Полиалкил(мет)акрилат для улучшения свойств смазочного масла

Полиалкил(мет)акрилат для улучшения свойств смазочного масла

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к полиалкил(мет)акрилатам для улучшения свойств смазочного масла. Кроме того, настоящее изобретение описывает способ получения и применение этих полиалкил(мет)акрилатов.

Эффективность современных механизмов, моторов или гидравлических насосов кроме свойств деталей машин сильно зависит также от фрикционных свойств используемых смазочных веществ. Для создания таких смазочных веществ особенное значение имеет знание о действии используемых компонентов смазочных веществ в отношении пленкообразования и трения, причем выбор соответствующих добавок может привести, например, к тому, что среднее потребление топлива транспортного средства снизится на несколько процентов. В качестве особенно эффективных компонентов смазочного вещества можно назвать при этом основные масла с особенно низкой вязкостью и поэтому низким внутренним трением, а также органические снижающие трение вещества (фрикционные модификаторы, Friction Modifiers). Примером этой тенденции является новейшая разработка так называемых легких моторных масел SAE классов 5W-20, SAE 5W-30 или SAE 0W-20, которые можно также найти аналогичным образом в маслах для ручной и автоматической передачи.

Благодаря разработке параллельно сберегающим топливо смазочных веществ еще более важным становится использование снижающих трение добавок: современные корпуса коробки передач и насосов являются более маленькими по размеру, они плохо охлаждаются и как их зубчатые колеса, так и подшипники должны нести повышенные нагрузки.

В последнее время в качестве добавок для улучшения коэффициента трения описывают сополимеры на основе (мет)акрилатов, имеющие блочную структуру. Так, особенно в публикациях международных заявок WO 2004087850 A1, WO 2006105926 A1 и WO 2009019065 A2 описываются полимеры, по меньшей мере, с одним полярным и, по меньшей мере, одним неполярным сегментом, которые приводят к увеличению смазочных свойств. Однако недостатком этих полимеров являются относительно большие затраты на производство этих добавок.

Известны также полимеры, приводящие к диспергированию частиц сажи в смазочном масле, которые, кроме того, могут содержать звенья мономеров, полученных из аминопроизводных малеиновой кислоты. Такие полимеры, кроме прочего, описаны в немецкой заявке на патент DE 102007031247 A1, в международной заявке WO 2007/070845 A2 и в патентной заявке США US 2004/0254080 A1 и патенте США US 5942471.

В немецкой заявке на патент DE 102007031247 A1 описываются сополимеры полиалкил(мет)акрилата (PAMA) с малеиновым ангидридом (MSA), у которых группы малеинового ангидрида (MSA) взаимодействуют с аминами, особенно, с N-фенил-1,4-фенилендиамином (DPA). В этой публикации описывается, в особенности, применение полимеров в качестве диспергатора для диспергирования сажи. Улучшение смазочных свойств этого полимера не описывается. Состав полимеров ограничивается чистыми сополимерами метакрилата и акрилата с малеиновым ангидридом (MSA).

В международной заявке WO 2007/070845 A2 описываются продукты взаимодействия с аминами на основе содержащих малеиновый ангидрид (MSA) полимеров полиалкил(мет)акрилата (РАМА). Описанные в международной заявке WO 2007/070845 A2 полимеры используют в комбинации с диспергатором в основном масле, причем полученное смазочное средство приводит к снижению потребления топлива при определенных испытаниях моторов на испытательном стенде.

В патентной заявке США US 2004/0254080 A1 описываются содержащие малеиновый ангидрид сополимеры полиалкил(мет)акрилата (PAMA), которые частично подвергают взаимодействию с аминами. Об улучшении эффективности действия в отношении коэффициента трения диспергирующего действия или износостойкости не упоминается.

В патенте США US 5942471 описывается OCP VI-модификатор, подвергнутый прививке малеиновым ангидридом и последующему взаимодействию с аминами, кроме прочего, с N-фенил-1,4-фенилен-диамином (DPA). Об альтернативной модификации, например, о введении эпоксидных групп для введения аминов не упоминается. Кроме того, описыва.тся антиокислительное действие полимеров, пониженный рост вязкости при попадании в масло сажи и улучшенная износостойкость при содержании в маслах сажи вследствие улучшенного диспергирования сажи.

Описанные ранее полимеры уже приводят к необходимому профилю свойств смазочных средств. Однако существует постоянная потребность в улучшении этого профиля свойств.

С учетом известного уровня техники задачей настоящего изобретения является теперь получить добавку и смазочное средство с улучшенным профилем свойств.

Особенно желательным является улучшение коэффициента трения смазочного средства. При этом добавка должна обладать повышенной совместимостью с обычными добавками, особенно, полиизобутилен(PIB)-сукцинимидом, чтобы при добавлении этих добавок чрезмерно не ухудшался также коэффициент трения. Кроме того, добавка должна приводить к повышению диспергирующего действия, особенно при диспергировании сажи.

Кроме того, смазочное средство должно обладать повышенным показателем вязкости, не ухудшая при этом других свойств неприемлемым образом.

Помимо этого, должно, в особенности, достигаться снижение образования серых пятен или точечной коррозии.

Еще одна задача изобретения состояла в получении добавок, которые можно получить просто и экономично, причем должны использоваться, в особенности, коммерчески доступные компоненты. При этом производство должно иметь возможность промышленного изготовления без необходимости использования для этого новых или конструктивно затратных установок.

Кроме этого, целью настоящего изобретения явилось получение добавки, проявляющей в смазочном средстве множество желательных свойств. Благодаря этому можно свести к минимуму число различных добавок.

Помимо этого, добавка должна приводить к улучшению потребления топлива без ухудшения при этом экологии окружающей среды.

Эта, а также другие не явно названные задачи, которые, однако, немедленно могут быть открыты или получены в связи с первоначально обсуждаемым, решаются посредством полиалкил(мет)акрилата для улучшения свойств смазочного масла со всеми признаками по пункту 1 формулы изобретения. Целесообразные изменения полиалкил(мет)-акрилатов по изобретению защищаются в дополнительных пунктах формулы, зависимых от пункта 1 формулы изобретения.

Объектом настоящего изобретения является поэтому полиалкил(мет)акрилат для улучшения свойств смазочного масла, содержащий повторяющиеся звенья, являющиеся производными (мет)акрилатов с 6-22 атомами углерода в спиртовом радикале, характеризующийся тем, что полиалкил(мет)акрилат содержит повторяющиеся звенья, являющиеся производными аминопроизводных полярных этиленненасыщенных мономеров.

Благодаря этому неожиданно удалось получить полиалкил(мет)акрилат и смазочное средство с улучшенным профилем свойств.

Так, смазочное средство с полиалкил(мет)акрилатами по изобретению показывает улучшенный коэффициент трения. При этом добавка имеет повышенную совместимость с обычными добавками, особенно с PIB-сукцинимидом, благодаря чему даже при введении этой добавки коэффициент трения ухудшается не сильно. Кроме того, добавка приводит к повышению диспергирующего действия, особенно при диспергировании сажи.

Помимо этого, смазочное средство имеет повышенный показатель вязкости без неприемлемого ухудшения при этом других свойств. Для значительного повышения показателя вязкости требуется относительно небольшое количество настоящей добавки, проявляющей высокое загущающее действие.

К тому же, может быть достигнуто уменьшение образования серых пятен или точечной коррозии. Обычно различают две группы дефектов на металлических поверхностях коробок скоростей, особенно на зубчатых зацеплениях и подшипниках качения:

1. Износ в результате непрерывного поверхностного удаления материала или задира в результате внезапного удаления материала после внезапного поврежденного сваривания обоих фрикционных партнеров.

2. Усталость, видимая в результате образования серых пятен или точечная коррозия. Эти повреждения образуются в результате растрескивания или выкрашивания материала при образовании трещин, вызываемых напряжениями сдвига в решетке металла на глубине 20-40 мкм или 100-500 мкм ниже поверхности.

Названные виды повреждений общеизвестны для зубчатых зацеплений и подробно описаны, например, в публикациях "Gears - Wear and Damage to Gear Teeth", ISO DIN 10825 und "Wälzlagerschäden", Publ. - Nr. WL 82 102/2 DA der Fa. FAG (Schaeffler KG), Schweinfurt 2004.

Кроме того, по настоящему изобретению получают добавки, которые могут быть получены просто и экономично, причем, в особенности, могут использоваться коммерчески доступные компоненты. При этом их получение возможно осуществлять в промышленном масштабе без необходимости использования для этого новых или конструктивно затратных установок.

Кроме того, добавки по изобретению могут придавать смазочному средству множество желаемых свойств. При этом может быть сведено к минимуму число различных добавок.

Помимо этого, добавка может способствовать улучшению потребления топлива, причем с этим не связано какое-либо отрицательное воздействие на экологию окружающей среды.

К тому же, полиалкил(мет)акрилаты по изобретению проявляют превосходное загущающее действие и высокую стабильность к сдвиговому воздействию. Кроме того, относительно небольшое количество настоящих полиалкил(мет)акрилатов повышает показатель вязкости различных смазочных масел.

Полимер по изобретению основан на (мет)акрилатах. Полиалкил(мет)-акрилаты являются полимерами, которые могут быть получены полимеризацией алкил(мет)акрилатов. Выражение «(мет)акрилаты» включает метакрилаты и акрилаты, а также их смеси. Эти мономеры широко известны.

Полиалкил(мет)акрилаты содержат предпочтительно по меньшей мере 40 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 60 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 80 мас.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% повторяющихся звеньев производных (мет)акрилатов, предпочтительно алкил(мет)акрилатов.

Предпочтительные полиалкил(мет)акрилаты содержат:

a) от 0 до 40 мас.%, особенно от 1 до 25 мас.% и наиболее предпочтительно от 2 до 15 мас.% повторяющихся звеньев, являющихся производными (мет)акрилатов формулы (I):

где R представляет собой водород или метил, a R¹ означает алкильный радикал с 1-5 атомами углерода,

b) от 20 до 99,9 мас.%, предпочтительно от 50 до 99,9 мас.%, особенно по меньшей мере 70 мас.% и наиболее предпочтительно 80 мас.% повторяющихся звеньев, являющихся производными (мет)акрилатов формулы (II):

где R представляет собой водород или метил, a R² означает алкильный радикал с 6-22 атомами углерода,

c) от 0 до 20 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 15 мас.%, более предпочтительно от 0,5 до 20 мас.% и наиболее предпочтительно от 1 до 10 мас.% повторяющихся звеньев, являющихся производными (мет)акрилатов формулы (III):

где R представляет собой водород или метил, a R³ означает алкильный радикал с 23-4000, предпочтительно с 23-400 атомами углерода, и

d) от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 1 до 8 мас.% и наиболее предпочтительно от 2 до 5 мас.% повторяющихся звеньев, являющихся аминопроизводными полярных этиленненасыщенных мономеров.

Полиалкил(мет)акрилаты могут быть получены предпочтительно радикальной полимеризацией. Соответственно, из использованных для получения полимеров массовых частей соответствующих мономеров получается массовая часть конкретных содержащихся в этих полимерах повторяющихся звеньев.

Примерами (мет)акрилатов формулы (I) являются, кроме прочего, прямоцепочечные и разветвленные (мет)акрилаты, являющиеся производными насыщенных спиртов, такие как метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, н-пропил(мет)акрилат, изопропил(мет)акрилат, н-бутил-(мет)акрилат, трет.бутил(мет)акрилат и пентил(мет)акрилат; и циклоалкил(мет)акрилаты, такие как циклопентил(мет)акрилат.

К (мет)акрилатам формулы (II) относятся, особенно, прямоцепочечные и разветвленные (мет)акрилаты, являющиеся производными насыщенных спиртов, такие как:

гексил(мет)акрилат, 2-этилгексил(мет)акрилат, гептил(мет)акрилат, 2-трет.бутилгептил(мет)акрилат, октил(мет)акрилат, 3-изопропилгептил(мет)акрилат, нонил(мет)акрилат, децил(мет)акрилат, ундецил(мет)акрилат, 5-метилундецил(мет)акрилат, додецил(мет)акрилат, 2-метилдодецил(мет)акрилат, тридецил(мет)акрилат, 5-метилтридецил(мет)акрилат, тетрадецил(мет)акрилат, пентадецил(мет)акрилат, гексадецил(мет)акрилат, 2-метилгексадецил(мет)акрилат, 2-метилпентадецил(мет)акрилат, 2-этилтетрадецил(мет)акрилат, 2-пропилтридецил(мет)акрилат, 2-бутилдодецил(мет)акрилат, 2-метилгексадецил(мет)акрилат, 2-пентилдодецил(мет)акрилат, 2-гексилдецил(мет)акрилат, 2-гексилундецил(мет)акрилат, н-гептадецил(мет)акрилат, 5-изопропилгептадецил(мет)акрилат, 4-трет.бутилоктадецил(мет)акрилат, 5-этилоктадецил(мет)акрилат, 3-изопропилоктадецил(мет)акрилат, октадецил(мет)акрилат, нонадецил(мет)акрилат, эйкозил(мет)акрилат, докозил(мет)акрилат;

(мет)акрилаты, являющиеся производными ненасыщенных спиртов, такие, например, как олеил(мет)акрилат; циклоалкил(мет)акрилаты, такие как циклогексил(мет)акрилат, 3-винилциклогексил(мет)акрилат, борнил-(мет)акрилат, 2,4,5-три(трет.бутил)-3-винилциклогексил(мет)акрилат, 2,3,4,5-тетратрет.бутилциклогексил(мет)акрилат.

Примерами мономеров формулы (III) являются, кроме прочего, прямоцепочечные и разветвленные (мет)акрилаты, являющиеся производными насыщенных спиртов, такие как цетилэйкозил(мет)акрилат, стеарилэйкозил(мет)акрилат и/или эйкозилтетратриаконтил(мет)акрилат; циклоалкил(мет)акрилаты, такие как 2,3,4,5-тетратрет.гексилциклогексил-(мет)акрилат.

Согласно особому варианту воплощения настоящего изобретения к мономерам формулы (III) причисляют так называемые макромономеры на основе полиолефинов с (мет)акрилатными группами, описанные, помимо прочего, в немецкой заявке на патент DE 102007032120 A1, заявленной в Патентном Ведомстве ФРГ 09.07.2007 года с номером заявки DE 10200703120.3, и в немецкой заявке на патент DE 102007046223 A1, заявленной в Патентном Ведомстве ФРГ 26.09.2007 года с номером заявки DE 102007046223.0, причем раскрытие этих документов, особенно тех, в которых описаны (мет)акрилаты, по меньшей мере с 23 атомами углерода в радикале, включены в настоящую заявку в качестве ссылки на них с целью раскрытия содержания.

Макромономеры на основе полиолефинов известны специалистам. Эти повторяющиеся звенья содержат, по меньшей мере, одну группу, являющуюся производной полиолефинов. Полиолефины известны специалисту, причем они могут быть получены полимеризацией алкенов и/или алкадиенов, состоящих из элементов углерод и водород, например алкенов с 2-10 атомами углерода, таких как этилен, пропилен, н-бутилен, изобутен, норборнен, и/или алкадиенов с 4-10 атомами углерода, таких как бутадиен, изопрен, норборнадиен. Повторяющиеся звенья, полученные из макромономеров на основе полиолефинов, содержат предпочтительно по меньшей мере 70 мас.% и особенно предпочтительно по меньшей мере 80 мас.%, а наиболее предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% групп, являющихся производными алкенов и/или алкадиенов, в расчете на массу повторяющихся звеньев, являющихся производными макромономеров на основе полиолефинов. При этом полиолефиновые группы, в особенности, могут быть также гидрированы. Кроме групп, производных от алкенов и/или алкадиенов, повторяющиеся звенья, производные от макромономеров на основе полиолефинов, могут содержать другие группы. К ним относятся небольшая доля сополимеризующихся мономеров. Эти мономеры известны и включают, кроме прочего, алкил(мет)акрилаты, стирольные мономеры, фумараты, малеаты, сложные виниловые эфиры и/или простые виниловые эфиры. Содержание этих групп на основе сополимеризующихся мономеров составляет предпочтительно максимум 30 мас.%, особенно предпочтительно максимум 15 мас.% в расчете на массу повторяющихся звеньев макромономеров на основе полиолефинов. Кроме того, повторяющиеся звенья, производные от макромономеров на основе полиолефинов, содержат исходные группы или концевые группы, служащие для получения функциональных групп или обусловленные получением повторяющихся звеньев, производных от макромономеров на основе полиолефинов. Содержание этих исходных групп составляет предпочтительно максимум 30 мас.%, особенно предпочтительно максимум 15 мас.% в расчете на массу повторяющихся звеньев, производных от макромономеров на основе полиолефинов.

Среднечисловая молекулярная масса повторяющихся звеньев, производных от макромономеров на основе полиолефинов, составляет предпочтительно в пределах от 500 до 50000 г/моль, особенно предпочтительно от 700 до 10000 г/моль, в особенности от 1500 до 4900 г/моль и наиболее предпочтительно от 2000 до 3000 г/моль.

Эти значения в случае получения гребенчатых полимеров сополимеризацией низкомолекулярных или макромолекулярных мономеров определяются свойствами макромолекулярных мономеров. В случае полимераналогичного взаимодействия эти свойства складываются, например, из свойств используемых макроспиртов и/или макроаминов, принимая во внимание полученные в результате взаимодействия повторяющиеся звенья главной цепи. В случае привитой полимеризации по содержанию образованных полиолефинов, не вошедших в главную цепь, можно судить о распределении полиолефинов по молекулярной массе.

Повторяющиеся звенья, производные от макромономеров на основе полиолефинов, имеют предпочтительно низкую температуру плавления, причем ее измеряют посредством дифференциальной сканирующей калориметрии (DSC). Температура плавления повторяющихся звеньев, производных от макромономеров на основе полиолефинов, предпочтительно составляет (-10)°C или менее, особенно предпочтительно (-20)°C или менее, еще более предпочтительно (-40)°C или менее. Наиболее предпочтительно, если температура плавления повторяющихся звеньев, производных от макромономеров на основе полиолефинов, не может быть измерена согласно DSC.

К мономерам формулы (III) относятся, кроме того, в особенности, длинноцепочечные разветвленные (мет)акрилаты, которые, кроме прочего, описаны в патенте США US 6746993, заявленном в Патентное Ведомство США (USPTO) 07.08.2002 с номером заявки 10/212 784, и в патентной заявке США US 2004/077509, заявленной в Патентное Ведомство США (USPTO) 01.08.2003 с номером заявки 10/632 108, причем раскрытие этих публикаций, особенно тех, в которых описаны (мет)акрилаты, по меньшей мере, с 23 атомами углерода в радикале, приведены в данной заявке в качестве ссылки с целью раскрытия содержания.

Алкил(мет)акрилаты с длинноцепочечным спиртовым радикалом, особенно компоненты (II) и (III), могут быть получены, например, взаимодействием (мет)акрилатов и/или соответствующих кислот с длинноцепочечными жирными спиртами, причем обычно образуется смесь сложных эфиров, таких, например, как (мет)акрилаты с различными радикалами длинноцепочечных спиртов. К этим жирным спиртам, кроме прочего, относятся Охо Alcogol® 7911, Охо Alcogol® 7900, Охо Alcogol® 1100; Alfol® 610, Alfol® 810, Lial® 125 и Nafol®-Typen (Sasol); C-13-C15 Alcogol (BASF); Epal® 610 и Epal® 810 (Afton); Linevol® 79, Linevol® 911 и Neodol® 25 (Shell); Dehydad®, Hydrenol®- и Lorol®-Typen (Cognis); Acropol® 35 и Exxal® 10 (Exxon Chemicals); Kalcol® 2465 (Kao Chemicals).

Полиалкил(мет)акрилат содержит повторяющиеся звенья, являющиеся производными аминопроизводных полярных этиленненасыщенных мономеров. Выражение «полярный этиленненасыщенный мономер» означает, что мономер может быть подвергнут радикальной полимеризации. Кроме того, термин «полярный» означает, что мономер даже после взаимодействия с амином, например, с образованием амина более высокого порядка (с превращением из первичного во вторичный или из вторичного в третичный), амида или имида в окружении реакционного места является особенно полярным. К относящимся к этому группам причисляются, в особенности, образующиеся имидные группы или группы карбоновой кислоты, которые образуются, например, в реакции ангидридов кислот с аминами, или гидроксильные группы, которые получаются при превращении эпоксидов. При этом группы карбоновой кислоты могут находиться в виде свободной кислоты или в виде соли.

Соответственно, в окружении амидной группы аминопроизводных (при взаимодействии с ангидридом) или аминогруппы аминопроизводных (при взаимодействии с эпоксидом) находятся другие полярные группы, например карбонильные группы, кислотные группы или гидроксильные группы. В соответствии с этим амидные группы аминопроизводных представляют собой имидные группы. Термин «окружение реакционного места» означает, что полярные группы, которые образуются, отстоят максимум через 6, предпочтительно максимум через 5 ковалентных связей от полученных амино- или амидогрупп, по отношению к расстоянию между атомом кислорода и атомом азота.

Согласно варианту воплощения настоящего изобретения полярный этиленненасыщенный мономер, из которого получено производное амина, может являться малеиновой кислотой или производным малеиновой кислоты, таким как, например, моноэфир малеиновой кислоты, диэфир малеиновой кислоты, ангидрид малеиновой кислоты, ангидрид метил-малеиновой кислоты, причем особенно предпочтительным является ангидрид малеиновой кислоты.

Согласно другому аспекту настоящего изобретения полярным этиленненасыщенным мономером, из которого получено аминопроизводное, является (мет)акрилат с эпоксидной группой, причем особенно предпочтительным является глицидил(мет)акрилат.

Образованным из амина радикалом аминопроизводных полярных этиленненасыщенных мономеров может являться предпочтительно радикал, полученный из первичного амина, соответствующего обычно общей формуле R⁴-NH₂, где R⁴ представляет собой радикал с 2-40 атомами углерода, предпочтительно с 3-30 атомами углерода и особенно предпочтительно с 4-20 атомами углерода, который может содержать гетероатомы.

Выражение «группа, содержащая от 2 до 40 атомов углерода» означает радикал органических соединений с 2-40 атомами углерода. Кроме ароматических и гетероароматических групп оно включает также алифатические и гетероалифатические группы, такие, например, как циклоалкильные, алкоксильные, циклоалкоксильные, циклоалкилтио- и алкенильные группы. При этом названные группы могут быть разветвленными или неразветвленными.

Согласно изобретению ароматические группы означают радикалы одноядерных или многоядерных ароматических соединений предпочтительно с 6-20 атомами углерода, особенно с 6-12 атомами углерода, такие как, например, фенил, нафтил или бифенилил, предпочтительно фенил.

Гетероароматические группы характеризуются арильными радикалами, в которых, по меньшей мере, одна CH группа замещена на N и/или, по меньшей мере, две соседние CH группы замещены на S, NH или O. К этим группам относятся, кроме других, группы, которые являются производными тиофена, фурана, пиррола, тиазола, оксазола, имидазола, изотиазола, изоксазола, пиразола, 1,3,4-оксадиазола, 1,3,4-тиадиазола, 1,3,4-триазола, 1,2,4-оксадиазола, 1,2,4-тиадиазола, 1,2,4-триазола, 1,2,3-триазола, 1,2,3,4-тетразола, бензо-[b]-тиофена, бензо-[b]-фурана, индола, бензо-[c]-тиофена, бензо-[c]-фурана, изоиндола, бензоксазола, бензотиазола, бензимидазола, бензизоксазола, бензизотиазола, бензопирола, бензотиа-диазола, бензотриазола, дибензофурана, дибензотиофена, карбазола, пиридина, пиразина, пиримидина, пиридазина, 1,3,5-триазина, 1,2,4-три-азина, 1,2,4,5-триазина, хинолина, изохинолина, хиноксалина, хиназолина, хиннолина, 1,8-нафтиридина, 1,5-нафтиридина, 1,6-нафтиридина, 1',1-нафтиридина, фталазина, пиридопиримидина, пурина, птеридина или 4Н-хинолизина.

К предпочтительным алкильным группам относятся метильная, этильная, пропильная, изопропильная, 1-бутильная, 2-бутильная, 2-метил-пропильная, трет.бутильная, пентильная, 2-метилбутильная, 1,1-диметил-пропильная, гексильная, гептильная, октильная, 1,1,3,3-тетраметил-бутильная, нонильная, 1-децильная, 2-децильная, ундецильная, додецильная, пентадецильная и эйкозильная группа.

К предпочтительным циклоалкильным группам относятся циклопропильная, циклобутильная, циклопентильная, циклогексильная, циклогептильная и циклооктильная группы, замещенные, при необходимости, разветвленными или неразветвленными алкильными группами.

К предпочтительным алкенильным группам относятся винильная, аллильная, 2-метил-2-пропеновая, 2-бутенильная, 2-пентенильная, 2-до-деценильная и 2-эйкозенильная группа.

Радикал R⁴ может иметь заместители. К предпочтительным заместителям, кроме прочего, относятся галогены, особенно фтор, хлор, бром и алкоксигруппы.

Эдукт для получения производных названных полярных этиленненасыщенных мономеров содержат, по меньшей мере, два атома азота, предпочтительно по меньшей мере две аминогруппы. Согласно особому аспекту количество атомов азота эдукта для названных полярных этиленненасыщенных мономеров могут включать от 2 до 6 атомов азота, особенно предпочтительно от 2 до 4 атомов азота предпочтительно в виде аминогрупп. При этом под термином «аминогруппа» подразумевают, что к аминам причисляют также ароматические соединения с атомом азота, такие, например, как пиридины. Эдукт для получения производных названных полярных этиленненасыщенных мономеров содержит, по меньшей мере, одну первичную или вторичную аминогруппу, причем особенно предпочтительной является первичная аминогруппа. Предпочтительные амины, из которых может быть получено аминопроизводное полярных этиленненасыщенных мономеров, предпочтительно содержит по меньшей мере две аминогруппы, причем одна аминогруппа является первичной аминогруппой и по меньшей мере одна аминогруппа является вторичной аминогруппой.

Эти амины соответствуют предпочтительно формуле R⁵-NH-R⁶-NH₂, где R⁵ представляет собой радикал с 1-18 атомами углерода, предпочтительно с 1-10 атомами углерода, a R⁶ является радикалом с 2-18 атомами углерода, предпочтительно с 2-10 атомами углерода.

К особенно предпочтительным аминам, из которых могут быть получены названные производные полярных этиленненасыщенных мономеров, относятся, в особенности, N-фенил-1,4-фенилендиамин (DPA), N,N-диметиламинопропиламин (DMAPA), N,N-диметиламиноэтиламин, диэтил-аминопропиламин, дибутиламинопропиламин, диметиламиноэтиламин, диэтиламиноэтиламин, дибутиламиноэтиламин, 1-(2-аминоэтил)-пиперидин, 1-(2-аминоэтил)пирролидон, 4-(3-аминопропил)морфолин, аминоэтилморфолин, например 4-(3-аминоэтил)морфолин, N-(2-амино-этил)-1,3-пропандиамин, 3,3'-диамин-N-метилдипропиламин, трис(2-амино-этил)амин, N,N-бис(3-аминопропил)-1,3-пропандиамин, N,N'-1,2-этандиил-бис(1,3-пропандиамин), N-пиридил-1,4-фенилендиамин, 4-аминопиридин, N-пиридил-1,2-этилендиамин и N-(2-этилимидазолил)-1,4-фенилендиамин.

Особенно предпочтительными из названных аминов являются N-фенил-1,4-фенилендиамин (DPA), N,N-диметиламинопропиламин (DMAPA), причем наиболее предпочтительным является N-фенил-1,4-фенилендиамин (DPA).

Согласно особому аспекту настоящего изобретения повторяющиеся звенья, полученные из аминопроизводных полярных этиленненасыщенных мономеров, превращают в полиалкил(мет)акрилат по изобретению в результате того, что сначала получают полимер с реакционноспособными полярными повторяющимися звеньями, образованными предпочтительно из малеинового ангидрида или глицидил(мет)акрилата. После этого эти реакционноспособные группы подвергают взаимодействию с ранее указанными аминами с образованием полиалкил(мет)акрилатов по настоящему изобретению.

Кроме того, мономерная смесь для получения используемых по изобретению полиалкил(мет)акрилатов может содержать мономеры, которые могут сополимеризоваться с ранее названными мономерами. К ним, помимо прочего, относятся:

арил(мет)акрилаты, такие как бензилметакрилат или фенилметакрилат, причем арильные радикалы, в каждом случае, могут быть многократно замещены;

стирольные мономеры, такие, например, как стирол, замещенные стиролы с алкильными заместителями в боковой цепи, такие как α-метилстирол и α-этилстирол, замещенные стиролы с алкильными заместителями в кольце, такие как винилтолуол и п-винилстирол, галогенированные стиролы, такие как, например, монохлорстиролы, дихлорстиролы, трибромстиролы и тетрабромстиролы;

итаконовая кислота и производные итаконовой кислоты, например, такие как моноэфир итаконовой кислоты, диэфир итаконовой кислоты и ангидрид итаконовой кислоты;

фумаровая кислота и производные фумаровой кислоты, такие как моноэфир фумаровой кислоты, диэфир фумаровой кислоты и ангидрид фумаровой кислоты;

простой виниловый и изопрениловый эфир, например, алкилвиниловый простой эфир, особенно, метилвиниловый простой эфир, этилвиниловый простой эфир, додециловый простой эфир;

сложный виниловый эфир, например, винилацетат, 1-алкены, особенно, 1-бутен, 1-пентен, 1-гексен, 1-гептен, 1-октен, 1-нонен, 1-децен, 1-ундецен, 1-додецен, 1-тридецен, 1-тетрадецен и 1-пентадецен.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления используют диспергирующиеся мономеры.

Диспергирующиеся мономеры давно известны для функционализации полимерных добавок в смазочные масла и поэтому известны специалисту (сравни R.M.Mortier, ST. Orszulik (eds.): "Chemistry and Technology of Lubricants", Blackie Academic & Professional, London, 2^nd ed. 1997). В качестве диспергирующихся мономеров могут использоваться как целесообразные особенно гетероциклические виниловые соединения и/или полярные этиленненасыщенные сложноэфирные или амидные соединения формулы (IV):

где R представляет собой водород или метил, X означает кислород, серу или аминогруппу формулы -NH- или -NR^a-, в которой R^a означает алкильный радикал с 1-10 атомами углерода, предпочтительно с 1-4 атомами углерода, R⁷ представляет собой радикал, содержащий от 2 до 50 атомов углерода, особенно от 2 до 30 атомов углерода, предпочтительно от 2 до 20 атомов углерода, по меньшей мере, с одним гетероатомом, преимущественно по меньшей мере с двумя гетероатомами.

Примерами диспергирующихся мономеров формулы (IV) являются, помимо прочего, аминоалкил(мет)акрилаты, аминоалкил(мет)акриламиды, гидроксиалкил(мет)акрилаты, гетероциклические (мет)акрилаты и/или карбонилсодержащие(мет)акрилаты.

К гидроксиалкил(мет)акрилатам относятся, помимо прочего:

2-гидроксипропил(мет)акрилат,

3,4-дигидроксибутил(мет)акрилат,

2-гидроксиэтил(мет)акрилат,

3-гидроксипропил(мет)акрилат,

2,5-диметил-1,6-гександиол(мет)акрилат и

1,10-декандиол(мет)акрилат;

Карбонилсодержащие (мет)акрилаты включают, например:

2-карбоксиэтил(мет)акрилат,

карбоксиметил(мет)акрилат,

N-(метакрилоилокси)формамид,

ацетонил(мет)акрилат,

моно-2-(мет)акрилоилоксиэтиловый эфир янтарной кислоты,

N-(мет)акрилоилморфолин,

N-(мет)акрилоил-2-пирролидинон,

N-(2-(мет)акрилоилоксиэтил)-2-пирролидинон,

N-(3-мет)акрилоилоксипропил)-2-пирролидинон,

N-(2-(мет)акрилоилоксипентадецил)-2-пирролидинон,

N-(3-мет)акрилоилоксигептадецил)-2-пирролидинон и

N-(2-(мет)акрилоилоксиэтил)этиленмочевина,

2-ацетоацетоксиэтил(мет)акрилат.

К гетероциклическим (мет)акрилатам, среди прочих, относятся:

2-(1-имидазолил)этил(мет)акрилат,

оксазолидинилэтил(мет)акрилат,

2-(4-морфолинил)этил(мет)акрилат,

1-(2-метакрилоилоксиэтил)-2-пирролидон,

N-метакрилоилморфолин,

N-метакрилоил-2-пирролидинон,

N-(2-метакрилоилоксиэтил)-2-пирролидинон,

N-(3-метакрилоилоксипропил)-2-пирролидинон.

К аминоалкил(мет)акрилатам относятся, в особенности:

N,N-диметиламиноэтил(мет)акрилат,

N,N-диметиламинопропил(мет)акрилат,

N,N-диэтиламинопентил(мет)акрилат,

N,N-дибутиламиногексадецил(мет)акрилат,

Кроме того, в качестве диспергирующихся мономеров могут использоваться аминоалкил(мет)акриламиды, такие как N,N-диметил-аминопропил(мет)акриламид.

Помимо этого, в качестве диспергирующихся мономеров могут использоваться фосфор-, бор- и/или кремнийсодержащие (мет)акрилаты, такие как:

2-(диметилфосфато)пропил(мет)акрилат,

2-(этиленфосфито)пропил(мет)акрилат,

диметилфосфинометил(мет)акрилат,

диметилфосфонозтил(мет)акрилат,

диметил(мет)акрилоилфосфонат,

дипропил(мет)акрилоилфосфат,

2-(дибутилфосфоно)этил(мет)акрилат,

2,3-бутилен(мет)акрилоилэтилборат,

метилдиэтокси(мет)акрилоилэтоксисилан,

диэтилфосфатоэтил(мет)акрилат.

К предпочтительным гетероциклическим виниловым соединениям относятся, кроме прочего, 2-винилпиридин, 3-винилпиридин, 4-винил-пиридин, 2-метил-5-винилпиридин, 3-этил-4-винилпиридин, 9-винил-карбазол, 3-винилкарбазол, 2,3-диметил-5-винилпиридин, винилпиридимидин, винилпиперидин, 4-винилкарбазол, 1-винилимидазол, N-винил-имидазол, 2-метил-1-винилимидазол, N-винилпирролидон, N-винил-пирролидин, 3-винилпирролидин, N-винилкапролактам, N-винилбутиролактам, винилоксолан, винилфуран, винилтиофен, винилтиолан, винилтиазолы и гидрированные винилтиазолы, винилоксазолы и гидрированные винилоксазолы.

К особенно предпочтительным диспергирующимся мономерам относятся, особенно, этиленненасыщенные соединения, содержащие по меньшей мере один атом азота, причем они являются выбранными особенно предпочтительно из ранее описанных гетероциклических виниловых соединений и/или аминоалкил(мет)акрилатов, аминоалкил(мет)акриламидов и/или гетероциклических (мет)акрилатов.

Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения предпочтительно используют, в особенности, стирольные мономеры, гетероциклические мономеры, сложный виниловый эфир и/или простой виниловый эфир, причем предпочтительными, в особенности, являются стирольные мономеры.

Содержание сомономеров может изменяться в зависимости от цели использования и профиля свойств полимера. Обычно это содержание находится в пределах от 0 до 30 мас.%, предпочтительно от 0,01 до 20 мас.% и наиболее предпочтительно от 0,1 до 10 мас.%, в особенности, содержание стирольных мономеров, гетероциклических мономеров, простого винилового эфира и/или сложного винилового эфира может составлять особенно предпочтительно в пределах от 0,01 до 25 мас.%, особенно в пределах от 0,1 до 20 мас.% и наиболее предпочтительно в пределах от 1 до 10 мас.%.

Ранее названные этиленненасыщенные мономеры могут использоваться отдельно или в виде смесей. Кроме того, для получения определенных структур, таких, например, как привитые полимеры, во время полимеризации основной цепи можно изменять мономерный состав.

Неожиданные преимущества проявляют, в особенности, привитые сополимеры, причем основа для прививки содержит повторяющиеся звенья, полученные из (мет)акрилатов с 6-22 атомами углерода в спиртовом радикале, а прививаемый слой включает повторяющиеся звенья, полученные из аминопроизводных полярных этиленненасыщенных мономеров.

Массовое отношение основы для прививки к прививаемому слою находится в пределах от 1:2000 до 1:5, особенно предпочтительно от 1:1000 до 1:10 и наиболее предпочтительно от 1:100 до 1:20.

Согласно предпочтительному варианту прививаемый слой может быть очень короткоцепочечным, причем это свойство может быть обнаружено посредством сравнительных испытаний, в которых привитую полимеризацию проводят без основы для прививки. Согласно особому варианту осуществления изобретения среднечисловая степень полимеризации прививаемого слоя составляет максимум 10, особенно предпочтительно максимум 5 и наиболее предпочтительно максимум 3 повторяющихся звеньев.

Неожиданные преимущества проявляют, в особенности, полиалкил(мет)акрилаты, имеющие предпочтительно удельную вязкость при 100°C в пределах от 4,5 до 50 мл/г, особенно в пределах от 5 до 35 мл/г и наиболее предпочтительно от 5,5 до 25 мл/г.

Удельную вязкость определяют при использовании в качестве растворителя масла API группа III Grundöl, обладающего предпочтительно кинематической вязкостью (KV₁₀₀) (согласно ASTM D-445) при 100°C около 5,9 мм²/с, преимущественно от 5,7 мм²/с до 6,3 мм²/с; показателем вязкости (согласно ASTM D-2270) по меньшей мере 120, температурой застывания (согласно ASTM D-97) максимум (-12)°C и плотностью (согласно ASTM D-4052) при 15°C около 841 (например, коммерческого продукта фирмы Neste под наименованием NEXBASE 3060) при 100°C посредством капилляра Уббелоде. Размер капилляра Уббелоде выбирают так, что