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Patent Searching and Data


Title:
USE OF GRAFT POLYMERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/007934
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to the use of graft polymers obtained by polymerization in two stages. In a first stage, at least one graft basis is produced by radically polymerizing a monomer composition A) containing 0 to 40 percent by weight of one or several ethylenically unsaturated ester compounds of formula (I), wherein R represents hydrogen or methyl, R1 represents a linear or branched alkyl radical comprising 1 to 5 carbon atoms, R2 and R3 independently represent hydrogen or a group of formula -COOR', wherein R' represents hydrogen or an alkyl group comprising 1 to 5 carbon atoms, 60 to 100 percent by weight of one or several ethylenically unsaturated ester compounds of formula (II), wherein R represents hydrogen or methyl, R4 represents a linear or branched alkyl radical comprising 6 to 40 carbon atoms, R5 and R6 independently represent hydrogen or a group of formula -COOR', wherein R' represents hydrogen or an alkyl group comprising 6 to 40 carbon atoms, and 0 to 40 percent by weight of comonomers, the percentages being relative to the weight of monomer composition A). In a second stage, a monomer composition B) containing 20 to 100 percent by weight of at least one monomer that comprises at least one nitrogen-containing group is grafted onto the graft basis in order to reduce wear in lubricant oil compositions. Said graft polymer comprises a maximum of 200 ppm of sulfur while the weight ratio between monomer composition A) and monomer composition B) ranges between 99.7:0.3 and 80:20.

Inventors:
SCHERER MARKUS (DE)
HEDRICH KLAUS (DE)
DARDIN ALEXANDER (DE)
MUELLER MICHAEL (DE)
STOEHR TORSTEN (DE)
EISENBERG BORIS (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/006785
Publication Date:
January 26, 2006
Filing Date:
June 23, 2005
Export Citation:
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Assignee:
ROHMAX ADDITIVES GMBH (DE)
SCHERER MARKUS (DE)
HEDRICH KLAUS (DE)
DARDIN ALEXANDER (DE)
MUELLER MICHAEL (DE)
STOEHR TORSTEN (DE)
EISENBERG BORIS (DE)
International Classes:
C10M149/02; C10M161/00; (IPC1-7): C10M149/02; C10M161/00
Domestic Patent References:
WO2004087850A12004-10-14
Foreign References:
US3732334A1973-05-08
US4618439A1986-10-21
US3067163A1962-12-04
EP0672692A21995-09-20
Other References:
See also references of EP 1771532A1
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Claims:
Patentansprüche
1. Verwendung von Pfropfcopolymeren erhältlich durch eine zweistufige Polymerisation, wobei in einer ersten Stufe mindestens eine Pfropfgrundlage durch radikalische Polymerisation einer Monomerenzusammensetzung A), die 0 bis 40 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung A), eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Esterverbindungen der Formel (I) worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R1 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, R2 und R3 unabhängig Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel COOR' darstellen, worin R' Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, 60 bis 100 Gew.% , bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung A), einer oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Esterverbindungen der Formel (II) worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R4 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeutet, R5 und R6 unabhängig Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel COOR" darstellen, worin R" Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeutet, aufweisen, und 0 bis 40 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung A), Comonomere umfasst, hergestellt wird, und in einer zweiten Stufe eine Monomerenzusammensetzung B), die 20 bis 100 Gew.% mindestens eines Monomers mit mindestens einer Stickstoff enthaltenden Gruppe umfasst, auf die Pfropfgrundlage gepfropft wird, zur Verminderung von Verschleiß in Schmierölzusammensetzungen, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfropfcopolymer höchstens 200 ppm Schwefel umfasst und das Verhältnis des Gewichts der Monomerenzusammensetzung A) zum Gewicht der Monomerenzusammensetzung B) im Bereich von 99,7:0,3 bis 80:20 liegt.
2. Verwendung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Pfropfausbeute größer oder gleich (x*10"5 mol/g + 35)% ist, worin x das durch GPC bestimmte Gewichtsmittel des Molekulargewichts der Pfropfgrundlage ist.
3. Verwendung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfropfgrundlage ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 5000 bis 200000 g/mol aufweist.
4. gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfropfgrundlage eine in Chloroform bei 25°C gemessene spezifische Viskosität ηsp/c zwischen 4 und 40 ml/g aufweist.
5. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine in Chloroform bei 25°C gemessene spezifische Viskosität ηSp/c zwischen 5 und 50 ml/g aufweist.
6. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der spezifischen Viskosität des Pfropfcopolymers zur spezifischen Viskosität der Pfropfgrundlage im Bereich von 1 ,01 :1 bis 1 ,30:1 liegt.
7. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfropfcopolymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts im Bereich von 5100 bis 250000 aufweist.
8. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Pfropfcopolymers zum Gewichtsmittel des Molekulargewichts der Pfropfgrundlage im Bereich von 1 ,01 :1 bis 5:1 liegt.
9. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisationstemperatur in Schritt 2 größer ist als die Polymerisationstemperatur in Schritt 1.
10. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisationstemperatur in Schritt 1 im Bereich von 700C bis 1200C liegt.
11. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisationstemperatur in Schritt 2 im Bereich von 1100C bis 1400C liegt.
12. Verwendung gemäß mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Monomer mit mindestens einer Stickstoff enthaltenden Gruppe eine Verbindung der Formel (III) darstellt worin R7, R8 und R9 unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen sein können und R10 eine 1 bis 100 Kohlenstoffenatome enthaltende Gruppe mit mindestens einem Stickstoffatom darstellt.
13. Verwendung gemäß Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Monomer mit mindestens einer Stickstoff enthaltenden Gruppe ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aminoalkyl(meth)acrylate und Aminoalkyl(meth)acrylatamide, wie N(3Dimethylaminopropyl)methacrylamid, Dimethylaminoethylmethacrylat Dimethylaminopropylmethacrylat, 3Diethylaminopentylmethacrylat, 3Dibutylaminohexadecyl(meth)acrylat; heterocyclische (Meth)acrylate, wie 2(1lmidazolyl)ethyl(meth)acrylat, NMorpholinoethyl(meth)acrylat, insbesondere 2(4Morpholinyl)ethyl(meth)acrylat und 1(2Methacryloyloxyethyl)2pyrrolidon; heterocycli sehen Vinylverbindungen wie 2Vinylpyridin, 3Vinylpyridin, 2Methyl5vinylpyridin, 3Ethyl 4vinylpyridin, 2,3Dimethyl5vinylpyridin, Vinylpyrimidin, Vinylpiperidin, 9Vinylcarbazol, 3Vinylcarbazol, 4Vinylcarbazol, 1Vinylimidazol, 2Methyl 1vinylimidazol, NVinylpyrrolidon, 2Vinylpyrrolidon, NVinylpyrrolidin, 3Vinylpyrrolidin, NViπylcaprolactam, NVinylbutyrolactam, Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole.
14. Verwendung gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass 1 bis 9 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Pfropfgrundlage einer oder mehrerer Verbindungen der Formel (III) auf die Pfropfgrundlage gepfropft werden.
15. Verwendung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfropfcopolymer zusätzlich eine Viskositätsindex verbessernde Wirkung und/oder eine dispergierende Wirkung und/oder eine detergierende Wirkung und/oder eine Stockpunkt erniedrigende Wirkung aufweist.
16. Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pfropfcopolymer zu einem verringerten Energieverbrauch führt.
17. Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierstoffmischung Friction Modifier und/oder Extreme PressureAdditive umfasst, die keine Pfropfcopolymere gemäß Anspruch 1 sind.
18. Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierölzusammensetzung 220 Gewichtsprozent des Pfropfcopolymeren enthält.
19. Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Monomerenzusammensetzung A) Stickstoff tragende Monomere enthält.
20. Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verwendung zu einem mittleren Nockenverschleiß von höchstens 40 μm nach 100h gemessen gemäß CECL51 A98 führt.
21. Verwendung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmierölzusammensetzung zur Schmierung von Verbrennungsmotoren, Getrieben, Kupplungen oder Pumpen eingesetzt wird.
Description:
Verwendung von Pfropfcopolymeren

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Pfropfcopolymeren.

Nach heutigem Stand der Technik werden Kurbeltrieb, Kolbengruppe, Zylinderlaufbahn und die Ventilsteuerung eines Verbrennungsmotors mit einem Motorenöl geschmiert. Hierbei wird das Motorenöl, welches sich in der Ölwanne des Motors sammelt mittels Förderpumpe über einen Ölfilter an die einzelnen Schmierstellen gefördert (Druckumlaufschmierung, in Verbindung mit Spritz- und Ölnebelschmierung).

Das Motorenöl hat in diesem System die Funktionen: Übertragung von Kräften, Reduzierung der Reibung, Verminderung von Verschleiß, Kühlung der Bauteile sowie Gasabdichtung des Kolbens.

Das Öl wird hierbei unter Druck den Lagerstellen zugeführt (Kurbelwellen-, Pleuel, - und Nockenwellenlager). Die Gleitstellen des Ventiltriebs, der Kolbengruppe, Zahnräder und Ketten werden mit Spritzöl, Schleuderöl oder Ölnebel versorgt.

An den einzelnen Schmierstellen variieren im Betrieb zu übertragende Kräfte, Kontaktgeometrie, Gleitgeschwindigkeit und Temperatur in weiten Bereichen.

Die Erhöhung der Leistungsdichte der Motoren (kW / Hubraum und Drehmoment / Hubraum) führt zu höheren Bauteiltemperaturen und Flächenpressungen der Gleitstellen.

Zur Gewährleistung der Motorölfunktionen unter diesen Betriebsbedingungen verlangen die Motorenhersteller den Nachweis der Leistungsfähigkeit eines Motorenöls in Form von Prüfergebnissen genormter Prüfverfahren und Motortests (z.B. API Klassifikation in USA oder ACEA Testsequences in Europa). Zusätzlich kommen von einzelnen Hersteller selbst definierte Prüfverfahren zum Einsatz, bevor ein Motorenöl für die Verwendung zugelassen wird.

Die Prüfung in marktüblichen PKW- und LKW Motoren stellt sicher, dass motorölbedingte Verschleißerscheinungen vor der Erteilung einer Zulassung erkannt werden. Von den oben genannten Schmieröleigenschaften kommt dem Verschleißschutz des Motorenöls eine besondere Bedeutung zu. Die Anforderungsliste der ACEA Test Sequences 2002 als Beispiel zeigt, dass in jeder Kategorie (A für PKW Ottomotoren, B für PKW Dieselmotoren und E für LKW Motoren) mit einem getrennten Motortest der Nachweis eines ausreichenden Verschleißschutzes für den Ventiltrieb zu führen ist.

Die Zulassungsverfahren einzelner Hersteller beinhalten wie oben erwähnt zusätzliche weitere Motortests mit eigenen Motoren und Prüfprogrammen zur Beurteilung des Verschleißverhaltens.

Verschleißvermindernde Additive sind aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Additive sind jedoch teuer und weisen teilweise Kompatibilitätsprobleme auf. Solche Additive sind zumeist phosphor- und/oder schwefelhaltig. In diesem Zusammenhang sollte berücksichtigt werden, dass innerhalb der Schmierstoffindustrie ein Bestreben existiert, den Phosphor- und Schwefeleintrag in moderne Schmierölformulierungen zu reduzieren. Dies hat sowohl technische (Vermeidung von Abgaskatalysatorvergiftung) als auch umweltpolitische Gründe. Die Suche nach phosphor- und schwefelfreien Schmierstoffadditiven generierte damit gerade in jüngster Vergangenheit zu einer intensiven Forschungstätigkeit vieler Additivhersteller.

Der Artikel „The contribution of new dispersant mixed polymers to the economy of engine oils" (Pennewiss, Auschra) veröffentlicht in Lubrication Science (1996, 8, 179- 197) diskutiert die vorteilhaften Effekte von Additiven zusammengesetzt aus Ethylen- Propylen-Copolymeren sowie Methacrylaten, welch teilweise ethoxylierte Seitenketten enthalten. Effekte dieser Chemie auf Dispergierwirkung in Motorenölen werden aufgezeigt. Ebenso werden Vorteile im Verschleißverhalten beschrieben. Die verwendeten Systeme sind in relativ aufwendigen Dispergierverfahren herzustellen.

NL 6505344 (20.10.1966) von Shell beschreibt eine synergistische Wirkweise von öllöslichen Polymerisaten mit typischen verschleißreduzierenden Additivtypen, wie beispielsweise dispergierten Ca-Salzen oder Hydroxiden. Die US 3153640 (20.10.1964) der Shell umfasst Copolymere bestehend aus zwei Anteilen Methacrylatmonomeren sowie einem Anteil NVP. Es handelt sich nicht um Pfropf-Copolymere. Der vorteilhafte Einfluß auf Verschleiß in Schmieranwendungen wird erwähnt. Allerdings ist die Verbesserung relativ begrenzt. Dies gilt insbesondere bei Berücksichtigung des hohen Anteisl an kostenintensiven Comonomeren, wie beispielsweise N-Vinylpyrrolidon (NVP).

JP 05271331 (Nippon OiI) beschreibt VI und Verschleiß verbessernde Polymere, hergestellt aus Copolymerem aus α-Olefinen und Maleinsäure, die anschließend funktioπalisiert werden. Im Abstract sind Reib- und Verschleißergebnisse, welche im Falex-Test (Block-on-Ring) erhalten wurden, angeführt.

E.H. Okrent beschreibt in den ASLE Transactions (1961 , 4, 97-108), dass Polyisobutylene oder PAMA-Polymere eingesetzt als Vl-Verbesserer Einfluß auf das Verschleißverhalten im Motor haben. Rückschlüsse auf die verwendete Chemie und die spezielle Zusammensetzung der Polymere werden nicht gemacht. Eine verschleißvermindernde Wirkung wird lediglich mit viskoelastischen Effekten polymerisathaltiger Öle begründet. So wurden beispielsweise keine Unterschiede in Einfluß auf Verschleiß zwischen PAMA und PIB enthaltenden Ölen festgestellt.

Literaturveröffentlichungen von Neudörfl und Schödel (Schmierungstechnik 1976, 7, 240-243; SAE Paper 760269; SAE Paper 700054; Die Angewandte Makromolekulare Chemie 1970, 2, 175-188) heben vor allem auf den Einfluß der Polymerkonzentration auf den Motorenverschleiß ab. Es wird auf den oben erwähnten Artikel von E.H. Okrent verwiesen und in Analogie zu Okrent eine Verschleißverbesserende Wirkung nicht mit der Chemie des Polymeren in Verbindung gebracht. Generell wird geschlußfolgert, dass Viskositätsindexverbesserer niedrigeren Molekulargewichts verbesserte Verschleißergebnisse erbringen. Eine Publikation diskutiert darüber hinaus auch Verschleiß als Funktion der HT/HS Eigenschaften. Wie schon Neudörfl und Schödel schreibt K. Yoshida (Tribology Transactions 1990, 33, 229-237) Effekte von Polymeren auf das Verschleißverhalten lediglich viskometrischen Aspekten zu. Vorteilhafte Effekte werden mit der bevorzugten Tendenz zur elastohydrodynamischen Filmbildung erklärt.

EP 164807 (18.12.1985) von Agip beschreibt einen multifunktionellen Vl-Verbesserer mit Dispergier-, Detergier- sowie Tieftemperaturwirkung. Zusätzlich und nicht im Mittelpunkt dieser Erfindung stehend ist eine verschleißreduzierende Wirkung erwähnt, welche eher auf Vorteile im Korrosionsverhalten, also auf einen indirekten Einfluß auf Verschleiß, zurückgeführt wird. Die Zusammensetzung der Vl- Verbesserer umfasst, die spezifische schwefelhaltige Einheiten umfasst. Die verschleißvermindernde Wirkung von Schwefelverbindungen ist bekannt. Allerdings ist die Verwendung von schwefelhaltigen Verbindungen mit Nachteilen verbunden, sodass Bestrebungen bestehen den Einsatz derartiger Verbindungen zu vermeiden (vgl. Lubricants and Lubrication,Wiley-VCH 2001 , T. Mang and W. Dresel, S. 191).

In Anbetracht des Standes der Technik ist es nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung hochwirksame, verschleißvermindernde Additive zur Verfügung zu stellen, die einen geringen Anteil an unerwünschten Substanzen, wie beispielweise Phosphor und/oder Schwefel aufweisen. Hierbei sollten die Additive insgesamt eine hohe Umweltverträglichkeit zeigen.

Darüber hinaus war es mithin eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung Additive mit verschleißvermindernder Wirkung zur Verfügung zu stellen, die besonders kostengünstig hergestellt werden können.

Des Weiteren war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung Additive zur Verfügung zu stellen, die eine hohe Stabilität gegen Oxidation und thermische Belastung sowie eine hohe Scherfestigkeit besitzen. Des Weiteren sollten die Additive auch in sehr unpolaren Schmierölen, beispielsweise in vollsynthetischen Ölen in großen Mengen löslich sein. Darüber hinaus war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung Additive zur Verfügung zu stellen, die neben einer verschleißvermindernden Wirkung zusätzlich die Fließeigenschaften der Schmieröle verbessern, also eine viskositätsindexverbessemde Wirkung aufweisen.

Gelöst werden diese sowie weitere nicht explizit genannte Aufgaben, die jedoch aus den hierin einleitend diskutierten Zusammenhängen ohne weiteres ableitbar oder erschließbar sind, durch eine Verwendung mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Zweckmäßige Abwandlungen der erfindungsgemäßen Verwendung werden in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen unter Schutz gestellt.

Dadurch, dass man Pfropfcopolymeren erhältlich durch eine zweistufige Polymerisation, wobei in einer ersten Stufe mindestens eine Pfropfgrundlage durch radikalische Polymerisation einer Monomerenzusammensetzung A), die 0 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung A), eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Esterverbindungen der Formel (I)

worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R1 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, R2 und R3 unabhängig Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel -COOR' darstellen, worin R' Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, 60 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung A), einer oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Esterverbindungen der Formel (II)

worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R4 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeutet, R5 und R6 unabhängig Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel -COOR" darstellen, worin R" Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeutet, aufweisen, und 0 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung A), Comonomere umfasst, hergestellt wird, und in einer zweiten Stufe eine Monomerenzusammensetzung B), die 20 bis 100 Gew.-% mindestens eines Monomers mit mindestens einer Stickstoff enthaltenden Gruppe umfasst, auf die Pfropfgrundlage gepfropft wird, wobei das Pfropfcopolymer höchstens 200 ppm Schwefel umfasst und das Verhältnis des Gewichts der Monomerenzusammensetzung A) zum Gewicht der Monomerenzusammensetzung B) im Bereich von 99,7:0,3 bis 80:20 liegt, zur Verminderung von Verschleiß in Schmierölzusammensetzungen verwendet, werden Additive zur Verfügung gestellt, die besonders kostengünstig hergestellt werden können.

Zugleich lassen sich durch die erfindungsgemäßen Schmierstoffzusammensetzung eine Reihe weiterer Vorteile erzielen. Hierzu gehören u.a.:

Die gemäß der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Additive zeigen eine hohe Stabilität gegen Oxidation und thermische Belastung sowie eine hohe Scherfestigkeit.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung werden Additive zur Verschleißminderung zur Verfügung gestellt, die in sehr unpolaren Schmierölen, beispielsweise in vollsynthetischen Ölen in großen Mengen löslich sind. Hierbei zeigen die Additive eine hohe Kompatibilität mit Schmierölen. In Folge der erfindungsgemäßen Verwendung werden Additive zur Verfügung gestellt, die neben einer verschleißvermindernden Wirkung zusätzlich die Fließeigenschaften der Schmieröle verbessern, also eine viskositätsindexverbessernde Wirkung aufweisen.

Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Verwendung des Additivs vielfach der Energieverbrauch verringert.

Pfropfcopolymere, die erfindungsgemäß zur Verschleißminderung eingesetzt werden, können durch eine Polymerisation erhalten werden, die mindestens zwei Schritte umfasst.

In einem ersten Schritt kann üblicherweise mindestens eine Pfropfgrundlage erzeugt werden, auf die in mindestens einem zweiten Schritt eine Pfropfauflage gepfropft wird.

Der Begriff Pfropfgrundlage bezeichnet im Rahmen der vorliegenden Erfindung mindestens ein Polymer, auf das Seitenkettenpolymere gepfropft werden können. Die Pfropfgrundlage wird vielfach auch als Hauptkettenpolymer, Rückgratpolymer oder Pfropfsubstrat bezeichnet.

In einem ersten Schritt kann eine Monomerenzusammensetzung A) radikalisch polymerisiert werden, die 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 35 und besonders bevorzugt 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung A), eines oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Esterverbindungen der Formel (I)

worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R1 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, R2 und R3 unabhängig Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel -COOR' darstellen, worin R' Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, 60 bis 100 Gew.-% , vorzugsweise 65 bis 99,9 und besonders bevorzugt 80 bis 99 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung A), einer oder mehrerer ethylenisch ungesättigter Esterverbindungen der Formel (II)

worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R4 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeutet, R5 und R6 unabhängig Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel -COOR" darstellen, worin R" Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeutet, aufweisen, und 0 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung A), Comonomere umfasst.

Monomerenzusammeπsetzungen zur Herstellung der Pfropfgrundlage enthalten eine oder mehrere ethylenisch ungesättigte Esterverbindungen der Formel (I)

worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R1 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, R2 und R3 unabhängig Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel -COOR' darstellen, worin R' Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet.

Beispiele für Komponente a) sind unter anderem (Meth)acrylate, Fumarate und Maleate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, n-Propyl(meth)acrylat, iso-Propyl(meth)acrylat, n-Butyl(meth)acrylat, tert-Butyl(meth)acrylat und Pentyl(meth)acrylat; Cycloalkyl(meth)acrylate, wie Cyclopentyl(meth)acrylat; (Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie 2- Propinyl(meth)acrylat, Allyl(meth)acrylat und Vinyl(meth)acrylat.

Wenn im Rahmen der vorliegenden Anmeldung der Ausdruck (Meth)acrylate benutzt wird, so umfaßt dieser Begriff jeweils Methacrylate oder Acrylate alleine oder auch Mischungen aus beiden.

Als weiteren Bestandteil können die zur Herstellung bevorzugter Pfropfgrundlagen zu polymerisierenden Zusammensetzungen 60 bis 100 Gew.-%, insbesondere 65 bis 98 Gew.-% und besonders bevorzugt 70 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der Pfropfgrundlage, einer oder mehreren ethylenisch ungesättigten Esterverbindungen der Formel (II)

worin R Wasserstoff oder Methyl darstellt, R4 einen linearen oder verzweigten Alkylrest mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeutet, R5 und R6 unabhängig Wasserstoff oder eine Gruppe der Formel -COOR" darstellen, worin R" Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 6 bis 40 Kohlenstoffatomen bedeutet, enthalten.

Zu diesen gehören unter anderem (Meth)acrylate, Fumarate und Maleate, die sich von gesättigten Alkoholen ableiten, wie Hexyl(meth)acrylat, 2-Ethylhexyl(meth)acrylat, Heptyl(meth)acrylat, 2-tert.-Butylheptyl(meth)acrylat, Octyl(meth)acrylat, 3-iso-Propylheptyl(meth)acrylat, Nonyl(meth)acrylat, Decyl(meth)acrylat, Undecyl(meth)acrylat, 5-Methylundecyl(meth)acrylat, Dodecyl(meth)acrylat, 2-Methyldodecyl(meth)acrylat, Tridecyl(meth)acrylat, 5-Methyltridecyl(meth)acrylat, Tetradecyl(meth)acrylat, Pentadecyl(meth)acrylat, Hexadecyl(meth)acrylat, 2-Methylhexadecyl(meth)acrylat, Heptadecyl(meth)acrylat, 5-iso-Propylheptadecyl(meth)acrylat, 4-tert.-Butyloctadecyl(meth)acrylat, 5-Ethyloctadecyl(meth)acrylat, 3-iso-Propyloctadecyl(meth)acrylat, Octadecyl(meth)acrylat, Nonadecyl(meth)acrylat, Eicosyl(meth)acrylat, Cetyleicosyl(meth)acrylat, Stearyleicosyl(meth)acrylat, Docosyl(meth)acrylat und/oder Eicosyltetratriacontyl(meth)acrylat; Cycloalkyl(meth)acrylate, wie 2,4,5-Tri-t-butyl-3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat, 2,3,4, 5-Tetra-t-butylcyclohexyl(meth)acrylat; (Meth)acrylate, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie z. B. Oleyl(meth)acrylat; Cycloalkyl(meth)acrylate, wie 3-Vinylcyclohexyl(meth)acrylat, Cyclohexyl(meth)acrylat, Bornyl(meth)acrylat; sowie die entsprechenden Fumarate und Maleate.

Die Esterverbindungen mit langkettigem Alkoholrest, insbesondere die Verbindungen gemäß Komponente (b), lassen sich beispielsweise durch Umsetzen von (Meth)acrylaten, Fumaraten, Maleaten und/oder den entsprechenden Säuren mit laπgkettigen Fettalkoholen erhalten, wobei im allgemeinen eine Mischung von Estern, wie beispielsweise (Meth)acrylaten mit verschieden langkettigen Alkoholresten entsteht. Zu diesen Fettalkoholen gehören unter anderem Oxo Alcohol® 7911 , Oxo Alcohol® 7900, Oxo Alcohol® 1100, Alfol® 610, Alfol® 810, Lial® 125 und Nafol®-Typen (Sasol Olefins & Surfactants GmbH); Aiphanoi® 79 (ICI); Epal® 610 und Epal® 810 (Ethyl Corporation); Linevol® 79, Linevol® 911 und Neodol® 25E (Shell AG); Dehydad®-, Hydrenol®- und Lorol®-Typen (Cognis); Acropol® 35 und Exxal® 10 (Exxon Chemicals GmbH); Kalcol 2465 (Kao Chemicals).

Von den ethylenisch ungesättigten Esterverbindungen sind die (Meth)acrylate gegenüber den Maleaten und Fumaraten besonders bevorzugt, d.h. R2, R3, R5 und R6 der Formeln (I) und (II) stellen in besonders bevorzugten Ausführungsformen Wasserstoff dar. Im allgemeinen sind die Methacrylaten den Acrylaten bevorzugt.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise Mischungen von langkettigen Alkyl(meth)acrylaten gemäß Komponente der Formel (II) eingesetzt, wobei die Mischungen mindestens ein (Meth)acrylat mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest sowie mindestens ein (Meth)acrylat mit 16 bis 40 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest aufweisen. Vorzugsweise liegt der Anteil der (Meth)acrylate mit 6 bis 15 Kohlenstoffatomeπ im Alkoholrest im Bereich von 20 bis 95 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung zur Herstellung der Pfropfgrundlage. Der Anteil der (Meth)acrylate mit 16 bis 40 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung zur Herstellung der Pfropfgrundlage.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Anteil an olefinisch ungesättigten Estern mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen vorzugsweise größer oder gleich dem Anteil an olefinisch ungesättigten Estern mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen.

Bevorzugte Mischungen zur Herstellung bevorzugter Pfropfgrundlagen können des weiteren insbesondere ethylenisch ungesättigte Monomere, die sich mit den ethylenisch ungesättigten Esterverbindungen der Formeln (I) und/oder (II) copolymerisieren lassen, umfassen. Der Anteil an Comonomere liegt bevorzugt im Bereich von 0 bis 40 Gew.-%, insbesondere 2 bis 35 Gew.-% und besonders bevorzugt 5 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzungen zur Herstellung der Pfropfgrundlage.

Hierbei sind Comonomere zur Polymerisation gemäß der vorliegenden Erfindung besonders geeignet, die der Formel entsprechen:

worin R1* und R2* unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Halogene, CN, lineare oder verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 6 und besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n+1 ) Halogenatomen substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe ist (beispielsweise CF3), α, ß- ungesättigte lineare oder verzweigte Alkenyl- oder Alkynylgruppen mit 2 bis 10, vorzugsweise von 2 bis 6 und besonders bevorzugt von 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n-1 ) Halogenatomen, vorzugsweise Chlor, substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Alkylgruppe, beispielsweise CH2=CCI-, ist, Cycloalkylgruppen mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n-1) Halogenatomen, vorzugsweise Chlor, substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Cycloalkylgruppe ist; Arylgruppen mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen, welche mit 1 bis (2n-1) Halogenatomen, vorzugsweise Chlor, und/oder Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen substituiert sein können, wobei n die Zahl der Kohlenstoffatome der Arylgruppe ist; C(=Y*)R5*, C(=Y*)NR6*R7*, Y*C(=Y*)R5*, SOR5*, SO2R5*, OSO2R5*, NR8*SO2R5*, PR5*2l P(=Y*)R5*2, Y*PR5*2, Y*P(=Y*)R5*2, NR8*2 welche mit einer zusätzlichen R8*-, Aryl- oder Heterocyclyl-Gruppe quaternärisiert sein kann, wobei Y* NR8*, S oder O, vorzugsweise O sein kann; R5* eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Alkylthio mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, OR15 (R15 ist Wasserstoff oder ein Alkalimetall), Alkoxy von 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Aryloxy oder Heterocyklyloxy ist; R6* und R7* unabhängig Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind, oder R6* und R7* können zusammen eine Alkylengruppe mit 2 bis 7 vorzugsweise 2 bis 5 Kohlenstoffatomen bilden, wobei sie einen 3 bis 8-gliedrigen, vorzugsweise 3 bis 6-gliedrigen Ring bilden, und R8* Wasserstoff, lineare oder verzweigte Alkyl- oder Arylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sind; R3* und R4* unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Halogen (vorzugsweise Fluor oder Chlor), Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen und COOR9*, worin R9* Wasserstoff, ein Alkalimetall oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen ist, sind, oder R3* und R4* können zusammen eine Gruppe der Formel (Ch^)n1 bilden, welche mit 1 bis 2n' Halogenatomen oder Ci bis C4 Alkylgruppen substituiert sein kann, oder der Formel C(=O)-Y*-C(=O) bilden, wobei n' von 2 bis 6, vorzugsweise 3 oder 4 ist und Y* wie zuvor definiert ist; und wobei zumindest 2 der Reste R1*, R2*, R3* und R4* Wasserstoff oder Halogen sind.

Bevorzugte Comonomere, die in den Monomerzusammensetzungen A) enthalten sein können, sind unter anderem Stickstoff tragende Monomere, wobei diese den Monomeren entsprechen die in der Monomerenzusammensetzung B) enthalten sind.

Zu den bevorzugten Comonomeren gehören unter anderem Vinylhalogenide, wie beispielsweise Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid;

Vinylester, wie Vinylacetat;

Styrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstituenten in der Seitenkette, wie z. B. α-Methylstyrol und α-Ethyl styrol, substituierte Styrole mit einem Alkylsubstitutenten am Ring, wie Vinyltuluol und p-Methylstyrol, halogenierte Styrole, wie beispielsweise Monochlorstyrole, Dichlorstyrole, Tribromstyrole und Tetrabromstyrole;

Heterocyclische Vinylverbindungen, wie 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 2-Methyl-5- vinylpyridin, 3-Ethyl-4-vinylpyridin, 2,3-Dimethyl-5-vinylpyridin, Vinylpyrimidin, Vinylpipehdin, 9-Vinylcarbazol, 3-Vinylcarbazol, 4-Vinylcarbazol, 1-Vinylimidazol, 2-Methyl-1-vinylimidazol, N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylpyrrolidon, N-Vinylpyrrolidin, 3-Vinylpyrrolidin, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylbutyrolactam, Vinyloxolan, Vinylfuran, Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole;

Vinyl- und Isoprenylether; Maleinsäure und Maleinsäurederivate, wie beispielsweise Maleinsäureanhydrid, Methylmaleinsäureanhydrid, Maleinimid, Methylmaleinimid; Fumarsäure und Fumarsäurederivate; Acrylsäure und Methacrylsäure; Diene wie beispielsweise Diviπylbenzol;

Aryl(meth)acrylate, wie Benzylmethacrylat oder Pheπylmethacrylat, wobei die Arylreste jeweils unsubstituiert oder bis zu vierfach substituiert sein können; Methacrylate von halogenierten Alkoholen, wie 2,3-Dibromopropylmethacrylat, 4-Bromophenylmethacrylat, 1 ,3-Dichloro-2-propylmethacrylat, 2-Bromoethylmethacrylat, 2-lodoethylmethacrylat, Chloromethylmethacrylat;

Hydroxyalkyl(meth)acrylate, wie 3-Hydroxypropylmethacrylat, 3,4-Dihydroxybutylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat, 2,5-Dimethyl-1 ,6-hexandiol(meth)acrylat, 1 ,10-Decandiol(meth)acrylat;

carbonylhaltige Methacrylate, wie 2-Carboxyethylmethacrylat, Carboxymethylmethacrylat, Oxazolidinylethylmethacrylat, N-(Methacryloyloxy)formamid, Acetonylmethacrylat, N-Methacryloylmorpholin, N-Methacryloyl-2-pyrrolidinon, N-(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidinon, N-(3-Methacryloyloxypropyl)-2-pyrrolidinon, N-(2-Methacryloyloxypentadecyl)-2-pyrrolidinon, N-(3-Methacryloyloxyheptadecyl)-2-pyrrolidinon;

Glycoldimethacrylate, wie 1 ,4-Butandiolmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Ethoxyethoxymethylmethacrylat, 2-Ethoxyethylmethacrylat;

Methacrylate von Etheralkoholen, wie Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Vi π yl oxyeth oxyeth y I metha cryl at , Methoxyethoxyethylmethacrylat, 1 -Butoxypropylmethacrylat, 1 -Methyl-(2-vinyloxy)ethylmethacrylat, Cyclohexyloxymethylmethacrylat, Methoxymethoxyethylmethacrylat, Benzyloxymethylmethacrylat, Furfurylmethacrylat, 2-Butoxyethylmethacrylat, 2-Ethoxyethoxymethylmethacrylat, 2-Ethoxyethylmethacrylat, Allyloxymethylmethacrylat, 1 -Ethoxybutylmethacrylat, Methoxymethylmethacrylat, 1 -Ethoxyethylmethacrylat, Ethoxymethylmethacrylat und ethoxylierte (Meth)acrylate, die bevorzugt 1 bis 20, insbesondere 2 bis 8 Ethoxygruppen aufweisen;

Aminoalkyl(meth)acrylate und Aminoalkyl(meth)acrylatamide, wie N-(3-Dimethylaminopropyl)methacrylamid, Dimethylaminopropylmethacrylat, 3-Diethylaminopentylmethacrylat, 3-Dibutylaminohexadecyl(meth)acrylat;

Nitrile der (Meth)acrylsäure und andere stickstoffhaltige Methacrylate, wie N-(Methacryloyloxyethyl)diisobutylketimin, N-(Methacryloyloxyethyl)dihexadecylketimin, Methacryloylamidoacetonitril, 2-Methacryloyloxyethylmethylcyanamid, Cyanomethylmethacrylat;

heterocyclische (Meth)acrylate, wie 2-(1-lmidazolyl)ethyl(meth)acrylat, 2-(4-Morpholinyl)ethyl(meth)acrylat und 1 -(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidon; Oxiranylmethacrylate, wie 2,3-Epoxybutylmethacrylat, 3,4-Epoxybutylmethacrylat, 10,11 -Epoxyundecylmethacrylat, 2,3-Epoxycyclohexylmethacrylat,

10,11-Epoxyhexadecylmethacrylat;; Glycidylmethacrylat.

Diese Monomere können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden.

Die Pfropfgruπdlage weist vorzugsweise eine in Chloroform bei 25°C gemessene spezifische Viskosität ηsp/c im Bereich von 4 bis 60 ml/g, besonders bevorzugt im Bereich von 5 bis 40 ml/g auf, gemessen gemäß ISO 1628-6.

Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts der Pfropfgrundlage ist im Allgemeinen kleiner oder gleich 600000 g/mol, bevorzugt kleiner oder gleich 400000 g/mol. Vorzugsweise liegt das Gewichtsmittel des Molekulargewichts der Pfropfgrundlage im Bereich von 5000 bis 200000, insbesondere 6000 bis 100000 g/mol.

Die bevorzugten Pfropfgrundlagen, die durch Polymerisation von ungesättigten Esterverbindungen erhalten werden können, weisen vorzugsweise eine Polydispersität Mw/Mn im Bereich von 1 ,1 bis 10,0, insbesondere 1 ,2 bis 7,0 und besonders bevorzugt 1 ,3 bis 5,0 auf.

Das Molekulargewicht und die Polydispersität können nach bekannten Methoden bestimmt werden. Beispielsweise kann die Gelpermeationschromatographie (GPC) eingesetzt werden. Ebenso ist ein osmometrisches Verfahren, wie beispielsweise die „Vapour Phase Osmometry" zur Bestimmung der Molekulargewichte einsetzbar. Die genannten Verfahren sind beispielsweise beschrieben in: PJ. Flory, „Phnciples of Polymer Chemistry" Cornell University Press (1953), Chapter VII, 266-316 sowie „Macromeolecules, an Introduction to Polymer Science", F. A. Bovey and F. H. Winslow, Editors, Academic Press (1979), 296-312 sowie W.W. Yau, JJ. Kirkland and D.D. BIy, „Modern Size Exclusion Liquid Chromatography, John Wiley and Sons, New York, 1979. Bevorzugt zur Bestimmung der Molekulargewichte der hierin vorgestellten Polymere wird die Gelpermeationschromatographie eingesetzt. Es sollte bevorzugt gegen Polymethylacrylat- bzw. Polyacrylat-Standards gemessen werden.

Die übliche freie radikalische Polymerisation ist u.a. in Ullmanns's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition dargelegt. Im Allgemeinen werden hierzu ein Polymerisationsinitiator sowie ein Kettenüberträger eingesetzt.

Zu den verwendbaren Initiatoren gehören unter anderem die in der Fachwelt weithin bekannten Azoinitiatoren, wie AIBN und 1 ,1-Azobiscyclohexancarbonitril, sowie Peroxyverbindungen, wie Methylethylketonperoxid, Acetylacetonperoxid, Dilaurylperoxyd, tert.-Butylper-2-ethylhexanoat, Ketoπperoxid, tert-Butylperoctoat, Methylisobutylketonperoxid, Cyclohexanonperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.- Butylperoxybenzoat, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, 2,5-Bis(2-ethylhexanoyl- peroxy)-2,5-dimethylhexan, tert.-Butylperoxy-2-ethylhexanoat, tert.-Butylperoxy- 3,5,5-trimethylhexanoat, Dicumylperoxid, 1 ,1-Bis(tert.-butylperoxy)cyclohexan, 1 ,1 -Bis(tert.-butylperoxy)3,3,5-trimethylcyclohexan, Cumylhydroperoxid, tert.- Butylhydroperoxid, Bis(4-tert.-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat, Mischungen von zwei oder mehr der vorgenannten Verbindungen miteinander sowie Mischungen der vorgenannten Verbindungen mit nicht genannten Verbindungen, die ebenfalls Radikale bilden können.

Als Kettenüberträger eignen sich insbesondere schwefelfreie Verbindungen, die an sich bekannt sind. Hierzu gehören beispielsweise, ohne daß hierdurch eine Einschränkung erfolgen soll, dimeres α-Methylstyrol (2,4 Diphenyl-4-methyl-1- penten), Enolether aliphatischer und/oder cycloaliphatischer Aldehyde, Terpene, α- Terpinen, Terpinolen, 1 ,4-Cyclohexadien, 1 ,4-Dihydronaphthalin, 1 ,4,5,8- Tetrahydronaphthalin, 2,5-Dihydrofuran, 2,5-Dimethylfuran und/oder 3, 6-Dihydro-2H- pyran, bevorzugt ist dimeres α-Methylstyrol.

Diese Kettenüberträger sind handelsüblich. Sie lassen sich aber auch auf dem Fachmann bekannte Weise herstellen. So wird die Herstellung von dimerem α- Methylstyrol in der Patentschrift DE 966 375 beschrieben. Enolether aliphatischer und/oder cycloaliphatischer Aldehyde sind in der Patentschrift DE 3 030 373 offenbart. Die Darstellung von Terpenen wird in der EP 80 405 erläutert. Die Offenlegungsschrifteπ JP 78/121 891 und JP 78/121 890 erläutern die Darstellung von α-Terpinen, Terpinolen, 1 ,4-Cyclohexadien, 1 ,4-Dihydronaphthalin, 1 ,4,5,8- Tetrahydronaphthalin. Die Herstellung von 2,5-Dihydrofuran, 2,5-Dimethylfuran und 3,6-Dihydro-2H-pyran wird in der Offenlegungsschrift DE 2 502 283 dargestellt.

Die Polymerisation der Pfropfgrundlage kann bei Normaldruck, Unter- od. Überdruck durchgeführt werden. Auch die Polymerisationstemperatur ist unkritisch. Im allgemeinen liegt sie jedoch im Bereich von -20° - 2000C, vorzugsweise 0° - 1300C und besonders bevorzugt 70° - 120°C. Die Polymerisation kann mit oder ohne Lösungsmittel durchgeführt werden. Der Begriff des Lösungsmittels ist hierbei weit zu verstehen.

Vorzugsweise wird die Polymerisation in einem unpolaren Lösungsmittel durchgeführt. Hierzu gehören Kohlenwasserstofflösungsmittel, wie beispielsweise aromatische Lösungsmittel, wie Toluol, Benzol und XyIoI, gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Cyclohexan, Heptan, Octan, Nonan, Decan, Dodecan, die auch verzweigt vorliegen können. Diese Lösungsmittel können einzeln sowie als Mischung verwendet werden. Besonders bevorzugte Lösungsmittel sind Mineralöle, natürliche Öle und synthetische Öle sowie Mischungen hiervon. Von diesen sind Mineralöle ganz besonders bevorzugt.

Die Herstellung der Pfropfgrundlage kann in einem oder in mehreren Schritten erfolgen, wobei unterschiedliche Monomerenzusammensetzungen A) eingesetzt werden können, die sich beispielsweise im Gehalt an Comonomeren unterscheiden können. Hierdurch können Mischungen von Pfropfgrundlagen erzeugt werden, die sich vorteilhaft erfindungsgemäß einsetzen lassen.

Zur Herstellung von Pfropfcopolymeren aus der in Schritt 1 erhaltenen Zusammensetzung, die im allgemeinen mindestens ein Hauptkettenpolymer umfasst, wird mindestens eine Monomerenzusammensetzung B) gepfropft.

Es wird angenommen, dass durch die Pfropfung auf der Pfropfgrundlage Seitenketten entstehen, sodass mindestens ein Teil der Pfropfauflage kovalent an die Pfropfgrundlage gebunden wird.

Die Pfropfung kann in einem oder in mehreren Schritten erfolgen. Hierbei kann unter anderem die Zusammensetzung der Monomerenzusammensetzung B) verändert werden. Beispielsweise können unterschiedliche Monomere mit Stickstoff enthaltenden Gruppen eingesetzt werden.

Darüber hinaus können in weiteren Stufen auch Zusammensetzungen aufgepfropft werden, die keine oder nur einen geringen Anteil an Stickstoff enthaltenden Monomere aufweisen. Derartige Pfropfungen können vor oder nach der Pfropfung mit Monomeren, die Stickstoff enthaltende Gruppen aufweisen, durchgeführt werden.

Die Durchführung von Pfropfcopolymerisationen ist allgemein bekannt und beispielsweise in Ullmanns's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition und in Römpp Chemie-Lexikon auf CD Version 2.0 dargelegt, wobei auf weitere Literatur verwiesen wird.

Die Monomerenzusammensetzung B) umfasst mindestens 20 Gew.-%, bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, insbesondere mindestens 70 Gew.-% und besonders bevorzugt 90 Gew.-% bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Monomerenzusammensetzung B), mindestens eines Monomers mit mindestens einer Stickstoff enthaltenden Gruppe.

Das Verhältnis des Gewichts der Monomerenzusammensetzung A) zum Gewicht der Monomerenzusammensetzung B) liegt im Bereich von 99,7:0,3 bis 80:20, vorzugsweise im Bereich von 99,5:0,5 bis 88:12, insbesondere im Bereich von 99:1 bis 91 :9 und besonders bevorzugt im Bereich von 98:2 bis 95:5.

Im allgemeinen können 0,3 - 12 Gew.%, insbesondere 1 - 9 Gew.% und vorzugsweise 2 - 5 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Pfropfgrundlage, einer oder mehrerer Monomere mit mindestens einer Stickstoff enthaltenden Gruppe auf die Pfropfgrundlage gepfropft werden.

Monomere mit mindestens einer Stickstoff enthaltenden Gruppe sind allgemein bekannt. Vorzugsweise weisen die Stickstoff enthaltenden Gruppen eine dispergierende Wirkung auf. Des Weiteren zeigen bevorzugte Stickstoff enthaltende Gruppen, die in den Monomeren enthalten sind, eine basische Wirkung. Der pKb Wert dieser Basen liegt vorzugsweise im Bereich von 2 bis 7, besonders bevorzugt 4 bis 7. Bevorzugte Gruppen sind von primären, sekundären oder tertiären Aminen, gesättigten und/oder ungesättigten heterocyclischen Stickstoffverbindungen, wie beispielsweise Pyridin, Pyrimidin, Piperidin, Carbazol, Imidazol, Morpholin, Pyrrol.

Bevorzugte Monomere mit mindestens einer Stickstoff enthaltenden Gruppe sind Verbindung der Formel (III)

worin R7, R8 und R9 unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen sein können und R10 eine 1 bis 100 Kohlenstoffenatome enthaltende Gruppe mit mindestens einem Stickstoffatom darstellt. Vorzugsweise stellen mindestens zwei der Reste R7, R8 und R9 Wasserstoff dar.

Der Rest R10 stellt eine 1 bis 100, insbesondere 2 bis 50, vorzugsweise 2 bis 20 Kohlenstoffatome umfassende Gruppe dar. Der Ausdruck t bis 100 Kohlenstoffenatome enthaltende Gruppe " kennzeichnet Reste organischer Verbindungen mit 1 bis 100 Kohlenstoffatomen. Er umfasst aromatische und heteroaromatische Gruppen sowie Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkoxy-, Cycloalkoxy-, Alkenyl- , Alkanoyl-, Alkoxycarbonylgruppen sowie heteroalipatische Gruppen. Dabei können die genannten Gruppen verzweigt oder nicht verzweigt sein. Des weiteren können diese Gruppen übliche Substituenten aufweisen. Substituenten sind beispielsweise lineare und verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatome, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, 2-Methylbutyl oder Hexyl; Cycloalkylgruppen, wie beispielsweise Cyclopentyl und Cyclohexyl; aromatische Gruppen, wie Phenyl oder Naphthyl; Aminogruppeπ, Ethergruppen, Estergruppen sowie Halogenide.

Erfindungsgemäß bezeichnen aromatische Gruppen Reste ein oder mehrkerniger aromatischer Verbindungen mit vorzugsweise 6 bis 20, insbesondere 6 bis 12 C- Atomen. Heteroaromatische Gruppen kennzeichnen Arylreste, worin mindestens eine CH-Gruppe durch N ersetzt ist und/oder mindestens zwei benachbarte CH- Gruppen durch NH oder O ersetzt sind, wobei heteroaromatische Gruppen 3 bis 19 Kohlenstoffatome aufweisen.

Erfindungsgemäß bevorzugte aromatische oder heteroaromatische Gruppen leiten sich von Benzol, Naphthalin, Biphenyl, Diphenylether, Di phenyl methan, Diphenyldimethylmethan, Bisphenon, Furan, Pyrrol, Imidazol, Isoxazol, Pyrazol, 1 ,3,4-Oxadiazol, 2,5-Diphenyl-1 ,3,4-oxadiazol, 1 ,3,4-Triazol, 2,5-Diphenyl-1 ,3,4- triazol, 1 ,2,5-Triphenyl-1 ,3,4-triazol, 1 ,2,4-Oxadiazol, 1 ,2,4-Triazol, 1 ,2,3-Triazol, 1 ,2,3,4-Tetrazol, Benzo[b]furan, Indol, Benzo[c]furan, Isoindol, Benzoxazol, Benzimidazol, Benzisoxazol, Benzopyrazol, Dibenzofuran, Carbazol, Pyridin, Bipyridin, Pyrazin, Pyrazol, Pyrimidin, Pyridazin, 1 ,3,5-Triazin, 1 ,2,4-Triazin, 1 ,2,4,5- Triazin, Tetrazin, Chinolin, Isochinolin, Chinoxalin, Chinazolin, Cinnolin, 1 ,8- Naphthyridiπ, 1 ,5-Naphthyridin, 1 ,6-Naphthyridiπ, 1 ,7-Naphthyridin, Phthalazin, Pyridopyrimidin, Purin, Pteridin oder Chinolizin, 4H-Chinolizin, Diphenylether, Anthracen, Benzopyrrol, Benzooxathiadiazol, Benzooxadiazol, Benzopyridin, Benzopyrazin, Benzopyrazidin, Benzopyrimidiπ, Beπzotriazin, Indolizin, Pyridopyridin, Imidazopyrimidin, Pyrazinopyrimidin, Carbazol, Adridin, Phenazin, Benzochinolin, Phenoxazin, Acridizin, Benzopteridin, Phenanthrolin und Phenaπthren ab, die gegebenenfalls auch substituiert sein können.

Zu den bevorzugten Alkylgruppen gehören die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, 1- Butyl-, 2-Butyl-, 2-Methyl propyl-, tert.-Butylrest, Pentyl-, 2-Methylbutyl-, 1 ,1 - Di methyl propyl-, Hexyl-, Heptyl-, Octyl-, 1 ,1 ,3,3-Tetramethylbutyl, Nonyl-, 1-Decyl-, 2- Decyl-, Undecyl-, Dodecyl-, Pentadecyi- und die Eicosyl-Gruppe.

Zu den bevorzugten Cycloalkylgruppen gehören die Cyclopropyl-, Cyclobutyl-, Cyclopentyl-, Cyclohexyl-, Cycloheptyl- und die Cyclooctyl-Gruppe, die gegebenenfalls mit verzweigten oder nicht verzweigten Alkylgruppen substituiert sind.

Zu den bevorzugten Alkenylgruppen gehören die Vinyl-, AIIyI-, 2-Methyl-2-propen-, 2- Butenyl-, 2-Pentenyl-, 2-Decenyl- und die 2-Eicosenyl-Gruppe.

Zu den bevorzugten Alkinylgruppen gehören die Ethinyl-, Propargyl-, 2-Methyl-2- propin, 2-Butinyl-, 2-Pentinyl- und die 2-Decinyl-Gruppe.

Zu den bevorzugten Alkanoylgruppen gehören die Formyl-, Acetyl-, Propionyl-, 2- Methylpropionyl-, Butyryl-, Valeroyl-, Pivaloyl-, Hexanoyl-, Decanoyl- und die Dodecanoyl-Gruppe.

Zu den bevorzugten Alkoxycarbonylgruppen gehören die Methoxycarbonyl-, Ethoxycarbonyl-, Propoxycarbonyl-, Butoxycarbonyl-, tert.-Butoxycarbonyl- Gruppe, Hexyloxycarbonyl-, 2-Methylhexyloxycarbonyl-, Decyloxycarbonyl- oder Dodecyloxycarbonyl-Gruppe.

Zu den bevorzugten Alkoxygruppen gehören Alkoxygruppen, deren Kohlenwasserstoffrest eine der vorstehend genannten bevorzugten Alkylgruppen ist.

Zu den bevorzugten Cycloalkoxygruppen gehören Cycloalkoxygruppen, deren Kohlenwasserstoffrest eine der vorstehend genannten bevorzugten Cycloalkylgruppen ist.

Zu den bevorzugten Heteroatomen, die im Rest R10 enthalten sind gehören unter anderem Sauerstoff und Stickstoff.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Gruppe R10 eine Gruppe -C(O)-X-R11 darstellen, mit X = Sauerstoff oder eine Aminogruppe der Formel -NH- oder -NR12-, worin R12 für einen Alkylrest mit 1 bis 40 Kohlenstoffatomen steht, und R11 einen mit mindestens einer -NR13R14-Gruppe substituierten linearen oder verzweigten Alkylrest mit 2 bis 20, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei R13 und R14 unabhängig von einander für Wasserstoff, einen Alkylrest mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 6 stehen oder worin R13 und R14 unter Einbeziehung des Stickstoffatoms und gegebenenfalls eines weiteren Stickstoff- oder Sauerstoffatoms einen 5- oder 6-gliederigen Ring bilden, der gegebenenfalls mit CrC6-Alkyl substituiert sein kann,

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann R10 eine Gruppe -NR15C(=O)R16 darstellen, wobei R15 und R16 zusammen eine Alkylengruppe mit 2 bis 6 vorzugsweise 2 bis 4 Kohlenstoffatomen bilden, wobei sie einen 4 bis 8- gliedrigen, vorzugsweise 4 bis 6-gliedhgen gesättigten oder ungesättigten Ring bilden, gegebenenfalls unter Einbeziehung eines weiteren Stickstoff oder Sauerstoffatoms , wobei dieser Ring noch gegebenenfalls mit CrC6-Alkyl substituiert sein kann.

Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform kann R10 eine Gruppe darstellen, die von den zuvor dargelegten heteroaromatischen oder heterocyclischen Verbindungen abgeleitet ist. Bevorzugte Verbindungen sind hierbei unter anderem Pyridin, Pyrimidin, Piperidin, Carbazol, Imidazol, Morpholin, Pyrrol

Das Verhältnis von Stickstoffatomen zu Kohlenstoffatomen im Rest R10 der Formel (III) kann gemäß einem besonderen Aspekt im Bereich von 1 :1 bis 1 :20, vorzugsweise 1 :2 bis 1 :10 liegen.

Zu den bevorzugten Monomeren mit mindestens einer Stickstoff enthaltenden Gruppe gehören unter anderem

Aminoalkyl(meth)acrylate und Aminoalkyl(meth)acrylatamide, wie N-(3-Dimethylaminopropyl)methacrylamid, Dimethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminopropylmethacrylat, 3-Diethylaminopentylmethacrylat, 3-Dibutylaminohexadecyl(meth)acrylat;

heterocyclische (Meth)acrylate, wie 2-(1-lmidazolyl)ethyl(meth)acrylat, N-Morpholinoethyl(meth)acrylat, insbesondere 2-(4-Morpholinyl)ethyl(meth)acrylat und 1 -(2-Methacryloyloxyethyl)-2-pyrrolidon;

heterocyclischen Vinylverbindungen wie 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 2-Methyl-5- vinylpyridin, 3-Ethyl-4-vinylpyridin, 2,3-Dimethyl-5-vinylpyridin, Vinylpyrimidin, Vinylpiperidin, 9-Vinyl carbazol, 3-Viπylcarbazol, 4-Vinyl carbazol, 1 -Vinylimidazol, 2-Methyl-1 -vinylimidazol, N-Vinylpyrrolidon, 2-Vinylpyrrolidon, N-Vinylpyrrolidin, 3-Vinylpyrrolidin, N-Vinylcaprolactam, N-Vinylbutyrolactam, Vinyloxazole und hydrierte Vinyloxazole.

Diese Monomeren können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden.

Des Weiteren kann die Monomerenzusammensetzung B) Comonomere aufweisen, die mit den Monomere mit mindestens einer Stickstoff enthaltenden Gruppe copolymerisiert werden können. Diese Monomere entsprechen den Monomeren die in Bezug auf die Monomerenzusammensetzung A) dargelegt wurden. Diese Monomere können einzeln oder als Mischung eingesetzt werden. Zur Pfropfung wird im Allgemeinen ein Polymerisationsinitiator eingesetzt, wobei die zuvor zur Herstellung der Pfropfgundlage genannten Initiatoren verwendet werden können. Besonders bevorzugt können Cumylhydroperoxid, Diisobutylhydroperoxid oder tert-Butylperbenzoat eingesetzt werden.

Die vorliegende Erfindung stellt Additive zur Verschleißminderung zur Verfügung, ohne dass diese einen hohen Schwefelgehalt aufweisen. So beträgt der Schwefelgehalt höchstens 200 ppm, vorzugsweise höchstens 100 ppm und besonders bevorzugt höchstens 5 ppm, bezogen auf das Gewicht des Pfropfcopolymeren. Der geringe Anteil an Schwefel lässt sich insbesondere durch die Verwendung von schwefelfreien Komponenten erzielen.

Die Pfropfung kann unter Normaldruck, Unter- od. Überdruck durchgeführt werden. Auch die Polymerisationstemperatur ist unkritisch. Im allgemeinen liegt sie jedoch im Bereich von -20° - 2000C, vorzugsweise 0° - 1600C und besonders bevorzugt 110° - 1400C.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Pfropfpolymerisation bei einer Temperatur erfolgen, die höher ist, als die Temperatur bei der die Pfropfgrundlage gebildet wurde. Vorzugsweise ist hierbei die Temperatur der Pfropfung um mindestens 5°C, vorzugsweise um mindestens 100C und besonders bevorzugt um mindestens 2O0C höher, als die Temperatur bei der die Pfropfgrundlage gebildet wurde.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Pfropfausbeute größer oder gleich (x*10~5 mol/g + 35)%, besonders bevorzugt größer oder gleich (x*10"5 mol/g + 40)%, wobei x das nach GPC bestimmte Gewichtsmittel des Molekulargewichts der Pfropfgrundlage ist. Bei einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 100000 ergibt sich hierbei, dass die Pfropfausbeute vorzugsweise größer oder gleich 36% und besonders bevorzugt größer oder gleich 41 % ist. Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Pfropfausbeute größer oder gleich 35%, insbesondere größer oder gleich 45% und besonders bevorzugt größer oder gleich 50%.

Die Pfropfausbeute (PA) ist definiert als PA= (MPrMPG)/ Mw *100%, wobei MPG die Masse der Pfropfgrundlage und MPf die Masse des Pfropfcopolymers in einer Volumeneinheit darstellt.

Die Masse der Pfropfgrundlage (MpG)und die Masse des Pfropfcopolymers (MPO können durch HPLC-Chromatographie (High Performance Liquid Chromatography) bestimmt werden, die als Adsorptionschromatographie ausgeführt ist.

Zur Elution wird die Polarität des Lösungsmittels variiert. Dies kann durch Änderung der Lösungsmittelzusammensetzung erzielt werden. Bevorzugt wird ein Hewlett Packard HP 1090 Flüssigchromatograph mit einer CN-funktionalisierten Silicagel- Kolonne (Nucleosil CN-25 cm #NI224) eingesetzt.

Zur Elution wird vorzugsweise ein Lösungsmittelgradient eingesetzt. Hierbei kann über 15 Minuten eluiert werden. In der ersten Minute wird reines Isooctan eingesetzt. Im Bereich von Minute 1 bis Minute 11 wird der Gehalt an Isooctan von 100% auf 0% mit konstantem Gradienten reduziert, wobei der Gehalt an Tetra hydrofu ran und Methanol von 0% auf jeweils 50% mit konstantem Gradienten erhöht wird. Im Bereich von Minute 11 bis Minute 15 wird der Gehalt an Methanol von 50% auf 100% erhöht, wobei der Gehalt an Tetrahydrofuran von 50% auf 0% reduziert wird. Die zur Elution bevorzugt eingesetzte Lösungsmittelzusammensetzung kann Abbildung 1 entnommen werden. Die HPLC-Analytik wird vorzugsweise mit einer Fließrate von 1 ml/min bei Raumtemperatur durchgeführt. Die HPLC-Kolonne kann mit einer möglichst hohen Beladung beschickt werden, wobei sicherzustellen ist, dass das gesamte Polymer an der Säule gebunden ist. Bei der HPLC wird im Allgemeinen die Pfropfgrundlage vor dem Pfropfcopolymer eluiert.

Die Detektion der Polymere erfolgt vorzugsweise durch das ELSD-Verfahren (Evaporating Light Scattering Detector), welches an sich bekannt ist und in der zuvor zitierten Literatur beschrieben ist. Zur Umrechnung der gemessenen Einheiten in

Masseneinheiten wird hierbei eine Kalibrierungsfunktion benötigt, die vorzugsweise

unmmittelbar vor oder nach der Messung erfolgen sollte. Hierbei kann ein Alltech

2000 ELSD-Detektor eingesetzt werden.

Wie zuvor dargelegt ergibt sich die Pfropfausbeute aus der Gleichung PA= (Mpr

Die Masse des Pfropfcopolymers (MPf) ergibt sich aus der Differenz der

Gesamtmasse des Polymers (MGesamt) und der Masse der Pfropfgrundlage MPG

gemäß der Gleichung Mpf= MGesamt - MPG.

Die Gesamtmasse des Polymers (MGesamt) kann auf bekannte Weise, beispielsweise

durch Wiegen des zur Analytik eingesetzten Polymers bzw. aus der Dichte, dem

Gewichtsanteil und des zur Analytik eingesetzten Volumens der Polymerlösung

bestimmt werden.

Die Masse der Pfropfgrundlage (MPG) ergibt sich aus

M- PG - ([mALf dt)* f

, worin

mAU *dt 1 : Peakfläche der Pfropfgrundlage in miliabsorbance units * seconds = mAlTs über die Zeitspanne t1 bis t2, wobei t1 der Beginn und t2 das Ende der Elution Pfropfgrundlage darstellen.

j f reφθπ*e : response factor, Funktion in μg/mAU*s, die zur Umwandlung der Peakfläche in eine Masse benötigt wird, die über eine Kalibrierungskurve erhalten wird. Das Pfropfcopolymer weist vorzugsweise eine in Chloroform bei 25°C gemessene spezifische Viskosität ηsp/c im Bereich von 5 bis 70 ml/g, besonders bevorzugt im Bereich von 6 bis 50 ml/g auf, gemessen gemäß ISO 1628-6.

Vorzugsweise liegt das Verhältnis der spezifischen Viskosität des Pfropfcopolymers zur spezifischen Viskosität η der Pfropfgrundlage im Bereich von 1 ,01 :1 bis 1 ,30:1 , insbesondere im Bereich von 1 ,10:1 bis 1 ,20:1.

Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Pfropfcopolymers ist vorzugsweise kleiner oder gleich 600000 g/mol, insbesondere kleiner oder gleich 400000g/mol. Besonders bevorzugt liegt das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Pfropfcopolymers im Bereich von 5100 bis 250000, insbesondere 6500 bis 120000 g/mol.

Vorzugsweise liegt das Verhältnis des Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Pfropfcopolymers zum Gewichtsmittel des Molekulargewichts der Pfropfgrundlage im Bereich von 1 ,01 :1 bis 5:1 , insbesondere im Bereich von 1 ,5:1 bis 2:1.

Des Weiteren wird das Pfropfcopolymer in einer Schmierölzusammensetzung eingesetzt. Eine Schmierölzusammensetzung umfasst mindestens ein Schmieröl.

Zu den Schmierölen gehören insbesondere Mineralöle, synthetische Öle und natürliche Öle.

Mineralöle sind an sich bekannt und kommerziell erhältlich. Sie werden im Allgemeinen aus Erdöl oder Rohöl durch Destillation und/oder Raffination und gegebenenfalls weitere Reinigungs- und Veredelungsverfahren gewonnen, wobei unter den Begriff Mineralöl insbesondere die höhersiedenden Anteile des Roh- oder Erdöls fallen. Im Allgemeinen liegt der Siedepunkt von Mineralöl höher als 200 0C, vorzugsweise höher als 300 0C, bei 5000 Pa. Die Herstellung durch Schwelen von Schieferöl, Verkoken von Steinkohle, Destillation unter Luftabschluß von Braunkohle sowie Hydrieren von Stein- oder Braunkohle ist ebenfalls möglich. Zu einem geringen Anteil werden Mineralöle auch aus Rohstoffen pflanzlichen (z. B. aus Jojoba, Raps) od. tierischen (z. B. Klauenöl) Ursprungs hergestellt. Dementsprechend weisen Mineralöle, je nach Herkunft unterschiedliche Anteile an aromatischen, cyclischen, verzweigten und linearen Kohlenwasserstoffen auf.

Im Allgemeinen unterscheidet man paraffinbasische, naphthenische und aromatische Anteile in Rohölen bzw. Mineralölen, wobei die Begriffe paraffinbasischer Anteil für längerkettig bzw. stark verzweigte iso-Alkane und naphtenischer Anteil für Cycloalkane stehen. Darüber hinaus weisen Mineralöle, je nach Herkunft und Veredelung unterschiedliche Anteile an n-Alkanen, iso-Alkanen mit einem geringen Verzweigungsgrad, sogenannte monomethylverzweigten Paraffine, und Verbindungen mit Heteroatomen, insbesondere O, N und/oder S auf, denen bedingt polare Eigenschaften zugesprochen werden. Die Zuordnung ist jedoch schwierig, da einzelne Alkanmoleküle sowohl langkettig verzweigte Gruppen als auch Cycloalkanreste und aromatische Anteile aufweisen können. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung kann die Zuordnung beispielsweise gemäß DIN 51 378 erfolgen. Polare Anteile können auch gemäß ASTM D 2007 bestimmt werden.

Der Anteil der n-Alkane beträgt in bevorzugten Mineralölen weniger als 3 Gew.-%, der Anteil der O, N und/oder S-haltigen Verbindungen weniger als 6 Gew.-%. Der Anteil der Aromaten und der monomethylverzweigten Paraffine liegt im Allgemeinen jeweils im Bereich von 0 bis 40 Gew.-%. Gemäß einem interssanten Aspekt umfaßt Mineralöl hauptsächlich naphtenische und paraffinbasische Alkane, die im allgemeinen mehr als 13, bevorzugt mehr als 18 und ganz besonders bevorzugt mehr als 20 Kohlenstoffatome aufweisen. Der Anteil dieser Verbindungen ist im allgemeinen > 60 Gew.-%, vorzugsweise > 80 Gew.-%, ohne dass hierdurch eine Beschränkung erfolgen soll. Ein bevorzugtes Mineralöl enthält 0,5 bis 30 Gew.-% aromatische Anteile, 15 bis 40 Gew.-% naphthenische Anteile, 35 bis 80 Gew.-% paraffinbasische Anteile, bis zu 3 Gew.-% n-Alkane und 0,05 bis 5 Gew.-% polare Verbindungen, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Mineralöls.

Eine Analyse von besonders bevorzugten Mineralölen, die mittels herkömmlicher Verfahren, wie Harnstofftrennung und Flüssigkeitschromatographie an Kieselgel, erfolgte, zeigt beispielsweise folgende Bestandteile, wobei sich die Prozentangaben auf das Gesamtgewicht des jeweils eingesetzten Mineralöls beziehen: n-Alkane mit ca. 18 bis 31 C-Atome: 0,7 - 1 ,0 %, gering verzweigte Alkane mit 18 bis 31 C-Atome: 1 ,0 - 8,0 %, Aromaten mit 14 bis 32 C-Atomen: 0,4 - 10,7 %, Iso- und Cyclo-Alkane mit 20 bis 32 C-Atomen: 60,7- 82,4 %, polare Verbindungen: 0,1 - 0,8 %, Verlust: 6,9 - 19,4 %.

Wertvolle Hinweise hinsichtlich der Analyse von Mineralölen sowie eine Aufzählung von Mineralölen, die eine abweichende Zusammensetzung aufweisen, findet sich beispielsweise in Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition on CD- ROM, 1997, Stichwort "lubricants and related products".

Synthetische Öle umfassen unter anderem organische Ester, beispielsweise Diester und Polyester, Polyalkylenglykole, Polyether, synthetische Kohlenwasserstoffe, insbesondere Polyolefine, von denen Polyalphaolefine (PAO) bevorzugt sind, Silikonöle und Perfluoralkylether. Sie sind meist etwas teurer als die mineralischen Öle, haben aber Vorteile hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit.

Natürliche Öle sind tierische oder pflanzliche Öle, wie beispielsweise Klauenöle oder Jojobaöle.

Diese Schmieröle können auch als Mischungen eingesetzt werden und sind vielfach kommerziell erhältlich.

Die Konzentration des Pfropfcopolymers in der Schmierölzusammensetzung liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.

Neben den zuvor genannten Komponenten kann eine Schmierölzusammensetzung weitere Additive und Zusatzstoffe enthalten.

Zu diesen Additiven gehören unter anderem Antioxidantien, Korrosionsinhibitoren, Antischaummittel, Anti-Wear-Komponenten, Farbstoffe, Farbstabilisatoren, Detergentien, Stockpunkterniedriger, Dl-Additive, Friction Modifier und/oder Extreme Pressure-Additive. Das Pfropfcopolymer kann insbesondere zur Reduzierung von Verschleiß in Verbrennungsmotoren, Getrieben, Kupplungen oder Pumpen eingesetzt werden.

Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die vorliegende Verwendung zu einem mittleren Nockenverschleiß von höchstens 40 μm, vorzugsweise höchstens 30 μm und besonders bevorzugt höchstens 20 μm nach 100h gemessen gemäß CEC-L-51-A-98 führen.

Beispiele

Verwendete Methoden bzw. Testverfahren:

In der Regel erfolgt die Bestimmung von Verschleiß im Motor durch einen Bauteilvergleich vor und nach Verschleißtest durch Vermessung der Nockenform. Für die vorliegende Erfindung wurde nach Testverfahren CEC-L-51-A-98 gemessen. Dieses Testverfahren ist sowohl für die Untersuchung des Verschleißverhaltens in einem PKW-Diesel-Motor (ACEA Kategorie B) als auch in einem LKW-Diesel-Motor (ACEA Kategorie E) geeignet.

Bei diesen Prüfverfahren wird von jedem Nocken das Umfangsprofil in 1 ° Schritten auf einer 2- bzw. 3-D Messmaschine vor und nach Test ermittelt und verglichen. Die im Test entstandene Profilabweichung entspricht dabei dem Nockenverschleiß. Zur Beurteilung des geprüften Motorenöls werden die Verschleißergebnisse der einzelnen Nocken gemittelt und mit dem Grenzwert der entsprechenden ACEA Kategorien verglichen.

Abweichend von der CEC Prüfvorschrift wurde die Testdauer von 200h auf 100h verkürzt. Nach diesem Test wurde der Nockenverschleiß ermittelt. Bereits nach 100h konnten deutliche Unterschiede im Verschleiß zwischen den verwendeten Formulierungen festgestellt werden. Synthese des für Beispiel 1 verwendeten Polymers (Polymerzusammensetzung I)

In einem 2 Liter-Vierhalskolben ausgestattet mit Säbelrührer (betrieben mit 150 Umdrehungen pro Minute), Thermometer und Rückflusskühler werden 430 g eines 150N-Öles und 47,8 g einer Monomermischung bestehend aus C12-C18- Alkylmethacrylaten und Methyl methacrylat (MMA) im Gewichtsverhältnis 99,0:1 ,0 vorgelegt. Die Temperatur wird auf 1000C eingestellt. Danach werden 0,77 g tert- Butylperoctoat zugegeben und gleichzeitig ein Moπomerzulauf bestehend aus 522,2 g einer Mischung aus C12-C18-Alkylmethacrylaten und Methyl methacrylat im Gewichtsverhältnis 99,0:1 ,0 sowie 3,92 g tert-Butylperoctoat gestartet. Die Zulaufzeit beträgt 3,5 Stunden und die Zulaufgeschwindigkeit verläuft gleichmäßig. 2 Stunden nach Zulaufende werden nochmals 1 ,14 g tert-Butylperoctoat zugegeben. Die Gesamtreaktionszeit beträgt 8 Stunden. Danach wird der Ansatz auf 130 0C aufgeheizt. Nach Erreichen der 1300C werden 13,16 g eines 150N-Öles, 17,45 g N-Vinylpyrrolidon und 1 ,46 g tert-Butylperbenzoat zugegeben. Jeweils 1 Stunde, 2 Stunden und 3 Stunden danach werden nochmals je 0,73 g tert-Butylperbenzoat zugegeben. Die Gesamtreaktionszeit beträgt 8 Stunden. Danach wird die Polymerlösung eines Stockpunktverbesserer zugesetzt, welche 7 Gewichtprozent der Gesamtlösung ausmacht.

• Spezifische Viskosität (200C in Chloroform): 29 ml/g • Kinematische Viskosität bei 1000C: 492 mm7s • Verdickungswirkung (10% des obigen Produktes in einem 150N-ÖI): bei 100°C: 10,97 mm2/s bei 4O0C: 64,3 mm2/s • Viskositätindex: 164 • Restmonomergehalt C12-18-Alkylmethacrylat: 0,24 % • Restmonomergehalt MMA: 22 ppm • Restmonomergehalt N-Vinylpyrrolidon: 0, 056%

Die Pfropfausbeute betrug 55%. Synthese des für Vergleich 2 verwendeten Polymers (Polymerzusammensetzung II)

In einem 2 Liter-Vierhalskolben ausgestattet mit Säbelrührer (betrieben mit 150 Umdrehungen pro Minute), Thermometer und Rückflusskühler werden 400 g eines 150N-Öles und 44,4 g einer Monomermischung bestehend aus C12-C18- Alkylmethacrylaten, Methylmethacrylat (MMA) und eines Methacrylatesters eines iso- C13-Alkoholes mit 20 Ethoxylat-Einheiten im Gewichtsverhältnis 87,0/0,5/12,5 vorgelegt. Die Temperatur wird auf 900C eingestellt. Nach Erreichen der 900C werden 1 ,75 g tert-Butylperoctoat zugegeben und gleichzeitig ein Zulauf von 555,6 g einer Mischung bestehend aus C12-C18-Alkylmethacrylaten, Methylmethacrylat und eines Methacrylatesters eines iso-C13-Alkoholes mit 20 Ethoxylat-Einheiten im Gewichtsverhältnis 87,0/0,5/12,5 sowie 2,78 g tert-Butylperoctoat gestartet. Die Zulaufzeit beträgt 3,5 Stunden. Die Zulaufgeschwindigkeit verläuft gleichmäßig. 2 Stunden nach Zulaufende werden nochmals 1 ,20 g tert-Butylperoctoat zugegeben. Die Gesamtreaktionszeit beträgt 8 Stunden. Danach wird die Polymerlösung eines Stockpunktverbessererers zugesetzt, welche danach zu 5 Gewichtsprozent vorliegt. Danach wird die Lösung mit einem ethoxyliertem iso-C13-Alkohol, welcher 3 Ethoxylat-Einheiten enthält, im Verhältnis 79/21 verdünnt.

• Spezifische Viskosität (200C in Chloroform): 45 ml/g • Kinematische Viskosität bei 1000C: 400 mm2/s • Verdickungswirkung (10% der obigen Lösung in einem 150N-ÖI): bei 100°C: 11 ,56 mm2/s bei 400C: 63,9 mm2/s • Viskositätindex: 178 • Restmonomergehalt C12-18-Alkylmethacrylat: 0,59 % • Restmonomergehalt MMA: 48 ppm Vergleichsbeispiel 1

Als Vergleichsbeispiel 1 wurde eine Motorenölformulierung der Kategorie SAE 5W- 30 bestehend aus einem handelsüblichem Grundöl und Additiven wie z.B. OLOA 4594 (Dl-Paket) und Nexbase 3043 als Ölkomponente angemischt und im CEC-L- 51 -A-98 Test geprüft.

Oloa 4549 (Oronite) ist ein typisches Dl-Additiv für Motorenöle. Das Produkt enthält neben aschefreien Dispergiermitteln auch Komponenten zur Verbesserung des Verschleißverhaltens. Letztere Komponenten in Oloa 4549 sind zink- und phosphorhaltige Verbindungen. Zink- und phosphorhaltige Verbindungen kann man als die zur Zeit gebräuchlichsten Zusätze zur Verbesserung des Verschleißverhaltens ansehen.

Als Verdickerer bzw. Vl-Verbesserer wurde ein Ethylen-Propylen-Copolymer (Paratone 8002) eingesetzt. Obwohl in ihrer Vl-Wirkung eingeschränkt, so sind Ethylen-Propylen-Copolymere aufgrund ihrer hervorragenden Verdickungswirkung zur Zeit die gängigsten Vl-Verbesserer in PKW- und LKW-Motorenölen.

Die Zusammensetzung sowie die Testergebnisse der zuvor dargelegten Testmethoden sind in Tabelle 1 dargelegt.

Beispiel 1

Das Vergleichsbeispiel 1 wurde im wesentlichen wiederholt. Allerdings wurde der Motorenölformulierung eine erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung I zugegeben. Hierbei wurde die Verdickungswirkung der Polymerzusammensetzung I mit einer reduzierten Zugabe von Paratone 8002 berücksichtigt, um die Viskositätseinstellung der Motorenölformulierung beizubehalten. Der Gehalt an Paratone 8002 wurde somit gegenüber der Formulierung des Vergleichsbeispiels 1 reduziert. Diese erfindungsgemäße Formulierung wurde ebenfalls im CEC-L-51-A-98 Test geprüft. Die Zusammensetzung sowie die Testergebnisse der zuvor dargelegten Testmethoden sind in Tabelle 1 dargelegt.

Vergleichsbeispiel 2

Das Vergleichsbeispiel 1 wurde im wesentlichen wiederholt. Allerdings wurde der Motorenölformulierung ein PAMA-Polymer der Zusammensetzung Il zugesetzt. Bezüglich des Molekulargewichtes und ihrer ölverdickenden Wirkung unterschieden sich die Polymerzusammensetzung I und Il nicht. Zur Herstellung der Formulierung gemäß Vergleichsbeispiel 2 wurden somit lediglich die 3 Gew.% des stickstoffhaltigen Polymers der Polymerzusammensetzung I gegen 3 Gew.% der ethoxylathaltigen Polymerzusammensetzung Il ausgetauscht. Solche ethoxylierte PAMA-Typen der Polymerzusammensetzung Il wurden ebenso wie die Polymerzusammensetzung I als dispergierfähige Vl-Verbesserer beschrieben.

Die Zusammensetzung sowie die Testergebnisse der zuvor dargelegten Testmethoden sind in Tabelle 1 dargelegt. Tabelle 1

Es zeigt sich, dass die Stickstoff enthaltenden Polymere überragende verschleißreduzierende Wirkungen aufweisen, die nicht über die Dispergierwirkung erklärt werden können und nicht zu erwarten waren. N-haltige Polymere grenzen sich in Bezug auf ihre vorteilhafte Verschleißschutzfunktion dadurch eindeutig von O basierenden (ethoxylierten) Vertretern ab.