JP7219663B2 - 潤滑油用粘度調整剤および潤滑油組成物 - Google Patents
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Description
(x-1)プロピレン由来の構成単位の含有割合が50~99モル%の範囲である;
(x-2)α-オレフィンが炭素数2または4~20のオレフィンである;
(x-3)示差走査型熱量計で測定した融点(Tm:℃)が65℃~91℃である;
(x-4)135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が0.01~5.0dl/gである。
[3] 前記プロピレン・α-オレフィン共重合体(X)のα-オレフィンが1-ブテンであることを特徴とする項[1]または[2]に記載の潤滑油用粘度調整剤。
[潤滑油用粘度調整剤]
本発明の潤滑油用粘度調整剤は、下記(x-1)~(x-4)の特性を有するプロピレン・α-オレフィン共重合体(X)(以下、単に「共重合体(X)」ともいう。)を含むことを特徴とする。
(x-1)プロピレン由来の構成単位の含有割合が50~99モル%の範囲である。
(x-2)α-オレフィンが炭素数2または4~20のオレフィンである。
(x-3)示差走査型熱量計で測定した融点(Tm:℃)が65℃~91℃である。
(x-4)135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が0.01~5.0dl/gである。
前記共重合体(X)は、下記(x-1)~(x-4)の特性を有する。
(x-1)プロピレン由来の構成単位の含有割合(以下「プロピレン含量」ともいう。)が50~99モル%の範囲である。
前記炭素数2または4~20のα-オレフィンとしては、例えば、エチレン、ブテン-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、4-メチル-ペンテン-1、ヘプテン-1、オクテン-1、デセン-1、ウンデセン-1、ドデセン-1、トリデセン-1、テトラデセン-1、ペンタデセン-1、ヘキサデセン-1、ヘプタデセン-1、オクタデセン-1、ノナデセン-1、エイコセン-1等の炭素数2または4~20、好ましくは炭素数2または4~12のα-オレフィンが挙げられる。また、α-オレフィンは直鎖状であっても分岐を有してもよい。α-オレフィンの中では、潤滑油組成物に対して良好な低温粘度特性、剪断安定性、耐熱性を与える点で、エチレン、ブテン-1、オクテン-1、4-メチル-ペンテン-1が好ましく、ブテン-1が特に好ましい。共重合体(X)は、α-オレフィン由来の構成単位を1種または2種以上含有することができる。
前記共重合体(X)の融点(Tm)は、65~91℃、好ましくは70~90℃、より好ましくは74~90℃である。前記共重合体(X)の融点が前記範囲内であることにより、粘度指数が高く、かつ、増粘性に優れた潤滑油用粘度調整剤を得ることができる。
共重合体(X)の前記極限粘度[η]は、通常0.01~5.0dl/g、好ましくは0.05~4.0dl/gであり、より好ましくは0.1~3.5dl/g、さらに好ましくは0.3~3.0dl/g、特に好ましくは0.5~2.5dl/gである。極限粘度[η]が前記範囲内であると、剪断安定性と低温特性とのバランスに優れた潤滑油組成物を得ることができる。
以上の物性の測定条件の詳細は、実施例欄に記載する。
前記共重合体(X)は、例えば、バナジウム、ジルコニウム、チタニウム、ハフニウム等の遷移金属を含有する化合物と、有機アルミニウム化合物、有機アルミニウムオキシ化合物およびイオン化イオン性化合物から選ばれる少なくとも1種とを含む触媒を用いて、少なくともエチレンと炭素数3~20のα-オレフィンとを共重合することにより製造することができる。このとき用いられるオレフィン重合用触媒としては、例えば、国際公開第00/34420号に記載されている触媒が挙げられる。
本発明の潤滑油組成物は、上述した本発明の潤滑油用粘度調整剤と、潤滑油基油(Y)とを含有する。
本発明の潤滑油組成物に含まれる潤滑油基油(Y)(以下「基油(Y)」ともいう)は、通常、潤滑油基油として用いられるものを制限なく用いることができ、例えば、鉱物油、合成油が挙げられる。基油(Y)としては、鉱物油と合成油とのブレンド物を用いてもよい。
鉱物油は、一般に脱ワックスなどの精製工程を経て用いられ、精製の仕方により幾つかの等級があり、本等級はAPI(米国石油協会)分類で規定される。一般に0.5~10質量%のワックス分を含む鉱物油が使用される。例えば、水素分解精製法で製造された流動点の低い、粘度指数の高い、イソパラフィンを主体とした組成の高度精製油を用いることができる。40℃における動粘度が5~200mm2/sの鉱物油が一般的に使用される。
本発明の潤滑油組成物における基油(Y)の含有割合は、組成物全量に対して、通常50質量%以上、好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上であり、基油(Y)の含有割合の上限は共重合体(X)および添加剤の量により画定される。
本発明の潤滑油組成物は、必要に応じて、上述した本発明の潤滑油用粘度調整剤および基油(Y)以外の他の成分(添加剤)を含有してもよい。他の成分としては、例えば、他の粘度調整剤、流動点降下剤、清浄分散剤、摩耗防止剤、消泡剤、酸化防止剤、摩擦調整剤、色安定剤、錆止め剤、腐食防止剤および金属不活性化剤が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール等のフェノール系酸化防止剤;ジオクチルジフェニルアミン等のアミン系酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤の典型的な量は、具体的な酸化防止剤およびその個々の有効性にもちろん依存するだろうが、例示的な合計量は、0.01~5質量%、好ましくは0.15~4.5質量%、より好ましくは0.2~4質量%となり得る。さらに、1つ以上の酸化防止剤が存在していてもよく、これらの特定の組合せは、これらを組み合わせた全体の効果に対して、相乗的でなり得る。
本発明の潤滑油組成物は、従来公知の方法で、例えば共重合体(X)、必要に応じて基油(Y)および添加剤を混合することにより調製することができる。共重合体(X)は、取扱いが容易なため、基油(Y)中の濃縮物として任意に供給してもよい。
本発明の潤滑油組成物は、例えば、自動車用エンジンオイル、大型車両用ディーゼルエンジン用の潤滑油、船舶用ディーゼルエンジン用の潤滑油、二行程機関用の潤滑油、自動変速装置用およびマニュアル変速機用の潤滑油、ギア潤滑油ならびにグリース等として、多様な公知の機械装置のいずれにも注油することができる。
[共重合体の物性]
実施例および比較例で用いた共重合体の各種物性は、以下のようにして測定した。
プロピレン・α-オレフィン共重合体におけるプロピレン由来の構成単位の含有割合(モル%)については、13C-NMRスペクトルの解析により求めた。
ブルカー・バイオスピン社製AVANCEIIIcryo-500型核磁気共鳴装置
(測定条件)
測定核:13C(125MHz)、測定モード:シングルパルスプロトンブロードバンドデカップリング、パルス幅:45°(5.00μ秒)、ポイント数:64k、観測範囲:250ppm(-55~195ppm)、繰り返し時間:5.5秒、積算回数:128回、測定溶媒:オルトジクロロベンゼン/ベンゼン-d6(4/1 v/v)、試料濃度:ca.60mg/0.6mL、測定温度:120℃、ウインドウ関数:exponential(BF:1.0Hz)、ケミカルシフト基準:ベンゼン-d6(128.0ppm)。
重合例で製造したプロピレン・α-オレフィン共重合体を、190℃に設定した油圧式熱プレス成型機を用いて5分間予熱した後、2分間加圧し、加圧後1分間以内に20℃に設定した冷却槽で4分間冷却して、厚さ1mmのプレスシートを作成した。このプレスシートを23℃で3日間保管したものを試験体とした。
共重合体の極限粘度[η]は、デカリン溶媒を用いて、135℃で測定した。具体的には、共重合体のパウダー、ペレットまたは樹脂塊約20mgをデカリン15mlに溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定した。このデカリン溶液にデカリン溶媒を5ml追加して希釈後、同様にして比粘度ηspを測定した。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)を0に外挿した時のηsp/Cの値を極限粘度として求めた(下式参照)。
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
実施例および比較例で得られた潤滑油組成物の各種物性は、以下のようにして測定した。
潤滑油組成物の40℃および100℃における動粘度(KV)を、ASTM D445に基づいて測定するとともに、これらの結果を用いてASTM D2270に基づいて粘度指数(VI)を算出した。
以下、プロピレン・α-オレフィン共重合体の重合例について記載する。なお、分析および潤滑油調整剤評価に必要な量を確保するため、複数回の重合を実施していることがある。
充分に窒素置換された容積0.95Lの攪拌翼付加圧連続重合反応器の一つの供給口に、ジフェニルメチレン(3-tert-ブチル-5-エチルシクロペンタジエニル)(2,7-ジ-tert-ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロリド(以下「化合物(1)」ともいう。)を0.018mmol/Lの濃度で、メチルアルミノキサン(東ソー・ファインケム社のTMAO-341)を4.4mmol/Lの濃度で、トリイソブチルアルミニウム(iBu3Alとも記す)を3.5mmol/Lの濃度で混合調整したヘキサン溶液(1)を260mL/時の流量で連続的に供給した。同時に連続重合反応器の別の供給口に、プロピレンを286g/時の流量で、1-ブテンを570g/時の流量で、水素を0.07NL/時の流量で連続的に供給した。前記重合反応器の供給口二つと最上部の口からヘキサンを1,450mL/時の合計流量で連続的に供給し、重合温度70℃、全圧3.6MPa-G(G=ゲージ圧力)、攪拌回転数700rpmの条件下で連続溶液重合を行った。重合反応器外周に設けられたジャケットに冷媒を流通させることにより、重合反応熱の除去を行った。
表2に記載したとおりに重合条件を変更したこと以外は重合例1と同様に行った。重合例11~15では、1-ブテンの代わりにエチレンをコモノマーとして使用した。
上記の重合例で得られたプロピレン・α-オレフィン共重合体を潤滑油用粘度調整剤として用いて、潤滑油組成物を調製した。潤滑油組成物の100℃における動粘度が8.0mm2/s程度になるように、プロピレン・α-オレフィン共重合体の添加量を調整した。
APIグループ(III)基油(「Yubase-4」、SK Lubricants社製、100℃における動粘度:4.21mm2/s、粘度指数:123)
添加剤*:8.64質量%
流動点降下剤:0.3質量%
(ポリメタクリレート「ルブラン165」、東邦化学工業社製)
プロピレン・α-オレフィン共重合体:表3に示すとおり
合計 100.0(質量%)
注(*) 添加剤=CaおよびNaの過塩基性清浄剤、N含有分散剤、アミン性[aminic]およびフェノール性の酸化防止剤、ジアルキルジチオリン酸亜鉛類、摩擦調整剤、および消泡剤を含む従来のGF-5用エンジン油用添加剤パッケージ。
Claims (4)
- 下記(x-1)~(x-4)の特性を有するプロピレン・α-オレフィン共重合体(X)を含むことを特徴とする潤滑油用粘度調整剤:
(x-1)プロピレン由来の構成単位の含有割合が50~99モル%の範囲である;
(x-2)α-オレフィンが炭素数2または4~20のオレフィンである;
(x-3)示差走査型熱量計で測定した融点(Tm:℃)が65℃~91℃である;
(x-4)135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が0.01~5.0dl/gである。 - 前記プロピレン・α-オレフィン共重合体(X)を1~100質量%の範囲で含むことを特徴とする請求項1に記載の潤滑油用粘度調整剤。
- 前記プロピレン・α-オレフィン共重合体(X)のα-オレフィンが1-ブテンであることを特徴とする請求項1または2に記載の潤滑油用粘度調整剤。
- 請求項1~3のいずれか1項に記載の潤滑油用粘度調整剤と、潤滑油基油(Y)とを含有し、かつ、前記プロピレン・α-オレフィン共重合体(X)を0.01~20質量%の範囲で含むことを特徴とする潤滑油組成物。
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