(57)【要約】  本発明は、高分子無機ナノ粒子組成物及びそれらの製造方法に関する。本発明は、それら高分子無機ナノ粒子組成物を含む添加剤及び潤滑剤、並びに摩擦学的性能を改善するため、特に金属部分上での極圧性能及び摩擦低減を改善するための油状潤滑剤調製物におけるそれら高分子無機ナノ粒子組成物の使用にも関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子無機ナノ粒子組成物であって、
１つ以上の層間化合物（Ａ）及び１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）を含む混合物を粉砕することによって得られ、
（Ａ）  １つ以上の層間化合物が、分子式ＭＸ2を有する金属カルコゲニドを含み、式中、Ｍは、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、テクネチウム（Ｔｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、水銀（Ｈｇ）及びそれらの組合せからなる群から選択される金属元素であり、Ｘは、硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、酸素（Ｏ）及びそれらの組合せからなる群から選択されるカルコゲン元素であり、
かつ
（Ｂ）  １つ以上のポリマー化合物は、以下、
ａ）  成分ａ）として、
ａ１）  ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、
ａ２）  アミノアルキル（メタ）アクリレート及びアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、
ａ３）  （メタ）アクリル酸のニトリル及び他の窒素含有（メタ）アクリレート、
ａ４）  アリール（メタ）アクリレート、ここで、それぞれの場合にアクリル残基は非置換であるか又は４回まで置換されていてよい、
ａ５）  カルボニル含有（メタ）アクリレート、
ａ６）  エーテルアルコールの（メタ）アクリレート、
ａ７）  ハロゲン化アルコールの（メタ）アクリレート、
ａ８）  オキシラニル（メタ）アクリレート、
ａ９）  リン、ホウ素及び／又はケイ素含有（メタ）アクリレート、
ａ１０）  硫黄含有（メタ）アクリレート、
ａ１１）  複素環式（メタ）アクリレート、
ａ１２）  マレイン酸及びマレイン酸誘導体、
ａ１３）  フマル酸及びフマル酸誘導体、
ａ１４）  ハロゲン化ビニル、
ａ１５）  ビニルエステル、
ａ１６）  芳香族基を含有するビニルモノマー、
ａ１７）  複素環式ビニル化合物、
ａ１８）  ビニルエーテル及びイソプレニルエーテル、
ａ１９）  メタクリル酸及びアクリル酸、
からなるリストから選択される１つ以上の官能性モノマー、
並びに以下、
ｂ）  １つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、及び
ｃ）  １つ以上の（メタ）アクリル酸のエステルと数平均分子量（Ｍｎ）５００〜１００００ｇ／ｍｏｌを有する１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとの反応生成物
からなるリストから選択される１つ又は双方の成分
を含むモノマー組成物を重合することによって得られ、かつ
１つ以上の層間化合物（Ａ）と１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）との質量比が、２０：１〜１：５である、前記高分子無機ナノ粒子組成物。
【請求項２】
成分ｂ）において、１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマーのアルキル基のそれぞれが、独立して、直鎖、環状又は分枝鎖であり、かつ炭素原子１〜４０個を含む、請求項１に記載の高分子無機ナノ粒子組成物。
【請求項３】
１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマーのそれぞれが、独立して、
ｂ１）  式（Ｉ）
【化１】
2021512188.tif 000015
［式中、Ｒは水素又はメチルであり、Ｒ1は、炭素原子１〜８個、好ましくは炭素原子１〜５個、より好ましくは炭素原子１〜３個を有する直鎖、分枝鎖又は環状のアルキル基を意味する］であるか、
ｂ２）  式（ＩＩ）
【化２】
2021512188.tif 000016
［式中、Ｒは水素又はメチルであり、Ｒ2は、炭素原子９〜１５個、好ましくは炭素原子１２〜１５個、より好ましくは炭素原子１２〜１４個を有する直鎖、分枝鎖又は環状のアルキル基を意味する］であるか、又は
ｂ３）  式（ＩＩＩ）
【化３】
2021512188.tif 000017
［式中、Ｒは水素又はメチルであり、Ｒ3は、炭素原子１６〜４０個、好ましくは炭素原子１６〜３０個、より好ましくは炭素原子１６〜２０個を有する直鎖、分枝鎖又は環状のアルキル基を意味する］である、請求項２に記載の高分子無機ナノ粒子組成物。
【請求項４】
１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）が、成分ａ）及びｂ）を含むが、成分ｃ）を含んでいないモノマー組成物を重合することによって得られ、ここで、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）が、５０００〜３０００００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは１００００〜２０００００ｇ／ｍｏｌの質量平均分子量（Ｍw）を有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の高分子無機ナノ粒子組成物。
【請求項５】
１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）が、成分ａ）及びｃ）、並びに任意で成分ｂ）を含むモノマー組成物を重合することによって得られ、ここで、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、１００００〜１００００００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは５００００〜１００００００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは１０００００〜１００００００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは２０００００〜５０００００ｇ／ｍｏｌの質量平均分子量（Ｍw）を有する、請求項１から３までのいずれか１項に記載の高分子無機ナノ粒子組成物。
【請求項６】
１つ以上の層間化合物（Ａ）と１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）との質量比が、１０：１〜１：２、好ましくは５：１〜１：１、より好ましくは４：１〜２：１である、請求項１から５までのいずれか１項に記載の高分子無機ナノ粒子組成物。
【請求項７】
１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）が、
ａ）  １つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜６０質量％、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは２〜４０質量％、最も好ましくは３〜３５質量％の成分ａ）としての１つ以上の官能性モノマー、及び
ｂ１）  １つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、０〜５０質量％、好ましくは０〜４０質量％、より好ましくは０〜２０質量％、最も好ましくは０〜１０質量％の成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、及び
ｂ２）  １つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、４０〜９９質量％、好ましくは５０〜９８質量％、より好ましくは６０〜９８質量％、最も好ましくは６５〜９７質量％の、成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、
を含むモノマー組成物を重合することにより得られ、モノマー組成物の全てのモノマーの量は、合計で１００質量％になる、請求項３から６までのいずれか１項に記載の高分子無機ナノ粒子組成物。
【請求項８】
１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）が、
ａ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜６０質量％、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは５〜４０質量％、最も好ましくは５〜２５質量％の成分ａ）としての１つ以上の官能性モノマー、及び
ｂ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１０〜９５質量％、好ましくは２０〜８０質量％、より好ましくは３０〜７０質量％、最も好ましくは３５〜６０質量％の成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、及び
ｃ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜８９質量％、好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは２０〜７０質量％、最も好ましくは２５〜６０質量％の、成分ｃ）として１つ以上の（メタ）アクリル酸のエステルと５００〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量（Ｍn）を有する１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとの反応生成物、
を含むモノマー組成物を重合することにより得られ、モノマー組成物の全てのモノマーの量は、合計で１００質量％になる、請求項１から３及び５から６までのいずれか１項に記載の高分子無機ナノ粒子組成物。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の高分子無機ナノ粒子組成物を製造するための方法であって、
（ａ）１つ以上の層間化合物（Ａ）を準備するステップ、
（ｂ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）を準備するステップ、
（ｃ）好ましくは、溶媒（Ｃ）を準備するステップ、
（ｄ）少なくとも１つ以上の層間化合物（Ａ）と１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）とを合して混合物を得るステップ、好ましくは少なくとも１つ以上の層間化合物（Ａ）と１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）と溶媒（Ｃ）とを合して混合物を得るステップ、及び
（ｅ）混合物を粉砕するステップ
を含む、前記方法。
【請求項１０】
少なくとも、１つ以上の層間化合物（Ａ）、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）及び溶媒（Ｃ）を合して混合物を得る請求項９に記載の方法であって、ステップ（ｅ）は、好ましくは、０．１〜１０ｋＷｈ／ｋｇ、より好ましくは１〜５ｋＷｈ／ｋｇ、最も好ましくは１．５〜３ｋＷｈ／ｋｇのエネルギーを混合物に導入するボールミルプロセスを介して混合物を粉砕することを含む方法。
【請求項１１】
潤滑剤組成物のための添加剤としての、請求項１から８までのいずれか１項に記載の高分子無機ナノ粒子組成物の使用。
【請求項１２】
以下、
（ａ）基油、及び
（ｂ）請求項１から８までのいずれか１項に記載の高分子無機ナノ粒子組成物
を含む、配合物。
【請求項１３】
基油が、ＡＰＩ群Ｉの基油、ＡＰＩ群ＩＩの基油、ＡＰＩ群ＩＩＩの基油、ＡＰＩ群ＩＶの基油、及びＡＰＩ群Ｖの基油、又はそれら基油の２つ以上の混合物からなるリストから選択される、請求項１２に記載の配合物。
【請求項１４】
配合物の全質量に対して、（ｉ）基油４０〜９５質量％、より好ましくは７０〜９０質量％、及び（ｉｉ）高分子無機ナノ粒子組成物５〜６０質量％、より好ましくは１０〜３０質量％を含む、請求項１２又は１３に記載の配合物。
【請求項１５】
配合物の全質量に対して、（ｉ）基油５０〜９９．９９質量％、より好ましくは６５〜９９．９９質量％、さらにより好ましくは７５〜９９．９質量％、及び（ｉｉ）高分子無機ナノ粒子組成物０．０１〜５０質量％、より好ましくは０．０１〜３５質量％、さらにより好ましくは０．１〜２５質量％を含む、請求項１２又は１３に記載の配合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子無機ナノ粒子組成物及びそれらの製造方法に関する。本発明は、それら高分子無機ナノ粒子組成物を含む添加剤及び潤滑剤組成物、並びに摩擦学的性能を改善するため、特に金属部分上での極圧性能及び摩擦低減を改善するためのオイル潤滑剤配合物におけるそれら高分子無機ナノ粒子組成物の使用にも関する。
【０００２】
背景技術
本発明は潤滑の分野に関する。潤滑剤は、表面間の摩擦を低減する組成物である。潤滑剤は、２つの表面間の運動の自由を可能にし、かつ表面の機械的摩耗を低減することに加えて、表面の腐食を抑制し、及び／又は熱もしくは酸化による表面への損傷を抑制しうる。潤滑剤組成物の例は、エンジンオイル、トランスミッション液、ギアオイル、工業用潤滑油、グリース及び金属加工油を含むが、これらに制限されない。
【０００３】
潤滑剤は、一般的に、基流体及び可変量の添加剤を含む。潤滑剤配合物におけるいくつかの添加剤は、接点間の摩擦及び摩耗を低減するために使用され、これは、潤滑される装置のエネルギー効率及び耐久性のために重要である。
【０００４】
近年、潤滑剤配合物における固体無機ナノ粒子の使用に関心が高まっている。これらの粒子は、境界潤滑を実現し、分離した表面を維持するために特に有用である。ナノ粒子の添加が、摩耗及び摩擦の性能を大幅に改善できることが研究により示されている（Ｚｈｏｕら、 Ｔｒｉｂｏｌｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ ８， ２１３−２１８（２０００）； Ｑｉｕら、Ｊ． Ｔｒｉｂｏｌ． １２３ （３） ４４１−４４３（２００１））。
【０００５】
しかしながら、ナノ粒子の安定した分散を生じることは問題がある。ほとんどの未処理の無機ナノ粒子、例えばＷＳ2、ＴｉＯ2、及びＳｉＯ2は、本質的に親水性であり、したがって、オイル又は非極性環境での分散は不十分である。さらに、粒子間の不十分な分散及び弱い力は、粒子を引き寄せ、凝集を引き起こす。これらの凝集物は、配合物にとって望ましくなく効果のない沈降につながるであろう。
【０００６】
この沈降を防止し、かつ分散を高めるために、いくつかの技術が採用されている。これらの技術は、例えば、混合オイル中での分散剤成分の使用を含む。オイル配合物に分散剤成分を追加することにより、ナノ粒子の分散を改善できる。分散剤又は界面活性剤は、粒子の表面と相互作用できる親水性部分、及びオイル分散を補助してミセルを形成する疎水性尾部を持する。分散剤の使用に関する１つの問題は、粒子に対する分散剤の注意深い平衡が存在しなければならないか、又は分散が崩壊することである。作業機械又は部品に存在する熱、エネルギー及び剪断力は、この平衡を容易に破ることができる。平衡の乱れは、粒子の沈降及び凝集につながる。さらに、分散剤成分は非極性環境にあまり適していない。典型的には、より極性の高い基流体を添加して分散剤を適合させる必要がある。非極性流体（群ＩＩＩ又は群ＩＶのオイル）の増加傾向に伴って、多くの分散剤が、これらのオイルを含むオイル配合物中ではうまく機能しない。
【０００７】
独国特許出願公開第２５３０００２号明細書（ＤＥ２５３０００２ Ａ１）は、固体潤滑剤、特に二硫化モリブデンの潤滑特性を改善する方法に関する。固体上のポリマー又は官能性有機基もしくは無機基の化学的及び機械的グラフトは公知である。したがって、Ａｎｇｅｗ． Ｍａｋｒｏｍｏｌ． Ｃｈｅｍｉｅ ２８， ３１ （１９７３）に従って、ポリマーは、種々の固体充填剤にグラフトされて、充填剤の特性が改善された。また、もちろん、ポリマーはすでに種々の用途のために固体と混合されている。しかしながら、固体潤滑剤、及び特に二硫化モリブデンは、未だこれらの方法で処理されたことはない。その欠点は、オイル中の粒子の安定性が不十分であること、及び摩擦学的条件下での分散液の応力安定性が低いことである。開示されている手順は、健康に害のあるガス状又は少なくとも非常に揮発性の高い化合物を非常に複雑なプロセス手順で扱う。
【０００８】
米国特許出願公開第２０１４０２３１１４５号明細書（ＵＳ２０１４０２３１１４５ Ａ１）は、最先端の分散技術を使用した、官能化剤、例えばアミン、シラン、ポリマー又はそれらの組み合わせを有する潤滑剤中の二硫化モリブデンの無機フラーレン様ナノ粒子（ＩＦ−ＷＳ2）を記載している。欠点は、４球融着試験（ＤＩＮ ５１３５０−パート２）のような極圧で乏しい分散性能を示すことである。
【０００９】
米国特許出願公開第２０１７／００９１７１号（ＵＳ２０１７／００９１７１ Ａ１）は、オイルベース及びリンベースの非塩素系添加剤を含む工業用潤滑剤組成物を開示している。工業用潤滑剤は、金属カルコゲニド、炭素含有化合物及びホウ素含有化合物の少なくとも１つの層間化合物も含み、ここで、層間化合物は、小板状の形態、球状の形態、多層フラーレン様の形態、管状の形態又はそれらの組合せである形態を有してもよい。金属カルコゲニドの外層は、シラン、アミン、モノマー、ポリマー、コポリマー及びそれらの組み合わせによって官能化されてよい。分散液は、最先端の分散技術を使用して製造される。その欠点は、４球融着試験（ＤＩＮ ５１３５０−パート２）のような極圧で乏しい分散の性能を示すことである。
【００１０】
国際公開第２０１４１７０４８５号（ＷＯ２０１４１７０４８５ Ａ１）（米国特許出願公開第２０１６／０７５９６５号明細書（ＵＳ２０１６／０７５９６５ Ａ１））において、潤滑剤組成物は、少なくとも１つの基油、２０００Ｄａ以上の質量平均分子量を有する少なくとも１つの分散剤、及び潤滑剤組成物の全質量に対して０．０１〜２質量％の金属ナノ粒子を含み、前記金属ナノ粒子は、多層構造又はシート構造を有する同心の多面体ナノ粒子である。分散剤は、ポリアクリレート及びその誘導体も含む。非官能化ポリマー構造は、厳しい条件下で安定性の問題を生じ、満足のいく摩擦学的性能をもたらさないことが公知である。
【００１１】
米国特許出願公開第２０１３／０００５６１９号明細書（ＵＳ ２０１３／０００５６１９ Ａ１）は、摩擦を低減するために、潤滑剤配合物におけるナノ粒子（ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、アルミナ、及び酸化スズ）の使用を記載している。この操作において、粒子を適切に分散させるために、慣用の分散剤であるポリイソブテニルスクシンイミドを使用している。
【００１２】
米国特許出願公開第２０１１／０１１８１５６号明細書（ＵＳ ２０１１／０１１８１５６）は、セラミックナノ粒子、特に特殊な形態を有するＳｉＯ2を使用して、摩耗及び摩擦を低減している。これらの粒子の添加が材料の耐荷重能力に役立つことも示されている。粒子を分散させるために、基油は極性でなければならず、例えば水、又は極性天然油、例えば大豆油又はパーム油である。
【００１３】
Ｐｅｎｇら（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ． ６２， Ｉｓｓｕｅ ２， ２０１０， １１１−１２０頁又はＴｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ， ４２， （２００９），９１１−９１７頁）は、オイル配合物中のナノ粒子の沈降の問題を説明している。Ｐｅｎｇらは、粒子の表面をオレイン酸で処理している。それでも、しばらくたった後に沈降が生じる。
【００１４】
例えば、Ｂｏｅｔｔｃｈｅｒら（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ４４， ２２３−２２９， ２０００）及びＧｕら（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｐａｒｔ Ａ： Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， ５１， ２０１３， ３９４１−３９４９）は、ＳｉＯ2及びグラフェン表面上で制御されたラジカル重合技術を使用した表面開始重合法を記載している。文献は、表面開始重合を介して表面にポリマーを付加できることを示している。以前の例と同様に、小分子を最初に粒子表面と反応させている。ここで付着した分子は、重合技術の間に反応しうる。この方法の問題の１つは、粒子表面上の反応部位の高い密度により、高いモノマー変換率で架橋が生じやすいことである。この方法の他の欠点は、ポリマーが鎖末端のみに付着しうることである。さらに、制御された重合技術、例えばＡＴＲＰを使用する場合に、粒子がフィルター媒体を通過できないため、標準的な手段による触媒の濾過が不可能である。最後に、制御された重合方法は費用がかかり、かつ粒子表面への開始剤の付着に時間がかかる。
【００１５】
Ｂａｔｔｅｚら（Ｗｅａｒ ２６１（２００６）２５６−２６３）は、ＰＡＯ６オイル配合物中のＺｎＯ粒子が極圧（ＥＰ）条件でどのように摩耗を低減できるかを記載している。粒子を分散及び安定化するために、分散剤が必要であった。ここでは、ポリヒドロキシステアリン酸を含む非イオン性分散剤を使用した（分散剤の商品名はＯｃｔａｃａｒｅ ＤＳＰ−ＯＬ１００、及びＯｃｔａｃａｒｅ ＤＳＰ−ＯＬ３００である）。分散が生じたにもかかわらず、未だ沈降及び凝集が発生していた。著者らは、分散剤及び基油のみを含む配合物が摩耗に対して大幅な改善を提供でき、かつある試験において安定化させたナノ粒子分散よりも性能が優れていたことも示した。実際に、不安定なナノ粒子は摩耗を増加させた。
【００１６】
極圧添加剤、又はＥＰ添加剤は、機械の大きな損傷をもたらす非常に高い圧力にさらされる部品の融着を減少又は防止する役割を有する潤滑剤のための添加剤である。極圧添加剤は、通常、ギアボックスのような用途で使用される。極圧ギアオイルは、温度、速度及びギアサイズの範囲にわたって良好に機能して、エンジンの始動時及び停止時のギアの損傷を妨げるのを助ける。しかしながら、極圧添加剤がモーターオイル中で使用されることはまれであり、それというのも、それらに含まれる硫黄又は塩素化合物が、水及び燃焼副生成物と反応でき、エンジン部品及びベアリングの腐食を促進する酸を形成するからである。極圧添加剤は、典型的に、高圧条件下で金属表面と化学的に反応する、硫黄−リン化合物及び硫黄−リン−ホウ素化合物を含む有機硫黄、リン又は塩素化合物を含む。かかる条件下で、滑り面上の小さな不規則性は、平均表面温度を著しく上昇することなく、高温（３００〜１０００℃）の局部的なフラッシュを生じる。添加剤と表面との間の化学反応は、この領域に制限される。極圧添加剤は、例えば、暗不活性（dark inactive）硫化脂肪、暗活性（dark active）硫化脂肪、暗色活性硫黄炭化水素、短鎖及び中鎖塩素化アルカン又はポリスルフィドであってよい。工業界における現在の傾向は、ＳＡＰＳ（硫酸灰分、リン及び硫黄）を低下させて、前記欠点を回避することである。
【００１７】
したがって、本発明の目的は、潤滑油中で長期間にわたって優れた安定性を維持しながら、改善された極圧性能及び減摩性能を示す潤滑添加剤を提供することであった。このアプローチは、実際に、潤滑剤配合物における異なるパッケージ成分、分散剤、及び他の添加剤間のあらゆる非互換性を回避し、配合物のＳＡＰＳ含有量を低減又は排除さえする。
【００１８】
発明の概要
徹底的な調査の結果、本発明の発明者らは、驚くべきことに、請求項１において本発明の第一の態様として定義した高分子無機ナノ粒子組成物が、潤滑油中で非常に良好に分散しながら潤滑剤組成物に添加される場合に改善された極圧性能及び減摩性能を提供することを見出している。
【００１９】
本発明の第二の態様は、かかる高分子無機ナノ粒子組成物の製造方法である。
【００２０】
本発明の第三の態様は、潤滑剤組成物のための添加剤としてのかかる高分子無機ナノ粒子組成物の使用である。
【００２１】
本発明の第四の態様は、基油及び本発明の高分子無機ナノ粒子組成物を含む配合物（添加剤配合物又は即時使用可能な潤滑剤配合物）である。
【００２２】
発明の詳細な説明
本発明による高分子無機ナノ粒子組成物
本発明による高分子無機ナノ粒子組成物は、１つ以上の層間化合物（Ａ）と１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）とを含む混合物を粉砕することによって得られることを特徴とし、ここで
（Ａ）  １つ以上の層間化合物は、分子式ＭＸ2を有する金属カルコゲニドを含み、式中、Ｍは、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、テクネチウム（Ｔｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、水銀（Ｈｇ）及びそれらの組合せからなる群から選択される金属元素であり、Ｘは、硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、酸素（Ｏ）及びそれらの組合せからなる群から選択されるカルコゲン元素であり、
かつ
（Ｂ）  １つ以上のポリマー化合物は、以下、
ａ）  以下、
ａ１）  ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、例えば３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３，４−ジヒドロキシブチル（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、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２，５−ジメチル−１，６−ヘキサンジオール（メタ）アクリレート、１，１０−デカンジオール（メタ）アクリレート、
ａ２）  アミノアルキル（メタ）アクリレート及びアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、例えばＮ−（３−ジメチル−アミノプロピル）メタクリルアミド、３−ジエチルアミノペンチル（メタ）アクリレート、３−ジブチル−アミノヘキサデシル（メタ）アクリレート、
ａ３）  メタ）アクリル酸のニトリル及び他の窒素含有（メタ）アクリレート、例えばＮ−（メタクリロイルオキシエチル）ジイソブチルケチミン、Ｎ−（メタクリロイルオキシエチル）ジヘキサデシル−ケチミン、（メタ）アクリロイルアミドアセトニトリル、２−メタクリロイルオキシエチルメチルシアナミド、シアノメチル（メタ）アクリレート、
ａ４）  アリール（メタ）アクリレート、例えばベンジル（メタ）アクリレート又はフェニル（メタ）アクリレート、ここでそれぞれの場合のアクリル残基は、非置換であるか又は４回まで置換されていてよい、
ａ５）  カルボニル含有（メタ）アクリレート、例えば２−カルボキシエチル（メタ）アクリレート、カルボキシメチル（メタ）アクリレート、Ｎ−メチルアクリロイルオキシ）−ホルムアミド、アセトニル（メタ）アクリレート、Ｎ−メタクリロイル−２−ピロリジノン、Ｎ−（２−メチルアクリロキシオキシエチル）−２−ピロリジノン、Ｎ−（３−メタクリロイルオキシ−プロピル）−２−ピロリジノン、Ｎ−（２−メタクリロイルオキシペンタデシル）−２−ピロリジノン、Ｎ−（３−メタクリロイルオキシヘプタデシル）−２−ピロリジノン、
ａ６）  エーテルアルコールの（メタ）アクリレート、例えばテトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレート、メトキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、１−ブトキシプロピル（メタ）アクリレート、シクロヘキシルオキシエチル（メタ）アクリレート、プロポキシエトキシエチル（メタ）アクリレート、ベンジルオキシエチル（メタ）アクリレート、フルフリル（メタ）アクリレート、２−ブトキシエチル（メタ）アクリレート、２−エトキシ−２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、２−メトキシ−２−エトキシプロピル（メタ）アクリレート、エトキシル化（メタ）アクリレート、１−エトキシブチル（メタ）アクリレート、メトキシエチル（メタ）アクリレート、２−エトキシ−２−エトキシ−２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、（メタ）アクリル酸及びメトキシポリエチレングリコールのエステル、
ａ７）  ハロゲン化アルコールの（メタ）アクリレート、例えば２，３−ジブロモプロピル（メタ）アクリレート、４−ブロモフェニル（メタ）アクリレート、１，３−ジクロロ−２−プロピル（メタ）アクリレート、２−ブロモエチル（メタ）アクリレート、２−ヨードエチル（メタ）アクリレート、クロロメチル（メタ）アクリレート、
ａ８）  オキシラニル（メタ）アクリレート、例えば２，３−エポキシブチル（メタ）アクリレート、３，４−エポキシブチル（メタ）アクリレート、１０，１１−エポキシウンデシル（メタ）アクリレート、２，３−エポキシシクロヘキシル（メタ）アクリレート、オキシラニル（メタ）アクリレート、例えば１０，１１−エポキシヘキサデシル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、
ａ９）  リン含有、ホウ素含有、及び／又はケイ素含有（メタ）アクリレート、例えば２−（ジメチル−ホスファト）プロピル（メタ）アクリレート、２−（エチルホスフィト）プロピル（メタ）アクリレート、２−ジメチルホスフィノメチル（メタ）アクリレート、ジメチルホスホノエチル（メタ）アクリレート、ジエチルメタクリロイルホスホネート、ジプロピルメタクリロイルホスフェート、２−（ジブチルホスホノ）エチル（メタ）アクリレート、２，３−ブチレンメタクリロイルエチルボレート、メチルジエトキシメタクリロイルエトキシシラン、ジエチルホスファトエチル（メタ）アクリレート；
ａ１０）  硫黄含有（メタ）アクリレート、例えばエチルスルフィニルエチル（メタ）アクリレート、４−チオ−シアネートブチル（メタ）アクリレート、エチルスルホニルエチル（メタ）アクリレート、チオシアネートメチル（メタ）アクリレート、メチルスルフィニルメチル（メタ）アクリレート、ビス（メタクリロイルオキシエチル）スルフィド、
ａ１１）  複素環式（メタ）アクリレート、例えば２−（１−イミダゾリル）エチル（メタ）アクリレート、オキサゾリジニルエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−メタクリロイルモルホリン及び２−（４−モルホリニル）エチル（メタ）アクリレート、
ａ１２）  マレイン酸及びマレイン酸誘導体、例えばマレイン酸のモノエステル及びジエステル、マレイン酸無水物、メチルマレイン酸無水物、マレインイミド、メチルマレインイミド、
ａ１３）  フマル酸及びフマル酸誘導体、例えばフマル酸のモノエステル及びジエステル、
ａ１４）  ハロゲン化ビニル、例えば塩化ビニル、フッ化ビニル、塩化ビニリデン及びフッ化ビニリデン、
ａ１５）  ビニルエステル、例えば酢酸ビニル、
ａ１６）  芳香族基を含有するビニルモノマー、例えばスチレン、側鎖にアルキル置換基を有する置換スチレン、例えばアルファ−メチルスチレン及びアルファ−エチルスチレン、環上でアルキル置換基を有する置換スチレン、例えばビニルトルエン及びｐ−メチルスチレン、ハロゲン化スチレン、例えばモノクロロスチレン、ジクロロスチレン、トリブロモスチレン及びテトラブロモスチレン、
ａ１７）  複素環式ビニル化合物、例えば２−ビニルピリジン、３−ビニルピリジン、２−メチル−５−ビニルピリジン、３−エチル−４−ビニルピリジン、２，３−ジメチル−５−ビニルピリジン、ビニルピリミジン、ビニルピペリジン、９−ビニルカルバゾール、３−ビニルカルバゾール、４−ビニルカルバゾール、１−ビニルイミダゾール、２−メチル−１−ビニルイミダゾール、Ｎ−ビニルピロリドン、２−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルピロリジン、３−ビニルピロリジン、Ｎ−ビニルカプロラクタム、Ｎ−ビニルブチロラクタム、ビニルオキソラン、ビニルフラン、ビニルチオフェン、ビニルチオラン、ビニルチアゾール及び水素化ビニルチアゾール、ビニルオキサゾール及び水素化ビニルオキサゾール、
ａ１８）  ビニル及びイソプレニルエーテル、
ａ１９）  メタクリル酸及びアクリル酸、
を含むリストから選択される、成分ａ）として１つ以上の官能性モノマー、
並びに
ｂ）  １つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、及び
ｃ）  （メタ）アクリル酸の１つ以上のエステルと、数平均分子量（Ｍn）５００〜１００００ｇ／ｍｏｌを有する１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとの反応生成物
からなるリストから選択される１つ又は双方の成分
を含むモノマー組成物を重合することによって得られ、かつ
１つ以上の層間化合物（Ａ）と１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）との質量比は、２０：１〜１：５である。
【００２３】
本発明による層間化合物（成分（Ａ））
本発明による層間化合物という用語は、要素又は層の間に挿入することができる化合物を表す。層間化合物は、典型的にフラーレン状の形態を有する。フラーレン状の形態のコアは、中空、中実、非晶質、又はそれらの組合せであってよい。フラーレン状の形態は、カゴの形態を有することにもあてはまる。より詳述すれば、いくつかの実施形態において、無機フラーレン状の形態を有する層間化合物は、そのコアで中空又は中実であり、かつその周囲で層状であるカゴの形態であってよい。例えば、無機フラーレン状の形態を有する層間化合物は、単層又は二重層構造であってよい。層間化合物は、任意の数の層を有してよいため、単層又は二重層構造のみに制限されない。これらの構造は、当該技術分野においてネスト化層構造ともいわれる。
【００２４】
好ましい実施形態において、層間化合物の無機フラーレン状の形態は、中空コアの有無にかかわらず、球形、ほぼ球形、多面体、細長い、棒状、立方体状、シート状もしくは管状の形態又はそれらの混合物であってよい。
【００２５】
１つ以上の層間化合物は、式ＭＸ2を満たす任意の無機の組成を有してよく、式中、Ｍは、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、テクネチウム（Ｔｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、水銀（Ｈｇ）及びそれらの組合せからなる群から選択される金属元素であり、かつＸは、硫黄（Ｓ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、酸素（Ｏ）及びそれらの組合せからなる群から選択されるカルコゲン元素である。
【００２６】
本発明に従って、層間化合物は、２〜５００ｎｍ、好ましくは１０〜３００ｎｍ、及びより好ましくは３０〜２００ｎｍ（透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を使用して測定する）である少なくとも一次元での微視的な粒子である。この粒子は、個々の特性を有するか、又は凝塊及び／又は凝集した構造で存在してよい。これらの後者の場合に、一次粒子のサイズは、少なくとも一次元で前記サイズの間にある。前記寸法は、例示のみを目的として提供されており、本開示を制限することを意図するものではない。
【００２７】
金属カルコゲニド組成物、例えばＷＳ2、及びフラーレン状の形態を有する層間化合物は、流動床反応器中での還元雰囲気下で酸化タングステンナノ粒子の硫化によって生成されてよい。層間化合物は、米国特許第６，２１７，８４３号明細書（Ｕ．Ｓ． Ｐａｔ． Ｎｏ． ６，２１７，８４３）、米国特許第６，７１０，０２０号明細書（Ｕ．Ｓ． Ｐａｔ． Ｎｏ． ６，７１０，０２０）、米国特許第６，８４１，１４２号明細書（Ｕ．Ｓ． Ｐａｔ． Ｎｏ． ６，８４１，１４２）、米国特許第７，０１８，６０６号明細書（Ｕ．Ｓ． Ｐａｔ． Ｎｏ． ７，０１８，６０６）及び米国特許第７，６４１，８８６号明細書（Ｕ．Ｓ． Ｐａｔ． Ｎｏ． ７，６４１，８８６）に開示された方法の少なくとも１つに従って形成されてよく、前記特許文献は参照をもって本明細書に組み込まれたものとする。前記特許に開示された方法は、層間化合物を形成するために適した方法のいくつかの例にすぎない。形成される化合物がフラーレン状の形態を有する限り、前記層間化合物を形成するために任意の方法を使用することができる。
【００２８】
その他の好ましい実施形態において、層間化合物はそれぞれ、分子式ＭＸ2（Ｍ＝Ｗ及びＸ＝Ｓ）を有する金属カルコゲニド組成を有する複数の層から構成される多層フラーレン状ナノ構造を含み、好ましくは球状であるナノ構造化合物である。
【００２９】
ポリマー化合物（成分（Ｂ））
本発明の好ましい実施形態において、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、成分ａ）及びｂ）を含むが、成分ｃ）を含んでいないモノマー組成物を重合することによって得られ、その際、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、５０００〜３０００００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは１００００〜２０００００ｇ／ｍｏｌの質量平均分子量（Ｍw）を有する。
【００３０】
本発明の他の実施形態において、前記で定義されたモノマー組成物は、成分ｃ）として（メタ）アクリル酸の１つ以上のエステル及び５００〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するヒドロキシル化水素化ポリブタジエンを含むモノマー混合物を含んでよい。本記載内容において、本発明のポリマー化合物（Ｂ）は、骨格又は主鎖ともいわれる第一のポリマー、及び側鎖といわれ、かつ骨格に共有結合している多数のさらなるポリマーを含む。この場合に、ポリマーの骨格は、前記（メタ）アクリル酸エステルの相互結合した不飽和基によって形成される。（メタ）アクリル酸エステルのアルキル基及び水素化ポリブタジエン鎖は、ポリマーの側鎖を形成する。（メタ）アクリル酸の１つ以上の追加のエステルと、５００〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有する１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとの反応生成物は、本発明においてマクロモノマーともいわれる。これらのモノマーが含まれる場合に、それらは、以下に挙げた分枝度を算出する目的のためマクロモノマーともみなされる。
【００３１】
本発明の代替的な好ましい実施形態において、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、成分ａ）及びｃ）、並びに任意で成分ｂ）を含むモノマー組成物を重合することによって得られ、その際１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、１００００〜１００００００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは５００００〜１００００００ｇ／ｍｏｌ、さらにより好ましくは１０００００〜１００００００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは２０００００〜５０００００ｇ／ｍｏｌの質量平均分子量（Ｍw）を有する。
【００３２】
本発明において、ポリマーの分子量を、市販のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）標準を使用するゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定した。溶出剤としてＴＨＦを使用したＧＰＣによって測定を実施する（流速：１ｍＬ／分、注入量：１００μＬ）。
【００３３】
マクロモノマーの数平均分子量Ｍnを、市販のポリブタジエン標準を使用して、ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって決定する。溶出剤としてＴＨＦを使用するＧＰＣによってＤＩＮ ５５６７２−１に対して測定を実施する。
【００３４】
成分ａ）及びｃ）、並びに任意で成分ｂ）を含むモノマー組成物で調製される１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）を、そのモル分枝度（「ｆbranch」）に基づいて特徴付けることができる。モル分枝度は、モノマー組成物中の全てのモノマーの全モル量に対する、使用したマクロモノマー（成分（ｃ））のモル％でのパーセンテージをいう。使用したマクロモノマーのモル量を、マクロモノマーの数平均分子量Ｍnに基づいて算出する。モル分枝度の算出は、国際公開第２００７／００３２３８号（ＷＯ ２００７／００３２３８ Ａ１）、特に本明細書で明示的に参照される１３〜１４頁に詳細に記載されている。
【００３５】
好ましくは、成分ａ）及びｃ）、並びに任意で成分ｂ）を含むモノマー組成物を用いて調製される１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、０．１〜６モル％、より好ましくは１〜４モル％、最も好ましくは１．５〜３モル％のモル分枝度ｆbranchを有する。
【００３６】
「（メタ）アクリル酸」という用語は、アクリル酸、メタクリル酸、及びアクリル酸とメタクリル酸との混合物をいい、メタクリル酸が好ましい。「（メタ）アクリレート」という用語は、アクリル酸のエステル、メタクリル酸のエステル、又はアクリル酸のエステルとメタクリル酸のエステルとの混合物をいい、メタクリル酸のエステルが好ましい。
【００３７】
本発明に従って、請求項１で定義される１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下のａ）〜ｃ）を含むモノマー組成物を重合することによって得ることができる：
ａ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜６０質量％、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは２〜４０質量％、最も好ましくは３〜３５質量％の成分ａ）として１つ以上の官能性モノマー、及び
ｂ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１０〜９９質量％、好ましくは２０〜９８質量％、より好ましくは３０〜９８質量％、最も好ましくは３５〜９７質量％の成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、及び
ｃ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、０〜８９質量％、好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは２０〜７０質量％、最も好ましくは２５〜６０質量％の、成分ｃ）として１つ以上の（メタ）アクリル酸のエステルと５００〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量（Ｍn）を有する１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとの反応生成物。
【００３８】
好ましい実施形態において、モノマー組成物のモノマーａ）、ｂ）及び任意でｃ）の量は、合計で１００質量％になる。
【００３９】
アルキル（メタ）アクリレート（成分ｂ））
「Ｃ1-40アルキル（メタ）アクリレート」という用語は、（メタ）アクリル酸と、炭素原子１〜４０個を有する直鎖、環状又は分枝鎖のアルコールとのエステルをいう。この用語は、特定の長さのアルコールを有する個々の（メタ）アクリル酸エステル、及び同様に（メタ）アクリル酸エステルと異なる長さのアルコールとの混合物を包含する。
【００４０】
本発明に従って、高分子無機ナノ粒子組成物の成分ｂ）において、１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマーのそれぞれのアルキル基は、独立して、直鎖、環状又は分枝鎖であり、かつ炭素原子１〜４０個を含むことが好ましい。
【００４１】
本発明に従って、それぞれの１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマーは、独立して、
ｂ１）式（Ｉ）
【化１】
2021512188.tif 000002
［式中、Ｒは水素又はメチルであり、Ｒ1は、炭素原子１〜８個、好ましくは炭素原子１〜５個、より好ましくは炭素原子１〜３個を有する直鎖、分枝鎖又は環状のアルキル基を意味する］であるか、
ｂ２）式（ＩＩ）
【化２】
2021512188.tif 000003
［式中、Ｒは水素又はメチルであり、Ｒ2は、炭素原子９〜１５個、好ましくは炭素原子１２〜１５個、より好ましくは炭素原子１２〜１４個を有する直鎖、分枝鎖又は環状のアルキル基を意味する］であるか、又は
ｂ３）式（ＩＩＩ）
【化３】
2021512188.tif 000004
［式中、Ｒは水素又はメチルであり、Ｒ3は、炭素原子１６〜４０個、好ましくは炭素原子１６〜３０個、より好ましくは炭素原子１６〜２０個を有する直鎖、分枝鎖又は環状のアルキル基を意味する］であることも好ましい。
【００４２】
すなわち、本発明に従って、成分ｂ）としての１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートは、ｂ１）、ｂ２）、ｂ３）又はそれらの混合物から選択されることが好ましい。
【００４３】
「Ｃ1-8アルキル（メタ）アクリレート」という用語は、（メタ）アクリル酸と、１〜８個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖のアルコールとのエステルをいう。この用語は、特定の長さのアルコールを有する個々の（メタ）アクリル酸エステル、及び同様に（メタ）アクリル酸エステルと異なる長さのアルコールとの混合物を包含する。
【００４４】
本発明に従って、式（Ｉ）に従ったそれぞれの１つ以上のモノマー、すなわちＣ1-8アルキル（メタ）アクリレートは、独立して、飽和アルコールに由来する（メタ）アクリレート、好ましくはメチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロアルキル（メタ）アクリレート、シクロペンチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、２−ｔｅｒｔ−ブチルヘプチル（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、及び３−イソプロピルヘプチル（メタ）アクリレートからなる群から選択されてよく、式（ＩＩ）に従った最も好ましいモノマーは、メチルメタクリレートである。
【００４５】
特に好ましいＣ1-8アルキル（メタ）アクリレートは、メチル（メタ）アクリレート及びｎ−ブチル（メタ）アクリレートであり、メチルメタクリレート及びｎ−ブチルメタクリレートが特に好ましい。
【００４６】
「Ｃ9-15アルキル（メタ）アクリレート」という用語は、（メタ）アクリル酸と、９〜１５個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖のアルコールとのエステルをいう。この用語は、特定の長さのアルコールを有する個々の（メタ）アクリル酸エステル、及び同様に（メタ）アクリル酸エステルと異なる長さのアルコールとの混合物を包含する。
【００４７】
本発明に従って、式（ＩＩ）に従ったそれぞれの１つ以上のモノマー、すなわちＣ9-15アルキル（メタ）アクリレートは、独立して、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、５−メチルウンデシル（メタ）アクリレート、ｎ−ドデシル（メタ）アクリレート、２−メチルドデシル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、５−メチルトリデシル（メタ）アクリレート、ｎ−テトラデシル（メタ）アクリレート、ペンタデシル（メタ）アクリレート、オレイル（メタ）アクリレート、シクロアルキル（メタ）アクリレート、環状置換基を有するシクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、トリメチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、ボルニル（メタ）アクリレート、及びイソボルニル（メタ）アクリレートからなる群から選択されてもよい。
【００４８】
特に好ましいＣ9-15アルキル（メタ）アクリレートは、直鎖Ｃ12-14アルコール混合物の（メタ）アクリル酸エステル（Ｃ12-14アルキル（メタ）アクリレート）である。
【００４９】
「Ｃ16-40アルキル（メタ）アクリレート」という用語は、（メタ）アクリル酸と、１６〜４０個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖のアルコールとのエステルをいう。この用語は、特定の長さのアルコールを有する個々の（メタ）アクリル酸エステル、及び同様に（メタ）アクリル酸エステルと異なる長さのアルコールとの混合物を包含する。
【００５０】
本発明に従って、式（ＩＩＩ）に従ったそれぞれの１つ以上のモノマー、すなわちＣ16-40アルキル（メタ）アクリレートは、独立して、ヘキサデシル（メタ）アクリレート、２−メチルヘキサデシル（メタ）アクリレート、ヘプタデシル（メタ）アクリレート、５−イソプロピルヘプタデシル（メタ）アクリレート、４−ｔｅｒｔ−ブチルオクタデシル（メタ）アクリレート、５−エチルオクタデシル（メタ）アクリレート、３−イソプロピルオクタデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、ノナデシル（メタ）アクリレート、エイコシル（メタ）アクリレート、セチルエイコシル（メタ）アクリレート、ステアリルエイコシル（メタ）アクリレート、ドコシル（メタ）アクリレート、ベヘニル（メタ）アクリレート、エイコシルテトラトリアコンチル（メタ）アクリレート、シクロアルキル（メタ）アクリレート、２，４，５−トリ−ｔ−ブチル−３−ビニルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、及び２，３，４，５−テトラ−ｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレートからなる群から選択されてもよい。
【００５１】
好ましくは、Ｃ1-40アルキル（メタ）アクリレートは、Ｃ1-8アルキル（メタ）アクリレートとＣ9-15アルキル（メタ）アクリレートとの混合物を含み、より好ましくはＣ12-14アルキル（メタ）アクリレートである。
【００５２】
ヒドロキシル化水素化ポリブタジエン
本発明に従って成分ｃ）として使用するための１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、５００ｇ／ｍｏｌ〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量Ｍnを有する。それらの高分子量の理由から、ヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、本発明の記載内容においてマクロアルコールともいうことができる。（メタ）アクリル酸の対応するエステルは、本発明の記載内容においてマクロモノマーともいうことができる。
【００５３】
成分ｃ）は、単一のタイプのマクロモノマーを含むか、又は異なったマクロアルコールを基礎とする異なるタイプのマクロモノマーの混合物を含んでよい。
【００５４】
５００ｇ／ｍｏｌ〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するマクロアルコールを基礎とする成分ｃ）としてのマクロモノマーと、本発明による１つ以上の化合物ａ）及び任意に１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートｂ）とを組み合わせることによって、層間化合物（Ａ）と組み合わせた場合に、安定で十分に分散した高分子無機ナノ粒子組成物を提供するポリマー（Ｂ）が得られる。
【００５５】
ヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、単一の数平均分子量を有する単一のポリブタジエンであってもよく、又は異なる数平均分子量を有する異なるポリブタジエンの混合物であってもよい。
【００５６】
好ましくは、モノマー組成物は、成分ｃ）として、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）の全質量に対して、２０〜６０質量％、より好ましくは２０〜５０質量％、さらにより好ましくは２０〜４５質量％、最も好ましくは２０〜３５質量％の１つ以上の（メタ）アクリル酸のエステル、及び５００ｇ／ｍｏｌ〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有する１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンを含む。
【００５７】
本発明において、「１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して」という表現は、「モノマー組成物の全質量に対して」又は「１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）の全質量に対して」と同一の意味である。
【００５８】
好ましくは、成分ｃ）の１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、１５００〜２１００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは１８００〜２１００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは１９００〜２１００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有する。
【００５９】
他の好ましい実施形態において、成分ｃ）として使用するための１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、３５００〜７０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは４０００〜６０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは４５００〜５０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有する。
【００６０】
他の好ましい実施形態において、成分ｃ）は、異なる分子量を有する１つ以上のマクロアルコールを使用して調製される１つのマクロモノマーであってよく、第一のマクロアルコールは、１５００〜２１００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは１８００〜２１００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは１９００〜２１００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有し、かつ第二のマクロアルコールは、３５００〜７０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは４０００〜６０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは４５００〜５０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有する。
【００６１】
成分ｃ）は、２つのマクロモノマーの混合物を含んでいてもよく、第一のマクロモノマーは、１５００〜２１００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは１８００〜２１００ｇ／ｍｏｌ、最も好ましくは１９００〜２１００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するマクロアルコールで調製され、かつ第二のマクロモノマーは、３５００〜７０００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは４０００〜６０００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは４５００〜５０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量を有するマクロアルコールで調製される。
【００６２】
本発明の好ましい実施形態に従って、異なる数平均分子量の２種類のマクロモノマーを組み合わせることによって、高分子量マクロモノマーに対する低分子量マクロモノマーの質量比率は、好ましくは１以上、より好ましくは１．５〜１５、さらにより好ましくは２〜７、最も好ましくは３〜６である。
【００６３】
好ましい実施形態では、ヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、モノヒドロキシル化水素化ポリブタジエン、好ましくはヒドロキシエチル末端又はヒドロキシプロピル末端水素化ポリブタジエンである。
【００６４】
本発明の他の好ましい実施形態において、ポリマー化合物（Ｂ）の調製のために使用される成分ｃ）の（メタ）アクリル酸の１つ以上のエステルは、メチル（メタ）アクリレート又はエチル（メタ）アクリレートである。
【００６５】
好ましくは、１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、少なくとも９９％の水素化度を有する。本発明のポリマーで決定することができる、水素化度に代わる尺度は、ヨウ素価である。ヨウ素価は、ポリマー１００ｇに添加できるヨウ素のグラム数を示す。好ましくは、本発明のポリマーは、ポリマー１００ｇ当たり５ｇ以下のヨウ素価を有する。ヨウ素価は、ＤＩＮ ５３２４１−１：１９９５−０５に従ってＷｉｊｓ法により決定される。
【００６６】
好ましいヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、英国特許出願公開第２２７０３１７号明細書（ＧＢ ２２７０３１７）に従って得られる。
【００６７】
本明細書において使用されるように、「ヒドロキシル化水素化ポリブタジエン」という用語は、１つ以上のヒドロキシル基を含む水素化ポリブタジエンをいう。ヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、さらに、追加の構造単位、例えば、ポリブタジエンへのアルキレンオキシドの付加に由来するポリエーテル基又はポリブタジエンへの無水マレイン酸の付加に由来する無水マレイン酸基を含んでよい。これらの追加の構造単位は、ポリブタジエンがヒドロキシル基で官能化される場合にポリブタジエンに導入されうる。
【００６８】
モノヒドロキシル化水素化ポリブタジエンが好ましい。より好ましくは、ヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、ヒドロキシエチル末端又はヒドロキシプロピル末端水素化ポリブタジエンである。ヒドロキシプロピル末端ポリブタジエンが特に好ましい。
【００６９】
これらのモノヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、アニオン重合によってブタジエンモノマーを最初にポリブタジエンに変換することによって調製できる。続いて、ポリブタジエンモノマーとアルキレンオキシド、例えばエチレンオキシド又はプロピレンオキシドとの反応によって、ヒドロキシ官能化ポリブタジエンを調製できる。ポリブタジエンを、１超のアルキレンオキシド単位と反応させてもよく、末端ヒドロキシル基を有するポリエーテル−ポリブタジエンブロックコポリマーを生じる。ヒドロキシル化ポリブタジエンは、適した遷移金属触媒の存在下で水素化できる。
【００７０】
これらのモノヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、末端二重結合を有する（コ）ポリマーのヒドロホウ素化によって得られる生成物（例えば米国特許第４，３１６，９７３号明細書（ＵＳ Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ． ４，３１６，９７３）に記載されている）、末端二重結合を有する（コ）ポリマー及び無水マレイン酸とアミノアルコールとのエン反応によって得られる無水マレイン酸−エン−アミノアルコール付加物、並びに末端二重結合を有する（コ）ポリマーをヒドロホルミル化し、続いて水素化することによって得られる生成物（例えば、特開昭６３−１７５０９６（ＪＰ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ． Ｓ６３−１７５０９６）に記載されている）から選択されてもよい。
【００７１】
本発明に従って使用するためのマクロモノマーは、アルキル（メタ）アクリレートのエステル交換によって調製できる。アルキル（メタ）アクリレートとヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとの反応は、本発明のエステルを形成する。反応物としてメチル（メタ）アクリレート又はエチル（メタ）アクリレートを使用することが好ましい。
【００７２】
このエステル交換は広く知られている。例えば、この目的のために、不均一系触媒、例えば水酸化リチウム／酸化カルシウム混合物（ＬｉＯＨ／ＣａＯ）、純粋な水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、リチウムメトキシド（ＬｉＯＭｅ）もしくはナトリウムメトキシド（ＮａＯＭｅ）、又は均一系触媒、例えばイソプロピルチタネート（Ｔｉ（ＯｉＰｒ）4）もしくはジオクチルスズオキシド（Ｓｎ（ＯＣｔ）2Ｏ）を使用することが可能である。反応は平衡反応である。したがって、放出された低分子量アルコールは、一般的には、例えば蒸留によって除去される。
【００７３】
さらに、マクロモノマーは、例えば、（メタ）アクリル酸もしくは（メタ）アクリル酸無水物から、好ましくはｐ−トルエンスルホン酸もしくはメタンスルホン酸による酸性触媒下で、又はＤＣＣ法（ジシクロヘキシルカルボジイミド）によって遊離メタクリル酸から、直接エステル化を実施することにより得られる。
【００７４】
さらに、本発明のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンは、酸塩化物、例えば（メタ）アクリロイルクロリドとの反応によってエステルに変換できる。
【００７５】
好ましくは、本発明のエステルの前述した調製において、重合阻害剤、例えば、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジノオキシルラジカル及び／又はヒドロキノンモノメチルエーテルが使用される。
【００７６】
好ましいモノマー組成物
本発明に従って、請求項１で定義した１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下を含むモノマー組成物を重合することによって得られることが好ましい：
ａ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜６０質量％、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは２〜４０質量％、最も好ましくは３〜３５質量％の成分ａ）として１つ以上の官能性モノマー、及び
ｂ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１０〜９９質量％、好ましくは２０〜９８質量％、より好ましくは３０〜９８質量％、最も好ましくは３５〜９７質量％の成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、及び
ｃ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、０〜８９質量％、好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは２０〜７０質量％、最も好ましくは２５〜６０質量％の、成分ｃ）として１つ以上の（メタ）アクリル酸のエステルと５００〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量（Ｍn）を有する１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとの反応生成物。
【００７７】
好ましい実施形態において、モノマー組成物のモノマーａ）、ｂ）及び任意でｃ）の量は、合計で１００質量％になる。
【００７８】
本発明に従って、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下を含むモノマー組成物を重合することによって得られることが好ましい：
ａ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜６０質量％、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは２〜４０質量％、最も好ましくは３〜３５質量％の成分ａ）として１つ以上の官能性モノマー、及び
ｂ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、４０〜９９質量％、好ましくは５０〜９８質量％、より好ましくは６０〜９８質量％、最も好ましくは６５〜９７質量％の成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、
ここで、モノマー組成物の全てのモノマーの量は、合計で１００質量％になる。
【００７９】
本発明に従って、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下を含むモノマー組成物を重合することによって得られることが好ましい：
ａ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜６０質量％、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは２〜４０質量％、最も好ましくは３〜３５質量％の成分ａ）として１つ以上の官能性モノマー、及び
ｂ１）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、０〜５０質量％、好ましくは０〜４０質量％、より好ましくは０〜２０質量％、最も好ましくは０〜１０質量％の成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、及び
ｂ２）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、４０〜９９質量％、好ましくは５０〜９８質量％、より好ましくは６０〜９８質量％、最も好ましくは６５〜９７質量％の、成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、
ここで、モノマー組成物の全てのモノマーの量は、合計で１００質量％になる。
【００８０】
本発明に従って、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下を含むモノマー組成物を重合することによって得られることが好ましい：
ａ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜６０質量％、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは５〜４０質量％、最も好ましくは５〜２５質量％の成分ａ）として１つ以上の官能性モノマー、及び
ｂ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１０〜９５質量％、好ましくは２０〜８０質量％、より好ましくは３０〜７０質量％、最も好ましくは３５〜６０質量％の成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、及び
ｃ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜８９質量％、好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは２０〜７０質量％、最も好ましくは２５〜６０質量％の、成分ｃ）として１つ以上の（メタ）アクリル酸のエステルと５００〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量（Ｍn）を有する１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとの反応生成物、
ここで、モノマー組成物の全てのモノマーの量は、合計で１００質量％になる。
【００８１】
本発明に従って、請求項１で定義した１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下を含むモノマー組成物を重合することによって得られることが好ましい：
ａ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜６０質量％、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは２〜４０質量％、最も好ましくは３〜３５質量％の、モノマーａ２）、ａ３）、ａ５）、ａ１１）、ａ１７）又はそれらの混合物からなる群から選択される成分ａ）として１つ以上の官能性モノマー、及び
ｂ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、４０〜９９質量％、好ましくは５０〜９８質量％、より好ましくは６０〜９８質量％、最も好ましくは６５〜９７質量％の成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、
ここで、モノマー組成物の全てのモノマーの量は、合計で１００質量％になる。
【００８２】
本発明に従って、請求項１で定義した１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下を含むモノマー組成物を重合することによって得られることが好ましい：
ａ２）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜６０質量％、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは２〜４０質量％、最も好ましくは３〜３５質量％の成分ａ）として１つ以上の官能性モノマーａ２）、及び
ｂ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、４０〜９９質量％、好ましくは５０〜９８質量％、より好ましくは６０〜９８質量％、最も好ましくは６５〜９７質量％の成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、
ここで、モノマー組成物の全てのモノマーの量は、合計で１００質量％になる。
【００８３】
本発明の特に好ましい実施形態において、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下を含むモノマー組成物を重合することにより得られる：
ａ２）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜１０質量％の成分ａ）としてアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、最も好ましくはＮ−（３−ジメチル−アミノプロピル）メタクリルアミド、
ｂ１）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、０〜１０質量％の第一の成分ｂ）として式（Ｉ）のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、最も好ましくはメチルメタクリレート、
ｂ２）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、８０〜９９質量％の成分ｂ）として式（ＩＩ）のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、最も好ましくはラウリルメタクリレート、
ここで、モノマー組成物の全てのモノマーの量は、合計で１００質量％になる。
【００８４】
本発明の特に好ましい実施形態において、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下を含むモノマー組成物を重合することにより得られる：
ａ２）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜１０質量％の成分ａ）としてアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、最も好ましくはＮ−（３−ジメチル−アミノプロピル）メタクリルアミド、及び
ｂ２）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、９０〜９９質量％の成分ｂ）として式（ＩＩ）のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、最も好ましくはラウリルメタクリレート、
ここで、モノマー組成物の全てのモノマーの量は、合計で１００質量％になる。
【００８５】
本発明の他の特に好ましい実施形態において、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下を含むモノマー組成物を重合することにより得られる：
ａ２）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜１０質量％の成分ａ）としてアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、最も好ましくはＮ−（３−ジメチル−アミノプロピル）メタクリルアミド、
ｂ１）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜１０質量％の第一の成分ｂ）として式（Ｉ）のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、最も好ましくはメチルメタクリレート、及び
ｂ２）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、８０〜９８質量％の第二の成分ｂ）として式（ＩＩ）のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、最も好ましくはＣ12〜Ｃ15メタクリレート、
ここで、モノマー組成物の全てのモノマーの量は、合計で１００質量％になる。
【００８６】
本発明に従って、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下を含むモノマー組成物を重合することによって得られることが好ましい：
ａ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜６０質量％、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは５〜４０質量％、最も好ましくは５〜２５質量％のモノマーａ２）、ａ３）、ａ５）、ａ１１）、ａ１６）、ａ１７）又はそれらの混合物からなる群から選択される成分ａ）として１つ以上の官能性モノマー、及び
ｂ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１０〜９５質量％、好ましくは２０〜８０質量％、より好ましくは３０〜７０質量％、最も好ましくは３５〜６０質量％の成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、及び
ｃ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜８９質量％、好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは２０〜７０質量％、最も好ましくは２５〜６０質量％の、成分ｃ）として１つ以上の（メタ）アクリル酸のエステルと５００〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量（Ｍn）を有する１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとの反応混生成物、
ここで、モノマー組成物のモノマーの量は、合計で１００質量％になる。
【００８７】
本発明のさらに他の特定の好ましい実施形態において、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下を含むモノマー組成物を重合することによって得られる：
ａ２）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、０．５〜５質量％の第一の成分ａ）としてアミノアルキル（メタ）アクリルアミド、最も好ましくはＮ−（３−ジメチル−アミノプロピル）メタクリルアミド、
ａ１６）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、５〜２０質量％の第二の成分ａ）として芳香族基を含むビニルモノマー、最も好ましくはスチレン、
ｂ１）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、２５〜６０質量％の第一の成分ｂ）として式（Ｉ）のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、最も好ましくはメチルメタクリレート及び／又はブチルメタクリレート、
ｂ２）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜１０質量％の第二の成分ｂ）として式（ＩＩ）のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、最も好ましくはラウリルメタクリレート、及び
ｃ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、２５〜６０質量％の成分ｃ）として（メタ）アクリル酸と５００〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量（Ｍn）を有するヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとのエステル、最も好ましくは（メタ）アクリル酸と１５００〜５０００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量（Ｍn）を有するヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとのエステルの反応に由来するマクロモノマー、
ここで、モノマー組成物の全てのモノマーの量は、合計で１００質量％になる。
【００８８】
他の好ましい実施形態において、混合物を粉砕することによって得られる高分子無機ナノ粒子組成物は、１つ以上の層間化合物（Ａ）及び１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）を含む混合物に対応し、層間化合物（Ａ）は、それぞれが金属カルコゲニド組成を有し、分子式ＭＸ2（Ｍ＝Ｗ及びＸ＝Ｓ）を有し、好ましくは球状である複数の層から構成される多層フラーレン状ナノ構造を含むナノ構造化合物であり、
化合物（Ｂ）は、前記の好ましいモノマー組成物の１つで調製される。
【００８９】
ポリマー化合物（Ｂ）の調製
本発明に従って、前記ポリマーは、以下
（ａ）前記モノマー組成物を準備するステップ、及び
（ｂ）モノマー組成物中でラジカル重合を開始するステップ
を含む方法によって調製されうる。
【００９０】
標準的なフリーラジカル重合は、特にＵｌｌｍａｎｎ’ｓ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、第６版に詳述されている。一般的に、この目的のために、重合開始剤及び任意で連鎖移動剤を使用する。
【００９１】
重合は、標準圧力、減圧又は高圧下で実施されうる。重合温度も重要ではない。しかしながら、一般に、それは−２０〜２００℃、好ましくは５０〜１５０℃、及びより好ましくは８０〜１３０℃の範囲である。
【００９２】
重合ステップ（ｂ）は、オイルで希釈して又は希釈せずに実施してよい。希釈を実施する場合に、反応混合物の全質量に対するモノマー組成物の量、すなわちモノマーの全量は、好ましくは２０〜９０質量％、より好ましくは４０〜８０質量％、最も好ましくは５０〜７０質量％である。
【００９３】
好ましくは、モノマー混合物を希釈するために使用されるオイルは、ＡＰＩ群Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ又はＶのオイル、又はそれらの混合物である。好ましくは、群ＩＩＩのオイル又はそれらの混合物を使用して、モノマー混合物を希釈する。
【００９４】
好ましくは、ステップ（ｂ）は、ラジカル開始剤の添加を含む。
【００９５】
適したラジカル開始剤は、例えば、アゾ開始剤、例えばアゾビス−イソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）（ＡＭＢＮ）及び１，１−アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、並びにペルオキシ化合物、例えばメチルエチルケトンペルオキシド、アセチルアセトンペルオキシド、ジラウリルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチル ペル−２−エチルヘキサノエート、ケトンペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオクタノエート、メチルイソブチルケトンペルオキシド、シクロヘキサノンペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、２，５−ビス（２−エチルヘキサノイルペルオキシ）−２，５−ジメチルヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエート、ジクミルペルオキシド、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、クミルヒドロペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド及びビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル）ペルオキシジカーボネートである。
【００９６】
好ましくは、ラジカル開始剤は、２，２’−アゾビス（２−メチルブチロニトリル）、２，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ブタン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、１，１−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート及びｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ−３，５，５−トリメチルヘキサノエートからなる群から選択される。特に好ましい開始剤は、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ２−エチルヘキサノエート及び２，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ブタンである。
【００９７】
好ましくは、モノマー混合物の全質量に対するラジカル開始剤の全量は、０．０１〜５質量％、より好ましくは０．０２〜１質量％、最も好ましくは０．０５〜０．６質量％である。
【００９８】
ラジカル開始剤の全量を単一のステップで添加してよく、又はラジカル開始剤を、重合反応の過程にわたっていくつかのステップで添加してよい。好ましくは、ラジカル開始剤をいくつかのステップで添加する。例えば、ラジカル開始剤の一部を添加してラジカル重合を開始し、かつラジカル開始剤の第二の部分を第一の投与の０．５〜３．５時間後に添加してよい。
【００９９】
好ましくは、ステップ（ｂ）は、連鎖移動剤の添加も含む。適した連鎖移動剤は、特に油溶性メルカプタン、例えばｎ−ドデシルメルカプタンもしくは２−メルカプトエタノール、又はテルペン類の分類からの連鎖移動剤、例えばテルピノレンである。ｎ−ドデシルメルカプタンの添加が特に好ましい。
【０１００】
モノマー組成物を第一の部分と第二の部分に分け、ラジカル開始剤の一部を第一の部分に添加して、そこで重合反応を開始することも可能である。そして、ラジカル開始剤の第二の部分をモノマー組成物の第二の部分に添加し、そして０．５〜５時間、好ましくは１．５〜４時間、より好ましくは２〜３．５時間にわたって重合反応混合物に添加する。第二のモノマー混合物の添加後に、ラジカル開始剤の第三の部分を、前記したように重合反応に添加してよい。
【０１０１】
好ましくは、ラジカル重合の全反応時間は、２〜１０時間、より好ましくは３〜９時間である。
【０１０２】
ラジカル重合の完了後に、得られたポリマーを、好ましくは所望の粘度に前記オイルでさらに希釈する。好ましくは、ポリマーを、５〜６０質量％のポリマー、より好ましくは１０〜５０質量％、最も好ましくは２０〜４０質量％の濃度に希釈する。
【０１０３】
本発明の高分子無機ナノ粒子組成物及びそれらの製造方法
高分子無機ナノ粒子組成物における本発明に従って、１つ以上の層間化合物（Ａ）と１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）との質量比は、２０：１〜１：５、好ましくは１０：１〜１：２、より好ましくは５：１〜１：１、最も好ましくは４：１〜２：１である。
【０１０４】
本発明の好ましい実施形態に従って、高分子無機ナノ粒子組成物は、混合物を粉砕することによって得られ、その際、該混合物は、１つ以上の層間化合物（Ａ）及び１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）を含み、層間化合物（Ａ）は、それぞれ金属カルコゲニド組成を有し、分子式ＭＸ2（Ｍ＝Ｗ及びＸ＝Ｓ）を有し、好ましくは球状である多層構造化合物から構成される多層フラーレン状ナノ構造を含むナノ構造化合物であり、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）は、以下：
ａ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１〜６０質量％、好ましくは２〜５０質量％、より好ましくは２〜４０質量％、最も好ましくは３〜３５質量％の成分ａ）として１つ以上の官能性モノマー、及び
ｂ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、１０〜９９質量％、好ましくは２０〜９８質量％、より好ましくは３０〜９８質量％、最も好ましくは３５〜９７質量％の成分ｂ）として１つ以上のアルキル（メタ）アクリレートモノマー、及び
ｃ）１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）に対して、０〜８９質量％、好ましくは１０〜８０質量％、より好ましくは２０〜７０質量％、最も好ましくは２５〜６０質量％の、成分ｃ）として１つ以上の（メタ）アクリル酸のエステルと５００〜１００００ｇ／ｍｏｌの数平均分子量（Ｍn）を有する１つ以上のヒドロキシル化水素化ポリブタジエンとの反応生成物、
を含むモノマー組成物を重合することによって得られ、
ここで、１つ以上の層間化合物（Ａ）と１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）との質量比は、２０：１〜１：５、好ましくは１０：１〜１：２、より好ましくは５：１〜１：１、最も好ましくは４：１〜２：１である。
【０１０５】
好ましい実施形態において、モノマー組成物のモノマーａ）、ｂ）及び任意にｃ）の量は、合計で１００質量％になる。
【０１０６】
本発明に従って、１つ以上の層間化合物（Ａ）及び１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）を含む混合物は、溶媒（Ｃ）をさらに含むことが好ましく、ここで溶媒は、基油、有機溶媒又はそれらの混合物である。
【０１０７】
溶媒（Ｃ）は、ＡＰＩ群Ｉ基油、ＡＰＩ群ＩＩ基油、ＡＰＩ群ＩＩＩ、ＡＰＩ群ＩＶ基油、及びＡＰＩ群Ｖ基油、又はそれらの組み合わせからなるリストから選択された基油であってよい。
【０１０８】
溶媒（Ｃ）は、アルカン、芳香族炭化水素、エステル、エーテル又はそれらの組み合わせのリストから選択される有機溶媒であってよい。
【０１０９】
混合物が、３０〜９９．９質量％、より好ましくは５０〜９９質量％、最も好ましくは７０〜９９質量％の溶媒（Ｃ）を含むことが好ましい。
【０１１０】
高分子無機ナノ粒子組成物の製造方法の好ましい実施形態に従って、１つ以上の層間化合物（Ａ）、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）及び溶媒（Ｃ）の混合物は、ボールミルプロセスを介して粉砕される。好ましくは、ボールミルプロセスは、０．１〜１０ｋＷｈ／ｋｇ、好ましくは１〜５ｋＷｈ／ｋｇ、より好ましくは１．５〜３ｋＷｈ／ｋｇのエネルギーを混合物に導入することを含む。
【０１１１】
高分子無機ナノ粒子組成物の製造方法の他の好ましい実施形態において、１つ以上の層間化合物（Ａ）、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）及び溶媒（Ｃ）の混合物は、１０〜１０００Ｗ、好ましくは５０〜８００Ｗ、より好ましくは１００〜５００Ｗの電力を有する超音波装置を使用して粉砕される。好ましくは、前記組成物は、安定した高分子無機ナノ粒子組成物を得るために、１〜２４０分間、より好ましくは１０〜１８０分間、さらにより好ましくは３０〜１５０分間粉砕される。
【０１１２】
本発明の他の態様は、本発明による高分子無機ナノ粒子組成物、特に前記した高分子無機ナノ粒子組成物の製造方法である。本発明の方法は、以下
（ａ）本明細書において定義される１つ以上の層間化合物（Ａ）を準備するステップ、
（ｂ）本明細書において定義される１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）を準備するステップ、
（ｃ）好ましくは、本明細書において定義される溶媒（Ｃ）を準備するステップ、
（ｄ）少なくとも１つ以上の層間化合物（Ａ）と１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）とを合して混合物を得るステップ、好ましくは少なくとも１つ以上の層間化合物（Ａ）と１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）と溶媒（Ｃ）とを合して混合物を得るステップ、及び
（ｅ）混合物を粉砕するステップ
を含む。
【０１１３】
本発明に従って、粉砕ステップ（ｅ）は、動的光散乱技術（ＤＬＳ）を使用して測定した高分子無機ナノ粒子組成物の粒径分布の生じた変化によって定義される。
【０１１４】
ステップ（ｅ）において記載した本発明による粉砕技術は、高圧均質化、高剪断混合、超音波、ボールミル、超高圧技術（ジェットミル）又はそれらの組み合わせによる粉砕であってよい。実際に、これらの粉砕技術を使用して、アグロメレートの粒径が減少する。
【０１１５】
高分子無機ナノ粒子組成物の製造方法の好ましい実施形態に従って、１つ以上の層間化合物（Ａ）、１つ以上のポリマー化合物（Ｂ）及び溶媒（Ｃ）の混合物は、ボールミルプロセスを介して粉砕される。
【０１１６】
ボールミルを使用することによって、タマネギ状の粒子（層間化合物（Ａ））はバラバラになり、個々の層、層のシート又は断片が分散剤によって分散されて、改善された安定性を有する分散液が得られる（図４を参照されたい）。個々の層、層のシート又は断片は、提供した文献におけるようなタマネギの形状を維持する分散技術（図３を参照）と比較して、驚くほど印象的な極圧性能を示し、かつ境界領域で非常に低い摩擦係数値を示す。
【０１１７】
本発明による高分子無機ナノ粒子組成物の使用
本発明のさらなる態様は、潤滑剤組成物のための添加剤としての本明細書において定義した高分子無機ナノ粒子組成物の使用である。
【０１１８】
本明細書において定義した高分子無機ナノ粒子組成物及び本発明による高分子無機ナノ粒子組成物を含む潤滑剤組成物は、有利には、駆動システム潤滑油（例えば、手動トランスミッション液、差動ギアオイル、自動トランスミッション液及びベルト連続可変トランスミッション液、アクスル液配合物、デュアルクラッチトランスミッション液、及び専用ハイブリッドトランスミッション液）、油圧オイル（例えば、機械用油圧オイル、パワーステアリングオイル、ショックアブソーバーオイル）、エンジンオイル（ガソリンエンジン用及びディーゼルエンジン用）、並びに工業用オイル配合物（例えば風力タービン）のために使用される。
【０１１９】
本発明による好ましい実施形態において、高分子無機ナノ粒子組成物は、極圧性能を改善し、エンジン、自動車のギアボックスもしくはポンプ、風力タービン、又は油圧システムの可動金属部品の摩擦を低減する。
【０１２０】
配合物
本発明のさらに他の態様は、以下を含む組成物である：
（ｉ）基油、及び
（ｉｉ）本明細書において定義される高分子無機ナノ粒子組成物。
【０１２１】
本発明の好ましい実施形態において、基油は、ＡＰＩ群Ｉ基油、ＡＰＩ群ＩＩ基油、ＡＰＩ群ＩＩＩ、ＡＰＩ群ＩＶ基油、及びＡＰＩ群Ｖ基油、又はそれら基油の１つ以上の混合物からなるリストから選択される。
【０１２２】
配合物は、本発明による高分子無機ナノ粒子組成物及び希釈剤として基油を含む添加剤配合物であってよい。添加剤配合物は、例えば、極圧として及び／又は減摩剤として潤滑剤に添加されてよい。典型的に、添加剤配合物は、比較的大量の本発明による高分子無機ナノ粒子組成物を含む。
【０１２３】
配合物は、本発明による高分子無機ナノ粒子組成物、基油及び任意で以下に論じるさらなる添加剤を含む潤滑剤配合物であってもよい。潤滑剤配合物は、例えば、トランスミッション液又はエンジンオイルとして使用されてよい。典型的に、潤滑剤配合物は、前述の添加剤配合物と比較してより少ない量の本発明による高分子無機ナノ粒子組成物を含む。
【０１２４】
配合物を添加剤配合物として使用する場合に、成分（ｉ）としての基油の量は、配合物の全質量に対して、好ましくは４０〜９５質量％、より好ましくは７０〜９０質量％であり、成分（ｉｉ）としての高分子無機ナノ粒子組成物の量は、配合物の全質量に対して、好ましくは５〜６０質量％、より好ましくは１０〜３０質量％である。
【０１２５】
配合物を潤滑剤配合物として使用する場合に、成分（ｉ）としての基油の量は、配合物の全質量に対して、好ましくは５０〜９９．９９質量％、より好ましくは６５〜９９．９９質量％、さらにより好ましくは７５〜９９．９質量％であり、成分（ｉｉ）としての高分子無機ナノ粒子組成物の量は、配合物の全質量に対して、好ましくは０．０１〜５０質量％、より好ましくは０．０１〜３５質量％、さらにより好ましくは０．１〜２５質量％である。
【０１２６】
好ましくは、成分（ｉ）及び（ｉｉ）の量は、合計で１００質量％になる。
【０１２７】
配合物に使用される基油は、好ましくは、潤滑粘度のオイルを含む。かかるオイルは、天然オイル及び合成オイル、水素化分解、水素化及び水素化精製に由来するオイル、未精製オイル、精製オイル、再精製オイル又はそれらの混合物を含む。
【０１２８】
基油は、米国石油協会（ＡＰＩ）による規定としても定義されうる（“Ａｐｐｅｎｄｉｘ Ｅ−ＡＰＩ Ｂａｓｅ Ｏｉｌ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｉｌｉｔｙ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ Ｃａｒ Ｍｏｔｏｒ Ｏｉｌｓ ａｎｄ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ Ｏｉｌｓ”の２００８年４月版、１．３節、小見出し１．３．“Ｂａｓｅ Ｓｔｏｃｋ Ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ”を参照されたい）。
【０１２９】
ＡＰＩは、現在、潤滑剤のベースストックの５つの群を定義している（ＡＰＩ １５０９， Ａｎｎｅｘ Ｅ − ＡＰＩ Ｂａｓｅ Ｏｉｌ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｉｌｉｔｙ Ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ Ｃａｒ Ｍｏｔｏｒ Ｏｉｌｓ ａｎｄ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｎｇｉｎｅ Ｏｉｌｓ，２０１１年９月）。群Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩは、飽和量と含まれる硫黄量により、及びそれらの粘度指数によって分類される鉱油であり、群ＩＶはポリアルファオレフィンであり、かつ群Ｖは、他の全て、例えばエステル油を含む。以下の表は、これらのＡＰＩ分類を示す。
【０１３０】
【表１】
2021512188.tif 000005
【０１３１】
本発明に従って使用できるさらなる基油は、群ＩＩ〜ＩＩＩのフィッシャー・トロプシュ由来の基油である。
【０１３２】
フィッシャー・トロプシュ由来の基油は、当該技術分野において公知である。「フィッシャー・トロプシュ由来」という用語は、基油がフィッシャー・トロプシュ法の合成生成物であるか、又は該合成生成物に由来することを意味する。フィッシャー・トロプシュ由来の基油は、ＧＴＬ（Ｇａｓ−Ｔｏ−Ｌｉｑｕｉｄｓ）基油ともいわれる。本発明の潤滑組成物において基油として都合よく使用することができる、適したフィッシャー・トロプシュ由来の基油は、例えば、欧州特許第０ ７７６ ９５９号明細書（ＥＰ ０ ７７６ ９５９）、欧州特許第０ ６６８ ３４２号明細書（ＥＰ ０ ６６８ ３４２）、国際公開第９７／２１７８８号（ＷＯ ９７／２１７８８）、国際公開第００／１５７３６号（ＷＯ ００／１５７３６）、国際公開第００／１４１８８号（ＷＯ ００／１４１８８）、国際公開第００／１４１８７号（ＷＯ ００／１４１８７）、国際公開第００／１４１８３号（ＷＯ ００／１４１８３）、国際公開第００／１４１７９号（ＷＯ ００／１４１７９）、国際公開第００／０８１１５号（ＷＯ ００／０８１１５）、国際公開第９９／４１３３２号（ＷＯ ９９／４１３３２）、欧州特許第１ ０２９ ０２９号明細書（ＥＰ １ ０２９ ０２９）、国際公開第０１／１８１５６号（ＷＯ ０１／１８１５６）、国際公開第０１／５７１６６号（ＷＯ ０１／５７１６６）及び国際公開第２０１３／１８９９５１号（ＷＯ ２０１３／１８９９５１）に開示されているものである。
【０１３３】
特にトランスミッションオイル配合物について、ＡＰＩ群ＩＩＩの基油及び異なる群ＩＩＩのオイルの混合物が使用される。好ましい実施形態において、基油は、ポリアルファオレフィン基油、又はポリアルファオレフィン基油とＡＰＩ群ＩＩＩの基油との混合物、又はＡＰＩ群ＩＩＩの基油の混合物であってもよい。
【０１３４】
本発明による潤滑剤配合物は、成分（ｉｉｉ）として、分散剤、消泡剤、洗浄剤、酸化防止剤、流動点降下剤、耐摩耗添加剤、極圧添加剤、防食添加剤、黄銅(yellow metal)不動態化剤、摩擦調整剤、染料及びそれらの混合物からなる群から選択されるさらなる添加剤も含んでよい。
【０１３５】
適切な分散剤は、ポリ（イソブチレン）誘導体、例えばホウ酸化ＰＩＢＳＩを含むポリ（イソブチレン）スクシンイミド（ＰＩＢＳＩ）、及びＮ／Ｏ官能基を有するエチレン−プロピレンオリゴマーを含む。
【０１３６】
分散剤（ホウ酸化分散剤を含む）は、潤滑剤組成物の全量に対して、好ましくは０〜５質量％の量で使用される。
【０１３７】
適した消泡剤は、シリコーン油、フルオロシリコーン油、フルオロアルキルエーテル等である。
【０１３８】
消泡剤は、潤滑剤組成物の全量に対して、好ましくは０．００１〜０．２質量％の量で使用される。
【０１３９】
好ましい洗浄剤は、金属含有化合物、例えばフェノキシド；サリチレート；チオホスホネート、特にチオピロホスホネート、チオホスホネート及びホスホネート；スルホネート及びカーボネートを含む。金属として、これらの化合物は、特にカルシウム、マグネシウム及びバリウムを含みうる。これらの化合物は、好ましくは、中性又は過塩基型で使用されうる。
【０１４０】
洗浄剤は、潤滑剤組成物の全量に対して、好ましくは０．２〜８質量％、好ましくは０．２〜１質量％の量で使用される。
【０１４１】
適した酸化防止剤は、例えば、フェノール系酸化防止剤及びアミン系酸化防止剤を含む。
【０１４２】
フェノール系酸化防止剤は、例えば、オクタデシル−３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート；４，４’−メチレンビス（２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール）；４，４’−ビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）；４，４’−ビス（２−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−エチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；４，４’−ブチリデンビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；４，４’−イソプロピリデンビス（２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ノニルフェノール）；２，２’−イソブチリデンビス（４，６−ジメチルフェノール）；２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−シクロヘキシルフェノール）；２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール；２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−エチル−フェノール；２，４−ジメチル−６−ｔ−ブチルフェノール；２，６−ジ−ｔ−アミル−ｐ−クレゾール；２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−（Ｎ，Ｎ’−ジメチルアミノメチルフェノール）；４，４’チオビス（２−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；２，２’−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）；ビス（３−メチル−４−ヒドロキシ−５−ｔ−ブチルベンジル）スルフィド；ビス（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンジル）スルフィド；ｎ−オクチル−３−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）プロピオネート；ｎ−オクタデシル−３−（４−ヒドロキシ−３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）プロピオネート；２，２’−チオ［ジエチル−ビス−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］等を含む。これらの中でも、ビスフェノール系酸化防止剤及びエステル基含有フェノール系酸化防止剤が特に好ましい。
【０１４３】
アミン系酸化防止剤は、例えば、モノアルキルジフェニルアミン、例えばモノオクチルジフェニルアミン、モノノニルジフェニルアミン等；ジアルキルジフェニルアミン、例えば４，４’−ジブチルジフェニルアミン、４，４’−ジペンチルジフェニルアミン、４，４’−ジヘキシルジフェニルアミン、４，４’−ジヘプチルジフェニルアミン、４，４’−ジオクチルジフェニルアミン、４，４’−ジノニルジフェニルアミン等；ポリアルキルジフェニルアミン、例えばテトラブチルジフェニルアミン、テトラヘキシルジフェニルアミン、テトラオクチルジフェニルアミン、テトラノニルジフェニルアミン等；ナフチルアミン、具体的にはアルファ−ナフチルアミン、フェニル−アルファ−ナフチルアミン及びさらにアルキル置換フェニル−アルファ−ナフチルアミン、例えばブチルフェニル−アルファ−ナフチルアミン、ペンチルフェニル−アルファ−ナフチルアミン、ヘキシルフェニル−アルファ−ナフチルアミン、ヘプチルフェニル−アルファ−ナフチルアミン、オクチルフェニル−アルファ−ナフチルアミン、ノニルフェニル−アルファ−ナフチルアミン等を含む。これらの中でも、それらの酸化防止効果の観点から、ナフチルアミンよりもジフェニルアミンが好ましい。
【０１４４】
適した酸化防止剤は、さらに、硫黄及びリンを含む化合物、例えば金属ジチオホスフェート、例えば亜鉛ジチオホスフェート（ＺｎＤＴＰ）、「ＯＯＳトリエステル」＝ジチオホスホン酸とオレフィン、シクロペンタジエン、ノルボルナジエン、α−ピネン、ポリブテン、アクリル酸エステル、マレイン酸エステル（燃焼時に無灰）からの活性化二重結合との反応生成物；有機硫黄化合物、例えばジアルキルスルフィド、ジアリールスルフィド、ポリスルフィド、改質チオール、チオフェン誘導体、キサンテート、チオグリコール、チオアルデヒド、硫黄含有カルボン酸；複素環式硫黄／窒素化合物、特にジアルキルジメルカプトチアジアゾール、２−メルカプトベンズイミダゾール；ビス（ジアルキルジチオカルバメート）亜鉛及びビス（ジアルキルジチオカルバメート）メチレン；有機リン化合物、例えば亜リン酸トリアリール及び亜リン酸トリアルキル；有機銅化合物、並びに過塩基化カルシウム及びマグネシウムベースのフェノキシド及びサリチレートからなる群から選択されてよい。
【０１４５】
酸化防止剤は、潤滑剤組成物の全量に対して、０〜１５質量％、好ましくは０．０１〜１０質量％、より好ましくは０．０１〜５質量％の量で使用される。
【０１４６】
適した防食添加剤は、コハク酸部分エステル、コハク酸部分エステルアミン塩、有機カルボン酸、スルホネートであり、かつ適した黄銅不動態化剤は、チアジアゾール、トリアゾール及び高分子フェノール系酸化防止剤である。
【０１４７】
防食添加剤は０〜５質量％の量で使用され、黄銅不動態化剤は０〜１質量％の量で使用され、全ての量は潤滑剤組成物の全質量に基づく。
【０１４８】
流動点降下剤は、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、塩素化パラフィン−ナフタレン縮合物、塩素化パラフィン−フェノール縮合物、ポリメタクリレート、ポリアルキルスチレン等を含む。質量平均分子量５０００〜２０００００ｇ／ｍｏｌを有するポリメタクリレートが好ましい。
【０１４９】
流動点降下剤の量は、潤滑剤組成物の全量に対して、好ましくは０．０１〜５質量％である。
【０１５０】
好ましい耐摩耗性及び極圧添加剤は、硫黄含有化合物、例えばジチオリン酸亜鉛、ジ−Ｃ3-12−アルキルジチオリン酸亜鉛（ＺｎＤＴＰ）、リン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸亜鉛、ジチオカルバミン酸モリブデン、ジチオリン酸モリブデン、ジチオリン酸アルキル、ジスルフィド、硫化オレフィン、硫化油脂、硫化エステル、チオカーボネート、チオカーバメート、ポリスルフィド等；リン含有化合物、例えばホスフィット、ホスフェート、例えばトリアルキルホスフェート、トリアリールホスフェート、例えばトリクレジルホスフェート、アミンで中和したモノアルキルホスフェート及びジアルキルホスフェート、エトキシル化したモノアルキルホスフェート及びジアルキルホスフェート、ホスホネート、ホスフィン、これらの化合物のアミン塩又は金属塩等；硫黄及びリン含有耐摩耗剤、例えばチオホスファイト、チオホスフェート、チオホスホネート、これらの化合物のアミン塩又は金属塩等を含む。
【０１５１】
耐摩耗剤は、潤滑剤組成物の全量に対して、０〜３質量％、好ましくは０．１〜１．５質量％、より好ましくは０．５〜０．９質量％の量で存在してよい。
【０１５２】
好ましい摩擦調整剤は、機械的に活性のある化合物、例えモリブデンジスルフィド、グラファイト（フッ素化グラファイトを含む）、ポリ（トリフルオロエチレン）、ポリアミド、ポリイミド；吸着層を形成する化合物、例えば長鎖カルボン酸、脂肪酸エステル、エーテル、アルコール、アミン、アミド、イミド、ホスホネート、ホスファイト；トライボケミカル反応を介して層を形成する化合物、例えば飽和脂肪酸、リン酸、ホウ酸エステル及びチオリン酸エステル、キサントゲネート、硫化脂肪酸；ポリマー状の層を形成する化合物、例えばエトキシル化ジカルボン酸部分エステル、ジアルキルフタレート、メタクリレート、不飽和脂肪酸、硫化オレフィン及び有機金属化合物、例えばモリブデン化合物（モリブデンジチオホスフェート及びモリブデンジチオカルバメートＭｏＤＴＣ）及びＺｎＤＴＰとそれらの組合せ、銅含有有機化合物を含みうる。
【０１５３】
前記化合物のいくつかは、複数の機能を果たしうる。例えば、ＺｎＤＴＰは、主に耐摩耗添加剤及び極圧添加剤であるが、酸化防止剤及び腐食防止剤（ここでは金属不動態化剤／不活性化剤）の特徴も有する。
【０１５４】
前記添加剤は、特に、T. Mang, W. Dresel (eds.): “Lubricants and Lubrication”, Wiley-VCH, Weinheim 2001; R. M. Mortier, S. T. Orszulik (eds.): “Chemistry and Technology of Lubricants”において詳細に記載されている。
【０１５５】
好ましくは、１つ以上の添加剤（ｉｉｉ）の全濃度は、潤滑剤配合物の全質量に対して、２０質量％まで、より好ましくは０．０５質量％〜１５質量％、より好ましくは５質量％〜１５質量％である。
【０１５６】
好ましくは、（ｉ）〜（ｉｉｉ）の量は、合計で１００質量％になる。
【０１５７】
本発明の高分子無機ナノ粒子組成物を含むオールインワン潤滑剤配合物は、経時的な安定性、並びに以下の実験の部に示されるような改善された耐融着性能及び／又は減摩性を組み合わせる。したがって、このアプローチは、１つの添加剤が全ての特性を組み合わせるため、潤滑剤配合物における異なるパッケージ成分、分散剤、及び他の添加剤間のあらゆる非互換性を回避する。
【０１５８】
本願により特許請求される対象である高分子無機粒子の利点及び特性をよりよく説明する目的のために、いくつかのグラフを非限定的な例として添付する：
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】図１は、境界領域での摩擦の減少を％で示した図である。
【図２】図２は、本発明による組成物の４球融着の結果を先行技術の組成物と比較した棒グラフである。
【図３】図３は、イソプロパノール／水で調製し、分散させて乾燥させたＩＦ−ＷＳ2の原型の層間化合物の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像である。
【図４】図４は、本発明によるボールミル処理後のＩＦ−ＷＳ2の同一の層間化合物の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）画像であり、該画像を遠心分離及びクロロホルムで洗浄後に撮影した。
【０１６０】
実験の部
本発明は、本発明の範囲を制限することを意図することなく、実施例及び比較例に関して以下にさらに詳細に説明される。
【０１６１】
略語
Ｃ1ＡＭＡ           Ｃ1−アルキルメタクリレート（メチルメタクリレート；ＭＭＡ）
Ｃ4ＡＭＡ           Ｃ4−アルキルメタクリレート（ｎ−ブチルメタクリレート）
Ｃ12-14ＡＭＡ        Ｃ12-14−アルキルメタクリレート
Ｃ12-15ＡＭＡ        Ｃ12-15−アルキルメタクリレート
ＯＣＴＭＯ          オクチルトリメトキシシラン
ＤＭＡＰＭＡＡ      Ｎ−３−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド
ｆbranch              ｍｏｌ％での分枝度
ＭＡ−１            マクロアルコール（ヒドロキシル化水素化ポリブタジエンＭn＝２０００ｇ／ｍｏｌ）
ＭＭ−１            メタクリレート官能基を有するＭＡ−１のマクロモノマー
Ｍn                 数平均分子量
Ｍw                 質量平均分子量
ＮＢ３０２０        Ｎｅｘｂａｓｅ（登録商標）３０２０、２．２ｃＳｔのＫＶ１００を有するＮｅｓｔｅ社製の群ＩＩＩの基油
ＮＢ３０４３        Ｎｅｘｂａｓｅ（登録商標）３０４３、４．３ｃＳｔのＫＶ１００を有するＮｅｓｔｅ社製の群ＩＩＩの基油
ＮＢ３０６０        Ｎｅｘｂａｓｅ（登録商標）３０６０、６．０ｃＳｔのＫＶ１００を有するＮｅｓｔｅ社製の群ＩＩＩの基油
ＶＩＳＣＯＢＡＳＥ ５−２２０      ４８０ｃＳｔのＫＶ１００を有するＥｖｏｎｉｋ社製の群Ｖの合成基流体
ＶＩＳＣＯＰＬＥＸ １４−５２０    消泡剤
ＤＩパッケージ      Ａｆｔｏｎ ＨｉＴｅｃ（登録商標）３０７（洗浄剤抑制剤）
ＰＰＤ              流動点降下剤
ＰＤＩ              多分散指数、Ｍw／Ｍnにより算出した分子量分布
ＭＴＭ              ミニトラクション機械装置。
【０１６２】
ヒドロキシル化水素化ポリブタジエン（マクロアルコール）ＭＡ−１の合成
マクロアルコールを、２０〜４５℃で１，３−ブタジエンとブチルリチウムとをアニオン重合することによって合成した。所望の重合度に達したら、プロピレンオキシドを添加することにより反応を停止し、そしてメタノールを用いた沈殿によりリチウムを除去した。続いて、水素雰囲気下で、貴金属触媒の存在下に、最高１４０℃及び圧力２００ｂａｒでポリマーを水素化した。水素化が終了した後に、貴金属触媒を除去し、そして有機溶媒を減圧下で除去して、１００％マクロアルコールＭＡ−１を得た。
【０１６３】
表２は、ＭＡ−１の特性データを要約したものである。
【表２】
2021512188.tif 000006
【０１６４】
マクロモノマーＭＭ−１の合成
サーベル型攪拌機（saber stirrer）、空気入口管、コントローラー付き熱電対、加熱マントル、３ｍｍワイヤースパイラルのランダムパッキングを有するカラム、蒸気分割機、上部温度計、還流冷却器、及び基体冷却器を備えた２Ｌの攪拌装置中で、前記マクロモノマー１０００ｇを、６０℃で攪拌することにより、メタクリル酸メチル（ＭＭＡ）中で溶解した。その溶液に、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−オキシルラジカル２０ｐｐｍ及びヒドロキノンモノメチルエーテル２００ｐｐｍを添加する。安定化のために空気を通過させながらＭＭＡの還流（最低温度約１１０℃）まで加熱した後に、共沸乾燥のためにＭＭＡ約２０ｍＬを蒸留する。９５℃に冷却した後に、ＬｉＯＣＨ3を添加し、そしてその混合物を加熱して還流する。約１時間の反応時間の後に、メタノールの形成により、頂部温度は〜６４℃まで下がる。約１００℃の一定の最高温度を再び確立するまで、形成したメタノール／ＭＭＡ共沸混合物を常に蒸留する。この温度で、混合物をさらに１時間反応させる。さらに後処理するために、大部分のＭＭＡを減圧下で抜き取る。不溶性の触媒残留物を、圧力濾過（Ｓｅｉｔｚ Ｔ１０００ ｄｅｐｔｈ ｆｉｌｔｅｒ）により除去する。
【０１６５】
表３は、マクロモノマーＭＭ−１の合成のために使用したＭＭＡ及びＬｉＯＣＨ3の量を要約したものである。
【表３】
2021512188.tif 000007
【０１６６】
本発明によるアミン含有コポリマーの調製
前述したように、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）標準を使用して較正したゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）によってポリマーの質量平均分子量を測定した。溶出液としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を使用する。
【０１６７】
実施例ポリマー１（Ｐ１）：本発明によるアミン含有コポリマーの調製
Ｎｅｘｂａｓｅ ３０４３  ２００グラム、ｎ−３−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド（ＤＭＡＰＭＡＡ）１１．３４グラム、ラウリルメタクリレート（Ｃ12-14ＡＭＡ）２７２．２１グラム、ｎ−ドデシルメルカプタン（ｎ−ＤＤＭ）５．５３グラム、２−エチルヘキシルチオグリコレート（ＴＧＥＨ）５．５３グラムを、２リットルの四ツ口丸底フラスコに装入した。その反応混合物を、Ｃ攪拌棒を使用して攪拌し、窒素で不活性化し、そして９０℃に加熱した。反応混合物が設定温度に達したら、ｔ−ブチルペルオクトエート２．８３グラムを、２時間にわたって反応器に供給した。２時間後に、その混合物を１００℃まで加熱し、そして設定値に達した後に、ｔ−ブチルペル−２−エチルヘキサノエート１．４２グラム及びｔｅｒｔ−ブチルペルピバレート１．１３グラムを１時間で供給した。残留モノマーを、良好なモノマー変換を確実にするためにガスクロマトグラフィーによって測定した。得られたポリマーは、質量平均分子量Ｍw１０５００ｇ／ｍｏｌ（ＰＭＭＡ標準）を有する。
【０１６８】
実施例のポリマー２（Ｐ２）：本発明によるアミン含有コポリマーの調製
１００Ｎオイル（群ＩＩオイル）２７６グラム、メチルメタクリレート１６グラム、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド１３グラム、Ｃ12-15ＡＭＡ２９０グラム、及びｎ−ドデシルメルカプタン０．５グラムを、２リットルの四ツ口丸底フラスコに装入した。その反応混合物を、Ｃ攪拌棒を使用して攪拌し、窒素で不活性化し、そして１１０℃に加熱した。反応混合物が設定温度に達したら、ｔｅｒｔ−ブチル−２−エチルペルオキシヘキサノエート０．６グラムを３時間にわたって反応器に供給した。供給が完了した後に、１時間攪拌して反応させた。残留モノマーを、良好なモノマー変換を確実にするためにガスクロマトグラフィーによって測定した。得られたポリマーは、質量平均分子量Ｍw１５７０００ｇ／ｍｏｌ（ＰＭＭＡ標準）を有する。
【０１６９】
実施例のポリマー３（Ｐ３）：本発明によるアミン及びマクロモノマー含有コポリマーの調製
ＮＢ３０２０  ８５グラム、ベリラン２３０ＳＰＰ  ８５グラム、マクロモノマー１４０グラム、ブチルメタクリレート１０７グラム、スチレン２８グラム、ラウリルメタクリレート１３グラム、ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド８グラム、及びｎ−ドデシルメルカプタン１グラムを、２リットルの四ツ口丸底フラスコに装入した。その反応混合物を、Ｃ攪拌棒を使用して攪拌し、窒素で不活性化し、そして１１５℃に加熱した。反応混合物が設定温度に達したら、ｔｅｒｔ−ブチル−２−エチルペルオキシヘキサノエート０．９グラムを、３時間にわたって反応器に供給した。２，２−ジ−（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−ブタン０．５グラムを、前の供給後３０分及び３時間で添加した。１時間攪拌して反応させ、そして追加のＮＢ３０２０  １３２グラムを反応器に添加して１時間混合させた。得られたポリマーは、質量平均分子量Ｍw２６００００ｇ／ｍｏｌ（ＰＭＭＡ標準）を有する。
【０１７０】
実施例Ｐ１、Ｐ２及びＰ３について、モノマー成分は合計で１００％になる。開始剤及び連鎖移動剤の量は、モノマーの全量に対して与えられる。以下の表４は、ポリマーＰ１、Ｐ２及びＰ３を調製するためのモノマー組成物及び反応物、並びにそれらの最終的な特性を示す。
【０１７１】
【表４】
2021512188.tif 000008
【０１７２】
本発明による高分子無機ナノ粒子濃縮物の調製
分散液ＩＥ１：
ＩＦ−ＷＳ2粒子４ｇを、Ｐ１  ２ｇを含むＮＢ３０４３オイル１４ｇの溶液に加え、この混合物を超音波（４００ワットを有する超音波プロセッサＵＰ４００Ｓ、Ｔｉ−ｓｏｎｏｔｒｏｄｅで２４ｋＨｚ）で処理する。添加が完了した後に、分散液を１２０分間処理する。粒径分布（動的光散乱装置、ＬＡ−９５０、日本国在、Ｈｏｒｉｂａ Ｌｔｄ．社製を使用してＴｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣオイルで測定）は、５４ｎｍのｄ５０値を示す。
【０１７３】
分散液ＩＥ２：
ＩＦ−ＷＳ2粒子４ｇを、Ｐ２  ２．２ｇを含むＮＢ３０４３オイル１３．６ｇの溶液に添加し、この混合物を超音波（４００ワットを有する超音波プロセッサＵＰ４００Ｓ、Ｔｉ−ｓｏｎｏｔｒｏｄｅで２４ｋＨｚ）で処理する。添加が完了した後に、分散液を１２０分間処理する。粒径分布（動的光散乱装置、ＬＡ−９５０、日本国在、Ｈｏｒｉｂａ Ｌｔｄ．社製を使用してＴｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣオイルで測定）は、７１ｎｍのｄ５０値を示す。
【０１７４】
分散液ＩＥ３（ボールミルで）：
ボールミル装置（Ｎｅｔｚｓｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍｉｌｌ Ｍｉｃｒｏ Ｓｅｒｉｅｓ、粉砕チャンバーの８５％を０．４ｍｍのＹ安定化ＺｒＯ2ボールで満たした）には、蠕動ポンプを８０ｒｐｍ及びボールミルを１０００ｒｐｍに設定しながら、ＮＢ３０４３オイル２４５ｇ及びＰ１  ３５ｇを予め装入する。その後、ＩＦ−ＷＳ2粒子７０ｇをこの溶液に加える。ボールミルを回転速度３５００ｒｐｍに設定し、そしてエネルギー１．０ｋＷｈを導入するまで分散液を処理する。粒径分布（動的光散乱装置、ＬＡ−９５０、日本国在、Ｈｏｒｉｂａ Ｌｔｄ．社製を使用してＴｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣオイルで測定）は、４７ｎｍのｄ５０値を示す。
【０１７５】
分散液ＩＥ４（ボールミルで）：
ボールミル装置（Ｂａｃｈｏｆｅｎ ＤｙｎｏＭｉｌｌ、粉砕チャンバーの７０％を０．３〜０．６ｍｍのＣｅ安定化ＺｒＯ2ボールで満たした）に、ボールミルを１０００ｒｐｍに設定しながら、ＮＢ３０４３オイル１４３．９ｇ及びＰ２  ２４．１ｇを予め装入する。その後、ＩＦ−ＷＳ2粒子４２ｇをこの溶液に加える。分散液を、エネルギー２．８ｋＷｈを導入するまで処理する。粒径分布（動的光散乱装置、ＬＡ−９５０、日本国在、Ｈｏｒｉｂａ Ｌｔｄ．社製を使用してＴｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣオイルで測定）は、４８ｎｍのｄ５０値を示す。
【０１７６】
分散液ＩＥ５：
ＩＦ−ＷＳ2粒子４ｇを、Ｐ３  ２．４ｇを含むＮＢ３０４３オイル１３．６ｇの溶液に加え、この混合物を超音波（４００ワットを有する超音波プロセッサＵＰ４００Ｓ、Ｔｉ−ｓｏｎｏｔｒｏｄｅで２４ｋＨｚ）で処理する。添加が完了した後に、分散液を１２０分間処理する。粒径分布（動的光散乱装置、ＬＡ−９５０、日本国在、Ｈｏｒｉｂａ Ｌｔｄ．社製を使用してＴｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣオイルで測定）は、６３ｎｍのｄ５０値を示す。
【０１７７】
比較例としての高分子無機ナノ粒子濃縮物の調製
分散液ＣＥ１：
ＩＦ−ＷＳ2粒子４ｇを、ε−カプロラクタム１．２ｇを含むＮＢ３０４３オイル１４．８ｇの溶液に加え、この混合物を、それぞれ超音波（４００ワットを有する超音波プロセッサＵＰ４００Ｓ、Ｔｉ−ｓｏｎｏｔｒｏｄｅで２４ｋＨｚ）で１２０分間処理する。粒径分布（動的光散乱装置、ＬＡ−９５０、日本国在、Ｈｏｒｉｂａ Ｌｔｄ．社製を使用してＴｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣオイルで測定）は、１４２７ｎｍのｄ５０値を示す。
【０１７８】
分散液ＣＥ２：
ＩＦ−ＷＳ2粒子４ｇを、ＯＣＴＭＯ１．２ｇを含むＮＢ３０４３オイル１４．８ｇの溶液に加え、この混合物を、それぞれ超音波（４００ワットを有する超音波プロセッサＵＰ４００Ｓ、Ｔｉ−ｓｏｎｏｔｒｏｄｅで２４ｋＨｚ）で１２０分間処理する。粒径分布（動的光散乱装置、ＬＡ−９５０、日本国在、Ｈｏｒｉｂａ Ｌｔｄ．社製を使用してＴｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣオイルで測定）は、４３２ｎｍのｄ５０値を示す。
【０１７９】
以下の表５は、本発明による本発明の分散液（ＩＥ）及び比較分散液（ＣＥ）の組成を要約したものである。記載されている質量パーセントは、異なる組成物の全質量に基づく。
【０１８０】
【表５】
2021512188.tif 000009
【０１８１】
動的光散乱（ＤＬＳ）
粒度分布を、Ｈｏｒｉｂａ Ｌｔｄ．社製の動的光散乱装置ＬＢ−５００を使用してＴｅｇｏｓｏｆｔ ＤＥＣオイルで測定した。
【０１８２】
動的光散乱（ＤＬＳ）は、懸濁液中の小さな粒子又は溶液中のポリマーのサイズ分布プロフィールを決定するために使用できる物理学の技術である。この装置は、３ｎｍ〜６μｍの範囲で分散した材料（無機ナノ粒子や又はポリマー球等）の粒径を測定するために使用できる。測定は、媒体内の粒子のブラウン運動、並びに液体及び固体材料の屈折率における差異による入射レーザー光の散乱に基づく。
【０１８３】
得られた値は、粒子の対応する球体の流体力学的直径である。値ｄ５０、ｄ９０及びｄ９９は、５０％、９０％又は９９％の粒子が粒径分布内にある粒子の流体力学的直径を表すため、慣用的な議論の基準である。これらの値が低いほど、粒子の分散が良好になる。これらの値のモニタリングは、粒子分散の安定性についての手掛かりを得ることができる。値が非常に増加している場合に、粒子は十分に安定しておらず、経時的に凝集して沈降する傾向があり、安定性の欠如をもたらしうる。媒体の粘度に依存して、５００ｎｍ未満のｄ９９値（例えば、Ｎｅｘｂａｓｅ基油について）は、粒子が経時的に停止しているため、安定した分散についての示度であると言える。
【０１８４】
本発明による潤滑組成物の融着及び摩擦の特性の判定
潤滑配合物を、以下の表６に示される質量比に従って調製し、そしてそれらの摩擦及び融着の性能を、以下に記載した２つの方法を使用して試験した。記載した質量パーセントは、異なる配合物の全質量に基づく。
【０１８５】
比較の目的のために、潤滑配合物を、常に同一の含有量の層間化合物に基づいて比較する。したがって、「−１」と名付けた配合物は、潤滑配合物の全質量に対して０．１質量％の層間化合物濃度を有する配合物に対応する。同様に、「−２」は、０．５質量％の濃度に対応し、かつ「−３」は１質量％の濃度に対応する。「ａ」と名付けた配合物は、ＩＳＯ ＶＧ ６８に従って完全に配合したオイル組成物で調製した配合物に対応する。「ｂ」と名付けた配合物は、Ｎｅｘｂａｓｅ（登録商標）３０４３で調製した配合物に対応する。
【０１８６】
ＩＳＯ ＶＧ ６８に従った完全配合オイル組成物：
７９．２５質量％    Ｎｅｘｂａｓｅ（登録商標）３０６０（基油）
１７．４質量％      ＶＩＳＣＯＢＡＳＥ（登録商標）５−２２０（基油）
０．７質量％        ＰＰＤ
２．６５質量％      Ａｆｔｏｎ ＨｉＴｅｃ（登録商標）３０７（ＤＩパッケージ）
＋０．２質量％      ＶＩＳＣＯＰＬＥＸ（登録商標）１４−５２０（消泡剤）
【表６】
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【０１８７】
４球融着試験による融着（極圧）の改善の判定
ＤＩＮ ５１３５０第二部に従って４球融着試験を実施した（結果は図２を参照されたい）。
【０１８８】
表７は、４球融着試験の結果を要約したものである。
【０１８９】
基準基油混合物である完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ ６８では、５０００Ｎの平均融着荷重で融着する。
【０１９０】
比較例配合物ＣＥ１−３ａは、分散液ＣＥ１  ５質量％（１質量％の層間化合物に対応する）を添加した完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ ６８の配合物を示す。融着荷重は４９００Ｎであったことが判明した。
【０１９１】
比較例配合物ＣＥ２−３ａは、分散液ＣＥ２  ５質量％（１質量％の層間化合物に対応する）を添加した完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ ６８の配合物を示す。融着荷重は３８００Ｎであったことが判明した。
【０１９２】
本発明の実施例ＩＥ１、ＩＥ２及びＩＥ４は、ポリマーＰ１又はＰ２及びＩＦ−ＷＳ2を使用して合成した高分子無機ナノ粒子を含む。該粒子は、配合中に良好に分散し、安定している。
【０１９３】
本発明の配合物ＩＥ１−１ａは、分散液ＩＥ１  ０．５質量％（０．１質量％の層間化合物に対応する）を添加した完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ ６８の配合物を示す。融着荷重は７２５０Ｎであったことが判明した。
【０１９４】
測定した融着荷重は、完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ ６８基準と比較して４５％増加している。
【０１９５】
本発明の配合物ＩＥ１−２ａは、分散液ＩＥ１  ２．５質量％（０．５質量％の層間化合物に対応する）を添加した完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ ６８の配合物を示す。融着荷重は８２５０Ｎであったことが判明した。
【０１９６】
測定した融着荷重は、完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ ６８基準と比較して６５％増加している。
【０１９７】
本発明の配合物ＩＥ２−３ａは、分散液ＩＥ２  ５質量％（１質量％の層間化合物に対応する）を添加した完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ ６８の配合物を示す。融着荷重は７０００Ｎであったことが判明した。
【０１９８】
測定した融着荷重は、完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ ６８基準と比較して４０％増加している。
【０１９９】
本発明の配合物ＩＥ４−３ａは、分散液ＩＥ４  ５質量％（１質量％の層間化合物に対応する）を添加した完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ ６８の配合物を示す。融着荷重は８７５０Ｎであったことが判明した。
【０２００】
測定した融着荷重は、完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ ６８基準と比較して７５％増加している。
【０２０１】
【表７】
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【０２０２】
融着荷重が高いほど、極圧性能が良好になる。基準オイル配合物は、融着荷重５０００Ｎに達する。本発明による高分子無機ナノ粒子組成物を潤滑油配合物に添加することは、潤滑油の融着性能を大幅に改善するという、明らかな証拠が見て取れる。比較すると、従来技術による分散液（ＣＥ１〜ＣＥ２）は、低い融着荷重値を有し、粒子のない基準オイル配合物よりもさらに低い。前記実験の結果は、本発明の高分子無機ナノ粒子組成物が、処理した潤滑油組成物の融着性能を維持又はさらに改善しながら、潤滑油組成物を含有する安定な層間化合物をもたらすことを示す。未処理の基準オイル組成物として低い融着荷重値を有する比較例により示されているようにナノ粒子を有する潤滑油の安定性が経時的に制限されることから、この結果は驚くべきことである。
【０２０３】
本発明の分散液ＩＥ３についての剪断安定性の判定
剪断安定性試験を、ＤＩＮ ５１３５０第６部に従って実施した。
【０２０４】
本発明の実施例は、ポリマーＰ１及びＩＦ−ＷＳ2を使用して合成した高分子無機ナノ粒子を含む。該粒子は、配合中に良好に分散し、安定している。
【０２０５】
層間化合物含有量０．２５質量％を有する本発明の実施例配合物ＩＥ３は、分散物ＩＥ３  １．２５質量％を添加した完全に配合したオイルＩＳＯ ＶＧ６８の配合物を示す。本発明によるこの配合物は、剪断試験後も未だ安定している。
【０２０６】
ミニトラクション機械による摩擦の減少の判定
摩擦係数を、以下の表４において記載した試験方法に従ってＰＣＳ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製のＭＴＭ２と名付けられたミニトラクション機械を使用して測定した。ＳＲＲは、滑り率（Sliding Roll Ratio）を示す。このパラメーターを２時間の試験中一定に維持し、（ＵBall−ＵDisc）／Ｕとして定義した。ここで、（ＵBall−ＵDisc）は滑り速度を示し、Ｕはエントレインメント速度を示し、Ｕ＝（ＵBall＋ＵDisc）／２で提供する。それぞれの試料についてのストライベック曲線（Stribeck curve）を、表８におけるプロトコルに従って測定した。
【０２０７】
【表８】
2021512188.tif 000012
【０２０８】
ＭＴＭ法１に従って、摩擦係数を、それぞれのブレンドについての全範囲の速度にわたって記録し、そしてストライベック曲線を得た。摩擦試験を、表９において挙げた配合物についてこれらの条件に従って実施し、その結果を、以下の表１０において開示する。記載した質量パーセントは、異なる配合物の全質量に基づく。
【０２０９】
【表９】
2021512188.tif 000013
【０２１０】
摩擦減少を％で表すために、定量化可能な結果を数値で表すことができ、これは、台形法則を使用して滑り速度５ｍｍ／秒〜６０ｍｍ／秒の範囲で得られた対応するストライベック曲線を使用して摩擦値曲線を積分することによって得られる。この面積は、選択した速度領域にわたる「全摩擦」に対応する。面積が小さいほど、試験した生成物の摩擦低減効果が大きくなる。摩擦低減率を、摩擦領域６．３２ｍｍ／秒を生じる基準基油Ｎｅｘｂａｓｅ（登録商標）３０４３の値を使用することにより算出した。正の値は、摩擦係数の減少を示す。基準オイルに関する値を、表１０にまとめる（図１を参照されたい）。
【０２１１】
【表１０】
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【０２１２】
前記の実験結果は、本発明の高分子無機ナノ粒子組成物が、潤滑油組成物中で経時的に安定であり、従来のオイル配合物と比較して優れた減摩性能を示すことを示している。実際に、滑り速度５ｍｍ／秒〜６０ｍｍ／秒の範囲で算出した合計の摩擦の結果は、本発明の実施例ＩＥ４及びＩＥ５が、対応する比較例及び基準Ｎｅｘｂａｓｅ（登録商標）３０４３オイルよりも摩擦における低減に関して非常に良好な結果を有することを明確に示している。Ｎｅｘｂａｓｅ（登録商標）３０４３は基準基油である。摩擦低減値が低い比較例により示されているようにナノ粒子を有する潤滑油の安定性が経時的に制限されることから、この結果は驚くべきことである。
【０２１３】
得られた結果は、入手可能な従来技術の文献からは予測できなかった。ここには、摩擦接触中に表面上を転がって、互いに反対に移動する２つの表面間での滑走効果により摩擦を低減することができる未処理のタマネギ形状に関して言及されている。驚くべきことに、本発明による分散液をボールミル粉砕することにより得られる高分子無機ナノ粒子は、該粒子を混合した潤滑油組成物に対して改善された減摩特性を提供する。本発明の化学的に改質したナノ粒子は、潤滑油中で長期間にわたって優れた安定性を維持しながら、摩擦挙動に対して肯定的な影響を有することが実証されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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