説明

非架橋性有機媒体の温度依存性挙動を改変するための架橋ミクロゲルの使用

【課題】少なくとも約100℃の高温の用途において、非架橋性有機媒体、例えばエンジン油、ギヤ油等の温度挙動を改変する添加剤の提供。
【解決手段】ポリブタジエン,ポリイソプレン,スチレン−ブタジエンラバー,アクリレートゴム,アクリロニトリル−ブタジエンラバー,エチレン−酢酸ビニルコーポリマー,ポリクロロプレン,エポキシ化天然ゴム等のゴムを架橋することにより得られたゴム粒子(架橋ミクロゲル)を非架橋性有機媒体、例えばエンジン油,ギヤ油,油圧作動油,圧縮機油等に関する添加剤として使用。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、非架橋性有機媒体の温度挙動を、詳細には、エンジン油、ギヤ油等などの、少なくとも約100℃における高温の応用例において改変するためのミクロゲルの使用に関する。
【背景技術】
【0002】
非常に広範な用途において、ゴムゲルおよびさらに変性ゴムゲルの使用が知られている。すなわち、例えば、ゴムは、例えば車両タイヤの製造において転がり抵抗を改善するために使用される(例えば、DE4220563、GB−PS1078400、EP405216およびEP854171を参照されたい)。これに関しては、ゴムゲルが常に固体マトリックス中に取り込まれている。
【0003】
最終的には印刷インクを製造するために、この目的に適した液体媒体中に微細に分布する形態の印刷インク顔料が取り込まれることが知られている。(例えば、EP0953615A2、EP0953615A3を参照されたい)。この場合は、100nmに到るまでの粒径が得られる。
【0004】
Chinese Journal of Polymer Science、20卷、2号、(2002)、93〜98には、高エネルギー放射線により完全に架橋されたミクロゲル、およびプラスチック材料の衝撃靭性を増大させるためのこれらの使用が記載されている。US20030088036A1には、同様に放射線で架橋されたミクロゲル粒子がその製造において熱硬化性プレポリマーに混合される、強化熱硬化性樹脂組成物が開示されている(EP1262510A1も参照されたい)。
【0005】
DE2910154から、有機溶媒によるゴム粒子分散体が知られている。
【0006】
DE−A−3742180から、液体アミド中のケイ素含有グラフトポリマーの分散体が知られている。
【0007】
ミクロゲル含有組成物が、本出願人名の未公開の国際特許出願PCT/EP2004/052290に基本的に記述されている。
【発明の開示】
【0008】
本発明の発明者らは、ミクロゲルが、非架橋性有機媒体の温度依存性のレオロジー挙動を、特に少なくとも約100℃の高温で特に改善し、それによってミクロゲルの、例えば、エンジン油、ギヤ油等における新規の可能な用途を開拓することを見出した。これに関しては、使用されるミクロゲルのナノ特性が特に利用される。
【0009】
したがって、本発明による組成物は、驚くべきことには、ミクロゲルがこれらの組成物中に低濃度で使用された場合は、きわめて興味深い温度依存性のレオロジー特性を示す。
【0010】
したがって、本発明は、少なくとも100℃、好ましくは少なくとも約200℃、特に好ましくは少なくとも約300℃の温度における用途のための、非架橋性有機媒体(A)に対する添加剤としての架橋ミクロゲル(B)の使用、特に、レオロジー添加剤としての使用に関する。前記温度は、ミクロゲル(B)および非架橋性有機媒体(A)を含んだ組成物が使用中にそれに暴露される温度、あるいは、前記組成物が使用中に断続的にまたは継続的に到達する温度である。
【0011】
したがって、本発明はさらに、非架橋性有機媒体(A)の温度依存性挙動、詳細には、架橋ミクロゲル(B)および非架橋性有機媒体(A)を含んだ組成物の40℃および100℃における動粘度により特徴づけられる、温度依存性挙動を改変する添加剤としての架橋ミクロゲル(B)の使用に関する。
【0012】
本発明によれば、特に、少なくとも約100℃の高温における非架橋性有機媒体の粘度が、ミクロゲル(B)の添加により増加する。
【0013】
言い換えれば、本発明はまた、エンジン油、ギヤ油、油圧作動油、タービン油、圧縮機油、工業用油、金属加工油剤およびチェーンソー油を含んだ群から選択される高温用途のための、非架橋性有機媒体(A)中の添加剤としての架橋ミクロゲル(B)の使用に関する。前記非架橋性有機媒体は、特に、100℃を超え、好ましくは少なくとも約200℃、より好ましくは少なくとも約300℃の温度で使用される。前記温度は、ミクロゲル(B)および非架橋性有機媒体(A)の組成物が使用中にそれに暴露される温度、あるいは、前記組成物が使用中に断続的にまたは持続的に到達する温度である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
詳細には、本発明は、特性値が以下の通り
特性値=[(L−U)/(L−H)]×100
[式中、
Lは、測定される非架橋性媒体(A)と100℃において同じ動粘度を有している、特性値0の参照媒体の40℃における動粘度であり、
Hは、測定される非架橋性媒体と100℃において同じ動粘度を有している、特性値100の参照媒体の40℃における動粘度であり、かつ
Uは、測定される非架橋性媒体の40℃における動粘度である]に決定され、
40℃および100℃における非架橋性有機媒体(A)の粘度から決定される特性値が、ミクロゲル(B)の添加により、少なくとも10%、好ましくは少なくとも50%、より好ましくは少なくとも100%、特に好ましくは300%上昇する、非架橋性有機媒体(A)の温度依存性挙動を改変するための架橋ミクロゲル(B)の使用に関する。
【0015】
動粘度の測定は、これに関しては、DIN51562−1「Measurement of the Kinematic Viscosity with the Ubbelohde Viscosimeter」に従って実施される。
【0016】
ミクロゲル含有潤滑剤では、この特性値を、純粋な潤滑剤に比較して有意に上昇させることができ、例えば、オイルNynas T110にミクロゲルMicromorph 5Pを2%添加すると、400%を超える特性値の上昇がもたらされることを見出した。このようにして改変された流体は、有意に改変され改善された粘度の温度依存性を示す。すなわち、約−10℃未満などの低温度の領域では、有機媒体の元来の粘度は、実質上依然として変化せずに止まっており、一方、100℃を超えるなどの高温では、十分な粘度値に達する。このことは、広い温度範囲にわたり非常に均質な液体皮膜の形成が確保され、これは、低温始動の間の潤滑挙動が高温領域でも有利に影響され得る、特にモーター油の分野では非常に魅力的である。
【0017】
さらに、前記組成物は、優れたせん断安定性および顕著な透明度などの特性を示し得て、このことは、商業的に非常に興味深い製品を得ることができることを意味する。
【0018】
非架橋性有機媒体(A)は、好ましくは、120℃の温度で30000mPas未満の粘度を有している。より好ましくは、非架橋性有機媒体(A)の粘度は1000mPas未満、さらに好ましくは200mPas未満、さらに好ましくは120℃で100mPas未満、最も好ましくは120℃で20mPas未満である。非架橋性有機媒体(A)の動粘度は、120℃においてDIN53018に従って、コーンプレート型測定系で5s−1の回転速度で測定される。
【0019】
ミクロゲル(B)
本発明に使用されるミクロゲル(B)は、特に架橋ミクロゲルである。好ましい実施形態では、高エネルギー放射線により架橋されたミクロゲルではない。この場合、高エネルギー放射線は普通、0.1μm未満の波長を有している電磁放射線を意味する。例えばChinese Journal of Polymer Science、20巻、2号、(2002)、93〜98頁に記載のように、高エネルギー放射線により架橋されたミクロゲルの使用は不利である。なぜならば、高エネルギー放射線により架橋されるミクロゲルは、実際には工業規模で製造することができないためである。さらに、放射性コバルトなどの放射線源からの高エネルギー放射線の使用には重大な安全問題が生じる。
【0020】
本発明の好ましい実施形態では、ミクロゲル(B)の一次粒子は、ほぼ球状の形状を有している。DIN53206:1992−08によれば、コヒーレント相中に分散され、適当な物理的方法(電子顕微鏡法)により個々の粒子として認識できる一次粒子は、ミクロゲル粒子として分類される(例えば、Roempp Lexikon、Lacke und Druckfarben、Georg Thieme Verlag、1998を参照されたい)。「ほぼ球状」の形状とは、組成物を例えば電子顕微鏡で観察した場合、ミクロゲルの分散された一次粒子が、すぐ認識できる実質上円形の表面を有している画像を形成することを意味する。ミクロゲルは、組成物中に取り込まれた場合、基本的にその形状または形態が変化しないので、上記におよび下記のコメントは、ミクロゲル含有組成物にも同様に当てはまる。
【0021】
本発明により使用されるミクロゲル(B)について、式
[(d1−d2)/d2]×100
[式中、d1およびd2は、一次粒子の2つの任意の直径であり、d1>d2]で定義されるミクロゲルの各一次粒子の直径の偏差は、好ましくは250%未満、より好ましくは100%未満、さらに好ましくは80%未満、最も好ましくは50%未満である。
【0022】
ミクロゲルの一次粒子の、好ましくは少なくとも80%、より好ましくは少なくとも90%、より好ましくは少なくとも95%は、式
[(d1−d2)/d2]×100
[式中、d1およびd2は、一次粒子の2つの任意の直径であり、d1>d2]で定義される直径の偏差が、250%未満、好ましくは100%未満、より好ましくは80%未満、さらに好ましくは50%未満である。
【0023】
前記個々の粒径の偏差は、以下の方法により決定される。本発明による密な組成物の薄い切片を先ず作製する。次いで、透過型電子顕微鏡画像を、例えば10000×または200000×の倍率で撮る。833.7×828.8nmの表面領域中の、10個のミクロゲル一次粒子中の最大および最小直径、それぞれd1およびd2を測定する。測定したミクロゲル一次粒子の少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%、さらに好ましくは少なくとも95%における上記に定義された偏差が、それぞれの場合、250%未満、好ましくは100%未満、より好ましくは80%未満、さらに好ましくは50%未満である場合は、このミクロゲル一次粒子は、上記に定義された偏差の特色を示す。
【0024】
組成物中でミクロゲルの濃度が高すぎて、目に見えるミクロゲル一次粒子がかなり互いに重なり合う場合は、測定試料の事前の適当な希釈により評価能を改善することができる。
【0025】
ミクロゲル(B)の一次粒子は、好ましくは5〜500nm、より好ましくは20〜400nm、さらに好ましくは20〜300nm、さらに好ましくは20〜250nm、さらに好ましくは20〜99nm、最も好ましくは40〜80nm(DIN53206に基づく直径データ)の平均粒径を有している。エマルジョン重合による特に微細な粒状ミクロゲルの製造は、それ自体が知られている方法で反応パラメータを制御することにより実施される(例えば、H.G.Elias、Makromolekuele、2卷、Technologie、5版、1992、99頁以降を参照されたい)。
【0026】
ミクロゲルの形態は、非架橋性有機媒体(A)中に取り込まれていても依然として実質上は不変であるので、分散された一次粒子の平均粒径は、組成物中、およびエンジン油等などのそれから製造された製品中に分散された一次粒子の平均粒径に実質上一致する。本発明により使用されるミクロゲル(B)は、好都合には、少なくとも約70重量%、好ましくは少なくとも約80重量%、より好ましくは少なくとも約90重量%の23℃でトルエンに不溶性の画分(ゲル含量)を含んでいる。
【0027】
トルエンに不溶性の画分は、これに関しては23℃で決定される。このためには、250mgのミクロゲルが、20mlのトルエン中に振とうしながら23℃で24時間膨潤される。20000rpmで遠心分離後、不溶性画分を分離し、乾燥する。ゲル含量を、乾燥残留物と秤量した量の比率から計算し、重量パーセントで記す。
【0028】
本発明により使用されるミクロゲル(B)は、好都合には、約80未満、より好ましくは60未満、さらに好ましくは40未満の23℃におけるトルエン中の膨潤指数を有している。したがって、ミクロゲルの膨潤指数(SI)は、特に好ましくは1〜15と1〜10の間にあり得る。膨潤指数は、トルエン中に23℃で24時間膨潤させた溶媒含有ミクロゲルの重量(20000rpmにおける遠心分離後)と、乾燥ミクロゲルの重量から計算される:
SI=ミクロゲルの湿潤重量/ミクロゲルの乾燥重量
膨潤指数を測定するために、250mgのミクロゲルを、25mlのトルエン中に振とうしながら24時間膨潤させる。ゲルを遠心分離して分け、秤量し、一定の重量になるまで70℃で乾燥し、再び秤量する。
【0029】
本発明により使用されるミクロゲル(B)は、好都合には−100〜+120℃、より好ましくは−100〜+100℃、さらに好ましくは−80〜+80℃のガラス転移温度Tgを有している。その高度の架橋のために、ガラス転移温度を有しないミクロゲルもまれには使用し得る。
【0030】
本発明により使用されるミクロゲル(B)は、好ましくは>5℃、より好ましくは>10℃、さらに好ましくは>20℃のガラス転移領域を有している。
【0031】
ミクロゲルのガラス転移温度(Tg)およびガラス転移領域(ΔTg)の測定は、以下の条件下(TgおよびΔTgを測定するために、2つの冷却/加熱サイクルが実施される)で示差走査熱分析(DSC)により実施される。TgおよびΔTgは、第2の加熱サイクルで測定される。測定では、10〜12mgの選択されたミクロゲルを、Perkin−Elmer社製DSC試料ホルダ(標準アルミニウムパン)に収納する。液体窒素で試料を−100℃に第1冷却をすること、次いで、試料を20K/分の速度で+150℃に加熱することにより、第1DSCサイクルを実施する。+150℃の試料温度に達すると直ちに試料を冷却することにより第2DSCサイクルを開始する。冷却は、約320K/分の速度で実施される。第2加熱サイクルにおいて、試料を第1サイクルの通り再度+150℃に加熱する。第2サイクルにおける加熱速度は再び20K/分である。Tgおよびは、第2加熱手順のDSC曲線から図表を用いて決定される。このために、DSC曲線に接して3本の直線を引く。第1直線を、Tg未満のDSC曲線の曲線部に接して引く。第2直線を、変曲点を含んでおりTgを通過する曲線のブランチに接して引く。第3直線を、Tgを超えたDSC曲線のブランチに接して引く。このようにして、2個の交点を有している3本の直線が得られる。両交点は、それぞれ特性温度として特徴づけられる。ガラス転移温度Tgは、これらの2つの温度の平均値として得られ、ガラス転移領域ΔTgは、2つの温度差から得られる。
【0032】
本発明により使用されるミクロゲルは、それ自体が知られている方法で製造される(例えば、EP−A−405216、EP−A−854171、DE−A4220563、GB−PS1078400、DE19701489.5、DE19701488.7、DE19834804.5、DE19834803.7、DE19834802.9、DE19929347.3、DE19939865.8、DE19942620.1、DE19942614.7、DE10021070.8、DE10038488.9、DE10039749.2、DE10052287.4、DE10056311.2およびDE10061174.5を参照されたい)。二重結合を含んだゴムとの混合物中へのCR、BR、およびNBRミクロゲルの使用が特許出願EP−A405216、DE−A4220563ならびにGB−PS1078400に特許申請されている。DE19701489.5には、NR、SBRおよびBRなどの、引き続いて変性されたミクロゲルの二重結合を含んだゴムとの混合物中への使用が記載されている。
【0033】
ミクロゲルは、特に以下のゴムを架橋することにより得られた、ゴム粒子を意味するものと理解することが好都合である:
BR:ポリブタジエン、
ABR:ブタジエン/アクリル酸C1〜4アルキルエステルコポリマー、
IR:ポリイソプレン、
SBR:1〜60重量%、好ましくは5〜50重量%のスチレン含量を有している、スチレン/ブタジエンコポリマー、
X−SBR:カルボキシル化スチレン/ブタジエンコポリマー、
FKM:フッ素含有ゴム、
ACM:アクリレートゴム、
NBR:5〜60重量%、好ましくは10〜50重量%のアクリロニトリル含量を有している、ポリブタジエン/アクリロニトリルコポリマー、
X−NBR:カルボキシル化ニトリルゴム、
CR:ポリクロロプレン、
IIR:0.5〜10重量%のイソプレン含量を有しているイソブチレン/イソプレンコポリマー、
BIIR:0.1〜10重量%の臭素含量を有している臭素化イソブチレン/イソプレンコポリマー、
CIIR:0.1〜10重量%の塩素含量を有している塩素化イソブチレン/イソプレンコポリマー、
HNBR:部分的に水素化されたおよび完全に水素化されたニトリルゴム、
EPDM:エチレン/プロピレン/ジエンコポリマー、
EAM:エチレン/アクリレートコポリマー、
EVM:エチレン/酢酸ビニルコポリマー
COおよび
ECO:エピクロロヒドリンゴム、
Q:シリコーングラフトポリマーを除いたシリコーンゴム、
AU:ポリエステルウレタンポリマー、
EU:ポリエーテルウレタンポリマー、
ENR:エポキシ化天然ゴムまたはこれらの混合物。
【0034】
非架橋ミクロゲル出発製品の製造は、以下の方法により実施することが好都合である。
1.エマルジョン重合、
2.変形形態1により入手不可能なゴムの溶液重合、
3.また、例えば天然ゴムラテックスなどの、天然起源のラテックスも使用し得る。
【0035】
使用されるミクロゲル(B)は、好ましくは、エマルジョン重合および架橋により得られるものである。
【0036】
本発明により使用されるエマルジョン重合によるミクロゲルの製造において、以下のフリーラジカル重合可能なモノマー、例えば:ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、イソプレン、アクリル酸およびメタクリル酸のエステル、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロペン、2−クロロブタジエン、2、3−ジクロロブタジエン、ならびに、例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等などの二重結合を含んだカルボン酸、例えばメタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸トヒドロキシエチル、メタクリル酸ヒドロキシブチルなどの二重結合を含んだヒドロキシル化合物、アミン官能化(メタ)アクリレート、アクロレイン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−アリル尿素およびN−アリル−チオ尿素、ならびにメタクリル酸2−t−ブチルアミノエチルおよび2−t−ブチルアミノエチルメタクリルアミドなどの第2級アミノ(メタ)アクリル酸エステル等が使用される。ゴムゲルの架橋は、直接エマルジョン重合中に直接的に、ならびに架橋作用を有している多官能性化合物との共重合により、あるいは以下に説明する後続の架橋により達成され得る。直接的架橋が、本発明の好ましい実施形態である。好ましい多官能性コモノマーは、ジイソプロペニルベンゼン、ジビニルベンゼン、ジビニルエーテル、ジビニルスルホン、フタル酸ジアリル、シアヌル酸トリアリル、イソシアヌル酸トリアリル、1,2−ポリブタジエン、N,N’−m−フェニレンマレイミド、2,4−トルイレンビス(マレイミド)および/またはトリメリト酸トリアリルなどの、少なくとも2つ、好ましくは2つから4つの共重合可能なC=C二重結合を含んだ化合物である。エチレングリコール、プロパンジオール−1,2、ブタンジオール、ヘキサンジオール、2〜20、好ましくは2〜8のオキシエチレン単位を有するポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールA、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、脂肪族ジオールおよびポリオールと、マレイン酸、フマル酸および/またはイタコン酸の不飽和ポリエステルを有するソルビトールなどの、多価、好ましくは二価から四価のC2〜C10アルコールのアクリレートおよびメタクリレートも適している。
【0037】
エマルジョン重合中にゴムミクロゲルを形成する架橋はまた、重合を高転化率まで継続することにより実施し得て、あるいは高内部転換を示す重合によりモノマー供給法で実施し得る。他の可能性はまた、調整剤が存在しないエマルジョン重合を実施することである。
【0038】
エマルジョン重合に続いて、非架橋またはわずかに架橋されたミクロゲル出発製品を架橋するためには、エマルジョン重合で得られたラテックスを使用することが最良である。
【0039】
原則として、この方法はまた、他の方法、例えば溶融により得られる非水性ポリマー分散体を使用することもできる。また、天然ゴムラテックスも、このようにして架橋することができる。
【0040】
架橋作用を有している適当な化合物は、例えば、過酸化ジクミル、過酸化クミルt−ブチル、ビス−(t−ブチル−ペルオキシルイソプロピル)ベンゼン、過酸化ジt−ブチル、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジヒドロペルオキシド、2,5−ジメチルヘキシン−3,2,5−ジヒドロペルオキシド、過酸化ジベンゾイル、ビス−(2,4−ジクロロベンゾイル)ペルオキシド、過安息香酸t−ブチルなどの有機過酸化物、ならびに、アゾビス−イソブチロニトリルおよびアゾ−ビス−シクロヘキサンニトリルなどの有機アゾ化合物、さらに、ジメルカプトエタン、1,6−ジメルカプトヘキサン、1,3,5−トリメルカプトトリアジンおよびギ酸ビス−クロロエチルと多硫化ナトリウムとのメルカプト末端の反応生成物などのメルカプト末端ポリスルフィドゴムなどのジメルカプトおよびポリメルカプト化合物である。
【0041】
後架橋を実施する最適温度は、勿論、架橋剤の反応性に依存し、室温から約180℃までの範囲の温度で、高圧下で場合により実施し得る。(これに関しては、Houben−Weyl、Methoden der organischen Chemie、4版、14/2卷、848頁を参照されたい)。特に好ましい架橋剤は過酸化物である。
【0042】
ミクロゲルを形成するための、C=C二重結合を含んだゴムの架橋はまた、分散体またはエマルジョン中で、US5302696またはUS5442009に記載のように、ヒドラジン、または場合によるその他の水素化剤、例えば有機金属水素化物錯体により、C=C二重結合を同時に部分的または全面的に水素化して実施し得る。
【0043】
凝集による粒子の拡大を、後架橋の前、間、または後に場合により実施し得る。
【0044】
本発明により好ましくは使用される高エネルギー放射線を使用しない製造方法においては、完全に均一に架橋されてなく、上記の利点を有し得るミクロゲルが常に得られる。
【0045】
溶液重合により製造されたゴムも、ミクロゲル製造のための出発製品の機能を果たす。この場合は、これらのゴムの適当な有機溶液が出発材料として使用される。
【0046】
ミクロゲルの所望のサイズは、適当な装置を使ってゴム溶液を液体媒体中、好ましくは水中に、例えば界面活性剤などの適当な界面活性物質を場合により添加して混合することにより得られ、適当な粒径範囲のゴムの分散体を得る。分散された溶液ゴムの架橋のために、エマルジョンポリマーの後続の架橋のための前述の手順が採用される。適した架橋剤は、前に挙げた化合物であり、分散体の製造に使用したその溶媒は、必要に応じて架橋の前に、例えば蒸留により除去してもよい。
【0047】
本発明によれば、ミクロゲルとしては、基本的には反応性基を特にその表面上に含んでいない非変性ミクロゲル、ならびに、官能基で特にその表面上が変性されたミクロゲルを使用し得る。後者は、すでに架橋されたミクロゲルとC=C二重結合に反応性の化合物との化学反応により製造することができる。これらの反応性化合物は、特にそれを用いて、例えば、アルデヒド、ヒドロキシル、カルボキシル、ニトリル等、ならびに、例えば、メルカプト、ジチオカルバメート、ポリスルフィド、キサントゲネート、チオベンゾチアゾールなどの硫黄含有基、および/またはジチオリン酸基および/または不飽和ジカルボン酸基などの極性基がミクロゲルに化学的に結合され得る化合物である。このことは、N,N’−m−フェニレンジアミンにも適用される。ミクロゲル変性の目的は、特に、ミクロゲルがその中に取り込まれるマトリックスの製造で、ミクロゲルの相溶性を改善することである。
【0048】
特に好ましい変性方法は、ミクロゲルを官能性モノマーでグラフト化すること、ならびに低分子量試薬との反応である。
【0049】
官能性モノマーによるミクロゲルのグラフト化では、フリーラジカルエマルジョン重合の条件下で、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシルブチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、アクリロニトリル、アクロレイン、N−ビニル−2−ピロリドン、N−アリル尿素およびN−アリルチオ尿素、ならびにメタクリル酸2−t−ブチルアミノエチルなどの第2級アミノ−(メタ)アクリル酸エステル、および2−t−ブチルアミノエチルメタクリルアミドなどの極性モノマーと反応される、水性ミクロゲル分散体から開始することが好都合である。このようにして、シェルがマトリックスに対して高い相容性を示すコア/シェル形態を有しているミクロゲルが得られる。変性ステップで使用されるモノマーは、未変性ミクロゲル上に可能な限り定量的にグラフトされることが望ましい。官能性モノマーは、ミクロゲルの完全な架橋の前に計量しながら供給することが好都合である。
【0050】
原則として、非水性系中でのミクロゲルのグラフト化も考え得て、それにより、このようにしてイオン重合方法によるモノマーの変性もまた可能である。
【0051】
以下の物質は、低分子量試薬によるミクロゲルの表面変性に特に適している:硫黄元素、硫化水素および/または1、2−ジメルカプトエタンまたは1,6−ジメルカプトヘキサンなどのアルキルポリメルカプタン、また、ジメチルジチオカルバメートおよび/またはジベンジルジチオカルバメートのアルカリ金属塩などのジアルキル−およびジアルキルアリールジチオカルバメート、さらに、キサントゲン酸メチルカリウムおよびキサントゲン酸イソプロピルナトリウムなどのアルキルおよびアリールキサントゲネート、ならびにジブチルジチオリン酸およびジオクチルジチオリン酸およびさらにドデシルジチオリン酸のアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩との反応生成物。前記反応は、有利にはまた硫黄の存在下で実施され得て、硫黄はポリスルフィド結合の形成により取り込まれている。有機および無機の過酸化物および/またはアゾ開始剤などのラジカル開始剤を、この化合物の添加のために加え得る。
【0052】
二重結合を含んだミクロゲルの変性は、例えば、オゾン分解によりならびに塩素、臭素、およびヨウ素によるハロゲン化により実施することも可能である。さらに、例えば、エポキシド化ミクロゲルからヒドロキシル基変性ミクロゲルを製造することなどの、変性されたミクロゲルのさらなる反応は、ミクロゲルの化学的変性として理解される。
【0053】
好ましい実施形態では、ミクロゲルはヒドロキシル基により、特にまたこれらの表面上で変性される。ミクロゲルのヒドロキシル基含量は、DIN53240に従って、酢酸無水物との反応、およびこれにより放出される酢酸のKOHによる滴定により、mgKOH/gポリマーのディメンションを有している水酸基価として測定される。ミクロゲルの水酸基価は、好ましくは0.1と100mgKOH/gポリマーの間、より好ましくは0.5と50mgKOH/gポリマーの間にある。
【0054】
使用される変性試薬の量は、その有効性および個々の用途で出される要求事項により決定され、使用されるゴムミクロゲル総量に対して0.05〜30重量%、特に好ましくは、ゴムゲル総量に対して0.5〜10重量%の範囲にある。
【0055】
変性反応は、0〜180℃、好ましくは20〜95℃の温度で、1〜30バールの圧力下で場合により実施し得る。この変性は、塊状でまたは分散体の形態でゴムミクロゲルに実施され得て、後者の場合に関しては、反応媒体として不活性有機溶媒または水を使用し得る。この変性は、架橋されたゴムの水性分散体中で実施されることが特に好ましい。
【0056】
特に、非極性媒体中では、非変性ミクロゲルの使用が好ましい。
【0057】
特に、極性媒体中に取り込まれる場合は、変性ミクロゲルの使用が好ましい。
【0058】
製造されたミクロゲルの平均直径は、高度の精度、例えば、0.1マイクロメートル(100nm)±0.01マイクロメートル(10nm)で調整することができ、例えば、全ミクロゲル粒子中の少なくとも75%が、サイズが0.095マイクロメートルと0.105マイクロメートルの間にある粒径分布が達成される。特に、5と500nmの間の範囲の、その他のミクロゲルの平均直径が、同様の精度(全粒子の少なくとも75重量%が、積分粒径分布曲線(光散乱法測定により測定される)の最大値の近く、最大値の上下±10%の範囲内にある)で製造され、使用することができる。このようにして、本発明による組成物中に分散されたミクロゲルの形態は、実際上「ピンポイント」の精度に調整することができ、このようにして、本発明による組成物、ならびに例えばそれから製造されたプラスチックの特性を調整することができる。
【0059】
このようにして製造され、好ましくはBR、SBR、NRB、SNBRまたはアクリロニトリルまたはABRをベースとするミクロゲルは、例えば蒸発による濃縮により、凝固により、さらなるラテックスポリマーとの共凝固により、凍結凝固により(US−PS2187146を参照されたい)またはスプレー乾燥により後処理され得る。スプレー乾燥による後処理の場合は、例えば、CaCOまたはケイ酸などの従来のブロッキング防止剤も加え得る。
【0060】
好ましい実施形態では、ミクロゲル(B)は、ゴムをベースとする。
【0061】
好ましい実施形態では、ミクロゲル(B)は、C=C二重結合に反応性である官能基により変性されている。
【0062】
好ましい実施形態では、ミクロゲル(B)は、1〜15の23℃におけるトルエン中の膨潤指数を有している。
【0063】
ミクロゲル(B)および非架橋性媒体(A)を含んだ本発明により使用される組成物は、DIN53018に従ってコーンプレート型粘度計により20℃で測定して、5s−1の回転速度において、好ましくは2〜50000000mPasまで、より好ましくは50〜3000000mPasまでの粘度を有している。
【0064】
有機非架橋性媒体(A)
本発明による組成物は、少なくとも1種の有機媒体(A)を含有し、これは120℃において、好ましくは30000mPas未満、より好ましくは1000mPas未満、さらに好ましくは200mPas未満、さらに好ましくは100mPas未満、最も好ましくは20mPas未満の粘度を有している。
【0065】
こうした媒体は、室温で(20℃)流動体から固体、好ましくは流動体または流動性である。
【0066】
本発明では、有機媒体とは、媒体が少なくとも1種の炭素原子を含んでいることを意味する。
【0067】
本発明では、非架橋性媒体とは、特に、架橋剤(例えば、ポリイソシアネート、ポリアミン、酸無水物)等の添加の下に、フリーラジカルによりUV線と共に熱的に、および/または重付加または重縮合により、従来の方法で架橋されまたは重合されて、従来の方法でオリゴマーまたはポリマーを形成する従来のモノマーまたはプレポリマーなどの、特に、ヘテロ原子を含んだ官能基を介して、またはC=C基を介して架橋性である基を含んでいない媒体であると理解される。本発明によれば、有機非架橋性媒体として、例えば、特定の割合の不飽和結合(ある種のポリエステル油、ナタネ油等)、またはヒドロキシ基(ポリエーテル)を含んでいるが、それにもかかわらず、これらは従来の方法ではオリゴマーまたはポリマーに架橋されるまたは重合され得ない媒体もまた使用し得る。
【0068】
非架橋性媒体(A)は、炭化水素(塩素、フッ素などのハロゲン、あるいはヒドロキシ、オキソ、アミノ、カルボキシ、カルボニル、アセト、アミドから選択される1種または複数の置換基により場合により置換されている、1〜200個の炭素原子を有している、直鎖、分枝、環式、飽和、不飽和および/または芳香族の炭化水素)、合成炭化水素、ポリエーテル油、エステル油、リン酸エステル、ケイ素含有油およびハロゲン化炭化水素、およびハロゲン化炭素などの、好ましくは、室温(20℃)で非架橋性の媒体流動体であり、特に、常圧(1バール)で100℃を超え、より好ましくは200℃を超え、さらに好ましくは300℃を超え、最も好ましくは350℃超える温度で沸騰するものである(例えば、Ullmanns Enzyklopadie der technischen Chemie、Verlag Chemie Weinheim、20卷、(1981)457頁以降、504、507頁以降、517/518、524頁を参照されたい)。これらの非架橋性媒体(A)は、特に、40℃において2〜1500mm/秒(センチストーク)の粘度により特徴づけられる。合成炭化水素は、オレフィンの重合、オレフィンまたはクロロパラフィンと芳香族化合物の縮合、またはクロロパラフィンの脱塩素化縮合により得られる。ポリマー油の場合の例としては、エチレンポリマー、プロピレンポリマー、ポリブテン、高級オレフィンのポリマー、およびアルキル芳香族化合物がある。エチレンポリマーは、400と2000g/モルの間の分子量を有している。ポリブテンは、300と1500g/モルの間の分子量を有している。
【0069】
ポリエーテル油の場合は、脂肪族ポリエーテル油、ポリアルキレングリコール、特に、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコール、これらのコポリマー、これらのモノエーテルおよびジエーテル、ならびに、エステルエーテルおよびジエステル、テトラヒドロフランポリマー油、ペルフルオロポリアルキルエーテルおよびポリフェニルエーテルが優れている。ペルフルオロポリアルキルエーテルは、1000〜10000g/モルの分子量を有している。脂肪族ポリエーテル油は、38℃において8〜19500mm/秒の粘度を有している。
【0070】
ポリフェニレンエーテルは、アルカリ金属フェノレートとハロゲン化ベンゼンの縮合により製造される。ジフェニルエーテルおよびそのアルキル誘導体もまた使用し得る。
【0071】
エステル油の例には、アジピン酸のアルキルエステル、セバシン酸ビス−(2−エチルヘキシル)およびセバシン酸ビス−(3,5,5−トリメチルヘキシル)、あるいはアジピン酸ビス−(2−エチルヘキシル)およびアジピン酸ビス−(3,5,5−トリメチルヘキシル)、ならびに、TMPオレエートなどの、天然脂肪酸と一価または多価アルコールのエステルがある。フッ素含有エステル油がさらなるクラスを形成する。リン酸エステルの場合は、トリアリール、トリアルキルおよびアルキルアリールホスフェートが優れている。例としては、リン酸トリ−(2−エチルヘキシル)およびフェニルリン酸ビス−(2−エチルヘキシル)がある。
【0072】
ケイ素含有油としては、シリコーン油(アルキルおよびアリールシロキサン系列のポリマー)およびケイ酸エステルがある。
【0073】
再生可能な非架橋性有機媒体の例には、ナタネ油およびヒマワリ油がある。
【0074】
ハロゲン化炭化水素およびハロゲン化炭素としては、クロロトリフルオロエチレンポリマー油およびヘキサフルオロベンゼンなどの塩素化パラフィンがある。
【0075】
DIN55945による(非反応性)溶媒には、ヘキサン、スペシャルボイリングポイントスピリット、ホワイトスピリット、キシレン、ソルベントナフサ、テレビンのガムスピリット、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、イソホロン、酢酸ブチル、酢酸1−メトキシプロピル、ブチルグリコールアセテート、エチルジグリコールアセテートおよびN−メチルピロリドンがあるが(Brock、Thomas、Groteklaes、Michael、Mischke、Peter、Lehrbuch der Lacktechnologie、Curt.R.Vincentz Verlag Hannover、(1998)93頁以降)、トルエンは該当しない。
【0076】
特に好ましい非架橋性媒体としては次がある:ポリエーテル、例えばBaylube 68CL、ナフテン油、例えばNynas T 110、パラフィン系の高度に精製された鉱油、例えばShell Catenex S 932、エステル油、例えばmethyl ester SU、再生可能原料をベースとする油、例えば精製ナタネ油。特に好ましい非架橋性媒体(A)は、多数のクラスの炭化水素、ポリエーテル油およびトルエンを除いたDIN55945による溶媒である。
【0077】
本発明により使用される組成物は、総組成物量に対して、好ましくは0.1〜90重量%、より好ましくは1〜50重量%、さらに好ましくは2〜30重量%のミクロゲル(B)を含んでいる。
【0078】
本発明により使用される組成物はさらに、好ましくは10〜99.9重量%、より好ましくは50〜99重量%、さらに好ましくは70〜98重量%、さらに好ましくは75〜95重量%の有機媒体(A)を含んでいる。
【0079】
本発明により使用される組成物は、好ましくは、有機非架橋性媒体(A)およびミクロゲル(B)、および以下に挙げる、場合によるさらなる成分からなる。水が存在しないことが好ましく、本発明による組成物は、好ましくは0.8重量%未満、より好ましくは0.5重量%未満の水を含んでいる。水を除外する(<0.1重量%)ことが特に好ましい。製造条件のために、このことは本発明による組成物の場合一般的である。
【0080】
本発明により使用される組成物は、さらに、充填剤、顔料、および分散剤、酸化防止添加剤および極圧および摩耗防止添加剤、潤滑剤、摩擦調整剤、洗浄/分散添加剤、消泡剤、流動点降下剤、カップリング剤、防腐剤活性成分、着色剤、帯電防止剤、脱気剤、流動剤、流動性向上剤、基体湿潤補助物質、沈降防止剤、基体湿潤性を制御し、かつ導電率を制御する補助物質、脱乳化剤、腐食防止添加剤、非鉄金属不活性化剤、摩擦係数調整剤等などの添加剤を含有していてもよい(W.J.Bartz、Additive in Schmierstoffen 1994 expert verlag Renningen−Malmsheim)。
【0081】
特に適当な顔料および充填剤は、例えば、有機顔料、カオリン、タルカムなどのケイ酸塩充填剤、炭酸カルシウムおよびドロマイトなどの炭酸塩、硫酸バリウム、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、高分散化ケイ酸(沈降および熱的に製造されたケイ酸)、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物、ならびにさらに、高度の架橋および5〜1000nmの粒径を有している、ポリクロロプレンおよび/またはポリブタジエンをベースとするゴムゲルがある。
【0082】
前記充填剤は、単独でまたは混合物として使用し得る。この方法の特に好ましい実施形態では、本発明により使用される組成物を製造するために、0〜1重量部の場合による充填剤と共に、多くとも5重量部のゴムゲル(B)、および94〜99.5重量部の流動性非架橋性媒体(A)が使用される。
【0083】
本発明により使用される組成物は、老化防止剤、熱安定剤、光防護剤、オゾン防護剤、加工助剤、可塑剤、粘着性付与剤、発泡剤、着色剤、ワックス、希釈剤/増量剤、有機酸、ならびに、例えばトリメトキシシラン、ポリエチレングリコール、または記載の工業界で知られているその他の物質などの充填剤などの、さらなる補助物質を含んでいてもよい。
【0084】
補助物質は、とりわけ意図した用途により決定される従来の量で使用される。従来の量は、流動性媒体(A)およびゴムゲル(B)の使用量に対して、例えば0.1〜50重量%である。
【0085】
好ましい実施形態では、本発明により使用される組成物は、120℃の温度で30000mPas未満の粘度を有している、少なくとも1種の非架橋性有機媒体(A)、および、好ましくは、高エネルギー放射線により架橋されていない、少なくとも1種の乾燥ミクロゲル粉末(B)(好ましくは1重量%未満、より好ましくは0.5重量%未満の揮発性画分(成分(A)および(B)を混合する場合は、ミクロゲルラテックッスは使用しない)を、ホモジナイザー、ビーズミル、トリプルローラー、単軸または多軸押出スクリュー、Ultra−Turrax機、ニーダおよび/または溶解機、好ましくは、ホモジナイザー、ビーズミルまたはトリプルローラーの手段により、混合することにより製造される。
【0086】
製造される組成物の粘度に関しては、好ましくは、きわめて高粘性(ほとんど固体対固体)の組成物にのみ使用することできるニーダは、非常に限られた程度にのみ、すなわち、特別の場合にのみ使用される。
【0087】
トリプルローラーの不利な点は、比較的制限された粘度範囲(粘稠な組成物の傾向)、低スループットおよび操作の非閉鎖的な方式(操作上の防護が劣る)である。
【0088】
本発明により使用される組成物のホモジナイズ化は、特に好ましくは、ホモジナイザーまたはビーズミルにより実施される。ビーズミルの欠点は、高価な洗浄費用、使用される組成物の高価な生成物の交換、ならびに粉砕球および粉砕装置の摩耗である。
【0089】
したがって、本発明により使用される組成物のホモジナイズ化は、最も好ましくはホモジナイザーにより実施される。ホモジナイザーは、高スループットで(融通性が高い)、低粘度および高粘度の組成物を共に加工することが可能になる。生成物の交換は、比較的迅速であり、なんら問題なく実施することができる。
【0090】
特に、潤滑剤または潤滑剤をベースとする組成物にミクロゲルを添加することにより、純粋な潤滑剤に比較して温度挙動のきわめて有意な改善が達成されるように、温度依存性のあるレオロジー挙動を改変することが可能になり、これに伴って、せん断安定性および/または透明な配合物も可能になることは驚くべきことであり、かつ新規である。
【0091】
ミクロゲル(B)は、非架橋性有機媒体中で一次粒子のレベルまで分散させることができる。
【0092】
流動性媒体(A)中のミクロゲル(B)の分散は、好ましくはホモジナイザーのホモジナイジングバルブ中で実施される(図1を参照されたい)。
【0093】
本発明により好ましくは使用される方法において、アグロメレートは凝集体および/または一次粒子に粉砕される。アグロメレートは、分散中に、一次粒径の変化が生じることなく物理的に分離可能な単位である。
【0094】
図(図1)は、基本生成物、バルブシート、バルブおよびホモジナイズされた生成物を示す。
【0095】
ミクロゲルおよび非架橋性有機媒体を含んだホモジナイズされる生成物は、ホモジナイジングバルブに低速度で入り、ホモジナイジングギャップ中で高速度に加速される。ギャップの後で、主に乱流およびキャビテーションのために分散が行われる(William D.Pandolfe、Peder Baekgaard、Marketing Bulletin of the APV Homogeniser Group、「High−pressure homogeniser processes,product and applications」)。
【0096】
ホモジナイザーに供給されるときの、本発明により使用される組成物の温度は、好都合には−40〜140℃、好ましくは20〜80℃である。
【0097】
ホモジナイズされる本発明により使用される組成物は、20〜4000バール、好ましくは100〜4000バール、より好ましくは200〜4000バール、さらに好ましくは200〜2000バール、最も特に好ましくは500〜1500バールの圧力の装置中でホモジナイズされるのが好都合である。通過回数は、所望の分散体品質により決定され、1回と20回の間、好ましくは1〜10回およびより好ましくは1〜4回と異なり得る。
【0098】
本発明により使用される組成物は、特に微細な粒子分布を有し、これは特にホモジナイザーにより達成され、このことはまた、流動性媒体および得られる組成物の様々な粘度という点に関する方法の融通性、および必要な温度ならびに分散体の品質に関してきわめて有利である。
【0099】
以下の実施例を用いて、本発明をより詳細に以下に例示する。本発明は明らかにこれらの実施例に制限されるものではない。
【0100】
(実施例)
【実施例1】
【0101】
2%のミクロゲル/非架橋性有機媒体の組合せからなる潤滑剤の透明度、および相分離、ならびにレオロジーおよびトライボロジー特性
以下に記載する実施例1において、SBR(スチレンブタジエンゴム)およびBR(ブタジエンゴム)をベースとするミクロゲルを使用することにより、透明性、分離安定性および特に温度依存性レオロジー特性に関して特異的な特性を示す、本発明による組成物が得られることを示す。続いて、本発明により使用される組成物がとりわけ機能性レオロジー添加剤として使用される。低温度、すなわち約室温(20℃)以下ではわずかしか粘度に影響を及ぼさないが、高温、すなわち100℃以上では粘度を大幅に増加させるミクロゲルは、潤滑剤中にそれを使用するための有利な前提条件である。これらのミクロゲルは、特に、SBRをベースとする非変性のミクロゲルである。
【0102】
この組成物を、以下の表に一般化した形式で示す:
1.潤滑油 98%
2.ミクロゲル 2%
合計 100%
【0103】
Shell Catenex S 932は、Deutsche Shell GmbH製のパラフィン系高度に精製された鉱油である。
【0104】
Baylube 68CLは、RheinChemie Rheinau GmbH製のポリエーテルである。
【0105】
Nynas T 110は、Nynas Naphthenics AB製の水素化ナフテン油である。
【0106】
Infineum C9237は、高度に精製された鉱油中にポリオレフィンアミドアルキレンアミンを含有したモノスクシンイミド/ビスクシンイミドである。
【0107】
Micromorph 5Pは、RheinChemie Rheinau GmbH製のSBRをベースとする、OH価4を有している架橋ゴムゲルである。
【0108】
Micromorph 5Pは、40重量%のスチレン、60重量%のブタジエンおよび2.5重量%の過酸化ジクミルからなる。
【0109】
Mikrogel OBR 1210は、Lanxess AG製のSBRをベースとする架橋された表面変性ゴムゲル(実験室生成物)である。Micromorph 4Pおよび5Pは、RheinChemie Rheinau GmbH製のSBRをベースとする架橋された表面非変性ゴムゲルである。
【0110】
OBR 1326Kは、Lanxess AG製のBR(ブタジエンゴム)をベースとする、架橋された表面変性ゴムゲル(実験室生成物)である(表1)。
【0111】
ミクロゲルは、Micromorph 4PおよびOBR 1326Kに対する製造実施例に記載されているのと同様の方法で製造される。
【0112】
【表1】

【0113】
SBRゲルおよびNBRゲルの特性データを表2に要約する。
【0114】
【表2】

【0115】
表中の記号および用語は以下の意味を有している。
50:直径
【0116】
【数1】

は、DIN53206により平均値として定義されている。本明細書では、これはラテックス中の粒子の平均粒径を表す。ラテックス粒子の粒径は、この場合は超遠心分離により測定した(W.Scholtan、H.Lange、「Bestimmung der Teilchengroeβenverteilung von Latices mit der Ultrazentrifuge」、[Determination of the Particle Size Distribution of Latices using an Ultracentrifuge]、Kolloid−Zeitschrift und Zeitschrift fuer Polymere(1972)250卷、8号)。ラテックス中と、本発明による組成物中の一次粒子に対する直径データは、実際上は同じである。なぜなら、ミグロゲル粒子の粒径は、本発明による組成物の製造において変化しないからである。
【0117】
spec.:m/g単位の比表面積
【0118】
Tg:ガラス転移温度
TgおよびΔTgを測定するために、Perkin−Elmer製DSC−2装置を使用した。
【0119】
ガラス転移領域
ガラス転移領域は、上記の通りに測定した。
【0120】
膨潤指数SI
膨潤指数SIは、以下の通り測定した:
膨潤指数は、トルエン中で23℃で24時間膨潤された溶媒含有ミクロゲルの重量、および乾燥時のミクロゲルの重量から計算する:
SI=ミクロゲルの湿潤重量/ミクロゲルの乾燥重量
膨潤指数を測定するために、250mgのミクロゲルを25mlのトルエン中で振とうしながら24時間膨潤させる。トルエンで膨潤された(湿潤)ゲルを、20000rpmで遠心分離した後秤量し、次いで、70℃で一定の重量になるまで乾燥し、再び秤量する。
【0121】
OH価(水酸基価)
OH価(水酸基価)は、DIN53240に従って測定され、1gの物質の無水酢酸によるアセチル化で放出された酢酸量と等価のmg単位のKOH量に相当する。
【0122】
酸価
酸価は、すでに上記のようにDIN53402に従って測定され、1gのポリマーを中和するのに必要なmg単位のKOH量に相当する。
【0123】
ゲル含量
ゲル含量とは、23℃でトルエンに不溶性の画分に相当する。ゲル含量は、乾燥残渣と計り分けた量の比率から得られ、重量パーセントとして規定される。
【0124】
均一性の点検:
試料を、その調製から1週間後に視覚により分離がないかどうか点検した。
【0125】
透明性の点検:
試料の透明性を視覚により点検した。分離またはフロキュレーションを示す試料は、評価の前に攪拌した。
【0126】
製造実施例1−OBR 1326K(直接架橋されたミクロゲル)
ミクロゲルの製造のために以下のモノマーを使用する:ブタジエン、トリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPTMA)およびメタクリル酸ヒドロキシエチル(HEMA)。
【0127】
252gの乳化剤Dresinate/Edinorを10.762kgの水に溶解し、容量40lのオートクレーブに加えた。オートクレーブを3回真空排気し、窒素を充填した。次いで、4893gのブタジエン、186gのトリメチロールプロパントリメタクリレート(90%)および563gのメタクリル酸ヒドロキシエチル(96%)を加えた。この反応混合物を攪拌しながら30℃に加熱した。次いで、95gの水、950mgのエチレンジアミンテトラ酢酸(Merck−Schuchardt)、760mgの硫酸鉄(II)*7HO、1.9gのRongalit C(Merck−Schuchardt)、ならびに2.95gのリン酸三ナトリウム*12HOからなる水溶液を計量しながら供給した。
【0128】
200gの水中の3.15gのp−メタンヒドロペルオキシド(Akzo−Degussa製Trigonox NT 50)水溶液の添加により反応が開始され、それに続いて185gの水で洗浄した。2.5時間の反応時間の後、反応温度を40℃に上げた。さらなる1時間の反応時間後、25gの水および1.25gのMersolate K30/95の水溶液中に溶解された350mgのp−メタンヒドロペルオキシド(Trigonox NT 50)で、反応混合物を後活性化した。同時に重合温度を50℃に上げた。>95%の重合転化率に達したとき、100gの水に溶解された53gのジエチルヒドロキシアミンの水溶液を添加することにより、重合を停止させた。
【0129】
次いで、水蒸気でストリッピングすることにより、未反応モノマーをラテックスから除去した。
【0130】
ラテックスをろ過し、US6399706の実施例2におけるように安定剤を加え、これに続いてラテックスを凝固させ、乾燥した。
【0131】
このゲルは、ラテックスの状態で超遠心分離により(直径および比表面積)、およびまた固体生成物として、トルエンへの溶解性に関して(ゲル含量、膨潤指数/SI)、酸滴定により(OH価およびCOOH数価)、およびDSCにより(ガラス転移温度/Tgおよびガラス転移領域)特徴づけられた。
【0132】
製造実施例2−Micromorph 4P(過酸化物により架橋されたミクロゲル)
ラテックスの形態で取り込まれたスチレン(Bayer France製Krylene 1721)を39重量%含有したSBRラテックスを、ゴム100部当たり1部の過酸化ジクミル(DCP)で架橋させることによりミクロゲルの製造を実施した。
【0133】
Krylene 1721の過酸化ジクミルによる架橋を、架橋させるためにゴム100部当たり1部の過酸化ジクミルを使用して、US6127488の実施例1)から4)に記載されたように実施した。
【0134】
ミクロゲルを、使用する前に一定の重量になるまで、Haraeus Instruments製真空乾燥キャビネットVacutherm VT 6130型中で100ミリバールで乾燥する。
【0135】
本発明により使用することができる組成物の製造
本発明により使用することができる組成物の製造のために、先ず個々の潤滑油を取り、個々のミクロゲルまたは同じミクロゲルをベースとするすでに分散された「濃縮物」、および非架橋性有機媒体を、溶解機を用いて攪拌しながら添加し、濃縮物の場合は、さらにUltra−Turrax機で処理した。この混合物を少なくとも1日間静置させ、次いでホモジナイザーで後処理した。本発明による組成物をホモジナイザーに室温で加え、900〜1000バールの圧力でホモジナイザーにバッチ式に2〜6回通して供給した。第1回目の通過中は、ミクロゲルペーストを約40℃までに、第2回目の通過では約70℃に加熱した。次いで、ミクロゲルペーストを静置させておくことにより室温に冷却し、所望の回数の通過が達成されるまでこの手順を反復した。
【0136】
この組成物のレオロジー特性を、DIN51562に従ってウベローデ毛細菅粘度計で測定した。組成物のレオロジー特性をまた、Physica製MCR300レオメータで測定した。測定体としてプレート/球系、CP50−20を使用した。測定は、20℃、40℃または100℃で実施した。
【0137】
上記のミクロゲルに対するいくつかの測定結果を以下の表3に示す。表3に示された特性値は、上記の式Iにより計算される。
【0138】
【表3】

【0139】
表3から、一方では様々な潤滑油をベースとし、他方では純粋な潤滑剤の粘度の温度依存性より有意に良好なものを示す多くの組成物があることは明らかである。OBR 1326Kを含有している混合物は際立つものであり、これは沈降せず、ろ過後は完全に透明であり、ミクロゲル含量は、実験誤差範囲内で一定に保たれている。
【0140】
以下の表4において、ミクロゲルは、非架橋性有機媒体をその温度依存性レオロジー挙動に関して最適化するのに適しており、これに伴って、ミクロゲルと非架橋性有機媒体のせん断安定性の組合せを得ることが可能であることも示している。
【0141】
【表4】

【0142】
測定した値は、驚くべきことには、ミクロゲル非含有参照化合物(個々の潤滑剤)に比較して広い温度範囲にわたり、前記特性値により表されるレオロジー挙動の改善を示す。
【0143】
さらに、記載の組合せは、優れたせん断安定性および顕著な透明性などの特性を示すことができ、このことは、これらは工業的に非常に興味深い製品であることを意味する。
【0144】
例えば、組合せ、Nynas T110/Micromorph 5Pは、DIN51382に基づくポンプ給送試験において、優れたせん断安定性を有している。
【0145】
記載のまたは類似の組成物は、例えば、エンジン油およびギヤ油、油圧作動油およびさらには(高温)工業用油、金属処理液、チェーンソー油等などの潤滑剤中に使用することが有利であり、これにより、これらはまたその低温特性に関して改善され得る。
【図面の簡単な説明】
【0146】
【図1】基本生成物、バルブシート、バルブおよびホモジナイズされた生成物を示す図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも100℃の温度で使用するための非架橋性有機媒体(A)に対する添加剤としての架橋ミクロゲル(B)の使用。
【請求項2】
レオロジー添加剤としての請求項1に記載の架橋ミクロゲル(B)の使用。
【請求項3】
非架橋性有機媒体(A)の温度依存性挙動を改変する添加剤としての架橋ミクロゲル(B)の使用。
【請求項4】
40℃および100℃における動粘度を特徴とする、非架橋性有機媒体(A)の温度依存性挙動が改変される請求項1から3の一項に記載の使用。
【請求項5】
特性値が下式の通り
特性値=[(L−U)/(L−H)]×100
[式中、
Lは、決定される非架橋性媒体(A)と100℃において同じ動粘度を有する、特性値0の参照媒体の40℃における動粘度であり、
Hは、決定される非架橋性媒体と100℃において同じ動粘度を有する、特性値100の参照媒体の40℃における動粘度であり、
Uは、決定される非架橋性媒体の40℃における動粘度である]
に決定される、40℃および100℃における非架橋性有機媒体(A)の粘度から決定される特性値が、ミクロゲル(B)の添加により少なくとも10%上昇する請求項1から4の一項に記載の使用。
【請求項6】
非架橋性有機媒体の粘度を増加させる添加剤としての請求項1から5の一項に記載の使用。
【請求項7】
エンジン油、ギヤ油、油圧作動油、タービン油、圧縮機油、工業用油、金属加工油剤およびチェーンソー油からなる群から選択される非架橋性有機媒体(A)中の添加剤としての架橋ミクロゲル(B)の使用。
【請求項8】
前記非架橋性有機媒体が、100℃を超える温度で使用される請求項7に記載の使用。
【請求項9】
架橋ミクロゲル(B)が、5〜500nmの一次粒子の平均粒径を有している請求項1から8の一項に記載の使用。
【請求項10】
非架橋性有機媒体(A)が、120℃の温度で1000mPas未満の粘度を有している請求項1から9の一項に記載の使用。
【請求項11】
非架橋性有機媒体(A)が、120℃の温度で200mPas未満の粘度を有している
請求項1から10の一項に記載の使用。
【請求項12】
ミクロゲル(B)の一次粒子が、ほぼ球状の形状を有している請求項1から11の一項に記載の使用。
【請求項13】
式[(d1−d2)/d2]×100
[式中、d1およびd2は、一次粒子の任意の層の2つの任意の直径であり、d1>d2]
で定義されるミクロゲル(B)の各一次粒子の直径の偏差が、250%未満である請求項1から12の一項に記載の使用。
【請求項14】
前記偏差が50%未満である請求項13に記載の使用。
【請求項15】
ミクロゲル(B)の一次粒子が、99nm未満の平均粒径を有している請求項1から14の一項に記載の使用。
【請求項16】
23℃のトルエン中のミクロゲル(B)が、少なくとも約70重量%の不溶性画分を含んでいる請求項1から15の一項に記載の使用。
【請求項17】
23℃におけるトルエン中のミクロゲル(B)が、約120未満の膨潤指数を有している請求項1から16の一項に記載の使用。
【請求項18】
ミクロゲル(B)が、−100〜+120℃のガラス転移温度を有している請求項1から17の一項に記載の使用。
【請求項19】
ミクロゲル(B)が、約5℃を超えるガラス転移領域の幅を有している請求項1から18の一項に記載の使用。
【請求項20】
ミクロゲル(B)が、エマルジョン重合により得られる請求項1から19の一項に記載の使用。
【請求項21】
ミクロゲル(B)が、ゴムをベースとする請求項1から20の一項に記載の使用。
【請求項22】
ミクロゲル(B)が、ホモポリマーまたはランダムコポリマーをベースとする請求項1から21の一項に記載の使用。
【請求項23】
ミクロゲル(B)が、官能基を有していない請求項1から22の一項に記載の使用。
【請求項24】
ミクロゲル(B)が、官能基を有している請求項1から22の一項に記載の使用。
【請求項25】
官能基が、ヒドロキシル、エポキシ、アミン、酸アミド、酸無水物、イソシアネートまたは不飽和基(例えばC=C)である請求項24に記載の使用。
【請求項26】
非架橋性有機媒体(A)が、飽和または芳香族炭化水素、鉱油および合成炭化水素油、同じく再生可能原料をベースとする天然および合成エステル油、ポリエーテル油、ポリエーテルエステル油、リン酸エステル、ケイ素含有油、およびハロゲン化炭化水素からなる群から選択される請求項1から25の一項に記載の使用。
【請求項27】
非架橋性有機媒体(A)対ミクロゲル(B)の重量比が、50:50〜99.9:0.1である請求項1から26の一項に記載の使用。
【請求項28】
非架橋性有機媒体(A)対ミクロゲル(B)の重量比が、好ましくは70:30〜99.7:0.3、特に好ましくは88:12〜98:2である請求項1から27の一項に記載の使用。
【請求項29】
非架橋性有機媒体(A)が、1種または複数の潤滑剤用添加剤を含有している請求項1から28の一項に記載の使用。
【請求項30】
添加剤が、酸化および腐食防止剤、極圧および摩耗防止添加剤、固体潤滑剤、摩擦調整剤、洗浄/分散添加剤、分散剤、消泡剤、流動点降下剤、カップリング剤、防腐剤、顔料、染料または帯電防止剤からなる群から選択される請求項29に記載の使用。
【請求項31】
架橋ミクロゲル(B)の非架橋性有機媒体(A)中への取込みが、ホモジナイザー、ビーズミル(攪拌機ボールミル)、トリプルローラー、単軸または多軸押出スクリュー、ニーダ、Ultra−Turrax機および/または溶解機により実施される請求項1から30の一項に記載の使用。

【図1】
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【公開番号】特開2006−265551(P2006−265551A)
【公開日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2006−70209(P2006−70209)
【出願日】平成18年3月15日(2006.3.15)
【出願人】(501074227)ライン ヘミー ライナウ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (15)
【出願人】(504419760)ランクセス ドイチュラント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (58)
【氏名又は名称原語表記】Lanxess Deutschland GmbH
【住所又は居所原語表記】D−51369 Leverkusen、 Germany
【Fターム(参考)】