JP5114461B2 - 高い安定性を有するポリマー分散液及び製造法 - Google Patents
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Description
A)少なくとも1種の分散されたポリオレフィン
B)少なくとも1種の分散成分
C)鉱油、及び
D)(オリゴ)オキシアルキル基を含む少なくとも1種の化合物
を含むことにより、容易に予見することが不可能な方法で、殊に高い安定性を有するポリマー分散液を提供することに成功する。
・本発明によるポリマー分散液は、粘度指数改良剤ないし潤滑油中で増粘作用を示すポリオレフィンの特に高い割合を含むことができる。
・本発明のポリマー分散液は、所定の粘度へと特に単純な方法で調節することができる。
・本発明の対象によるポリマー分散液は低い粘度を示す。
・本発明のポリマー分散液の製造は、殊に容易かつ単純に行うことができる。この場合、慣用の大工業的な装置を使用することができる。
本発明において本質的な成分として、ポリマー分散液は、有利に粘度指数改良作用ないし増粘作用を示すポリオレフィンを含む。このようなポリオレフィンは久しく公知であり、先行技術において挙げられた刊行物に記載されている。
成分B)は少なくとも1種の分散成分から形成され、その際、前記成分はしばしばブロックコポリマーと見なすことができる。有利に、前記ブロックの少なくとも1つは、成分A)の前記のポリオレフィンとの高い相容性を示し、その際、分散成分中に含有される少なくとももう1つのブロックは、前記のポリオレフィンとわずかな相容性しか示さない。このような分散成分は自体公知であり、その際、有利な化合物は前記の先行技術に記載されている。
(メタ)アクリレートという表記には、メタクリレート及びアクリレート並びにこれら2つの混合物が含まれる。
Rは水素又はメチルを表し、
R1は水素、1〜40個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖アルキル基を表す]
の1種以上の(メタ)アクリレートを有するモノマー組成物が使用される。
Rは、水素又はメチルを表し、
R2は2〜20個の炭素原子を有するOH基で置換されたアルキル基か、又は式(III)
R3及びR4は独立して水素又はメチルを表し、
R5は水素又は1〜40個の炭素原子を有するアルキル基を表し、
nは1〜90の整数を表す)
のアルコキシル化基を表す]
の1種以上の(メタ)アクリレートを有してよい。
3−ヒドロキシプロピルメタクリレート、
3,4−ジヒドロキシブチルメタクリレート、
2−ヒドロキシエチルメタクリレート、
2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、
2,5−ジメチル−1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、
1,10−デカンジオール(メタ)アクリレート、
1,2−プロパンジオール(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリル酸のプロポキシエチレン−及びプロポキシプロピレン誘導体、例えば
トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、
テトラエチレングリコール(メタ)アクリレート及び
テトラプロピレングリコール(メタ)アクリレートが属する。
Rは水素又はメチルを表し、
Xは酸素又は式−NH−又は−NR7−
(ここで、
R7は1〜40個の炭素原子を有するアルキル基を表す)
のアミノ基を表し、
R6は2〜20個、有利に2〜6個の炭素原子を有する、少なくとも1個の−NR8R9−基
(ここで、
R8及びR9は互いに独立して水素、1〜20個、有利に1〜6個の炭素原子を有するアルキル基を表すか、又は
R8及びR9は、窒素原子及び場合によりもう1個の窒素又は酸素原子の包含下に、C1〜C6−アルキルで置換されていてよい5員環又は6員環を形成する)
で置換された直鎖又は分枝鎖アルキル基を表す]
の1種以上の(メタ)アクリレート。
(メタ)アクリル酸のアミド、例えば
N−(3−ジメチルアミノプロピル)メタクリルアミド、
N−(ジエチルホスホノ)メタクリルアミド、
1−メタクリロイルアミド−2−メチル−2−プロパノール、
N−(3−ジブチルアミノプロピル)メタクリルアミド、
N−t−ブチル−N−(ジエチルホスホノ)メタクリルアミド、
N,N−ビス(2−ジエチルアミノエチル)メタクリルアミド、
4−メタクリロイルアミド−4−メチル−2−ペンタノール、
N−(メトキシメチル)メタクリルアミド、
N−(2−ヒドロキシエチル)メタクリルアミド、
N−アセチルメタクリルアミド、
N−(ジメチルアミノエチル)メタクリルアミド、
N−メチル−N−フェニルメタクリルアミド、
N,N−ジエチルメタクリルアミド、
N−メチルメタクリルアミド、
N,N−ジメチルメタクリルアミド、
N−イソプロピルメタクリルアミド;
アミノアルキルメタクリレート、例えば
トリス(2−メタクリルオキシエチル)アミン、
N−メチルホルムアミドエチルメタクリレート
2−ウレイドエチルメタクリレート;
複素環式(メタ)アクリレート、例えば2−(1−イミダゾリル)エチル(メタ)アクリレート、2−(4−モルホリニル)エチル(メタ)アクリレート及び1−(2−メタクリロイルオキシエチル)−2−ピロリドン
が属する。
成分C)は、本発明の成功のために本質的である。鉱油は自体公知であり、市販されている。鉱油は一般に石油又は原油から蒸留及び/又は精製及び場合により他の清浄化処理及び精製処理により取得され、その際、鉱油という定義には、殊に原油又は石油の高沸点分が含まれる。一般に、鉱油の沸点は5000Paで200℃を上回る、有利に300℃を上回る。同様に、シェール油の低温乾留、石炭のコークス化、空気排除下での褐炭の蒸留、並びに石炭又は褐炭の水素化による製造が可能である。少ない割合で、鉱油は(例えばホホバ、ナタネからの)植物由来又は動物(例えば牛脚油)由来の原料からも製造される。それに応じて、鉱油は由来に応じて種々の割合の、芳香族、環式、分枝鎖及び直鎖炭化水素を有する。
約18〜31個のC原子を有するn−アルカン:
0.7−1.0%
約18〜31個のC原子を有するわずかに分枝したアルカン:
1.0−8.0%
14〜32個のC原子を有する芳香族化合物:
0.4−10.7%
20〜32個のC原子を有するイソアルカン及びシクロアルカン:
60.7−82.4%
極性化合物:
0.1−0.8%
損失:
6.9−19.4%
鉱油の分析に関する重要な指摘、並びに異なる組成を有する鉱油の列挙は、例えばUllmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, CD-ROM, 第5版, 1997, 見出し語 "lubricants and related products"に存在する。
成分D)は本発明のポリマー分散液にとって必須であり、その際、前記成分は、少なくとも1個の(オリゴ)オキシアルキル基を含む1種以上の化合物を含有する。一般に、成分D)による化合物はオキシアルキル基を有利に1〜40個、殊に1〜20個、殊に有利に2〜8個含む。
以下でKV100とは、100℃で150N油中で測定された液体の動粘度を指す。粘度の測定をDIN 51562(ウベローデ粘度計)により実施する。この場合、油中のOCPの濃度はその都度2.8質量%である。BV20、BV40ないしBV100という表記は、同様に20、40ないし100℃でDIN51562(ウベローデ粘度計)により測定された分散液の動粘度(BV="bulk viscosity")を表す。
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた2リットルの4つ口フラスコ内で、KV100に関して11.0mm2/sの増粘作用を有するエチレン−プロピレン−コポリマー(例えば熱的又は機械的に分解されたDutral(R)CO 038)70.3gを、150N油251.8gと100N油47.9gとから成る混合物中に量り入れ、100℃で10〜12時間以内で溶解させる。溶解が進行した後、鎖長C10〜C18のアルキル置換基を有するアルキルメタクリレートから成る混合物41.1gを添加し、ドライアイスを添加することにより反応混合物を不活性化させる。重合温度が130℃に達した後、1,1−ジ(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン0.52gを添加し、同時に、上記と類似の組成物588.9gと1,1−ジ(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン7.66gとから成るモノマー添加を開始し、3.5時間の供給時間に亘って一様に添加する。供給終了の2時間後に、エトキシル化された脂肪アルコール(例えばMarlipal(R)O13/20)472.1gをポリマー含分が47.55%となるように希釈する。同時に、温度を100℃に低下させ、t−ブチルペルオクトエート1.26gを添加し、100℃で更に2時間撹拌する。インターミグ撹拌機を備えた1リットルのウィットの容器(撹拌機/容器直径の比=0.7;調節した撹拌機回転数:150rpm)内に、製造した溶液286.2g、エチレン−プロピレン−コポリマー(例えば11.5mm2/sに分解されたDutral(R)CO 038)43.2g及び他のエチレン−プロピレン−コポリマー(例えば11.5mm2/sのKV100に分解されたDutral(R)CO 058)170.6gを量り入れる。8〜10時間以内に、100℃で撹拌機回転数150rpmで褐色の分散液が生じるが、これは室温で数週間以内でエチレン−プロピレン−コポリマーの分離傾向にある。従って、安定化のために、温度を100℃から140℃に高め、150rpmで6時間更に撹拌する。引き続き、エトキシル化された脂肪アルコール(例えばMarlipal(R)O13/20)136.6gで希釈することによりポリマー含分が55%となるように希釈し、混合物を100℃で30分間更に撹拌する。そのように製造した生成物のKV100は3488mm2/sである。150N油中の生成物の2.8%の溶液のKV100は11.43mm2/sである。
撹拌機、温度計及び還流冷却器を備えた2リットルの4つ口フラスコ内で、そのKV100に関して11.0mm2/sの増粘作用を有するエチレン−プロピレン−コポリマー(例えば相応して分解されたDutral(R)CO 043)78.0gを、ジオクチルアジペート442.1g中に、100℃で10〜12時間以内で溶解させる。その後、鎖長C10〜C18のアルキル置換基を有するアルキルメタクリレートから成る混合物57.8gを添加する。ドライアイスを添加することにより反応混合物を不活性化させる。溶液の温度を110℃に高めた後、t−ブチルペルオクトエート0.57gを添加し、同時に、上記と類似の組成のアルキルメタクリレート422.1gとt−ブチルペルオクトエート8.44gとから成る供給を開始した。全供給時間は3.5時間であり、一定の計量供給速度下で進行する。供給終了の2時間後にt−ブチルペルオクトエート0.96gを添加する。3〜4時間後に溶液が得られ、これを後で分散成分として使用する。その後、ジブチルフタレート589.9gを用いて、ポリマー含分が35.1%となるように希釈する。そのように製造した溶液306.4gを、インターミグ撹拌機を備えた1リットルのウィットの容器(撹拌機/容器直径の比=0.7;撹拌機回転数150rpm)内に、2種の異なるエチレン−プロピレン−コポリマー(例えば11.5mm2/sのKV100に分解されたDutral(R)CO 038 96.8g及び11.5mm2/sのKV100に分解されたDutral(R)CO 058 96.8g)と一緒に量り入れる。温度を100℃に上昇させ、回転数150rpmで撹拌した後、8〜10時間以内に褐色の分散液が生じる。これを150rpmで6時間更に撹拌し、それによってより安定な分散液が得られる(これは、純粋なエチレン−プロピレン−コポリマーの分離への低下した傾向から認めることができる)。引き続き、前記の47.55%の分散成分73.1gとジブチルフタレート20.8gとを添加することにより、前記バッチ500gを、ポリマー含分が55%となるように希釈する。引き続き、更に30分間150rpmで撹拌する。そのように製造した生成物のKV100は1524mm2/sである。150N油中の生成物の2.8%の溶液のKV100は11.43mm2/sである。
Claims (14)
- 高い安定性を有するポリマー分散液において、以下
A)少なくとも1種の分散されたポリオレフィン
B)少なくとも1種の分散成分
C)鉱油、及び
D)(オリゴ)オキシアルキル基を含む少なくとも1種の化合物
を含み、該鉱油は、該鉱油の全質量に対して、芳香族分0.5〜30質量%、ナフテン系分15〜40質量%、パラフィンベース分35〜80質量%、n−アルカン3質量%まで、及び極性化合物0.05〜5質量%を含有し、その際、成分D)は少なくとも1種のエトキシル化されたアルコールを含み、かつ、エトキシル化されたアルコールが2〜8個の下記式(V)で示されるオキシアルキル基を有し、かつ、アルコールの疎水基が4〜22個の炭素原子を含み、
前記鉱油は、ポリマー分散液の5〜30質量%であり、
かつ、成分B)が、成分A)であるポリオレフィンへの、(メタ)アクリレート及び/又はスチレン−化合物を含むモノマー組成物のグラフト共重合により得られるものである、ことを特徴とする、高い安定性を有するポリマー分散液。
[式中、R 16 及びR 17 は独立して水素又は1〜10個の炭素を有するアルキル基である] - 前記鉱油は、ポリマー分散液の10〜20質量%である、請求項1に記載のポリマー分散液。
- 前記モノマー組成物が、式(I)
[式中、
Rは水素又はメチルを表し、
R1は水素、又は1〜40個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖アルキル基を表す]
の1種以上の(メタ)アクリレート
及び/又は式(II)
[式中、
Rは、水素又はメチルを表し、
R2は2〜20個の炭素原子を有するOH基で置換されたアルキル基か、又は式(III)
(ここで、
R3及びR4は独立して水素又はメチルを表し、
R5は水素又は1〜40個の炭素原子を有するアルキル基を表し、
nは1〜90の整数を表す)
のアルコキシル化基を表す]
の1種以上の(メタ)アクリレート
及び/又は式(IV)
[式中、
Rは水素又はメチルを表し、
Xは酸素又は式−NH−又は−NR7−
(ここで、
R7は1〜40個の炭素原子を有するアルキル基を表す)
のアミノ基を表し、
R6は2〜20個の炭素原子を有する、少なくとも1個の−NR8R9−基
(ここで、
R8及びR9は互いに独立して水素、1〜20個の炭素原子を有するアルキル基を表すか、又は
R8及びR9は、窒素原子及び場合によりもう1個の窒素又は酸素原子の包含下に、C1〜C6−アルキルで置換されていてよい5員環又は6員環を形成する)
で置換された直鎖又は分枝鎖アルキル基を表す]
の1種以上の(メタ)アクリレート
を有する、請求項1又は2に記載のポリマー分散液。 - グラフト反応の際に、分散性モノマーとして、複素環式ビニル化合物を含むモノマー組成物が使用されている、請求項1〜3のいずれかに記載のポリマー分散液。
- 成分A)が1種以上のオレフィンコポリマーを含む、請求項1〜4のいずれかに記載のポリマー分散液。
- 成分C)対成分D)の質量比が2:1〜1:25の範囲内である、請求項1〜5のいずれかに記載のポリマー分散液。
- ポリマー分散液が成分A)を少なくとも20質量%含む、請求項1〜6のいずれかに記載のポリマー分散液。
- ポリマー分散液が成分D)を2〜40質量%含む、請求項1〜7のいずれかに記載のポリマー分散液。
- ポリマー分散液が成分B)を30質量%まで含む、請求項1〜8のいずれかに記載のポリマー分散液。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のポリマー分散液の製造法において、成分B)の溶液中に、剪断応力の適用下で80〜180℃の範囲内の温度で成分A)を分散させることを特徴とする、ポリマー分散液の製造法。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のポリマー分散液を含む潤滑油配合物のための添加剤。
- 請求項1〜9のいずれかに記載のポリマー分散液を含む潤滑油。
- 潤滑油の製造法において、請求項1〜9のいずれかに記載のポリマー分散液を潤滑油配合物に添加することを特徴とする、潤滑油の製造法。
- R6が、2〜6個の炭素原子を有する、少なくとも1個の−NR8R9基
(ここで、R8及びR9は互いに独立して水素、1〜6個の炭素原子を有するアルキル基を表す)で置換された直鎖又は分枝鎖アルキル基を表す、請求項3記載のポリマー分散液。
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