(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024154378
(43)【公開日】2024-10-30
(54)【発明の名称】摩耗防止剤及び潤滑油組成物
(51)【国際特許分類】
C10M 145/14 20060101AFI20241023BHJP
C10M 149/06 20060101ALI20241023BHJP
C10N 20/04 20060101ALN20241023BHJP
C10N 40/08 20060101ALN20241023BHJP
C10N 40/04 20060101ALN20241023BHJP
C10N 40/06 20060101ALN20241023BHJP
C10N 40/25 20060101ALN20241023BHJP
C10N 40/00 20060101ALN20241023BHJP
C10N 30/12 20060101ALN20241023BHJP
C10N 30/06 20060101ALN20241023BHJP
【FI】
C10M145/14 ZHV
C10M149/06
C10N20:04
C10N40:08
C10N40:04
C10N40:06
C10N40:25
C10N40:00 D
C10N30:12
C10N30:06
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024059847
(22)【出願日】2024-04-03
(31)【優先権主張番号】P 2023067635
(32)【優先日】2023-04-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000002288
【氏名又は名称】三洋化成工業株式会社
(72)【発明者】
【氏名】植野 和志
(72)【発明者】
【氏名】ジョイ アン パニス
(72)【発明者】
【氏名】山下 弘記
【テーマコード(参考)】
4H104
【Fターム(参考)】
4H104BA07A
4H104BB31A
4H104CB08C
4H104CE03C
4H104DA02A
4H104EA03C
4H104EA22C
4H104EB05
4H104EB07
4H104EB08
4H104EB09
4H104EB10
4H104EB13
4H104EB14
4H104LA03
4H104LA06
4H104PA02
4H104PA03
4H104PA04
4H104PA05
4H104PA39
4H104PA41
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、銅腐食性が低く、摩耗防止効果の高い摩耗防止剤及びこれを含む潤滑油組成物を提供することである。
【解決手段】一般式(1)で表される単量体(a)、一般式(2)で表される単量体(b)及び一般式(3)で表される単量体(c)を必須構成単量体とする共重合体(A)を含有する摩耗防止剤であって、前記共重合体(A)を構成する単量体中の前記単量体(b)の重量に対する前記単量体(a)の重量比率(a/b)が0.5~80である摩耗防止剤。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)で表される単量体(a)、下記一般式(2)で表される単量体(b)及び下記一般式(3)で表される単量体(c)を必須構成単量体とする共重合体(A)を含有する摩耗防止剤であって、前記共重合体(A)を構成する単量体中の前記単量体(b)の重量に対する前記単量体(a)の重量比率(a/b)が0.5~80である摩耗防止剤。
【化1】
[一般式(1)中、Aは炭素数2~5の重合性不飽和基;-X
1-、-X
2-及び-X
3-はそれぞれ独立に-O-又は-NH-で表される基;R
1は炭素数1~4のアルキレン基;R
2は炭素数2~20のアルキレン基;R
3は水素原子、炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基、芳香環中の水素原子が炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基で置換されていてもよいフェニル基、炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基を有するアシル基又は芳香環中の水素原子が炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基で置換されていてもよいベンゾイル基;pは1~100の整数であり、pが2以上である場合、複数あるR
2及びX
3はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。]
【化2】
[一般式(2)中、R
4は水素原子又はメチル基;-X
4-は-O-又は-NH-で表される基;R
5は炭素数1~10のアルキレン基を表す。qは1~100の整数であり、qが2以上の場合のR
5は同一でも異なっていてもよい。]
【化3】
[一般式(3)中、R
6は水素原子又はメチル基;-X
5-は-O-又は-NH-で表される基;R
7は炭素数5~44の直鎖又は分岐アルキル基である。]
【請求項2】
前記共重合体(A)を構成する単量体中の単量体(a)と単量体(b)との合計の重量割合が(A)の構成単量体の合計重量を基準として15~50重量%である請求項1に記載の摩耗防止剤。
【請求項3】
前記共重合体(A)の酸価が1.0~38mgKOH/gである請求項1に記載の摩耗防止剤。
【請求項4】
前記共重合体(A)の重量平均分子量が0.5万~50万である請求項1に記載の摩耗防止剤。
【請求項5】
請求項1~4のいずれか1項に記載の摩耗防止剤及び基油を含む潤滑油組成物。
【請求項6】
前記基油の100℃における動粘度が1~4mm2/sである請求項5に記載の潤滑油組成物。
【請求項7】
更に粘度指数向上剤、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、極圧剤、消泡剤、抗乳化剤、腐食防止剤及び流動点降下剤からなる群より選ばれる少なくとも1種を含有する請求項5に記載の潤滑油組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、摩耗防止剤及び潤滑油組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
近年の省燃費性能向上のため、自動車用変速機には動力伝達効率の向上や小型軽量化が求められており、変速機構においても手動変速機から自動変速機、最近では無段変速機が一部の車両に搭載されるに至っている。一方、鉛畜電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、燃料電池等を搭載し、電動モーターを装着した電気自動車、あるいはこれらの電池と内燃機関とを併用したハイブリッド自動車が開発されており、これらの自動車には、変速機油と電動モーター油とが別々に使用されてきた。
【0003】
最近、電気自動車またはハイブリッド自動車においては、これらの油の共通化や、変速機と電動モーターをパッケージ化することによる小型軽量化が要望されつつあり、手動変速機油、自動変速機油または無段変速機油としての摩耗防止性に加え、電動モーター油としての絶縁性および銅適合性を併せ持った新規な油が要望されている。
【0004】
摩耗防止性、焼付き防止性等の要求を満たすためには摩耗防止剤が使用されており、一般的にはリン酸エステル、ジチオリン酸亜鉛、有機硫黄化合物等が鉱油系あるいは合成系基油に添加される。しかし、これらの摩耗防止剤を含む変速機油は銅を腐食する作用があるほか、絶縁性が不十分なため、電動モーター油として使用した場合、銅線の破損や電動モーターのショート等の不具合が問題となる。したがって、電気自動車またはハイブリッド自動車においては、銅適合性、絶縁性、及び摩耗防止性を両立できる摩耗防止剤が求められている。
【0005】
銅適合性及び絶縁性を悪化させない摩耗防止剤としては、硫黄やリンを構成元素に含まない高分子タイプの摩耗防止剤が挙げられ、具体的にはα-オレフィンとフマル酸エステルからなる共重合体(特許文献1)、ヒドロキシル基を有するアクリル酸エステル共重合体(特許文献2)、親水性ポリマーユニットとポリオレフィンユニットを有するポリエステル(特許文献3)、極性セグメントユニットと疎水性セグメントユニットからなるブロック構造を有するメタクリル酸エステル共重合体(特許文献4)等が知られている。しかしながら、上記の高分子摩耗防止剤は、摩耗防止効果が十分ではないという問題があった。
【0006】
また、特定の構造の単量体を必須構成単量体とする(メタ)アクリル酸エステル共重合物が摩擦調整剤として知られている(特許文献5、6及び7)。しかしながら、上記摩擦調整剤は、摩擦低減効果は高いものの、摩耗防止効果については不明であった。さらに、特許文献7に記載のカルボキシル基を有する構成単量体を有する(メタ)アクリル酸エステル共重合物は、カルボキシル基が関与した銅の腐食が懸念されるが、この点に関してこれまでに研究されたことはない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特許第3730660号公報
【特許文献2】特許第5822706号公報
【特許文献3】特許第5684832号公報
【特許文献4】特開第4686444号公報
【特許文献5】特開2022-151618号公報
【特許文献6】特許第6582021号公報
【特許文献7】特開2020-139146号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、銅腐食性が低く、摩耗防止効果の高い摩耗防止剤及びこれを含む潤滑油組成物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者等は、鋭意検討した結果、本発明に至った。
すなわち本発明は、下記一般式(1)で表される単量体(a)、下記一般式(2)で表される単量体(b)及び下記一般式(3)で表される単量体(c)を必須構成単量体とする共重合体(A)を含有する摩耗防止剤であって、前記共重合体(A)を構成する単量体中の前記単量体(b)の重量に対する前記単量体(a)の重量比率(a/b)が0.5~80である摩耗防止剤;前記摩耗防止剤及び基油を含む潤滑油組成物である。
【0010】
【化1】
[一般式(1)中、Aは炭素数2~5の重合性不飽和基;-X
1-、-X
2-及び-X
3-はそれぞれ独立に-O-又は-NH-で表される基;R
1は炭素数1~4のアルキレン基;R
2は炭素数2~20のアルキレン基;R
3は水素原子、炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基、芳香環中の水素原子が炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基で置換されていてもよいフェニル基、炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基を有するアシル基又は芳香環中の水素原子が炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基で置換されていてもよいベンゾイル基;pは1~100の整数であり、pが2以上である場合、複数あるR
2及びX
3はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。]
【0011】
【化2】
[一般式(2)中、R
4は水素原子又はメチル基;-X
4-は-O-又は-NH-で表される基;R
5は炭素数1~10のアルキレン基を表す。qは1~100の整数であり、qが2以上の場合のR
5は同一でも異なっていてもよい。]
【0012】
【化3】
[一般式(3)中、R
6は水素原子又はメチル基;-X
5-は-O-又は-NH-で表される基;R
7は炭素数5~44の直鎖又は分岐アルキル基である。]
【発明の効果】
【0013】
本発明の摩耗防止剤及び本発明の摩耗防止剤を含む潤滑油組成物は銅腐食性が低く、摩耗防止効果に優れるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【0014】
<摩耗防止剤>
本発明の摩耗防止剤は、下記一般式(1)で表される単量体(a)、下記一般式(2)で表される単量体(b)及び下記一般式(3)で表される単量体(c)を必須構成単量体とする共重合体(A)を含有する。
本発明において、共重合体(A)を構成する単量体中の前記単量体(b)の重量に対する単量体(a)の重量比率(a/b)が0.5~80である。
【0015】
【化4】
[一般式(1)中、Aは炭素数2~5の重合性不飽和基;-X
1-、-X
2-及び-X
3-はそれぞれ独立に-O-又は-NH-で表される基;R
1は炭素数1~4のアルキレン基;R
2は炭素数2~20のアルキレン基;R
3は水素原子、炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基、芳香環中の水素原子が炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基で置換されていてもよいフェニル基、炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基を有するアシル基又は芳香環中の水素原子が炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基で置換されていてもよいベンゾイル基;pは1~100の整数であり、pが2以上である場合、複数あるR
2及びX
3はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。]
【0016】
【化5】
[一般式(2)中、R
4は水素原子又はメチル基;-X
4-は-O-、-NH-で表される基;R
5は炭素数1~10のアルキレン基を表す。qは1~100の整数であり、qが2以上の場合のR
5は同一でも異なっていてもよい。]
【0017】
【化6】
[一般式(3)中、R
6は水素原子又はメチル基;-X
5-は-O-又は-NH-で表される基;R
7は炭素数5~44の直鎖又は分岐アルキル基である。]
【0018】
<共重合体(A)>
本発明において、共重合体(A)は前記一般式(1)で表される単量体(a)、前記一般式(2)で表される単量体(b)及び前記一般式(3)で表される単量体(c)を必須構成単量体として含み、(A)を構成する単量体中の単量体(b)の重量に対する単量体(a)の重量比率(a/b)は0.5~80である。
【0019】
本発明において、共重合体(A)は前記一般式(1)で表される単量体(a)を必須構成単量体として含む。共重合体(A)が単量体(a)を構成単量体として含むことにより、摩耗防止効果に優れるものとすることができる。
【0020】
一般式(1)におけるAは炭素数2~5の重合性不飽和基である。重合性不飽和基とは、付加重合反応が可能な炭素-炭素二重結合を有する官能基を意味し、具体的にはラジカル重合性不飽和基又はカチオン重合性不飽和基が挙げられる。重合性不飽和基として、具体的に例えば、炭素数2~5のアルケニル基{例えば、ビニル基、アリル基、ホモアリル基(3-ブテニル基)、2-ブテニル基、メタリル基(2-メチル-1-プロペニル基)、3-メチル-3-ブテニル基、3-メチル-2-ブテニル基、2-メチル-3-ブテニル基、2-メチル-2-ブテニル基及び1,1-ジメチル-2-プロペニル基等}、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。
Aは、摩耗防止性の観点から、ビニル基及び(メタ)アクリロイル基が好ましく、更に好ましくは(メタ)アクリロイル基である。
なお、本発明において「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイル及び/又はメタクリロイル」を意味し、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート及び/又はメタクリレート」を意味する。
【0021】
一般式(1)における-X1-、-X2-及び-X3-はそれぞれ独立に-O-又は-NH-で表される基である。
-X1-、-X2-及び-X3-としては、摩耗防止性の観点から、好ましくは-O-である。
【0022】
一般式(1)においてR1は炭素数1~4のアルキレン基である。
炭素数1~4のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基等が挙げられる。これらのうち、摩耗防止性の観点から、好ましくはエチレン基及び1,2-又は1,3-プロピレン基であり、更に好ましくはエチレン基である。
【0023】
一般式(1)におけるpは後述のラクタム及びラクトンの合計付加モル数を表し、1~100の整数であり、摩耗防止性と基油溶解性の観点から、好ましくは1~70の整数であり、更に好ましくは1~40の整数であり、特に好ましくは1~20の整数であり、最も好ましくは1~10の整数である。
pが2以上の場合、複数あるR2及びX3はそれぞれ同一でもよく異なっていてもよい。
共重合体(A)を構成する単量体中の単量体(a)において、単量体(a)1モル当たりのpの平均値(平均付加モル数、以下においてpのモル平均値ともいう)は、摩耗防止性と基油溶解性の観点から、好ましくは1.9~70であり、更に好ましくは1.9~40であり、特に好ましくは1.9~20であり、最も好ましくは1.9~10である。
共重合体(A)を構成する単量体(a)が2種以上の場合は、各単量体(a)のpを、単量体(a)中の各単量体のモル分率に基づいて加重平均した値が一般式(1)におけるpのモル平均値となる。
単量体(a)のpを測定する場合、単量体(a)の1H-NMR(核磁気共鳴)分光法のスペクトルからpのモル平均値を測定することができる。一例として、「ラクタム及び/又はラクトン」がε-カプロラクトンである場合、1.4ppm付近のピーク(ε-カプロラクトン由来のカルボニル炭素のγ水素のピーク)の積分値の1/2を6.4ppm付近又は6.1ppm付近のピーク(アクリロイル基又はメタクリロイル基の不飽和二重結合に結合した水素原子のうち1つのピーク)の積分値で除することにより、pのモル平均値を算出することができる。
ε-カプロラクトン由来のカルボニル炭素のγ水素とは、ε-カプロラクトン由来の構造式である(-CO-CH2-CH2-C*H2-CH2-CH2-O-)のうち*を付した炭素原子に結合した水素原子のことを意味する。
アクリロイル基の不飽和二重結合に結合した水素原子とは、アクリロイル基の構造式であるH2C*=CH-CO-のうち、*を付した炭素原子に結合した水素原子のことを意味する。
メタクリロイル基の不飽和二重結合に結合した水素原子とは、メタクリロイル基の構造式であるH2C*=C(CH3)-CO-のうち、*を付した炭素原子に結合した水素原子のことを意味する。
具体的には、下記式によりpのモル平均値を算出することができる。
(一般式(1)におけるA1がアクリロイル基である場合)
pのモル平均値=(ε-カプロラクトン由来のカルボニル炭素のγ水素のピークの積分値/2)/(アクリロイル基の不飽和二重結合に結合した水素原子のうち1つのピークの積分値)
(一般式(1)におけるA1がメタクリロイル基である場合)
pのモル平均値=(ε-カプロラクトン由来のカルボニル炭素のγ水素のピークの積分値/2)/(メタクリロイル基の不飽和二重結合に結合した水素原子のうち1つのピークの積分値)
【0024】
一般式(1)におけるR2は、炭素数2~20のアルキレン基を表し、具体的に炭素数2~20のアルキレン基としては、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基、1,10-デシレン基、イソウンデシレン基、1,11-ウンデシレン基、イソドデシレン基、1,12-ドデシレン基、イソトリデシレン基、1,13-トリデシレン基、イソテトラデシレン基、1,14-テトラデシレン基、イソペンタデシレン基、1,15-ペンタデシレン基、イソヘキサデシレン基、1,16-ヘキサデシレン基、イソヘプタデシレン基、1,17-ヘプタデシレン基、イソオクタデシレン基、1,18-イソオクタデシレン基、イソノナデシレン基、1,19-イソノナデシレン基、イソエイコシレン基、1,20-エイコシレン基等が挙げられる。
R2のとしては摩耗防止性の観点から、好ましくは炭素数2~17のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数2~15のアルキレン基、特に好ましくは炭素数2~13のアルキレン基、最も好ましくは炭素数2~10のアルキレン基である。
【0025】
一般式(1)におけるR3は、水素原子、炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基、芳香環中の水素原子が炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基で置換されていてもよいフェニル基、炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基を有するアシル基又は芳香環中の水素原子が炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基で置換されていてもよいベンゾイル基である。
【0026】
炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基としては、具体的には、飽和鎖状脂肪族担架水素基(アルキル基){例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、イソノニル基、n-デシル基、イソデシル基、n-ウンデシル基、イソウンデシル基、n-ドデシル基、イソドデシル基、n-トリデシル基、イソトリデシル基、n-テトラデシル基、2-エチルドデシル基、n-ペンタデシル基、2-メチルテトラデシル基、n-ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、イソヘプタデシル基、2-エチルペンタデシル基、2-オクチルノニル基、2-(3-メチルヘキシル)-7-メチル-ノニル基、n-オクタデシル基、イソオクタデシル基、2-ヘキシルウンデシル基、2-エチルヘプタデシル基、1-ヘキシルトリデシル基、n-イコシル基、2-オクチルウンデシル基、イソイコシル基、1-ウンデシルドデシル基、1-オクチルペンタデシル基、2-デシルトリデシル基、n-テトライコシル基、2-デシルテトラデシル基、2-ドデシルペンタデシル基、2-ヘプチルイコシル基、2-ドデシルヘキサデシル基、n-トリアコンチル基、2-テトラデシルオクタデシル基、n-ヘキサトリアコンチル基、n-テトラコンチル基、2-エチルテトラコンチル基等}、不飽和鎖状脂肪族炭化水素基及びオレフィン[例えばプロピレンオリゴマー(2~14量体)、エチレン/プロピレンオリゴマー(2~20量体)及びイソブテンオリゴマー(2~10量体)等]から得られるオキソアルコールから水酸基を除いた残基等が挙げられる。
【0027】
芳香環中の水素原子が炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基で置換されていてもよいフェニル基としては、フェニル基、o-、m-又はp-メチルフェニル基、o-、m-又はp-エチルフェニル基等が挙げられる。
炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基を有するアシル基としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピパロイル基等が挙げられる。
芳香環中の水素原子が炭素数1~44の直鎖若しくは分岐鎖状脂肪族炭化水素基で置換されていてもよいベンゾイル基としては、ベンゾイル基、トルオイル基等が挙げられる。
【0028】
これらのR3のうち、摩耗防止性の観点から、好ましいのは水素原子、炭素数1~12のアルキル基、炭素数1~12の直鎖アルキル基若しくは分岐アルキル基を有するアシル基、炭素数1~12の直鎖アルキル基若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよいフェニル基又は炭素数1~12の直鎖アルキル基若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよいベンゾイル基であり、更に好ましくは水素原子である。
【0029】
単量体(a)としては、摩耗防止性の観点から、好ましくはヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイル単量体のラクトン1~100モル付加物(a1)、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイル単量体のラクタム1~100モル付加物(a2)、アミノアルキル(メタ)アクリロイル単量体のラクトン1~100モル付加物(a3)及びアミノアルキル(メタ)アクリロイル単量体のラクタム1~100モル付加物(a4)、並びに(a1)~(a4)とモノカルボン酸(例えば、炭素数2~45のモノカルボン酸等)とのエステル化物(a5)又はアミド化物(a6)、(a1)又は(a3)と炭素数1~44のアルキル化剤又は芳香族ハロゲン化物との反応物であるエーテル化物(a7)等が挙げられ、更に好ましくはヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイル単量体のラクトン1~100モル付加物(a1)である。
【0030】
ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイル単量体としては、例えばヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート{ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等}、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリルアミド{ヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等}等が挙げられる。
【0031】
アミノアルキル(メタ)アクリロイル単量体としては、アミノアルキル(メタ)アクリレート{アミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、アミノプロピル(メタ)アクリレート、アミノブチル(メタ)アクリレート等}、アミノアルキル(メタ)アクリルアミド{アミノメチル(メタ)アクリルアミド、アミノエチル(メタ)アクリルアミド、アミノプロピル(メタ)アクリルアミド、アミノブチル(メタ)アクリルアミド等}等が挙げられる。
【0032】
ラクトンとしては、炭素数3~21のものが含まれ、例えば、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン等が挙げられる。
【0033】
ラクタムとしては、炭素数3~21のものが含まれ、例えば、β-ラクタム、γ-ラクタム、δ-ラクタム等が挙げられる。
【0034】
モノカルボン酸としては、例えば、炭素数2~45のモノカルボン酸{例えば、鎖状飽和脂肪族モノカルボン酸(例えば、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、オクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸等)、鎖状不飽和脂肪族モノカルボン酸(例えば、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ドコサヘキサン酸等)等}、芳香族モノカルボン酸(例えば、安息香酸、安息香酸の芳香環に結合している水素原子の一部が炭素数1~44の鎖状脂肪族炭化水素基に置換されているもの(例えば、4-アルキル(アルキル基の炭素数1~44)安息香酸等)等)等が挙げられる。
【0035】
炭素数1~44のアルキル化剤としては、例えば、メチルクロライド、エチルクロライド、プロピルクロライド、ブチルクロライド、イソプロピルクロライド、アリルクロライドなどのアルキルクロライド;メチルブロマイド、エチルブロマイド、プロピルブロマイド、ブチルブロマイド、イソプロピルブロマイドなどのアルキルブロマイド等が挙げられる。
芳香族ハロゲン化物としては、フッ素化、塩素化等のハロゲン化された芳香族化合物が含まれ、例えば、ハロゲン化ベンゼン、炭素数1~44の鎖状脂肪族炭化水素基を有するハロゲン化アルキルベンゼン(1-ハロゲン化-4-アルキル(アルキル基の炭素数1~44)ベンゼン等)等が挙げられる。
【0036】
単量体(a)としては、摩耗防止性の観点から、好ましくはヒドロキシアルキル(ヒドロキシアルキル基の炭素数1~4)(メタ)アクリレートのラクトン1~20モル付加物、ヒドロキシアルキル(ヒドロキシアルキル基の炭素数1~4)(メタ)アクリレートのラクトン1~20モル付加物の炭素数1~12のアルキル化物、ヒドロキシアルキル(ヒドロキシアルキル基の炭素数1~4)(メタ)アクリレートのラクトン1~20モル付加物の芳香族(炭素数1~12のアルキル基を有していてもよい)ハロゲン化物、ヒドロキシアルキル(ヒドロキシアルキル基の炭素数1~4)(メタ)アクリレートのラクトン1~20モル付加物の炭素数2~13の鎖状脂肪族モノカルボン酸とのエステル化物、ヒドロキシアルキル(ヒドロキシアルキル基の炭素数1~4)(メタ)アクリレートのラクトン1~20モル付加物の芳香族モノカルボン酸(炭素数1~12のアルキル基を有していてもよい)とのエステル化物が好ましく、更に好ましくはヒドロキシアルキル(ヒドロキシアルキル基の炭素数2~3)(メタ)アクリレートのε-カプロラクトン1~20モル付加物、ヒドロキシアルキル(ヒドロキシアルキル基の炭素数2~3)(メタ)アクリレートのε-カプロラクトン1~20モル付加物の炭素数1~12のアルキル化物、ヒドロキシアルキル(ヒドロキシアルキル基の炭素数2~3)(メタ)アクリレートのε-カプロラクトン1~20モル付加物の芳香族(炭素数1~12のアルキル基を有していてもよい)ハロゲン化物、ヒドロキシアルキル(ヒドロキシアルキル基の炭素数2~3)(メタ)アクリレートのε-カプロラクトン1~20モル付加物の炭素数2~13の鎖状脂肪族モノカルボン酸とのエステル化物、ヒドロキシアルキル(ヒドロキシアルキル基の炭素数2~3)(メタ)アクリレートのε-カプロラクトン1~20モル付加物の芳香族(炭素数1~12のアルキル基を有していてもよい)モノカルボン酸とのエステル化物であり、特に好ましくはヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε-カプロラクトン1~20モル付加物、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε-カプロラクトン1~20モル付加物の炭素数1~12のアルキル化物、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε-カプロラクトン1~20モル付加物の芳香族(炭素数1~12のアルキル基を有していてもよい)ハロゲン化物、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε-カプロラクトン1~20モル付加物の炭素数2~13の鎖状脂肪族モノカルボン酸とのエステル化物、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートのε-カプロラクトン1~20モル付加物の芳香族モノカルボン酸(炭素数1~12のアルキル基を有していてもよい)とのエステル化物である。
【0037】
ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイル単量体又はアミノアルキル(メタ)アクリロイル単量体のラクトン1~100モル付加物は、例えば、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイル単量体又はアミノアルキル(メタ)アクリロイル単量体にラクトンを開環付加する等により得ることができる。
開環付加反応させる際の反応温度は、反応時間の観点から、好ましくは80~150℃であり、更に好ましくは100℃~140℃である。
反応時間は、好ましくは2~24時間であり、更に好ましくは3~10時間である。
反応は触媒存在下で行ってもよい。
上記反応の触媒としては、公知の触媒でよく、p-トルエンスルホン酸、テトラプロピルチタネート、オクタン酸第一スズ等が挙げられる。
触媒の使用量は、反応生成物量に対して好ましくは0.01~5質量%であり、更に好ましくは0.03~0.5質量%である。
開環付加反応終了後は、触媒は、吸着剤を用いて吸着・ろ過し、除去する方法、中和して触媒を不活性化する方法等によって処理することが望ましい。
【0038】
ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイル単量体又はアミノアルキル(メタ)アクリロイル単量体のラクタム1~100モル付加物は、例えば、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリロイル単量体又はアミノアルキル(メタ)アクリロイル単量体にラクタムを開環付加して得ることができる。
ラクタムを開環付加反応させる際の反応温度は、反応時間の観点から好ましくは80~150℃であり、更に好ましくは100℃~140℃である。
反応時間は、好ましくは2~24時間であり、更に好ましくは3~10時間である。
反応は触媒存在下で行ってもよい。
上記反応の触媒としては、公知の触媒でよく、テトラプロピルチタネート、オクタン酸第一スズ等が挙げられる。
触媒の使用量は、反応生成物量に対して好ましくは0.01~5重量%であり、更に好ましくは0.03~0.5重量%である。
開環付加反応終了後は、触媒は、吸着剤を用いて吸着・ろ過し、除去する方法、中和して触媒を不活性化する方法等によって処理することが望ましい。
【0039】
(a1)~(a4)とモノカルボン酸とをエステル化反応させる際の反応温度は、反応時間及び(メタ)アクリル酸の重合防止の観点から好ましくは80℃~150℃であり、更に好ましくは90℃~130℃である。
エステル化反応は、生成する水を除去する目的で反応圧力を減圧にしてもよい。好ましい反応圧力は、反応時間及び重合防止の観点から好ましくは0.007~0.095MPaであり、更に好ましくは0.01~0.092MPaである。
反応時間は、好ましくは2~24時間であり、更に好ましくは3~10時間である。エステル化反応は、触媒存在下で行われるのが望ましい。
上記エステル化反応の触媒としては、公知の触媒でよく、硫酸、p-トルエンスルホン酸等が挙げられる。またエステル化反応には溶剤を使用してもよく、溶剤としては非水溶で沸点が150℃以下のもの、例えばシクロヘキサン及びトルエン等が挙げられる。
【0040】
(a1)~(a4)とモノカルボン酸とをアミド化反応させる際の反応温度は、反応時間及び(メタ)アクリル酸の重合防止の観点から好ましくは80℃~150℃であり、更に好ましくは90℃~130℃である。
またアミド化反応は、生成する水を除去する目的で反応圧力を減圧にしてもよい。好ましい反応圧力は、反応時間及び重合防止の観点から好ましくは0.007~0.095MPaであり、更に好ましくは0.01~0.092MPaである。
反応時間は、好ましくは2~24時間であり、更に好ましくは3~10時間である。
【0041】
(a1)又は(a3)と炭素数1~44のアルキル化剤との反応は、アルカリ(例えば、アミン、第四級アンモニウム塩、水酸化ナトリウム等)の存在下で一般的な条件で反応させることにより得ることができる。
【0042】
単量体(a)に由来する構成単位((a)の有する重合性ビニル基が反応して単結合になった構造)は、潤滑油基油への溶解性の観点から、特定の溶解性パラメーター(以下においてSP値と略記することがある)を有するものが好ましい。
単量体(a)に由来する構成単位のSP値は、好ましくは9.0~12.5(cal/cm3)1/2であり、更に好ましくは9.3~12.3(cal/cm3)1/2であり、特に好ましくは9.5~12.0(cal/cm3)1/2である。
なお、本発明におけるSP値は、Fedors法(Polymer Engineering and Science,February,1974,Vol.14、No.2、P147~154)の152頁(Table.5)に記載の数値(原子又は官能基の25℃における蒸発熱及びモル体積)を用いて、同153頁の数式(28)により算出される値を意味する。具体的には、Fedors法のパラメーターである下記表1に記載のΔei及びviの数値から、分子構造内の原子及び原子団の種類に対応した数値を用いて、下記数式に当てはめることで算出することができる。
SP値=(ΣΔei/Σvi)1/2
【0043】
【0044】
なお、共重合体(A)が単量体として2種以上の単量体(a)を併用する場合は、単量体(a)のSP値は、(A)を構成する複数のそれぞれの単量体のSP値を前記の方法で算出し、それぞれの単量体(a)のSP値を、重量分率に基づいた相加平均した値が前記範囲内であることが好ましい。
【0045】
単量体(a)の分子式量又は数平均分子量(以下Mnと略記する)は、摩耗防止性の観点から、好ましくは150~20,000であり、更に好ましくは150~10,000、特に好ましくは150~7,000、最も好ましくは150~4,000である。
なお、(a)の分子式量又はMn、及び後述する共重合体(A)の重量平均分子量(以下Mwと略記する)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下GPCと略記する)により以下の条件で測定することができる。
<(a)のMn、及び(A)のMwの測定条件>
装置 :「HLC-8320GPC」[東ソー(株)製]
カラム :「TSKgel guardcolumn SuperHZ-L」[東ソー(株)製]1本、「TSKgel Super HZM-M 」[東ソー(株)製]3本
測定温度 :40℃
試料溶液 :0.25重量%のテトラヒドロフラン溶液
溶液注入量:10μl
検出装置 :RI(示差屈折計)
基準物質 :標準ポリスチレン(TSKstandard POLYSTYRENE)11点(分子量:589、1,013、2,630、9,100、19,500、37,900、96,400、190,000、427,000、1,090,000、2,110,000)[東ソー(株)製]
【0046】
本発明において、共重合体(A)は前記一般式(2)で表される単量体(b)を必須構成単量体として含む。本発明において、共重合体(A)の構成単量体として単量体(b)を有することにより、単量体(b)の有するカルボキシル基が金属への吸着力を高め、摩耗防止効果を向上すると推察される。
【0047】
一般式(2)におけるR4は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩耗防止の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
【0048】
一般式(2)の-X4-は、-O-又は-NH-で表される基であり、これらのうち、摩耗防止の観点から、-O-で表される基が好ましい。
【0049】
一般式(2)におけるR5は炭素数1~10のアルキレン基である。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基及び1,10-デシレン基等が挙げられる。これらのうち、摩耗防止の観点から好ましくは炭素数1~8のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数2~6のアルキレン基であり、特に好ましくは炭素数2~5のアルキレン基である。
【0050】
一般式(2)におけるqは1~100の整数であり、摩耗防止の観点から好ましくは1~50の整数、更に好ましくは1~20の整数、特に好ましくは1~10の整数である。qが2以上である場合の複数個のR5は同一でも異なっていてもよい。
【0051】
単量体(b)の具体例としては、カルボキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート、カルボキシポリアセトラクトンモノ(メタ)アクリレート(α-アセトラクトン2~100モル付加)、カルボキシポリプロピオラクトンモノ(メタ)アクリレート(β-プロピオラクトン2~100モル付加)、カルボキシポリブチロラクトンモノ(メタ)アクリレート(γ-ブチロラクトン2~100モル付加)、カルボキシポリバレロラクトンモノ(メタ)アクリレート(δ-バレロラクトン2~100モル付加)、カルボキシポリカプロラクトンモノ(メタ)アクリレート(ε-カプロラクトン2~100モル付加)等が挙げられる。
【0052】
単量体(b)は、例えば、炭素数2~11のラクトン(例えば、α-アセトラクトン、β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、β-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン、δ-カプロラクトン及びγ-カプロラクトン等)と(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリルアミドとの反応により得ることができる。
また、単量体(b)としては、β-カルボキシエチルアクリレート(製品名「β-CEA」、ダイセル・オルネクス株式会社製)、ω-カルボキシ-ポリカプロラクトン(2モル付加物)モノアクリレート(製品名「アロニックスM-5300」、東亞合成株式会社製)等が市販されており入手可能である。
【0053】
本発明において、共重合体(A)は前記一般式(3)で表される単量体(c)を必須構成単量体として含む。構成単量体として単量体(c)を含むことで、基油へ溶解しやすくなる傾向がある。
【0054】
一般式(3)におけるR6は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩耗防止性及び粘度指数向上効果の観点から、好ましいのはメチル基である。
【0055】
一般式(3)における-X5-は、-O-又はNH-で表される基であり、これらのうち、摩耗防止性の観点から、好ましくは-O-である。
【0056】
一般式(3)におけるR7は炭素数5~44の直鎖又は分岐アルキル基であり、例えば、ペンチル基、ヘキシル基、n-オクチル基、2-エチルヘキシル基、n-ノニル基、イソノニル基、n-デシル基、イソデシル基、n-ウンデシル基、イソウンデシル基、n-ドデシル基、イソドデシル基、n-トリデシル基、イソトリデシル基、n-テトラデシル基、2-エチルドデシル基、n-ペンタデシル基、2-メチルテトラデシル基、n-ヘキサデシル基、イソヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、イソヘプタデシル基、2-エチルペンタデシル基、2-オクチルノニル基、2-(3-メチルヘキシル)-7-メチル-ノニル基、n-オクタデシル基、イソオクタデシル基、2-ヘキシルウンデシル基、2-エチルヘプタデシル基、1-ヘキシルトリデシル基、n-イコシル基、2-オクチルウンデシル基、イソイコシル基、1-ウンデシルドデシル基、1-オクチルペンタデシル基、2-デシルトリデシル基、n-テトライコシル基、2-デシルテトラデシル基、2-ドデシルペンタデシル基、2-ヘプチルイコシル基、2-ドデシルヘキサデシル基、n-トリアコンチル基、2-テトラデシルオクタデシル基、n-ヘキサトリアコンチル基、n-テトラコンチル基、2-エチルテトラコンチル基及びオレフィン[例えばプロピレンオリゴマー(2~14量体)、エチレン/プロピレンオリゴマー(2~20量体)及びイソブテンオリゴマー(2~10量体)等]等が挙げられる。
【0057】
R7のうち、基油溶解性の観点から、好ましくは炭素数10~34の直鎖又は分岐アルキル基であり、更に好ましくは炭素数12~32の直鎖又は分岐アルキル基であり、特に好ましくは炭素数16~32の直鎖又は分岐アルキル基であり、最も好ましくは炭素数16~22の直鎖アルキル基及び炭素数18~32の分岐アルキル基である。
【0058】
単量体(c)としては、例えば、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-ノニル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、n-デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、n-ウンデシル(メタ)アクリレート、イソウンデシル(メタ)アクリレート、n-ドデシル(メタ)アクリレート、イソドデシル(メタ)アクリレート、n-トリデシル(メタ)アクリレート、イソトリデシル(メタ)アクリレート、n-テトラデシル(メタ)アクリレート、2-エチルドデシル(メタ)アクリレート、n-ペンタデシル(メタ)アクリレート、2-メチルテトラデシル(メタ)アクリレート、n-ヘキサデシル(メタ)アクリレート、イソヘキサデシル(メタ)アクリレート、n-ヘプタデシル(メタ)アクリレート、イソヘプタデシル(メタ)アクリレート、2-エチルペンタデシル(メタ)アクリレート、2-オクチルノニル(メタ)アクリレート、2-(3-メチルヘキシル)-7-メチル-ノニル(メタ)アクリレート、n-オクタデシル(メタ)アクリレート、イソオクタデシル(メタ)アクリレート、2-ヘキシルウンデシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘプタデシル(メタ)アクリレート、1-ヘキシルトリデシル(メタ)アクリレート、n-イコシル(メタ)アクリレート、2-オクチルウンデシル(メタ)アクリレート、イソイコシル(メタ)アクリレート、1-ウンデシルドデシル(メタ)アクリレート、1-オクチルペンタデシル(メタ)アクリレート、2-デシルトリデシル(メタ)アクリレート、n-テトライコシル(メタ)アクリレート、2-デシルテトラデシル(メタ)アクリレート、2-ドデシルペンタデシル(メタ)アクリレート、2-ヘプチルイコシル(メタ)アクリレート、2-ドデシルヘキサデシル(メタ)アクリレート、n-トリアコンチル(メタ)アクリレート、2-テトラデシルオクタデシル(メタ)アクリレート、n-ヘキサトリアコンチル(メタ)アクリレート、n-テトラコンチル(メタ)アクリレート、2-エチルテトラコンチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらのうち、摩耗防止性の観点から、2-デシルテトラデシル(メタ)アクリレート、2-ドデシルヘキサデシル(メタ)アクリレート、2-テトラデシルオクタデシル(メタ)アクリレートが好ましく、更に好ましくは2-ドデシルヘキサデシル(メタ)アクリレート、2-テトラデシルオクタデシル(メタ)アクリレートである。
【0059】
共重合体(A)は、前記以外の単量体を構成単量体として含んでいてもよく、例えば、前記単量体(a)~(c)以外の窒素原子含有単量体(d)、前記単量体(a)以外の水酸基含有単量体(e)及びリン原子含有単量体(f)からなる群から選ばれる1種以上を構成単量体とする共重合体であってもよい。また、重合体(A)は、以下の単量体(g)~(n)、単量体(b)以外のカルボキシル含有単量体(t)を構成単量体として含んでもよい。
【0060】
窒素原子含有単量体(d)としては、以下の単量体(d1)~(d4)が挙げられる。
アミド基含有単量体(d1):
(メタ)アクリルアミド、モノアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1~4のアルキル基が1つ結合したアミノアルキル基(炭素数2~6)を有するもの;例えばN-メチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N-エチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピルアミノ-n-ブチル(メタ)アクリルアミド及びN-n-又はイソブチルアミノ-n-ブチル(メタ)アクリルアミド等]、ジアルキルアミノ(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1~4のアルキル基が2つ結合したもの;例えばN,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジイソプロピル(メタ)アクリルアミド及びN,N-ジ-n-ブチル(メタ)アクリルアミド等]、ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリルアミド[窒素原子に炭素数1~4のアルキル基が2つ結合したアミノアルキル基(炭素数2~6)を有するもの;例えばN,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド及びN,N-ジ-n-ブチルアミノブチル(メタ)アクリルアミド等]、N-ビニルカルボン酸アミド[N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド、N-ビニル-n-又はイソプロピオニルアミド及びN-ビニルヒドロキシアセトアミド等]等のアミド基のみに窒素原子を有するものが挙げられる。
【0061】
ニトロ基含有単量体(d2):
4-ニトロスチレン等が挙げられる。
【0062】
1~3級アミノ基含有単量体(d3):
1級アミノ基含有ビニル単量体{炭素数3~6のアルケニルアミン[(メタ)アリルアミン及びクロチルアミン等]、アミノアルキル(炭素数2~6)(メタ)アクリレート[アミノエチル(メタ)アクリレート等]};2級アミノ基含有ビニル単量体{モノアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート[窒素原子に炭素数1~6のアルキル基が1つ結合したアミノアルキル基(炭素数2~6)を有するもの;例えばt-ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等]、炭素数6~12のジアルケニルアミン[ジ(メタ)アリルアミン等]};3級アミノ基含有ビニル単量体{ジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート[窒素原子に炭素数1~6のアルキル基が2つ結合したアミノアルキル基(炭素数2~6)を有するもの;例えばジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等]、窒素原子を有する脂環式(メタ)アクリレート[モルホリノエチル(メタ)アクリレート等]、芳香族ビニル系単量体[N,N-ジフェニルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノスチレン、4-ビニルピリジン、2-ビニルピリジン、N-ビニルピロール、N-ビニルピロリドン及びN-ビニルチオピロリドン等]}、及びこれらの塩酸塩、硫酸塩、リン酸塩又は低級アルキル(炭素数1~8)モノカルボン酸(酢酸及びプロピオン酸等)塩等が挙げられる。
【0063】
ニトリル基含有単量体(d4):
(メタ)アクリロニトリル等が挙げられる。
【0064】
窒素原子含有ビニル単量体(d)のうち好ましいのは、(d1)及び(d3)であり、更に好ましいのは、N,N-ジフェニルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート及びジエチルアミノエチル(メタ)アクリレートである。
【0065】
水酸基含有単量体(e)としては、具体的には以下のものが挙げられる。
水酸基含有芳香族単量体(p-ヒドロキシスチレン等)、ヒドロキシアルキル(炭素数2~6)(メタ)アクリレート[2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、及び2-又は3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等]、モノ-又はジ-ヒドロキシアルキル(炭素数1~4)置換(メタ)アクリルアミド[N,N-ジヒドロキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等]、ビニルアルコール、炭素数3~12のアルケノール[(メタ)アリルアルコール、クロチルアルコール、イソクロチルアルコール、1-オクテノール及び1-ウンデセノール等]、炭素数4~12のアルケンモノオール又はアルケンジオール[1-ブテン-3-オール、2-ブテン-1-オール及び2-ブテン-1,4-ジオール等]、ヒドロキシアルキル(炭素数1~6)アルケニル(炭素数3~10)エーテル(2-ヒドロキシエチルプロペニルエーテル等)、多価(3~8価)アルコール(グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、ソルビタン、ジグリセリン、糖類及び蔗糖等)のアルケニル(炭素数3~10)エーテル又は(メタ)アクリレート[蔗糖(メタ)アリルエーテル等]等;が挙げられる。
【0066】
リン原子含有単量体(f)としては、以下の単量体(f1)~(f2)が挙げられる。
【0067】
リン酸エステル基含有単量体(f1):
(メタ)アクリロイロキシアルキル(炭素数2~4)リン酸エステル[(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート及び(メタ)アクリロイロキシイソプロピルホスフェート]及びリン酸アルケニルエステル[リン酸ビニル、リン酸アリル、リン酸プロペニル、リン酸イソプロペニル、リン酸ブテニル、リン酸ペンテニル、リン酸オクテニル、リン酸デセニル及びリン酸ドデセニル等]等が挙げられる。
【0068】
ホスホノ基含有単量体(f2):
(メタ)アクリロイルオキシアルキル(炭素数2~4)ホスホン酸[(メタ)アクリロイルオキシエチルホスホン酸等]及びアルケニル(炭素数2~12)ホスホン酸[ビニルホスホン酸、アリルホスホン酸及びオクテニルホスホン酸等]等が挙げられる。
【0069】
リン原子含有単量体(f)のうち好ましいのは(f1)であり、更に好ましいのは(メタ)アクリロイロキシアルキル(炭素数2~4)リン酸エステルであり、特に好ましいのは(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェートである。
【0070】
アルコキシアルキルエーテル単量体(g);
メトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシプロピル(メタ)アクリレート、メトキシブチル(メタ)アクリレート、メトキシヘプチル(メタ)アクリレート、メトキシヘキシル(メタ)アクリレート、メトキシペンチル(メタ)アクリレート、メトキシオクチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシプロピル(メタ)アクリレート、エトキシブチル(メタ)アクリレート、エチキシヘプチル(メタ)アクリレート、エトキシヘキシル(メタ)アクリレート、エトキシペンチル(メタ)アクリレート、エトキシオクチル(メタ)アクリレート、プロポキシメチル(メタ)アクリレート、プロポキシエチル(メタ)アクリレート、プロポキシプロピル(メタ)アクリレート、プロポキシブチル(メタ)アクリレート、プロポキシヘプチル(メタ)アクリレート、プロポキシヘキシル(メタ)アクリレート、プロポキシペンチル(メタ)アクリレート、プロポキシオクチル(メタ)アクリレート、ブトキシメチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシプロピル(メタ)アクリレート、ブトキシブチル(メタ)アクリレート、ブトキシヘプチル(メタ)アクリレート、ブトキシヘキシル(メタ)アクリレート、ブトキシペンチル(メタ)アクリレート、ブトキシオクチル(メタ)アクリレート、等が挙げられる。
単量体(g)のうち、好ましいのは、メトキシエチル(メタ)アクリレート、エトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレートである。
【0071】
脂肪族炭化水素単量体(h):
炭素数2~20のアルケン(エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン及びオクタデセン等)及び炭素数4~12のアルカジエン(ブタジエン、イソプレン、1,4-ペンタジエン、1,6-ヘプタジエン及び1,7-オクタジエン等)等が挙げられる。
【0072】
脂環式炭化水素単量体(i):
シクロヘキセン、(ジ)シクロペンタジエン、ピネン、リモネン、ビニルシクロヘキセン及びエチリデンビシクロヘプテン等が挙げられる。
【0073】
芳香族炭化水素系単量体(j):
スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4-ジメチルスチレン、4-エチルスチレン、4-イソプロピルスチレン、4-ブチルスチレン、4-フェニルスチレン、4-シクロヘキシルスチレン、4-ベンジルスチレン、インデン、4-クロチルベンゼン及び2-ビニルナフタレン等が挙げられる。
【0074】
ビニルエステル、ビニルエーテル、ビニルケトン類(k):
炭素数2~12の飽和脂肪酸のビニルエステル(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル及びオクタン酸ビニル等)、炭素数1~12のアルキル、アリール又はアルコキシアルキルビニルエーテル(メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、プロピルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、2-エチルヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ビニル-2-メトキシエチルエーテル及びビニル-2-ブトキシエチルエーテル等)及び炭素数1~8のアルキル又はアリールビニルケトン(メチルビニルケトン、エチルビニルケトン及びフェニルビニルケトン等)等が挙げられる。
【0075】
エポキシ基含有単量体(l):
グリシジル(メタ)アクリレート及びグリシジル(メタ)アリルエーテル等が挙げられる。
【0076】
ハロゲン元素含有単量体(m):
塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、塩化(メタ)アリル及びハロゲン化スチレン(ジクロロスチレン等)等が挙げられる。
【0077】
不飽和ポリカルボン酸のエステル(n):
不飽和ポリカルボン酸のアルキル、シクロアルキル又はアラルキルエステル[不飽和ジカルボン酸(マレイン酸、フマール酸及びイタコン酸等)の炭素数1~8のアルキルジエステル(ジメチルマレエート、ジメチルフマレート、ジエチルマレエート及びジオクチルマレエート)]等が挙げられる。
【0078】
カルボキシル基含有単量体(t)としては、(メタ)アクリル酸、下記一般式(4)で表される単量体(t1)、下記一般式(5)で表される単量体(t2)及び下記一般式(6)で表される単量体(t3)等が挙げられる。
【0079】
【化7】
[一般式(4)中のR
8は水素原子又はメチル基;-X
6-は-O-又は-NH-で表される基;R
9は炭素数1~10のアルキレン基;R
10Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;R
11は炭素数1~12のアルキレン基を表す。uは0~10の整数であり、uが2以上の場合のR
10Oは同一でも異なっていてもよい。]
【0080】
【0081】
[一般式(5)中のR12は水素原子又はメチル基;-X7-は-O-又は-NH-で表される基;R13は炭素数1~10のアルキレン基;R14Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;R15はそれぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基を表す。vは0~10の整数であり、vが2以上の場合のR14Oは同一でも異なっていてもよい。]
【0082】
【0083】
[一般式(6)中のR16は水素原子又はメチル基;-X8-は-O-又は-NH-で表される基;R17は炭素数1~10のアルキレン基;R18Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基;R19はそれぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基を表す。rは0~10の整数であり、rが2以上の場合のR18Oは同一でも異なっていてもよい。]
【0084】
単量体(t1)は上記一般式(4)で表される1個のカルボキシル基を有する単量体である。
一般式(4)におけるR8は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩耗防止性の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
【0085】
一般式(4)の-X6-は、-O-又はNH-で表される基であり、これらのうち、摩耗防止性の観点から好ましくは-O-である。
【0086】
一般式(4)におけるR9は炭素数1~10のアルキレン基である。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基及び1,10-デシレン基等が挙げられる。これらのうち、摩耗防止性の観点から好ましくはエチレン基並びに1,2-プロピレン基及び1,3-プロピレン基であり、更に好ましくはエチレン基である。
【0087】
一般式(4)におけるR10Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基である。炭素数2~4のアルキレンオキシ基としては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基等が挙げられる。またプロピレンオキシ基におけるプロピレン基としては、1,2-プロピレン基及び1,3-プロピレン基等が挙げられ、ブチレンオキシ基におけるブチレン基としては、1,2-ブチレン基、1,3-ブチレン基及び1,4-ブチレン基等が挙げられる。アルキレンオキシ基としては、摩耗防止性の観点から好ましくはエチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基であり、更に好ましくはエチレンオキシ基である。
【0088】
一般式(4)におけるuは0~10の整数であり、摩耗防止性の観点から好ましくは0~7の整数、更に好ましくは0~5の整数、特に好ましくは0~3の整数である。
uが2以上の場合、複数個あるR10Oは同一でも異なっていてもよい。
【0089】
一般式(4)におけるR11は炭素数3~14のジカルボン酸から2つのカルボキシル基を除いた残基であり、炭素数1~12のアルキレン基である。
炭素数1~12のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基、1,10-デシレン基、1,11-ウンデシレン基、1,12-ドデシレン基等が挙げられる。これらのうち、摩耗防止性の観点から好ましくは炭素数1~6のアルキレン基であり、更に好ましくは炭素数1~4のアルキレン基である。
炭素数3~14のジカルボン酸としては、例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、アルキルコハク酸(炭素数1~10のアルキル基を有するコハク酸等)等が挙げられる。
【0090】
単量体(t1)の具体例としては、ヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートと炭素数3~14のジカルボン酸とのモノエステル化物{例えば、マロン酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、マロン酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、マロン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、マロン酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、マロン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、マロン酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、マロン酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、マロン酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、マロン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、コハク酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、コハク酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、コハク酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、コハク酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、コハク酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、コハク酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、コハク酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、グルタン酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、グルタン酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、グルタン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、グルタン酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、グルタン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、グルタン酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、グルタン酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、グルタン酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、グルタン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、アジピン酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、アジピン酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、アジピン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、アジピン酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、アジピン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、アジピン酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、アジピン酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、アジピン酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、アジピン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、ピメリック酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、ピメリック酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、ピメリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、ピメリック酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、ピメリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、ピメリック酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、ピメリック酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、ピメリック酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、ピメリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、スベリック酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、スベリック酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、スベリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、スベリック酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、スベリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、スベリック酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、スベリック酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、スベリック酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、スベリック酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、アゼライン酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、アゼライン酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、アゼライン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、アゼライン酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、アゼライン酸モノ-(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、アゼライン酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、アゼライン酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、アゼライン酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、アゼライン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、セバシン酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、セバシン酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、セバシン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、セバシン酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、セバシン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、セバシン酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、セバシン酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、セバシン酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、セバシン酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル、ドデカン二酸モノ(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)、ドデカン二酸モノ(3-(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピル)、ドデカン二酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソプロピル、ドデカン二酸モノ(4-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチル)、ドデカン二酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソブチル、ドデカン二酸モノ(6-(メタ)アクリロイルオキシ-n-ヘキシル)、ドデカン二酸モノ(8-(メタ)アクリロイルオキシ-n-オクチル)、ドデカン二酸モノ(10-(メタ)アクリロイルオキシ-n-デシル)、ドデカン二酸モノ(メタ)アクリロイルオキシイソデシル等};
【0091】
ヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド付加物(付加モル数1~10)と炭素数3~14のジカルボン酸とのモノエステル化物{例えば、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)のモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、マロン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、コハク酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、グルタン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸とメタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸とメタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アジピン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ピメリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、スベリック酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、アゼライン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、セバシン酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシエチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-プロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシイソプロピルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシ-n-ブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物、ドデカン二酸と(メタ)アクリロイルオキシイソブチルポリエチレングリコール(エチレンオキサイド1~10モル付加)とのモノエステル化物等}等が挙げられる。
【0092】
単量体(t1)は、例えば、炭素数3~14のアルキルジカルボン酸(例えば、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸及びアルキル(炭素数1~10)コハク酸等)又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。また、炭素数3~14のアルキルジカルボン酸又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミド又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミドのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。
また、単量体(t1)としては、コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(東京化成工業株式会社製)、コハク酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(製品名「HOA-MS(N)」、共栄社化学株式会社製)等が市販されており入手可能である。
【0093】
単量体(t2)は上記一般式(5)で表される1~5個のカルボキシル基を有する単量体である。
一般式(5)におけるR12は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩耗防止性の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
【0094】
一般式(5)の-X7-は、-O-又はNH-で表される基であり、これらのうち、摩耗防止性の観点から好ましくは-O-である。
【0095】
一般式(5)におけるR13は炭素数1~10のアルキレン基である。炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基及び1,10-デシレン基等が挙げられる。
これらのうち、摩耗防止性の観点から好ましくはエチレン基並びに1,2-プロピレン基及び1,3-プロピレン基であり、更に好ましくはエチレン基である。
【0096】
一般式(5)におけるR14Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基である。炭素数2~4のアルキレンオキシ基としては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基等が挙げられる。プロピレンオキシ基におけるプロピレン基としては、1,2-プロピレン基及び1,3-プロピレン基等が挙げられ、ブチレンオキシ基におけるブチレン基としては、1,2-ブチレン基、1,3-ブチレン基及び1,4-ブチレン基等が挙げられる。
アルキレンオキシ基としては、摩耗防止性の観点から好ましくはエチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基であり、更に好ましくはエチレンオキシ基である。
【0097】
一般式(5)におけるvは0~10の整数であり、摩耗防止性の観点から好ましくは0~7の整数、更に好ましくは0~5の整数、特に好ましくは0~3の整数である。
vが2以上の場合、複数個あるR14Oは同一でも異なっていてもよい。
【0098】
一般式(5)におけるR15はそれぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基であり、これらのうち、摩耗防止性の観点から好ましくはカルボキシル基が1~5個であり、更に好ましくはカルボキシル基が1~4個であり、特に好ましくは1~3個である。
【0099】
単量体(t2)の具体例としては、フタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、フタル酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、フタル酸とヒドロキシアルキル(炭素数2~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、トリメリット酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、トリメリット酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、トリメリット酸とヒドロキシアルキル(炭素数2~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、ピロメリド酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、ピロメリド酸とヒドロキシアルキル(炭素数2~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、ベンゼンペンタカルボン酸とヒドロキシアルキル(炭素数2~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、メリト酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、メリト酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、メリト酸とヒドロキシアルキル(炭素数2~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物等が挙げられる。
【0100】
単量体(t2)は、例えば、芳香族多価(2~6価)カルボン酸(例えば、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘミメリット酸、トリメリット酸、トリメシン酸、メロファン酸、プレーニト酸、ピロメリット酸及びメリト酸等)又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。また、芳香族多価(2~6価)カルボン酸又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミド又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミドのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。
また、単量体(t2)としては、フタル酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)(東京化成工業株式会社製)、フタル酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(製品名「HOA-MPL(N)」、共栄社化学株式会社製)等が市販されており入手可能である。
【0101】
単量体(t3)は上記一般式(6)で表される1~5個のカルボキシル基を有する単量体である。
一般式(6)におけるR16は、水素原子又はメチル基であり、これらのうち、摩耗防止性の観点から水素原子及びメチル基が共に好ましい。
【0102】
一般式(6)の-X8-は、-O-又はNH-で表される基であり、これらのうち、摩耗防止性の観点から好ましくは-O-である。
【0103】
一般式(6)におけるR17は炭素数1~10のアルキレン基である。
炭素数1~10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、イソプロピレン基、1,2-又は1,3-プロピレン基、イソブチレン基、1,2-、1,3-又は1,4-ブチレン基、イソペンチレン基、1,2-、1,3-、1,4-又は1,5-ペンチレン基、イソヘキシレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-又は1,6-ヘキシレン基、イソヘプチレン基、1,2-、1,3-、1,4-、1,5-、1,6-又は1,7-ヘプチレン基、イソオクチレン、1,8-オクチレン基、イソノニレン基、1,9-ノニレン基、イソデシレン基及び1,10-デシレン基等が挙げられる。
これらのうち、摩耗防止性の観点から好ましくはエチレン基並びに1,2-プロピレン基及び1,3-プロピレン基であり、更に好ましくはエチレン基である。
【0104】
一般式(6)におけるR18Oは炭素数2~4のアルキレンオキシ基である。炭素数2~4のアルキレンオキシ基としては、エチレンオキシ基、プロピレンオキシ基及びブチレンオキシ基等が挙げられる。プロピレンオキシ基におけるプロピレン基としては、1,2-プロピレン基及び1,3-プロピレン基等が挙げられ、ブチレンオキシ基におけるブチレン基としては1,2-ブチレン基、1,3-ブチレン基及び1,4-ブチレン基等が挙げられる。アルキレンオキシ基としては、摩耗防止性の観点から好ましくはエチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基であり、更に好ましくはエチレンオキシ基である。
【0105】
一般式(6)におけるrは0~10の整数であり、摩耗防止性の観点から好ましくは0~7の整数、更に好ましくは0~5の整数、特に好ましくは0~3の整数である。
rが2以上の場合、複数個あるR18Oは同一でも異なっていてもよい。
【0106】
一般式(6)におけるR19は、それぞれ独立に水素原子又はカルボキシル基であり、少なくとも1個はカルボキシル基であり、これらのうち、摩耗防止性の観点から好ましくはカルボキシル基が1~5個であり、更に好ましくはカルボキシル基が1~4個であり、特に好ましくは1~3個である。
単量体(t3)の具体例としては、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、ヘキサヒドロフタル酸とヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸とヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸とヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸とヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシ-n-プロピル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシイソプロピル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシ-n-ブチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシイソブチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシ-n-ヘキシル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシ-n-オクチル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸モノヒドロキシ-n-デシル(メタ)アクリレート、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸とヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化物等が挙げられる。
【0107】
単量体(t3)は、例えば、シクロヘキサン多価(2~6価)カルボン酸(例えば、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸(ヘキサヒドロフタル酸とも記載する)、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2,3-シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、1,3,5-シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,3,4-シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,3,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,3,4,5-シクロヘキサンペンタカルボン酸、1,2,3,4,5,6-シクロヘキサンヘキサカルボン酸等)又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレート又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリレートのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。また、シクロヘキサン多価又はこれらの無水物若しくは低級アルキル(炭素数1~4)エステルとヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミド又はヒドロキシアルキル(炭素数1~10)(メタ)アクリルアミドのアルキレン(炭素数2~4)オキサイド1~10モル付加物とのモノエステル化により得ることができる。
また、単量体(t3)としては、ヘキサヒドロフタル酸モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)(東京化成工業株式会社製)、ヘキサヒドロフタル酸モノ(2-アクリロイルオキシエチル)(製品名「ライトアクリレートHOA-HH(N)」、共栄社化学株式会社製)等が市販されており入手可能である。
【0108】
共重合体(A)を構成する単量体(a)の重量割合は、基油溶解性及び摩耗防止性の観点から、(A)の構成単量体の合計重量に基づいて、10~45重量%が好ましく、更に好ましくは18~40重量%であり、次に更に好ましくは22~36重量%、特に好ましくは28~36重量%である。
共重合体(A)を構成する単量体(b)の重量割合は、摩耗防止性、低銅腐食性及び電気絶縁性の観点から、(A)の構成単量体の合計重量に基づいて、0.5~20重量%が好ましく、更に好ましくは2~15重量%であり、次に更に好ましくは2~10重量%、特に好ましくは3~10重量%である。
共重合体(A)を構成する単量体(c)の重量割合は、基油溶解性及び摩耗防止性の観点から、(A)の構成単量体の合計重量に基づいて、50~85重量%が好ましく、より好ましくは53~75重量%であり、更に好ましくは53~70重量%であり、次に更に好ましくは55~67重量%、特に好ましくは58~67重量%である。
共重合体(A)を構成する単量体(t)の重量割合は、摩耗防止性、低銅腐食性及び電気絶縁性の観点から、(A)の構成単量体の合計重量に基づいて、0.5~17.5重量%が好ましく、更に好ましくは1.5~13重量%であり、次に更に好ましくは1.5~10重量%、特に好ましくは3~10重量%である。
共重合体(A)を構成する単量体(d)~(f)の合計重量割合は、摩耗防止性の観点から、(A)の構成単量体の合計重量に基づいて、20重量%以下が好ましく、更に好ましくは15重量%以下であり、次に更に好ましくは10重量%以下、特に好ましくは7重量%以下である。
共重合体(A)を構成する単量体(g)~(n)の合計重量割合は、摩耗防止性の観点から、(A)の構成単量体の合計重量に基づいて、10重量%以下が好ましく、更に好ましくは7重量%以下であり、特に好ましくは5重量%以下である。
【0109】
本発明において、共重合体(A)を構成する単量体中の単量体(b)の重量に対する単量体(a)の重量比率(a/b)は0.5~80である。
重量比率(a/b)が0.5以上であることで、銅適合性(銅腐食性が低い)及び電気絶縁性が良好であり、80以下であることで、摩耗防止効果が優れる。本発明においては、共重合体(A)が単量体(a)と単量体(b)とを構成単量体として上記重量比率で含むことにより、銅腐食性を抑えつつ、単量体(b)由来のカルボキシル基により金属への吸着力を高め、単量体(a)由来の側鎖{-(-C(=O)-R2-X3-)p-R3}部分による吸着力と相まって摩耗防止効果をより高めることができると推察される。
重量比率(a/b)は、0.5~20が好ましく、さらに好ましくは1~10であり、特に好ましくは2~8である。
【0110】
本発明において、共重合体(A)を構成する単量体(a)及び単量体(b)の合計重量割合は、基油溶解性及び摩耗防止性の観点から、(A)の構成単量体の合計重量に基づいて、15~50重量%が好ましく、より好ましくは25~47重量%であり、さらに好ましくは30~42重量%であり、特に好ましくは33~40重量%である。
本発明において、共重合体(A)を構成する単量体(a)、単量体(b)及び単量体(c)の合計重量割合は、摩耗防止性の観点から、83重量%以上が好ましく、さらに好ましくは87重量%以上であり、特に好ましくは95重量%以上である。
【0111】
共重合体(A)の酸価は、摩耗防止性、低銅腐食性及び電気絶縁性の観点から、1.0~38mgKOH/gが好ましく、更に好ましくは3.8~28mgKOH/g、特に好ましくは5.8~19mgKOH/gである。
(A)の酸価は、JIS K2501に準じて測定することができる。
【0112】
共重合体(A)のSP値は、基油溶解性及び粘度指数向上効果の観点から、8.5~11.5(cal/cm3)1/2が好ましく、更に好ましくは8.7~11.0(cal/cm3)1/2、より好ましくは8.9~10.5(cal/cm3)1/2であり、特に好ましくは9.2~10.2(cal/cm3)1/2である。
【0113】
共重合体(A)のSP値は、前記SP値の算出方法を用いて(A)を構成する各単量体に由来する構成単位((A)を構成する各単量体に含まれるビニル基が重合反応により単結合となった構造)のSP値を算出し、仕込み時の各構成単量体の重量分率に基づいて相加平均した値を意味する。例えば、単量体がメタクリル酸メチルの場合、メタクリル酸メチルに由来する構成単位は、原子団として、CH3が2個、CH2が1個、Cが1個、CO2が1個なので、下記数式により、メタクリル酸メチルに由来する構成単位のSP値は9.933(cal/cm3)1/2であることが分かる。同様に計算して、メタクリル酸エチルに由来する構成単位のSP値は9.721(cal/cm3)1/2であることがわかる。
ΣΔei=1125×2+1180+350+4300=8080
Σvi=33.5×2+16.1-19.2+18.0=81.9
δ=(8080/81.9)1/2=9.933(cal/cm3)1/2
重合体がメタクリル酸メチル50重量%とメタクリル酸エチル50重量%との重合物である場合、重合体のSP値は、下記の通り各単量体に由来する構成単位のSP値の重量分率に基づいて相加平均することにより算出される。
重合体のSP値=(9.933×50+9.721×50)/100=9.827(cal/cm3)1/2
重合体(A)のSP値は、使用する単量体、重量分率を適宜調整することにより所望の範囲にすることができる。具体的には、アルキル基の炭素数の長い単量体を多く使用することでSP値を小さくすることができ、アルキル基の炭素数の短い単量体を多く使用することでSP値を大きくすることができる。
【0114】
共重合体(A)の重量平均分子量(以下においてMwと略記する)は、摩耗防止性の観点から、好ましくは0.5万~50万であり、更に好ましくは0.5万~10万であり、特に好ましくは1万~5万である。
【0115】
共重合体(A)は、公知の製造方法によって得ることができ、具体的には前記の単量体を溶剤中で重合触媒存在下に溶液重合することにより得る方法が挙げられる。
溶剤としては、トルエン、キシレン、炭素数9~10のアルキルベンゼン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、2-プロパノール及び後述の基油等が挙げられる。
重合触媒としては、アゾ系触媒(アゾビスイソブチロニトリル及びアゾビスバレロニトリル等)、過酸化物系触媒(ベンゾイルパーオキサイド、クミルパーオキサイド及びラウリルパーオキサイド等)及びレドックス系触媒(ベンゾイルパーオキサイドと3級アミンの混合物等)が挙げられる。更に必要により、公知の連鎖移動剤(炭素数2~20のアルキルメルカプタン等)を使用することもできる。
重合温度は、好ましくは25~140℃であり、更に好ましくは50~120℃である。また、上記の溶液重合の他に、塊状重合、乳化重合又は懸濁重合により(A)を得ることができる。
共重合体(A)の重合形態としては、ランダム付加重合体又は交互共重合体のいずれでもよく、また、グラフト共重合体又はブロック共重合体のいずれでもよい。
【0116】
本発明の摩耗防止剤は、前記共重合体(A)を含んでいればよいが、ハンドリング性(潤滑油組成物への添加のしやすさ等)の観点から、さらに基油を含んでもよい。
基油としては、鉱物油(溶剤精製油、パラフィン油、イソパラフィンを含有する高粘度指数油、イソパラフィンの水素化分解による高粘度指数油及びナフテン油等)、合成潤滑油[炭化水素系合成潤滑油(ポリ-α-オレフィン系合成潤滑油等)及びエステル系合成潤滑油等]及びこれらの混合物が挙げられる。これらのうち、電気絶縁性の観点から、鉱物油及び炭化水素系合成潤滑油が好ましい。
【0117】
摩耗防止剤中の共重合体(A)の含有量は、摩耗防止剤の重量を基準として、ハンドリング性(潤滑油組成物への添加のしやすさ等)の観点から、好ましくは20~90重量%であり、更に好ましくは30~80重量%である。
摩耗防止剤中の基油の含有量は、摩耗防止剤の重量を基準として、ハンドリング性(潤滑油組成物への添加のしやすさ等)の観点から、好ましくは10~80重量%であり、更に好ましくは20~70重量%である。
【0118】
本発明の摩耗防止剤は、銅腐食性が低く、摩耗防止効果が高いので、ギヤ油(デファレンシャル油及び工業用ギヤ油等)、MTF、変速機油[ATF及びbelt-CVTF等]、トラクション油(トロイダル-CVT F等)、ショックアブソーバー油、パワーステアリング油、作動油(建設機械用作動油及び工業用作動油等)及びエンジン油等に好適に用いられ、好ましくは電気自動車又はハイブリッド車における変速機油、電動モーター油、変速機と電動モーターとの兼用油用の摩耗防止剤として用いられることであり、特に好ましくは電気自動車又はハイブリッド車における変速機と電動モーターとの兼用油用の摩耗防止剤として用いられることである。
【0119】
<潤滑油組成物>
本発明の潤滑油組成物は、前記本発明の摩耗防止剤及び基油を含有してなる。基油としては、摩耗防止剤中に基油が含まれる場合は、摩耗防止剤中の基油と同じ基油を用いてもよく、異なっていてもよい。
潤滑油組成物に用いられる基油としては、鉱物油(溶剤精製油、パラフィン油、イソパラフィンを含有する高粘度指数油、イソパラフィンの水素化分解による高粘度指数油及びナフテン油等)、合成潤滑油[炭化水素系合成潤滑油(ポリ-α-オレフィン系合成潤滑油等)及びエステル系合成潤滑油等]及びこれらの混合物が挙げられる。これらのうち絶縁性の観点から、鉱物油及び炭化水素系合成潤滑油が好ましい。
【0120】
基油の100℃における動粘度(JIS-K2283で測定したもの)は、共重合体(A)の溶解性の観点から、好ましくは1~10mm2/sであり、更に好ましくは1~4mm2/sである。
基油の粘度指数(JIS-K2283で測定したもの)は、粘度指数向上効果の観点から、好ましくは90以上であり、更に好ましくは100以上である。
【0121】
基油の曇り点(JIS-K2269で測定したもの)は、好ましくは-5℃以下であり、更に好ましくは-15℃以下である。基油の曇り点がこの範囲内であると潤滑油組成物の低温粘度が良好である。
【0122】
潤滑油組成物中の共重合体(A)のSP値と基油のSP値の差の絶対値(ΔSP)は、相溶性の観点から、好ましくは0.5~3.2(cal/cm3)1/2であり、更に好ましくは0.6~2.5(cal/cm3)1/2、特に好ましくは0.6~2.1(cal/cm3)1/2であり、最も好ましくは0.7~1.7(cal/cm3)1/2である。
【0123】
本発明の潤滑油組成物中の共重合体(A)の含有率は、潤滑油組成物の重量に基づいて摩耗防止性の観点から、好ましくは0.1~30重量%であり、更に好ましくは0.1~20重量%であり、特に好ましくは0.1~10重量%である。
【0124】
本発明の潤滑油組成物は、ギヤ油(デファレンシャル油及び工業用ギヤ油等)、MTF、変速機油[ATF及びbelt-CVTF等]、トラクション油(トロイダル-CVT F等)、ショックアブソーバー油、パワーステアリング油、作動油(建設機械用作動油及び工業用作動油等)及びエンジン油等に好適に用いられ、好ましくは電気自動車又はハイブリッド車における変速機油、電動モーター油、変速機と電動モーターとの兼用油、特に好ましくは電気自動車又はハイブリッド車における変速機と電動モーターとの兼用油として有用である。
【0125】
本発明の潤滑油組成物は、本発明の摩耗防止剤以外の各種その他の添加剤を含有してもよい。その他の添加剤としては、粘度指数向上剤、清浄剤、分散剤、酸化防止剤、油性向上剤、極圧剤、消泡剤、抗乳化剤、腐食防止剤及び流動点降下剤からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられ、各添加剤としては例えば以下のものが挙げられる。また、複数の添加剤が配合された潤滑油用パッケージ添加剤として潤滑油組成物中に含まれていてもよい。潤滑油用パッケージ添加剤としては、例えば、DI(Detergent Inhibitor)パッケージ等が挙げられる。
DIパッケージとしては、ルブリゾール(株)製{例えば、ガソリン車用としてLUBRIZOL PVシリーズ(製品名PV1510等)等}、INFINEUM社製{例えば、エンジン油用としてInfinium P5741等}、シェブロン(株)製{例えば、乗用車用モーターオイル用として製品名OLOA55501、OLOA55503等}、アフトンケミカル社製{例えば、エンジン油用としてHiTEC 9800シリーズ等}等が市販されており、入手可能である。
【0126】
(1)粘度指数向上剤:
(炭素数(以下においてCと略記することがある)1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート共重合体、分散モノマー(アミンモノマー等)/(C1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート共重合体、ヒドロキシ基含有モノマー/(C1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート共重合体、櫛形ポリマー[(C1~7)アルキル(メタ)アクリレート/(C8~40)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート/ポリオレフィンマクロモノマー]、エチレン/(C1~18)アルキル(メタ)アクリレート共重合体、アルコキシアルキル(メタ)アクリレート/ポリブチレンコポリマーマクロモノマー/(C1~32)直鎖又は分岐アルキル(メタ)アクリレート共重合体、ポリイソブチレン、ポリアルキルスチレン、エチレン/プロピレン共重合体、スチレン/マレイン酸エステル共重合体、スチレン/イソプレン水素化共重合体等;
(2)清浄剤:
塩基性、過塩基性又は中性の金属塩[スルフォネート(石油スルフォネート、アルキルベンゼンスルフォネート及びアルキルナフタレンスルフォネート等)の過塩基性又はアルカリ土類金属塩等]、サリシレート類、フェネート類、ナフテネート類、カーボネート類、フォスフォネート類及びこれらの混合物;
(3)分散剤:
コハク酸イミド類(ビス-又はモノ-ポリブテニルコハク酸イミド類)、マンニッヒ縮合物及びボレート類等;
(4)酸化防止剤:
ヒンダードフェノール類及び芳香族2級アミン類等;
(5)油性向上剤:
長鎖脂肪酸及びそれらのエステル(オレイン酸及びオレイン酸エステル等)、長鎖アミン及びそれらのアミド(オレイルアミン及びオレイルアミド等)等;
(6)極圧剤:
硫黄系化合物(モノ又はジスルフィド、スルフォキシド及び硫黄フォスファイド化合物)、フォスファイド化合物及び塩素系化合物(塩素化パラフィン等)等;
(7)消泡剤:
シリコン油、金属石けん、脂肪酸エステル及びフォスフェート化合物等;
(8)抗乳化剤:
4級アンモニウム塩(テトラアルキルアンモニウム塩等)、硫酸化油及びフォスフェート(ポリオキシエチレン含有非イオン性界面活性剤のフォスフェート等)等;
(9)腐食防止剤:
窒素原子含有化合物(ベンゾトリアゾール及び1,3,4-チオジアゾリル-2,5-ビスジアルキルジチオカーバメート等)等;
(10)流動点降下剤:
ポリアルキルメタクリレート、ポリアルキルアクリレート、ポリアルキルスチレン、ポリビニルアセテート等。
【0127】
本発明の潤滑油組成物は、前記本発明の摩耗防止剤以外の摩擦摩耗防止剤を含有してもよい。
(11)摩擦摩耗調整剤:
モリブデン系及び亜鉛系化合物(モリブデンジチオフォスフェート、モリブデンジチオカーバメート及びジンクジアルキルジチオフォスフェート等)等;
【0128】
潤滑油組成物中のその他の添加剤の合計含有量は、潤滑油組成物の重量を基準として、0.1~30重量%が好ましく、より好ましくは0.3~20重量%であり、更に好ましくは3~10重量%である。
【実施例0129】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0130】
<製造例1>[単量体(a-1)の製造]
温度調節器、撹拌翼、減圧装置、ジムロート冷却管、分留管、留出液受け用フラスコ、窒素流入口及び流出口を備えた反応容器に、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(以下においてHEMAと略記)260.3重量部(2.0モル部)、ε-カプロラクトン684.8重量部(6.0モル部)、ハイドロキノンモノメチルエーテル3.7重量部(0.03モル部)、ブチルトリス(2-エチルヘキサノイルオキシ)スズ0.27重量部を投入し、空気を通じながら撹拌下115℃まで昇温した。次いで、115℃で8時間反応を行い、留出水を分離した。更に25℃まで冷却し、1H-NMRでエステル化反応物を確認(収率100モル%)した。
(a-1)は、一般式(1)におけるAはメタクリロイル基、-X1-、-X2-及び-X3-は-O-で表される基、R1はエチレン基、pのモル平均値=3、R2=ペンチレン基、R3は水素原子で表される単量体で、SP値は11.04である。
【0131】
<製造例2>[単量体(a-2)の製造]
温度調節器、撹拌翼、減圧装置、ジムロート冷却管、分留管、留出液受け用フラスコ、窒素流入口及び流出口を備えた反応容器に、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)260.3重量部(2.0モル部)、ε-カプロラクトン913.2重量部(8.0モル部)、ハイドロキノンモノメチルエーテル3.7重量部(0.03モル部)、ブチルトリス(2-エチルヘキサノイルオキシ)スズ0.27重量部を投入し、空気を通じながら撹拌下115℃まで昇温した。次いで、115℃で8時間反応を行い、留出水を分離した。更に25℃まで冷却し、1H-NMRでエステル化反応物を確認(収率100モル%)した。
(a-2)は、一般式(1)におけるAはメタクリロイル基、-X1-、-X2-及び-X3-は-O-で表される基、R1はエチレン基、pのモル平均値=4、R2=ペンチレン基、R3は水素原子で表される単量体で、SP値は10.87である。
【0132】
<製造例3>[単量体(a-3)の製造]
温度調節器、撹拌翼、減圧装置、ジムロート冷却管、分留管、留出液受け用フラスコ、窒素流入口及び流出口を備えた反応容器に、2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)260.3重量部(2.0モル部)、ε-カプロラクトン228.3重量部(2.0モル部)、ハイドロキノンモノメチルエーテル3.7重量部(0.03モル部)、ブチルトリス(2-エチルヘキサノイルオキシ)スズ0.27重量部を投入し、空気を通じながら撹拌下115℃まで昇温した。次いで、115℃で8時間反応を行い、留出水を分離した。更に25℃まで冷却し、1H-NMRでエステル化反応物を確認(収率53モル%)した。その後、不純物として47モル%残存した2-ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)をシリカカラムクロマトグラフィーにより除去した。
(a-3)は、一般式(1)におけるAはメタクリロイル基、-X1-、-X2-及び-X3-は-O-で表される基、R1はエチレン基、pのモル平均値=1.9、R2=ペンチレン基、R3は水素原子で表される単量体で、SP値は11.36である。
【0133】
<製造例4>[単量体(a-4)の製造]
温度調節器、撹拌翼、減圧装置、ジムロート冷却管、分留管、留出液受け用フラスコ、窒素流入口及び流出口を備えた反応容器に、2-ヒドロキシエチルアクリレート(以下においてHEAと略記)232.2重量部(2.0モル部)、ε-カプロラクトン456.6量部(4.0モル部)、ハイドロキノンモノメチルエーテル3.7重量部(0.03モル部)、ブチルトリス(2-エチルヘキサノイルオキシ)スズ0.27重量部を投入し、空気を通じながら撹拌下115℃まで昇温した。次いで、115℃で8時間反応を行い、留出水を分離した。更に25℃まで冷却し、1H-NMRでエステル化反応物を確認(収率76モル%)した。その後、不純物として24モル%残存した2-ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)をシリカカラムクロマトグラフィーにより除去した。
(a-4)は、一般式(1)におけるAはアクリロイル基、-X1-、-X2-及び-X3-は-O-で表される基、R1はエチレン基、pのモル平均値=2.6、R2=ペンチレン基、R3は水素原子で表される単量体で、SP値は11.30ある。
【0134】
<実施例1~27、比較例1~4>
撹拌装置、加熱冷却装置、温度計及び窒素導入管を備えた反応容器に、酢酸エチル185重量部、表2~3に記載した各種単量体の配合物100重量部、開始剤及び連鎖移動剤として表2~3に記載の量のドデシルメルカプタン、2,2’-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)を投入し、窒素置換(気相酸素濃度100ppm)を行った後、密閉下、撹拌しながら76℃に昇温し、同温度で6時間重合反応を行った。
鉱物油[SP値:8.3(cal/cm3)1/2、100℃の動粘度:4.2mm2/s、粘度指数:122]43重量部を加え、120~130℃に昇温後、同温度で減圧下(0.027~0.040MPa)で未反応の単量体及び酢酸エチルを2時間かけて除去し、共重合体を70重量%含む本発明の摩耗防止剤(A-1)~(A-27)、および比較のための摩耗防止剤(B-1)~(B-4)を得た。
【0135】
【0136】
【0137】
表2~3に記載の各種の単量体は、以下に記載した通りである。
(a-5):HEMAのε-カプロラクトン5モル付加体(pのモル平均値=5、SP値10.75)
(a-6):HEAのε-カプロラクトン10モル付加体(pのモル平均値=10、SP値10.68)
(a-7):HEMAのε-カプロラクトン20モル付加体(pのモル平均値=20、SP値11.32)
(a-8):HEMAのε-カプロラクトン4モル付加体の末端ブチルエステル(pのモル平均値=4、SP値9.96)
(a-9):HEMAのε-カプロラクトン7モル付加体の末端ブチルエステル(pのモル平均値=7、SP値10.40)
(b-1):ω-カルボキシポリカプロラクトン(カプロラクトン2モル付加)モノアクリレート(東亜合成株式会社製「アロニックスM-5300」)(一般式(2)におけるR4は水素原子、-X4-は-O-、R5はペンチレン基、q=2)
(b-2):β-カルボキシエチルアクリレート(ダイセル・オルネクス株式会社製「β-CEA」)(一般式(2)におけるR4は水素原子、-X4-は-O-、R5はエチレン基、q=1)
(c-1):Neodol23(シェルケミカルズ社製、炭素数12~13の直鎖又は分岐アルキルアルコール(重量比=直鎖C12:分岐C12:直鎖C13:分岐C13=40:10:40:10)の混合物)のメタクリル酸エステル化物
(c-2):メタクリル酸n-ヘキサデシル
(c-3):メタクリル酸n-オクタデシル
(c-4):メタクリル酸2-デシルテトラデシル
(c-5):メタクリル酸2-ドシルヘキサデシル
(c-6):メタクリル酸2-テトラデシルオクタデシル
(c-7):アクリル酸ドデシル
(c-8):アクリル酸n-オクタデシル
(d-1):N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート
(e-1):アクリル酸2-ヒドロキシエチル
(e-2):メタクリル酸2-ヒドロキシエチル
(e-3):メタクリル酸2-ヒドロキシ-2-メチルプロピル
【0138】
<実施例28~54、比較例5~8>
得られた摩耗防止剤(A-1)~(A-27)、及び比較のための摩耗防止剤(B-1)~(B-4)をトヨタ自動車純正 e-トランスアクスルフルード TEに、基油の重量に対して2重量%(添加量は固形物換算)になるよう添加し、潤滑油組成物(V-1)~(V-27)、(W-1)~(W-4)を得た。
【0139】
<添加動粘度>
潤滑油組成物(V-1)~(V-27)、(W-1)~(W-4)の100℃における動粘度及び40℃における動粘度をJIS-K2283(2000年)に記載の方法で測定した結果を添加動粘度(mm2/s)として表2及び表3に示す。
【0140】
<粘度指数>
潤滑油組成物(V-1)~(V-27)、(W-1)~(W-4)の粘度指数をJIS-K2283(2000年)に記載の方法で測定した結果を粘度指数として表2及び表3に示す。
【0141】
潤滑油組成物(V-1)~(V-27)、(W-1)~(W-4)の銅腐食性、体積抵抗率及び摩耗評価を以下の方法で測定した。結果を表2及び3に記載する。
【0142】
<銅腐食性>
JIS K2513:2000(石油製品-銅板腐食試験法-)に準拠する銅板腐食試験を、150℃で12時間実施した。そして試験後の銅板の変色の程度を銅板腐食標準と比較して、変色番号を記録した。変色番号が「1」である潤滑油組成物を合格とした。
【0143】
<体積抵抗率>
非水系導電率計(Dispersion Technology社製、型番:DT700)を用いて各潤滑油組成物の体積抵抗率を室温下で測定した。
体積抵抗率が高いほど電気絶縁性に優れており、0.5×1010Ω・cm以上であると電気絶縁性が良好である。
【0144】
<摩耗評価>
試験条件を下記とする以外はASTM D 2783に準拠して試験を行った。具体的には、各潤滑油組成物について、高速四球試験機を用いて、500Nの荷重を加えて10秒間回転させ、焼付きの有無を確認し、焼付きがなければ荷重を10N増加させて、次の試験を行い、焼付きが起こる直前の荷重を最大非焼付き荷重(N)として測定した。値が大きいほど焼付きが起こりにくく、摩耗防止効果が優れていることを示す。
<測定条件>
機器 :スペースクリエーション社 KRL&四球試験機
ボール :Steel Balls for Four Ball Bearings、Size:1/2
速度 :1760rpm
温度 :25℃
1回の試験時間:10秒間
試験開始荷重:500N
荷重増加間隔:10N
【0145】
表2~3の結果から明らかなように、本発明の摩耗防止剤を含有してなる潤滑油組成物(実施例28~54)は、摩耗防止性が高く、銅腐食性が低く、体積抵抗率も高く絶縁性に優れていることがわかる。一方、比較例5~8の潤滑油組成物は、本発明の摩耗防止剤を含む潤滑油組成物と比較して、摩耗防止効果、銅腐食性及び絶縁性のうち少なくとも1つの性能が極めて劣ることが分かる。
本発明の摩耗防止剤を含有してなる潤滑油組成物は、駆動系潤滑油(MTF、デファレンシャルギヤ油、ATF及びbelt-CVTF等)、作動油(機械の作動油、パワーステアリング油及びショックアブソーバー油等)、エンジン油(ガソリン用及びディーゼル用等)、トラクション油、電気自動車又はハイブリッド自動車におけるモーター油として好適である。