TW202417536A - 消泡劑、包含該消泡劑的潤滑油組成物及使用該潤滑油組成物的機械 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種即使在高溫環境下亦表現出優異的消泡性的消泡劑。一種消泡劑,是至少將具有兩個以上下述通式(a)所表示的基的聚合性單量體(A)作為聚合成分的聚合物(R
11分別獨立地為碳原子數1~6的烷基、苯基或-OSi(R
14)
3所表示的基(R
14分別獨立地為碳原子數1~6的烷基或苯基),R
12分別獨立地為碳原子數1~6的烷基或苯基,R
13為碳原子數1~6的烷基或苯基,x表示重複數)。
Description
本發明是有關於一種消泡劑、包含消泡劑的潤滑油組成物及使用潤滑油組成物的機械。
近年來,減少二氧化碳排放量成為產業界的重要主題。其中,包括汽車在內的運輸設備的二氧化碳排放量佔總排放量的近兩成,作為用於減少二氧化碳排放量的對策之一,各國的方針中已提出將汽油汽車轉換為電動汽車(electric vehicle,EV)。
EV中的最重要的課題是提高燃料消費率,為此,正在急速推進車身小型化、驅動系統高效化等方面的研究。驅動系統高效化的課題之一是潤滑油的起泡。為了降低摩擦阻力,正在推進潤滑油的低黏度化,但是由於所述低黏度化而容易起泡。另外,在EV中由於驅動系統小型化,因此空隙減少,從而起泡的容許度亦有所下降。
若連續進行高負荷運轉或高速行駛,則有時會產生以下等問題:在低黏度化的潤滑油中發泡增大,由於發泡導致潤滑性能及冷卻效率下降;由於摩擦部位的油膜斷裂而產生磨損及燒結;由於油溫的上升而加速潤滑油的劣化。
因此需要具有高消泡性的潤滑油,在潤滑油中添加用於防止起泡的消泡劑。作為該消泡劑,已知有聚矽氧烷系消泡劑,提出了各種聚矽氧烷系消泡劑(例如專利文獻1-專利文獻4)。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2014-62259號公報
[專利文獻2]WO2015/087628號公報
[專利文獻3]日本專利特表2008-542462號公報
[專利文獻4]日本專利特表2008-542010號公報
[發明所欲解決之課題]
現有的聚矽氧烷系消泡劑存在隨著溫度上升,其消泡性大幅降低的問題,例如在需要高溫下的消泡性的汽車用途中存在無法獲得充分的消泡性的問題。
本發明所欲解決的課題是提供一種即使在高溫環境下亦表現出優異的消泡性的消泡劑。
本發明所欲解決的另一課題是提供一種即使在高溫環境下亦可表現出優異的潤滑性能的潤滑油組成物。
[解決課題之手段]
本發明者等人為了解決所述課題而進行了努力研究,結果發現,至少將具有兩個以上特定的含矽酮鏈的官能基的聚合性單量體作為聚合成分的聚合物是即使在高溫環境下亦表現出優異的消泡性的消泡劑,從而完成了本發明。
即,本發明是有關於一種消泡劑,所述消泡劑是至少將具有兩個以上下述通式(a)所表示的基的聚合性單量體(A)作為聚合成分的聚合物。
[化1]
(所述通式(a)中,
R
11分別獨立地為碳原子數1~6的烷基、苯基或-OSi(R
14)
3所表示的基(R
14分別獨立地為碳原子數1~6的烷基或苯基),
R
12分別獨立地為碳原子數1~6的烷基或苯基,
R
13為碳原子數1~6的烷基或苯基,
x表示重複數)
[發明的效果]
根據本發明,可提供一種即使在高溫環境下亦表現出優異的消泡性的消泡劑。
根據本發明,可提供一種即使在高溫環境下亦可表現出優異的潤滑性能的潤滑油組成物。
以下,對本發明的一實施方式進行說明。本發明並不限定於以下的實施方式,可在不損害本發明的效果的範圍內適當施加變更來實施。
[消泡劑]
本發明的消泡劑是至少將具有兩個以上下述通式(a)所表示的基的聚合性單量體(A)作為聚合成分的聚合物。
[化2]
(所述通式(a)中,
R
11分別獨立地為碳原子數1~6的烷基、苯基或-OSi(R
14)
3所表示的基(R
14分別獨立地為碳原子數1~6的烷基或苯基),
R
12分別獨立地為碳原子數1~6的烷基或苯基,
R
13為碳原子數1~6的烷基或苯基,
x表示重複數)
在本發明的消泡劑中,藉由使一個聚合性單量體具有兩個以上的所述通式(a)所表示的含矽酮鏈的官能基,從而提高聚合物的含矽酮鏈的官能基的密度。其結果,表面張力降低能力提高,消泡劑容易效率良好地向空氣界面移動,從而即使在高溫環境下亦可發揮高消泡性。
在本發明中,所謂「聚合成分」,是指構成聚合物的成分,不包含不構成聚合物的溶媒或聚合起始劑等。
在本發明中,所謂「聚合性單量體」,是指具有聚合性不飽和基的化合物,作為聚合性單量體(A)所具有的聚合性不飽和基,可列舉:(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯基氧基、(甲基)丙烯醯基胺基、乙烯基醚基、烯丙基、苯乙烯基、馬來醯亞胺基等含C=C的基。該些中,就原料的獲取容易性或聚合反應性良好的方面而言,較佳為(甲基)丙烯醯基、(甲基)丙烯醯基氧基。
另外,聚合性單量體所具有的聚合性不飽和基的數量可為一個,亦可為兩個以上。
在所述通式(a)中,R
11較佳為甲基或三甲基矽氧基,R
12及R
13較佳為甲基。
R
11、R
12、R
13及R
14的碳原子數1~6的烷基可更具有取代基,作為該取代基,例如可列舉羥基、芳基等。
R
11、R
12、R
13及R
14的苯基亦可更具有取代基,作為該取代基,例如可列舉羥基、烷基等。
在所述通式(a)中,x表示重複數,例如x只要為1以上的整數即可。
x的數量平均值例如為1~150的範圍,較佳為1~100的範圍,更佳為1~45的範圍,進而佳為1~35的範圍。
x的數量平均值可藉由利用實施例中記載的方法測定聚合性單量體(A)的數量平均分子量來確認。
在所述通式(a)中,多個R
11彼此可相同亦可不同。同樣地,多個R
12彼此可相同亦可不同。
聚合性單量體(A)較佳為下述通式(a-1)所表示的化合物。
[化3]
(所述通式(a-1)中,
R
11、R
12、R
13及x分別與所述通式(a)的R
11、R
12、R
13及x相同,
R
15為氫原子或甲基,
L
11及L
13分別獨立地為二價有機基或單鍵,
y為2~5的範圍的整數,
L
12為y+1價的有機基)
L
11及L
13較佳為單鍵、碳原子數1~50的伸烷基或碳原子數1~50的伸烷氧基。
作為L
11及L
13的碳原子數1~50的伸烷基,可列舉:亞甲基、伸乙基、伸正丙基、伸正丁基、伸正戊基、伸正己基、伸正庚基、伸正辛基、伸正壬基、伸正癸基、伸正十二烷基、伸異丙基、2-甲基伸丙基、2-甲基伸己基、四甲基伸乙基等。
L
11及L
13的碳原子數1~50的伸烷基較佳為碳原子數1~15的伸烷基,更佳為碳原子數1~5的伸烷基,進而佳為亞甲基、伸乙基、伸正丙基或伸異丙基。
L
11及L
13的碳原子數1~50的伸烷氧基例如為所述伸烷基中的一個-CH
2-經取代為-O-的基。
L
11及L
13的碳原子數1~50的伸烷氧基較佳為碳原子數1~15的伸烷氧基,更佳為碳原子數1~8的伸烷氧基,進而佳為亞甲氧基、伸乙氧基、伸丙氧基、氧基三亞甲基、伸丁氧基、氧基四亞甲基、伸戊氧基、伸庚氧基或伸辛氧基。
在L
11及L
13的二價有機基為碳原子數1~50的伸烷基或碳原子數1~50的伸烷氧基的情況下,該些二價有機基的-CH
2-的一部分可置換為羰基(-C(=O)-)、伸苯基、硫醚鍵(-S-)、醯胺鍵或胺基甲酸酯鍵,進而羥基等可取代為碳原子。
L
12的y+1價的有機基例如可列舉碳原子、苯環等。
聚合性單量體(A)例如可藉由以下方式來製造:使具有一個含矽酮鏈的官能基的聚合性單量體與具有兩個以上巰基的醇反應,合成具有兩個以上含矽酮鏈的官能基以及羥基的前驅物,並使所述前驅物與具有異氰酸酯基的聚合性單量體反應。
下述化學式是實施所述製造方法時的合成途徑的一例,可製造通式(a-1-1)所表示的化合物作為聚合性單量體(A)。
[化4]
(式中,R
16為氫原子或甲基)
[化5]
(式中,
R
17為氫原子或甲基,
L
14為二價有機基或單鍵)
在所述通式(a-1-1)中,作為L
14的二價有機基,可列舉與L
11的二價有機基相同的基。
構成本發明的作為消泡劑的聚合物(以下有時簡稱為「本發明的聚合物」)的聚合性單量體(A)可為單獨一種,亦可為兩種以上。
聚合性單量體(A)的重量平均分子量較佳為100~4,000的範圍。
此處,「重量平均分子量」是利用實施例中記載的方法進行測定而得的值。
在本發明的聚合物中,聚合成分中的聚合性單量體(A)的含有比例(以下簡稱為「聚合性單量體(A)的含有比例」)的下限例如為5質量%以上,依序較佳為10質量%以上、15質量%以上、20質量%以上、30質量%以上、40質量%以上的順序。
對聚合性單量體(A)的含有比例的上限並無特別限定,例如依序較佳為95質量%以下、90質量%以下、85質量%以下、80質量%以下、75質量%以下、70質量%以下。
聚合性單量體(A)的含有比例可藉由製造本發明的聚合物時的聚合性單量體(A)的投入比而調整。
聚合成分總量中的聚合性單量體(A)的比例較佳為20質量%~80質量%的範圍。
本發明的聚合物較佳為進而將聚合性單量體(B)作為聚合成分,所述聚合性單量體(B)具有選自由碳原子數1~18的烷基、碳原子數6~18的芳香族基、包含聚氧伸烷基鏈的基、及包含聚酯鏈的基所組成的群組中的一種以上。
聚合性單量體(B)所具有的碳原子數1~18的烷基可為直鏈狀烷基、分支狀烷基及環狀烷基中的任一種,作為具體例,可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正己基、環己基、正辛基、十六烷基等。
聚合性單量體(B)所具有的碳原子數1~18的烷基較佳為碳原子數1~6的烷基。
作為聚合性單量體(B)所具有的碳原子數6~18的芳香族基,可列舉:苯基、萘基、蒽-1-基、菲-1-基等。
所謂聚合性單量體(B)所具有的包含(聚)氧伸烷基鏈的基,是包含氧伸烷基的重複部分的一價基或包含氧伸烷基的重複部分的二價連結基。
所謂聚合性單量體(B)所具有的包含聚酯鏈的基,是包含酯鍵的重複部分的一價基或包含酯鍵的重複部分的二價連結基。
聚合性單量體(B)所具有的碳原子數1~18的烷基可更具有取代基,作為該取代基,例如可列舉羥基、芳基等。
聚合性單量體(B)所具有的碳原子數6~18的芳香族基可更具有取代基,作為該取代基,例如可列舉羥基、烷基等。
作為具有碳原子數1~18的烷基,且聚合性不飽和基為(甲基)丙烯醯基的聚合性單量體(B),例如可列舉:(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正庚酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸異硬脂酯等(甲基)丙烯酸的碳原子數為1~18的烷基酯;(甲基)丙烯酸二環戊基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片基氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸二甲基金剛烷基酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯等(甲基)丙烯酸的碳原子數1~18的交聯環狀烷基酯等。
再者,在本申請案中,所謂「(甲基)丙烯酸酯」,是指甲基丙烯酸酯以及丙烯酸酯此兩種。
作為具有碳原子數7~18的苯基烷基或碳原子數7~18的苯氧基烷基,且聚合性不飽和基為(甲基)丙烯醯基的聚合性單量體(B),例如可列舉:(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯氧基甲酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯等。
作為具有碳原子數1~18的烷基,且聚合性不飽和基為乙烯基醚基的聚合性單量體(B),例如可列舉:甲基乙烯基醚、乙基乙烯基醚、正丙基乙烯基醚、異丙基乙烯基醚、正丁基乙烯基醚、異丁基乙烯基醚、第三丁基乙烯基醚、正戊基乙烯基醚、正己基乙烯基醚、正辛基乙烯基醚、正十二烷基乙烯基醚、2-乙基己基乙烯基醚、環己基乙烯基醚等烷基乙烯基醚;環烷基乙烯基醚等。
作為具有碳原子數6~18的芳香族基的聚合性單量體(B),例如可列舉:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對甲氧基苯乙烯等。
作為具有碳原子數1~18的烷基,且聚合性不飽和基為(甲基)丙烯醯基胺基的聚合性單量體(B),例如可列舉:N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、丙烯醯嗎啉等。
作為具有碳原子數1~18的烷基,且聚合性不飽和基為馬來醯亞胺基的聚合性單量體(B),例如可列舉:甲基馬來醯亞胺、乙基馬來醯亞胺、丙基馬來醯亞胺、丁基馬來醯亞胺、己基馬來醯亞胺、辛基馬來醯亞胺、十二烷基馬來醯亞胺、硬脂基馬來醯亞胺、環己基馬來醯亞胺等。
作為具有包含聚氧伸烷基鏈的基,且聚合性不飽和基為(甲基)丙烯醯基的聚合性單量體(B),例如可列舉:聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚三亞甲基二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚四亞甲基二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇-丙二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇-聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇-四亞甲基二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇-聚四亞甲基二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚(丙二醇-四亞甲基二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇-聚四亞甲基二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚(丙二醇-1,2-丁二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇-聚1,2-丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇-1,2-丁二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇-聚1,2-丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚(四乙二醇-1,2-丁二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚四乙二醇-聚1,2-丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚1,2-丁二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇-三亞甲基二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇-聚三亞甲基二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚(丙二醇-三亞甲基二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇-聚三亞甲基二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚(三亞甲基二醇-四亞甲基二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚三亞甲基二醇-聚四亞甲基二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚(1,2-丁二醇-三亞甲基二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚1,2-丁二醇-聚三亞甲基二醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、聚(1,2-丁二醇-四亞甲基二醇)單(甲基)丙烯酸酯、聚1,2-丁二醇-聚四亞甲基二醇單(甲基)丙烯酸酯等。
再者,所述「聚(乙二醇-丙二醇)」是指乙二醇與丙二醇的無規共聚物,「聚乙二醇-聚丙二醇」是指乙二醇與丙二醇的嵌段共聚物。
聚合性單量體(B)較佳為選自由下述通式(b-1)所表示的化合物、下述通式(b-2)所表示的化合物、下述通式(b-3)所表示的化合物、下述通式(b-4)所表示的化合物及下述通式(b-5)所表示的化合物所組成的群組中的一種以上。
[化6]
(所述通式(b-1)、通式(b-2)、通式(b-3)、通式(b-4)及通式(b-5)中,
R
21為氫原子或甲基,
R
22為碳原子數1~18的烷基或苯基,
R
23為氫原子或甲基,
R
24為氫原子或碳原子數1~18的烷基或苯基,
R
25為氫原子或甲基,
R
26為碳原子數1~18的烷基、或碳原子數1~18的具有醚鍵的烷基,
R
27為氫原子或甲基,
R
28為碳原子數1~18的烷基或碳原子數1~18的具有醚鍵的烷基,
R
29為氫原子或甲基,
R
30分別獨立地為碳原子數1~6的烷基或碳原子數1~6的烷氧基,
L
2為二價有機基或單鍵,
n為1~4的範圍的整數,
m表示重複數,
p為1~10的範圍的整數,
q表示重複數,
l為0~5的範圍的整數)
在所述通式(b-2)中,括號內的m個n彼此可相同亦可不同。
在所述通式(b-3)中,括號內的q個p彼此可相同亦可不同。
在所述通式(b-4)中,括號內的q個p彼此可相同亦可不同。
R
22、R
24、R
26及R
28的碳原子數1~18的烷基可更具有取代基,作為該取代基,例如可列舉羥基、芳基等。
R
22及R
24的苯基可更具有取代基,作為該取代基,例如可列舉羥基、烷基等。
R
26及R
28的碳原子數1~18的具有醚鍵的烷基可更具有取代基,作為該取代基,例如可列舉羥基、芳基等。
R
30的碳原子數1~6的烷基可更具有取代基,作為該取代基,例如可列舉羥基、芳基等。
R
30的碳原子數1~6的烷氧基可更具有取代基,作為該取代基,例如可列舉羥基、芳基等。
所述通式(b-3)及通式(b-4)的L
2的二價有機基可列舉與L
1的二價有機基相同的基。
在所述通式(b-2)中,m表示重複數,例如m只要為1以上的整數即可。m的數量平均值例如為1~200的範圍,較佳為1~150的範圍,更佳為1~100的範圍。
m的數量平均值可藉由利用實施例中記載的方法測定聚合性單量體(B)的數量平均分子量來確認。
在所述通式(b-3)及通式(b-4)中,q表示重複數,例如q只要為1以上的整數即可。q的數量平均值例如為1~100的範圍,較佳為1~80的範圍,更佳為1~50的範圍。
q的數量平均值可藉由利用實施例中記載的方法測定聚合性單量體(B)的數量平均分子量來確認。
聚合性單量體(B)較佳為至少包含所述通式(b-2)所表示的化合物。
藉由將所述通式(b-2)所表示的化合物作為聚合成分,可獲得相對於後述的潤滑油基油而言優異的相容性。
聚合性單量體(B)可藉由公知的方法來製造。
另外,聚合性單量體(B)可使用市售品。例如,作為具有包含聚氧伸烷基鏈的基、且聚合性不飽和基為(甲基)丙烯醯基的聚合性單量體(B)的市售品,可列舉新中村化學工業股份有限公司製造的「NK酯M-20G」、「NK酯M-40G」、「NK酯M-90G」、「NK酯M-230G」、「NK酯AM-90G」、「NK酯AMP-10G」、「NK酯AMP-20G」、「NK酯AMP-60G」、日油股份有限公司製造的「博來默(Blemmer)PE-90」、「博來默(Blemmer)PE-200」、「博來默(Blemmer)PE-350」、「博來默(Blemmer)PME-100」「博來默(Blemmer)PME-200」、「博來默(Blemmer)PME-400」、「博來默(Blemmer)PME-4000」、「博來默(Blemmer)PP-1000」、「博來默(Blemmer)PP-500」、「博來默(Blemmer)PP-800」、「博來默(Blemmer)70PEP-350B」、「博來默(Blemmer)55PET-800」、「博來默(Blemmer)50POEP-800B」、「博來默(Blemmer)10PPB-500B」、「博來默(Blemmer)NKH-5050」、「博來默(Blemmer)AP-400」、「博來默(Blemmer)AE-350」、大賽璐(Daicel)股份有限公司製造的普拉賽爾(Placcel)F系列、大阪有機化學工業股份有限公司製造的比斯克(Viscoat)系列等。
構成本發明的聚合物的聚合性單量體(B)可為單獨一種,亦可為兩種以上。
關於本發明的消泡劑中的聚合性單量體(A)與聚合性單量體(B)的質量比,例如滿足聚合性單量體(A):聚合性單量體(B)=5:95~95:5,較佳為滿足聚合性單量體(A):聚合性單量體(B)=20:80~90:10,更佳為滿足聚合性單量體(A):聚合性單量體(B)=30:70~80:20,進而佳為滿足聚合性單量體(A):聚合性單量體(B)=30:70~70:30。
本發明的聚合物較佳為進一步將具有一個所述通式(a)所表示的基的聚合性單量體(C)作為聚合成分。
藉由將具有兩個以上含矽酮鏈的官能基的聚合性單量體(A)與具有一個含矽酮鏈的官能基的聚合性單量體(C)加以組合,可進一步提高消泡劑的消泡性。
聚合性單量體(C)較佳為下述通式(c-1)所表示的化合物。
[化7]
(所述通式(c-1)中,
R
11、R
12、R
13及x分別與所述通式(a)的R
11、R
12、R
13及x相同,
R
35為氫原子或甲基,
L
3為二價有機基或單鍵)
L
3的二價有機基與所述L
11及L
13的二價有機基相同。
在本發明的聚合物中,聚合成分中的聚合性單量體(C)的含有比例例如為0質量%~50質量%的範圍,較佳為3質量%~30質量%的範圍,更佳為5質量%~20質量%的範圍。
聚合性單量體(C)的含有比例可藉由製造本發明的消泡劑時的聚合性單量體(C)的原料投入比而調整。
本發明的消泡劑只要是至少將聚合性單量體(A)作為聚合成分的聚合物即可,其聚合形式並無特別限定。例如在本發明的消泡劑是至少將聚合性單量體(A)、聚合性單量體(B)及/或聚合性單量體(C)作為聚合成分的共聚物的情況下,該共聚物可為無規共聚物,亦可為嵌段共聚物。
本發明的聚合物只要至少將聚合性單量體(A)、任意的聚合性單量體(B)、以及任意的聚合性單量體(C)作為聚合成分即可,在不損害本發明的效果的範圍內,可包含聚合性單量體(A)、聚合性單量體(B)及聚合性單量體(C)以外的其他聚合性單量體作為聚合成分。
本發明的聚合物較佳為由聚合性單量體(A)、任意的聚合性單量體(B)及任意的聚合性單量體(C)實質上構成的共聚物,更佳為僅由聚合性單量體(A)、任意的聚合性單量體(B)及任意的聚合性單量體(C)的共聚物。此處,所謂「實質上構成」,是指聚合成分中的聚合性單量體(A)、任意的聚合性單量體(B)及任意的聚合性單量體(C)的合計含有比例為75質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上、或99質量%以上的情況。
本發明的聚合物較佳為不含氟原子。
本發明的聚合物的數量平均分子量(Mn)較佳為1,000~50,000的範圍,更佳為1,000~30,000的範圍,進而佳為1,500~10,000的範圍。
本發明的聚合物的重量平均分子量(Mw)較佳為1,000~300,000的範圍,更佳為1,500~250,000的範圍,進而佳為2,000~200,000的範圍,特佳為3,000~15,000的範圍。
在本發明中,重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)是基於凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)測定並進行聚苯乙烯換算而得的值。
本發明的聚合物的數量平均分子量(Mn)及重量平均分子量(Mw)的值藉由實施例中記載的方法進行測定。
[聚合物的製造方法]
本發明的聚合物的製造方法並無特別限定,可藉由公知的方法進行製造。
本發明的聚合物可基於自由基聚合法、陽離子聚合法、陰離子聚合法等的聚合機制,藉由溶液聚合法、整體聚合法、乳液聚合法等來製造。例如若為自由基聚合法,則可藉由向有機溶媒中投入聚合性單量體混合物並添加通用的自由基聚合起始劑,來製造本發明的聚合物。
作為所述聚合起始劑,可使用各種聚合起始劑,例如可列舉:第三丁基過氧化-2-乙基己酸酯、過氧化苯甲醯、過氧化二醯等過氧化物;偶氮雙異丁腈、偶氮雙異丁酸二甲酯、苯基偶氮三苯基甲烷等偶氮化合物;Mn(acac)
3等金屬螯合化合物等。
視需要亦可使用月桂基硫醇、2-巰基乙醇、乙基硫代乙醇酸、辛基硫代乙醇酸等鏈轉移劑、或γ-巰基丙基三甲氧基矽烷等具有偶合基的硫醇化合物作為鏈轉移劑等添加劑。
作為所述有機溶劑,例如可列舉:乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、第三丁醇等醇類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲基戊基酮等酮類,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯等酯類;2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯、2-氧基丙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯等單羧酸酯類;二甲基甲醯胺、二甲基亞碸、N-甲基吡咯啶酮等極性溶劑;甲基溶纖劑、溶纖劑、丁基溶纖劑、丁基卡必醇、乙基溶纖劑乙酸酯等醚類,丙二醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丁醚乙酸酯等丙二醇類及其酯類;1,1,1-三氯乙烷、氯仿等鹵素系溶劑,四氫呋喃、二噁烷等醚類;苯、甲苯、二甲苯等芳香族類,進而可列舉全氟辛烷、全氟三-正丁胺等氟化惰性液體類等。
該些溶劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
本發明的聚合物亦可藉由進行活性自由基聚合、活性陰離子聚合等活性聚合來製造。
活性自由基聚合中,可藉由使活性聚合末端由原子或原子團保護的休眠種可逆地產生自由基並與單體反應,從而進行生長反應,即使第一單體被消耗,生長末端亦不會失去活性,並與逐次追加的第二單體反應,獲得嵌段聚合物。作為此種活性自由基聚合的例子,可列舉:原子轉移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization,ATRP)、可逆加成-裂解型自由基聚合(Reversible Addition Fragmentation chain Transfer,RAFT)、介由硝基氧化物的自由基聚合(nitroxide-mediated polymerization,NMP)、使用有機碲的自由基聚合(Organo Tellurium Mediated Living Radical Polymerization,TERP)等。該些方法中,使用哪種方法並無特別限制,但就控制的容易性等方面而言,較佳為ATRP。ATRP是將有機鹵化物或鹵化磺醯基化合物等作為聚合起始劑,將包含過渡金屬化合物及配位體的金屬錯合物作為觸媒來進行聚合。
作為可在ATRP中使用的聚合起始劑的具體例,可列舉:1-苯基乙基氯化物、1-苯基乙基溴化物、氯仿、四氯化碳、2-氯丙腈、α,α'-二氯二甲苯、α,α'-二溴二甲苯、六(α-溴甲基)苯、碳原子數1~6的2-鹵化羧酸(例如2-氯丙酸、2-溴丙酸、2-氯異丁酸、2-溴異丁酸等)的碳原子數1~6的烷基酯等。
作為碳原子數1~6的2-鹵化羧酸的碳原子數1~6的烷基酯的更具體的例子,例如可列舉:2-氯丙酸甲酯、2-氯丙酸乙酯、2-溴丙酸甲酯、2-溴異丁酸乙酯等。
可在ATRP中使用的過渡金屬化合物為M
n+X
n所表示的化合物。
作為M
n+X
n所表示的過渡金屬化合物的過渡金屬M
n+,可自由Cu
+、Cu
2+、Fe
2+、Fe
3+、Ru
2+、Ru
3+、Cr
2+、Cr
3+、Mo
0、Mo
+、Mo
2+、Mo
3+、W
2+、W
3+、Rh
3+、Rh
4+、Co
+、Co
2+、Re
2+、Re
3+、Ni
0、Ni
+、Mn
3+、Mn
4+、V
2+、V
3+、Zn
+、Zn
2+、Au
+、Au
2+、Ag
+及Ag
2+所組成的群組中選擇。
M
n+X
n所表示的過渡金屬化合物的X可自由鹵素原子、碳原子數1~6的烷氧基、(SO
4)
1/2、(PO
4)
1/3、(HPO
4)
1/2、(H
2PO
4)、三氟甲磺酸鹽、六氟磷酸鹽、甲磺酸鹽、芳基磺酸鹽(較佳為苯磺酸鹽或甲苯磺酸鹽)、SeR
11、CN及R
12COO所組成的群組中選擇。此處,R
11表示芳基、直鏈狀或分支狀的碳原子數1~20(較佳為碳原子數1~10)的烷基,R
12表示氫原子、可經鹵素取代1次~5次(較佳為經氟或氯取代1次~3次)的直鏈狀或分支狀的碳原子數1~6的烷基(較佳為甲基)。
M
n+X
n所表示的過渡金屬化合物的n表示金屬上的形式電荷,為0~7的整數。
作為能夠與所述過渡金屬化合物的過渡金屬配位鍵結的配位體化合物,可列舉:具有包含可經由σ鍵而與過渡金屬配位的一個以上的氮原子、氧原子、磷原子或硫原子的配位體的化合物、具有包含可經由π鍵而與過渡金屬配位的兩個以上的碳原子的配位體的化合物、具有可經由μ鍵或η鍵而與過渡金屬配位的配位體的化合物。
作為所述過渡金屬錯合物並無特別限定,作為較佳者,可列舉7族、8族、9族、10族、11族的過渡金屬錯合物,作為進而佳者,可列舉0價的銅、1價的銅、2價的釕、2價的鐵或2價的鎳的錯合物。
作為可在ATRP中使用的觸媒的具體例,在中心金屬為銅的情況下,可列舉:2,2'-聯吡啶及其衍生物、1,10-啡啉及其衍生物、四甲基乙二胺、五甲基二乙三胺、六甲基三(2-胺基乙基)胺等多胺等的與配位體的錯合物。另外,作為2價的釕錯合物,可列舉:二氯三(三苯基膦)釕、二氯三(三丁基膦)釕、二氯(環辛二烯)釕、二氯苯釕、二氯對異丙基甲苯釕、二氯(降冰片二烯)釕、順-二氯雙(2,2'-聯吡啶)釕、二氯三(1,10-啡啉)釕、羰基氯氫化物三(三苯基膦)釕等。進而作為2價的鐵錯合物,可列舉雙三苯基膦錯合物、三氮雜環壬烷錯合物等。
在活性自由基聚合中,較佳為使用溶媒。
作為活性自由基聚合中使用的溶媒,例如可列舉:乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等酯系溶媒;二異丙醚、二甲氧基乙烷、二乙二醇二甲醚等醚系溶媒;二氯甲烷、二氯乙烷等鹵素系溶媒;甲苯、二甲苯等芳香族系溶媒;甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮系溶劑;甲醇、乙醇、異丙醇等醇系溶劑;二甲基甲醯胺、二甲基亞碸等非質子性極性溶媒等。
所述溶媒可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
所述活性自由基聚合時的聚合溫度較佳為室溫至120℃的範圍。
在藉由活性自由基聚合來製造本發明的聚合物的情況下,在所獲得的聚合物中有時會殘留起因於聚合中使用的過渡金屬化合物的金屬。殘留在所獲得的聚合物中的金屬可在聚合結束後使用活性氧化鋁等除去。
[潤滑油組成物]
本發明的消泡劑可較佳地用作潤滑油組成物的消泡劑,本發明的潤滑油組成物含有本發明的消泡劑。
本發明的消泡劑具有高消泡性能,且可無限制地用於例如汽車的緩衝器、變速機、動力轉向等驅動系機器用的潤滑油組成物。
本發明的潤滑油組成物中的本發明的消泡劑的含有比率並無特別限制,例如為潤滑油組成物總量的1質量ppm~1,000質量ppm的範圍,較佳為5質量ppm~700質量ppm的範圍,進而佳為10質量ppm~400質量ppm的範圍。
本發明的潤滑油組成物的潤滑油基油可使用眾所周知者,可為礦油,亦可為合成油,亦可為礦油與合成油的混合油。
作為礦油,例如有如下礦油、即,對將原油常壓蒸餾所得的常壓殘油進行減壓蒸餾而獲得潤滑油餾分,針對所得的潤滑油餾分,進行溶劑脫除、溶劑萃取、氫化分解、溶劑脫蠟、接觸脫蠟、氫化精製等的中一個以上的處理所精製的礦油,可列舉石蠟系礦油、環烷烴系礦油等。
另外,亦可列舉藉由將礦油系蠟或利用費托氏法(Fischer-Tropsch process)等製造的蠟(GTL蠟)進行異構化所製造的礦油等。
作為合成油,可列舉:聚丁烯、α-烯烴均聚物或共聚物(例如乙烯-α-烯烴共聚物)等聚烯烴;多元醇酯、二元酸酯、磷酸酯等各種酯;聚苯基醚等各種醚;聚二醇、烷基苯、烷基萘等。
潤滑油基油可使用單獨一種,亦可將兩種以上併用。
潤滑油基油於100°C的動態黏度較佳為2 mm
2/s~20 mm
2/s的範圍,更佳為2 mm
2/s~15 mm
2/s的範圍,進而佳為3 mm
2/s~10 mm
2/s的範圍。
藉由潤滑油基油於100°C的動態黏度處於所述範圍,而蒸發損失少,由黏性阻力所造成的動力損失不太大,因此變得容易獲得燃料消費率改善效果。
潤滑油基油較佳為利用n-d-M環分析的石蠟含量(有時記載為%Cp)為70%以上,更佳為75%以上,進而佳為80%以上。
潤滑油基油藉由石蠟含量處於所述範圍,而氧化穩定性等變得良好。
潤滑油組成物中的潤滑油基油的含有比率例如為潤滑油組成物總量的65質量%~95質量%的範圍,較佳為70質量%~95質量%的範圍,進而佳為70質量%~90質量%的範圍。
本發明的潤滑油組成物只要包含本發明的消泡劑及潤滑油基油即可,亦可更包含其他添加劑。
作為其他添加劑,可含有無灰清潔劑、無灰系摩擦調整劑、耐磨耗劑、極壓劑、黏度指數增進劑、金屬減活劑、流動點降低劑、防鏽劑等添加劑。該些添加劑可使用單獨一種或將兩種以上併用。
其他添加劑的各含量可在不損害本發明的效果的範圍內適宜調整,以潤滑油組成物總量為基準,通常為0.001質量%~25質量%,較佳為0.005質量%~20質量%,更佳為0.01質量%~15質量%。
其他添加劑的合計含量以潤滑油組成物總量為基準,較佳為25質量%以下,更佳為20質量%以下,進而佳為15質量%以下。
作為無灰清潔劑,可列舉:烯基琥珀醯單亞胺、烯基琥珀醯雙亞胺等烯基琥珀醯亞胺、硼改質烯基琥珀醯亞胺等。
作為無灰系摩擦調整劑,例如可列舉:分子中至少具有一個碳原子數6~30的烷基或烯基的脂肪族胺、脂肪酸酯、脂肪酸醯胺、脂肪酸、脂肪族醇、脂肪族醚等。
作為耐磨耗劑或極壓劑,例如可列舉:二硫代磷酸鋅等含硫化合物;亞磷酸酯類、磷酸酯類、磺酸酯類、及該些的胺鹽或金屬鹽等含磷化合物;硫代亞磷酸酯類、硫代磷酸酯類、硫代磺酸酯類、及該些的胺鹽或金屬鹽等含硫及磷的耐磨耗劑。
作為黏度指數增進劑,例如可列舉:聚甲基丙烯酸酯、分散型聚甲基丙烯酸酯、烯烴系共聚物(例如,乙烯-丙烯共聚物等)、分散型烯烴系共聚物、苯乙烯系共聚物(例如,苯乙烯-二烯共聚物、苯乙烯-異戊二烯共聚物等)等。
作為金屬減活劑,例如可列舉:苯並三唑系化合物、甲苯基三唑系化合物、咪唑系化合物、嘧啶系化合物等。
作為流動點降低劑,例如可列舉:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯化石蠟與萘的縮合物、氯化石蠟與酚的縮合物、聚甲基丙烯酸酯、聚烷基苯乙烯等。
作為防鏽劑,例如可列舉:石油磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、二壬基萘磺酸鹽、烯基琥珀酸酯、多元醇酯等。
本發明的潤滑油組成物較佳地用於在包括內燃機或電動馬達的機械中潤滑該機械的驅動部。
作為本發明的潤滑油組成物可使用的機械,只要是汽車(汽油汽車、電動汽車)、機器人(工業用機器人、娛樂用機器人)、航空器(飛機、直升機)、各種家電製品等包括內燃機或電動馬達的機械,則可無限制地使用。
[實施例]
以下,根據實施例及比較例對本發明具體進行說明。
再者,本發明並不限定於下述實施例。
在實施例及比較例中,重量平均分子量(Mw)及數量平均分子量(Mn)是基於凝膠滲透層析法(GPC)測定並進行聚苯乙烯換算而得的值。
GPC的測定條件如下所述。
[GPC測定條件]
測定裝置:東曹股份有限公司製造的高速GPC裝置「HLC-8320GPC」
管柱:東曹股份有限公司製造的「TSK GUARDCOLUMN SuperHZ-L」+東曹股份有限公司製造的「TSK gel SuperHZM-N」+東曹股份有限公司製造的「TSK gel SuperHZM-N」+東曹股份有限公司製造的「TSK gel SuperHZM-N」+東曹股份有限公司製造的「TSK gel SuperHZM-N」
檢測器:RI(差示折射計)
資料處理:東曹股份有限公司製造的「EcoSEC 資料解析(Data Analysis)1.07版」
管柱溫度:40℃
展開溶媒:四氫呋喃
流速:0.35 mL/分鐘
測定試樣:將試樣7.5 mg溶解在10 ml的四氫呋喃中,利用微孔過濾器過濾所獲得的溶液而得者作為測定試樣。
試樣注入量:20 μL
標準試樣:按照所述「HLC-8320GPC」的測定手冊,使用分子量已知的下述單分散聚苯乙烯。
(單分散聚苯乙烯)
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「A-300」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「A-500」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「A-1000」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「A-2500」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「A-5000」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「F-1」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「F-2」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「F-4」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「F-10」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「F-20」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「F-40」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「F-80」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「F-128」
東曹(TOSOH)股份有限公司製造的「F-288」
(合成實施例1:消泡劑(1)的合成)
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入1,3-二巰基2-丙醇30質量份、3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷215質量份、甲基乙基酮200質量份、NaH 0.1質量份。接下來,在氮氣環境下開始攪拌,將燒瓶內溫度升溫至60℃,攪拌1.5小時,藉由下述合成途徑獲得雙鏈矽酮單體前驅物(aa1)。
[化8]
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入雙鏈矽酮單體前驅物(aa1)17.6質量份、乙酸正丁酯20質量份、辛酸亞錫0.02質量份。接下來,在空氣氣流下開始攪拌,將燒瓶內溫度升溫至75℃,花費15分鐘滴加甲基丙烯酸2-異氰酸乙酯3質量份。滴加結束後,升溫至80℃並攪拌1小時進行反應,結果藉由IR光譜測定確認到異氰酸酯基的吸收峰的消失。藉此獲得下述式所表示的雙鏈矽酮單體(a1)。
[化9]
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入作為溶媒的乙酸正丁酯52質量份,在氮氣流下一邊攪拌一邊升溫至85℃。接下來,將溶解於乙酸正丁酯50質量份中的雙鏈矽酮單體(a1)30質量份及甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(環氧乙烷鏈的重複數約為9)20質量份、與將作為自由基聚合起始劑的過氧化-2-乙基己酸第三丁酯3質量份溶解於乙酸正丁酯15質量份而成的聚合起始劑溶液此兩種滴加液分別置於不同的滴加裝置中,將燒瓶內保持在85℃,同時花費2小時進行滴加。滴加結束後,在85℃下攪拌4小時後,升溫至110℃,進而攪拌1小時,藉此獲得消泡劑(1),該消泡劑(1)是將雙鏈矽酮單體與具有包含聚氧伸烷基鏈的基的單體作為聚合成分的聚合物。
利用GPC對所獲得的消泡劑(1)的分子量進行測定,結果重量平均分子量(Mw)為30,400。
(合成實施例2:消泡劑(2)的合成)
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入作為溶媒的乙酸正丁酯52質量份,在氮氣流下一邊攪拌一邊升溫至85℃。接下來,將溶解於乙酸正丁酯50質量份中的雙鏈矽酮單體(a1)25質量份、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(環氧乙烷鏈的重複數約為9)25質量份及甲基丙烯酸甲酯5質量份、與將作為自由基聚合起始劑的過氧化-2-乙基己酸第三丁酯3質量份溶解於乙酸正丁酯15質量份而成的聚合起始劑溶液此兩種滴加液分別置於不同的滴加裝置中,將燒瓶內保持在85℃,同時花費2小時進行滴加。滴加結束後,在85℃下攪拌4小時後,升溫至110℃,進而攪拌1小時,藉此獲得消泡劑(2),該消泡劑(2)是將雙鏈矽酮單體與具有包含聚氧伸烷基鏈的基的單體作為聚合成分的聚合物。
利用GPC對所獲得的消泡劑(2)的分子量進行測定,結果重量平均分子量(Mw)為71,700。
(合成實施例3:消泡劑(3)的合成)
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入作為溶媒的乙酸正丁酯52質量份,在氮氣流下一邊攪拌一邊升溫至85℃。接下來,將溶解於乙酸正丁酯50質量份中的雙鏈矽酮單體(a1)20質量份、3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷4質量份、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(環氧乙烷鏈的重複數約為9)22質量份及甲基丙烯酸甲酯4質量份、與將作為自由基聚合起始劑的過氧化2-乙基己酸第三丁酯3質量份溶解於乙酸正丁酯15質量份而成的聚合起始劑溶液此兩種滴加液分別置於不同的滴加裝置中,將燒瓶內保持在85℃,同時花費2小時進行滴加。滴加結束後,在85℃下攪拌4小時後,升溫至110℃,進而攪拌1小時,藉此獲得消泡劑(3),該消泡劑(3)是將雙鏈矽酮單體、3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷、甲基丙烯酸甲酯、以及具有包含聚氧伸烷基鏈的基的單體作為聚合成分的聚合物。
利用GPC對所獲得的消泡劑(3)的分子量進行測定,結果重量平均分子量(Mw)為50,700。
(合成實施例4:消泡劑(4)的合成)
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入作為溶媒的乙酸正丁酯52質量份,在氮氣流下一邊攪拌一邊升溫至95℃。接下來,將溶解於乙酸正丁酯133質量份中的雙鏈矽酮單體(a1)39質量份、3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷8.5質量份、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(環氧乙烷鏈的重複數約為9)45質量份及甲基丙烯酸苄酯16.7質量份、與將作為自由基聚合起始劑的過氧化-2-乙基己酸第三丁酯11質量份溶解於乙酸正丁酯30質量份而成的聚合起始劑溶液此兩種滴加液分別置於不同的滴加裝置中,將燒瓶內保持在95℃,同時花費2小時進行滴加。滴加結束後,在95℃下攪拌3小時後,升溫至110℃,進而攪拌1小時,藉此獲得消泡劑(4),該消泡劑(4)是將雙鏈矽酮單體、3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷、甲基丙烯酸甲酯、以及具有包含聚氧伸烷基鏈的基的單體作為聚合成分的聚合物。
利用GPC對所獲得的消泡劑(4)的分子量進行測定,結果重量平均分子量(Mw)為27,000。
(合成實施例5:消泡劑(5)的合成)
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入雙鏈矽酮單體前驅物(aa1)50質量份、正庚烷22質量份、三乙胺10.5質量份。接下來,在空氣氣流下開始攪拌,將燒瓶內溫度升溫至40℃,花費15分鐘滴加丙烯醯氯5.2質量份。滴加結束後,藉由攪拌3小時進行反應後,藉由添加水進行了過量的丙烯醯氯的失活。然後,利用檸檬酸進行萃取,藉此獲得下述式所表示的雙鏈矽酮單體(a2)。
[化10]
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入作為溶媒的乙酸正丁酯52質量份,在氮氣流下一邊攪拌一邊升溫至95℃。接下來,將溶解於乙酸正丁酯50質量份中的雙鏈矽酮單體(a2)20質量份、3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷4質量份、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(環氧乙烷鏈的重複數約為9)22質量份及甲基丙烯酸甲酯4質量份、與將作為自由基聚合起始劑的過氧化-2-乙基己酸第三丁酯3質量份溶解於乙酸正丁酯15質量份而成的聚合起始劑溶液此兩種滴加液分別置於不同的滴加裝置中,將燒瓶內保持在95℃,同時花費2小時進行滴加。滴加結束後,在85℃下攪拌4小時後,升溫至110℃,進而攪拌1小時,藉此獲得消泡劑(5),該消泡劑(5)是將雙鏈矽酮單體、3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷、甲基丙烯酸甲酯、以及具有包含聚氧伸烷基鏈的基的單體作為聚合成分的聚合物。
利用GPC對所獲得的消泡劑(5)的分子量進行測定,結果重量平均分子量(Mw)為17,000。
(合成實施例6:消泡劑(6)的合成)
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入下述式所表示的市售的矽酮化合物200質量份、作為溶劑的乙酸正丁酯100質量份、作為觸媒的辛酸亞錫0.05質量份。接下來,在空氣氣流下開始攪拌,將燒瓶內溫度升溫至75℃,花費30分鐘滴加丙烯酸2-異氰酸乙酯30質量份,滴加結束後,升溫至80℃並攪拌3小時,藉此進行反應。
針對所獲得的反應產物,進行IR光譜測定,結構確認到異氰酸酯基的吸收峰的消失。藉此獲得下述式所表示的單鏈矽酮單體。
[化11]
(式中,n表示重複數,n的數量平均值為10)
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入1,3-二巰基2-丙醇7.5質量份、所述獲得的單鏈矽酮單體138質量份、乙酸正丁酯100質量份、三乙胺2.0質量份。接下來,在氮氣環境下開始攪拌,將燒瓶內溫度升溫至80℃,攪拌10小時,藉由下述合成途徑獲得雙鏈矽酮單體前驅物(aa3)。
[化12]
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入雙鏈矽酮單體前驅物(aa3)60質量份、乙酸正丁酯40質量份、辛酸亞錫0.02質量份。接下來,在空氣氣流下開始攪拌,將燒瓶內溫度升溫至75℃,花費15分鐘滴加甲基丙烯酸2-異氰酸乙酯4.1質量份。滴加結束後,升溫至80℃並攪拌3小時,藉此進行反應,結果藉由IR光譜測定確認到異氰酸酯基的吸收峰的消失。藉此獲得下述式所表示的雙鏈矽酮單體(a3)。
[化13]
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入作為溶媒的乙酸正丁酯34質量份,在氮氣流下一邊攪拌一邊升溫至85℃。接下來,將溶解於乙酸正丁酯33質量份中的雙鏈矽酮單體(a3)13質量份、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(環氧乙烷鏈的重複數約為9)15質量份、甲基丙烯酸甲酯3質量份及3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷3質量份、與將作為自由基聚合起始劑的過氧化-2-乙基己酸第三丁酯2質量份溶解於乙酸正丁酯10質量份而成的聚合起始劑溶液此兩種滴加液分別置於不同的滴加裝置中,將燒瓶內保持在85℃,同時花費2小時進行滴加。滴加結束後,在85℃下攪拌4小時後,升溫至110℃,進而攪拌1小時,藉此獲得消泡劑(6),該消泡劑(6)是將雙鏈矽酮單體、以及具有包含聚氧伸烷基鏈的基的單體作為聚合成分的聚合物。
利用GPC對所獲得的消泡劑(6)的分子量進行測定,結果重量平均分子量(Mw)為25,000。
(合成實施例7:消泡劑(7)的合成)
在包括攪拌裝置、溫度計、冷卻管、滴加裝置的玻璃燒瓶中,投入作為溶媒的乙酸正丁酯52質量份,在氮氣流下一邊攪拌一邊升溫至90℃。接下來,將溶解於乙酸正丁酯50質量份中的市售的下述式所表示的三鏈矽酮化合物(a4)(Mw570~620)20質量份、3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷4質量份、甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(環氧乙烷鏈的重複數約為9)22質量份及甲基丙烯酸甲酯4質量份、與將作為自由基聚合起始劑的過氧化-2-乙基己酸第三丁酯5質量份溶解於乙酸正丁酯15質量份而成的聚合起始劑溶液此兩種滴加液分別置於不同的滴加裝置中,將燒瓶內保持在90℃,同時花費2小時進行滴加。滴加結束後,在90℃下攪拌2小時後,升溫至110℃,進而攪拌1.5小時,藉此獲得消泡劑(7),該消泡劑(7)是將三鏈矽酮單體、3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷、甲基丙烯酸甲酯、以及具有包含聚氧伸烷基鏈的基的單體作為聚合成分的聚合物。
[化14]
利用GPC對所獲得的消泡劑(7)的分子量進行測定,結果重量平均分子量(Mw)為44,200。
(合成比較例1:消泡劑(1')的合成)
除了使用下述式所表示的3-甲基丙烯醯氧基丙基三(三甲基矽氧基)矽烷20質量份代替雙鏈矽酮單體(a1)以外,與合成實施例1同樣地實施聚合反應,獲得消泡劑(1'),該消泡劑(1')是將單鏈矽酮單體與具有包含聚氧伸烷基鏈的基的單體作為聚合成分的聚合物。
[化15]
利用GPC對所獲得的消泡劑(1')的分子量進行測定,結果重量平均分子量(Mw)為40,900。
(合成比較例2:消泡劑(2')的合成)
除了使用下述式所表示的單鏈矽酮單體20質量份代替雙鏈矽酮單體(a1)以外,與合成實施例1同樣地實施聚合反應,獲得消泡劑(2'),該消泡劑(2')是將單鏈矽酮單體與具有包含聚氧伸烷基鏈的基的單體作為聚合成分的聚合物。
[化16]
(n表示重複數,n的數量平均值為10)
利用GPC對所獲得的消泡劑(2')的分子量進行測定,結果重量平均分子量(Mw)為24,500。
另外準備下述所表示的市售的二甲基矽酮(信越矽酮股份有限公司製造的「KF-96-60,000cs」)作為消泡劑(3')。
[化17]
使用所述製造的消泡劑進行下述起泡試驗,評價消泡劑的消泡性能。將結果示於表1。
(潤滑油組成物的製備)
在以潤滑油基油(石蠟系礦油)為主成分、且包含少量的各種添加劑(黏度指數增進劑、亞磷酸酯化合物、噻二唑化合物、鈣系清洗劑、金屬減活劑、無灰分散劑、抗氧化劑等)的基礎潤滑油100質量份中,將表1所示的消泡劑以表1所示的稀釋溶劑僅加入表1所示的量,分別製成潤滑油組成物。
(起泡試驗)
針對所獲得的潤滑油組成物,依據日本專利特開2008-120880號公報中揭示的均質器法,分別進行80℃及120℃下的起泡試驗。具體而言,使用包括發動機軸(譜萊密克司(PRIMIX)股份有限公司製造的「迷你米庫撒(Mini mixer)」)的均質器(譜萊密克司(PRIMIX)股份有限公司製造的「T.K.勞保米克斯(T.K.Labomix)」),根據下述條件,將潤滑油組成物攪拌,由攪拌結束起3秒後的起泡面的讀數(mL)減去攪拌前的油面的讀數(mL),作為起泡量(mL)。起泡量越少,意味著消泡性越優異。
[起泡試驗測定條件]
轉速:16,000 rpm
油溫:80℃及120℃
油量:80 ml
容器:200 ml量筒(內徑ϕ36 mm)
攪拌時間:1分鐘
[表1]
| 實施例1 | 實施例2 | 實施例3 | 實施例4 | 實施例5 | 實施例6 | 實施例7 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | 比較例4 | ||
| 消泡劑 | 消泡劑 (1) | 消泡劑 (2) | 消泡劑 (3) | 消泡劑 (4) | 消泡劑 (5) | 消泡劑 (6) | 消泡劑 (7) | - | 消泡劑 (1') | 消泡劑 (2') | 消泡劑 (3') | |
| 稀釋劑 | 煤油 | 煤油 | 煤油 | 煤油 | 煤油 | 煤油 | 煤油 | - | 煤油 | 煤油 | 煤油 | |
| 添加量 [質量ppm] | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | - | 100 | 100 | 20 | |
| 有效成分量 [質量%] | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | - | 1 | 1 | 1 | |
| 起泡量 [mL] | 80℃ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 0 | 20 | 10 | 100 | 100 |
| 120℃ | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 36 | 32 | 50 | 100 | 100 | 100 |
根據表1的評價結果可知,使用雙鏈矽酮單體的消泡劑即使在高溫環境下亦表現出優異的消泡性。另一方面,可知不使用雙鏈矽酮單體(使用單鏈矽酮單體)的消泡劑在高溫環境下無法獲得充分的消泡性。
無
無
Claims (12)
- 一種消泡劑,是至少將具有兩個以上下述通式(a)所表示的基的聚合性單量體(A)作為聚合成分的聚合物, 所述通式(a)中, R 11分別獨立地為碳原子數1~6的烷基、苯基或-OSi(R 14) 3所表示的基,其中R 14分別獨立地為碳原子數1~6的烷基或苯基, R 12分別獨立地為碳原子數1~6的烷基或苯基, R 13為碳原子數1~6的烷基或苯基, x表示重複數。
- 如請求項1所述的消泡劑,其中所述聚合性單量體(A)為下述通式(a-1)所表示的化合物, 所述通式(a-1)中, R 11、R 12、R 13及x分別與所述通式(a)的R 11、R 12、R 13及x相同, R 15為氫原子或甲基, L 11及L 13分別獨立地為二價有機基或單鍵, y為2~5的範圍的整數, L 12為y+1價的有機基。
- 如請求項1或2所述的消泡劑,其中所述聚合成分包含聚合性單量體(B),所述聚合性單量體(B)具有選自由碳原子數1~18的烷基、碳原子數6~18的芳香族基、包含聚氧伸烷基鏈的基、及包含聚酯鏈的基所組成的群組中的一種以上。
- 如請求項3所述的消泡劑,其中所述聚合性單量體(B)為選自由下述通式(b-1)所表示的化合物、下述通式(b-2)所表示的化合物、下述通式(b-3)所表示的化合物及下述通式(b-4)所表示的化合物所組成的群組中的一種以上, 所述通式(b-1)、通式(b-2)、通式(b-3)、及通式(b-4)中, R 21為氫原子或甲基, R 22為碳原子數1~18的烷基或苯基, R 23為氫原子或甲基, R 24為氫原子或碳原子數1~18的烷基或苯基, R 25為氫原子或甲基, R 26為碳原子數1~18的烷基、或碳原子數1~18的具有醚鍵的烷基, R 27為氫原子或甲基, R 28為碳原子數1~18的烷基或碳原子數1~18的具有醚鍵的烷基, L 2為二價有機基或單鍵, n為1~4的範圍的整數, m表示重複數, p為1~10的範圍的整數, q表示重複數。
- 如請求項1或2所述的消泡劑,其中所述聚合成分包含具有一個所述通式(a)所表示的基的聚合性單量體(C)。
- 如請求項5所述的消泡劑,其中所述聚合性單量體(C)為下述通式(c-1)所表示的化合物, 所述通式(c-1)中, R 11、R 12、R 13及x分別與所述通式(a)的R 11、R 12、R 13及x相同, R 35為氫原子或甲基, L 3為二價有機基或單鍵。
- 如請求項1或2所述的消泡劑,其中所述聚合成分總量中的所述聚合性單量體(A)的比例為20質量%~80質量%的範圍。
- 如請求項1或2所述的消泡劑,其中重量平均分子量處於3,000~150,000的範圍。
- 一種潤滑油組成物,含有潤滑油基油以及如請求項1或2所述的消泡劑。
- 如請求項9所述的潤滑油組成物,用於在包括內燃機或電動馬達的機械中潤滑所述機械的驅動部。
- 如請求項9所述的潤滑油組成物,用於在包括內燃機或電動馬達的汽車中潤滑所述汽車的驅動部。
- 一種機械,將如請求項9所述的潤滑油組成物用於驅動部。
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