KR0148712B1 - 유기규소기를 함유한 아민 화합물 - Google Patents
유기규소기를 함유한 아민 화합물Info
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Abstract
본 발명은 유기붕산 에스테르형 브레이크액의 붕소 석출을 방지하기 위한 다음 일반식(I-III)을 가진, 유기규소기를 함유한 아민 화합물에 관한 것이다.
상기식에서 R1은 각각 같거나 서로 다르며 수소, 탄소수 1-3개의 알킬기 또는 일부가 -OSi(CH3)3이며, R2는 탄소수 1-3개의 알코올기이고, x는 1-5의 정수이다.
Description
본 발명은 유기붕산 에스테르형 브레이크액의 붕소 석출을 방지하기 위한 다음 화학식(I-III)을 가진, 유기규소기를 함유한 아민 화합물에 관한 것이다.
또는
상기식에서 R1은 각각 같거나 서로 다르며 수소, 탄소수 1-3개의 알킬기 또는 일부가 -OSi(CH3)3이며, R2는 탄소수 1-3개의 알코올기이고, x는 1-5의 정수이다.
유압작동 장치인 자동차의 제동장치는 급속한 교통 밀도의 증가와 고속화, 경량화에 따라 안전성이 더욱 높은 브레이크액의 개발이 요구되어 왔다. 특히, 고비점과 저점도의 특성을 유지하기 위하여 수분을 흡습하여도 비점의 강하가 적고 또한 저온시에도 점도의 상승이 적은 브레이크액에 관하여 많은 연구가 진행되고 있다.
브레이크액에서 고비점이 요구되는 이유는 자동차의 고속화 경량화 추세에 따라 발생하는 제동장치의 마찰열이 더욱 높아지는 경향이 있으며, 이 마찰열이 브레이크액에 전달되면서 브레이크액이 끓어 기체가 되면 제동불능 상태인 베이퍼 록(vaper lock) 현상이 발생하기 때문이다. 또한, 저점도가 요구되는 이유는 제동거리를 줄여서 사고를 예방할 수 있어야 하기 때문이다.
그러나, 현재 세계적으로 널리 사용되고 있는 폴리알킬렌 글리콜모노알킬 에테르를 주성분으로 하는 미운수성 규격 분류 DOT3 브레이크액은 흡습성이 비교적 강하여 흡습에 따른 비점 저하와 낮은 온도에서 점도가 상승하는 위험성을 가지고 있다. 이러한 현상을 억제하기 위해 흡습에 따른 비점 저하가 적은 브레이크액으로 붕산 에스테르를 주성분으로 하는 DOR4 브레이크액이 개발되어 미국특허 3,625,899, 3,711,410, 3,637,794, 영국특허 1,214,171, 1,384,251, 1,384,685, 1,354,355 등에 보고되어 있다.
그러나 이들 특허 명세서에 기재되어 있는 바와 같이 브레이크액을 제조하기 위해 붕산 에스테르를 일정 함유량 이상 첨가하는 경우는 미연방 자동차 안전규격(FMVSS 116) DOT4 또는 DOT5-1의 함수 비점을 만족하지만, 수분을 다량으로 흡수한 경우에는 가수분해하여 브레이크액 중에서 붕산의 결정이 석출된다는 위험성이 있다. 또한 석출되지 않는 경우에도 증발성 시험실시 후의 액을 일정 온도, 습도 조건하에 유지시키면 붕산의 결정이 석출되는 중대한 결점을 가지고 있다. 게다가 공지의 붕산 에스테르계 브레이크액은 폴리알킬렌계 DOT3 상당 브레이크액에 비해 고무 팽윤성 시험 등을 실시하면 다량의 침전물이 생긴다는 결점이 있다.
이러한 침전물은 브레이크 장치 속에서 많이 사용된 고무 재질중의 첨가물인 지방산이나 산화아연이 액중에 용출된 결과 생긴 것이고, 실제의 주행중에는 이러한 침전물이 유압장치에 사용된 금속재료의 각종 금속 이온과 반응하여 불용성의 침전물이 되어 배관의 막힘 현상을 발생시키는 위험성이 있다.
이러한 석출 현상을 방지하기 위하여 일본특허 평1-203500, 소64-16895 등에서는 보론 에스테르 화합물이 가수분해하여 고체가 생성되는 것을 유기 아민을 첨가함으로서 억제할 수 있다고 보고한 바 있다. 이러한 유기 아민의 예를들면 에탄올아민류, 부틸아민, 모르포린류, 알칸올아민류 등이다.
본 발명자들은 이러한 아민류를 대신하여 유기규소기를 함유한 아민이 유기규소기로 인해 윤활성이 향상되며 고비점을 갖고 있어 저온 동점도를 향상시킬 수 있다는 사실에 착안하여, 유기규소기를 함유한 아민 화합물에 대해 연구하였다. 그 결과, 상기 화학식(I-III)의 아민 화합물은 붕산에스테르형 브레이크액에 첨가하였을 때, 흡습시에는 고비점을 유지하면서, 저온시의 저점도를 유지하고, 또한 상술한 문제의 붕소(또는 붕소화 화합물)의 석출을 억제하는 충분한 효과가 얻어진다는 사실을 발견하기에 이르렀다.
따라서 본 발명은 다음 화학식(I-III)을 가진 유기규소기를 함유한 아민 화합물을 제공하는 것이다:
또는
상기식에서 R1은 각각 같거나 서로 다르며 수소, 탄소수 1-3개의 알킬기 또는 일부가 -OSi(CH3)3이며, R2는 탄소수 1-3개의 알코올기이고, x는 1-5의 정수이다.
상기 화학식(I-III)의 화학물들은 저흡습성 브레이크액을 제조하기 위해 사용되는 주원료인 유기붕산을 에스테르에서 붕소의 석출을 방지하기 위하여 브레이크액에 첨가할 때 우수한 효과를 나타낸다. 즉, 이후 설명될 석출 방지 안정화 효과 실험에서 본 발명의 화합물은 디부틸아민과 같이 석출 현상이 없이 브레이크액에 대해 안정화 효과가 있었으며, 저온 동점도 상승 억제 효과 실험에서는 디부틸아민과 비교하여 개선된 결과를 얻을 수 있었다.
다음의 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 해줄 것이나 본 발명이 이에 국한하지는 않는다.
[실시예1]
환류콘덴서 및 교반기를 부착시킨 500ml 들이 3구 플라스크의 반응기를 준비하였다. 반응기내를 질소로 치환한 후 (3-클로로프로필)트리메틸실란 48.3g(0.32 몰)과 디에탄올아민 111.11g(1.06 몰) 아세토니트릴 50ml를 반응기에 넣고 9시간 동안 150℃를 유지시키면서 반응을 진행시켰다. 반응이 끝난 용액은 노르말-헥산에 녹이고 중탄산나트륨 수용액으로 세척한 후 분액깔대기로 액층을 분리하였다. 세척 후의 노르말-헥산 용액에 무수 마그네슘 술페이트를 첨가하여 수분을 제거하고 다시 노르말-헥산을 제거하여 다음 구조식의 [3-(디에탄올아미노)프로필]트리메틸실란 51.0g을 얻었다.
[실시예2]
3-(3'-클로로프로필)헵타메틸트리실록산을 Nal/아세톤 용액에서 9시간 동안 환류시켜 C1을 I로 치환시킨 후 실시예1과 같은 방법으로 디에탄올아민과 반응시켜 다음 구조식의 3-[3'-(디에탄올아미노)프로필]헵타메틸트리실록산을 얻었다.
[실시예3]
(3-클로로프로필)디메틸폴리실록산을 실시예1과 같은 방법으로 디에탄올아민과 반응시켜 다음 구조식을 가진 [3-(디에탄올아미노)프로필]디메틸폴리실록산을 얻었다.
[실시예4]
250ml 용량의 3구 플라스크에 적가 깔대기와 환류 콘덴서 및 교반기를 부착하여 반응기를 준비하였다. 전 반응기는 질소로 불어내고, 질소하에서 반응을 실시하였다. 반응기에 디에탄올아민 12.2g(0.12 몰)을 넣고 교반을 시키면서 반응기의 온도를 히팅 멘틀로 80℃로 유지시킨 상태에서 1,3-디(글리시독시프로필)테트라메틸디실록산 21.0g(0.06 몰)을 적가 깔대기를 이용하여 천천히 첨가하였다. 첨가가 끝난 후 3 시간 동안 80℃를 유지시키면서 반응을 시킨 후 서서히 냉각하여 생성물을 회수하였다.
반응의 완결은 생성물의 H-헥자기 공명 스펙트럼을 통하여 확인하였으며, 다음 구조식의 테트라메틸-1,3-[3'-(디에탄올아미노)-2'-히드록시프로폭시]프로필디실록산을 얻었다.
[실시예5]
실시예4와 동일 방법으로 1,3-디(글리시록시프로필)테트라메틸실록산에 디에탄올아민 대신 모노에탄올아민을 사용하여 반응시켜 다음 구조식의 테트라메틸-1,3-[3'-(에탄올아미노)-2'-히드록시프로폭시]프로필디실록산을 얻었다.
[실시예6]
유기실릴아민의 붕소(붕소 화합물) 석출 방지 안정화 효과 실험
DOT4 규격을 만족하기 위해 보론 에스테르를 사용한 브레이크액이 수분을 흡습하였을 경우 보론 에스테르가 가수분해하여 붕산의 결정이 석출할 위험이 있는데, 실시예1-5의 새로운 유기실릴아민들이 이 현상을 방지하여 실제로 DOT4 브레이크액의 붕소(붕소 화합물) 석출 방지용 안정제로 사용될 수 있는 지를 확인하기 위해 다음의 두가지 방법으로 수분에 대한 안정화 효과를 실험하였다.
시료의 조제는 먼저 트리에틸렌 글리콜 모노메틸보론 에스테르와 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르를 50:50으로 섞어 모액을 만들고 여기에 각각 3%, 5% 농도의 유기실릴 아민을 첨가한 후 실험 A는 증발감량 시험후 수분 데시케이터에서의 방치 실험과 실험 B는 수분 강제 투입 실험을 하였다.
실험 A는 KS M2141 브레이크액 증발감량 시험 방법에 따라 30g 정도의 브레이크액을 페트리 디쉬에 담은 후 100℃ 자연 대류 항온조에서 72시간 증발감량시킨 후 하룻밤 상온에서 방치한 다음 증류수가 들어있는 데시케이터에 상온에서 보관하면서 수일간 액상의 변화를 관찰하여 침전이 석출되는 지의 여부를 판별하는 실험이다. 보론 에스테르가 포함된 모액에 아민 안정제를 첨가하지 않으면 실험 A 과정 중의 증발감량 실험 도중에 백색 침전이 석출되기도 하였다. 이 침전은 보론 에스테르가 가수분해하여 생긴 붕산의 결정으로 나타났다. 그리고 친수기인 수산기와 친유기인 알킬기를 동시에 갖는 유기 아민인 디부틸아민을 3% 이상 모액에 첨가하면 침전 석출이 방지된다. 실시예에서 합성된 유기실릴아민들을 사용하여 실험 A를 행한 결과는 표1에 정리하였다. 표1에는 디부틸아민의 경우도 비교, 정리되어 있다.
a.모액의 조성(트리에틸렌 글리콜 모노메틸보론 에스테르: 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르=50:50)
b.디부틸아민
c.디에탄올아민
표1에서 보면, 물질 A는 디부틸아민과 같이 3% 이상 사용하였을 때 침전 석출을 방지하였으며, 3% 이하로 사용한 경우 디부틸아민 보다 침전 석출 방지 능력이 우수하였다. 물질 B를 5% 이하로 사용한 경우, 침전 석출 방지 능력은 있으나 상용할 수 있는 만큼 현저한 효과는 보지 못했다. 그외에 물질 D를 5% 사용한 경우와 물질 E를 3% 이상 사용한 경우, 침전 석출이 방지되었다. 물질 D와 디에탄올아민을 56.3:43.7로 섞어서 사용한 경우도 3% 이상 사용한 경우에 침전 석출이 방지되었다.
그외의 다른 유기 실릴아민은 침전 석출을 방지하지 못하였다. 실험 B는 브레이크액에 10중량%의 증류수를 넣고 교반하여 수분을 강제로 투입한 후 시험관에 넣어 상온에서 보관하면서 액상의 변화를 관찰하는 실험이다. 보론 에스테르가 포함된 모액에 아민 안정제를 첨가하지 않은 경우, B실험 중 특별한 변화를 보이지 않으나 친수기와 친유기의 균형이 안정제로 적합하지 않은 아민을 사용할 경우에 액층의 분리, 현탁, 응결 등의 현상이 보이거나 침전이 석출되는 경우가 있다. B 실험의 결과는 디부틸아민의 경우와 함께 표2에 정리하였다.
a.모액의 조성(트리에틸렌 글리콜 모노메틸보론 에스테르: 폴리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르=50:50)
b.디부틸아민
c.디에탄올아민
표2를 보면 물질 D와 디에탄올아민의 혼합물을 제외한 모든 유기실릴아민들이 디부틸아민과 같이 실험 B에서 특별한 변화를 보이지 않는다. A,B 두실험의 결과로부터 화합물 물질 A와 물질 E를 3% 사용한 경우와 화합물 물질 D를 5% 사용한 경우, 보론 에스테르가 포함된 브레이크액에 대해 안정화 효과가 있음을 알 수 있다.
[실시예7]
저온에서 동점도 상승 억제 효과 실험.
이전 실시예에서 제시된 물질 5가지를 전술한 모액에 3%, 5% 농도로 각각 첨가한 시료로 KS M2141 브레이크액 동점도 시험 방법에 따라 -40℃ 동점도의 저하 정도를 실험한 결과 다음 표3과 같은 결과를 얻었다.
Claims (1)
- 다음 일반식(III)으로 표시되는 유기규소기를 함유한 아민 화합물:상기식에서 R1은 각각 같거나 서로 다르며 수소, 탄소수 1-3개의 알킬기 또는 일부가 -OSi(CH3)3이며, R2는 탄소수 1-3개의 알코올기이고, x는 1-5의 정수이다.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950012165A KR0148712B1 (ko) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 유기규소기를 함유한 아민 화합물 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019950012165A KR0148712B1 (ko) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 유기규소기를 함유한 아민 화합물 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR960041185A KR960041185A (ko) | 1996-12-19 |
| KR0148712B1 true KR0148712B1 (ko) | 1998-08-17 |
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ID=19414643
Family Applications (1)
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| KR1019950012165A KR0148712B1 (ko) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 유기규소기를 함유한 아민 화합물 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR0148712B1 (ko) |
-
1995
- 1995-05-16 KR KR1019950012165A patent/KR0148712B1/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
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| KR960041185A (ko) | 1996-12-19 |
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