JP7352483B2 - 摩擦調整剤及び潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
燃費を改善する摩擦調整剤は主に4つに分類され、その4つとは低荷重下における摩擦面に油膜を形成し、摩擦および摩耗を減少させる油性向上剤、摩擦面で2次的化合物の保護膜を形成し,摩耗を防止する摩耗防止剤、極圧潤滑状態における焼付きや,スカッフィングを防止する極圧剤、摩擦面に物理的、化学的に吸着し、摩擦係数を制御する摩擦制御剤である。
高分子タイプの摩擦調整剤としては、α‐オレフィンとフマル酸エステルからなる共重合体(特許文献1)、ヒドロキシル基を有するアクリル酸エステル共重合体(特許文献2)、親水性ポリマーユニットとポリオレフィンユニットを有するポリエステル(特許文献3)、極性セグメントユニットと疎水性セグメントユニットからなるブロック構造を有するメタクリル酸エステル共重合体(特許文献4)、リン官能基化されたメタクリル酸エステル共重合体(特許文献5)、カルボキシル基を有する鎖状ポリメタクリレートポリマー(特許文献6)等が知られている。
すなわち、本発明は、下記一般式(1)で表される単量体(a)を構成単量体として含む(共)重合体(A)を含有してなる摩擦調整剤;並びに前記摩擦調整剤と、粘度指数向上剤、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、極圧剤、消泡剤、抗乳化剤、腐食防止剤及び流動点効果剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加剤とを含む潤滑油組成物である。
本発明の摩擦調整剤は、単量体(a)を構成単量体として含む(共)重合体(A)を含有することにより、カルボキシル基の金属表面への強い吸着能力により、従来の摩擦調整剤よりも低温域から中温域の条件下での摩擦(滑り摩擦及び転がり摩擦)低減効果を達成することができると推察される。
一般式(1)におけるR1は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
本発明においては、-X1-が-NH-でなく-O-で表される基であることにより金属どうしが著しく接触しやすい境界潤滑領域において、金属表面への吸着及び油膜形成が促進され、摩擦低減を達成することができると推察される。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基及び1,10-デシレン基等が挙げられる。これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは炭素数1~8のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数2~6のアルキレン基であり、特に好ましくは炭素数2~5のアルキレン基である。
また、単量体(a)としては、β-カルボキシエチルアクリレート(製品名「β-CEA」、ダイセル・オルネクス株式会社製)ω-カルボキシ-ポリカプロラクトン(2モル付加物)モノアクリレート(製品名「アロニックスM-5300」、東亞合成株式会社製)等が市販されており入手可能である。
具体的には、n-ペンチル基、イソペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、n-ヘプチル基、イソヘプチル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、イソノニル基、n-デシル基、イソデシル基、n-ウンデシル基、イソウンデシル基、n-ドデシル基、イソドデシル基、n-トリデシル基、イソトリデシル基、n-テトラデシル基、2-エチルドデシル基、n-ペンタデシル基、2-メチルテトラデシル基、n-ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、イソヘプタデシル基、2-エチルペンタデシル基、2-オクチルノニル基、2-(3-メチルヘキシル)-7-メチル-ノニル基、n-オクタデシル基、イソオクタデシル基、2-ヘキシルウンデシル基、2-エチルヘプタデシル基、1-ヘキシルトリデシル基、n-イコシル基、2-オクチルウンデシル基、イソイコシル基、1-ウンデシルドデシル基、1-オクチルペンタデシル基、2-デシルトリデシル基、n-テトライコシル基、2-デシルテトラデシル基、2-ドデシルペンタデシル基、2-ヘプチルイコシル基、2-ドデシルヘキサデシル基、n-トリアコンチル基、2-テトラデシルオクタデシル基、n-ヘキサトリアコンチル基、n-テトラコンチル基、2-エチルテトラコンチル基及びポリオレフィン[例えばプロピレンオリゴマー(2~14量体)、エチレン/プロピレンオリゴマー(2~20量体)及びイソブテンオリゴマー(2~10量体)等]から得られるオキソアルコールから水酸基を除いた残基等が挙げられる。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基、1,10-デシレン基が挙げられる。これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは炭素数1~8のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数2~6のアルキレン基であり、特に好ましくは炭素数2~5のアルキレン基である。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基、1,10-デシレン基が挙げられる。これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは炭素数1~8のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数2~6のアルキレン基であり、特に好ましくは炭素数2~5のアルキレン基である。
また、単量体(c)としては、ヒドロキシエチルメタクリレートのε-カプロラクトン付加物(製品名「プラクセルFM1」、「プラクセルFM2D」、「プラクセルFM3」等、いずれも株式会社ダイセル製)、ヒドロキシエチルアクリレートのε-カプロラクトン付加物(製品名「プラクセルFA1」、「プラクセルFA2D」、「プラクセルFA5」「プラクセルFA10L」等、いずれも株式会社ダイセル製)等が市販されており入手可能である。
単量体(d)のうち好ましいのは、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル及び(メタ)アクリル酸n-ブチルである。
一般式(4)におけるR8は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基及び1,10-デシレン基等が挙げられる。これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくはエチレン基並びに1,2-プロピレン基及び1,3-プロピレン基であり、更に好ましくはエチレン基である。
pが2以上の場合、複数個あるR10Oは同一でも異なっていてもよい。
炭素数1~12のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基、1,10-デシレン基、1,11-ウンデシレン基、1,12-ドデシレン基等が挙げられる。これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくは炭素数1~6のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数1~4のアルキレン基である。
炭素数3~14のジカルボン酸としては、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、アルキルコハク酸(炭素数1~10のアルキル基を有するコハク酸等)等が挙げられる。
ヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド付加物(付加モル数1~10)と炭素数3~14のジカルボン酸とのモノエステル化物{例えば、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)のモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸とメタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸とメタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物等}等が挙げられる。
また、単量体(h1)としては、コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(東京化成工業株式会社製)、コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(製品名「HOA-MS(N)」、共栄社化学株式会社製)等が市販されており入手可能である。
一般式(5)におけるR12は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくはエチレン基並びに1,2-プロピレン基及び1,3-プロピレン基であり、更に好ましくはエチレン基である。
アルキレンオキシ基としては、摩擦低減の観点から好ましくはエチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基であり、更に好ましくはエチレンオキシ基である。
qが2以上の場合、複数個あるR14Oは同一でも異なっていてもよい。
また、単量体(h2)としては、フタル酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)(東京化成工業株式会社製)、フタル酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(製品名「HOA-MPL(N)」、共栄社化学株式会社製)等が市販されており入手可能である。
一般式(6)におけるR16は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩擦低減の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基及び1,10-デシレン基等が挙げられる。
これらのうち、摩擦低減の観点から好ましくはエチレン基並びに1,2-プロピレン基及び1,3-プロピレン基であり、更に好ましくはエチレン基である。
rが2以上の場合、複数個あるR18Oは同一でも異なっていてもよい。
また、単量体(h3)としては、ヘキサヒドロフタル酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)(東京化成工業株式会社製)、ヘキサヒドロフタル酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(製品名「ライトアクリレートHOA-HH(N)」、共栄社化学株式会社製)等が市販されており入手可能である。
(A)を構成する単量体(b)の重量割合は、摩擦低減と基油溶解性の観点から、(A)の重量に基づいて、30~99重量%が好ましく、更に好ましくは40~99重量%であり、次に更に好ましくは50~99重量%、特に好ましくは60~99重量%、最も好ましくは60~98重量%である。
(A)を構成する単量体(c)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは50重量%以下であり、更に好ましくは45重量%以下、特に好ましくは1~39重量%である。
(A)を構成する単量体(d)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは20重量%以下であり、更に好ましくは15重量%以下、特に好ましくは1~10重量%である。
(A)を構成する単量体(e)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは15重量%以下であり、更に好ましくは10重量%以下、特に好ましくは1~5重量%である。
(A)を構成する単量体(f)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは15重量%以下であり、更に好ましくは10重量%以下、特に好ましくは1~5重量%である。
(A)を構成する単量体(g)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは15重量%以下であり、更に好ましくは10重量%以下、特に好ましくは1~5重量%である。
(A)を構成する単量体(h)の重量割合は、摩擦低減の観点から、(A)の重量に基づいて、好ましくは20重量%以下であり、更に好ましくは15重量%以下、特に好ましくは1~10重量%である。
(共)重合体(A)を構成する単量体(a)のモル分率は、摩擦低減の観点から、(A)を構成する単量体の合計モル数に基づいて、1~40モル%が好ましく、更に好ましくは3~30モル %であり、特に好ましくは5~20モル%である。
なお、本発明におけるSP値は、Fedors法(Polymer Engineering and Science,Feburuary,1974,Vol.14、No.2P.147~154)に記載の方法で算出される値である。
<(共)重合体(A)のMwの測定条件>
装置 :「HLC-802A」[東ソー(株)製]
カラム :「TSK gel GMH6」[東ソー(株)製]2本
測定温度 :40℃
試料溶液 :0.5重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:200μl
検出装置 :屈折率検出器
基準物質 :標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)
12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,890,000)[東ソー(株)製]
溶剤としては、トルエン、キシレン、炭素数9~10のアルキルベンゼン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、2-プロパノール、鉱物油、合成油等が挙げられる。
重合触媒としては、アゾ系触媒(アゾビスイソブチロニトリル及びアゾビスバレロニトリル等)、過酸化物系触媒(ベンゾイルパーオキサイド、クミルパーオキサイド及びラウリルパーオキサイド等)及びレドックス系触媒(ベンゾイルパーオキサイドと3級アミンの混合物等)が挙げられる。更に必要により、公知の連鎖移動剤(炭素数2~20のアルキルメルカプタン等)を使用することもできる。
重合温度は、好ましくは25~140℃であり、更に好ましくは50~120℃である。また、上記の溶液重合の他に、塊状重合、乳化重合又は懸濁重合により(A)を得ることができる。
(A)が共重合体である場合の重合形態としては、ランダム重合体又は交互共重合体のいずれでもよく、また、グラフト共重合体又はブロック共重合体のいずれでもよいが、摩擦低減効果の観点から、ランダム重合体が好ましい。
基油としては、鉱物油(溶剤精製油、パラフィン油、イソパラフィンを含有する高粘度指数油、イソパラフィンの水素化分解による高粘度指数油及びナフテン油等)、合成潤滑油[炭化水素系合成潤滑油(ポリ-α-オレフィン系合成潤滑油、GTL基油等)及びエステル系合成潤滑油等]及びこれらの混合物が挙げられる。これらのうち好ましいのは鉱物油、ポリα-オレフィン系合成潤滑油、GTL基油、エステル油である。
基油の粘度指数(JIS-K2283で測定したもの)は、粘度指数向上効果の観点から好ましくは90以上であり、更に好ましくは100以上である。
差の絶対値が0.5(cal/cm3)1/2未満以上であると摩擦低減効果が高く、3.0(cal/cm3)1/2以下であると(A)の基油への溶解性が良好である。
本発明の潤滑油組成物における摩擦調整剤の重量割合は、摩擦低減効果の観点から、潤滑油組成物の重量に基づいて、好ましくは0.1~30重量%であり、更に好ましくは0.2~20重量%であり、特に好ましくは0.5~10重量%である。
本発明の潤滑油組成物における(共)重合体(A)の重量割合は、摩擦低減効果の観点から、潤滑油組成物の重量に基づいて、好ましくは0.05~15重量%であり、更に好ましくは0.1~10重量%であり、特に好ましくは0.2~7重量%である。
(1)粘度指数向上剤:
(C1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート共重合体、分散モノマー(アミンモノマー等)/(C1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート共重合体、ヒドロキシ基含有モノマー/(C1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート共重合体、櫛形ポリマー[(C1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート/ポリオレフィンマクロモノマー]、エチレン/(C1~18)アルキル(メタ)アクリレート共重合体、ポリイソブチレン、ポリアルキルスチレン、エチレン/プロピレン共重合体、スチレン/マレイン酸エステル共重合体、スチレン/イソプレン水素化共重合体等;
(2)清浄剤:
塩基性、過塩基性又は中性の金属塩[スルフォネート(石油スルフォネート、アルキルベンゼンスルフォネート及びアルキルナフタレンスルフォネート等)の過塩基性又はアルカリ土類金属塩等]、サリシレート類、フェネート類、ナフテネート類、カーボネート類、フォスフォネート類及びこれらの混合物;
(3)分散剤:
コハク酸イミド類(ビス-又はモノ-ポリブテニルコハク酸イミド類)、マンニッヒ縮合物及びボレート類等;
(4)酸化防止剤:
ヒンダードフェノール類及び芳香族2級アミン類等;
(5)油性向上剤:
長鎖脂肪酸及びそれらのエステル(オレイン酸及びオレイン酸エステル等)、長鎖アミン及びそれらのアミド(オレイルアミン及びオレイルアミド等)等;
(6)極圧剤:
硫黄系化合物(モノ又はジスルフィド、スルフォキシド及び硫黄フォスファイド化合物)、フォスファイド化合物及び塩素系化合物(塩素化パラフィン等)等;
(7)消泡剤:
シリコン油、金属石けん、脂肪酸エステル及びフォスフェート化合物等;
(8)抗乳化剤:
4級アンモニウム塩(テトラアルキルアンモニウム塩等)、硫酸化油及びフォスフェート(ポリオキシエチレン含有非イオン性界面活性剤のフォスフェート等)等;
(9)腐食防止剤:
窒素原子含有化合物(ベンゾトリアゾール及び1,3,4-チオジアゾリル-2,5-ビスジアルキルジチオカーバメート等)等;
(10)流動点効果剤:
ポリアルキルメタクリレート、ポリアルキルアクリレート、ポリアルキルスチレン、ポリビニルアセテート等。
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、酢酸エチル185重量部、表1に記載の単量体配合物100重量部、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)0.5重量部及び2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)0.2重量部を投入し、窒素置換(気相酸素濃度100ppm)を行った後、密閉下、撹拌しながら76℃に昇温し、同温度で7時間重合反応を行った。
鉱物油[SP値:8.3(cal/cm3)1/2、100℃の動粘度:4.2mm2/s、粘度指数:122]100重量部を加え、120~130℃に昇温後、同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)未反応の単量体及び酢酸エチルを2時間かけて除去し、本発明の重合体(A-1)~(A-5)、及び比較のための重合体(A’-1)~(A’-7)を含有する摩擦調整剤(R-1)~(R-5)及び(R’-1)~(R’-7)を得た。
(a-1):β-カルボキシエチルアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製「β-CEA」)(一般式(1)におけるR1は水素原子、X1は-O-、R2はエチレン基、sは1)
(a-2):ω-カルボキシポリカプロラクトン(カプロラクトン2モル付加)モノアクリレート(東亜合成株式会社製「アロニックスM-5300」)(一般式(1)におけるR1は水素原子、X1は-O-、R2はペンチレン基、sは2)
(b-1):アクリル酸2-エチルヘキシル
(b-2):アクリル酸n-ドデシル
(b-3):メタクリル酸n-ドデシル
(b-4):炭素数12~13の直鎖分岐アルコール混合物(シェルケミカルズ製「ネオドール23」)とのアクリル酸のエステル化物。
(b-5):炭素数12~13の直鎖分岐アルコール混合物(シェルケミカルズ製「ネオドール23」)とメタクリル酸のエステル化物。
(b-6):炭素数14~15の直鎖分岐アルコール混合物(シェルケミカルズ製「ネオドール45」)とのアクリル酸のエステル化物。
(b-7):炭素数14~15の直鎖分岐アルコール混合物(シェルケミカルズ製「ネオドール45」)とメタクリル酸とのエステル化物。
(b-8):アクリル酸n-ヘキサデシルとアクリル酸n-オクタデシルの70/30重量比混合物
(b-9):アクリル酸2-デシルテトラデシル
(b-10):メタクリル酸2-デシルテトラデシル
(b-11):アクリル酸2-ドデシルヘキサデシルとアクリル酸2-テトラデシルオクタデシルの50/50重量比混合物
(b-12):メタクリル酸2-ドデシルヘキサデシルとメタクリル酸2-テトラデシルオクタデシルの50/50重量比混合物
(c-1):メタクリル酸2-ヒドロキシエチルのカプロラクトン5モル付加物(ダイセル製「プラクセルFM5」)
(c-2):アクリル酸2-ヒドロキシエチルのカプロラクトン10モル付加物(ダイセル製「プラクセルFA10L」)
(d-1):メタクリル酸メチル
(d-2):アクリル酸n-ブチル
(d-3):メタクリル酸n-ブチル
(e-1):N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート
(f-1):アクリル酸2-ヒドロキシエチル
(f-2):メタクリル酸2-ヒドロキシエチル
(i-1):アクリルアミドヘキサン酸
(i-2):メタクリルアミドドデカン酸
撹拌装置を備えたステンレス製容器に、エンジン油用添加剤パッケージ(インフィニアム製)10重量部と、鉱物油[SP値:8.3(cal/cm3)1/2、100℃の動粘度:4.2mm2/s、粘度指数:122]90重量部とを加え、摩擦調整剤(R-1)~(R-5)又は比較サンプル(R’-1)~(R’-7)を共重合体(A)又は(A’)の含有量が1重量%となるようにぞれぞれ加え、さらに得られる潤滑油組成物の150℃のHTHS粘度が2.60±0.05(mm2/s)になるように、粘度指数向上剤(ポリアルキルメタクリレート、Mw500,000、樹脂分21重量%)を加えて混合し、潤滑油組成物(V-1)~(V-5)、及び潤滑油組成物(V’-1)~(V’-7)を得た。
この際のHTHS粘度はASTM D 5481の方法により150℃で測定した。
なお、使用したエンジン油用添加剤パッケージは、金属系清浄剤(カルシウムスルフォネート系)、無灰分散剤(コハク酸イミド)、摩耗防止剤(リン酸)、酸化防止剤(ジフェニルアミン)、金属不活性剤(チアジアゾール)、及び硫黄系添加剤(硫化エステル)等を含む。
<転がり摩擦特性-MTM(摩擦係数)>
機器:PCS Instruments MTM-2
ディスク:MTM polished disc(standard)(0.01micron)
ボール:Drilled 3/4 AISI52100precision steel ball
速度 :10mm/s~3,000mm/s
温度 :40℃、60℃、80℃
スライディング/ローリング比:50%
負荷 :30N
摩擦評価の結果としてストライベック曲線が得られ、各温度における速度:10mm/s、100mm/s、1,000mm/sの摩擦係数を測定結果とした。
High-Frequency-Reciprocating-Rig(HFRR P
CSインスツルメント社製)、試験鋼球の材質はSUJ2、試験鋼球の直径は6mm、試
験円盤の材質はSUJ2を用いた。荷重3.92N(400g)、ストローク1000μ
m、周波数20Hz、試験時間60minにて試験を行い、摩擦係数を測定した。
また、カルボキシアルキル基を有する(メタ)アクリルアミド(i)(一般式(1)における-X1-が-NH-であるもの)を用いている以外はSP値及びMwがほぼ同じである比較例13~14の潤滑油組成物と比較(実施例6と比較例13との比較、実施例8と比較例14との比較)すると、滑り摩擦特性については同程度であるものの、転がり摩擦特性については本発明の実施例6及び8の方が40℃、60℃及び80℃のいずれの温度においても摩擦低減効果が高いことがわかる。
Claims (7)
- 下記一般式(1)で表される単量体(a)を構成単量体として含む(共)重合体(A)を含有してなる摩擦調整剤。
- 前記(共)重合体(A)が、さらに下記一般式(2)で表される単量体(b)を構成単量体として含む共重合体である請求項1に記載の摩擦調整剤。
- 前記(共)重合体(A)が、構成単量体として前記単量体(a)と前記単量体(b)の合計重量に基づいて単量体(a)を1~70重量%、単量体(b)を30~99重量%含有する共重合体である請求項2に記載の摩擦調整剤。
- 前記(共)重合体(A)が、さらに下記一般式(3)で表される単量体(c)を構成単量体として含む共重合体である請求項1~3いずれか1項に記載の摩擦調整剤。
- 前記(共)重合体(A)の重量平均分子量が3,000~2,000,000である請求項1~4のいずれか1項に記載の摩擦調整剤。
- さらに基油を含む請求項1~5のいずれか1項に記載の摩擦調整剤。
- 請求項1~6のいずれか1項に記載の摩擦調整剤と、粘度指数向上剤、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、極圧剤、消泡剤、抗乳化剤、腐食防止剤及び流動点効果剤からなる群から選ばれる少なくとも1種の添加剤とを含む潤滑油組成物。
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