JP2016098341A - 潤滑油組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】潤滑油基油と、エチレン含有率が30〜85モル%、100℃動粘度が10〜5,000mm2/s、分子量分布が2.5以下、B値が1.1以上、不飽和結合量が炭素原子1000個あたり0.5個未満であるエチレン−α−オレフィン共重合体を3質量%以上40質量%未満とを含有し、100℃動粘度が6.9mm2/s以上12.5mm2/s未満であり、前記潤滑油基油が、100℃動粘度が2〜7mm2/s、粘度指数が105以上、流動点が−10℃以下である鉱物油、および/または100℃動粘度が1〜7mm2/s、粘度指数が120以上、流動点が−30℃以下である合成油からなる内燃機関用潤滑油組成物。
【選択図】なし
Description
前記潤滑油基油が、以下の(A1)〜(A3)の特徴を有する鉱物油(A)、および/または(B1)〜(B3)の特徴を有する合成油(B)からなる
内燃機関用潤滑油組成物。
(A1)100℃における動粘度が2〜7mm2/sであること
(A2)粘度指数が105以上であること
(A3)流動点が−10℃以下であること
(B1)100℃における動粘度が1〜7mm2/sであること
(B2)粘度指数が120以上であること
(B3)流動点が−30℃以下であること
(C1)エチレン含有率が30〜85モル%の範囲にあること
(C2)100℃における動粘度が10〜5,000mm2/sであること
(C3)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定し、ポリスチレン換算により得られた分子量において、分子量分布(Mw/Mn)が2.5以下であること
(C4)下記式[1]
で表されるB値が、1.1以上であること
(C5)1H−NMRにより測定した不飽和結合量が炭素原子1000個あたり0.5個未満であること
〔2〕 前記エチレン−α−オレフィン共重合体(C)のエチレン含有率が40〜70モル%の範囲にある上記〔1〕に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
〔4〕 前記エチレン−α−オレフィン共重合体(C)のα−オレフィンがプロピレンである上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
〔5〕 前記合成油(B)として、エステル、およびエステル以外の合成油を含有する上記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
本発明に係る内燃機関用潤滑油組成物は、潤滑油基油とエチレン−α−オレフィン共重合体(C)を3質量%以上40質量%未満含有し、100℃における動粘度が6.9mm2/s以上12.5mm2/s未満であり、前記潤滑油基油が鉱物油(A)および/または合成油(B)からなることを特徴としている。
本発明に使用される潤滑油基油は、その製造方法や精製方法等により粘度特性や耐熱性、酸化安定性等の性能・品質が異なる。API(American Petroleum Institute)では、潤滑油基油をグループI、II、III、IV、Vの5種類に分類している。これらAPIカテゴリーはAPI Publication 1509、15th Edition、Appendix E、April 2002において定義されており、表2に示すとおりである。
鉱物油(A)は、以下(A1)〜(A3)の特徴を有する。本発明における鉱物油(A)は、上述のAPIカテゴリーにおけるグループI〜IIIに帰属される。
この動粘度の値はJIS K2283に記載の方法に従い測定した場合のものである。鉱物油(A)の100℃における動粘度は、2〜7mm2/s、好ましくは2.5〜7.0mm2/s、より好ましくは3.5〜6.5mm2/sである。100℃における動粘度がこの範囲にあると、本発明の潤滑油組成物は、揮発性、温度粘度特性の点において優れる。
この粘度指数の値はJIS K2283に記載の方法に従い測定した場合のものである。鉱物油(A)の粘度指数は、105以上、好ましくは115以上、より好ましくは120以上である。粘度指数がこの範囲にあると、本発明の潤滑油組成物は、優れた温度粘度特性を有する。
この流動点の値はASTM D97に記載の方法に従い測定した場合のものである。鉱物油(A)の流動点は、−10℃以下、好ましくは−12℃以下である。流動点がこの範囲にあると、本発明の潤滑油組成物は、鉱物油(A)を流動点降下剤と併用した際に優れた低温粘度特性を有する。
合成油(B)は以下(B1)〜(B3)の特徴を有する。本発明における合成油(B)は、上述のAPIカテゴリーにおけるグループIV、またはグループVに帰属される。
この動粘度の値はJIS K2283に記載の方法に従い測定した場合のものである。合成油(B)の100℃における動粘度は、1〜7mm2/s、好ましくは2.0〜7.0mm2/s、より好ましくは3.5〜6.0mm2/sである。100℃における動粘度がこの範囲にあると、本発明の潤滑油組成物は、揮発性、温度粘度特性の点において優れる。
この粘度指数の値はJIS K2283に記載の方法に従い測定した場合のものである。合成油(B)の粘度指数は、120以上、好ましくは123以上である。粘度指数がこの範囲にあると、本発明の潤滑油組成物は、優れた温度粘度特性を有する。
この流動点の値はASTM D97に記載の方法に従い測定した場合のものである。合成油(B)の流動点は、−30℃以下、好ましくは−40℃以下、より好ましくは−50℃以下、さらに好ましくは−60℃以下である。流動点がこの範囲にあると、本発明の潤滑油組成物は、優れた低温粘度特性を有する。
脂肪酸エステルとしては、特に限定されないが、以下のような炭素、酸素、水素のみからなる脂肪酸エステルが挙げられ、例えば、一塩基酸とアルコールから製造されるモノエステル;二塩基酸とアルコールとから、またはジオールと一塩基酸または酸混合物とから製造されるジエステル;ジオール、トリオール(たとえばトリメチロールプロパン)、テトラオール(たとえばペンタエリスリトール)、ヘキサオール(たとえばジペンタエリスリトール)などと一塩基酸または酸混合物とを反応させて製造したポリオールエステルなどが挙げられる。これらのエステルの例としては、ジトリデシルグルタレート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジトリデシルアジペート、ジ−2−エチルヘキシルセバケート、トリデシルペラルゴネート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート、ジ−2−エチルヘキシルアゼレート、トリメチロールプロパンカプリレート、トリメチロールプロパンペラルゴネート、トリメチロールプロパントリヘプタノエート、ペンタエリスリトール−2−エチルヘキサノエート、ペンタエリスリトールペラルゴネート、ペンタエリスリトールテトラヘプタノエートなどが挙げられる。
エチレン−α−オレフィン共重合体(C)は以下(C1)〜(C5)の特徴を有する。
(C1)エチレン含有率が30〜85モル%であること
エチレン−α−オレフィン共重合体(C)のエチレン含量は、通常30〜85モル%、好ましくは40〜70モル%、特に好ましくは45〜65モル%である。これよりも過度に低いと潤滑油組成物の粘度温度特性が悪化し、これよりも過度に高いと分子内のエチレン連鎖が伸びることにより結晶性が発現する場合があり、潤滑油組成物の低温粘度特性が悪化する。
この動粘度の値はJIS K2283に記載の方法により測定した場合のものである。エチレン−α−オレフィン共重合体(C)の100℃における動粘度は、10〜5,000mm2/s、好ましくは20〜2,500mm2/s、より好ましくは40〜2,500mm2/s、さらに好ましくは90〜2,500mm2/s、特に好ましくは300〜2,500mm2/sである。エチレン−α−オレフィン共重合体(C)の100℃における動粘度が上記範囲内であると、潤滑油組成物の低温粘度特性の点で好ましい。
エチレン−α−オレフィン共重合体(C)の分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって後述する方法に従い測定し、標準ポリスチレン換算により得られた重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)として算出される。このMw/Mnは2.5以下であり、好ましくは2.3以下、より好ましくは2.0以下である。分子量分布がこの範囲を過度に超えると、高温環境での使用において低分子量成分の揮発による潤滑油組成物の粘度変化、もしくは潤滑油組成物の剪断安定性の悪化が生じる。また、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)の分子量分布は少なくとも1.4以上あることが好ましい。分子量分布がこの範囲にあると、潤滑油組成物の粘度温度特性および低温粘度特性が優れる。
エチレン−α−オレフィン共重合体(C)の下記式[1]で表されるB値は、1.1以上、好ましくは1.2以上である。
(C5)1H−NMRにより測定した不飽和結合量が炭素原子1000個あたり0.5個未満であること
エチレン−α−オレフィン共重合体(C)の分子が有する、1H−NMRで測定される、ビニル、ビニリデン、二置換オレフィンおよび三置換オレフィン等に由来する二重結合の合計個数(以下「不飽和結合量」ともいう。)は、1000個の炭素原子に対し0.5個未満、好ましくは0.3個未満、より好ましくは0.2個未満、さらに好ましくは0.1個未満である。不飽和結合量が当該範囲内にあると、潤滑油組成物の耐熱性が良好となる。不飽和結合量の具体的な測定条件は実施例に記載した通りである。
(C6)融点が観測されないこと
エチレン−α−オレフィン共重合体(C)には示差走査熱量分析(DSC)において融点が観測されないことが好ましい。ここで、融点(Tm)が観測されないとは、示差走査型熱量測定(DSC)で測定される融解熱量(ΔH)(単位:J/g)が実質的に計測されないことをいう。融解熱量(ΔH)が実質的に計測されないとは、示差走査熱量計(DSC)測定においてピークが観測されないか、あるいは観測された融解熱量が1J/g以下であることである。エチレン−α−オレフィン共重合体(C)の融点(Tm)および融解熱量(ΔH)は、示差走査熱量計(DSC)測定を行い、−100℃まで冷却してから昇温速度10℃/分で150℃まで昇温したときにDSC曲線をJIS K7121を参考に解析し求められる。融点が観測されないと低温で結晶成分が生じないため低温粘度の上昇が抑制され、潤滑油組成物は低温粘度特性に優れる。
架橋メタロセン化合物(a)は、上記式[I]で表される。式[I]中のY、M、R1〜R14、Q、nおよびjを以下に説明する。
Yは、第14族原子であり、例えば、炭素原子、ケイ素原子、ゲルマニウム原子およびスズ原子が挙げられ、好ましくは炭素原子またはケイ素原子であり、より好ましくは炭素原子である。
R1〜R12は、水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、ケイ素含有基、窒素含有基、酸素含有基、ハロゲン原子およびハロゲン含有基からなる群より選ばれる原子または置換基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、R1からR12までの隣接した置換基は互いに結合して環を形成していてもよく、互いに結合していなくてもよい。
ハロゲン含有基としては、上述した炭素数1〜20の炭化水素基、ケイ素含有基、窒素含有基または酸素含有基において、水素原子がハロゲン原子によって置換された基であるトリフルオロメチル基、トリブロモメチル基、ペンタフルオロエチル基、ペンタフルオロフェニル基などが例示される。
ハロゲン原子および炭素数1〜20の炭化水素基の詳細は、上述のとおりである。Qがハロゲン原子である場合は、塩素原子が好ましい。Qが炭素数1〜20の炭化水素基である場合は、該炭化水素基の炭素数は1〜7であることが好ましい。
nは1〜4の整数であり、好ましくは1または2であり、さらに好ましくは1である。
R13およびR14は水素原子、炭素数1〜20の炭化水素基、アリール基、置換アリール基、ケイ素含有基、窒素含有基、酸素含有基、ハロゲン原子およびハロゲン含有基からなる群より選ばれる原子または置換基であり、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、R13およびR14は互いに結合して環を形成していてもよく、互いに結合していなくてもよい。
アリール基としては、前述した炭素数3〜20の環状不飽和炭化水素基の例と一部重複するが、芳香族化合物から誘導された置換基であるフェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、テトラセニル基、クリセニル基、ピレニル基、インデニル基、アズレニル基、ピロリル基、ピリジル基、フラニル基、チオフェニル基などが例示される。アリール基としては、フェニル基または2−ナフチル基が好ましい。
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[ジフェニルシリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−フルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ジフェニルシリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ジフェニルシリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−3,6−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ジフェニルシリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−オクタメチルオクタヒドロジベンゾフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ジフェニルシリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−テトラメチルオクタヒドロジベンゾフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、
[ビス(3−メチルフェニル)シリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−フルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ビス(3−メチルフェニル)シリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ビス(3−メチルフェニル)シリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−3,6−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ビス(3−メチルフェニル)シリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−オクタメチルオクタヒドロジベンゾフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ビス(3−メチルフェニル)シリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−テトラメチルオクタヒドロジベンゾフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、
[ジシクロヘキシルシリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−フルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ジシクロヘキシルシリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ジシクロヘキシルシリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−3,6−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ジシクロヘキシルシリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−オクタメチルオクタヒドロジベンゾフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[ジシクロヘキシルシリレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−テトラメチルオクタヒドロジベンゾフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、
[エチレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−フルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[エチレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[エチレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−3,6−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[エチレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−オクタメチルオクタヒドロジベンゾフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、[エチレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−テトラメチルオクタヒドロジベンゾフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド、等が挙げられる。
本発明で使用される重合触媒は、上記の架橋メタロセン化合物(a)、ならびに有機金属化合物(b−1)、有機アルミニウムオキシ化合物(b−2)および架橋メタロセン化合物(a)と反応してイオン対を形成する化合物(b−3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物(b)を含む。
(b−1a)一般式 Ra mAl(ORb)nHpXq
(式中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、Xはハロゲン原子を示し、mは0<m≦3、nは0≦n<3、pは0≦p<3、qは0≦q<3の数であり、かつm+n+p+q=3である)
で表される有機アルミニウム化合物。
(b−1c)一般式 RaRbM3(式中、RaおよびRbは、互いに同一でも異なっていてもよく、炭素数1〜15、好ましくは1〜4の炭化水素基を示し、M3はMg、ZnまたはCdである。)で表される周期律表第2族または第12族金属のジアルキル化合物。
上記のイオン性化合物(b−3)は、1種単独で用いてもよく2種以上を混合して用いでもよい。
本発明では、オレフィン重合触媒の構成成分として、必要に応じて担体(c)を用いてもよい。
担体(c)としての有機化合物としては、粒径が0.5〜300μmの範囲にある顆粒状ないしは微粒子状固体を挙げることができる。具体的には、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテンなどの炭素原子数が2〜14のα−オレフィンを主成分として生成される(共)重合体またはビニルシクロヘキサン、スチレンを主成分として生成される(共)重合体、およびそれらの変成体を例示することができる。
架橋メタロセン化合物(a)(以下「成分(a)」ともいう。)は、反応容積1リットル当り、通常10-9〜10-1モル、好ましくは10-8〜10-2モルになるような量で用いられる。
得られる共重合体の分子量は、重合系中の水素濃度や重合温度を変化させることによって調節することができる。さらに、使用する成分(b)の量により調節することもできる。水素を添加する場合、その量は生成する共重合体1kgあたり0.001〜5,000NL程度が適当である。
また、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)は、官能基をグラフト変性させてもよく、また、これらをさらに2次変性してもよい。例えば、特開昭61−126120号公報や特許第2593264号公報などに記載される方法など、2次変性としては特表2008−508402号公報などに記載される方法などが挙げられる。
本発明に係る内燃機関用潤滑油組成物は、前記鉱物油(A)および/または合成油(B)からなる潤滑油基油ならびに前記エチレン−α−オレフィン共重合体(C)を含有する。
清浄分散剤としては、金属スルホネート、金属フェネート、金属フォスファネート、コハク酸イミドなどを例示することができる。アルカリ金属およびアルカリ土類金属サリチレート、フェナートおよびスルホネート洗浄剤は、本発明の潤滑油組成物において好ましい。具体的には、例えば、カルシウム、またはマグネシウムのスルホネート;フィネート;サリチレート;コハク酸イミド;ベンジルアミンなどを例示することができる。清浄分散剤は、必要に応じて潤滑油組成物100質量%に対して0〜15質量%の範囲で用いられる。
流動点降下剤としては、種々公知の流動点降下剤を使用し得る。具体的には、有機酸エステル基を含有する高分子化合物が用いられ、有機酸エステル基を含有するビニル重合体が特に好適に用いられる。有機酸エステル基を含有するビニル重合体としては例えばメタクリル酸アルキルの(共)重合体、アクリル酸アルキルの(共)重合体、フマル酸アルキルの(共)重合体、マレイン酸アルキルの(共)重合体、アルキル化ナフタレン等が挙げられる。
防錆剤としては、各種アミン化合物、カルボン酸金属塩、多価アルコールエステル、リン化合物、スルホネートなどの化合物が挙げられる。防錆剤は、必要に応じて潤滑油組成物100質量%に対して0〜3質量%の範囲で用いられる。
内燃機関用潤滑油においては、この用途のために各種必要添加剤を配合し、鉱物油もしくは合成炭化水素油等の潤滑油に濃縮溶解させた、いわゆるDIパッケージが工業的に供給されており、このようなDIパッケージを本発明の潤滑油組成物に適用することもできる。
本発明の潤滑油組成物は、内燃機関油に好適に使用でき、高いHTHS粘度が得られるためSAE同一粘度規格内において低粘度化が可能であり、自動車の省燃費エンジン油として好適に使用できる。
[評価方法]
下記実施例および比較例等において、エチレン−α−オレフィン共重合体および内燃機関油用潤滑油組成物の物性等は以下の方法で測定した。
日本分光社製フーリエ変換赤外分光光度計FT/IR−610またはFT/IR−6100を用い、長鎖メチレン基の横揺れ振動に基づく721cm-1付近の吸収とプロピレンの骨格振動に基づく1155cm-1付近の吸収との吸光度比(D1155cm-1/D721cm-1)を算出し、予め作成しておいた検量線(ASTM D3900での標準試料を使って作成)よりエチレン含有量(重量%)を求めた。次に、得られたエチレン含有量(重量%)を用い、下記式に従ってエチレン含有量(mol%)を求めた。
o−ジクロロベンゼン/ベンゼン−d6(4/1[vol/vol%])を測定溶媒とし、測定温度120℃、スペクトル幅250ppm、パルス繰り返し時間5.5秒、かつパルス幅4.7・sec(45oパルス)の測定条件下(100MHz、日本電子ECX400P)、または測定温度120℃、スペクトル幅250ppm、パルス繰り返し時間5.5秒、かつパルス幅5.0・sec(45oパルス)の測定条件下(125 MHz、ブルカー・バイオスピンAVANCEIIIcryo−500)にて13C−NMRスペクトルを測定し、下記式[1]に基づきB値を算出した。
分子量分布は、東ソー株式会社HLC−8320GPCを用いて以下のようにして測定した。分離カラムとして、TSKgel SuperMultiporeHZ−M(4本)を用い、カラム温度を40℃とし、移動相にはテトラヒドロフラン(和光純薬社製)を用い、展開速度を0.35ml/分とし、試料濃度を5.5g/Lとし、試料注入量を20マイクロリットルとし、検出器として示差屈折計を用いた。標準ポリスチレンとしては、東ソー社製(PStQuick MP−M)のものを用いた。汎用校正の手順に従い、ポリスチレン分子量換算として重量平均分子量(Mw)並びに数平均分子量(Mn)を算出し、これらの値から分子量分布(Mw/Mn)を算出した。
o−ジクロロベンゼン−d4を測定溶媒とし、測定温度120℃、スペクトル幅20ppm、パルス繰り返し時間7.0秒、かつパルス幅6.15μsec(45oパルス)の測定条件下にて、1H−NMRスペクトル(400 MHz、日本電子ECX400P)を測定した。ケミカルシフト基準には、溶媒ピーク(オルトジクロロベンゼン 7.1ppm)を用い、0〜3ppmに観測されるメインピークと、4〜6ppmに観測されるビニル、ビニリデン、二置換オレフィンおよび三置換オレフィンに由来するピークの積分値の比率より、炭素原子1000個当たりの不飽和結合量(個/1000C)を算出した。
セイコーインスツルメント社X−DSC−7000を用い、簡易密閉できるアルミサンプルパンに約8mgのエチレン−α−オレフィン共重合体を入れてDSCセルに配置し、DSCセルを窒素雰囲気下にて室温から150℃まで10℃/分で昇温し、次いで、150℃で5分間保持した後、10℃/分で降温し、DSCセルを−100℃まで冷却した(降温過程)。次いで、100℃で5分間保持した後、10℃/分で昇温し、昇温過程で得られるエンタルピー曲線が極大値を示す温度を融点(Tm)とし、融解に伴う吸熱量の総和を融解熱量(ΔH)とした。ピークが観測されないか、融解熱量(ΔH)の値が1J/g以下の場合、融点(Tm)は観測されないとみなした。融点(Tm)、および融解熱量(ΔH)の求め方はJIS K7121に基づいた。
サーモフィッシャーサイエンティフィック社ICS−1600を用い、エチレン−α−オレフィン共重合体を、試料ボートに入れてAr/O2気流中、燃焼炉設定温度900℃にて燃焼分解した。このときの発生ガスを吸収液に吸収させ、イオンクロマトグラフ法にて定量した。
100℃動粘度および粘度指数は、JIS K2283に記載の方法により、測定、算出した。
HTHS粘度はASTM D4683に記載の方法により150℃において測定した。
CCS粘度はASTM D5293に記載の方法により−25℃、−30℃、または−35℃において測定した。
MR粘度はASTM D4684に記載の方法により−30℃、−35℃、または−40℃において測定した。
エチレン−α−オレフィン共重合体(C)は以下の重合例に従い製造した。なお、得られたエチレン−α−オレフィン共重合体(C)について、必要に応じて、下記方法で水添操作を実施した。
内容積1Lのステンレス製オートクレーブに0.5質量%Pd/アルミナ触媒のヘキサン溶液100mLおよびエチレン−α−オレフィン共重合体の30質量%ヘキサン溶液500mLを加え、オートクレーブを密閉した後、窒素置換を行なった。次いで、撹拌をしながら140℃まで昇温し、系内を水素置換した後、水素で1.5MPaまで昇圧して15分間水添反応を実施した。
〔合成例1〕
[メチルフェニルメチレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリドの合成
(i)6−メチル−6−フェニルフルベンの合成
窒素雰囲気下、200mL三口フラスコにリチウムシクロペンタジエン7.3g (101.6mmol)および脱水テトラヒドロフラン100mLを加えて攪拌した。溶液をアイスバスで冷却し、アセトフェノン15.0g(111.8mmol)を滴下した。その後、室温で20時間攪拌し、得られた溶液を希塩酸水溶液でクエンチした。ヘキサン100mLを加えて可溶分を抽出し、この有機層を水、飽和食塩水で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、溶媒を留去し、得られた粘性液体をカラムクロマトグラフィー(ヘキサン)で分離し、目的物(赤色粘性液体)を得た。
窒素雰囲気下、100mL三口フラスコに2,7−ジ−t−ブチルフルオレン2.01g(7.20mmol)および脱水t−ブチルメチルエーテル50mLを添加した。氷浴で冷却しながらn−ブチルリチウム/ヘキサン溶液(1.65M)4.60mL(7.59mmol)を徐々に添加し、室温で16時間攪拌した。6−メチル−6−フェニルフルベン1.66g(9.85mmol)を添加した後、加熱還流下で1時間攪拌した。氷浴で冷却しながら水50mLを徐々に添加し、得られた二層の溶液を200mL分液漏斗に移した。ジエチルエーテル50mLを加えて数回振った後水層を除き、有機層を水50mLで3回、飽和食塩水50mLで1回洗浄した。無水硫酸マグネシウムで30分間乾燥した後、減圧下で溶媒を留去した。少量のヘキサンを加えて得た溶液に超音波を当てたところ固体が析出したので、これを採取して少量のヘキサンで洗浄した。減圧下で乾燥し、白色固体としてメチル(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)(フェニル)メタン2.83gを得た。
窒素雰囲気下、100mLシュレンク管にメチル(シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)(フェニル)メタン1.50g(3.36mmol)、脱水トルエン50mLおよびTHF 570μL(7.03mmol)を順次添加した。氷浴で冷却しながらn−ブチルリチウム/ヘキサン溶液(1.65M)4.20mL(6.93mmol)を徐々に添加し、45℃で5時間攪拌した。減圧下で溶媒を留去し、脱水ジエチルエーテル40mLを添加して赤色溶液とした。メタノール/ドライアイス浴で冷却しながら四塩化ジルコニウム 728mg(3.12mmol)を添加し、室温まで徐々に昇温しながら16時間攪拌したところ、赤橙色スラリーが得られた。減圧下で溶媒を留去して得られた固体をグローブボックス内に持ち込み、ヘキサンで洗浄した後、ジクロロメタンで抽出した。減圧下で溶媒を留去して濃縮した後、少量のヘキサンを加え、−20℃で放置したところ赤橙色固体が析出した。この固体を少量のヘキサンで洗浄した後、減圧下で乾燥することにより、赤橙色固体として[メチルフェニルメチレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド1.20gを得た。
[エチレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリドの合成
[エチレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリドは、特許第4367687号公報に記載の方法で合成した。
充分に窒素置換した内容積1Lのガラス製重合器にヘプタン250mLを装入し、系内の温度を50℃に昇温した後、エチレンを25L/hr、プロピレンを75L/hr、水素を100L/hrの流量で連続的に重合器内に供給し、撹拌回転数600rpmで撹拌した。次にトリイソブチルアルミニウム0.2mmolを重合器に装入し、次いでMMAO0.688mmolと[エチレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド0.00230mmolをトルエン中で15分以上予備混合したものを重合器に装入することにより重合を開始した。その後、エチレン、プロピレン、水素の連続的供給を継続し、50℃で15分間重合を行った。少量のイソブチルアルコールを系内に添加することにより重合を停止した後、未反応のモノマーをパージした。得られたポリマー溶液を、0.2mol/lの塩酸100mLで3回、次いで蒸留水100mLで3回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧留去した。得られたポリマーを80℃の減圧下で一晩乾燥し、エチレン−プロピレン共重合体1.43gを得た。さらに、このエチレン−プロピレン共重合体に対して水添操作を施した。
充分に窒素置換した内容積2Lのステンレス製オートクレーブにヘプタン910mLおよびプロピレン45gを装入し、系内の温度を130℃に昇温した後、水素2.24MPa、エチレン0.09MPaを供給することにより全圧を3MPaGとした。次にトリイソブチルアルミニウム0.4mmol、[メチルフェニルメチレン(η5−シクロペンタジエニル)(η5−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)]ジルコニウムジクロリド 0.0006mmolおよびN,N−ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート0.006mmolを窒素で圧入し、攪拌回転数を400rpmにすることにより重合を開始した。その後、エチレンのみを連続的に供給することにより全圧を3MPaGに保ち、130℃で5分間重合を行った。少量のエタノールを系内に添加することにより重合を停止した後、未反応のエチレン、プロピレン、水素をパージした。得られたポリマー溶液を、0.2mol/lの塩酸1000mLで3回、次いで蒸留水1000mLで3回洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を減圧留去した。得られたポリマーを80℃の減圧下で一晩乾燥した後、さらに神鋼パンテック製2−03型薄膜蒸留装置を用いて、減圧度を400Paに保持し、設定温度180℃、流量3.1ml/minにて薄膜蒸留を行い、エチレン−プロピレン共重合体22.2gを得た。さらに、このエチレン−プロピレン共重合体に対して水添操作を施した。
充分窒素置換した容量2リットルの攪拌翼付連続重合反応器に、脱水精製したヘキサン1リットルを張り、96mmol/Lに調製した、エチルアルミニウムセスキクロリド(Al(C2H5)1.5・Cl1.5)のヘキサン溶液を500ml/hの量で連続的に1時間供給した後、更に触媒として16mmol/lに調製したVO(OC2H5)Cl2のヘキサン溶液を500ml/hの量で、ヘキサンを500ml/hの量で連続的に供給した。一方重合器上部から、重合液器内の重合液が常に1リットルになるように重合液を連続的に抜き出した。次にバブリング管を用いてエチレンガスを47L/hの量で、プロピレンガスを47L/hの量で水素ガスを20L/hの量で供給した。共重合反応は、重合器外部に取り付けられたジャケットに冷媒を循環させることにより35℃で行った。
以下の潤滑油組成物の調製において用いられたエチレン−α−オレフィン共重合体(C)以外の成分は以下のとおりである。
潤滑油基油;鉱物油(A)として以下の潤滑油基油を用いた。
鉱物油−A:100℃動粘度が4.2mm2/s、粘度指数が122、流動点が−15℃であるAPI Group III鉱物油(SK Lubricants社製Yubase−4)
鉱物油−B:100℃動粘度が6.5mm2/s、粘度指数が131、流動点が−12℃であるAPI Group III鉱物油(SK Lubricants社製Yubase−6)
合成油(B);合成油(B)として以下の潤滑油基油を用いた。
合成油−A:100℃動粘度が4.0mm2/s、粘度指数が123、流動点が−60℃以下である合成油ポリ−α−オレフィン(Neste社製NEXBASE2004)
合成油−B:100℃動粘度が5.8mm2/s、粘度指数が138、流動点が−60℃以下である合成油ポリ−α−オレフィン(Neste社製NEXBASE2006)
合成油−C:脂肪酸エステルである、100℃動粘度が3.7mm2/s、粘度指数が156、流動点が−60℃以下である大八化学社製ジイソデシルアジペート
DIパッケージ(DI);Infineum社製P−5202
流動点降下剤(PPD);BASF社製IRGAFLO 720P
オレフィンコポリマー(OCP);日本ルーブリゾール社製M−1710。普通自動車用粘度指数向上剤として高分子量体(100℃動粘度測定不可能)を鉱油にて希釈したもの。
ポリメタクリレート(PMA);三洋化成社製AC−1703。普通自動車用粘度指数向上剤として高分子量体(100℃動粘度測定不可能)を鉱油にて希釈したもの。このポリメタクリレートは流動点降下能を有する。
[実施例1]
潤滑油基油として合成油(B)である合成油−Aおよび合成油−Cを、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)として重合例1で得られた共重合体(重合体1)を用い、これらとDIパッケージ(DI)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表3に示す通りである。また、潤滑油組成物は、−40℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であり、SAEエンジン油粘度規格0W−20を満足していた。
潤滑油基油として合成油(B)である合成油−Aおよび合成油−Cを、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)として重合例2で得られた共重合体(重合体2)を用い、これらと、DIパッケージ(DI)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表3に示す通りである。また、潤滑油組成物は、−40℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であり、SAEエンジン油粘度規格0W−20を満足していた。
潤滑油基油として合成油(B)である合成油−Aおよび合成油−Cを、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)として重合体1を用い、これらと、DIパッケージ(DI)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表3に示す通りである。また、潤滑油組成物は、−35℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であり、SAEエンジン油粘度規格5W−20を満足していた。
潤滑油基油として合成油(B)である合成油−Aおよび合成油−Cを、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)として重合体1を用い、これらと、DIパッケージ(DI)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表3に示す通りである。また、潤滑油組成物は、−35℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であり、SAEエンジン油粘度規格5W−30を満足していた。
潤滑油基油として合成油(B)である合成油−Bおよび合成油−Cを、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)として重合体1を用い、これらと、DIパッケージ(DI)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表3に示す通りである。また、潤滑油組成物は、−35℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であり、SAEエンジン油粘度規格5W−30を満足していた。
潤滑油基油として合成油(B)である合成油−Bおよび合成油−Cを、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)として重合体1を用い、これらと、DIパッケージ(DI)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表3に示す通りである。また、潤滑油組成物は、−30℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であり、SAEエンジン油粘度規格10W−30を満足していた。
潤滑油基油として合成油(B)である合成油−Aおよび合成油−Cを、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)として重合体2を用い、これらと、DIパッケージ(DI)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表3に示す通りである。また、潤滑油組成物は、−35℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であり、SAEエンジン油粘度規格5W−30を満足していた。
潤滑油基油として合成油(B)である合成油−Aおよび合成油−Cを、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)として重合体1を用い、これらと、DIパッケージ(DI)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表3に示す通りである。また、潤滑油組成物の−40℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であった。
潤滑油基油として合成油(B)である合成油−Aおよび合成油−Cを用い、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)を用いずOCPを用い、これらと、DIパッケージ(DI)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表3に示す通りである。また、潤滑油組成物の−40℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であった。
潤滑油基油として合成油(B)である合成油−Aおよび合成油−Cを用い、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)を用いずPMAを用い、これらと、DIパッケージ(DI)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表3に示す通りである。また、潤滑油組成物の−40℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であった。
潤滑油基油として鉱物油(A)である鉱物油−Aおよび鉱物油−Bを、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)として重合体1を用い、これらと、DIパッケージ(DI)、および流動点降下剤(PPD)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表4に示す通りである。また、潤滑油組成物は、−30℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であり、SAEエンジン油粘度規格10W−30を満足していた。
潤滑油基油として鉱物油(A)である鉱物油−Aおよび鉱物油−Bを、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)として重合体1を用い、これらと、DIパッケージ(DI)、および流動点降下剤(PPD)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表4に示す通りである。また、潤滑油組成物は、−30℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であり、SAEエンジン油粘度規格10W−30を満足していた。
潤滑油基油として鉱物油(A)である鉱物油−Aおよび鉱物油−Bを、エチレン−α−オレフィン共重合体(C)として重合例3で得られた共重合体(重合体3)を用い、これらと、DIパッケージ(DI)、および流動点降下剤(PPD)とを常法により混合して、内燃機関油用潤滑油組成物を調製した。それぞれの成分の添加量、および得られた潤滑油組成物の物性等は表4に示す通りである。また、潤滑油組成物は、−30℃におけるMR粘度は60,000mPa・s未満であり、SAEエンジン油粘度規格10W−30を満足していた。
Claims (5)
- 潤滑油基油と、3質量%以上40質量%未満の、以下の(C1)〜(C5)の特徴を有するエチレン−α−オレフィン共重合体(C)とを含有し、100℃における動粘度が6.9mm2/s以上12.5mm2/s未満であり、
前記潤滑油基油が、以下の(A1)〜(A3)の特徴を有する鉱物油(A)、および/または(B1)〜(B3)の特徴を有する合成油(B)からなる
内燃機関用潤滑油組成物。
(A1)100℃における動粘度が2〜7mm2/sであること
(A2)粘度指数が105以上であること
(A3)流動点が−10℃以下であること
(B1)100℃における動粘度が1〜7mm2/sであること
(B2)粘度指数が120以上であること
(B3)流動点が−30℃以下であること
(C1)エチレン含有率が30〜85モル%の範囲にあること
(C2)100℃における動粘度が10〜5,000mm2/sであること
(C3)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定し、ポリスチレン換算により得られた分子量において、分子量分布(Mw/Mn)が2.5以下であること
(C4)下記式[1]
で表されるB値が、1.1以上であること
(C5)1H−NMRにより測定した不飽和結合量が炭素原子1000個あたり0.5個未満であること - 前記エチレン−α−オレフィン共重合体(C)のエチレン含有率が40〜70モル%の範囲にある請求項1に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 前記エチレン−α−オレフィン共重合体(C)の100℃における動粘度が20〜2,500mm2/sである請求項1または2に記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 前記エチレン−α−オレフィン共重合体(C)のα−オレフィンがプロピレンである請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
- 前記合成油(B)として、エステル、およびエステル以外の合成油を含有する請求項1〜4のいずれかに記載の内燃機関用潤滑油組成物。
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