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公開番号2024144484
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-11
出願番号2024117141,2024543064
出願日2024-07-22,2023-09-08
発明の名称重合体、潤滑油用摩擦低減剤、および潤滑油組成物
出願人三菱ケミカル株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C10M 145/14 20060101AFI20241003BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】高い摩擦低減効果を有する重合体潤滑油添加剤、潤滑油用摩擦低減剤、及び潤滑油組成物を提供できる重合体を提供すること。
【解決手段】主鎖ポリマー構造と、側鎖ポリマー構造とを有し、前記側鎖ポリマー構造が、アルキル基の炭素数が11～30のアルキル(メタ)アクリレート(a)由来の構成単位を含み、前記主鎖ポリマー構造、及び側鎖ポリマー構造の少なくとも一つが、下記一般式(1)で示される(メタ)アクリレート(b)由来の構成単位を含む、重合体。式(1)中、R¹は、水素原子またはメチル基であり、R²は、水素原子または極性基を含有する有機基を表す。ただし、極性基を含有する有機基は、アルコキシアルキル基を含まない。
[化1]
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特許請求の範囲【請求項１】
主鎖ポリマー構造と、側鎖ポリマー構造とを有し、
前記側鎖ポリマー構造が、アルキル基の炭素数が１１～３０のアルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位を含み、
前記主鎖ポリマー構造、及び側鎖ポリマー構造の少なくとも一つが、下記一般式（１）で示される（メタ）アクリレート（ｂ）由来の構成単位を含み、
前記（メタ）アクリレート（ｂ）の極性基が、ヒドロキシル基、カルボキシ基、アミノ基またはアミド基である、潤滑油添加剤用重合体。
TIFF
2024144484000014.tif
21
170
（式中、Ｒ
１
は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ
２
は、水素原子または極性基を含有する有機基を表す。ただし、極性基を含有する有機基は、アルコキシアルキル基を含まない。）
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記（メタ）アクリレート（ｂ）の極性基が、ヒドロキシル基である、請求項１に記載の潤滑油添加剤用重合体。
【請求項３】
さらにアルキル基の炭素数が１～１０のアルキル（メタ）アクリレート（ｃ）由来の構成単位を含む、請求項１に記載の潤滑油添加剤用重合体。
【請求項４】
前記主鎖ポリマー構造が、アルキル基の炭素数が１１～３０のアルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位を含む、請求項１に記載の潤滑油添加剤用重合体。
【請求項５】
前記主鎖ポリマー構造が、ビニル系ラジカル重合性単量体（ｍ１）由来の構成単位を含、み、前記ビニル系ラジカル重合性単量体（ｍ１）由来の構成単位の少なくとも一部は、前記（メタ）アクリレート（ｂ）由来の構成単位である、
請求項１に記載の潤滑油添加剤用重合体。
【請求項６】
前記側鎖ポリマー構造が、マクロモノマー（Ｍ）由来の構成単位を含む、請求項５に記載の潤滑油添加剤用重合体。
【請求項７】
前記マクロモノマー（Ｍ）が、前記アルキル基の炭素数が１１～３０のアルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位を含む請求項６に記載の潤滑油添加剤用重合体。
【請求項８】
前記マクロモノマー（Ｍ）が、下記式（２）の構造を有する請求項６に記載の潤滑油添加剤用重合体。
TIFF
2024144484000015.tif
49
170
（式中、Ｘ
１
～Ｘ
ｎ－１
は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基又はＣＨ
２
ＯＨを示し、Ｙ
１
～Ｙ
ｎ
は、それぞれ独立して、前記マクロモノマー（Ｍ）のモノマー構成単位であるビニル系ラジカル重合性単量体（ｍ２）のビニル基に結合するＸ
１
～Ｘ
ｎ－１
以外の置換基を示す。Ｚは末端基を表し、ｎは２～１００００の整数を表す。）
【請求項９】
請求項１～８のいずれか１項に記載の潤滑油添加剤用重合体を含む、潤滑油添加剤。
【請求項１０】
請求項１～８のいずれか１項に記載の潤滑油添加剤用重合体、及び溶媒を含む、潤滑油用摩擦低減剤。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンオイル等に使用される重合体、潤滑油用摩擦低減剤、潤滑油組成物に関する。
本願は、２０２２年９月９日に、日本に出願された特願２０２２－１４３７８７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
続きを表示（約 6,900 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジン油や駆動系油等に代表される潤滑油には、摩擦によるエネルギー損失の削減や、焼き付き防止による機器の長寿命化を目的として、各種摩擦摩低減剤が配合されている。近年の省燃費化を目的とした潤滑油の低粘度化を背景に、金属同士の接触面の負荷は過酷さを増しており、摩擦低減剤の役割は一層重要なものとなってきている。
摩擦低減剤としては、長鎖脂肪酸エステルおよび脂肪酸アミド等の油性向上剤や、リン酸エステルおよびジチオリン酸亜鉛等の摩耗防止剤、有機硫黄化合物および有機ハロゲン化合物等の極圧剤、有機モリブデン化合物等の摩擦調整剤等が挙げられるが、使用条件や使用環境によっては、これらの添加剤だけでは摩擦の低減効果が不十分となる課題があった。この課題を克服するために、摩擦低減剤としてポリマー材料を用いる検討が進められており、例えば、特許文献１には、ポリオレフィンベースのマクロモノマーに由来する繰り返し単位と、低分子量モノマーに由来する繰り返し単位を包含する櫛型ポリマーが摩擦変更剤（摩擦改良剤）として、好適に使用できることが開示されている。また、特許文献２には、（メタ）アクリル系グラフト共重合体が摩擦調整剤として、好適に使用できることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０２０－５０２３４４号公報
特開２０２２－１１３６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２に記載の方法では、摩擦の低減効果が不十分である。
【０００５】
本発明の目的は、重合体を提供することにあり、前記重合体を用いて、高い摩擦低減効果を有する重合体潤滑油添加剤、潤滑油用摩擦低減剤、及び潤滑油組成物を提供できる重合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
［１］主鎖ポリマー構造と、側鎖ポリマー構造とを有し、
前記側鎖ポリマー構造が、アルキル基の炭素数が１１～３０のアルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位を含み、
前記主鎖ポリマー構造、及び側鎖ポリマー構造の少なくとも一つが、下記一般式（１）で示される（メタ）アクリレート（ｂ）由来の構成単位を含む、重合体。
TIFF
2024144484000001.tif
21
170
（式中、Ｒ
１
は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ
２
は、水素原子または極性基を含有する有機基を表す。ただし、極性基を含有する有機基は、アルコキシアルキル基を含まない。）
［２］前記（メタ）アクリレート（ｂ）の極性基が、ヒドロキシル基、カルボキシ基、アミノ基またはアミド基である、［１］に記載の重合体。
［３］前記（メタ）アクリレート（ｂ）の極性基が、ヒドロキシル基である、［１］又は［２］に記載の重合体。
［４］さらにアルキル基の炭素数が１～１０のアルキル（メタ）アクリレート（ｃ）由来の構成単位を含む、［１］～［３］のいずれか一項に記載の重合体。
［５］前記主鎖ポリマー構造が、アルキル基の炭素数が１１～３０のアルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位を含む、［１］～［４］のいずれか一項に記載の重合体。
［６］前記主鎖ポリマー構造の割合は、重合体の総質量に対して、２５～９８質量％が好ましく、３０～９５質量％がより好ましく、４０～９０質量％がさらに好ましい、［１］～［５］のいずれか一項に記載の重合体。
［７］前記側鎖ポリマー構造の割合は、重合体の総質量に対して、２～７５質量％が好ましく、５～７０質量％がより好ましく、１０～６０質量％がさらに好ましい、［１］～［６］のいずれか一項に記載の重合体。
［８］前記アルキル（メタ）アクリレート（ａ）が、炭素数が１１～２０の直鎖状あるいは分岐状のアルキル（メタ）アクリレートが好ましく、炭素数が１１～２０の直鎖状あるいは分岐状のアルキルメタクリレートがより好ましく、炭素数が１１～１８の直鎖状あるいは分岐状のアルキルメタクリレートがさらに好ましく、炭素数が１２～１４の直鎖状あるいは分岐状のアルキルメタクリレートが特に好ましい、［１］～［７］のいずれか一項に記載の共重合体。
［９］前記アルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位の含有量は、側鎖ポリマー構造の総質量に対して、３０～１００質量％が好ましく、５０～１００質量％がより好ましく、８０～９９質量％がさらに好ましい、［１］～［８］のいずれか一項に記載の重合体。
［１０］前記アルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位の含有量は、重合体の総質量に対して、２０～９０質量％が好ましく、２５～８５質量％がより好ましく、３０～８０質量％がさらに好ましい、［１］～［９］のいずれか一項に記載の重合体。
［１１］前記（メタ）アクリレート（ｂ）の極性基が、ヒドロキシル基、カルボキシ基、炭素数２～６の脂肪族複素環、炭素数４～１０の芳香族複素環、アルコキシシリル基、炭素数３～９のトリアルコキシシリル基、リン酸基、リン酸エステル基、アミノ基、又はアミド基が好ましく；ヒドロキシル基、カルボキシ基、アミノ基、又はアミド基がより好ましく；ヒドロキシル基がさらに好ましい、［１］～［１０］のいずれか一項に記載の重合体。
［１２］前記（メタ）アクリレート（ｂ）の総炭素数は、３～１０が好ましく、３～９がより好ましく、３～８がさらに好ましい。［１］～［１１］のいずれか一項に記載の重合体。
［１３］前記（メタ）アクリレート（ｂ）由来の構成単位の含有量は、重合体の総質量に対して、０．０１質量％以上２０質量％以下が好ましく、０．０５質量％以上１５質量％以下がより好ましく、０．１質量％以上５質量％以下がさらに好ましく、０．５質量％以上３質量％以下が特に好ましい、［１］～［１２］のいずれか一項に記載の共重合体。
［１４］さらにアルキル基の炭素数が１～１０のアルキル（メタ）アクリレート（ｃ）由来の構成単位を含む、［１］～［１３］のいずれか一項に記載の重合体。
［１５］さらにアルキル基の炭素数が１～１０のアルキル（メタ）アクリレート（ｃ）由来の構成単位を含み、前記アルキル（メタ）アクリレート（ｃ）が、炭素数が１～４のアルキル（メタ）アクリレートが好ましく、炭素数が１～４のアルキルアクリレートがより好ましく、ｎ－ブチルアクリレートがさらに好ましい、［１］～［１４］のいずれか一項に記載の重合体。
［１６］さらにアルキル基の炭素数が１～１０のアルキル（メタ）アクリレート（ｃ）由来の構成単位を含み、前記アルキル（メタ）アクリレート（ｃ）由来の構成単位の含有量は、重合体の総質量に対して、２０質量％以上９５質量％以下が好ましく、３０質量％以上９０質量％以下がより好ましく、４５質量％以上８０質量％以下がさらに好ましい、［１］～［１５］のいずれか一項に記載の重合体。
［１７］前記アルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位、前記一般式（１）で示される（メタ）アクリレート（ｂ）由来の構成単位、及びアルキル基の炭素数が１～１０のアルキル（メタ）アクリレート（ｃ）由来の構成単位の含有量の合計は、重合体の総質量に対して、７０～１００質量％であることが好ましく、８０～１００質量％であることがより好ましく、９０～１００質量％であることがさらに好ましい、［１］～［１６］のいずれか一項に記載の重合体。
［１８］前記主鎖ポリマー構造が、ビニル系ラジカル重合性単量体（ｍ１）由来の構成単位を含み、前記ビニル系ラジカル重合性単量体（ｍ１）由来の構成単位の少なくとも一部は、前記（メタ）アクリレート（ｂ）由来の構成単位である、
［１］～［１７］のいずれか一項に記載の重合体。
［１９］前記側鎖ポリマー構造がマクロモノマー（Ｍ）由来の構成単位を含む、［１］～［１８］のいずれか一項に記載の重合体。
［２０］前記マクロモノマー（Ｍ）が、前記アルキル基の炭素数が１１～３０のアルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位を含む［１９］に記載の重合体。
［２１］前記マクロモノマー（Ｍ）が、下記式（２）の構造を有する［１９］又は［２０］に記載の重合体。
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2024144484000002.tif
49
170
（式中、Ｘ
１
～Ｘ
ｎ－１
は、それぞれ独立して、水素原子、メチル基又はＣＨ
２
ＯＨを示し、Ｙ
１
～Ｙ
ｎ
は、それぞれ独立して、前記マクロモノマー（Ｍ）のモノマー構成単位であるビニル系ラジカル重合性単量体（ｍ２）のビニル基に結合するＸ
１
～Ｘ
ｎ－１
以外の置換基を示す。Ｚは末端基を表し、ｎは２～１００００の整数を表す。）
［２２］前記ビニル系ラジカル重合性単量体（ｍ１）が、前記一般式（１）で示される（メタ）アクリレート（ｂ）、及びアルキル基の炭素数が１～１０のアルキル（メタ）アクリレート（ｃ）を含む、［１８］～［２１］のいずれか一項に記載の重合体。
［２３］前記ビニル系ラジカル重合性単量体（ｍ２）が、前記アルキル（メタ）アクリレート（ａ）を含む、［１８］～［２２］のいずれか一項に記載の重合体。
［２４］前記アルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位の含有量が、前記マクロモノマー（Ｍ）の総質量に対し、８０～１００質量％含有することが好ましく、８５～９９．９質量％含有することがより好ましく、９０～９９．８質量％含有することがさらに好ましく、９５～９９．５質量％含有することが特に好ましい、［１９］～［２３］のいずれか一項に記載の重合体。
［２５］アルキル基の炭素数が１～１０のアルキル（メタ）アクリレート（ｃ）由来の構成単位の含有量が、前記マクロモノマー（Ｍ）の総質量に対し、０質量％超２０質量％以下含有することが好ましく、０．１～１５質量％含有することがより好ましく、０．２～１０質量％含有することがさらに好ましく、０．５～５質量％含有することが特に好ましい、［１９］～［２４］のいずれか一項に記載の重合体。
［２６］［アルキル基の炭素数が１～１０のアルキル（メタ）アクリレート（ｃ）由来の構成単位の含有量］／［前記アルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位の含有量］で表される比は、０．００１～３．５が好ましく、０．００２～３．０がより好ましく、０．００５～２．６がさらに好ましい、［１８］～［２５］のいずれか一項に記載の重合体。
［２７］前記マクロモノマー（Ｍ）由来の構成単位の含有量は、重合体の総質量に対し、１～７０質量％が好ましく、２～６０質量％がより好ましく、５～５０質量％がさらに好ましい、［１９］～［２６］のいずれか一項に記載の重合体。
［２８］前記マクロモノマー（Ｍ）のゲル浸透クロマトグラフィーで測定した質量平均分子量（Ｍｗ）は、２０００～１０００００が好ましく、３０００～８００００がより好ましく、４０００～５００００がさらに好ましく、５０００～３００００が特に好ましい、［１９］～［２７］のいずれか一項に記載の重合体。
［２９］前記マクロモノマー（Ｍ）のゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した数平均分子量（Ｍｎ）は、５００～３００００が好ましく、１０００～２５０００がより好ましく、２０００～２００００がさらに好ましく、３０００～１６０００が特に好ましい、［１９］～［２８］のいずれか一項に記載の重合体。
［３０］前記マクロモノマー（Ｍ）のゲル浸透クロマトグラフィーで測定した分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、１．０～５．０が好ましく、１．３～３．０がより好ましく、１．５～２．５がさらに好ましい、［１９］～［２９］のいずれか一項に記載の重合体。
［３１］前記重合体のＧＰＣで測定した質量平均分子量（Ｍｗ）は、１００００以上５０００００以下が好ましく、１５０００以上３０００００以下であることがより好ましく、２００００以上２０００００以下であることがさらに好ましい、［１］～［３０］のいずれか一項に記載の重合体。
［３２］前記重合体のゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した数平均分子量（Ｍｎ）は、５０００以上１０００００以下が好ましく、１００００以上８００００以下であることがより好ましく、１５０００以上５００００以下であることがさらに好ましい、［１］～［３１］のいずれか一項に記載の重合体。
［３３］前記重合体のゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定した分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、１．０以上１５以下が好ましく、２．０以上１０以下であることがより好ましく、３．０以上８．０以下であることがさらに好ましい、［１］～［３２］のいずれか一項に記載の重合体。
［３４］前記重合体を２質量％含有するベースオイル溶液を調製し、ＳＲＶ５試験機（ＯｐｔｉｍｏｌＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＰｒuｆｔｅｃｈｎｉｋＧｍｂＨ社製）を用いて４０℃において測定される摩擦係数は、０．１６以下が好ましく、０．１５５以下がより好ましく、０．１５以下がさらに好ましい、［１］～［３３］のいずれか一項に記載の重合体。
［３５］［１］～［３４］のいずれか一項に記載の重合体を含む、潤滑油添加剤。
【０００７】
加えて、本発明は以下の態様を有する。
［１］主鎖ポリマー構造と、側鎖ポリマー構造とを有する（メタ）アクリル系グラフト共重合体Ａを含有する潤滑油用摩擦低減剤であって、前記（メタ）アクリル系グラフト共重合体Ａが、アルキル基の炭素数が１１～３０のアルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位を前記側鎖ポリマー構造に含み、かつ下記一般式（１）で示される（メタ）アクリレート（ｂ）由来の構成単位を含む、潤滑油用摩擦低減剤。
【０００８】
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【０００９】
（式中、Ｒ
１
は、水素原子またはメチル基であり、Ｒ
２
は、水素原子または極性基を含有する有機基を表す。ただし、極性基を含有する有機基は、アルコキシアルキル基を含まない。）
［２］前記（メタ）アクリレート（ｂ）の極性基が、ヒドロキシル基、カルボキシ基、アミノ基またはアミド基である［１］の潤滑油用摩擦低減剤。
［３］前記（メタ）アクリレート（ｂ）の極性基が、ヒドロキシル基である［１］の潤滑油用摩擦低減剤。
［４］前記（メタ）アクリル系グラフト共重合体Ａが、さらにアルキル基の炭素数が１～１０のアルキル（メタ）アクリレート（ｃ）由来の構成単位を含有する［１］～［３］のいずれか１つに記載の潤滑油用摩擦低減剤。
［５］前記（メタ）アクリル系グラフト共重合体Ａが、アルキル基の炭素数が１１～３０のアルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位を前記主鎖ポリマー構造に含有する［１］～［４］のいずれか１つに記載の潤滑油用摩擦低減剤。
［６］前記（メタ）アクリル系グラフト共重合体Ａが、ビニル系ラジカル重合性単量体（ｍ１）由来の構成単位と、マクロモノマー（Ｍ）由来の構成単位と、を含む［１］～［５］のいずれか１つに記載の潤滑油用摩擦低減剤。
［７］前記マクロモノマー（Ｍ）が、前記アルキル基の炭素数が１１～３０のアルキル（メタ）アクリレート（ａ）由来の構成単位を含む［６］の潤滑油用摩擦低減剤。
［８］前記マクロモノマー（Ｍ）が、下記式（２）の構造を有する［６］の潤滑油用摩擦低減剤。
【００１０】
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（【００１１】以降は省略されています）

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