[发明专利]具有突出性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯共聚物

说明书

本发明涉及具有突出性能的聚(甲基)丙烯酸烷基酯-共聚物。

现代齿轮箱、发动机或液压泵的效率除了机器部件的性能外还极大地依赖于使用的润滑物质的摩擦性能。对于这种润滑物质的开发，具有特别意义的是要了解使用的润滑物质组分在成膜和摩擦方面的作用，其中选择合适的添加剂例如可以导致机动车的平均燃料消耗降低几个百分点。作为润滑物质中特别有效的成分，在此可以提及具有特别低的粘度和因此有低的内在摩擦的基础油以及有机减摩擦剂(摩擦改进剂)。这种趋势的例子是SAE等级5W-20、5W-30或0W-20的最新一代的所谓低负荷-发动机油，它们以类似的方式也在用于手动和自动齿轮箱的油中出现。

通过平行开发节省燃料的润滑物质，使用减摩擦添加剂变得甚至更加重要：当今的齿轮箱和泵壳体在其尺寸上明显更小，它们冷却得较差，因此齿轮和轴承会承受较高的负荷。因此，操作温度会比过去高得到。其结果是，在两个相对移动的表面之间的摩擦接触具有降低的膜厚度，润滑物质和其中含有的添加剂必须能够在这些混合摩擦条件下保证低摩擦损失和保护表面免受磨损。根据当今的技术状况认为，典型的油溶性减摩擦润滑物质添加剂或者吸附在摩擦接触的金属表面上或者形成所谓的反应层。前者通常由长链羧酸和其盐、酯、醚、醇、胺、酰胺和酰亚胺组成。作为这种减摩擦剂的作用方式，被认为是摩擦接触中极性基团的取向和与此有关的在表面上的成膜。然后，在实际的油膜失效时，通过这种膜阻止了固体的接触。但是，极性相互作用如偶极-偶极相互作用或氢键的实际机理和影响没有最终进行解释。

典型的形成反应层的减摩擦剂例如是饱和脂肪酸酯、磷酸酯和三磷酸酯、黄原酸酯或含硫脂肪酸。这类物质还包括在摩擦接触中的摩擦应力下不是形成固体反应产物而是形成具有高承载能力的液体反应产物的化合物。作为其例子，可以提及不饱和脂肪酸、二羧酸的半酯、苯二甲酸二烷基酯和磺化的烯烃混合物。这种减摩擦添加剂的功能与所谓EP添加剂的功能非常相似，其中在润滑间隙中“反应层”的形成必须在较温和的混合摩擦条件下广泛地进行。

此外，有机金属化合物如二硫化膦酸钼和二氨基甲酸钼、有机铜化合物、以及一些固体润滑物质如石墨和MoS₂也可以在润滑物质中起到减摩擦添加物质的作用。

这些化合物的缺点是其相对高的价格。此外，许多化合物有高极性，使得它们在全合成的润滑油中不溶解。

含有油溶性聚合物的润滑物质的摩擦性能是多种专利文本和公开物的主题。在此，仅仅在几种情形下描述了在具体摩擦性能和聚合物或VI-改进剂或其结构的存在之间的关系：

JP05271331要求保护聚合物的制备和其在润滑物质中的使用。描述了α-烯烃和二元酯的共聚物和其与链烷醇、环烷醇胺、杂环胺和聚亚烷基聚胺的反应。含有这种无规共聚物的润滑物质相比于参考物质具有从0.1104降低到0.07134的摩擦系数，这通过Falex摩擦试验(ASTM D2714)作为例子得到证明。这种聚合物的缺点特别地是其制备复杂。

JP 2000355695(US6426323)描述了用于连续自动齿轮箱(CVT)的润滑物质组合物，它含有分散性VI-改进剂。其中优选地使用具有分散性共聚单体如甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯、2-甲基-5-乙烯基吡啶和N-乙烯基吡咯烷酮的聚甲基丙烯酸烷基酯作为VI-改进剂，以达到改善的氧化稳定性。对这些润滑物质的摩擦试验通过举例说明，但是没有上述VI-改进剂影响的信息。

EP570073描述了含有硼的聚丙烯酸烷基酯和聚甲基丙烯酸烷基酯作为润滑物质添加剂，它同时具有VII和减摩擦剂(摩擦改进剂)的作用。在此过程中，已知为减摩擦组分的环状硼化合物被作为官能团无规地引入到常见PAMA-VI-改进剂的侧链中。作为有关的试验，描述了SRV(振动-摩擦-磨损)和LFW-1摩擦计(ASTM D2714＝Falex试验)摩擦试验与市售的PAMA VI-改进剂相比的结果。这些共聚物的缺点是其制备复杂，使得这种产物至今不能大规模地商业应用。

EP286996(US 5064546)要求保护一定环烷基基础油组成的润滑物质组合物，它含有0.01-5％的摩擦改进剂和特别适合于自动和连续的齿轮箱。VI-改进剂，特别是PAMM被提到作为附加的组分，但是其类型被评价为对于制剂的摩擦性能来说是不关键的。