JP7522030B2 - Lubricating oil additive composition and lubricating oil composition - Google Patents
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Description
本発明は、潤滑油用添加剤組成物及び当該潤滑油用添加剤組成物を含有する潤滑油組成物に関する。 The present invention relates to a lubricating oil additive composition and a lubricating oil composition containing the lubricating oil additive composition.
潤滑油には、潤滑油として必要な性質及び性能を付与したり、補足増強したりする目的で、各種潤滑油用添加剤が配合される。
代表的な潤滑油用添加剤の一つとして、潤滑油に耐摩耗性及び極圧性を付与する耐荷重添加剤が挙げられる。耐荷重添加剤としては、例えば、リン酸エステル類、亜リン酸エステル類、及びホスホン酸エステル類等のリン系化合物、チオリン酸エステル類等の硫黄-リン系化合物が汎用されている。
Lubricating oils are blended with various lubricating oil additives for the purpose of imparting or supplementing the properties and performance required for the lubricating oil.
One representative example of a lubricating oil additive is a load-bearing additive that imparts wear resistance and extreme pressure properties to the lubricating oil. Examples of the load-bearing additive that are commonly used include phosphorus-based compounds such as phosphates, phosphites, and phosphonates, and sulfur-phosphorus-based compounds such as thiophosphates.
しかしながら、リンや硫黄は、腐食性の高い元素である。そこで、近年では、リン系化合物や硫黄-リン系化合物に代わる耐荷重添加剤として、ポリマー系化合物に関する検討が各種進められつつある(特許文献1及び2を参照)。 However, phosphorus and sulfur are highly corrosive elements. Therefore, in recent years, various studies have been conducted on polymer-based compounds as load-bearing additives to replace phosphorus-based compounds and sulfur-phosphorus-based compounds (see Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、耐荷重添加剤としての検討が進められているポリマー系化合物は、耐摩耗性及び極圧性の両立が未だ不十分である。 However, the polymer compounds currently being investigated as load-bearing additives do not yet provide sufficient balance between wear resistance and extreme pressure properties.
そこで、本発明は、耐荷重添加剤として好適であり、耐摩耗性及び極圧性の双方に優れる潤滑油用添加剤組成物、並びに当該潤滑油用添加剤組成物を含有する潤滑油組成物を提供することを課題とする。 The present invention aims to provide a lubricating oil additive composition that is suitable as a load-bearing additive and has excellent wear resistance and extreme pressure properties, as well as a lubricating oil composition that contains the lubricating oil additive composition.
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を行った。その結果、特定の構成単位及び特定の側鎖を有するホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体が、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明の完成に至った。 The present inventors conducted extensive research to solve the above problems. As a result, they discovered that a boronized poly(meth)acrylate copolymer having specific structural units and specific side chains can solve the above problems, leading to the completion of the present invention.
すなわち、本発明は、下記[1]~[4]に関する。
[1] 下記一般式(a-1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位(a)と、下記一般式(b-1)で表される水酸基含有(メタ)アクリレート(B)に由来する構成単位(b)と、前記水酸基含有(メタ)アクリレート(B)のホウ酸エステル化物(C)に由来する構成単位(c)とを含み、前記構成単位(c)はホウ素原子に1以上の水酸基が結合した側鎖を有する、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を含有する、潤滑油用添加剤組成物。
[上記一般式(a-1)中、Ra1は、水素原子又はメチル基である。Ra2は、炭素数8~20のアルキル基を示す。]
[上記一般式(b-1)中、Rb1は、水素原子又はメチル基である。Rb2は、炭素数2~4のアルキレン基を示す。m1は、1~10の整数を示す。m1が2以上の整数の場合の複数のRb2は、同一であっても異なっていてもよい。]
[2] 上記[1]に記載の潤滑油用添加剤組成物を、耐荷重添加剤として使用する、使用方法。
[3] 上記[1]に記載の潤滑油用添加剤組成物と、潤滑油基油と、を含有する、潤滑油組成物。
[4] 下記一般式(a-1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート(A)と、下記一般式(b-1)で表される水酸基含有(メタ)アクリレート(B)とを、無機ホウ酸系化合物(y)の存在下で重合させて、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を製造する工程(S)を含む、潤滑油用添加剤組成物の製造方法。
[上記一般式(a-1)中、Ra1は、水素原子又はメチル基である。Ra2は、炭素数8~20のアルキル基を示す。]
[上記一般式(b-1)中、Rb1は、水素原子又はメチル基である。Rb2は、炭素数2~4のアルキレン基を示す。m1は、1~10の整数を示す。m1が2以上の整数の場合の複数のRb2は、同一であっても異なっていてもよい。]
That is, the present invention relates to the following [1] to [4].
[1] A lubricating oil additive composition comprising a boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) including a structural unit (a) derived from an alkyl (meth)acrylate (A) represented by the following general formula (a-1), a structural unit (b) derived from a hydroxyl-containing (meth)acrylate (B) represented by the following general formula (b-1), and a structural unit (c) derived from a borate ester (C) of the hydroxyl-containing (meth)acrylate (B), wherein the structural unit (c) has a side chain in which one or more hydroxyl groups are bonded to a boron atom:
[In the above general formula (a-1), R a1 is a hydrogen atom or a methyl group. R a2 is an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms.]
[In the above general formula (b-1), R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. R b2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. m1 is an integer of 1 to 10. When m1 is an integer of 2 or more, multiple R b2 may be the same or different.]
[2] A method of using the lubricating oil additive composition according to the above [1] as a load-bearing additive.
[3] A lubricating oil composition comprising the lubricating oil additive composition according to [1] above and a lubricating oil base oil.
[4] A method for producing a lubricating oil additive composition, comprising: a step (S) of polymerizing an alkyl (meth)acrylate (A) represented by the following general formula (a-1) and a hydroxyl-containing (meth)acrylate (B) represented by the following general formula (b-1) in the presence of an inorganic boric acid compound (y) to produce a boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
[In the above general formula (a-1), R a1 is a hydrogen atom or a methyl group. R a2 is an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms.]
[In the above general formula (b-1), R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. R b2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. m1 is an integer of 1 to 10. When m1 is an integer of 2 or more, multiple R b2 may be the same or different.]
本発明によれば、耐荷重添加剤として好適であり、耐摩耗性及び極圧性の双方に優れる潤滑油用添加剤組成物、並びに当該潤滑油用添加剤組成物を含有する潤滑油組成物を提供することが可能となる。 The present invention makes it possible to provide a lubricating oil additive composition that is suitable as a load-bearing additive and has excellent wear resistance and extreme pressure properties, as well as a lubricating oil composition that contains the lubricating oil additive composition.
本明細書に記載された数値範囲の上限値および下限値は任意に組み合わせることができる。例えば、数値範囲として「A~B」及び「C~D」が記載されている場合、「A~D」及び「C~B」の数値範囲も、本発明の範囲に含まれる。
また、本明細書に記載された数値範囲「下限値~上限値」は、特に断りのない限り、下限値以上、上限値以下であることを意味する。
また、本明細書において、実施例の数値は、上限値又は下限値として用いられ得る数値である。
なお、本明細書において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート又はメタクリレートを意味し、他の類似の用語についても同様の意味である。
The upper and lower limit values of the numerical ranges described in this specification can be combined in any manner. For example, when numerical ranges "A to B" and "C to D" are described, the numerical ranges "A to D" and "C to B" are also included in the scope of the present invention.
In addition, unless otherwise specified, a numerical range of "lower limit value to upper limit value" described in this specification means not less than the lower limit value and not more than the upper limit value.
In this specification, the numerical values in the examples are numerical values that can be used as upper or lower limits.
In this specification, "(meth)acrylate" means acrylate or methacrylate, and other similar terms have the same meaning.
[潤滑油用添加剤組成物の態様]
本実施形態の潤滑油用添加剤組成物は、下記一般式(a-1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位(a)と、下記一般式(b-1)で表される水酸基含有(メタ)アクリレート(B)に由来する構成単位(b)と、前記水酸基含有(メタ)アクリレート(B)のホウ酸エステル化物(C)に由来する構成単位(c)とを含み、前記構成単位(c)はホウ素原子に1以上の水酸基が結合した側鎖を有する、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を含有する。
[上記一般式(a-1)中、Ra1は、水素原子又はメチル基である。Ra2は、炭素数8~20のアルキル基を示す。]
[上記一般式(b-1)中、Rb1は、水素原子又はメチル基である。Rb2は、炭素数2~4のアルキレン基を示す。m1は、1~10の整数を示す。m1が2以上の整数の場合の複数のRb2は、同一であっても異なっていてもよい。]
[Embodiments of lubricating oil additive composition]
The lubricating oil additive composition of the present embodiment comprises a constituent unit (a) derived from an alkyl (meth)acrylate (A) represented by the following general formula (a-1), a constituent unit (b) derived from a hydroxyl-containing (meth)acrylate (B) represented by the following general formula (b-1), and a constituent unit (c) derived from a borate ester (C) of the hydroxyl-containing (meth)acrylate (B), wherein the constituent unit (c) contains a boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) having a side chain in which one or more hydroxyl groups are bonded to a boron atom.
[In the above general formula (a-1), R a1 is a hydrogen atom or a methyl group. R a2 is an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms.]
[In the above general formula (b-1), R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. R b2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. m1 is an integer of 1 to 10. When m1 is an integer of 2 or more, multiple R b2 may be the same or different.]
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意検討を行った。その結果、上記一般式(a-1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位(a)と、上記一般式(b-1)で表される水酸基含有(メタ)アクリレート(B)に由来する構成単位(b)と、上記水酸基含有(メタ)アクリレート(B)のホウ酸エステル化物(C)に由来する構成単位(c)を含むホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)が、耐摩耗性及び極圧性の双方に優れることを見出し、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を潤滑油用添加剤として(特に耐荷重添加剤として)好適に用いることができることを見出すに至った。
ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)が、耐摩耗性及び極圧性に優れる理由は、上記構成単位(a)を含むことによって油溶性が確保されること、上記構成単位(b)を含むことによって多点吸着型のポリマーとなっていること、上記構成単位(c)を含むことによってホウ素を含むとともにホウ素原子に1以上の水酸基が結合した側鎖を有することによるものと推察される。
なお、本発明者らの検討によると、上記構成単位(a)及び(b)からなる、ホウ素化されていないポリ(メタ)アクリレート系共重合体は、耐摩耗性及び極圧性の両立が困難であることが確認されている。また、ホウ素化されたポリ(メタ)アクリレート系共重合体であっても、ホウ素原子に1以上の水酸基が結合した側鎖を有していない場合には、耐摩耗性及び極圧性の両立が困難であることが確認されている。
The present inventors have conducted intensive research to solve the above problems. As a result, it has been found that a boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) containing a structural unit (a) derived from an alkyl (meth)acrylate (A) represented by the above general formula (a-1), a structural unit (b) derived from a hydroxyl-containing (meth)acrylate (B) represented by the above general formula (b-1), and a structural unit (c) derived from a borate ester (C) of the hydroxyl-containing (meth)acrylate (B) is excellent in both wear resistance and extreme pressure properties, and that the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) can be suitably used as an additive for lubricating oils (particularly as a load-bearing additive).
The reason why the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) has excellent abrasion resistance and extreme pressure properties is presumably because the inclusion of the structural unit (a) ensures oil solubility, the inclusion of the structural unit (b) makes it a multi-point adsorption type polymer, and the inclusion of the structural unit (c) provides a side chain in which boron is contained and one or more hydroxyl groups are bonded to the boron atom.
According to the study by the present inventors, it has been confirmed that it is difficult for the non-boronized poly(meth)acrylate copolymer consisting of the above-mentioned structural units (a) and (b) to achieve both wear resistance and extreme pressure properties.In addition, it has been confirmed that even for boronized poly(meth)acrylate copolymers, if they do not have a side chain in which one or more hydroxyl groups are bonded to a boron atom, it is difficult to achieve both wear resistance and extreme pressure properties.
なお、以降の説明では、アルキル(メタ)アクリレート(A)、水酸基含有(メタ)アクリレート(B)、水酸基含有(メタ)アクリレート(B)のホウ酸エステル化物(C)を、それぞれ「モノマー(A)」、「モノマー(B)」、及び「モノマー(C)」ともいう。 In the following description, the alkyl (meth)acrylate (A), the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B), and the borate ester (C) of the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) are also referred to as "monomer (A)," "monomer (B)," and "monomer (C)," respectively.
本実施形態において、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)は、モノマー(A)由来の構成単位(a)、モノマー(B)由来の構成単位(b)、及びモノマー(C)由来の構成単位(c)のみから構成されていてもよいが、本発明の効果を損なわない範囲で、構成単位(a)、(b)、及び(c)以外の他の構成単位を含んでいてもよい。
本実施形態において、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)における、構成単位(a)、(b)、及び(c)の合計含有量は、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の全構成単位基準で、好ましくは70モル%~100モル%、より好ましくは80モル%~100モル%、更に好ましくは90モル%~100モル%である。
In the present embodiment, the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) may be composed only of the constituent unit (a) derived from the monomer (A), the constituent unit (b) derived from the monomer (B), and the constituent unit (c) derived from the monomer (C). However, it may also contain other constituent units than the constituent units (a), (b), and (c) as long as the effects of the present invention are not impaired.
In this embodiment, the total content of the structural units (a), (b), and (c) in the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) is preferably 70 mol % to 100 mol %, more preferably 80 mol % to 100 mol %, and even more preferably 90 mol % to 100 mol %, based on all the structural units of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
以下、アルキル(メタ)アクリレート(A)、水酸基含有(メタ)アクリレート(B)、及び水酸基含有(メタ)アクリレート(B)のホウ酸エステル化物(C)について説明する。 The following describes the alkyl (meth)acrylate (A), the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B), and the borate ester (C) of the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B).
<アルキル(メタ)アクリレート(A)>
本実施形態において使用されるアルキル(メタ)アクリレート(A)は、下記一般式(a-1)で表される。
The alkyl (meth)acrylate (A) used in this embodiment is represented by the following general formula (a-1).
アルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位(a)は、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)において、主に油溶性を発揮させる機能を担う。
なお、アルキル(メタ)アクリレート(A)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。したがって、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)は、アルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位(a)を1種単独で含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
The structural unit (a) derived from the alkyl (meth)acrylate (A) mainly functions to impart oil solubility to the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
The alkyl (meth)acrylate (A) may be used alone or in combination of two or more kinds. Therefore, the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) may contain one kind of the structural unit (a) derived from the alkyl (meth)acrylate (A) alone or two or more kinds.
上記一般式(a-1)中、Ra1は、水素原子又はメチル基である。すなわち、アルキル(メタ)アクリレート(A)は、重合性官能基として、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有する。
Ra1が水素原子及びメチル基以外の置換基であるモノマーは入手が困難であり、かつ当該モノマーは反応性が低いため、それらを重合することも困難である。
ここで、本実施形態では、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の分子量を調整しやすくする観点から、Ra1は、水素原子であることが好ましい。すなわち、アルキル(メタ)アクリレート(A)は、重合性官能基として、アクリロイル基を有することが好ましい。
In the above general formula (a-1), R a1 is a hydrogen atom or a methyl group, that is, the alkyl (meth)acrylate (A) has an acryloyl group or a methacryloyl group as a polymerizable functional group.
Monomers in which R a1 is a substituent other than a hydrogen atom or a methyl group are difficult to obtain, and since such monomers have low reactivity, it is also difficult to polymerize them.
In this embodiment, from the viewpoint of easily adjusting the molecular weight of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X), R a1 is preferably a hydrogen atom. That is, the alkyl(meth)acrylate (A) preferably has an acryloyl group as a polymerizable functional group.
上記一般式(a-1)中、Ra2は、炭素数8~20のアルキル基を示す。
当該アルキル基の炭素数が8未満である場合、当該アルキル基の炭素数が20超である場合、いずれもホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の油溶性を確保し難くなる。
In the above general formula (a-1), R a2 represents an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms.
When the alkyl group has less than 8 carbon atoms, or when the alkyl group has more than 20 carbon atoms, it becomes difficult to ensure the oil-solubility of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
Ra2として選択し得る、炭素数8~20のアルキル基としては、例えば、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、及びイコシル基が挙げられる。これらは、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。 Examples of the alkyl group having 8 to 20 carbon atoms that can be selected as R a2 include an octyl group, a nonyl group, a decyl group, a undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, and an icosyl group. These may be linear or branched.
ここで、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の油溶性をより確保しやすくする観点から、当該アルキル基の炭素数は、好ましくは10~18、より好ましくは10~16、更に好ましくは10~14である。 Here, from the viewpoint of making it easier to ensure the oil solubility of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X), the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 10 to 18, more preferably 10 to 16, and even more preferably 10 to 14.
<水酸基含有(メタ)アクリレート(B)>
本実施形態において使用される水酸基含有(メタ)アクリレート(B)は、下記一般式(b-1)で表される。
The hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) used in this embodiment is represented by the following general formula (b-1).
水酸基含有(メタ)アクリレート(B)に由来する構成単位(b)は、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を多点吸着型のポリマーにする機能を担っており、耐摩耗性及び極圧性の向上に資すると推察される。
なお、水酸基含有(メタ)アクリレート(B)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。したがって、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)は、水酸基含有(メタ)アクリレート(B)に由来する構成単位(b)を1種単独で含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
The structural unit (b) derived from the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) has the function of making the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) a multi-point adsorption type polymer, and is presumed to contribute to improving the wear resistance and extreme pressure properties.
The hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) may be used alone or in combination of two or more kinds. Therefore, the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) may contain one kind of the structural unit (b) derived from the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) alone or two or more kinds.
上記一般式(b-1)中、Rb1は、水素原子又はメチル基である。すなわち、水酸基含有(メタ)アクリレート(B)は、重合性官能基として、アクリロイル基又はメタクリロイル基を有する。
Rb1が水素原子及びメチル基以外の置換基であるモノマーは入手が困難であり、かつ当該モノマーは反応性が低いため、それらを重合することも困難である。
ここで、本実施形態では、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の分子量を調整しやすくする観点から、Rb1は、水素原子であることが好ましい。すなわち、水酸基含有(メタ)アクリレート(B)は、重合性官能基として、アクリロイル基を有することが好ましい。
In the above general formula (b-1), R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. That is, the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) has an acryloyl group or a methacryloyl group as a polymerizable functional group.
Monomers in which R b1 is a substituent other than a hydrogen atom or a methyl group are difficult to obtain, and since such monomers have low reactivity, it is also difficult to polymerize them.
In this embodiment, from the viewpoint of facilitating adjustment of the molecular weight of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X), R b1 is preferably a hydrogen atom. That is, the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) preferably has an acryloyl group as a polymerizable functional group.
上記一般式(b-1)中、Rb2は、炭素数2~4のアルキレン基を示す。
当該アルキレン基の炭素数が1である場合、極性が高くなり油溶性が低下する。
また、当該アルキレン基の炭素数が5以上である場合、油溶性が向上し過ぎて金属への吸着性が低下する。
ここで、適切な油溶性と金属への適切な吸着性を確保しやすくする観点から、当該アルキレン基の炭素数は、好ましくは2~3、より好ましくは2である。
In the above general formula (b-1), R b2 represents an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
When the alkylene group has one carbon atom, the polarity becomes high and the oil solubility decreases.
Furthermore, if the alkylene group has 5 or more carbon atoms, the oil solubility increases too much, resulting in a decrease in adsorbability to metals.
Here, from the viewpoint of easily ensuring appropriate oil solubility and appropriate adsorbability to metals, the alkylene group preferably has 2 to 3 carbon atoms, and more preferably 2 carbon atoms.
m1は、1~10の整数を示す。m1が2以上の整数の場合の複数のRb2は、同一であっても異なっていてもよい。また、-(ORb2)m1で表される部分同士の結合態様は、ランダム結合でもブロック結合であってもよいが、重合のしやすさの観点からは、ランダム結合であることが好ましい。
m1が0である場合、水酸基含有(メタ)アクリレート(B)がカルボン酸となるため油溶性が低下する。
また、m1が11以上の整数である場合、-(ORb2)-部分の影響で極性が高くなり、油溶性が低下する。
ここで、適切な油溶性を確保しやすくする観点から、m1は、好ましくは1~6、より好ましくは1~4、更に好ましくは1~2、より更に好ましくは1である。
m1 represents an integer of 1 to 10. When m1 is an integer of 2 or more, multiple R b2 may be the same or different. In addition, the bonding mode between the moieties represented by -(OR b2 ) m1 may be a random bond or a block bond, but from the viewpoint of ease of polymerization, a random bond is preferable.
When m1 is 0, the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) becomes a carboxylic acid, and therefore the oil solubility decreases.
Furthermore, when m1 is an integer of 11 or more, the polarity increases due to the influence of the -(OR b2 )- moiety, and the oil solubility decreases.
Here, from the viewpoint of easily ensuring appropriate oil solubility, m1 is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, even more preferably 1 to 2, and still more preferably 1.
<水酸基含有(メタ)アクリレート(B)のホウ酸エステル化物(C)>
本実施形態において使用される水酸基含有(メタ)アクリレート(B)のホウ酸エステル化物(C)は、例えば、水酸基含有(メタ)アクリレート(B)と無機ホウ酸系化合物(y)とを反応させて合成することができる。なお、水酸基含有(メタ)アクリレート(B)のホウ酸エステル化物(C)に由来する構成単位(c)は、上記構成単位(a)及び(b)を含むポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)と無機ホウ酸系化合物(y)とを反応させて、上記構成単位(b)の一部をホウ素化することで生成することもできる。
<Borate Ester (C) of Hydroxyl-Containing (Meth)Acrylate (B)>
The borate ester (C) of the hydroxyl-containing (meth)acrylate (B) used in this embodiment can be synthesized, for example, by reacting the hydroxyl-containing (meth)acrylate (B) with an inorganic boric acid compound (y). The structural unit (c) derived from the borate ester (C) of the hydroxyl-containing (meth)acrylate (B) can also be produced by reacting the poly(meth)acrylate copolymer (x) containing the structural units (a) and (b) with an inorganic boric acid compound (y) to boronize a part of the structural unit (b).
無機ホウ酸系化合物(y)としては、例えば、下記一般式(y-1)で表される化合物が挙げられる。
(Ry1O)n-B-(OH)3-n (y-1)
[上記一般式(y-1)中、Ry1は炭素数1又は2のアルキル基である。nは0又は1である。]
無機ホウ酸系化合物(y)の具体例としては、例えば、オルトホウ酸、ホウ酸モノメチル、ホウ酸モノエチル等が挙げられる。これらの中でも、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、オルトホウ酸が好ましい。
なお、n=2である場合、水酸基含有(メタ)アクリレート(B)のホウ酸エステル化物(C)中に、ホウ素原子に1以上の水酸基が結合した側鎖が形成されなくなる。換言すれば、構成単位(c)中に、ホウ素原子に1以上の水酸基が結合した側鎖が形成されなくなる。そのため、耐摩耗性及び極圧性に優れる潤滑油用添加剤組成物とすることができなくなる。
Examples of the inorganic boric acid compound (y) include compounds represented by the following general formula (y-1).
(R y1 O) n -B-(OH) 3-n (y-1)
[In the above general formula (y-1), R y1 is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms. n is 0 or 1.]
Specific examples of the inorganic boric acid compound (y) include orthoboric acid, monomethyl borate, monoethyl borate, etc. Among these, orthoboric acid is preferred from the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention.
In addition, when n=2, the boron atom is not bonded to one or more hydroxyl groups in the boric acid ester (C) of the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B). In other words, the boron atom is not bonded to one or more hydroxyl groups in the structural unit (c). Therefore, it is not possible to obtain a lubricating oil additive composition having excellent wear resistance and extreme pressure properties.
<要件(α)>
本実施形態のホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点及び基油への溶解性の観点から、要件(α)を満たすことが好ましい。すなわち、上記構成単位(a)と上記構成単位(b)との含有比率[(a)/(b)]が、モル比で、20/80~80/20であることが好ましい。
また、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の基油への溶解性を更に良好なものとする観点から、[(a)/(b)]は、より好ましくは40/60以上、更に好ましくは50/50以上である。
さらに、本発明の効果を更に発揮させやすくする観点から、[(a)/(b)]は、より好ましくいは75/25以下、更に好ましくは70/30以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、より好ましくは40/60~75/25、更に好ましくは50/50~70/30である。
<Requirement (α)>
From the viewpoint of making it easier to exert the effects of the present invention and from the viewpoint of solubility in base oil, the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) of this embodiment preferably satisfies the requirement (α), i.e., the content ratio of the structural unit (a) to the structural unit (b) [(a)/(b)] is preferably 20/80 to 80/20 in molar ratio.
In order to improve the solubility of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) in the base oil, the ratio (a)/(b) is more preferably 40/60 or more, and even more preferably 50/50 or more.
Furthermore, from the viewpoint of making it easier to exert the effects of the present invention, [(a)/(b)] is more preferably 75/25 or less, and even more preferably 70/30 or less.
The upper and lower limits of these numerical ranges can be combined in any combination. Specifically, the ratio is more preferably 40/60 to 75/25, and even more preferably 50/50 to 70/30.
<要件(β)>
本実施形態のホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点及び基油への溶解性の観点から、要件(β)を満たすことが好ましい。すなわち、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)のホウ素含有量が、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の全量基準で、0.10質量%~1.70質量%であることが好ましい
また、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の基油への溶解性を更に良好なものとする観点から、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)中のホウ素量は、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の全量基準で、より好ましくは1.60質量%以下、更に好ましくは1.40質量%以下、より更に好ましくは1.20質量%以下である。
さらに、本発明の効果を更に発揮させやすくする観点から、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)のホウ素含有量は、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の全量基準で、より好ましくは0.20質量%以上、更に好ましくは0.60質量%以上、より更に好ましくは0.80質量%以上である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、より好ましくは0.20質量%~1.60質量%、更に好ましくは0.60質量%~1.40質量%、より更に好ましくは0.80質量%~1.20質量%である。
ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)のホウ素含有量は、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を有機溶剤(例えば、潤滑油基油)に所定量溶解した後、当該有機溶剤中のホウ素量をJIS-5S-38-03に準拠して測定した結果と、有機溶剤へのホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の溶解量とに基づいて算出することができる。
<Requirements (β)>
From the viewpoint of making it easier to exert the effects of the present invention and from the viewpoint of solubility in base oil, the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) of this embodiment preferably satisfies the requirement (β). That is, the boron content of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) is preferably 0.10% by mass to 1.70% by mass based on the total amount of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X). In addition, from the viewpoint of further improving the solubility of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) in base oil, the boron content in the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) is more preferably 1.60% by mass or less, even more preferably 1.40% by mass or less, and even more preferably 1.20% by mass or less based on the total amount of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X).
Furthermore, from the viewpoint of making it easier to exert the effects of the present invention, the boron content of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) is more preferably 0.20 mass % or more, further preferably 0.60 mass % or more, and even more preferably 0.80 mass % or more, based on the total amount of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
The upper and lower limits of these numerical ranges can be arbitrarily combined. Specifically, the range is more preferably 0.20% by mass to 1.60% by mass, even more preferably 0.60% by mass to 1.40% by mass, and even more preferably 0.80% by mass to 1.20% by mass.
The boron content of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) can be calculated based on the result of dissolving a predetermined amount of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) in an organic solvent (e.g., a lubricating oil base oil), measuring the amount of boron in the organic solvent in accordance with JIS-5S-38-03, and the amount of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) dissolved in the organic solvent.
<他のモノマー>
ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)は、上記構成単位(a)、(b)、及び(c)以外に、本発明の効果を阻害することのない範囲で、他のモノマー由来の構成単位を含有していてもよい。当該他のモノマーとしては、モノマー(A)、(B)、及び(C)以外の官能基含有モノマーが挙げられる。当該他の官能基含有モノマーとしては、例えば、モノマー(A)、(B)、及び(C)以外の官能基含有(メタ)アクリレートが挙げられる。
但し、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)は、上記構成単位(a)、(b)、及び(c)の合計含有量が、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の全構成単位基準で、好ましくは50質量%超~100質量%、より好ましくは60質量%~100質量%、更に好ましくは70質量%~100質量%、より更に好ましくは80質量%~100質量%、更になお好ましくは90質量%~100質量%である。
また、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)は、モノマー(A)、(B)、及び(C)以外の官能基含有モノマーに由来する構成単位の含有量が、全構成単位基準で、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%未満、更に好ましくは30質量%未満、より更に好ましくは20質量%未満、更になお好ましくは10質量%未満である。
<Other Monomers>
The boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) may contain, in addition to the above-mentioned structural units (a), (b), and (c), structural units derived from other monomers, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the other monomers include functional group-containing monomers other than the monomers (A), (B), and (C). Examples of the other functional group-containing monomers include functional group-containing (meth)acrylates other than the monomers (A), (B), and (C).
However, from the viewpoint of making it easier to exert the effects of the present invention, the poly(meth)acrylate copolymer (X) preferably has a total content of the structural units (a), (b), and (c) of more than 50% by mass to 100% by mass, more preferably 60% by mass to 100% by mass, even more preferably 70% by mass to 100% by mass, still more preferably 80% by mass to 100% by mass, and even more preferably 90% by mass to 100% by mass, based on all structural units of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
[0043] In order to more easily exert the effects of the present invention, the content of constituent units derived from functional group-containing monomers other than the monomers (A), (B) and (C) in the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) is preferably 50% by mass or less, more preferably less than 40% by mass, even more preferably less than 30% by mass, still more preferably less than 20% by mass, and even more preferably less than 10% by mass, based on the total amount of constituent units.
<ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の物性等>
(質量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn))
本実施形態のホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の質量平均分子量(Mw)は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点及び基油への溶解性の観点から、好ましくは5,000~100,000、より好ましくは5,000~50,000、更に好ましくは5,000~30,000である。
また、本実施形態のホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の分子量分布(Mw/Mn)は、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、好ましくは3.0以下、より好ましくは2.7以下、更に好ましくは2.4以下である。なお、本実施形態のポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の分子量分布(Mw/Mn)は、1.01以上であってもよく、1.3以上であってもよく、1.4以上であってもよい。
質量平均分子量(Mw)及び分子量分布(Mw/Mn)は、後述する実施例に記載の方法にて測定又は算出される値である。
<Physical Properties of Boronated Poly(meth)acrylate Copolymer (X)>
(Mass average molecular weight (Mw), molecular weight distribution (Mw/Mn))
The mass average molecular weight (Mw) of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) of the present embodiment is preferably 5,000 to 100,000, more preferably 5,000 to 50,000, and even more preferably 5,000 to 30,000, from the viewpoint of making it easier to exhibit the effects of the present invention and from the viewpoint of solubility in the base oil.
From the viewpoint of making it easier to exert the effects of the present invention, the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) of this embodiment is preferably 3.0 or less, more preferably 2.7 or less, and even more preferably 2.4 or less. The molecular weight distribution (Mw/Mn) of the poly(meth)acrylate copolymer (X) of this embodiment may be 1.01 or more, 1.3 or more, or 1.4 or more.
The mass average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw/Mn) are values measured or calculated by the method described in the examples described below.
(重合態様)
本実施形態のホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の重合態様は特に限定されず、ブロック共重合、ランダム共重合、ブロック/ランダム共重合のいずれであってもよい。これらの中でも、重合反応の容易さの観点から、ランダム共重合であることが好ましい。
(Polymerization mode)
The polymerization mode of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) of the present embodiment is not particularly limited, and may be any of block copolymerization, random copolymerization, and block/random copolymerization. Among these, random copolymerization is preferred from the viewpoint of ease of polymerization reaction.
[潤滑油用添加剤組成物の製造方法]
本実施形態の潤滑油用添加剤組成物の製造方法は、特に制限されないが、例えば、下記一般式(a-1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート(A)と、下記一般式(b-1)で表される水酸基含有(メタ)アクリレート(B)とを、無機ホウ酸系化合物(y)の存在下で重合させて、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を製造する工程(S)を含む製造方法とすることが好ましい。
[上記一般式(a-1)中、Ra1は、水素原子又はメチル基である。Ra2は、炭素数8~20のアルキル基を示す。]
[上記一般式(b-1)中、Rb1は、水素原子又はメチル基である。Rb2は、炭素数2~4のアルキレン基を示す。m1は、1~10の整数を示す。m1が2以上の整数の場合の複数のRb2は、同一であっても異なっていてもよい。]
[Method of manufacturing lubricating oil additive composition]
The method for producing the lubricating oil additive composition of the present embodiment is not particularly limited, but for example, it is preferable to use a production method including a step (S) of polymerizing an alkyl (meth)acrylate (A) represented by the following general formula (a-1) and a hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) represented by the following general formula (b-1) in the presence of an inorganic boric acid compound (y) to produce a boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
[In the above general formula (a-1), R a1 is a hydrogen atom or a methyl group. R a2 is an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms.]
[In the above general formula (b-1), R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. R b2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. m1 is an integer of 1 to 10. When m1 is an integer of 2 or more, multiple R b2 may be the same or different.]
以下、工程(S1)及び工程(S2)について、詳細に説明する。 Steps (S1) and (S2) are described in detail below.
<工程(S1)>
工程(S1)では、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を製造するための原料となるポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)を製造する。
ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)の製造方法(重合方法)は、特に限定されず、公知の方法のいずれかを適用して製造される。このような方法としては、例えば、乳化重合法、懸濁重合法、溶液重合法等が挙げられるが、簡便性の観点から、溶液重合法を採用することが好ましい。
<Step (S1)>
In the step (S1), a poly(meth)acrylate copolymer (x) is produced as a raw material for producing a boronized poly(meth)acrylate copolymer (X).
The method for producing the poly(meth)acrylate copolymer (x) (polymerization method) is not particularly limited, and any of the known methods can be used for production. Examples of such methods include emulsion polymerization, suspension polymerization, and solution polymerization, and from the viewpoint of simplicity, it is preferable to use the solution polymerization method.
(溶液重合法)
溶液重合法は、例えば、モノマー(A)及び(B)、並びに溶媒及び開始剤を反応器に仕込み、反応器内を窒素置換した後、60℃~100℃で、2時間~10時間、撹拌して反応させることにより行われる。反応器には、モノマー(A)及び(B)以外の他のモノマーも任意に仕込まれる。
(Solution Polymerization Method)
The solution polymerization method is carried out, for example, by charging the monomers (A) and (B), a solvent and an initiator into a reactor, replacing the atmosphere in the reactor with nitrogen, and then reacting with stirring for 2 to 10 hours at 60° C. to 100° C. Monomers other than the monomers (A) and (B) may also be charged into the reactor as desired.
溶液重合法において使用される溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール、ブタノール等のアルコール類;ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン等の炭化水素類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;メトキシブタノール、エトキシブタノール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジオキサン等のエーテル類;鉱油;ポリ-α-オレフィン、エチレン-α-オレフィン共重合体、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、ポリフェニルエーテル、アルキル置換ジフェニルエーテル、ポリオールエステル、二塩基酸エステル、ヒンダードエステル、モノエステル、GTL基油等の合成油が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the solvent used in the solution polymerization method include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, 2-propanol, and butanol; hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and hexane; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, and isobutyl acetate; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; ethers such as methoxybutanol, ethoxybutanol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, and dioxane; mineral oil; and synthetic oils such as poly-α-olefins, ethylene-α-olefin copolymers, alkylbenzenes, alkylnaphthalenes, polyphenyl ethers, alkyl-substituted diphenyl ethers, polyol esters, dibasic acid esters, hindered esters, monoesters, and GTL base oils.
These may be used alone or in combination of two or more.
溶液重合法において使用される開始剤としては、例えば、2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオニトリル)、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2’-アゾビス-(N,N-ジメチレンイソブチルアミジン)二塩酸塩、1,1’-アゾビス(シクロヘキシル-1-カルボニトリル)等のアゾ系開始剤;過酸化水素;過酸化ベンゾイル、t-ブチルヒドロパーオキシド、クメンヒドロパーオキシド、メチルエチルケトンパーオキシド、過安息香酸等の有機過酸化物;過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;過酸化水素-Fe2+のレドックス開始剤;その他既存のラジカル開始剤が挙げられる。 Examples of initiators used in the solution polymerization method include azo initiators such as 2,2'-azobis(isobutyronitrile), 2,2'-azobis(2-methylpropionitrile), 2,2'-azobis(2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2'-azobis-(N,N-dimethyleneisobutylamidine) dihydrochloride, and 1,1'-azobis(cyclohexyl-1-carbonitrile); hydrogen peroxide; organic peroxides such as benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, methyl ethyl ketone peroxide, and perbenzoic acid; persulfates such as sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate; redox initiators of hydrogen peroxide- Fe2+ ; and other existing radical initiators.
なお、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)の分子量(ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の分子量)は、公知の方法で制御される。例えば、反応温度、反応時間、開始剤の量、各モノマーの仕込み量、溶媒の種類、連鎖移動剤の使用等により、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)の分子量(ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の分子量)の分子量を制御することができる。 The molecular weight of the poly(meth)acrylate copolymer (x) (the molecular weight of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X)) is controlled by a known method. For example, the molecular weight of the poly(meth)acrylate copolymer (x) (the molecular weight of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X)) can be controlled by the reaction temperature, reaction time, amount of initiator, amount of each monomer, type of solvent, use of a chain transfer agent, etc.
(工程(S1)における好適態様)
工程(S1)において、上記要件(α)を満たすポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)(ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X))を製造する観点から、アルキル(メタ)アクリレート(A)と水酸基含有(メタ)アクリレート(B)との配合比率[(A)/(B)]を、モル比で、20/80~80/20に調整することが好ましい。
また、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)(ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X))の基油への溶解性を更に良好なものとする観点から、[(A)/(B)]は、より好ましくは40/60以上、更に好ましくは50/50以上である。
さらに、本発明の効果を更に発揮させやすくする観点から、[(A)/(B)]は、より好ましくいは75/25以下、更に好ましくは70/30以下である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、より好ましくは40/60~75/25、更に好ましくは50/50~70/30である。
(Preferred embodiment in step (S1))
In the step (S1), from the viewpoint of producing a poly(meth)acrylate-based copolymer (x) (boronated poly(meth)acrylate-based copolymer (X)) satisfying the above-mentioned requirement (α), it is preferable to adjust the blending ratio [(A)/(B)] of the alkyl (meth)acrylate (A) to the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) to a molar ratio of 20/80 to 80/20.
In addition, from the viewpoint of improving the solubility of the poly(meth)acrylate copolymer (x) (boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)) in the base oil, [(A)/(B)] is more preferably 40/60 or more, and even more preferably 50/50 or more.
Furthermore, from the viewpoint of making it easier to exert the effects of the present invention, [(A)/(B)] is more preferably 75/25 or less, and even more preferably 70/30 or less.
The upper and lower limits of these numerical ranges can be combined in any combination. Specifically, the ratio is more preferably 40/60 to 75/25, and even more preferably 50/50 to 70/30.
<工程(S2)>
工程(S2)では、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)と無機ホウ酸系化合物(y)とを反応させて、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を製造する。
無機ホウ酸系化合物(y)は、上記したものと同様のものを用いることができ、好ましくはオルトホウ酸である。
ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)と無機ホウ酸系化合物(y)との反応は、例えば、溶媒中で反応温度100℃~150℃で進行させることができる。反応時間は、例えば3時間~10時間である。溶媒は、上記工程(S1)で挙げたものと同様のものが挙げられる。
<Step (S2)>
In the step (S2), the poly(meth)acrylate copolymer (x) is reacted with an inorganic boric acid compound (y) to produce a boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
The inorganic boric acid compound (y) may be the same as those described above, and is preferably orthoboric acid.
The reaction between the poly(meth)acrylate copolymer (x) and the inorganic boric acid compound (y) can be carried out, for example, in a solvent at a reaction temperature of 100° C. to 150° C. The reaction time is, for example, 3 hours to 10 hours. Examples of the solvent include those similar to those listed in the above step (S1).
(工程(S2)における好適態様)
工程(S2)において、上記要件(β)を満たすホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を製造する観点から、前記ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)中の水酸基のモル数と無機ホウ酸系化合物(y)のモル数との比率[(y)/(x)]を、1/3以上3/3未満に調整することが好ましい。
また、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の基油への溶解性の観点から、[(y)/(x)]は、好ましくは2.9/3以下、より好ましくは2.7/3以下、更に好ましくは2.5/3以下である。
さらに、本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、[(y)/(x)]は、好ましくは1.5/3以上、より好ましくは1.7/3以上、更に好ましくは2.0/3以上である。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、より好ましくは1.5/3~2.9/3、更に好ましくは1.7/3~2.7/3、より更に好ましくは2.0/3~2.5/3である。
(Preferred embodiment in step (S2))
In the step (S2), from the viewpoint of producing a boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) satisfying the above requirement (β), it is preferable to adjust the ratio [(y)/(x)] of the number of moles of hydroxyl groups in the poly(meth)acrylate copolymer (x) to the number of moles of the inorganic boric acid compound (y) to be equal to or greater than 1/3 and less than 3/3.
From the viewpoint of the solubility of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) in the base oil, [(y)/(x)] is preferably 2.9/3 or less, more preferably 2.7/3 or less, and even more preferably 2.5/3 or less.
Furthermore, from the viewpoint of making it easier to exert the effects of the present invention, [(y)/(x)] is preferably 1.5/3 or more, more preferably 1.7/3 or more, and even more preferably 2.0/3 or more.
The upper and lower limits of these numerical ranges can be combined in any combination. Specifically, the ratio is more preferably 1.5/3 to 2.9/3, even more preferably 1.7/3 to 2.7/3, and even more preferably 2.0/3 to 2.5/3.
<潤滑油用添加剤組成物中のホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の含有量>
本実施形態の潤滑油用添加剤組成物は、潤滑油基油に添加した際に本発明の効果をより発揮させやすくする観点から、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の含有量が、潤滑油用添加剤組成物の全量基準で、好ましくは50質量%以上、より好ましくは60質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、より更に好ましくは80質量%以上、更になお好ましくは90質量%以上、一層好ましくは95質量%以上である。ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の純度を考慮すると、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の含有量は、潤滑油用添加剤組成物の全量基準で、通常99質量%未満である。
なお、本実施形態の潤滑油用添加剤組成物は、潤滑油基油との溶解性や取扱性の観点から、希釈溶剤により希釈されていてもよい。なお、潤滑油用添加剤組成物中のホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の含有量は、希釈溶剤を除いた、潤滑油用添加剤組成物中の有効成分の全量基準に対する含有量を意味する。
<Content of boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) in lubricating oil additive composition>
In the lubricating oil additive composition of this embodiment, from the viewpoint of making it easier to exert the effects of the present invention when added to a lubricating oil base oil, the content of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) is preferably 50 mass% or more, more preferably 60 mass% or more, even more preferably 70 mass% or more, even more preferably 80 mass% or more, even more preferably 90 mass% or more, and even more preferably 95 mass% or more based on the total amount of the lubricating oil additive composition. Considering the purity of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X), the content of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) is usually less than 99 mass% based on the total amount of the lubricating oil additive composition.
The lubricating oil additive composition of the present embodiment may be diluted with a diluting solvent from the viewpoint of solubility in the lubricating oil base oil and ease of handling. The content of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) in the lubricating oil additive composition means the content based on the total amount of the active ingredient in the lubricating oil additive composition excluding the diluting solvent.
<潤滑油用添加剤組成物の用途>
本実施形態の潤滑油用添加剤組成物は、耐摩耗性及び極圧性の双方に優れる。したがって、耐荷重添加剤として有用である。
したがって、本実施形態では、当該潤滑油用添加剤組成物を、耐荷重添加剤として使用する使用方法が提供される。
<Uses of the lubricating oil additive composition>
The lubricating oil additive composition of the present embodiment is excellent in both anti-wear properties and extreme pressure properties, and is therefore useful as a load-bearing additive.
Thus, in this embodiment, there is provided a method of using the lubricating oil additive composition as a load-bearing additive.
[潤滑油組成物]
本実施形態の潤滑油組成物は、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を含有する潤滑油用添加剤組成物と、潤滑油基油とを含有する。
潤滑油用添加剤組成物の含有量は、潤滑油用添加剤組成物の添加効果を良好に発揮させる観点から、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の含有量が、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは0.30質量%以上、より好ましくは0.40質量%以上、更に好ましくは0.50質量%以上、より更に好ましくは0.60質量%以上になるように調整される。また、好ましくは3.0質量%以下、より好ましくは2.5質量%以下、更に好ましくは2.0質量%以下、より更に好ましくは1.5質量%以下になるように調整される。
これらの数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。具体的には、好ましくは0.30質量%~3.0質量%、より好ましくは0.40質量%~2.5質量%、更に好ましくは0.50質量%~2.0質量%、より更に好ましくは0.60質量%~1.5質量%である。
また、潤滑油用添加剤組成物の含有量は、潤滑油用添加剤組成物の添加効果を良好に発揮させる観点から、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)由来のホウ素量が、潤滑油組成物の全量基準で、好ましくは20質量ppm~400質量ppm、より好ましくは30質量ppm~380質量ppm、更に好ましくは40質量ppm~350質量ppmである。
[Lubricating Oil Composition]
The lubricating oil composition of the present embodiment contains a lubricating oil additive composition containing the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) and a lubricating oil base oil.
In order to obtain a good effect of the lubricating oil additive composition, the content of the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) is adjusted to be preferably 0.30% by mass or more, more preferably 0.40% by mass or more, even more preferably 0.50% by mass or more, and even more preferably 0.60% by mass or more based on the total amount of the lubricating oil composition. Also, it is preferably adjusted to be 3.0% by mass or less, more preferably 2.5% by mass or less, even more preferably 2.0% by mass or less, and even more preferably 1.5% by mass or less.
The upper and lower limits of these numerical ranges can be arbitrarily combined. Specifically, the range is preferably 0.30% by mass to 3.0% by mass, more preferably 0.40% by mass to 2.5% by mass, even more preferably 0.50% by mass to 2.0% by mass, and still more preferably 0.60% by mass to 1.5% by mass.
In addition, with respect to the content of the lubricating oil additive composition, from the viewpoint of favorably exerting the additive effect of the lubricating oil additive composition, the amount of boron derived from the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) is preferably 20 ppm by mass to 400 ppm by mass, more preferably 30 ppm by mass to 380 ppm by mass, and even more preferably 40 ppm by mass to 350 ppm by mass, based on the total amount of the lubricating oil composition.
<潤滑油基油>
潤滑油基油は、潤滑油組成物に用いられる一般的な基油を、特に制限なく用いることができる。具体的には、例えば、鉱油及び合成油からなる群から選択される1種以上が挙げられる。
潤滑油基油の100℃における動粘度は1mm2/s~50mm2/sの範囲にあることが好ましく、2mm2/s~30mm2/sの範囲にあることがより好ましく、3mm2/s~20mm2/sの範囲にあることが更に好ましい。また、潤滑油基油の粘度指数は80以上であることが好ましく、90以上であることがより好ましく、100以上であることがより更に好ましい。
潤滑油基油の動粘度及び粘度指数はJIS K2283:2000に準じて測定又は算出される値である。
<Lubricant base oil>
The lubricating base oil may be any base oil commonly used in lubricating oil compositions without any particular limitations. Specific examples of the lubricating base oil include one or more types selected from the group consisting of mineral oils and synthetic oils.
The kinematic viscosity of the lubricating base oil at 100° C. is preferably in the range of 1 mm 2 /s to 50 mm 2 /s, more preferably in the range of 2 mm 2 /s to 30 mm 2 /s, and even more preferably in the range of 3 mm 2 /s to 20 mm 2 /s. The viscosity index of the lubricating base oil is preferably 80 or more, more preferably 90 or more, and even more preferably 100 or more.
The kinematic viscosity and viscosity index of the lubricating base oil are values measured or calculated in accordance with JIS K2283:2000.
潤滑油基油の具体例を以下に挙げる。
鉱油としては、例えば、パラフィン基原油、中間基原油、又はナフテン基原油を常圧蒸留及び/又は減圧蒸留して得られる留出油;当該留出油を常法に従って精製することによって得られる精製油;等が挙げられる。精製油を得るための精製方法としては、例えば、溶剤脱ろう処理、水素化異性化処理、水素化仕上げ処理、白土処理等が挙げられる。
合成油としては、例えば、炭化水素系油、芳香族系油、エステル系油、エーテル系油等が挙げられる。また、合成油としては、天然ガスからフィッシャー・トロプシュ法等により製造されるワックス(GTLワックス,Gas To Liquids WAX)を異性化することで得られるGTL(Gas To Liquids)を用いてもよい。
Specific examples of lubricating base oils are listed below.
Examples of mineral oils include distillate oils obtained by distilling paraffin-based crude oil, intermediate-based crude oil, or naphthene-based crude oil under atmospheric pressure and/or reduced pressure, refined oils obtained by refining the distillate oils according to conventional methods, etc. Refining methods for obtaining refined oils include, for example, solvent dewaxing, hydroisomerization, hydrofinishing, clay treatment, etc.
Examples of synthetic oils include hydrocarbon oils, aromatic oils, ester oils, ether oils, etc. In addition, as the synthetic oil, GTL (Gas To Liquids) obtained by isomerizing wax (GTL wax, Gas To Liquids WAX) produced from natural gas by the Fischer-Tropsch process or the like may be used.
<他の添加剤>
本実施形態の潤滑油組成物は、上記潤滑油用添加剤組成物の効果を阻害しない範囲で、酸化防止剤、油性剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、防錆剤、金属不活性化剤、及び消泡剤等の他の添加剤を含有してもよい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、本実施形態では、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を含有する潤滑油用添加剤組成物とともに、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を含有する潤滑油用添加剤組成物以外の他の添加剤として、酸化防止剤、油性剤、清浄分散剤、粘度指数向上剤、防錆剤、金属不活性化剤、及び消泡剤等から選択される1種以上の添加剤を含有する潤滑油組成物用の添加剤パッケージも提供される。
<Other additives>
The lubricating oil composition of this embodiment may contain other additives such as antioxidants, oiliness agents, detergent dispersants, viscosity index improvers, rust inhibitors, metal deactivators, and antifoaming agents, within the range that does not impair the effects of the lubricating oil additive composition. These may be used alone or in combination of two or more.
In addition, in this embodiment, there is provided an additive package for a lubricating oil composition containing the boronated poly(meth)acrylate-based copolymer (X) and, as an additive other than the lubricating oil additive composition containing the boronated poly(meth)acrylate-based copolymer (X), one or more additives selected from antioxidants, oiliness agents, detergents and dispersants, viscosity index improvers, rust inhibitors, metal deactivators, and antifoaming agents.
(酸化防止剤)
酸化防止剤としては、従来の潤滑油組成物に使用されているアミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤等を使用することができる。これらの酸化防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
アミン系酸化防止剤としては、例えば、モノオクチルジフェニルアミン及びモノノニルジフェニルアミン等のモノアルキルジフェニルアミン系化合物;4,4’-ジブチルジフェニルアミン、4,4’-ジペンチルジフェニルアミン、4,4’-ジヘキシルジフェニルアミン、4,4’-ジヘプチルジフェニルアミン、4,4’-ジオクチルジフェニルアミン、及び4,4’-ジノニルジフェニルアミン等のジアルキルジフェニルアミン系化合物;テトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、及びテトラノニルジフェニルアミン等のポリアルキルジフェニルアミン系化合物;α-ナフチルアミン、フェニル-α-ナフチルアミン、ブチルフェニル-α-ナフチルアミン、ペンチルフェニル-α-ナフチルアミン、ヘキシルフェニル-α-ナフチルアミン、ヘプチルフェニル-α-ナフチルアミン、オクチルフェニル-α-ナフチルアミン、及びノニルフェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系化合物が挙げられる。
フェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール及び2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール等のモノフェノール系化合物;4,4’-メチレンビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)及び2,2’-メチレンビス(4-エチル-6-tert-ブチルフェノール)等のビスフェノール系化合物が挙げられる
酸化防止剤の含有量は、潤滑油組成物の酸化安定性を保つのに必要な最低量を加えれば良い。具体的には、例えば、潤滑油組成物の全量基準で、0.01~1質量%が好ましい。
(Antioxidant)
As the antioxidant, amine-based antioxidants, phenol-based antioxidants, etc., which are used in conventional lubricating oil compositions, can be used. These antioxidants may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the amine-based antioxidant include monoalkyldiphenylamine-based compounds such as monooctyldiphenylamine and monononyldiphenylamine; dialkyldiphenylamine-based compounds such as 4,4'-dibutyldiphenylamine, 4,4'-dipentyldiphenylamine, 4,4'-dihexyldiphenylamine, 4,4'-diheptyldiphenylamine, 4,4'-dioctyldiphenylamine, and 4,4'-dinonyldiphenylamine; polyalkyldiphenylamine-based compounds such as tetrabutyldiphenylamine, tetrahexyldiphenylamine, tetraoctyldiphenylamine, and tetranonyldiphenylamine; and naphthylamine-based compounds such as α-naphthylamine, phenyl-α-naphthylamine, butylphenyl-α-naphthylamine, pentylphenyl-α-naphthylamine, hexylphenyl-α-naphthylamine, heptylphenyl-α-naphthylamine, octylphenyl-α-naphthylamine, and nonylphenyl-α-naphthylamine.
Examples of the phenol-based antioxidant include monophenol-based compounds such as 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol and 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol; and bisphenol-based compounds such as 4,4'-methylenebis(2,6-di-tert-butylphenol) and 2,2'-methylenebis(4-ethyl-6-tert-butylphenol). The content of the antioxidant may be the minimum amount required to maintain the oxidation stability of the lubricating oil composition. Specifically, for example, the content is preferably 0.01 to 1 mass% based on the total amount of the lubricating oil composition.
(油性剤)
油性剤としては、脂肪族アルコール;脂肪酸及び脂肪酸金属塩等の脂肪酸化合物;ポリオールエステル、ソルビタンエステル、及びグリセライド等のエステル化合物;脂肪族アミン等のアミン化合物等を挙げることができる。
油性剤の含有量は、添加効果の点から、潤滑油組成物の全量基準で、通常0.1~20質量%であり、好ましくは0.5~10質量%である。
(Oil-based agent)
Examples of oily agents include fatty alcohols; fatty acid compounds such as fatty acids and fatty acid metal salts; ester compounds such as polyol esters, sorbitan esters, and glycerides; and amine compounds such as fatty amines.
From the viewpoint of the effect of adding the oiliness agent, the content thereof is usually from 0.1 to 20 mass %, preferably from 0.5 to 10 mass %, based on the total amount of the lubricating oil composition.
(清浄分散剤)
清浄分散剤としては、金属スルホネート、金属サリチレート、金属フェネート、及びコハク酸イミド等が挙げられる。
清浄分散剤の含有量は、添加効果の点から、潤滑油組成物の全量基準で、通常0.01~10質量%であり、好ましくは0.1~5質量%である。
(Detergent/Dispersant)
Detergent-dispersants include metal sulfonates, metal salicylates, metal phenates, and succinimides.
From the viewpoint of the effect of adding the detergent-dispersant, the content is usually from 0.01 to 10 mass %, preferably from 0.1 to 5 mass %, based on the total amount of the lubricating oil composition.
(粘度指数向上剤)
粘度指数向上剤としては、例えば、ポリメタクリレート、分散型ポリメタクリレート、オレフィン系共重合体(例えば、エチレン-プロピレン共重合体等)、分散型オレフィン系共重合体、スチレン系共重合体(例えば、スチレン-ジエン水素化共重合体等)等が挙げられる。
粘度指数向上剤の含有量は、好ましくは、潤滑油組成物の全量基準で、0.3~5質量%である。
(Viscosity index improver)
Examples of viscosity index improvers include polymethacrylates, dispersion-type polymethacrylates, olefin copolymers (e.g., ethylene-propylene copolymers, etc.), dispersion-type olefin copolymers, and styrene copolymers (e.g., styrene-diene hydrogenated copolymers, etc.).
The content of the viscosity index improver is preferably 0.3 to 5 mass % based on the total amount of the lubricating oil composition.
(防錆剤)
防錆剤としては、金属系スルホネート、コハク酸エステル、並びにアルキルアミン及びモノイソプロパノールアミンなどのアルカノールアミン等を挙げることができる。
防錆剤の含有量は、添加効果の点から、潤滑油組成物の全量基準で、通常0.01~5質量%であり、好ましくは0.03~3質量%である。
(anti-rust)
Examples of the rust inhibitor include metal sulfonates, succinic acid esters, and alkanolamines such as alkylamines and monoisopropanolamine.
From the viewpoint of the effect of adding the rust inhibitor, the content of the rust inhibitor is usually 0.01 to 5 mass %, preferably 0.03 to 3 mass %, based on the total amount of the lubricating oil composition.
(金属不活性剤)
金属不活性剤としては、ベンゾトリアゾール及びチアジアゾール等を挙げることができる。
金属不活性剤の好ましい含有量は、添加効果の点から、潤滑油組成物の全量基準で、通常0.01~5質量%であり、好ましくは0.01~1質量%である。
(Metal deactivator)
Examples of metal deactivators include benzotriazole and thiadiazole.
The preferred content of the metal deactivator is usually 0.01 to 5 mass %, and preferably 0.01 to 1 mass %, based on the total amount of the lubricating oil composition, from the viewpoint of the effect of adding the metal deactivator.
(消泡剤)
消泡剤としては、メチルシリコーン油、フルオロシリコーン油、及びポリアクリレート等を挙げることができる。
消泡剤の含有量は、添加効果の点から、潤滑油組成物の全量基準で、通常0.0005~0.01質量%である。
(Antifoaming agent)
Examples of the antifoaming agent include methylsilicone oil, fluorosilicone oil, and polyacrylate.
From the viewpoint of the effect of adding the antifoaming agent, the content is usually 0.0005 to 0.01 mass % based on the total amount of the lubricating oil composition.
<グリース組成物>
本実施形態の潤滑油用添加剤組成物は、グリース組成物に配合して用いることもできる。
すなわち、本実施形態では、上記潤滑油用添加剤組成物と、増ちょう剤と、潤滑油基油とを含有するグリース組成物を提供することもできる。
<Grease Composition>
The lubricating oil additive composition of the present embodiment can also be used by blending it into a grease composition.
That is, in this embodiment, a grease composition containing the lubricating oil additive composition, a thickener, and a lubricating oil base oil can be provided.
<潤滑油組成物の物性等>
(動粘度、粘度指数)
本実施形態の潤滑油組成物の100℃動粘度は、好ましくは1.0mm2/s~50mm2/s、より好ましくは2.0mm2/s~30mm2/s、更に好ましくは3.0mm2/s~20mm2/sである。
本実施形態の潤滑油組成物の粘度指数は、好ましくは90以上、より好ましくは100以上、更に好ましくは110以上である。
潤滑油組成物の動粘度及び粘度指数は、JIS K2283:2000に準じて測定又は算出される値である。
<Physical properties of lubricating oil composition>
(Kinematic viscosity, viscosity index)
The lubricating oil composition of this embodiment preferably has a 100° C. kinematic viscosity of 1.0 mm 2 /s to 50 mm 2 /s, more preferably 2.0 mm 2 /s to 30 mm 2 /s, and even more preferably 3.0 mm 2 /s to 20 mm 2 /s.
The lubricating oil composition of this embodiment preferably has a viscosity index of 90 or greater, more preferably 100 or greater, and even more preferably 110 or greater.
The kinematic viscosity and viscosity index of the lubricating oil composition are values measured or calculated in accordance with JIS K2283:2000.
(耐摩耗性)
本実施形態の潤滑油組成物は、後述する実施例に記載のシェル摩耗試験による摩耗痕径が、好ましくは0.57mm以下、より好ましくは0.53mm以下、更に好ましくは0.50mm以下である。
(Wear resistance)
The lubricating oil composition of this embodiment preferably has a wear scar diameter of 0.57 mm or less, more preferably 0.53 mm or less, and even more preferably 0.50 mm or less, as determined by the Shell abrasion test described in the Examples section below.
(極圧性)
本実施形態の潤滑油組成物は、後述する実施例に記載のシェル四球試験耐荷重性(EP)試験による最大非焼付荷重(LNL)が、好ましくは490N以上、より好ましくは618N以上、更に好ましくは785N以上である。
(Extreme pressure)
The lubricating oil composition of this embodiment preferably has a maximum non-seizure load (LNL) of 490 N or more, more preferably 618 N or more, and even more preferably 785 N or more, as determined by the Shell four-ball load carrying capacity (EP) test described in the Examples below.
[潤滑油組成物の用途]
本実施形態の潤滑油組成物は、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を含有するため、耐摩耗性及び極圧性に優れる。
そのため、本実施形態の潤滑油組成物は、例えば、ギア油(マニュアルトランスミッション油、デファレンシャル油等)、自動変速機油(オートマチックトランスミッション油等)、無段変速機油(ベルトCVT油、トロイダルCVT油等)、パワーステアリング油、ショックアブソーバー油、及び電動モーター油等の駆動系油;ガソリンエンジン用、ディーゼルエンジン用、及びガスエンジン用等の内燃機関(エンジン)用油;油圧作動油;タービン油;圧縮機油;流体軸受け油;転がり軸受油;等をはじめ各種の用途に好適に使用でき、これら各用途で使用される装置に充填し、当該装置に係る各部品間を潤滑する潤滑油組成物として好適に使用することができる。
[Uses of the lubricating oil composition]
The lubricating oil composition of the present embodiment contains the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) and therefore has excellent wear resistance and extreme pressure properties.
For this reason, the lubricating oil composition of the present embodiment can be suitably used for a variety of applications, including, for example, drive system oils such as gear oils (manual transmission oil, differential oil, etc.), automatic transmission oils (automatic transmission oil, etc.), continuously variable transmission oils (belt CVT oil, toroidal CVT oil, etc.), power steering oil, shock absorber oil, and electric motor oil; internal combustion engine (engine) oils such as for gasoline engines, diesel engines, and gas engines; hydraulic oils; turbine oils; compressor oils; fluid bearing oils; and rolling bearing oils; and can be suitably used as a lubricating oil composition that is filled into equipment used in each of these applications and lubricates the various parts of the equipment.
[潤滑油組成物を用いる潤滑方法]
本実施形態の潤滑油組成物を用いる潤滑方法としては、好ましくは、前記潤滑油組成物を、前述した各用途で使用される装置に充填し、当該各装置に係る各部品間を潤滑する方法が挙げられる。
[Lubrication method using lubricating oil composition]
A preferred example of a lubrication method using the lubricating oil composition of the present embodiment is a method in which the lubricating oil composition is filled into equipment used for each of the above-mentioned applications and lubricates the components associated with each of the equipment.
[提供される本発明の一態様]
本発明の一態様によれば、下記[1]~[10]が提供される。
[1] 下記一般式(a-1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート(A)に由来する構成単位(a)と、下記一般式(b-1)で表される水酸基含有(メタ)アクリレート(B)に由来する構成単位(b)と、前記水酸基含有(メタ)アクリレート(B)のホウ酸エステル化物(C)に由来する構成単位(c)とを含み、前記構成単位(c)はホウ素原子に1以上の水酸基が結合した側鎖を有する、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を含有する、潤滑油用添加剤組成物。
[上記一般式(a-1)中、Ra1は、水素原子又はメチル基である。Ra2は、炭素数8~20のアルキル基を示す。]
[上記一般式(b-1)中、Rb1は、水素原子又はメチル基である。Rb2は、炭素数2~4のアルキレン基を示す。m1は、1~10の整数を示す。m1が2以上の整数の場合の複数のRb2は、同一であっても異なっていてもよい。]
[2] 前記ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)が、さらに下記要件(α)を満たす、上記[1]に記載の潤滑油用添加剤組成物。
<要件(α)>
前記構成単位(a)と前記構成単位(b)との含有比率[(a)/(b)]が、モル比で、20/80~80/20である。
[3] 前記ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)が、さらに下記要件(β)を満たす、上記[1]又は[2]に記載の潤滑油用添加剤組成物。
<要件(β)>
前記ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)のホウ素含有量が、前記ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の全量基準で、0.10質量%~1.70質量%である。
[4] 前記ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)は、質量平均分子量(Mw)が5,000~100,000である、上記[1]~[3]のいずれかに記載の潤滑油用添加剤組成物。
[5] 耐荷重添加剤として用いられる、上記[1]~[4]のいずれかに記載の潤滑油用添加剤組成物。
[6] 上記[1]~[4]のいずれかに記載の潤滑油用添加剤組成物を、耐荷重添加剤として使用する、使用方法。
[7] 上記[1]~[5]のいずれかに記載の潤滑油用添加剤組成物と、潤滑油基油と、を含有する、潤滑油組成物。
[8] 下記一般式(a-1)で表されるアルキル(メタ)アクリレート(A)と、下記一般式(b-1)で表される水酸基含有(メタ)アクリレート(B)とを重合させて、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)を製造する工程(S1)と、
前記ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)と無機ホウ酸系化合物(y)とを反応させて、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を製造する工程(S2)とを含む、潤滑油用添加剤組成物の製造方法。
[上記一般式(a-1)中、Ra1は、水素原子又はメチル基である。Ra2は、炭素数8~20のアルキル基を示す。]
[上記一般式(b-1)中、Rb1は、水素原子又はメチル基である。Rb2は、炭素数2~4のアルキレン基を示す。m1は、1~10の整数を示す。m1が2以上の整数の場合の複数のRb2は、同一であっても異なっていてもよい。]
[9] 前記工程(S1)において、前記アルキル(メタ)アクリレート(A)と前記水酸基含有(メタ)アクリレート(B)との配合比率[(A)/(B)]を、モル比で、20/80~80/20に調整する、上記[8]に記載の潤滑油用添加剤組成物の製造方法。
[10] 前記工程(S2)において、前記無機ホウ酸系化合物(y)のモル数と前記ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)中の水酸基のモル数との比率[(y)/(x)]を1/3以上3/3未満に調整する、上記[8]又は[9]に記載の潤滑油用添加剤組成物の製造方法。
[One aspect of the present invention provided]
According to one aspect of the present invention, the following [1] to [10] are provided.
[1] A lubricating oil additive composition comprising a boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) including a structural unit (a) derived from an alkyl (meth)acrylate (A) represented by the following general formula (a-1), a structural unit (b) derived from a hydroxyl-containing (meth)acrylate (B) represented by the following general formula (b-1), and a structural unit (c) derived from a borate ester (C) of the hydroxyl-containing (meth)acrylate (B), wherein the structural unit (c) has a side chain in which one or more hydroxyl groups are bonded to a boron atom:
[In the above general formula (a-1), R a1 is a hydrogen atom or a methyl group. R a2 is an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms.]
[In the above general formula (b-1), R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. R b2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. m1 is an integer of 1 to 10. When m1 is an integer of 2 or more, multiple R b2 may be the same or different.]
[2] The lubricating oil additive composition according to the above [1], wherein the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) further satisfies the following requirement (α):
<Requirement (α)>
The content ratio of the structural unit (a) to the structural unit (b) [(a)/(b)] is, in molar ratio, 20/80 to 80/20.
[3] The lubricating oil additive composition according to the above [1] or [2], wherein the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) further satisfies the following requirement (β):
<Requirements (β)>
The boron content of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) is 0.10% by mass to 1.70% by mass based on the total amount of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
[4] The lubricating oil additive composition according to any one of the above [1] to [3], wherein the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) has a mass average molecular weight (Mw) of 5,000 to 100,000.
[5] The lubricating oil additive composition according to any one of the above [1] to [4], which is used as a load-bearing additive.
[6] A method for using the lubricating oil additive composition according to any one of the above [1] to [4] as a load-bearing additive.
[7] A lubricating oil composition comprising the lubricating oil additive composition according to any one of [1] to [5] above and a lubricating oil base oil.
[8] A step (S1) of producing a poly(meth)acrylate copolymer (x) by polymerizing an alkyl (meth)acrylate (A) represented by the following general formula (a-1) and a hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) represented by the following general formula (b-1):
and (S2) reacting the poly(meth)acrylate copolymer (x) with an inorganic boric acid compound (y) to produce a boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
[In the above general formula (a-1), R a1 is a hydrogen atom or a methyl group. R a2 is an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms.]
[In the above general formula (b-1), R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. R b2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. m1 is an integer of 1 to 10. When m1 is an integer of 2 or more, multiple R b2 may be the same or different.]
[9] In the step (S1), a blending ratio [(A)/(B)] of the alkyl (meth)acrylate (A) and the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) is adjusted to a molar ratio of 20/80 to 80/20. The method for producing a lubricating oil additive composition according to the above item [8].
[10] The method for producing a lubricating oil additive composition according to the above [8] or [9], wherein in the step (S2), a ratio [(y)/(x)] of the number of moles of the inorganic boric acid compound (y) to the number of moles of the hydroxyl groups in the poly(meth)acrylate copolymer (x) is adjusted to 1/3 or more and less than 3/3.
本発明について、以下の実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
[各種物性値の測定方法]
各実施例及び各比較例で用いた各原料並びに各実施例及び各比較例の潤滑油組成物の各性状の測定は、以下に示す要領に従って行ったものである。
[Methods for measuring various physical properties]
The properties of the raw materials used in each Example and Comparative Example and the lubricating oil compositions in each Example and Comparative Example were measured according to the procedures described below.
(1)動粘度、粘度指数
潤滑油組成物の40℃動粘度、100℃動粘度、及び粘度指数は、JIS K2283:2000に準拠して測定又は算出した。
(1) Kinematic Viscosity and Viscosity Index The 40° C. kinematic viscosity, 100° C. kinematic viscosity, and viscosity index of the lubricating oil compositions were measured or calculated in accordance with JIS K2283:2000.
(2)ホウ素量
潤滑油組成物のホウ素量は、JIS-5S-38-03に準拠して測定した。
潤滑油用添加剤組成物のホウ素含有量は、潤滑油組成物のホウ素量をJIS-5S-38-03に準拠して測定した結果と、潤滑油組成物への潤滑油用添加剤組成物の添加量(溶解量)とに基づいて算出した。
(2) Boron Content The boron content of the lubricating oil composition was measured in accordance with JIS-5S-38-03.
The boron content of the lubricating oil additive composition was calculated based on the result of measuring the boron amount in the lubricating oil composition in accordance with JIS-5S-38-03 and the amount of the lubricating oil additive composition added (dissolved amount) to the lubricating oil composition.
(3)質量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)
Waters社製の「1515アイソクラティックHPLCポンプ」、「2414示差屈折率(RI)検出器」に、東ソー社製のカラム「TSKguardcolumn SuperHZ-L」を1本、及び「TSKSuperMultipore HZ-M」を2本、上流側からこの順で取り付け、測定温度:40℃、移動相:テトラヒドロフラン、流速:0.35ml/分、試料濃度1.0mg/mlの条件で測定し、標準ポリスチレン換算にて求めた。
(3) Mass average molecular weight (Mw), molecular weight distribution (Mw/Mn)
A Waters 1515 isocratic HPLC pump and a Waters 2414 refractive index (RI) detector were equipped with one Tosoh TSKguard column Super HZ-L and two Tosoh TSKSuper Multipore HZ-M columns. The tubes were attached in this order from the upstream side, and measurements were performed under the conditions of a measurement temperature of 40° C., a mobile phase of tetrahydrofuran, a flow rate of 0.35 ml/min, and a sample concentration of 1.0 mg/ml, and the results were calculated in terms of standard polystyrene.
[実施例1~4、比較例1~3]
以下に示す潤滑油基油及び潤滑油用添加剤組成物を、表1に示す配合量(質量%)で十分に混合し、実施例1~4及び比較例1~3の潤滑油組成物をそれぞれ調製した。
実施例1~4及び比較例1~3で用いた潤滑油基油及び潤滑油用添加剤組成物の詳細は、以下に示すとおりである。
[Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 to 3]
The lubricating oil base oil and lubricating oil additive composition shown below were thoroughly mixed in the blending amounts (mass %) shown in Table 1 to prepare the lubricating oil compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, respectively.
Details of the lubricating oil base oils and lubricating oil additive compositions used in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 are as follows.
<潤滑油基油>
API分類でグループIIに分類される鉱油(150N)
<Lubricant base oil>
Mineral oil (150N) classified as Group II by API classification
<潤滑油用添加剤組成物>
・ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x):比較製造例1に説明する方法で製造した。
・ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-1:製造例1に説明する方法で製造した。
・ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-2:製造例2に説明する方法で製造した。
・ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X’):比較製造例2に説明する方法で製造した。
<Lubricating Oil Additive Composition>
Poly(meth)acrylate copolymer (x): Produced by the method explained in Comparative Production Example 1.
Boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-1: Produced by the method explained in Production Example 1.
Boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-2: Produced by the method explained in Production Example 2.
Boronated poly(meth)acrylate copolymer (X′): Produced by the method explained in Comparative Production Example 2.
<製造例1及び2、比較製造例1及び2>
(製造例1及び2で用いたモノマー等)
・「ドデシルアクリレート」:上記一般式(a-1)中、Ra1が水素原子であり、Ra2がドデシル基(炭素数12のアルキル基)である化合物である。アルキル(メタ)アクリレート(A)として使用した。
・「2-ヒドロキシエチルアクリレート」:上記一般式(b-1)中、Rb1が水素原子であり、Rb2がエチレン基(炭素数2のアルキレン基)であり、m1=1である化合物である。水酸基含有(メタ)アクリレート(B)として使用した。
・無機ホウ酸系化合物(C):オルトホウ酸
(比較製造例1及び2で用いたモノマー等)
・「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」:特開平6-65588号公報の参考例1の化合物に該当するモノマーである。
・「ドデシルメタクリレート」:上記一般式(a-1)中、Ra1がメチル基であり、Ra2がドデシル基である化合物である。
・「ステアリルメタクリレート」:上記一般式(a-1)中、Ra1がメチル基であり、Ra2がステアリル基である化合物である。
<Production Examples 1 and 2, Comparative Production Examples 1 and 2>
(Monomers, etc. used in Production Examples 1 and 2)
"Dodecyl acrylate": a compound in which R a1 is a hydrogen atom and R a2 is a dodecyl group (an alkyl group having 12 carbon atoms) in the above general formula (a-1). Used as alkyl (meth)acrylate (A).
"2-hydroxyethyl acrylate": a compound in which, in the above general formula (b-1), R b1 is a hydrogen atom, R b2 is an ethylene group (an alkylene group having 2 carbon atoms), and m1 = 1. Used as the hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B).
Inorganic boric acid compound (C): orthoboric acid (monomer used in Comparative Production Examples 1 and 2, etc.)
"1-(methacryloylethoxy)-4,4,6-trimethyl-dioxaborinane": a monomer corresponding to the compound of Reference Example 1 in JP-A-6-65588.
Dodecyl methacrylate: a compound in which R a1 is a methyl group and R a2 is a dodecyl group in the above general formula (a-1).
"Stearyl methacrylate": a compound in which R a1 is a methyl group and R a2 is a stearyl group in the above general formula (a-1).
(比較製造例1:ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)の製造)
温度計、窒素導入管、及び撹拌機を取り付けた200mL容の4つ口フラスコに、ドデシルアクリレートを30.3g(126mmоl)、2-ヒドロキシエチルアクリレートを8.6g(74mmоl)、溶媒として2-プロパノールを39.9g仕込んだ。
次いで、フラスコ内を窒素置換し、開始剤として2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)を0.17g添加した後、撹拌しながらゆっくり昇温し、75~85℃の温度で還流させながら4時間反応させて、反応終了後に溶媒を減圧留去することにより、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)を得た。
ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)の質量平均分子量(Mw)は12,800であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.5であった。
ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)は、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)の含有量が50質量%となるように鉱物油で希釈して、潤滑油基油に混合した。
(Comparative Production Example 1: Production of poly(meth)acrylate copolymer (x))
Into a 200 mL four-neck flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube, and a stirrer, 30.3 g (126 mmol) of dodecyl acrylate, 8.6 g (74 mmol) of 2-hydroxyethyl acrylate, and 39.9 g of 2-propanol as a solvent were placed.
Next, the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen, 0.17 g of 2,2'-azobis(isobutyronitrile) was added as an initiator, and the temperature was slowly raised with stirring, and the mixture was reacted for 4 hours under reflux at a temperature of 75 to 85°C. After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure, thereby obtaining a poly(meth)acrylate copolymer (x).
The poly(meth)acrylate copolymer (x) had a mass average molecular weight (Mw) of 12,800 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.5.
The poly(meth)acrylate copolymer (x) was diluted with mineral oil so that the content of the poly(meth)acrylate copolymer (x) was 50 mass %, and then mixed with the lubricating base oil.
(製造例1:ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-1の製造)
温度計、窒素導入管、ディーンスターク及び撹拌機を取り付けた500mL容の4つ口フラスコに、比較製造例1で得られたポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)25gを鉱物油で希釈した希釈品、オルトホウ酸を0.97g(15.7mmоl)、溶媒としてトルエンを260.0g仕込んだ。
撹拌しながらゆっくり昇温し、110~120℃の温度で還流させながら4時間反応させて、反応終了後に溶媒を減圧留去することにより、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-1を50質量%含む鉱物油希釈品(50質量%鉱物油希釈品)を得た。
ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-1の質量平均分子量(Mw)は12,300であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.5であった。また、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-1のホウ素含有量は0.29質量%であった。
製造例1において、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)中の水酸基のモル数と無機ホウ酸系化合物(y)のモル数との比率[(y)/(x)]は、1/3である。
なお、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-1の質量平均分子量(Mw)とポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)の質量平均分子量にほとんど差がないことから、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)とオルトホウ酸の反応によって架橋構造は形成されておらず、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-1が有するホウ素原子には1以上の水酸基が結合した状態である。
ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-1は、50質量%鉱物油希釈品の状態で、潤滑油基油に混合した。
(Production Example 1: Production of boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-1)
Into a 500 mL four-neck flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube, a Dean-Stark tube, and a stirrer, 25 g of the poly(meth)acrylate copolymer (x) obtained in Comparative Production Example 1 diluted with mineral oil, 0.97 g (15.7 mmol) of orthoboric acid, and 260.0 g of toluene as a solvent were placed.
The temperature was slowly raised with stirring, and the mixture was allowed to react for 4 hours while refluxing at a temperature of 110 to 120°C. After completion of the reaction, the solvent was distilled off under reduced pressure to obtain a mineral oil-diluted product containing 50% by mass of boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-1 (50% by mass diluted with mineral oil).
The boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-1 had a mass average molecular weight (Mw) of 12,300 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.5. The boron content of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-1 was 0.29% by mass.
In Production Example 1, the ratio [(y)/(x)] of the number of moles of hydroxyl groups in the poly(meth)acrylate copolymer (x) to the number of moles of the inorganic boric acid compound (y) was 1/3.
Since there is almost no difference between the mass average molecular weight (Mw) of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-1 and the mass average molecular weight of the poly(meth)acrylate copolymer (x), no crosslinked structure is formed by the reaction of the poly(meth)acrylate copolymer (x) with orthoboric acid, and one or more hydroxyl groups are bonded to the boron atoms of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-1.
The boronized poly(meth)acrylate copolymer (X)-1 was mixed with the lubricating base oil in the state of a 50% by mass diluted product with mineral oil.
(製造例2:ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-2の製造)
製造例1においてオルトホウ酸を1.93g(31.2mmоl)仕込んだこと以外は同様の操作を行って、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-2を得た。
ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-2の質量平均分子量(Mw)は12,300であり、分子量分布(Mw/Mn)は1.5であった。また、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-2のホウ素含有量は0.57質量%であった。
製造例2において、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)中の水酸基のモル数と無機ホウ酸系化合物(y)のモル数との比率[(y)/(x)]は、2/3である。
なお、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-2の質量平均分子量(Mw)とポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)の質量平均分子量にほとんど差がないことから、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)とオルトホウ酸の反応によって架橋構造は形成されておらず、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-2が有するホウ素原子には1以上の水酸基が結合した状態である。
ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-2は、50質量%鉱物油希釈品の状態で、潤滑油基油に混合した。
(Production Example 2: Production of boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-2)
A boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-2 was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that 1.93 g (31.2 mmol) of orthoboric acid was added.
The boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-2 had a mass average molecular weight (Mw) of 12,300 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.5. The boron content of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-2 was 0.57% by mass.
In Production Example 2, the ratio [(y)/(x)] of the number of moles of hydroxyl groups in the poly(meth)acrylate copolymer (x) to the number of moles of the inorganic boric acid compound (y) was 2/3.
Since there is almost no difference between the mass average molecular weight (Mw) of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-2 and the mass average molecular weight of the poly(meth)acrylate copolymer (x), no crosslinked structure is formed by the reaction of the poly(meth)acrylate copolymer (x) with orthoboric acid, and one or more hydroxyl groups are bonded to the boron atoms of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-2.
The boronized poly(meth)acrylate copolymer (X)-2 was mixed with the lubricating base oil in the state of a 50% by mass mineral oil dilution.
(比較製造例2:ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X’)の製造)
温度計、窒素導入管、及び撹拌機を取り付けた200mL容の4つ口フラスコに、1-(メタクリロイルエトキシ)-4,4,6-トリメチル-ジオキサボリナンを5.3g(20.7mmоl)、ドデシルメタクリレートを39.2g(154.3mmоl)、ステアリルメタクリレートを4.4g(13mmоl)、溶媒として鉱物油を48.9g仕込んだ。
次いで、フラスコ内を窒素置換し、開始剤としてパーブチルOを0.5g添加した後、撹拌しながらゆっくり昇温し、95~100℃の温度で還流させながら4時間反応させて、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X’)を50質量%含む鉱物油希釈品(50質量%鉱物油希釈品)を得た。ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X’)の質量平均分子量(Mw)は155,000であり、分子量分布(Mw/Mn)は3.3であった。また、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X’)のホウ素含有量は0.25質量%であった。
ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X’)は、重合の際に用いた希釈溶媒で希釈された状態のまま(すなわち、50質量%鉱物油希釈品の状態で)、潤滑油基油に混合した。
(Comparative Production Example 2: Production of boronated poly(meth)acrylate copolymer (X'))
A 200 mL four-neck flask equipped with a thermometer, a nitrogen inlet tube, and a stirrer was charged with 5.3 g (20.7 mmol) of 1-(methacryloylethoxy)-4,4,6-trimethyl-dioxaborinane, 39.2 g (154.3 mmol) of dodecyl methacrylate, 4.4 g (13 mmol) of stearyl methacrylate, and 48.9 g of mineral oil as a solvent.
Next, the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen, 0.5 g of Perbutyl O was added as an initiator, and the temperature was slowly raised with stirring, and the mixture was allowed to react for 4 hours while refluxing at a temperature of 95 to 100°C to obtain a mineral oil dilution product (50 mass% mineral oil dilution product) containing 50 mass% of boronated poly(meth)acrylate copolymer (X'). The mass average molecular weight (Mw) of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X') was 155,000, and the molecular weight distribution (Mw/Mn) was 3.3. The boron content of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X') was 0.25 mass%.
The boronized poly(meth)acrylate copolymer (X') was mixed with the lubricating base oil while being diluted with the dilution solvent used in the polymerization (i.e., in the form of a 50% by mass mineral oil dilution).
[評価方法]
以下に説明する試験を実施し、耐摩耗性及び極圧性について評価を行った。
[Evaluation method]
The tests described below were carried out to evaluate the wear resistance and extreme pressure properties.
<シェル摩耗試験>
シェル摩耗試験機を用いて、ASTM D 4172に準拠して、試験条件を、荷重30kg、回転数1,200rpm、温度80℃、試験時間30分に設定して、潤滑油組成物の耐摩耗性を評価した。結果は、試験剛球の摩耗痕径(mm)で表した。
<Shell abrasion test>
The wear resistance of the lubricating oil compositions was evaluated using a Shell abrasion tester in accordance with ASTM D 4172 under test conditions of a load of 30 kg, a rotation speed of 1,200 rpm, a temperature of 80° C., and a test time of 30 minutes. The results were expressed as the wear scar diameter (mm) of the test ball.
<シェル四球試験耐荷重性(EP)試験>
ASTM D2783-03(2014)に準拠して、四球試験機により回転数1,800回転/分、油温(室温:25±5℃)の条件で行い、最大非焼付荷重(LNL)を測定した。この値が大きいほど極圧性が良好である。
<Shell four-ball load-bearing (EP) test>
In accordance with ASTM D2783-03 (2014), the maximum non-seizure load (LNL) was measured using a four-ball tester at a rotation speed of 1,800 rpm and an oil temperature of 25±5°C. The higher this value, the better the extreme pressure properties.
<評価基準>
以下の基準(I)又は(II)を満たすものを合格とした。
・基準(I):シェル摩耗試験における摩耗痕径が0.50mm未満であり、最大非焼付荷重(LNL)が490N以上である。
・基準(II):シェル摩耗試験における摩耗痕径が0.50mm以上0.60mm以下であり、最大非焼付荷重(LNL)が618N以上である。
<Evaluation criteria>
Those that satisfied the following criteria (I) or (II) were deemed to be acceptable.
Criterion (I): The wear scar diameter in the shell wear test is less than 0.50 mm, and the maximum non-seizure load (LNL) is 490 N or more.
Criterion (II): The wear scar diameter in the shell wear test is 0.50 mm or more and 0.60 mm or less, and the maximum non-seizure load (LNL) is 618 N or more.
結果を表1に示す。表1中、潤滑油用添加剤組成物の含有量の括弧内の数値は、樹脂分換算の含有量を意味する。 The results are shown in Table 1. In Table 1, the values in parentheses for the content of the lubricating oil additive composition refer to the content converted into resin content.
表1より、以下のことがわかる。
実施例1~4に示す結果から、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-1又はホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-2を配合した潤滑油組成物は、上記基準(I)及び(II)のいずれかを満たし、耐摩耗性及び極圧性に優れることがわかる。
比較例1に示す結果から、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)を配合した潤滑油組成物は、上記基準(I)と(II)のいずれも満たさず、耐摩耗性及び極圧性の両立ができていないことがわかる。また、比較例2に示す結果から、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)の配合量を増やすことで、耐摩耗性は良好になるものの、極圧性が著しく低下することがわかる。以上のことから、ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)を配合した潤滑油組成物では、耐摩耗性及び極圧性の両立が困難であることがわかる。
また、比較例3に示す結果から、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X’)を配合した潤滑油組成物は、上記基準(I)と(II)のいずれも満たさず、耐摩耗性及び極圧性の両立ができていないことがわかる。ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X’)は、ホウ素原子に少なくとも1つ以上の水酸基が結合した側鎖を有していないため、ホウ素原子に少なくとも1つ以上の水酸基が結合した側鎖を有するホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)-1及び(X)-2のように、耐摩耗性及び極圧性の両立ができなかったものと考えられる。
The following can be seen from Table 1.
From the results shown in Examples 1 to 4, it is seen that the lubricating oil composition containing the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-1 or the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X)-2 satisfies either of the above criteria (I) or (II) and is excellent in wear resistance and extreme pressure properties.
From the results shown in Comparative Example 1, it can be seen that the lubricating oil composition containing poly(meth)acrylate copolymer (x) does not meet either of the above criteria (I) and (II), and does not achieve both wear resistance and extreme pressure properties. Also, from the results shown in Comparative Example 2, it can be seen that by increasing the amount of poly(meth)acrylate copolymer (x), wear resistance is improved, but extreme pressure properties are significantly reduced. From the above, it can be seen that it is difficult to achieve both wear resistance and extreme pressure properties in the lubricating oil composition containing poly(meth)acrylate copolymer (x).
Moreover, from the results shown in Comparative Example 3, it can be seen that the lubricating oil composition containing the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X') does not satisfy either of the above criteria (I) or (II), and does not achieve both wear resistance and extreme pressure properties. Since the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X') does not have a side chain with at least one hydroxyl group bonded to a boron atom, it is believed that the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X)-1 and (X)-2, which have a side chain with at least one hydroxyl group bonded to a boron atom, are unable to achieve both wear resistance and extreme pressure properties.
Claims (10)
[上記一般式(a-1)中、Ra1は、水素原子又はメチル基である。Ra2は、炭素数8~20のアルキル基を示す。]
[上記一般式(b-1)中、Rb1は、水素原子又はメチル基である。Rb2は、炭素数2~4のアルキレン基を示す。m1は、1~10の整数を示す。m1が2以上の整数の場合の複数のRb2は、同一であっても異なっていてもよい。] A lubricating oil additive composition comprising a boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) including a structural unit (a) derived from an alkyl (meth)acrylate (A) represented by the following general formula (a-1), a structural unit (b) derived from a hydroxyl-containing (meth)acrylate (B) represented by the following general formula (b-1), and a structural unit (c) derived from a borate ester (C) of the hydroxyl-containing (meth)acrylate (B), wherein the structural unit (c) has a side chain in which one or more hydroxyl groups are bonded to a boron atom:
[In the above general formula (a-1), R a1 is a hydrogen atom or a methyl group. R a2 is an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms.]
[In the above general formula (b-1), R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. R b2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. m1 is an integer of 1 to 10. When m1 is an integer of 2 or more, multiple R b2 may be the same or different.]
<要件(α)>
前記構成単位(a)と前記構成単位(b)との含有比率[(a)/(b)]が、モル比で、20/80~80/20である。 The lubricating oil additive composition according to claim 1, wherein the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) further satisfies the following requirement (α):
<Requirement (α)>
The content ratio of the structural unit (a) to the structural unit (b) [(a)/(b)] is, in molar ratio, 20/80 to 80/20.
<要件(β)>
前記ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)のホウ素含有量が、前記ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)の全量基準で、0.10質量%~1.70質量%である。 The lubricating oil additive composition according to claim 1 or 2, wherein the boronized poly(meth)acrylate copolymer (X) further satisfies the following requirement (β):
<Requirements (β)>
The boron content of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X) is 0.10% by mass to 1.70% by mass based on the total amount of the boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
前記ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(x)と無機ホウ酸系化合物(y)とを反応させて、ホウ素化ポリ(メタ)アクリレート系共重合体(X)を製造する工程(S2)とを含む、潤滑油用添加剤組成物の製造方法。
[上記一般式(a-1)中、Ra1は、水素原子又はメチル基である。Ra2は、炭素数8~20のアルキル基を示す。]
[上記一般式(b-1)中、Rb1は、水素原子又はメチル基である。Rb2は、炭素数2~4のアルキレン基を示す。m1は、1~10の整数を示す。m1が2以上の整数の場合の複数のRb2は、同一であっても異なっていてもよい。] A step (S1) of producing a poly(meth)acrylate copolymer (x) by polymerizing an alkyl (meth)acrylate (A) represented by the following general formula (a-1) and a hydroxyl group-containing (meth)acrylate (B) represented by the following general formula (b-1);
and (S2) reacting the poly(meth)acrylate copolymer (x) with an inorganic boric acid compound (y) to produce a boronated poly(meth)acrylate copolymer (X).
[In the above general formula (a-1), R a1 is a hydrogen atom or a methyl group. R a2 is an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms.]
[In the above general formula (b-1), R b1 is a hydrogen atom or a methyl group. R b2 is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. m1 is an integer of 1 to 10. When m1 is an integer of 2 or more, multiple R b2 may be the same or different.]
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