマトグラフィーによって得られる。
好ましくは、ボロン酸エステル統計共重合体は、10,000〜200,000g/mol(好ましくは25,000〜100,000g/mol)の数平均モル質量を有している。これらの値は溶離液としてテトラヒドロフランを使用して、ポリスチレン換算でサイズ排除クロマトグラフィーによって得られる。
[本発明の新規組成物の特性]
本発明の新規組成物は、熱可逆的な方式で架橋可能であるという長所を持つ。
ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]は、熱可逆的な方式(特に疎水性の媒体、より特に無極性疎水性媒体中)で、会合性と、および、化学結合の交換性という長所を持つ。
ある条件の下で、ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体])は架橋されうる。
ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および、化合物A2は、さらに交換可能であるという長所を持つ。
「会合性」(associative)とは、ボロン酸エステル型の共有結合性の化学結合が、ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]と、少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む化合物A2の間で形成されることを意味する。図4は会合性のポリマーを示す。ポリジオールA1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]の官能性、および化合物のA2の官能性に依存して、また、およびこれらの混合物の組成に依存して、ポリジオールA1と化合物A2の間の共有結合は、三次元の重合体ネットワークの生成に結びつくかもしれないし、結びつかないかもしれない。
「化学結合」とは、ボロン酸エステル型の共有結合による化学結合を意味する。
「交換可能」(exchangeable)とは、化合物が、官能基の総数を変化させずに、互いの間で化学結合を交換できることを意味する。化合物A2のボロン酸エステル結合、およびポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]と化合物A2との会合によって形成されたボロン酸エステル結合は、組成物中のジオール基と交換でき、ボロン酸エステル官能基とジオール基の総数を変化させることなく新しいボロン酸エステルおよび新しいジオール基を形成する。化学交換反応(エステル交換反応)は次の反応9で示される:
Figure 0006444430
ここで:
− Rは化合物A2の化学基であり、
− 斜線の円は、化合物A2の化学構造の残りを表わし、
− クロス斜線の長方形は、ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]の化学構造の残りを表わす。
化合物A2のボロン酸エステル結合、およびポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]と化合物A2との会合によって形成されたボロン酸エステル結合も交換でき、ボロン酸エステル官能基の総数に影響を与えることなく新しいボロン酸エステルを形成する。化学結合の交換のこの他の方法は、ジオールの存在下でボロン酸エステル官能基の連続の交換によってメタセシス反応によって行なわれ;この工程は図9に示される。ポリマーA2−1と会合したポリジオール統計共重合体A1−1は、ボロン酸エステル統計共重合体A2−2とボロン酸エステル結合を交換する。ポリマーA2−2と会合したポリジオール統計共重合体A1−2は、ボロン酸エステル統計共重合体A2−1とボロン酸エステル結合を交換し;組成物中のボロン酸エステル結合の総数は不変であり、4である。共重合体A1−1は、その後、ポリマーA2−1と、および共重合体A2−2と会合する。共重合体A1−2は、その後、共重合体A2−1と、および共重合体A2−2と会合する。
化学結合の交換の別の工程が図9に示され、図では、ポリマーA2−1と会合したポリジオール統計共重合体A1−1が、ボロン酸エステル統計共重合体A2−2と、2つのボロン酸エステル結合を交換したことが観察される。ポリマーA2−2と会合したポリジオール統計共重合体A1−2は、ボロン酸エステル統計共重合体A2−1と2つのボロン酸エステル結合を交換し;組成物中のボロン酸エステル結合の総数は不変であり、4である。共重合体A1−1はその後ポリマーA2−2と会合する。共重合体A1−2はその後ポリマーA2−1と会合する。共重合体A2−1はポリマーA2−2と交換する。
「架橋された」とは、共重合体の高分子鎖の間の架橋の形成によって得られたネットワークの形を有している共重合体を意味する。これらの鎖はともに連結され、三次元空間中に立体的に主として分布する。架橋された共重合体は三次元のネットワークを形成する。実際上、共重合体ネットワークの生成は溶解度試験によって確認する。共重合体のネットワークが形成されたことは、同じ化学成分の非架橋の共重合体を溶かす既知の溶剤に、共重合体ネットワークを置くことにより確認することができる。共重合体が溶けずに膨潤する場合、当業者はネットワークの形成を確認できる。図3はこの溶解度試験を図示する。
「架橋可能」とは、架橋することが可能な共重合体を意味する。
「可逆的に架橋された」とは、可逆的な化学反応によってブリッジが形成される、架橋された共重合体を意味する。可逆的な化学反応は、1方向または別の方向へ変えることが可能であり、それによりポリマーネットワークの構造が変化する。共重合体は、最初の非架橋の状態から架橋された状態(共重合体の三次元のネットワーク)まで、および架橋された状態から最初の非架橋の状態まで経ることができる。本発明においては、共重合体鎖の間に生ずる橋かけ(架橋)が変化を起こしやすい。可逆的な化学反応により、これらの橋かけ(架橋)が生ずるかまたは交換されうる。本発明においては、可逆的な化学反応が、統計共重合体(共重合体A1)[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]のジオール基と化合物A2のボロン酸エステル官能基の間のエステル交換反応である。形成された橋かけはボロン酸エステルタイプの結合である。これらのボロン酸エステル結合は共有結合であり、エステル交換反応の可逆性により変化を起こしやすい。
「熱可逆的な方式で架橋された」とは、可逆反応により架橋された共重合体を意味し、1方向で、または別の方向への可逆反応のシフトは温度によってコントロールされる。本発明の組成物の熱可逆的な架橋機構は、図4に図式的に示される。予想外に、出願人は、低温で、ポリジオール共重合体A1(特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体:図4中の官能基Aを有する共重合体によって表わされる)は、ボロン酸エステル化合物A2(図4の中の官能基Bを有する化合物によって表わされる)によって架橋されないか、単にわずかに架橋するだけであることを見出した。温度が増加する場合、共重合体のジオール基はエステル交換反応によって、化合物A2のボロン酸エステル官能基と反応する。その後、ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む化合物A2は、ともにリンクして、交換できる。ポリジオールA1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および化合物A2の官能性に依存して、および混合物の組成に依存して、ゲルが、媒体(特に媒体が無極性の場合)中に生じうる。温度が再び低下すると、ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]と、化合物A2との間のボロン酸エステル結合は切断され、場合によっては、組成物はそのゲル形質を失う。
ポリジオール統計共重合体A1と化合物A2の間で形成できるボロン酸エステル結合(あるいはボロン酸エステルリンク)の量は、ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、化合物A2、および混合物の組成の適切な選択によって、当業者によって調節される。
さらに、当業者は、統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]の構造に応じて、化合物A2の構造を選択することができる。
好ましくは、統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]が少なくとも1種のモノマーM1(y=1)を含む場合、その後、一般式(III)の化合物A2または式(IV)の少なくとも1種のモノマーM3を含む共重合体A2が、好ましくはそれぞれ選択される(ここでw=1、w=1およびt=1)。
好ましくは組成物中の統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]の量は、最終組成物の総重量に対して、0.25〜20重量%(好ましくは1〜10重量%)である。
好ましくは、組成物中の化合物A2の量は、最終組成物の総重量に対して0.25〜20重量%(好ましくは0.5〜10重量%)である。
好ましくは、組成物中、ポリジオール統計化合物A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]および化合物A2の質量比(比率A1/A2)は、0.001〜100(好ましくは0.05〜20、より好ましくは0.1〜10、最も好ましくは0.2〜5)である。
本発明の一実施態様に、統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および化合物A2の量の合計は、潤滑剤組成物の全質量に対して0.5〜20%であり、および、潤滑油の質量は、潤滑剤組成物の全質量に対して80%から99.5%である。
一実施態様では、本発明の組成物は、清浄剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、酸化防止剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、増粘剤、腐食抑制剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物によって形成された群から選択された機能的な添加剤をさらに含むことが可能である。
[機能的添加剤]
本発明の組成物に加えられる機能的な添加剤は、潤滑剤組成物の最終使用に依存して選択される。
これらの添加剤は2つの異なる方法で導入できる:
− 各添加剤が、組成物に別々に連続して加える、
− あるいは、添加剤の混合物が、組成物に同時に加えられる。後者の場合、添加剤は、パッケージの形式、いわゆる添加剤パッケージで、一般に利用可能である。
機能的添加剤または機能的添加剤の混合物は、それらが存在する場合、組成物の総重量に対して0.1〜10の重量%である。
・清浄剤:
これらの清浄剤添加剤は、酸化および燃焼による副生物を溶解することにより、金属部品面の上に付着物が生成されるのを減少させる。本発明による潤滑剤組成物の中で使用できる清浄剤は、当業者に周知である。潤滑剤組成物の処方の中で一般に使用される清浄剤は、親油性の長鎖炭化水素含有鎖および親水性の頭部を含む、典型的には陰イオン化合物である。会合性の陽イオンは典型的には、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の金属陽イオンである。清浄剤は、好ましくはフェネートの塩類と同様に、カルボン酸、スルホネート、サリチレート、ナフテートのアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩から選ばれる。アルカリ金属またはアルカリ土類金属は、好ましくはカルシウム、マグネシウム、ナトリウムまたはバリウムである。これらの金属塩類は、およそ化学量論量または超過量(化学量論量より大きな量)で金属を含むことが可能である。後者の場合、これらの清浄剤は過塩基性清浄剤と呼ばれる。清浄剤にその過塩基性を提供する過剰量の金属は、油に不溶の金属塩類の形で存在し、例えば炭酸塩、水酸化物、シュウ酸エステル、酢酸エステル、グルタメート(好ましくは炭酸エステル)が挙げられる。
・耐摩耗添加剤および極圧添加剤:
これらの添加剤は、これらの面の上で吸着された保護膜の生成によって摩擦面を保護する。種々様々の耐摩耗・極圧添加剤が存在する。例えば、下記が挙げらえる:リン含有添加剤およびイオウ含有添加剤、例えば、金属アルキルチオホスフェート(特に亜鉛アルキルチオホスフェート、より明確に亜鉛ジアルキルジチオホスフェートまたはZnDTP)、アミンホスフェート、ポリサルファイド、特にイオウ含有オレフィンおよび金属ジチオカーバメート。
・酸化防止剤:
これらの添加剤は、組成物の劣化を遅くする。組成物の劣化は、付着物の生成、スラッジの存在または組成物の粘度の増加により、明白となりうる。酸化防止添加物は、ラジカル阻害剤またはヒドロペルオキシド駆逐剤の役割をする。フェノール型酸化防止剤またはアミン型酸化防止剤が、現在使用されている。
・腐食抑制剤:
これらの添加剤は、金属の面に酸素が到達するのを防ぐ膜を形成し、表面を覆う。腐食抑制剤は、金属の腐食を防ぐために、酸または所定の化学製品を中和できる。例として、例えば下記が挙げられる:ジメルカプトチアジアゾール(DMTD)、ベンゾトリアゾール、亜リン酸エステル(遊離のイオウの捕獲)。
・粘度指数向上ポリマー:
これらの添加剤は、組成物が、寒さに対する良好な耐性とともに、高温での最小の粘度を有することを可能にする。例として、例えば下記が挙げられる:重合体のエステル、オレフィン共重合体(OCP)、スチレン、ブタジエンまたはイソプレンの単独重合体または共重合体、およびポリメタクリレート(PMA)。
・流動点向上剤:
これらの添加剤は、パラフィン結晶の生成を遅くすることにより、組成物の低温挙動を改善する。
例えばアルキルポリメタクリレート、ポリアクリレート、ポリアリールアミド、ポリアルキルフェノール、ポリアルキルナフタレンおよびアルキル化ポリスチレンが挙げらえる。
・消泡剤:
これらの添加剤は、清浄剤の影響に対抗する効果がある。例として、下記を挙げることができる:
ポリメチルシロキサンおよびポリアクリレート。
・増粘剤:
増粘剤は、産業において潤滑のために使用される添加剤全般であり、エンジン潤滑剤組成物より高い粘度を有する潤滑剤を処方することを可能にする。例として、下記を挙げることができる:10,000〜100,000g/molのモル質量を有するポリイソブテン。
・分散剤:
これらの添加剤は、懸濁状態の維持、および、組成物の使用の間に生ずる、酸化の副生物によって構成された不溶性の固体の混在物質の除去を行うことができる。例として、下記を挙げることができる:
スクシンイミド、PIB(ポリイソブテン)スクシンイミドおよびマンニッヒ塩基。
・摩擦調整剤;
これらの添加剤は、組成物の摩擦係数を改善する。例として、下記を挙げることができる:モリブデンジチオカーバメート、少なくとも16個の炭素原子で少なくとも1種の炭化水素含有鎖を有するアミン、脂肪酸とポリオールのエステル(脂肪酸とグリセロールのエステル、特にグリセロールモノオレエートなど)。
[本発明の新規組成物の調製工程]
本発明の新規組成物は、当業者に周知の方法によって調製される。例えば、当業者は、特に以下の工程を行えばよい:
− 上に定義されたポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]を含む溶液の希望の量をサンプリングする;
− 上に定義される化合物A2を含む溶液の希望の量をサンプリングする;
− 本発明の組成物を得るために潤滑剤基油にサンプリングされた2つの溶液を混合する。
当業者は、さらに架橋可能組成物を得るために本発明の組成物の異なるパラメータを調整することができる。例えば、当業者は、特に以下の調整方法を行うことができる:
− ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]の中のジオール基を有するモノマーM1のモル百分率;
− ボロン酸エステル統計共重合体A2中のボロン酸エステル官能基を有するモノマーM3のモル百分率、
− ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]の側鎖の平均長さ;
− ボロン酸エステル統計共重合体A2の側鎖の平均長さ、
− ボロン酸エステル統計共重合体A2のモノマーM3の長さ、
− ボロン酸ジエステル化合物A2の長さ、
− ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]およびボロン酸エステル統計共重合体A2の平均重合度、
− ポリジオール統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]の重量パーセント、
− ジボロン酸エステル化合物A2の重量パーセント、
− ボロン酸エステル統計共重合体A2の重量パーセント、
− など
[本発明の新規組成物の用途(使用)]
本発明の別の主題は、機械的部分を潤滑するための、上に定義された組成物の使用である。
本発明の組成物は、従来からエンジンで使用される部品(ピストン、リング、ライナ系など)の表面を潤滑するために使用できる。
したがって、本発明の別の主題は、次のものの混合に起因する組成物を含む、少なくとも1つのエンジンを潤滑するための組成物である:
− 97〜99.9重量%の潤滑油、ならびに
− 0.1〜3重量%の少なくとも1種の統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および先に定義された少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2;
であって、前記組成物は、ASTM D445により測定された100℃で動粘度3.8〜26.1cStを有しており;パーセントは、潤滑剤組成物の総重量に対する割合である。
少なくとも1つのエンジンを潤滑する組成物では、少なくとも1種の統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および先に定義された少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2は、熱可逆的な方式で、会合し、交換できるが;これらは三次元のネットワークを形成しない。これらは架橋されていない。
一実施態様では、少なくとも1つのエンジンを潤滑する組成物は、清浄剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、追加の酸化防止剤、腐食抑制剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、増粘剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物によって形成された群から選択された少なくとも1つの機能的添加剤をさらに含む。
本発明の一実施態様では、少なくとも1つのエンジンを潤滑する組成物は、本質的に、次のものの混合に起因する組成物から成る:
− 97〜99.9重量%の潤滑油、ならびに
− 0.1〜3重量%の少なくとも1種の統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および先に定義された少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2;
であって、前記組成物は、ASTM D445により測定された100℃で動粘度3.8〜26.1cStを有しており;パーセントは、潤滑剤組成物の総重量に対する割合である。
本発明の一実施態様では、少なくとも1つのエンジンを潤滑する組成物は、本質的に、次のものの混合に起因する組成物から成る:
− 82−99.8重量%の潤滑油;
− 0.1−3重量%の少なくとも1種の統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および先に定義された少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1つの化合物A2;ならびに
− 0.1−15重量%の清浄剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、追加の酸化防止剤、腐食抑制剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、増粘剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物によって形成された群から選択された、少なくとも1つの機能的添加剤;
であって、前記組成物は、ASTM D445により測定された100℃での動粘度3.8〜26.1cStを有しており;パーセントは、潤滑剤組成物の総重量に対する割合である。
潤滑油、統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および化合物A2に関する定義および選択はまた、少なくとも1つのエンジンを潤滑する組成物にも当てはまる。
本発明の別の主題は、少なくとも1つのトランスミッション(マニュアルギアボックスまたはオートマチックギアボックスなど)を潤滑するための組成物である。
少なくとも1つのトランスミッションを潤滑するための組成物では、少なくとも1種の統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および先に定義された少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2は、熱可逆的な方式で会合し、交換できるが;これらは三次元のネットワークを形成しない。これらは架橋されていない。
したがって、本発明の別の主題は、次のものの混合に起因する組成物を含む、少なくとも1つのトランスミッションを潤滑するための組成物である:
− 85−99.5重量%の潤滑油;ならびに
− 0.5−15重量%の少なくとも1種の統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および先に定義される、少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2;
であって、前記組成物は、ASTM D445により測定された100℃での動粘度4.1〜41cStを有しており;パーセントは、潤滑剤組成物の総重量に対する割合である。
一実施態様では、少なくとも1つのトランスミッションを潤滑するための組成物は、清浄剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、追加の酸化防止剤、腐食抑制剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、増粘剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物によって形成された群から選択された少なくとも1つの機能的な添加剤をさらに含む。
本発明の一実施態様では、少なくとも1つのトランスミッションを潤滑するための組成物は、本質的に、次のものの混合に起因する組成物から成る:
− 95−99.5重量%の潤滑油;ならびに
− 0.5−15重量%の少なくとも1種の統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および先に定義される、少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2;
であって、前記組成物は、ASTM D445により測定された100℃での動粘度4.1〜41cStを有している。
本発明の一実施態様では、少なくとも1つのトランスミッションを潤滑するための組成物は、本質的に、次のものの混合に起因する組成物から成る:
− 70−99.4の重量%の潤滑油;ならびに
− 0.5−15重量%の少なくとも1種の統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]、および先に定義された少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1つの化合物A2;
− 0.1−15重量%の、清浄剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、追加の酸化防止剤、腐食抑制剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、増粘剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物によって形成された群から選択された、少なくとも1つの機能的添加剤;
であって、前記組成物は、ASTM D445により測定された100℃での動粘度4.1〜41cStを有しており;パーセントは、潤滑剤組成物の総重量に対する割合である。
潤滑油、統計共重合体A[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]および化合物A2に関する定義と選択はまた、少なくとも1つのトランスミッションを潤滑するための組成物にも当てはまる。
本発明の組成物は、軽車両、トラックおよび船のエンジンまたはトランスミッションに使用できる。
本発明の別の主題は、少なくとも1つの機械的部分(特に少なくとも1つのエンジンまたは少なくとも1つのトランスミッション)を潤滑する方法であって、前記工程は1工程(前記機械的部分は、上に定義されるような少なくとも1つの組成物と接触させられる)を含む。
潤滑油、統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体]および化合物A2に関する定義と選択は、さらに、少なくとも1つの機械的部分を潤滑する方法に当てはまる。
本発明の別の主題は、以下の混合物に起因する原液組成物に関し、上に定義した少なくとも1種の統計共重合体A1[特に、式(I)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体、または式(I)の少なくとも1種のモノマー、式(II−A1)の少なくとも1種のモノマーおよび式(II−A2)の少なくとも1種のモノマーの共重合に起因する共重合体];少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1つの化合物A2;清浄剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、追加の酸化防止剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、腐食抑制剤、増粘剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物によって形成された群から選択された少なくとも1つの機能的添加剤の混合物に起因する。
「原液組成物」とは、希望の濃度を得るために、必要な量の希釈剤(溶剤など)と混合することにより完成する、所定の量の原液(stock solution)をサンプリングすることにより、当業者が実際に用いられる溶液を作ることが可能である組成物を意味する。したがって、実際に用いられる組成物は、原液組成物の稀釈によって得られる。一実施態様では、本発明の潤滑剤組成物は、上に定義されるような原液組成物を、潤滑油(特に、API分類のグループI、グループII、グループIII、グループIV、グループVの基油、またはこれらの混合物)に希釈することにより得ることができる。
次の実施例はそれを制限せずに、本発明を図示する。
1 ジオール基を有する本発明のポリメタクリレート統計共重合体A1の合成
o 1.1:
ケタール形で保護されたジオール基を有するモノマーからの出発
一実施態様では、本発明の統計共重合体A1は次の反応式10による得られる:
Figure 0006444430
1.1.1 ケタール形で保護されたジオール基を有するモノマーM1の合成
ケタール形で保護されたジオール基を有するメタクリレートモノマーの合成は、以下のプロトコルによる、2工程(反応式10の工程1および2)で行なわれる:
第1工程:
1,2,6−ヘキサントリオール(1,2,6−HexTri)42.1g(314mmol)が1リットルのフラスコに導入される。モレキュラーシーブ(4°A)5.88gが、アセトン570mLに続けて加えられる。その後、p−トルエンスルホン酸(pTSA)5.01g(26.3mmol)がゆっくり加えられる。反応媒体は周囲温度で24時間撹拌下で放置される。その後、4.48g(53.3mmol)のNaHCOが加えられる。反応媒体はろ過される前に周囲温度で3時間撹拌下で放置される。その後、白い結晶の懸濁液が得られるまで、ろ液はロータリーエバポレータによって減圧下で濃縮される。その後、水500mLがこの懸濁液に加えられる。このように得られた溶液はジクロロメタン300mLで4回抽出される。有機相は組み合わせられ、MgSOを用いて乾燥される。その後、溶剤は、ロータリーエバポレータによって25℃減圧下で完全に蒸発される。
第2工程:
このように得られた産物は、次いで、滴下漏斗を上に載せた1リットルのフラスコに導入される。使用されるガラス器は、先に100℃にサーモスタットで制御されたオーブンで一晩乾燥されたものである。その後、無水ジクロロメタン500mLがフラスコに導入され、続いてトリエチルアミン36.8g(364mmol)がフラスコに導入される。無水ジクロロメタン50mLの塩化メタクリロイル(MAC)39.0g(373mmol)溶液が、滴下漏斗に導入される。その後、フラスコは反応媒体の温度を0℃前後に低下させるために氷浴に置かれる。その後、塩化メタクリロイル溶液は激しい撹拌下で滴下により加えられる。塩化メタクリロイルの添加が完了すると、反応媒体は0℃、1時間、そして次に周囲温度で23時間撹拌下で放置される。その後、反応媒体は3リットルのエルレンマイヤーフラスコに移され、ジクロロメタン1リットルが加えられる。その後、有機相は、300mLの水で4回、0.5M塩酸で6回、300mLのNaHCO飽和水溶液で6回、および再び300mLの水で4回連続的に洗われる。有機相はMgSOで乾燥され、その後ろ過され、ロータリーエバポレータを使用して、減圧下濃縮され、特性が以下のとおりである白黄色の液体である保護されたジオールモノマー64.9g(収率85.3%)を製造する。
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ:
6.02 (singlet, 1H), 5.47 (singlet, 1H), 4.08 (triplet, J = 6.8 Hz, 2H), 4.05-3.98 (multiplet, 1H), 3.96 (doublet of doublets, J = 6 Hz and J = 7.6 Hz, 1H), 3.43 (doublet of doublets, J = 7.2 Hz and J = 7.2 Hz, 1H), 1.86 (doublet of doublets, J = 1.2 Hz and J = 1.6 Hz, 3H), 1.69-1.33 (multiplet, 6H), 1.32 (singlet, 3H), 1.27 (singlet, 3H).
(1.1.2 本発明によるジオール基を有するメタクリレート共重合体の合成)
本発明によるジオール基を有するメタクリレート共重合体の合成は、2工程(反応式10の工程3および4)で行なわれる:
・2つのアルキルメタクリレートモノマーとケタール形で保護されたジオール基を有するメタクリレートモノマーとの共重合;
・共重合体の脱保護。
より正確に、共重合体の合成は次のプロトコルにより行われる:
メタクリル酸ステアリル(StMA)10.5g(31.0mmol)、メタクリル酸ラウリル(LMA)4.76g(18.7mmol)、パラグラフ1.1.1に記述されたプロトコルにより得られたケタール形で保護されたジオール基を有するメタクリレート3.07g(12.7mmol)、ジチオ安息香酸クミル68.9mg(0.253mmol)、およびアニソール19.5mLが、100−mLシュレンク管に導入される。反応媒体は、撹拌下に置かれ、およびアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)8.31mg(0.0506mmol)のアニソール85μLの溶液が、このシュレンク管に導入される。その後、反応媒体は、アルゴンバブリングにより、30分間脱気され、16時間かけて65℃になる。シュレンク管は重合を止めるために氷浴に置かれる。次に、ポリマーはメタノールに沈殿させることによって分離され、次いでろ過され、30℃減圧下で一晩乾燥される。
このように得られる共重合体は、41,000g/molの数平均モル質量(Mn)、1.22の多分散指数(PDI)および167の数平均重合度(DPn)を有している。これらの値は、溶離液としてテトラヒドロフランを使用し、ポリスチレン換算のサイズ排除クロマトグラフィーによって、および共重合中のモノマーへの変換をモニタすることによってそれぞれ得られる。
共重合体の脱保護は次のプロトコルによる実行される:
先に得られた、およそ20%の保護されたジオール基を含んでいる共重合体7.02gは、500−mLエルレンマイヤーフラスコに導入される。ジオキサンの180mLが加えられる。また、反応媒体は撹拌下30℃に置かれる。1M塩酸3mL、次に塩酸(35重量%)2.5mLが滴下により加えられる。その後、反応媒体はわずかに不透明になる。また、THF20mLが媒体を完全に均質で、透明にするために導入される。その後、反応媒体は48時間40℃で撹拌下放置される。共重合体は、メタノールに沈殿させ、ろ過および30℃で減圧下一晩乾燥させることにより回収される。
ポリ(アルキルメタクリレート−co−アルキルジオールメタクリレート)共重合体が得られ、この共重合体は、ジオールモノマーユニットM1をおよそ20mol%含み、かつ、13.8個の炭素原子の平均ペンダントアルキル鎖長を有している。
(o1.2:ボロン酸エステルの形で保護されたジオール基を有するモノマーからの出発)
別の実施態様では、本発明の統計共重合体A1は次の反応式11により得られる:
Figure 0006444430
(1.2.1 ボロン酸エステルの形で保護されたジオール基を有するモノマーM1の合成)
エステルの形で保護されたジオール基を有するメタクリレートモノマーの合成は、次のプロトコルによる、2工程(式11の工程1および2)で行なわれる:
第1工程:
フェニルボロン酸(PBA)6.01g(49.3mmol)およびアセトン300mLが500−mLビーカーに導入され、続けて、水1.5mLが導入される。反応媒体は撹拌下に置かれ、1,2,6−ヘキサントリオール6.07g(45.2mmol)が、ゆっくり加えられる。過剰量の硫酸マグネシウムが反応媒体に加えられ、最初に導入された水とともに、フェニルボロン酸と1,2,6−ヘキサントリオールとの縮合によって放出された水を捕捉する。反応媒体は30分間周囲温度で撹拌下放置され、その後ろ過され、ロータリーエバポレータによって減圧下で濃縮される。
第2工程:
前の工程で得られた白黄色の液体が、滴下漏斗を上に載せた1リットルのフラスコに導入される。使用されるガラス器は、100℃でサーモスタット制御されたオーブンで、あらかじめ一晩乾燥させたものである。その後、無水ジクロロメタン90mLが、フラスコに導入され、続いてトリエチルアミン6.92g(68.4mmol)が導入される。無水ジクロロメタン10mLの塩化メタクリロイル(MAC)5.82g(55.7mmol)溶液が、滴下漏斗に導入される。その後、フラスコは氷浴に置かれ、反応媒体の温度を0℃前後に低下させる。その後、塩化メタクリロイル溶液は、激しい撹拌下で滴下により加えられる。一旦塩化メタクリロイルの添加が完了すると、反応媒体は1時間、0℃で、次に17時間、周囲温度で撹拌下放置される。その後、反応媒体は500−mLエルレンマイヤーフラスコに移され、ジクロロメタン300mLが加えられる。その後、有機相は、水100mLで4回、0.1M塩酸100mLで4回、NaHCO飽和水溶液100mLで4回、および再び水100mLで4回、連続的に洗われる。有機相はMgSOで乾燥され、その後ろ過され、ロータリーエバポレータを使用して、減圧下濃縮され、特性が以下のとおりである白黄色の液体である保護されたジオールモノマーを11.6g(収率89%)製造する。
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ:
7.81 (doublet of doublets, J = 4 Hz and J = 8 Hz, 2H), 7.48 (triplet of triplets, J = 1.2 Hz and J = 7.2 Hz, 1H), 7.38 (triplet of triplets, J = 1.2 Hz and J = 6.8 Hz, 1 H), 6.10 (singlet, 1H), 5.55(singlet, 1H), 4.63-4.53 (multiplet, 1H), 4.44 (doublet of doublets, J= 7.6 Hz and J = 8.8 Hz, 1H), 4.18 (triplet, J = 6.8 Hz, 2H), 3.95 (doublet of doublets, J = 6.8 Hz and J = 8.8 Hz, 1H), 1.94 (doublet of doublets, J = 1.2 Hz and J = 1.6 Hz, 3H), 1.81-1.47 (multiplet, 6H)
(1.2.2 本発明によるジオール基を有するメタクリレート共重合体の合成)
本発明によるジオール基を有するメタクリレート共重合体の合成は、2工程(式11の工程3および4)で行なわれる:
・2つのアルキルメタクリレートモノマー、およびボロン酸エステルの形で保護されたジオール基を有するメタクリレートモノマーの共重合;
・共重合体の脱保護。
下記の工程は、ジオールモノマーユニットおよそ10mol%を含んでおり、13.8個の炭素原子の平均ペンダントアルキル鎖長を有しているポリ(アルキルメタクリレート−co−アルキルジオールメタクリレート)共重合体の合成を記載している。
ポリマーの合成は次のプロトコルにより行われる:
メタクリル酸ステアリル(StMA)13.5g(40mmol)、メタクリル酸ラウリル(LMA)12g(47.2mmol)、ボロン酸エステルの形で保護されたジオール基を有するメタクリル酸エステル3.12g(10.8mmol)、ジチオ安息香酸クミル92.1mg(0.416mmol)およびアニソール34mLが、100−mLシュレンク管に導入される。反応媒体は撹拌下に置かれ、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)13.7mg(0.0833mmol)のアニソール135μLの溶液が、シュレンク管に導入される。その後、反応媒体はアルゴンバブリングにより30分間脱気され、24時間かけて65℃になる。シュレンク管は重合を止めるために氷浴に置かれる。また、テトラヒドロフラン(THF)30mLが反応媒体に次に加えられる。ポリマーは冷却メタノールに沈殿させることによって分離され、ろ過後、30℃で減圧下一晩乾燥される。
このように得られる共重合体は、70,400g/molの数平均モル質量(Mn)、3.11の多分散指数(PDI)および228の数平均重合度(DPn)を有している。これらの値は、それぞれ、溶離液としてテトラヒドロフランを用いて、ポリスチレン換算で、サイズ排除クロマトグラフィーにより、および共重合中にモノマーに対する変換をモニタすることによって得られる。
共重合体の脱保護は次のプロトコルによる実行される:
前の工程で得られ、保護されたジオール基約10%を含んでいる共重合体19gが、1リットルのエルレンマイヤーフラスコに導入される。ジクロロメタン250mLおよび塩酸30mLが加えられる。反応媒体は、さらに24時間周囲温度で撹拌されて、その後、水酸化ナトリウム水溶液(pH=10)1リットルに滴下により投入され、24時間周囲温度で撹拌される。撹拌の間中、反応媒体は二相から構成される。有機相は分液漏斗を使用して、回収される。また、ポリマーは冷却メタノールに沈殿させられる。このようにして得られるポリマーを、ジクロロメタン100mlに再度溶解し、再び冷却メタノールに沈殿させる。ポリマーは回収され、30℃で減圧下一晩乾燥される。
得られるポリ(アルキルメタクリレート−co−アルキルジオールメタクリレート)共重合体は、およそ10mol%ジオールモノマーユニットを含み、かつ、13.8個の炭素原子の平均ペンダントアルキル鎖長を有している。
[2. 本発明の化合物A2の合成]
(o2.1:架橋剤としてのボロン酸ジエステルの合成)
本発明による化合物A2の合成は、次のプロトコルおよび反応式12により行なわれる:
Figure 0006444430
1,4−ベンゼンジボロン酸(1,4−BDBA)(1.5g;9.05mmol)が500mLビーカーに導入され、続けてアセトン300mLが導入される。反応媒体は撹拌下に置かれ、水0.300g(16.7mmol)が滴下により導入される。その後、反応媒体は、透明で均質になり、1,2−ドデカンジオール(4.02g;19.9mmol)がゆっくり加えられる。後者が完全に溶かされた後、過剰量の硫酸マグネシウムが、最初に導入された水、および1,4−BDBAと1,2−ドデカンジオールの間の縮合によって放出された水を捕捉するために加えられる。15分後に、撹拌下、反応媒体はろ過される。その後、溶剤はロータリーエバポレータによってろ液から取り除かれ、白色固体状のボロン酸ジエステルおよび1,2−ドデカンジオール4.41g(収率98%)を製造する。
特性は以下のとおりである:
1H NMR(400MHz、CDCl3)ボロン酸ジエステル:δ:
7.82 (singlet, 2H), 4.63-4.51 (multiplet, 2H), 4.42 (doublet of doublets, J = 8 Hz and J = 8.8 Hz, 2H), 3.95 (doublet of doublets, J = 7.2 Hz and J = 8.8 Hz, 2H), 1.81-1.31 (multiplet, 36H), 0.88 (triplet, J = 7.2 Hz, 6H); 1,2−ドデカンジオール: δ: 3.85-3.25 (multiplet, approximately 2.17H), 1.81-1.31 (multiplet, approximately 13.02H), 0.88 (triplet, J = 7.2 Hz, approximately 2.17H)
(o2.2:ポリ(アルキルメタクリレート−co−ボロン酸エステルモノマー)共重合体の合成)
(2.2.1 ボロン酸エステルモノマーの合成)
本発明のボロン酸エステルモノマーは次の反応式13により合成される:
Figure 0006444430
モノマーは2工程プロトコルにより得られ:第1工程はボロン酸の合成から成り、第2工程はボロン酸エステルモノマーを得ることから成る。
第1工程:
4−カルボキシフェニルボロン酸(CPBA)(5.01g;30.2mmol)は1リットルビーカーに導入され、続いてアセトン350mLが導入される。反応媒体は撹拌下に置かれる。4−カルボキシフェニルボロン酸が完全に溶解するまで、水7.90mL(439mmol)が滴下により加えられる。反応媒体はそのとき透明で均質である。その後、1,2−プロパンジオール(2.78g;36.6mmol)がゆっくり加えられ、過剰量の硫酸マグネシウムを加え、最初に導入された水と、CPBAと1,2−プロパンジオールの間の縮合によって放出された水を捕捉する。反応媒体はろ過される前に25℃で1時間撹拌下で放置される。その後、溶剤はロータリーエバポレータによってろ液から取り除かれる。このようにして得られた産物、およびDMSO85mLが250mLフラスコに導入される。反応媒体は撹拌下に置かれ、反応媒体の完全な均質化の後に、8.33g(60.3mmol)のKCOが加えられる。その後、4−クロロメチルスチレン(3.34g;21.9mmol)が、フラスコにゆっくり導入される。その後、反応媒体は16時間50℃で撹拌下放置される。反応媒体は2Lエルレンマイヤーフラスコに移される。次に、水900mLが加えられる。水相は、酢酸エチル150mLで8回抽出される。有機相は組み合わせられ、次に、水250mLで3回抽出される。有機相はMgSOにより乾燥され、ろ過される。溶剤はロータリーエバポレータによってろ液から取り除かれ、白い粉状のボロン酸モノマー(5.70g;92.2%の収率)を製造する。その特性は以下のとおりである:
1H NMR(400MHz、CDCl3)δ:
7.98 (doublet, J = 5.6 Hz, 4H), 7.49 (doublet, J = 4 Hz, 4H), 6.77 (doublet of doublets, J = 10.8 Hz and J = 17.6 Hz, 1H), 5.83 (doublet of doublets, J = 1.2 Hz and J = 17.6 Hz, 1H), 5.36 (singlet, 2H), 5.24 (doublet of doublets, J = 1.2 Hz and J = 11.2 Hz, 1H).
第2工程:
第1工程の間に得られたボロン酸モノマー(5.7g;20.2mmol)、およびアセトン500mLが、1リットルのエルレンマイヤーフラスコに導入される。反応媒体は撹拌下に置かれ、ボロン酸モノマーが完全に溶解されるまで、水2.6mL(144mmol)が滴下により加えられる。反応媒体はそのとき透明で均質である。アセトン50mLの1,2−ドデカンジオール(5.32g;26.3mmol)溶液が反応媒体にゆっくり加えられ、続いて過剰量の硫酸マグネシウムが加えられ、最初に導入された水と、ボロン酸モノマーと1,2−ドデカンジオールの間の縮合によって放出された水を捕捉する。周囲温度で3時間撹拌後、反応媒体はろ過される。その後、溶剤はロータリーエバポレータによってろ液から取り除かれ、白黄色の固体状のボロン酸エステルモノマーおよび1,2−ドデカンジオールの混合物を10.2g製造する。特性は以下のとおりである:
1H NMR(400MHz、CDCl3):ボロン酸エステルモノマー:δ:8.06 (doublet, J = 8 Hz, 2H), 7.89 (doublet, J = 8 Hz, 2H), 7.51 (doublet, J = 4 Hz, 4H), 6.78 (doublet of doublets, J = 8 Hz and J = 16 Hz, 1H), 5.84 (doublet of doublets, J = 1.2 Hz and J = 17.6 Hz, 1H), 5.38 (singlet, 2H), 5.26 (doublet of doublets, J = 1.2 Hz and J = 11.2 Hz, 1H), 4.69-4.60 (multiplet, 1H), 4.49 (doublet of doublets, J = 8 Hz and J = 9.2 Hz, 1H), 3.99 (doublet of doublets, J = 7.2 Hz and J = 9.2 Hz, 1H), 1.78-1.34 (multiplet, 18H), 0.87 (triplet, J = 6.4 Hz, 3H);1,2−ドデカンジオール:δ:3.61-3.30 (multiplet, approximately 1.62H), 1.78-1.34 (multiplet, approximately 9.72H), 0.87 (triplet, J = 6.4 Hz, approximately 1.62H)
(2.2.2化合物A2、ポリ(アルキルメタクリレート共同ボロン酸エステルモノマー)統計共重合体の合成)
本発明の統計共重合体A2は次のプロトコルにより得られる:先に準備したボロン酸エステルモノマーおよび1,2−ドデカンジオール(ボロン酸エステルモノマー3.78mmolを含む)の混合物2.09g、ジチオ安息香酸クミル98.3mg(0.361mmol)、メタクリル酸ラウリル(LMA)22.1g(86.9mmol)およびアニソール26.5mLが、100−mLシュレンク管に導入される。反応媒体は撹拌下に置かれ、また、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)11.9mg(0.0722mmol)のアニソール120μLの溶液が、シュレンク管に導入される。その後、反応媒体は、アルゴンバブリングにより、30分間脱気され、16時間かけて65℃になる。シュレンク管は重合を止めるために氷浴に置かれ、次に、ポリマーは無水アセトンに沈殿させることによって分離され、ろ過され、30℃で減圧下で一晩乾燥される。
共重合体は、このように得られ、次の構造を有している:
Figure 0006444430
ここでm=0.96およびn=0.04。
得られたボロン酸エステル共重合体は37,200g/molと等しい数平均モル質量(Mn)、1.24に等しい多分散指数(PDI)、および166に等しい数平均重合度(DPn)を有している。これらの値は、それぞれ、溶離液としてテトラヒドロフランを用いて、ポリスチレン換算で、サイズ排除クロマトグラフィーにより、および共重合中にモノマーに対する変換をモニタすることによって得られる。共重合体の最終生成物のプロトンNMR分析により、4mol%ボロン酸エステルモノマーおよび96%のメタクリル酸ラウリルの組成を示す。
[レオロジー的検討]
(o3.1粘度の測定のための装置およびプロトコル)
Anton Paar社の応力制御クエット型MCR 501レオメーターを使用して、レオロジー的検討が実行された。その測定は、型番DG 26.7の円筒形状を使用して、グループIII基油中の溶液でのポリマーの処方で行なわれた。粘度は、10℃から110℃までの温度範囲において変化させたとき、せん断速度の関数として測定された。各温度については、系の粘度が、0.01〜1000s−1のせん断速度の関数として測定された。T=10℃,20℃,30℃,50℃,70℃,90℃および110℃の範囲(10℃から110℃の範囲)のせん断速度の関数としての粘度の測定は行なわれ、続いて、系の可逆性を評価するために10℃および/または20℃で新しい測定を行った。その際、平均粘度は同じプレート上に位置する測定ポイントを使用して、各温度について計算された。
温度の関数として系の粘度の変化を表わすために、下記の相対粘度も採用された。それは、グループIIIの基油が有する粘度が低下した場合でも、ポリマー系によって全体の粘度低下が抑制される様子が、この変数で直接反映されるためである。
Figure 0006444430
(o3.2:ポリジオール統計共重合体A1およびボロン酸ジエステル化合物A2に基づいた組成物)
[テストされた組成物]
(共重合体A1)
本発明の4種のポリ(アルキルメタクリレート−co−アルキルジオールメタクリレート)統計共重合体がテストされる。共重合体は以下のとおりである:
・共重合体A1−1:この共重合体は、ジオール基を有するモノマーを20mol%含む。平均側鎖長さは13.8個の炭素原子である。その数平均モル質量は49,600g/molである。その多分散指数は1.51である。その数平均重合度(DPn)は167である。数平均モル質量および多分散指数はポリスチレン換算により、サイズ排除クロマトグラフィー測定によって測定される。
・共重合体A1−2:この共重合体は、ジオール基を有するモノマーを20mol%含む。平均側鎖長さは10.8個の炭素原子である。その数平均モル質量は59,700g/molである。その多分散指数は1.6である。その数平均重合度(DPn)は196である。数平均モル質量および多分散指数はポリスチレン換算により、サイズ排除クロマトグラフィー測定によって測定される。
・共重合体A1−3:この共重合体はジオール基を有するモノマー10mol%を含む。平均側鎖長さは13.8個の炭素原子である。その数平均モル質量は47,800g/molである。その多分散指数は1.3である。その数平均重合度(DPn)は198である。数平均モル質量および多分散指数はポリスチレン換算により、サイズ排除クロマトグラフィー測定によって測定される。
・共重合体A1−4:この共重合体はジオール基を有するモノマー10mol%を含む。平均側鎖長さは13.8個の炭素原子である。その数平均モル質量は97,100g/molである。その多分散指数は3.11である。その数平均重合度(DPn)は228である。数平均モル質量および多分散指数はポリスチレン換算により、サイズ排除クロマトグラフィー測定によって測定される。
共重合体A1−1、A1−2、A1−3およびA1−4は、パラグラフ1に記載されるプロトコルのうちの1つにより得られる。
(化合物A2)
化合物A2−1は、パラグラフ2.1に記述されたプロトコルにより得られたボロン酸ジエステルである。
(潤滑基油)
テストされる組成物の中で使用される潤滑基油は、Yubase 4という名称でSKによって上市されている、API分類のグループIIIの油である。
その潤滑基油は次の特性を有している:
− ASTM D445により測定された40℃の動粘度が、19.57cStである;
− ASTM D445による100℃で測定された動粘度が、4.23cStである;
− ASTM D2270により測定された粘度指数が、122である;
− DIN 51581により測定した、重量パーセントによるNoack揮発性が、14.5である;
− ASTM D92により測定された摂氏度での引火点が、230℃である;
− ASTM D97により測定された摂氏度での流動点が、−15℃である。
組成物A(本発明によるものではない)は参照として使用される:
組成物Aは、API分類のグループIIIの潤滑基油中ポリメタクリレートポリマー4.2重量%を含む溶液を含んでいる。ポリマーは106,000g/molと等しい数平均モル質量(Mn)、3.06に等しい多分散指数(PDI)、466の数平均重合度、および14個の炭素原子である平均ペンダント鎖長を有している。
このポリメタクリレートは粘度指数向上剤添加剤として使用される。
グループIII基油中このポリメタクリレートを42重量%で含む処方4.95gおよびグループIII基油の44.6gが、フラスコに導入される。ポリメタクリレートが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
このポリメタクリレートを4.2重量%で有する溶液が得られる。
組成物B−1(本発明によるものではない)は以下のように得られる:
ポリジオール共重合体A1−1(4.14g)およびグループIII基油37.2gが、フラスコに導入される。ポリジオールが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
10重量%ポリジオール共重合体A1−1を含む溶液が得られる。
組成物C−1(本発明による)は以下のように得られる:
先に調製されたグループIII基油の10重量%ポリジオール共重合体A1−1溶液8gが、フラスコに導入される。ボロン酸ジエステルA2−1(55.8mg)がこの溶液に加えられる。ボロン酸ジエステルが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
10重量%ポリジオール共重合体A1−1、およびポリジオール共重合体A1−1のジオール基に対して20mol%のボロン酸ジエステルA2−1を含む溶液が得られる。
組成物D−1(本発明による)は以下のように得られる:
先に調製されたグループIII基油の10重量%ポリジオール共重合体A1−1溶液8gが、フラスコに導入される。ボロン酸ジエステルA2−1(223mg)がこの溶液に加えられる。ボロン酸ジエステルが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
10重量%ポリジオール共重合体A1−1、およびポリジオール共重合体A1−1のジオール基に対して80mol%のボロン酸ジエステルA2−1を含む溶液が得られる。
組成物B−2(本発明によるものではない)は以下のように得られる:
ポリジオール共重合体A1−2(6.52g)およびグループIII基油58.7gが、フラスコに導入される。ポリジオールが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
10重量%のポリジオール共重合体A1−2を含む溶液が得られる。
組成物C−2(本発明による)は以下のように得られる:
先に調製されたグループIII基油の10重量%ポリジオール共重合体A1−2溶液8gが、フラスコに導入される。ボロン酸ジエステルA2−1(65.4mg)がこの溶液に加えられる。ボロン酸ジエステルが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
10重量%ポリジオール共重合体A1−2、およびポリジオール共重合体A1−2のジオール基に対して20mol%のボロン酸ジエステルA2−1を含む溶液が得られる。
組成物D−2(本発明による)は以下のように得られる:
先に調製されたグループIII基油の10重量%ポリジオール共重合体A1−2溶液8gが、フラスコに導入される。ボロン酸ジエステルA2−1(262mg)がこの溶液に加えられる。ボロン酸ジエステルが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
10重量%ポリジオール共重合体A1−2、およびポリジオール共重合体A1−2のジオール基に対して80mol%のボロン酸ジエステルA2−1を含む溶液が得られる。
組成物B−3(本発明によるものではない)は以下のように得られる:
ポリジオール共重合体A1−3(7.24g)およびグループIIIの基油65.2gが、フラスコに導入される。ポリジオールが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
10重量%のポリジオール共重合体A1−3を含む溶液が得られる。
組成物C−3(本発明による)は以下のように得られる:
先に調製されたグループIII基油の10重量%ポリジオール共重合体A1−3を含む溶液8gが、フラスコに導入される。ボロン酸ジエステルA2−1(28.2mg)がこの溶液に加えられる。ボロン酸ジエステルが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
10重量%ポリジオール共重合体A1−3、およびポリジオール共重合体A1−3のジオール基に対して20mol%のボロン酸ジエステルA2−1を含む溶液が得られる。
組成物B−4(本発明によるものではない)は以下のように得られる:
ポリジオール共重合体A1−4(4.99g)およびグループIIIの基油44.4gが、フラスコに導入される。ポリジオールが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
10重量%のポリジオール共重合体A1−4を含む溶液が得られる。
組成物C−4(本発明による)は以下のように得られる:
先に調製されたグループIII基油中の10重量%ポリジオール共重合体A1−4を含む溶液(6.01g)が、フラスコに導入される。ボロン酸ジエステルA2−1(18.6mg)がこの溶液に加えられる。ボロン酸ジエステルが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
10重量%ポリジオール共重合体A1−4、およびポリジオール共重合体A1−4のジオール基に対して20mol%ボロン酸ジエステルA2−1を含む溶液が得られる。
組成物D−4(本発明による)は以下のように得られる:
先に調製されたグループIII基油の10重量%ポリジオール共重合体A1−4を含む溶液6.03gが、フラスコに導入される。ボロン酸ジエステルA2−1(74.7mg)がこの溶液に加えられる。ボロン酸ジエステルが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
10重量%のポリジオール共重合体A1−4、およびポリジオール共重合体A1−4のジオール基に対してボロン酸ジエステルA2−1を80mol%で有する溶液が得られる。
[得られるレオロジー特性の結果]
組成物C1−1のレオロジー挙動が、10℃から110℃までの温度範囲において検討された。結果は図5で示される。組成物C1−1の動粘度は、低いせん断速度で、および50℃より低い温度で変化する。組成物C1−1は、50℃より低い温度のせん断応力下で変形する。
50℃より高い温度では、低いせん断速度で、組成物C1−1の動粘度が非常にわずかに変わるか、または変わらない。組成物C1−1は、これらの温度のせん断応力の下でもはや変形しない。
組成物A,B−1,C−1,D−1,B−2,C−2,D−2,B−3,C−3,D−3,B−4,C−4,D−4の相対粘度が検討された。これらの組成物の相対粘度の変化は図6A−6Dで図示される。得られた結果を比較すると、特定のパラメータが組成物の相対粘度に影響を及ぼすことが観察される。
[L(平均ペンダント側鎖長さ)の影響]
ポリジオール共重合体A1−1およびA1−2は、1つの鎖当たりのジオールモノマーM1の割合が同じ百分率であり、同等のモル質量であるが、モノマーの平均のアルキル基の鎖長(L=13.8およびL=10.8)をそれぞれで異なって有している。
これらのポリマーから処方された溶液の温度の関数としての相対粘度の変化(図6Aおよび6B)により、ポリジオール共重合体を構成するモノマーの平均のアルキル基の鎖長が、処方のレオロジー特性に影響を及ぼすことが示される。
[ジオールモノマーのモル百分率(%ジオール)の影響]
ポリジオール共重合体A1−1およびA1−3は同じ平均のアルキル基の鎖長(LC)(同等の分子量)であるが、骨格鎖当たりのジオールモノマーM1はそれぞれ異なる割合(20%および10%)を有している。
これらのポリマーから処方された溶液の温度の関数としての相対粘度の変化(図6Aおよび6C)から、バックボーン鎖についてジオールモノマーの百分率が処方の流動特性に影響を及ぼすことが示される。
[重合度(DPn)の影響]
ポリジオールA1−3およびA1−4は、1つの鎖当たりのジオールモノマー(M1)の同じ百分率を有しており、同じ平均のアルキル基の鎖長(LC)を有しているが、それぞれ実質的に異なる分子量(47,800g/molおよび97,100g/mol)とそれぞれ実質的に異なる数平均重合度(DPn198と228)を有している。
これらのポリマーから処方された溶液の温度の関数としての相対粘度の変化(図6.Cおよび6.D)から、ポリジオール共重合体の分子量(Mn)が処方の流動特性に影響を及ぼすことが示される。
(o3.2:ポリジオール統計共重合体A1およびボロン酸エステル高分子化合物A2に基づく組成物)
[テストされた組成物]
(共重合体A1)
本発明のポリ(アルキルメタクリレート−co−アルキルジオールメタクリレート)統計共重合体がテストされる。共重合体は以下のとおりである:
・共重合体A1−1:
この共重合体は、ジオール基を有するモノマーを20mol%含む。平均側鎖長さは13.8個の炭素原子である。その数平均モル質量は49,600g/molである。その多分散指数は1.51である。その数平均重合度(DPn)は167である。数平均モル質量および多分散指数はポリスチレン換算により、サイズ排除クロマトグラフィー測定によって測定される。
共重合体A1−1は、パラグラフ1に記述されたプロトコルのうちの1つにより得られる。
・化合物A2:化合物A2−2は、パラグラフ2.2に記述されたプロトコルにより得られたボロン酸エステルポリマーである。この共重合体は、ボロン酸エステル官能基を有するモノマーを4mol%含む。平均側鎖長は12個を越える炭素原子である。その数平均モル質量は37,200g/molである。その多分散指数は1.24である。その数平均重合度(DPn)は166である。数平均モル質量および多分散指数はポリスチレン換算により、サイズ排除クロマトグラフィー測定によって測定される。
・潤滑基油:テストされる組成物の中で使用される潤滑基油はパラグラフ3.1に先に記述されたグループIII油である。
参照として使用される組成物A(本発明によるものではない)は、パラグラフ3.1において使用された組成物Aと同じである。
組成物B(本発明によるものではない)は以下のように得られる:
組成物Bはパラグラフ3.1の中で使用される組成物B−1と同じである。
組成物C(本発明による)は以下のように得られる:
先に調製されたグループIII基油の10重量%ポリジオール共重合体A1−1を含む溶液4gが、フラスコに導入される。ボロン酸エステルポリマーA2−2(76.8mg)およびグループIII基油4gが、この溶液に加えられる。ボロン酸エステルポリマーが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
組成物の総重量に対して、5重量%のポリジオール共重合体A1−1および1重量%のボロン酸エステルポリマーA2−2を含む溶液が得られる。
組成物D(本発明による)は以下のように得られる:
前記組成物C(つまり組成物の総重量に対して、5重量%のポリジオール共重合体A1−1および1重量%のボロン酸エステルポリマーA2−2の組成物)6gが、フラスコに導入される。ボロン酸エステルポリマーA2−2(61.9mg)がこの溶液に加えられる。ボロン酸エステルポリマーが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
組成物の総重量に対して、5重量%のポリジオール共重合体A1−1および2重量%のボロン酸エステルポリマーA2−2を含む溶液が得られる。
組成物E(本発明による)は以下のように得られる:
先に調製されたグループIII基油の10重量%のポリジオール共重合体A1−1を含む溶液(3g)が、フラスコに導入される。ボロン酸エステルポリマーA2−2(176mg)およびグループIII基油(3g)が、この溶液に加えられる。ボロン酸エステルポリマーが完全に溶解されるまで、このように得られた溶液は90℃で撹拌下維持される。
組成物の総重量に対して、5重量%のポリジオール共重合体A1−1および3重量%のボロン酸エステルポリマーA2−2を含む溶液が得られる。
[得られたレオロジー結果]
組成物Eのレオロジー挙動が10℃から110℃までの温度範囲において検討された。結果は図7で示される。組成物Eの動粘度は、低いせん断速度、および50℃より低い温度で変わる。組成物Eは、50℃より低い温度でせん断応力の下で変形する。
50℃より高い温度の場合、低いせん断速度で、組成物Eの動粘度がごくわずかに変わるか、または変わらない。組成物Eは、これらの温度のせん断応力下でもはや変形しない。
組成物A、B、C、DおよびEの相対粘度が調査された。これらの組成物の相対粘度の変化は図8に図示される。この図は、温度に応じて基油の本来の粘度が低下するのが、ポリジオール/ポリ(ボロン酸エステル)系により著しく抑制されていることを示す。更に、得られた結果は、基油IIIの中の溶液での異なるポリマーの重量による濃度を調節することにより調節できる。
組成物F(本発明によるものではない)は以下のように得られる:
VI向上ポリマー(会社Rohmaxによって上市されたViscoplex V6.850)が、上述する潤滑剤基油に加えられる。
Viscoplex 6.850は41.8%の直鎖ポリメタクリレート活性物質を含む。
このようにして得られる組成物は次の特性を有している;
示された百分率は、組成物Fの総重量に対する重量パーセントに相当する:
Figure 0006444430
組成物EおよびFの動粘度(40℃および100℃)が、ASTM D445により測定される。また、VI(粘度指数)がこれらの2つの組成物について計算され;結果は、以下の表Iに示される。
Figure 0006444430
これらの結果により、本発明による潤滑剤組成物は、従来のVI向上ポリマーを含む潤滑剤組成物に対して、VIが非常に明瞭に増加していることが示される。このようなVIの増加が、潤滑剤組成物のポリマー量を増加させずに実証される点に注意されたい。
なお、本発明は、実施の態様として以下の内容を含む。
〔態様1〕
・少なくとも1種の潤滑油、
・少なくとも1種の統計共重合体A1、および少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2で構成された混合物に起因する組成物であって:
o前記統計共重合体A1は、以下のモノマーの共重合に起因し:
・一般式(I)の少なくとも1種の第1のモノマーM1:
Figure 0006444430
式中:
− R は、−H、−CH および−CH −CH によって形成された群から選択され;
− xは2から18の範囲の整数であり;
− yは0または1に等しい整数であり;
− X とX は、同一または異なって、水素、テトラヒドロピラニル、メチルオキシメチル、ter−ブチル、ベンジル、トリメチルシリルおよびt−ブチルジメチルシリルによって形成された群から選択され;
あるいは、
− X およびX は、酸素原子とともに次式の架橋を形成し、
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R’ およびR’’ は、同一または異なって、水素およびC −C 11 アルキル基(好ましくはメチル)によって形成された群から選択され;
あるいは
− X とX は、酸素原子と次式のボロン酸エステルを形成し、
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R''' は、C −C 18 アリール基、C −C 18 アラルキル基およびC −C 18 アルキル基(好ましくはC −C 18 アリール基)によって形成された群から選択され;
・一般式(II−A)の少なくとも1種の第2のモノマーM2:
Figure 0006444430
式中:
− R は、−H、−CH および−CH −CH によって形成された群から選択され、
− R 31 は、C −C 18 アリール基、R’ によって置換されたC −C 18 アリール基、−C(O)−O−R’ 、−O−R’ 、−S−R’ および−C(O)−N(H)−R’ (ここで、R’ はC −C 30 アルキル基である)によって形成された群から選択される、組成物。
〔態様2〕
態様1による組成物であって、前記統計共重合体A1は、少なくとも1種のモノマーM1、および異なるR 31 を有する少なくとも2種のモノマーM2の共重合に起因する、組成物。
〔態様3〕
態様2による組成物であって、前記統計共重合体A1のモノマーM2のうちの1つは一般式(II−A1)を有している:
Figure 0006444430
式中:
− R は、−H、−CH および−CH −CH によって形成された群から選択され、
− R’’ 31 はC −C 14 アルキル基であり、および
前記統計共重合体A1の別のモノマーM2は一般式(II−A2)を有している:
Figure 0006444430
式中:
− R は、−H、−CH および−CH −CH によって形成された群から選択され、
R''' 31 はC 15 −C 30 アルキル基である、組成物。
〔態様4〕
態様1〜3のいずれか一態様に記載の組成物であって、化合物A2は式(III)の化合物であり:
Figure 0006444430
式中:
− w およびw は、同一または異なって0と1の間で選択された整数であり、
− R 、R 、R およびR は、同一または異なって、水素原子、および1〜24個の炭素原子(好ましくは4〜18個の炭素原子、好ましくは6〜14個の炭素原子)を有する炭化水素含有基からなる群から選択され;
− Lは二価の連結基で、C −C 18 アリール基、C −C 18 アラルキル基およびC −C 24 炭化水素含有鎖によって形成された群から選択される、組成物。
〔態様5〕
態様1〜3のいずれか一態様に記載の組成物であって、化合物A2は、以下のモノマーの共重合に起因する統計共重合体である、組成物。
・式(IV)の少なくとも1種のモノマーM3:
Figure 0006444430
式中:
− tは0または1に等しい整数であり;
− uは0または1に等しい整数であり;
− MとR は同一または異なって、C −C 18 アリール基、C −C 24 アラルキル基およびC −C 24 アルキル基(好ましくはC −C 18 アリール基)によって形成された群から選択される二価の連結基であって、
− Xは、−O−C(O)−、−C(O)−O−、−C(O)−N(H)−、−N(H)−C(O)−、−S−、−N(H)−、−N(R’ )−、および−O−によって形成された群から選択された官能基であり(ここでR’ は1〜15個の炭素原子を含む炭化水素含有鎖である);
− R は、−H、−CH および−CH −CH によって形成された群から選択され;
− R 10 とR 11 は同一または異なって、水素、および1〜24個の炭素原子(好ましくは4〜18個の炭素原子、好ましくは6〜14個の炭素原子)を有する炭化水素含有基によって形成された群から選択され、
・一般式(V)の少なくとも1種の第2のモノマーM4:
Figure 0006444430
式中:
− R 12 は、−H、−CH および−CH −CH によって形成された群から選択され、
− R 13 は、C −C 18 アリール基、R’ 13 によって置換されたC −C 18 アリール基、−C(O)−O−R’ 13 、−O−R’ 13 、−S−R’ 13 および−C(O)−N(H)−R’ 13 (ここで、R’ 13 はC −C 25 アルキル基)によって形成された群から選択される、組成物。
〔態様6〕
態様5による組成物であって、一般式(IV)のモノマーのR 10 、M、X、および(R (uは0または1)の連続によって形成された鎖は、炭素原子総数8〜38個(好ましくは10〜26個)を有する、組成物。
〔態様7〕
態様5または6に記載の組成物であって、共重合体A2の側鎖は、8個以上の炭素原子(好ましくは11〜16個の炭素原子)の平均長さを有している、組成物。
〔態様8〕
態様5〜7のいずれか一態様に記載された組成物であって、前記共重合体中、統計共重合体A2は、0.25〜20%(好ましくは1〜10%)の式(IV)のモノマーのモル百分率を有している、組成物。
〔態様9〕
態様5〜8のいずれか一態様に記載された組成物であって、統計共重合体A2は、50〜1500(好ましくは80〜800)の数平均重合度を有している、組成物。
〔態様10〕
態様1〜9のいずれか一態様に記載された組成物であって、統計共重合体A1の側鎖は、8〜20個の炭素原子(好ましくは9〜15個の炭素原子)の平均長さを有している、組成物。
〔態様11〕
態様1〜10のいずれか一態様に記載された組成物であって、統計共重合体A1は、前記共重合体中、式(I)のモノマーM1のモル百分率1〜30%(好ましくは5〜25%、より好ましくは9〜21%)を有している、組成物。
〔態様12〕
態様1〜11のいずれか一態様に記載された組成物であって、統計共重合体A1は、100〜2000(好ましくは150〜1000)の平均重合度を有している、組成物。
〔態様13〕
態様1〜12のいずれか一態様に記載された組成物であって、潤滑油は、API分類のグループI、グループII、グループIII、グループIV、グループVの基油、およびこれらの混合物から選択される、組成物。
〔態様14〕
態様1〜13のいずれか一態様に記載された組成物であって、清浄剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、追加の酸化防止剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、腐食抑制剤、増粘剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物によって形成された群から選択された機能的添加剤をさらに含む、組成物。
〔態様15〕
態様1〜14のいずれか一態様に記載された組成物であって、統計共重合体A1と化合物A2(比率A1/A2)の質量比は、0.001〜100(好ましくは0.05〜20、より好ましくは0.01〜10、さらに好ましくは0.2〜5)である、組成物。
〔態様16〕
態様1〜14のいずれか一態様に記載された組成物であって、統計共重合体A1および化合物A2の総質量は、潤滑剤組成物の全質量に対して0.5〜20%であり、かつ潤滑油の質量は、潤滑剤組成物の全質量に対して80%から99.5%までの範囲である、組成物。
〔態様17〕
機械的部分を潤滑するための、態様1〜16のうちのいずれか1項に記載された組成物の使用。
〔態様18〕
以下の混合物に起因する原液組成物:
・少なくとも1種の統計共重合体A1;
・少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2;
および
・清浄剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、酸化防止剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、増粘剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物によって形成された群から選択された少なくとも1つの機能的添加剤であって;
o前記統計共重合体A1は、以下のモノマーの共重合に起因し:
・一般式(I)の少なくとも1種の第1のモノマーM1
Figure 0006444430
式中:
− R は、−H、−CH および−CH −CH によって形成された群から選択され;
− xは2から18の範囲の整数であり;
− yは0または1に等しい整数であり;
− X とX は、同一または異なって、水素、テトラヒドロピラニル、メチルオキシメチル、ter−ブチル、ベンジル、トリメチルシリルおよびt−ブチルジメチルシリルによって形成された群から選択され;
あるいは、
− X およびX は、酸素原子とともに、次の式の架橋構造を形成し、
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R’ およびR’’ は、同一または異なって、水素およびC −C 11 アルキル基(好ましくはメチル)によって形成された群から選択され;
あるいは
− X とX は、酸素原子と次式のボロン酸エステルを形成し、
Figure 0006444430
式中:
− 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
− R''' は、C −C 18 アリール基、C −C 18 アラルキル基およびC −C 18 アルキル基(好ましくはC −C 18 アリール基)によって形成された群から選択され;
・一般式(II−A)の少なくとも1種の第2のモノマーM2:
Figure 0006444430
式中:
− R は、−H、−CH および−CH −CH によって形成された群から選択され、
− R 31 は、C −C 18 アリール基、R’ によって置換されたC −C 18 アリール基、−C(O)−O−R’ 、−O−R’ 、−S−R’ および−C(O)−N(H)−R’ (ここで、R’ はC −C 30 アルキル基である)によって形成された群から選択される。

Claims (18)

  1. ・少なくとも1種の潤滑油、
    ・少なくとも1種の統計共重合体A1、および少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2で構成された混合物に起因する組成物であって:
    o前記統計共重合体A1は、以下のモノマーの共重合に起因し:
    ・一般式(I)の少なくとも1種の第1のモノマーM1:
    Figure 0006444430
    式中:
    − Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され;
    − xは2から18の範囲の整数であり;
    − yは0または1に等しい整数であり;
    − XとXは、同一または異なって、水素、テトラヒドロピラニル、メチルオキシメチル、ter−ブチル、ベンジル、トリメチルシリルおよびt−ブチルジメチルシリルによって形成された群から選択され;
    あるいは、
    − XおよびXは、酸素原子とともに次式の架橋を形成し、
    Figure 0006444430
    式中:
    − 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
    − R’およびR’’は、同一または異なって、水素およびC−C11アルキル基によって形成された群から選択され;
    あるいは
    − XとXは、酸素原子と次式のボロン酸エステルを形成し、
    Figure 0006444430
    式中:
    − 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
    − R'''は、C−C18アリール基、C−C18アラルキル基およびC−C18アルキル基によって形成された群から選択され;
    ・一般式(II−A)の少なくとも1種の第2のモノマーM2:
    Figure 0006444430
    式中:
    − Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され、
    − R31は、C−C18アリール基、R’によって置換されたC−C18アリール基、−C(O)−O−R’、−O−R’、−S−R’および−C(O)−N(H)−R’(ここで、R’はC−C30アルキル基である)によって形成された群から選択される、組成物。
  2. 請求項1による組成物であって、前記統計共重合体A1は、少なくとも1種のモノマーM1、および異なるR31を有する少なくとも2種のモノマーM2の共重合に起因する、組成物。
  3. 請求項2による組成物であって、前記統計共重合体A1のモノマーM2のうちの1つは一般式(II−A1)を有している:
    Figure 0006444430
    式中:
    − Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され、
    − R’’31はC−C14アルキル基であり、および
    前記統計共重合体A1の別のモノマーM2は一般式(II−A2)を有している:
    Figure 0006444430
    式中:
    − Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され、
    R'''31はC15−C30アルキル基である、組成物。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物であって、化合物A2は式(III)の化合物であり:
    Figure 0006444430
    式中:
    − wおよびwは、同一または異なって0と1の間で選択された整数であり、
    − R、R、RおよびRは、同一または異なって、水素原子、および1〜24個の炭素原子を有する炭化水素含有基からなる群から選択され;
    − Lは二価の連結基で、C−C18アリール基、C−C18アラルキル基およびC−C24炭化水素含有鎖によって形成された群から選択される、組成物。
  5. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物であって、化合物A2は、以下のモノマーの共重合に起因する統計共重合体である、組成物。
    ・式(IV)の少なくとも1種のモノマーM3:
    Figure 0006444430
    式中:
    − tは0または1に等しい整数であり;
    − uは0または1に等しい整数であり;
    − MとRは同一または異なって、C−C18アリール基、C−C24アラルキル基およびC−C24アルキル基によって形成された群から選択される二価の連結基であって、
    − Xは、−O−C(O)−、−C(O)−O−、−C(O)−N(H)−、−N(H)−C(O)−、−S−、−N(H)−、−N(R’)−、および−O−によって形成された群から選択された官能基であり(ここでR’は1〜15個の炭素原子を含む炭化水素含有鎖である);
    − Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され;
    − R10とR11は同一または異なって、水素、および1〜24個の炭素原子を有する炭化水素含有基によって形成された群から選択され、
    ・一般式(V)の少なくとも1種の第2のモノマーM4:
    Figure 0006444430
    式中:
    − R12は、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され、
    − R13は、C−C18アリール基、R’13によって置換されたC−C18アリール基、−C(O)−O−R’13、−O−R’13、−S−R’13および−C(O)−N(H)−R’13(ここで、R’13はC−C25アルキル基)によって形成された群から選択される、組成物。
  6. 請求項5による組成物であって、一般式(IV)のモノマーのR10、M、X、および(R(uは0または1)の連続によって形成された鎖は、炭素原子総数8〜38個を有する、組成物。
  7. 請求項5または6に記載の組成物であって、共重合体A2の側鎖は、8個以上の炭素原子の平均長さを有している、組成物。
  8. 請求項5〜7のいずれか一項に記載された組成物であって、前記共重合体中、統計共重合体A2は、0.25〜20%の式(IV)のモノマーのモル百分率を有している、組成物。
  9. 請求項5〜8のいずれか一項に記載された組成物であって、統計共重合体A2は、50〜1500の数平均重合度を有している、組成物。
  10. 請求項1〜9のいずれか一項に記載された組成物であって、統計共重合体A1の側鎖は、8〜20個の炭素原子の平均長さを有している、組成物。
  11. 請求項1〜10のいずれか一項に記載された組成物であって、統計共重合体A1は、前記共重合体中、式(I)のモノマーM1のモル百分率1〜30%を有している、組成物。
  12. 請求項1〜11のいずれか一項に記載された組成物であって、統計共重合体A1は、100〜2000の平均重合度を有している、組成物。
  13. 請求項1〜12のいずれか一項に記載された組成物であって、潤滑油は、API分類のグループI、グループII、グループIII、グループIV、グループVの基油、およびこれらの混合物から選択される、組成物。
  14. 請求項1〜13のいずれか一項に記載された組成物であって、清浄剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、追加の酸化防止剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、腐食抑制剤、増粘剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物によって形成された群から選択された機能的添加剤をさらに含む、組成物。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項に記載された組成物であって、統計共重合体A1と化合物A2(比率A1/A2)の質量比は、0.001〜100である、組成物。
  16. 請求項1〜14のいずれか一項に記載された組成物であって、統計共重合体A1および化合物A2の総質量は、潤滑剤組成物の全質量に対して0.5〜20%であり、かつ潤滑油の質量は、潤滑剤組成物の全質量に対して80%から99.5%までの範囲である、組成物。
  17. 機械的部分を潤滑するための、請求項1〜16のうちのいずれか1項に記載された組成物の使用。
  18. 以下の混合物に起因する原液組成物:
    ・少なくとも1種の統計共重合体A1;
    ・少なくとも2つのボロン酸エステル官能基を含む少なくとも1種の化合物A2;
    および
    ・清浄剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、酸化防止剤、粘度指数向上ポリマー、流動点向上剤、消泡剤、増粘剤、分散剤、摩擦調整剤およびそれらの混合物によって形成された群から選択された少なくとも1つの機能的添加剤であって;
    o前記統計共重合体A1は、以下のモノマーの共重合に起因し:
    ・一般式(I)の少なくとも1種の第1のモノマーM1
    Figure 0006444430
    式中:
    − Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され;
    − xは2から18の範囲の整数であり;
    − yは0または1に等しい整数であり;
    − XとXは、同一または異なって、水素、テトラヒドロピラニル、メチルオキシメチル、ter−ブチル、ベンジル、トリメチルシリルおよびt−ブチルジメチルシリルによって形成された群から選択され;
    あるいは、
    − XおよびXは、酸素原子とともに、次の式の架橋構造を形成し、
    Figure 0006444430
    式中:
    − 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
    − R’およびR’’は、同一または異なって、水素およびC−C11アルキル基によって形成された群から選択され;
    あるいは
    − XとXは、酸素原子と次式のボロン酸エステルを形成し、
    Figure 0006444430
    式中:
    − 星(*)は、酸素原子に対する結合を表し、
    − R'''は、C−C18アリール基、C−C18アラルキル基およびC−C18アルキル基によって形成された群から選択され;
    ・一般式(II−A)の少なくとも1種の第2のモノマーM2:
    Figure 0006444430
    式中:
    − Rは、−H、−CHおよび−CH−CHによって形成された群から選択され、
    − R31は、C−C18アリール基、R’によって置換されたC−C18アリール基、−C(O)−O−R’、−O−R’、−S−R’および−C(O)−N(H)−R’(ここで、R’はC−C30アルキル基である)によって形成された群から選択される。
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