KR100714141B1 - C12-20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체의 윤활제 첨가제로서의 용도 - Google Patents
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Abstract
본원은, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체가 최종 윤활유의 0.1 내지 0.3 중량%를 차지하도록 하는, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체의 윤활유 첨가제로서의 용도에 관한 것이다. 상기 용도는 상기 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 광물성 오일 기재 윤활유에 첨가하는 것을 포함하며, 상기 광물성 오일 기재 윤활유의 여과성을 개선하는 것이다. 또한, 본원은 상기 용도에서 기인한 최종 윤활유, 및 상기 최종 윤활유를 금속 표면에 적용시키는 것을 포함하는, 기어 또는 차축의 금속 표면의 윤활 방법에 관한 것이다.
윤활유 첨가제
Description
본 발명은 광물성 오일 기재 오일의 여과성을 개선하기 위한, 조성물의 윤활유 첨가제로서의 용도에 관한 것이다.
마모는 서로 각각에 대하여 구동하는 표면 간에 금속의 손실이다. 마모는 구동부를 갖는 모든 기기에서 발생하고, 만약 지속된다면, 기기 이상의 원인이 될 수 있다. 윤활제 조성물이, 예를 들어 경강(硬鋼) 표면의 회전-미끄러짐 접촉에서, 금속 표면의 구동 및 접촉으로 특징되는 기계적 기기의 금속 표면에, 통상적으로 적용된다. 이는 마모 및 기타 손실, 예를 들어 회전 성분 베어링, 및 스커핑(scuffing) 같은 실질적으로 중대한 문제, 및 심지어 기어의 치형 파괴의 원인이 될 수 있는, 기어 치형 상에서 가장 빈번하게 발생할 수 있는 마이크로-피팅(micro-pitting) (때로는 "프로스팅(frosting)", 그레이스테이닝(greystaining)" 또는 "필링(peeling)"으로 지칭됨) 을 감소시킨다.
기어 윤활제의 주요 기능은 기어 및 차축 모두를 마이크로-피팅, 피로(fatigue), 스코링(scoring) 및 마모로부터 보호하고, 기어 기기의 서비스 수명에 있어서, 높은 수준의 신뢰성 및 내구성을 제공하는 것이다. 자동차 산업에서, 기어 윤활제는 차축 효율을 개선함으로서, 차량의 연료 효율을 개선하는데 또한 기여할 수 있다.
다수의 탈왁스 산이 시판되어 오일 첨가제로서 사용된다. 상기 산의 한 가지 세트는 Viscoplex라는 품명으로 판매된다. 탈왁스 산의 상기 세트는 Viscoplex9-144, Viscoplex9-300, Viscoplex9-303 및 Viscoplex9-305를 포함하고, 이들 각각은 용매-정제 중성 오일 내 폴리알킬 메트아크릴레이트의 점성 농축물로 기술된다. 이들 각각은 광물성 오일 기저 원료를 제조하는 정제 방법의 일부로 탈왁스 오일에서 사용되고, 각각은 탈왁스화 방법에서 여과 속도 및 오일 수율을 개선하고, 생성 기저 원료의 저온 성질을 개선하고, 탈왁스화된 오일의 수율을 개선하고, 오일 생성량(through-put)을 증가시키고, 생성된 왁스 내 오일 함량을 감소시키고, 또한 필터 상 슬랙-왁스(slack-wax) 형성의 위험을 감소시키는 성질을 갖는 것으로 또한 알려져 있다. Viscoplex9-305 는 파이프라인을 통과하는 원유의 흐름을 개질하는 목적에서 폭넓게 사용된다.
US 6,495,495 B1 은 알킬 에스테르 중합체 (바람직하게는 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체)를 약 30 내지 약 70 % (바람직하게는 50%)로, 나프텐계 오일을 여과성 개선제로서 약 70 내지 약 30 % (바람직하게는 50%)로 포함하는 배합물의 용도를 개시한다.
운송 산업에 있어서, 광물성 오일 기재 오일 제품은 부드럽고 연질인, 일정 수준의 용해된 파라핀 (왁스)를 일반적으로 함유한다. 저온에서, 이들 파라핀 은 침전되기 시작할 수 있고, 이는 흐름 능력을 감소시켜, 제품의 점성을 증가시킨다. 특정 디젤 엔진, 예를 들어 필터로 특징되는 엔진에서는, 이는 또한 차단(blockage)의 원인이 될 수 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체가 최종 윤활유의 0.1 내지 0.3 중량%를 차지하도록 하는, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체의 윤활유 첨가제로서의 용도를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명은, 광물성 오일 기재 윤활유의 여과성을 개선하기 위해, C12-20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체가 최종 윤활유의 0.1 내지 0.3 중량%를 차지하도록 하는, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체의 윤활유 첨가제로서의 용도를 제공한다. C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체는 광물성 담체 오일을 포함하는 조성물의 형태로 사용될 수 있다. 바람직한 측면에서, 본 발명은, 광물성 오일 기재 윤활유의 여과성을 개선하기 위해, 광물성 담체 오일에서 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 포함하는 조성물의 용도에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 조성물은 최종 윤활유의 0.2 내지 0.5 중량%를 차지한다. 통상적으로, 상기 조성물은 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 40 내지 50 중량%로, 광물성 담체 오일을 50 내지 60 중량%로 포함한다. 바람직하게는, 상기 조성물은 약 45 중량%의 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체 및 약 55 중량%의 광물성 담체 오일로 이루어진다. 본 발명에 따른 사용은 여과 성능에 현저한 개선을 보이는 최종 윤활유로 나타난다.
본 발명은 상술한 본 발명에 따른 용도로부터 기인하는 최종 윤활유, 상술한 본 발명에 따른 용도의 조성물, 금속 표면의 윤활 방법에 있어서, 상기 방법에서와 같이 윤활된 금속 표면, 기어 또는 차축에 상기 최종 윤활유를 적용하는 것을 포함하는 방법, 및 상술한 본 발명에 다른 용도의 조성물을 포함하는 첨가제 팩(pack)을 또한 제공한다.
본 발명에 따른 용도의 바람직한 구현예에서, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 포함하는 조성물은 500 내지 1000 mm2/s의 점도를 갖는다. 보다 바람직하게는, 상기 조성물은 100 ℃에서 약 800 mm2/s의 점도 (ASTM D4052)를 갖는다.
하나의 바람직한 구현예에서, 본 발명은 상술한 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체의 용도에 있어서, 광물성 오일 기재 윤활유가 기어 오일인 용도를 제공한다. 따라서, 본 발명에 따른 용도로부터 기인한 최종 윤활유는 기어 오일 제형물 적용에서 바람직하게 사용된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구현예에서, 본 발명에 따른 용도로부터 기인한 최종 윤활유는 Scania 규격(STO 1:0)을 충족한다. 상기 규격은 시험 오일이, CETOP RP 124H 시험에서 5 마이크론(공극 크기) 셀룰로우스막을 통해 여과되는 것을 요구한다 (여기서, 최소 90%의 결과가 규격을 충족시키기 위해, 단계 2에서 요구된다). CETOP 단계 2 는 여과성의 측정을 제공하고, 시험의 종말 및 개시에서 막을 통한 유량의 비를 제공한다(%로 표현됨). 여과 측정은 부피로 또한 표현될 수 있다 (여기서, 부피는 제공된 기간의 시간에 걸쳐 여과된 오일의 양을 나타낸다). (특히, 특별히 낮거나 높은 점도 유체에 대한) 반복성이 양호하지 않은 것에 주목하여야 하고, 따라서 각각의 실험에 대하여, 3 회 이상 실시되었다. 따라서, 본 발명에 따른 용도로부터 기인한 최종 윤활유는 90 % 초과의 3 개 이상의 CETOP 단계 2 시험치의 평균을 나타낸다. 보다 바람직하게는, 상기 최종 윤활유는, Scania 규격(STO 1:0)을 만족한다.
본 발명에서, 상술한 본 발명에 따른 용도로부터 기인한 최종 윤활유는 윤활제로 사용된다. 바람직하게는, 예를 들어 자동차 후 차축(rear axle) 및 수동 및 자동 기어 박스와 같은 변속기를 위한, 제형화된 기어 오일 윤활제 조성물이다. 보다 바람직하게는, 상기 기어 오일 조성물은 디젤 엔진 자동차의 후 차축 및 수동 기어 박스를 위해, Scania 규격(STO 1:0)을 만족하도록 제형화된다.
C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체가 사용된 통상적 처리율은 0.09 % 이상, 예를 들어 0.14 및 0.18% 를 포함한다. 본 발명에 따른 용도의 또 다른 바람직한 구현예에서, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체는 최종 윤활유의 0.1 내지 0.2 중량% 를 차지하도록, 일정 처리율에서 사용된다. 통상적으로, C12-20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체는 최종 윤활유의 0.1, 0.15 또는 0.2 중량% 를 차지한다. 보다 바람직하게는, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체는 최종 윤활유의 0.15 또는 0.2 중량% 를 차지한다. 최적 처리율은 광물성 기저 오일의 성질에 따라 달라질 것이고, CETOP 단계 2 시험의 사용에 의해 상황에 따라 결정될 것이다.
또 다른 구현예에서, 본 발명은 최종 윤활유의 0.2 내지 0.4 중량%를 차지하도록 상기 조성물이 일정 처리율에서 사용된, 상술한 본 발명의 조성물의 용도를 제공한다. 통상적으로, 상기 조성물은 최종 윤활유의 0.2, 0.3 또는 0.4 중량%를 차지한다. 보다 바람직하게는, 상기 조성물은 최종 윤활유의 0.3 또는 0.4 중량%를 차지한다. 최적 처리율은 광물성 기저 오일의 성질에 따라 달라질 것이고, CETOP 단계 2 시험의 사용에 의해 상황에 따라 결정될 것이다.
본 발명에 따른 용도의 또 다른 바람직한 구현예에서, 광물성 오일 기재 윤활유는 자동차 또는 공업적 용도을 위한 것이다. 본 발명에 따른 용도의 또 다 른 바람직한 구현예에서, 광물성 오일 기재 윤활유는 80W-90 또는 85W-140 의 점도를 갖는다. 본 발명에 따른 용도의 또 다른 바람직한 구현예에서, 광물성 오일 기재 윤활유는 부분 합성 기저 원료이다. 본 발명에 따른 용도의 또 다른 바람직한 구현예에서, 광물성 오일 기재 윤활유는 브라이트스톡(brightstock)을 포함한다. 바람직하게는, 광물성 오일 기재 윤활유는 Kuwait Petroleum Company, Respol YPF, Total, Esso 또는 SAFOR 기저 원료이다. 보다 바람직하게는, 광물성 오일 기재 윤활유는 왁스-함유 기저 원료이다.
본 발명에 따른 용도의 또 다른 바람직한 구현예에서, 광물성 오일 기재 윤활유 및/또는 최종 오일은 추가 첨가제를 포함하고, 추가 첨가제는 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체 이전에, 중합체와 동시에, 또는 후속적으로 광물성 오일 기재 윤활유 또는 최종 윤활유에 첨가된다.
본 발명은 금속 표면의 윤활 방법에 있어서, 상술한 본 발명의 최종 윤활유를 상기 금속 표면에 적용하는 것을 포함하는 방법을 또한 제공한다. 바람직하게는, 금속 표면은 기어 또는 차축의 그것이다. 보다 바람직하게는, 금속 표면은 기어 또는 후 차축의 그것이다. 통상적으로, 상기 방법은 상술한 본 발명의 최종 윤활유를 변속기 또는 차축에 첨가하고, 이를 조작하는 것을 포함한다.
본 발명은 상술한 본 발명에 따른 용도의 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 포함하는 첨가제 팩을 제공한다. 첨가제 팩은, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체가 최종 윤활유의 0.1 내지 0.3 중량% 를 차지하도록 광물성 오 일 기재 윤활유에 첨가된다. 바람직하게는, 첨가제 팩은, 첨가제의 함량이 최종 윤활유의 15 중량% 이하를 차지하도록 광물성 오일 기재 윤활유에 첨가된다. 통상적으로, 첨가제 팩은, 첨가제의 함량이 최종 윤활유의 4 내지 10 중량% 를 차지하도록 광물성 오일 기재 윤활유에 첨가된다. 상기 첨가제 팩은 상술한 본 발명에 따라 사용될 때, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체의 성능을 방해하지 않는 당업자에게 공지된 임의의 오일 첨가제를 포함할 수 있다. 적당한 첨가제의 예는 하기 실시예에서 설명하고, 본 발명에 따른 용도의 상술한 본 발명의 조성물은 다수의 상이한 첨가제와의 다양한 배합에서 작동하는 것을 보여준다. 본 발명과 연계하여 사용될 수 있는 기타 적당한 첨가제는 당업자에게 자명할 것이고, 유동점 강하제, 마모방지 첨가제, 산화방지 첨가제, 부식방지 첨가제, 분산제, 브롬화 분산제, HiTEC 381(완전 제형화 기어 패키지), 점도 지수 개선제, 세제, 및 마찰 보정제를 포함한다.
상술한 본 발명에 따른 용도의 조성물은 바람직하게는 농축물의 형태이다. 또 다른 바람직한 구현예에서, 상기 농축물은 분산제와 조합된다. 적합한 분산제는 당업자에게 자명할 것이다.
본 발명은 상술한 윤활유에 의해 윤활된 기계를 추가적으로 포함한다. 비록, 기계가, 본 발명의 윤활유가 만족스런 윤활성을 제공하는 임의의 기계일지라도, 상기 기계는 가스 엔진, 디젤 엔진, 터빈 엔진, 자동 변속기, 수동 변속기, 하이포이드(hypoid) 차축 및 기어 박스를 포함하는 것으로 구상된다. 또한, 본 발명은 상술한 본 발명의 오일 가용성 윤활 첨가제 패키지를 포함하는 차량을 포함한다.
또한, 본 발명은, 하나 이상의 구동부를 상술한 오일 가용성 윤활 첨가제 패키지를 포함하는 윤활제와 접촉시키는 단계를 포함하는 기계의 구동부의 윤활 방법을 제공한다. 상기 방법은 광범위한 기계에서 성공적으로 사용될 수 있지만, 상기 기계는 가스 엔진, 디젤 엔진, 터빈 엔진, 자동 변속기, 수동 변속기, 하이포이드 차축 및 기어 박스를 포함하는 것으로 구상된다.
상술한 오일 가용성 윤활 첨가제 패키지에서 사용된 하나 이상의 분산제가 약 1,000 내지 약 20,000 amu 의 분자량을 갖는 것이, 본원에서 또한 유용하다. 하나의 구현예에서, 하나 이상의 분산제는 폴리아민과 반응한 말레산 무수물 기능화 폴리이소부틸렌 중합체이다. 또한, 하나 이상의 분산제는 Mannich 반응의 산물일 수 있다. 또한, 하나 이상의 분산제가 에틸렌-프로필렌 유형 분산제일 가능성도 있다.
하나의 구현예에서, 상술한 오일 가용성 윤활 첨가제 패키지가 점도 지수 개선제 및 유동점 강하제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분을 추가적으로 포함하는 것이 또한 바람직하다.
본 발명은 상술한 윤활유에 의해 윤활된 기계를 또한 포함한다. 비록, 본 발명의 윤활유가 광범위한 기계에서 사용될 수 있지만, 윤활처리에 특히 적합한 기계는 가스 엔진, 디젤 엔진, 터빈 엔진, 자동 변속기, 수동 변속기, 하이포이드 차축 및 기어 박스를 포함하는 것으로 구상된다.
추가적으로, 본 발명은 상술한 오일 가용성 윤활 첨가제 패키지를 포함하는 차량을 포함한다.
하나 이상의 구동부를 상술한 오일 가용성 윤활 첨가제 패키지를 포함하는 윤활제와 접촉시키는 단계를 포함하는 기계의 구동부의 윤활 방법이 또한 제공된다. 비록, 상기 방법이 광범위한 기계에서 사용될 수 있지만, 상기 방법은 가스 엔진, 디젤 엔진, 터빈 엔진, 자동 변속기, 수동 변속기, 하이포이드 차축 및 기어 박스에 사용되는 것이 특히 적합한 것으로 생각된다.
본 발명은 상술한 윤활유에 의해 윤활된 기계를 또한 포함한다. 비록, 광범위한 기계가 본 발명의 윤활유에 의해 윤활될 수 있지만, 상기 기계는 가스 엔진, 디젤 엔진, 터빈 엔진, 자동 변속기, 수동 변속기, 하이포이드 차축 및 기어 박스로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
윤활유는 하기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 추가적으로 포함하는 것이 바람직하다 : 세제, 분산제, 산화방지제, 마찰 보정제, 점도 지수 개선제 및 유동점 강하제.
상술한 개요에 따라, 다음은 현 시점에서 최상의 모드로 고려되는 본 발명의 바람직한 구현예의 상세한 설명을 제공한다.
본 발명에서 유용한 광물성 오일은 모든 통상적인 광물성 오일 기저 원료를 비제한적으로 포함할 수 있다. 이는 화학적 구조에 있어 나프텐계 또는 파라핀계인 오일을 포함한다. 오일은 산, 알칼리, 및 점토 또는 기타 제제, 예를 들어 알루미늄 클로라이드를 사용하는 종래 방법에 의해 정제되거나, 예를 들면, 용 매, 예를 들면 페놀, 이산화황, 푸르푸랄, 디클로로디에틸 에테르 등을 사용한 용매 추출에 의해 제조된 추출 오일이다. 이는 수소처리 또는 수소정제, 냉각 또는 촉매적 탈왁스화 공정에 의한 탈왁스화, 또는 수소첨가분해될 수 있다. 광물성 오일은 천연 미정제 공급원으로부터 제조될 수 있거나, 이성질체화 왁스 물질 또는 다른 정제 공정의 잔류물로 이루어진다. 하나의 구현예에서, 윤활 점도의 오일은 80 초과, 바람직하게는 90 초과의 점도 지수(Ⅵ); 90 부피% 초과의 포화물 및 0.03 중량% 미만의 황을 갖는, 수소처리, 수소첨가분해 및/또는 이소-탈왁스화 광물성 오일이다.
Ⅱ 및 Ⅲ 족 기저원료는 또한, 본 발명에서 사용되기에 특히 적합하고, 방향족, 황 및 질소 함량을 감소시키는 격렬한 수소첨가 단계에 이어서 최종 기저 오일을 제조하는 탈왁스화, 수소첨가종결(hydrofinishing), 추출 및/또는 증류 단계를 사용하는 종래의 공급 원료로부터 통상적으로 제조된다. Ⅱ 및 Ⅲ 족 기저원료는 황, 질소 및 방향족 함량이 매우 낮다는 점에서, 종래의 용매 정제 Ⅰ족 기저원료와 차이가 있다. 결과적으로, 상기 기저 오일은 종래의 용매 정제 기저원료와 조성적으로 매우 상이하다. 미국 석유협회(American Petroleum Institute) 는 상기 상이한 기저원료 유형을 다음과 같이 분류하였다 : Ⅰ족, >0.03 중량% 황, 및/또는 <90 부피% 포화물, 80 내지 120 의 점도 지수; Ⅱ족, ≤0.03 중량% 황, 및 ≥90 부피% 포화물, 80 내지 120 의 점도 지수; Ⅲ족, ≤0.03 중량% 황, 및 ≥90 부피% 포화물, 120 초과의 점도 지수; Ⅳ족, 폴리-알파-올레핀. 수소처리 기저원료 및 촉매적 탈왁스화 기저원료는 이들의 낮은 황 및 방향족 함량 때문에, 일반 적으로 Ⅱ족 및 Ⅲ족으로 분류된다.
본 발명에서 사용되는 다양한 기저원료의 화학적 조성물에 대한 제한은 없다. 예를 들어, 다양한 Ⅰ,Ⅱ 및 Ⅲ족 오일 중 방향족계, 파라핀계 및 나프텐계의 비율은 실질적으로 달라질 수 있다. 정제도 및 오일을 제조하는데 사용되는 원유의 공급원이 일반적으로 상기 조성물을 결정한다. 하나의 구현예에서, 기저 오일은 110 이상의 Ⅵ를 갖는 광물성 오일을 포함한다.
윤활유는 정제, 재정제 오일 또는 이의 혼합물로부터 유래될 수 있다. 미정제 오일은 추가적인 정제 또는 처리 없이 천연 공급원 또는 합성 공급원 (예를 들어, 석탄, 쉐일 또는 타르 모래 비투멘)으로부터 직접 수득된다. 미정제 오일의 예는 리토르팅 작업으로부터 직접 수득되는 쉐일 오일, 증류로부터 직접 수득되는 석유, 또는 에스테르화 공정으로부터 직접 수득되는 에스테르 오일을 포함하고, 이들 각각은 추가 처리 없이 사용된다. 정제 오일은 하나 이상의 성질을 개선하는 하나 이상의 정제 단계에서 처리된다는 점을 제외하고, 미정제 오일과 유사하다. 적합한 정제 기술은 증류, 수소처리, 탈왁스화, 용매 추출, 산 또는 염기 추출, 여과 및 세공관류를 포함하고, 이들 모두는 당업자에게 공지되었다. 재정제 오일은 정제 오일을 수득하는데 사용되는 그것과 유사한 공정에서, 사용된 오일을 처리하여 수득된다. 상기 재정제 오일은 재회수 또는 재처리 오일로 또한 알려졌으며, 사용된 첨가제 및 오일 분해물 제거를 위한 기술에 의해 추가적으로 자주 처리된다.
점도 지수 개선제
점도 지수 개선제는 윤활유에 고온 및 저온 조작성을 부여하고, 승온에서 상대적으로 점성을 갖도록 하며, 또한 저온에서 수용가능한 점성 또는 유동성을 보인다. 점도 지수 개선제는 일반적으로, 폴리에스테르를 포함하는 고분자량 탄화수소 중합체이다. 점도 지수 개선제는 다른 성질 또는 기능, 예를 들어 분산성질의 추가를 포함하도록 또한 유도될 수 있다. 상기 오일 가용성 점도 개질 중합체는, 겔 투과 크로마토그래피 또는 삼투법에 의해 결정되는, 103 내지 106, 바람직하게는 104 내지 106 의 수평균 분자량을 일반적으로 가질 것이다.
본원에서 유용한 점도 지수 개선제는 폴리메트아크릴레이트-기재, 올레핀 공중합체-기재,(예를 들어 이소부틸렌-기재 및 에틸렌-프로필렌 공중합체 기재), 폴리알킬 스티렌-기재, 수소화 스티렌-부타디엔 공중합체-기재, 및 스티렌 말레산 무수화물 에스테르 공중합체 기재를 포함할 수 있다.
적합한 점도 지수 개선제의 대표적인 예는 U.S.특허. Nos. 5,075,383; 5,102,566; 5,139,688; 5,238,588; 및 6,107,257 에서 발견된다. 상기 문헌은 본원에 참고로서 혼입된다.
유동점 강하제
유동점 강하제는 오일 기재 조성물의 저온 성질을 개선하기 위해 사용된다. 예를 들어 "Lubricant Additives" [C.V.Smallheer 및 R. Kennedy Smith (Lezius Hiles Co. publishers, Cleveland, Ohio, 1967)]의 8 페이지를 참조한다. 유용한 유동점 강하제의 예는 폴리메트아크릴레이트; 폴리아크릴레이트; 폴리아크릴아 미드; 할로파라핀 왁스 및 방향족 화합물의 축합물; 비닐 카르복실레이트 중합체; 및 디알킬푸마레이트의 터르-중합체, 지방산의 비닐 에스테르 및 알킬 비닐 에테르이다. 유동점 강하제는 U.S.특허 Nos.2,387,501; 2,015,748; 2,655,479; 1,815,022; 2,191,498; 2,666,746; 2,721,877; 2,721,878; 및 3,250,715 에 기재되며, 이들은 관련 개시부에 참고로서 혼입된다.
분산제
본 발명에 사용되는 분산제는 회(ash)-발생성 또는 무회성일 수 있다. 본원에서 사용되는 적합한 분산제는 아민, 알콜, 아미드, 또는 가교기를 통해 중합체 주사슬에 결합하는 에스테르 극성부를 통상적으로 포함할 수 있다. 분산제는, 예를 들어 오일-가용성염, 에스테르, 아미노-에스테르, 아미드, 이미드, 및 장쇄 탄화수소 치환 모노- 및 디카르복실산 또는 이의 무수물의 옥사졸린; 사슬 탄화수소의 티오카르복실레이트 유도체; 폴리아민이 직접 결합된 장쇄 지방족 탄화수소; 및 포름알데히드 및 폴리알킬렌 폴리아민과 함께 장쇄 치환 페놀을 축합하여 형성된 Mannich 축합물, 및 Koch 반응 생성물로부터 선택될 수 있다. 장쇄 지방족 탄화수소는, 예를 들어 폴리이소부틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌을 포함하는 폴리알킬렌, 및 이의 공중합체 및/또는 기타 알파-올레핀과의 공중합체와 같은 중합체일 수 있다. 본원에서 유용한 통상적인 PIB 분자량은 약 950 내지 6000의 범위리 수 있다.
본 발명에서 사용하기에 적합한 대표적인 분산제의 예는 U.S.특허 Nos. 5,075,383; 5,139,688; 5,238,588; 및 6,107,257 에서 발견된다. 대표적인 추 가예는 U.S. 특허출원공보 No. 2001/0036906A1 에서 발견된다. 상술한 참고문헌의 개시부는 본원에 참고로서 혼입된다.
세제
세제는 피스톤 침착물, 예를 들어 엔진 내 고온 바니시(varnish) 및 라케르(lacquer) 침착물의 형성을 감소시키는 첨가제이다. 세제는 통상적으로 산-중화 성질을 갖고, 현탁물에서 미세하게 분할된 고형을 유지할 수 있다. 금속 세제는 생성 윤활유 조성물의 산-중화 성질, 고온 세제성, 및 마모방지 성질을 개선시키는데 바람직하게 사용된다.
본원에서 사용된 세제는 윤활유 조성물에서 임의의 세제일 수 있고, 회-발생 또는 무회종일 수 있다. 본 발명에서 사용되기에 적합한 세제는, 금속 세제를 포함하는, 윤활유에서 통상적으로 사용되는 모든 세제를 포함한다. 금속 세제의 상세한 예는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 술포네이트, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 페네이트, 및 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 살리실레이트로부터 선택되는 것들이다. 구현예에서, 윤활유 제형물은 필요적으로, 황화 페테이트 세제가 없어야 한다.
본 발명에서 유용한 적합한 세제의 대표적인 예는 U.S. 특허 Nos. 6,008,166 에서 발견된다. 적합한 세제의 대표적인 추가예는 U.S. 특허출원 Nos. 2002/0142922A1, 2002/0004069A1, 및 2002/0147115A1 에서 발견된다. 상술한 문헌의 개시부는 본원에 참고로서 혼입된다.
산화방지제
유용한 산화방지제는 오일 가용성 페놀릭 화합물, 오일 가용성 황화 유기 화합물, 오일 가용성 아민 산화방지제, 오일 가용성 유기 보레이트, 오일 가용성 유기 포스파이트, 오일 가용성 유기 포스페이트, 오일 가용성 유기 디티오포스페이트 및 이의 혼합물을 포함한다. 상기 산화방지제는 무(無) 금속일 수 있으며 (즉, 술페이트화 회를 생성할 수 있는 금속이 없음), 따라서, 대부분 바람직하게 (ASTM D874로 측정했을 때, 1 중량% SASH 이하의 술페이트화 회 수치를 갖는) 무회성이다.
본 발명에서 유용한 적합한 산화방지제의 대표적인 예는 U.S.특허 No. 5,102,566 에서 발견된다. 본 발명에서 유용한 적합한 산화방지제의 대표적인 추가예는 U.S. 특허출원공보 No. 2001/0012821A1 에서 발견된다. 상술한 문헌의 개시부는 본원에 참고로서 혼입된다.
마찰
보정제
마찰 보정제는 윤활유 조성물에 적합한 마찰 특징을 부여하는 역할을 한다.
마찰 보정제는 지방족 아민 또는 에톡시화 지방족 아민, 지방족 지방산 아민, 지방족 카르복실산, 글리세롤 페네이트로 예시되는 지방산의 글리세롤 에스테르 같은 폴리올의 지방족 카르복실 에스테르, 지방족 카르복실 에스테르-아미드, 지방족 포스포네이트, 지방족 포스페이트, 지방족 티오포스포네이트, 지방족 티오포스페이트 등 같은 화합물을 포함하고, 여기서 지방족기는, 화합물에 적합하게는 오일 가용성을 부여하기 위해, 약 8 개 이상의 탄소 원자를 통상적으로 함유한다. 또한, 하나 이상의 지방족 숙신산 또는 무수물을 암모니아와 반응시켜 형성된 지방 족 치환 숙신이미드가 적합하다. 본 발명에서 사용되기에 추가적으로 적합한 것은 몰리브덴을 함유하는 마찰 보정제이다.
몰리브덴 함유 마찰 보정제의 대표적인 예는 U.S. 특허 Nos. 5,650,381; RE37,363E; 5,628,802; 4,889,647; 5,412,130; 4,786,423; 4,812,246; 5,137,647; 5,364,545; 5,840,672; 5,925,600; 5,962,377; 5,994,277; 6,017,858; 6,150,309; 6,174,842; 6,187,723; 6,268,316; 유럽 특허 Nos. EP 222 143 B1; EP 281 992 B1; EP 719 314 B1; EP 719 315 B1; EP 874 040 A1; EP 892 037 A1; EP 931 827 A1; EP 1 041 134 A1; EP 1 041 135 A1; EP 1 087 008 A1; EP 1 088 882 A1; EP; 일본 특허 No. JP 11035961; 및 국제 특허공보 Nos. WO 95/07965; WO 00/08120; WO 00/71649 에서 발견되는 것을 포함한다.
적합한 마찰 보정제의 대표적인 예는 U.S.특허 Nos. 3,933,659; 4,105,571; 3,779,928; 3,778,375; 3,852,205; 3,879,306; 3,932,290; 3,932,290; 4,028,258; 4,344,853; 5,102,566; 6,103,674; 6,174,842; 6,500,786; 6,500,786; 및 6,509,303 에서 발견된다. 적합한 마찰 보정제의 대표적인 추가예는 U.S.특허출원공보 No. 2002/0137636 A1 에서 발견된다. 상기 문헌의 개시부는 본원에 참고로서 혼입된다.
실시예
본 발명은 하기 실시예에 의해 설명된다.
윤활제 조성물이 하기 표시된 대로 존재하는 성분을 배합하여 제조되었다. 결과를 하기 표 1 내지 3 에서 나타낸다. 마찰 측정은 상술한 바와 같이, 백분 율 또는 부피로 표현된다. 미사용 5 마이크론 여과막이 각각의 시험에 대해 사용되었다.
표 1
본 발명의 조성물을 사용하고, 사용하지 않은 Kuwait Petroleum Company(KPC) 원료에 대한 결과
* C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 45 중량%로, 광물성 담체 오일을 55 중량%로 포함하는 조성물.
** 미사용 팩은, 각각 1:5:22의 중량비(상기 미사용 팩이 최종 윤활유의 전체 중량의 5.6%를 차지할 때, 최종 윤활유의 전체 중량의 각각 0.2%, 1% 및 4.4%와 동일함)의 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 45 중량%로, 광물성 담체 오일을 55 중량% 로 포함하는 조성물, HiTEC 637 및 HiTEC 343 으로 이루어지고, 각각 제공된 시험에서 존재하는 다른 성분에 첨가되기 이전에, 함께 배합되어 첨가제 팩을 제조한다.
표 2
본 발명의 조성물을 사용하고, 사용하지 않은
Repsol
YPF
원료에 대한 결과
* C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 45 중량% 및 광물성 담체 오일 을 55 중량%로 포함하는 조성물.
표 3
다른 기저 원료에 대한 시험
* C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 45 중량%로, 광물성 담체 오일을 55 중량%로 포함하는 조성물.
표 1 내지 3에 예시된 결과는 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 적절한 농도에서 포함하는 배합물에 의해 나타나는 여과 성능에 있어서, 현저한 개선을 설명한다. 표 5와 연관하여, Shell 기저 원료가 적절한 농도의 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체의 첨가 없이, Scania 규격을 충족시키는 것은 주목할 만하다. 이는, Shell 기저 원료가 제조 공정 동안의 왁스를 제거하기 위해 여과되기 때문이다. 임의의 경우에, 적절한 농도의 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체의 상기 기저 원료에 대한 첨가는 최종 오일 배합물의 여과성에 손실적인 영향으로 나타나지 않고, 적절한 농도의 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체의 Shell 기저 원료에 대한 첨가에 기인한 최종 윤활유는 Scania 규격(STO 1:0)을 충족시키는 것을 보여준다.
(상기 실험 및 통상적인 산업에서 사용되는) 특정 성분의 성질은 다음과 같다:
물성 | |
Plexol 156 | 유동점 강하제 |
HITEC 623 | 유동점 강하제 |
HITEC 343 | 기어 첨가제 패키지 |
HITEC 637 | 분산제 |
HITEC 388 | 완전 제형화 기어 패키지 |
이상에서 살펴본 바와 같이, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체가 최종 윤활유의 0.1 내지 0.3 중량%를 차지하도록 하는, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체의 윤활유 첨가제로서의 용도는 상기 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 광물성 오일 기재 윤활유에 첨가하는 것을 포함하며, 상기 광물성 오일 기재 윤활유의 현저한 여과성능을 달성할 수 있다.
Claims (21)
- C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체가 최종 윤활유의 0.1 내지 0.3 중량%를 차지하도록, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 윤활유 첨가제로 사용하는 방법에 있어서, 상기 방법은 상기 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체의 광물성 오일 기재 윤활유에 대한 첨가를 포함하는, 상기 광물성 오일 기재 윤활유의 여과성을 개선하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 광물성 오일 기재 윤활유는 기어 오일인 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 최종 윤활유 (상기 사용에 기인한 오일)의 평균 CETOP 여과 단계 2 시험치가 90% 초과인 방법.
- 제 3 항에 있어서, 최종 윤활유 (상기 사용에 기인한 오일)은 Scania 규격(STO 1:0)을 충족시키는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체가 최종 윤활유의 0.1 또는 0.2 중량%를 차지하는 방법.
- C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 포함하는 조성물의 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 사용 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 조성물은 C12-20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 45 중량%로, 광물성 담체 오일을 55 중량%로 포함하는 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 조성물이 100 ℃에서 800 mm2/s의 점도(ASTM D4052)를 갖는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광물성 오일 기재 윤활유는 80W-90 또는 85W-140의 점도를 갖는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광물성 오일 기재 윤활유는 자동차 또는 공업적 용도에 사용되는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광물성 오일 기재 윤활유는 부분 합성 기저 원료인 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광물성 오일 기재 윤활유는 브라이트 스톡(brightstock)을 포함하는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광물성 오일 기재 윤활유는 Kuwait Petroleum Company, Respol YPF, Total, Esso 또는 SAFOR 기저 원료인 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광물성 오일 기재 윤활유, 최종 윤활유, 또는 광물성 오일 기재 윤활유 및 최종 윤활유가 추가 첨가제를 포함하고, 상기 추가 첨가제가, 광물성 담체 오일에서 C12-20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 포함하는 조성물 이전에, 조성물과 동시에, 또는 후속적으로 광물성 오일 기재 윤활유 또는 최종 윤활유에 첨가되는 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 광물성 오일 기재 윤활유는 제형화 기어 윤활제 조성물인 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에서 정의된 사용 방법으로부터 기인한 최종 윤활유.
- 기어 또는 차축의 금속 표면의 윤활 방법에 있어서, 제 16 항에서 정의된 최종 윤활유를 상기 금속 표면에 적용하는 것을 포함하는 방법.
- 제 17 항에 있어서, 제 16 항에서 정의된 최종 윤활유를 변속기 또는 차축에 첨가하고, 상기 변속기 또는 차축을 조작하는 것을 포함하는 방법.
- 제 17 항에 따른 방법으로 윤활된 기어 또는 차축.
- 제 1 항 또는 제 2 항에서 정의된 용도의, C12 -20 폴리알킬 메트아크릴레이트 중합체를 광물성 담체 오일에 포함하는 조성물.
- 제 20 항에서 정의된 조성물을 포함하는 기어 첨가제 패키지.
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