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JP3872167B2 - 流動点降下剤 - Google Patents

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JP3872167B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動点降下剤に関する。更に詳しくは、異性化パラフィンを含有する高粘度指数鉱物油用の流動点降下剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の省燃費という社会的要請によって、潤滑油や作動油は低温粘度の低いことが強く望まれるようになってきた。これを解決する手段の一つとして異性化パラフィンを含有する高粘度指数油、またはこれと通常の溶剤精製鉱物油や合成潤滑油、MLDW油との併用が行われるようになりつつある。しかし、この手段により低温粘度が低い潤滑油や作動油を作るためには、高粘度指数油の流動点を十分下げうる優れた流動点降下剤を使用する必要がある。この要求に対し、いくつかの提案がなされている。例えば、特開昭54−70305号にはアルキル鎖の多くて75%wが12〜15の炭素原子を有しかつアルキル基の10〜90%wが少なくとも16個の炭素原子を有し、重量平均分子量が103〜106である油溶性ポリアルキル(メタ)アクリレートがこの目的の流動点降下剤として有用であることを示している。しかし、この流動点降下剤は、近年、要求されている非常に低い流動点を与えうるような流動点降下剤ではない。このような状況から、近年、非常に低い流動点を与えることができる流動点降下剤が要望されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、通常の鉱物油と組成が著しく異なり、またこれに伴い粘度指数が高い高粘度指数油に用いられた場合、優れた流動点を与える流動点降下剤剤を開発する。特に、粘度指数115〜150程度の高粘度指数油に好適な流動点降下剤を開発する。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意検討した結果、特定割合で、特定のアルキル炭素数を有する(メタ)アクリレート系ポリマーを、近年使用されつつある高粘度指数油に用いると極めて低い流動点を与えることを見いだし本発明に至った。
【0005】
すなわち、本発明は炭素数が6〜13のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)を0〜97モル%、炭素数14〜24のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a2)を3〜100モル%から構成される重合体(A)と、炭素数6〜13のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(b1)を3〜94モル%、炭素数14〜24のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(b2)を6〜97モル%から構成される重合体(B)と、炭素数6〜13のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(c1)を6〜91モル%、炭素数14〜24のアルキル基を有すアルキル(メタ)アクリレート(c2)を9〜94モル%から構成される重合体(C)との混合物からなり、(a1)、(b1)および(c1)のモル%がそれぞれ3モル%以上異なり、且つ(a2)、(b2)および(c2)のモル%がそれぞれ3モル%以上異なり、(A)、(B)および(C)が、それぞれ10〜80重量%含有されている、異性化パラフィンを含有する高粘度指数油用の流動点降下剤である。
【0006】
本発明に於て用いられるアルキル(メタ)アクリレート(a1)、アルキル(メタ)アクリレート(b1)およびアルキル(メタ)アクリレート(c1)とはアルキル基の炭素数6〜13の直鎖または/および分枝アルキル基を有する(メタ)アクリレート類である。これらの例としては、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらメタクリレートは、(メタ)アクリル酸やメチル(メタ)アクリレート等と天然または合成アルコールとの直接エステル化、またはエステル交換反応によって容易に製造することができる。天然アルコールを用いればアルキル基は直鎖のものとなり炭素数は偶数のものとなる。合成アルコールを用いると、例えばドバノール(三菱油化製)を用いるとアルキル基は直鎖と分枝の混合したものとなり、炭素数も奇数、偶数の混合したものとなる。ダイアドール(三菱化学製)を用いるとアルキル基は直鎖と分岐の混合したものとなり、炭素数は奇数のもののみとなる。これらの内、特に好ましいのはアルキル基の炭素数が8〜13のアルキル(メタ)アクリレートであり、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。アルキル(メタ)アクリレート(a2)、アルキル(メタ)アクリレート(b2)およびアルキル(メタ)アクリレート(c2)とは、アルキル基の炭素数14〜24の直鎖および/または分枝アルキル基を有する(メタ)アクリレート類である。これらの例としては、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、アイコシル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート、テトラコシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらメタクリレートは、(メタ)アクリル酸やメチル(メタ)アクリレート等と天然または合成アルコールとの直接エステル化、またはエステル交換反応によって容易に製造することができる。天然アルコールを用いればアルキル基は直鎖のものとなり炭素数は偶数のものとなる。合成アルコールを用いると、例えばドバノール(三菱油化製)を用いるとアルキル基は直鎖と分枝の混合したものとなり、炭素数も奇数、偶数の混合したものとなる。ダイアドール(三菱化学製)を用いるとアルキル基は直鎖と分岐の混合したものとなり、炭素数は奇数のもののみとなる。これらのアルキル(メタ)アクリレートの内、特に好ましいのはアルキル基の炭素数が14〜22のアルキル(メタ)アクリレートであり、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、オクタデシル(メタ)アクリレート、アイコシル(メタ)アクリレート、ドコシル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
【0007】
これら各種の(メタ)アクリレート類の内、流動点が低い潤滑油を与える上で、重合体(A)については(a1)が0〜97モル%、(a2)が3〜100モル%から構成され、重合体(B)については(b1)が3〜94モル%、(b2)が6〜97モル%から構成され、重合体(C)については(c1)が6〜91モル%、(c2)が9〜94モル%から構成されており、(a1)、(b1)および(c1)のモル%、および(a2)、(b2)および(c2)のモル%が、それぞれ3モル%以上異なり、(A)、(B)および(C)が、それぞれ10〜80重量%含有することが必要である。特に、重合体(A)については(a1)が0〜95モル%、(a2)が5〜100モル%から構成され、重合体(B)については(b1)が5〜90モル%、(b2)が10〜95モル%から構成され、重合体(C)については(c1)が10〜85モル%、(c2)が15〜90モル%から構成されており、(a1)、(b1)および(c1)のモル比、および(a2)、(b2)および(c2)のモル比が、それぞれ5モル%以上異なり、(A)、(B)および(C)が、それぞれ15〜70重量%含有することが必要である。
【0008】
本発明の粘度指数向上剤は、特定の アルキル(メタ)アクリレートからなる重合体(A)、重合体(B)および重合体(C)の混合物であるが、これらの重合体(A)、重合体(B)および重合体(C)に対し構成単位として、20重量%未満、好ましくは10重量%未満の範囲で,(a1)、(a2)、(b1)、(b2)、(c1)および(c2)以外に、重合可能な二重結合を有する他の化合物を含有することができる。これらの例としては、例えばアルキル基の炭素数6〜30の不飽和ポリカルボン酸エステル類(ジヘキシルマレエート、ジオクチルマレエート、ジ(2−エチル−ヘキシル)マレエート、ジデシルマレエート、ジドデシルマレエート、ジトリデシルマレエート、ジテトラデシルマレエート、ジペンタデシルマレエート、ジセチルマレエート、ジステアリルマレエート等やこれらのアルキル基に相当するアルキル基を有するジアルキルフマレート、ジアルキルイタコネート、ジアルキルクロトネート等や、ビニル芳香族化合物(スチレン、ビニルトルエン等)、ビニルエーテル類(メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等)、ビニルエステル類(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等)、アルファオレフィン類(デセン、ドデセン等)等が挙げられる。
【0009】
本発明の重合体(A)、(B)および(C)は、通常の方法によって容易にうることができる。例えば前記したモノマー類を鉱物油や溶剤中でラジカル重合することにより得られる。この場合、重合開始剤としてアゾ系(例えば、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル等)や過酸化物系(例えば、ベンゾイルパーオキシド、クミルパーオキシド、ラウリルパーオキシド等)を用いる。このようにして得られた重合体の重量平均分子量は、(A)、(B)および(C)は1〜50万である。
【0010】
本発明の流動点降下剤剤が添加される異性化パラフィン含有高粘度指数油とは、通常の溶剤精製などによって製造されるものとは、性能的にも組成的にも大きく異なるものである。この高粘度指数油は、オランダ国特許出願第7613854号、特開平3−223393、特開平5−214349、特開平6−116572等に記載の方法で製造されるものである。すなわち、オランダ国特許出願第7613854号、特開平5−214349、特開平6−116572等に記載の方法で製造されるものでは、n−パラフィンを触媒を用いて水素化分解しイソパラフィンに異性化した成分を含有するものである。この時の水素化分解触媒としては、貴金属触媒などが通常用いられる。また、特開平3−223393等に記載の方法で製造されるものでは、減圧蒸留留出油、脱歴油等を触媒を用いて水素化分解しイソパラフィンに異性化した成分を含有するものである。この時の水素化触媒としては、貴金属触媒が通常用いられる。尚、このようにして製造されたイソパラフィン含有異性化鉱物油を、更に溶剤精製したものも本発明の対象鉱物油に含まれる。このような異性化パラフィン含有鉱物油は、通常の溶剤精製鉱物油とは組成が大きく異なることから、粘度指数は大きく、製造法やイソパラフィン含量などにより異なるが通常115〜150程度のものとなる(通常の鉱物油は、粘度指数が90〜105程度)。
【0011】
本発明の流動点降下剤は、異性化パラフィン含有高粘度指数油単独に使用されることは当然であるが、これに通常の鉱物油や合成潤滑油、更にはMLDW油等と混合された場合も本発明に含まれる。ここで、通常の鉱物油とは、減圧蒸留油や脱れき油等をフルフラール等により芳香族成分を溶剤で除去した後、トルエン/メチルエチルケトン混合溶剤やプロパン溶剤により脱ろうしたものをいう。又、合成潤滑油とは、エステル系のもの(トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ヘキサメチレンジオール等のアルコール類と脂肪酸とのエステル類やアジピン酸と脂肪族アルコールとのエステルなど)やポリオレフィン系のもの(例えばデセンオリゴマーなどのPAO系のものなど)である。また、MLDW油とは、モービル・ルーブ・ディワキシングと呼ばれるプロセスで製造されるもので、具体的には合成ゼオライト触媒などによりワックスを分解・除去したものである。高粘度指数油と他のものが配合されて使用される場合も本発明に含まれるが、この場合、高粘度指数油の含量は100〜30容量%程度である。
【0012】
本発明の流動点降下剤は高粘度指数油と共に用いられ、優れた流動点降下作用を有するという特性を活かして、非常に低い流動点を必要とするSAE5W−30グレード等のようなマルチグレードエンジン油、SAE75W−90グレード等のようなマルチグレードギアギア油、オートマチックトランスミッション油等の駆動系潤滑油、建設機械等に使用される高粘度指数作動油や数値制御工作機械(NCマシン)作動油等の製造に最適のものとなる。
【0013】
【実施例】
以下に実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、特に断わらない限り%は重量%を表すものとする。
【0014】
合成例A1
攪拌機、温度計、コンデンサー、窒素吹き込み管を付けた1リットル四ツ口フラスコに、100ニュートラルの鉱物油を214g仕込み、窒素置換を行った後、80℃に昇温した。その後、窒素雰囲気下、この温度に保って単量体としてドデシルメタクリレート400g,テトラデシルメタクリレート75g,セチルメタクリレート20g、オクタタデシルメタクリレート5g、重合開始剤としてアゾビスジメチルバレロニトリル2.0g,連鎖移動剤としてラウリルメルカプタン3.0gの混合物を3時間にわたって滴下し、さらに3時間、同温度に保ち反応を完結させ、重量平均分子量5.2万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(a1):(a2)=82:18である。
【0015】
合成例A2
単量体としてドバノール45(三菱油化製の炭素数14および炭素数15のオキソアルコールで各アルコールの組成比は重量%でC14/C15=60/40)のメタクリレート440g、セチルメタクリレート40g、オクタデシルメタクリレート20gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.0万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。
本重合体の組成はモル%において(a1):(a2)=0:100である。
【0016】
合成例A3
単量体としてセチルメタクリレート340g、オクタデシルメタクリレート160gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.1万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(a1):(a2)=0:100である。
【0017】
合成例A4
単量体としてドデシルメタクリレート400g、セチルメタクリレート75g、オクタデシルメタクリレート25gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.3万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(a1):(a2)=83:17である。
【0018】
合成例A5
単量体としてドデシルメタクリレート425g、セチルメタクリレート10g、オクタデシルメタクリレート65gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量4.9万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(a1):(a2)=88:12である。
【0019】
合成例A6
単量体としてデシルアクリレート220g、ドデシルアクリレート100g、テトラデシルメタクリレート100g、セチルメタクリレート50g、オクタデシルメタクリレート15gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.2万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(a1):(a2)=70:30である。
【0020】
合成例A7
単量体として特開昭54−70305号の実施例a3に記載の単量体である炭素数12、炭素数13、炭素数14および炭素数15からなるオキソアルコール(各アルコールの組成比は重量%でC12/C13/C14/C15=20/30/30/20)のメタクリレート490g、炭素数9、炭素数10および炭素数11からなるオキソアルコール(各アルコールの組成比は重量%でC9/C10/C11=20/50/30)のメタクリレート5.0g、セチルメタクリレート1.5g、オクタデシルメタクリレート3.5gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.0万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(a1):(a2)=50:50である。
【0021】
合成例B1
単量体としてドデシルメタクリレート350g、セチルメタクリレート70g、オクタデシルメタクリレート80gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量4.0万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(b1):(b2)=75:25である。
【0022】
合成例B2
単量体としてドバノール23(三菱油化製の炭素数12および炭素数13を有するオキソアルコールで各アルコールの組成比は重量%でC12/C13=40/60)のメタクリレート250g、ドバノール45(合成例A2に同じ)のメタクリレート250gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量6.0万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(b1):(b2)=52:48である。
【0023】
合成例B3
単量体としてドバノール23(合成例B2に同じ)のメタクリレート200g、ドバノール45(合成例A2に同じ)のメタクリレート200g、セチルメタクリレート60g、オクタデシルメタクリレート40gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.6万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(b1):(b2)=44:56である。
【0024】
合成例B4
単量体としてドデシルメタクリレート450g、セチルメタクリレート35g、オクタデシルメタクリレート15gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.2万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(b1):(b2)=92:8である。
【0025】
合成例B5
単量体として2−エチル−ヘキシルアクリレート235g、セチルメタクリレート195g、オクタデシルメタクリレート70gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.7万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(b1):(b2)=60:40である。
【0026】
合成例B6
単量体として特開昭54−70305号の実施例b1に記載の単量体である炭素数12、炭素数13、炭素数14および炭素数15からなるオキソアルコール(各アルコールの組成比は重量%でC12/C13/C14/C15=20/30/30/20)のメタクリレート50g、炭素数9、炭素数10および炭素数11からなるオキソアルコール(各アルコールの組成比は重量%でC9/C10/C11=20/50/30)のメタクリレート223g、セチルメタクリレート68g、オクタデシルメタクリレート159gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.5万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(b1):(b2)=49:51である。
【0027】
合成例C1
単量体としてドデシルメタクリレート85g、セチルメタクリレート330g、オクタデシルメタクリレート85gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.1万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(c1):(c2)=20:80である。
【0028】
合成例C2
単量体としてドバノール23(合成例B2に同じ)のメタクリレート130g、セチルメタクリレート310g、オクタデシルメタクリレート60gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.7万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(c1):(c2)=30:70である。
【0029】
合成例C3
単量体としてドデシルメタクリレート275g、ドバノール45(合成例A2に同じ)のメタクリレート155g、ドコシルタメクリレート70g、を使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.2万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(c1):(c2)=60:40である。
【0030】
合成例C4
単量体としてドバノール23(合成例B2に同じ)のメタクリレート45g、ドバノール45(合成例A2に同じ)のメタクリレート95g、セチルメタクリレート250g、オクタデシルメタクリレート110gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.5万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(c1):(c2)=10:90である。
【0031】
合成例C5
単量体としてドデシルアクリレート95g、ドバノール45(合成例A2に同じ)280g、セチルメタクリレート90g、オクタデシルメタクリレート35gを使用する以外、合成例A1と同様な方法で重合を行い、重量平均分子量5.4万、ポリマー濃度59%の重合体溶液を得た。本重合体の組成はモル%において(c1):(c2)=20:80である。
【0032】
実施例1〜6および比較例7〜9
温度80℃で、重合体溶液Aの合成例A1〜A7、重合体溶液Bの合成例B1〜B6および重合体溶液C1〜C4を表1に示す割合(重量%)で配合し、表1に示す実施例1〜6および比較例7〜9の本発明の流動点降下剤を得た。
【0033】
【表1】
Figure 0003872167
【0034】
使用例1〜6および比較使用例7〜9
高粘度指数基油A(粘度指数125の100ニュートラル油)、および、高粘度基油B(粘度指数140の350ニュートラル油)に実施例1〜6、並びに比較例7〜9の流動点降下剤を各々0.3および0.5重量%加え均一に混合し、JISK−2269に従い流動点を測定した。表2から明らかなように本発明の流動点降下剤は、いずれの高粘度指数基油に対しても、非常に低い流動点を与える。
【0035】
【表2】
Figure 0003872167
【0036】
【発明の効果】
以上の実施例、比較例から明らかなように、本発明の流動点降下剤は高粘度指数油に対し非常に低い流動点を与えることが判る。

Claims (2)

  1. 炭素数が6〜13のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a1)を0〜97モル%、炭素数14〜24のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(a2)を3〜100モル%から構成される重合体(A)と、炭素数6〜13のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(b1)を3〜94モル%、炭素数14〜24のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(b2)を6〜97モル%から構成される重合体(B)と、炭素数6〜13のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレート(c1)を6〜91モル%、炭素数14〜24のアルキル基を有すアルキル(メタ)アクリレート(c2)を9〜94モル%から構成される重合体(C)との混合物からなり、(a1)、(b1)および(c1)のモル%がそれぞれ3モル%以上異なり、且つ(a2)、(b2)および(c2)のモル%がそれぞれ3モル%以上異なり、(A)、(B)および(C)が、それぞれ10〜80重量%含有されている、異性化パラフィンを含有する高粘度指数油用の流動点降下剤。
  2. エンジン油用、駆動系潤滑油用または作動油用である請求項1記載の降下剤。
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