KR101166395B1 - 윤활유 조성물에서 내마모성 첨가제 용도의 인-함유 화합물들의 조합물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 인화합물, 제2 인화합물, 및 제3 인화합물을 포함하며, 윤활유 조성물에 약 120 내지 약 350 ppm의 인을 제공하도록 제1 인화합물이 윤활유 조성물에 존재하는, 윤활유 조성물에 관한 것이다. 본 윤활유 조성물은 견고한 내-마모성 및 감소된 공식을 제공한다.

Description

윤활유 조성물에서 내마모성 첨가제 용도의 인-함유 화합물들의 조합물{COMBINATIONS OF PHOSPHORUS-CONTAINING COMPOUNDS FOR USE AS ANTI?WEAR ADDITIVES IN LUBRICANT COMPOSITIONS}
본 발명은 내공식 (anti-pitting) 성능을 유지하면서도 견고한 내마모 특성을 제공하는 윤활 유체에서 사용될 수 있는 윤활제 첨가제 및 이의 조합물에 관한 것이다. 또한 본 발명은 윤활제 첨가제 및 윤활제 첨가제를 함유하는 농축물 제조방법 및 윤활제 첨가제를 함유한 윤활 유체로 윤활 처리된 기구에 관한 것이다.
윤활 조성물은 작동 조건에 있는 기계 손상을 방지하기 위하여 사용된다. 특히, 계면 윤활 조건에서, 윤활제는 유해한 금속-및-금속 접촉을 최소화하도록 작용되어야 한다. 윤활제 첨가제는 계면 윤활 조건을 보호하지만 때로는 다른 성능에 역효과를 주기도 한다.
예를들면, 윤활제는 리징, 파형, 스폴링 등과 같은 일련의 표면피로를 보호하지만, 공식과 같은 기타 표면피로에 불리하게 작용된다. 따라서 우수한 내마모 성능 및 양호한 내공식 성능 양자를 제공할 수 있는 첨가제들의 조합물이 제공되는 것이 바람직하다. 특히, 고온 L-37 테스트와 같은 차량 스크리닝 테스트에 의해 입증될 수 있는 개선된 내마모성 및 FZG 공식 테스트에 의해 입증되는 개선된 공식 성능을 제공할 수 있는 윤활유 조성물의 필요성이 대두된다.
하기되는 바와 같이 소정 첨가제 조합물은 윤활 조성물로 용이하게 조제되어 이러한 소망하는 윤활제 성능 특성을 제공하기 위한 새로운 해법을 제공한다.
본 발명은 미국, 유럽 및 아시아를 포함한 전 세계의 주문자 상표에 의한 제품 생산자 (OEM) 및 서비스 요청 요건을 충족시킬 수 있는 새로운 윤활유 조성물을 기술한다.
본 발명의 일 실시예는 윤활유 조성물을 제공하며, 이는 O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산이 에폭사이드와 반응하여 생성물을 생성하고, 생성물이 오산화인과 반응하여 산 인산염 중간체를 생성하고 최소한 중간체 대부분을 최소한 하나의 제1 아민으로 중화하여 형성되는 제1 인화합물, 황 공급원이 디히드로카르빌 아인산염과 반응하여 형성되는 제2 인화합물, 및 산 인산염이 최소한 하나의 제2 아민과 반응하여 형성되는 제3 인화합물을 포함하며, 윤활유 조성물에 약 120 내지 약 350 ppm의 인을 제공하도록 제1 인화합물이 윤활유 조성물에 존재하고, 제1 및 제2 아민은 동일하거나 상이하다.
다른 예에서, 윤활유 조성물에 존재하는 인의 총 함량은 약 500 내지 약 1500 ppm이다.
다른 예에서, 윤활유 조성물에 존재하는 인의 총 함량은 약 800 내지 약 1100 ppm이다.
일부 예에서, O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산은 O, O-디(4-메틸-2-페닐) 포스포로디티오산이다.
일부 예에서, O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산은 O, O’-디-n-헥실포스포로디티오산이다.
일부 예에서, 에폭사이드는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 스티렌 옥사이드, 알파-메틸스티렌 옥사이드, p-메틸-스티렌 옥사이드, 시클로헥센 옥사이드, 시클로펜텐 옥사이드, 도데센 옥사이드, 옥타데센 옥사이드, 2,3-부텐 옥사이드, 1,2-부텐 옥사이드, 1,2-옥텐 옥사이드, 3,4-펜텐 옥사이드, 및 4-페닐-1,2-시클로헥센 옥사이드로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 제1 아민은 지방족 아민, 방향족 아민, 고리형-지방족 아민, 헤테로고리 아민, 및 카르복실 아민으로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 제1 아민은 C11-C14 3급 알킬 1차 아민의 혼합물이다.
일부 예에서, 아민은 다음으로 이루어진 군에서 선택된 지방족 아민이다: tert-옥틸 아민, tert-도데실 아민, tert-테트라데실 아민, tert-옥타데실 아민, 세틸 아민, 베헤닐 아민, 스테아릴 아민, 아이코실 아민, 도코실 아민, 테트라코실 아민, 헥사트리아콘타닐 아민, 펜타헥사콘타닐 아민, 시클로헥실 아민, n-헥실아민, 도데실아민, 디-도데실아민, 트리도데실아민, N-메틸-옥틸아민, 부틸아민, 올레일 아민, 미리스틸 아민, N-도데실 트리메틸렌 디아민, 아닐린, o-톨루이딘, 벤지딘, 페닐렌 디아민, N,N'-디-sec-부틸페닐렌 디아민, 베타-나프틸아민, 알파-나프틸아민, 몰포린, 피페라진, 메탄 디아민, 시클로펜틸 아민, 에틸렌 디아민, 헥사메틸렌 테트라민, 옥타메틸렌 디아민, 및 N,N'-디부틸페닐렌 디아민.
일부 예에서, 아민은 다음으로 이루어진 군에서 선택된 히드록시-치환된 아민이다: 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 이소프로판올아민, p-아미노페놀, 4-아미노-나프톨-1, 8-아미노-나프톨-1, 베타-아미노알리자린, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올, 4-아미노-4'-히드록시-디페닐 에테르, 2-아미노-레조르시놀, N-4-히드록시부틸-도데실 아민, N-2-히드록시에틸-n-옥틸아민, N-2-히드록시프로필 디노닐 아민, N,N-디-(3-히드록시프로필)-tert-도데실 아민, N-히드록시트리에톡시에틸-tert-테트라데실 아민, N-2-히드록시에틸-tert-도데실 아민, N-히드록시헥사프로폭시프로필-tert-옥타데실 아민, 및 N-5-히드록시펜틸 디-n-데실 아민.
일부 예에서, 디히드로카르빌 아인산염은 디부틸 수소 아인산염이다.
다른 예에서, 디히드로카르빌 아인산염은, 디라우릴 수소 아인산염, 디부틸 수소 아인산염 및 디올레일 아인산염으로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 황 공급원은 황, 황화 이소부틸렌 및 다황화물로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 산 인산염은 모노-히드로카르빌 산 인산염, 디-히드로카르빌 인산염 또는 모노-히드로카르빌 산 인산염 및 디-히드로카르빌 산 인산염의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 산 인산염은 아밀 산 인산염, 비스-2-에틸헥실 산 인산염, 및 디아밀 산 인산염으로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 윤활유 조성물은 다량의 베이스 오일을 더욱 포함한다.
일부 예에서, 윤활유 조성물은 숙신이미드 분산제, 숙신산 에스테르 분산제, 숙신산 에스테르-아미드 분산제, 만니히 (Mannich) 염기 분산제, 이들의 인산화 형태, 및 이들의 붕소화 형태로 이루어진 군에서 선택된 유용성 무회(ashless) 분산제를 더욱 포함한다.
일부 예에서, 윤활유 조성물은 하나 이상의 에어 배출 첨가제, 산화방지제, 부식방지제, 소포제, 금속성 세정제, 유기인 화합물, 봉합-팽창제, 점도지수 개선제, 및 극압첨가제를 더욱 포함한다.
다른 예에서, 본 발명은 기계부품 윤활방법을 포함하며, 이는 O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산이 에폭사이드와 반응하여 생성물을 생성하고, 생성물이 오산화인과 반응하여 산 인산염 중간체를 생성하고 최소한 중간체 대부분을 최소한 하나의 제1 아민으로 중화하여 형성되는 제1 인화합물, 황 공급원이 디히드로카르빌 아인산염과 반응하여 형성되는 제2 인화합물, 및 산 인산염이 최소한 하나의 제2 아민과 반응하여 형성되는 제3 인화합물을 포함하며, 약 120 내지 약 350 ppm의 인을 제공하도록 제1 인화합물이 존재하고, 제1 및 제2 아민은 동일하거나 상이한, 윤활유 조성물로 기계부품을 윤활 처리하는 것이다.
일부 예에서, 기계부품은 기어, 액슬, 차동장치, 엔진, 크랭크축, 변속기 또는 클러치를 포함한다.
일부 예에서, 변속기는 자동변속기, 수동변속기, 자동화 수동변속기, 반-자동 변속기, 이중 클러치 변속기, 무단변속기, 트로이달 변속기로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 클러치는 연속 슬리핑 토크 전환기 (slipping torque converter) 클러치, 슬리핑 토크 전환기 (slipping torque converter) 클러치, 락업(lock-up) 토크 전환기 클러치, 시동(starting) 클러치, 하나 이상의 쉬프트 클러치 또는 전자제어 전환기 클러치를 포함한다.
일부 예에서, 기어는 자동차 기어, 고정 기어박스 및 액슬 로 이루어진 군에서 선택된다..
일부 예에서, 기어는 하이포이드 기어, 평(spur) 기어, 헬리컬 기어, 바벨 기어, 웜 기어, 랙 및 피니언 기어, 유성기어세트, 인벌류트 기어로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 차동장치는 선형 차동장치, 회전 차동장치, 제한 슬립 차동장치, 클러치-타입 제한 슬립 차동장치 및 잠금 차동장치로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 엔진은 내연엔진, 로터리 엔진, 가스터빈 엔진, 4-행정 엔진 및 2-행정 엔진으로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 엔진은 피스톤, 베어링, 크랭크축 및/또는 캠축을 포함한다.
또 다른 예는 테스트 장비를 이용하여 조성물의 윤활유 특성을 테스트 하는 방법을 포함하며, 이는 O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산이 에폭사이드와 반응하여 생성물을 생성하고, 생성물이 오산화인과 반응하여 산 인산염 중간체를 생성하고 최소한 중간체 대부분을 최소한 하나의 제1 아민으로 중화하여 형성되는 제1 인화합물, 황 공급원이 디히드로카르빌 아인산염과 반응하여 형성되는 제2 인화합물, 및 산 인산염이 최소한 하나의 제2 아민과 반응하여 형성되는 제3 인화합물을 포함하며, 약 120 내지 약 350 ppm의 인을 제공하도록 제1 인화합물이 존재하고, 제1 및 제2 아민은 동일하거나 상이한, 윤활유 조성물로 상기 테스트 장비를 윤활 처리하는 단계를 포함하고, 상기 테스트 장비는 브룩필드 점도계(Brookfield viscometer), 임의의 Vickers 테스트 장비, SAE No. 2 마찰 테스트기, 전기모터-구동 Hydra-Matic 4L60-E 자동변속기, ASTM D 471 또는 D 676 엘라스토머 적합성 테스트 장치(Elastomer Compatibility test equipment), NOACK 휘발성 테스트기, ASTM D 2882, D 5182, D 4172, D3233, 및 D2782 마모 테스트 용도의 임의 장비, ASTM 거품 테스트 장비, ASTM D 130 구리 부식 테스트 용도의 임의 장비, 국제 하비스터 시험방법(International Harvester Procedure Method)에서 요구되는 BT-9 녹 제어 테스트 용도의 특정 테스트 장치, ASTM D 892 거품 테스트에서 요구되는 테스트 장비, ASTM D 4998 기어 내마모성 성능 테스트에서 요구되는 테스트 장비, Link M1158 오일/마찰 기계, L-33-1 테스트 장비, L-37 테스트 장비, L-42 테스트 장비, L-60-1 테스트 장비, Strama 4-Square 전기 모터-구동 시험기, FZG 테스트 장비 및 부품, SSP-180 시험기, ASTM D 5579 고온 사이클 내구성 시험용 테스트 장비, Sauer-Danfoss Series 22 또는 Series 90 축 피스톤 펌프, John Deere Synchro-Plus 변속기, SRV-마찰 마모 시험기, 4-볼 테스트 장비, LFW-1 테스트 장비, 스프래그(sprag) 클러치 오버-러닝 (over-running) 마모 테스트 (SCOWT) 장비, API CJ-4 엔진 테스트, L-33 습기 부식 테스트, 고온 사이클 내구성 테스트 (ASTM D 5579), 288-시간 VE 엔진오일 성능 테스트, L-38 표준 윤활유 테스트, Denison P46 피스톤 펌프 테스트 스탠드, Sundstrand 동적 부식 테스트 스탠드, 블록-온-링 테스트 장비, 및 Mercon®, Mercon® V, Dexron® III, Dexron® III-H, Caterpillar® TO-4, Allison® C-4, JASO. GF-4, GF-5, MIL- E, MIL-L, 및 Sequences Il 내지 VIII 상표의 테스트 분석에 요구되는 임의 테스트 장비로 이루어진 군에서 선택된다.
또 다른 예에서, 윤활성 유체의 내마모 특성 개선 방법을 포함하며, 이는 O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산이 에폭사이드와 반응하여 생성물을 생성하고, 생성물이 오산화인과 반응하여 산 인산염 중간체를 생성하고 최소한 중간체 대부분을 최소한 하나의 제1 아민으로 중화하여 형성되는 제1 인화합물, 황 공급원이 디히드로카르빌 아인산염과 반응하여 형성되는 제2 인화합물, 및 산 인산염이 최소한 하나의 제2 아민과 반응하여 형성되는 제3 인화합물을 포함하며, 약 120 내지 약 350 ppm의 인을 제공하도록 제1 인화합물이 존재하고, 제1 및 제2 아민은 동일하거나 상이한, 윤활유 조성물의 유효량을 윤활성 유체에 포함하는 것이다.
또 다른 예에서 윤활이 필요한 차량 부품을 윤활 처리할 때 윤활성 유체의 내마모 및 공식 특성 개선 방법을 포함하며, 이는 베이스 오일 및 O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산이 에폭사이드와 반응하여 생성물을 생성하고, 생성물이 오산화인과 반응하여 산 인산염 중간체를 생성하고 최소한 중간체 대부분을 최소한 하나의 제1 아민으로 중화하여 형성되는 제1 인화합물, 황 공급원이 디히드로카르빌 아인산염과 반응하여 형성되는 제2 인화합물, 및 산 인산염이 최소한 하나의 제2 아민과 반응하여 형성되는 제3 인화합물을 포함하며, 약 120 내지 약 350 ppm의 인을 제공하도록 제1 인화합물이 존재하고, 제1 및 제2 아민은 동일하거나 상이한, 윤활유 조성물을 포함한 유체를 윤활이 필요한 차량 부품에 첨가하고 유체를 가지는 차량 부품을 작동시키는 것이다.
일부 예에서, 유체의 내마모 및 공식 성능은 윤활유 조성물이 없는 윤활성 유체 성능에 비하여 개선된다.
또한 본 개시는 보호기를 가지는 화합물을 포함한다. 본 분야의 기술자는 본 개시 화합물들이 정제 또는 저장에 유용하며 윤활 처리되는 기구에 사용되기 전에 제거되는 소정의 보호기를 가지고 제조될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 작용기 보호 및 제거에 관한 것은 "Protective Groups in Organic Chemistry", J. W. F. McOmie, Plenum Press (1973) 출판 및 "Protective Groups in Organic Synthesis", 3판, T. W. Greene and P. G. M. Wuts, Wiley- lnterscience (1999)에 기재되어 있다.
본 개시 화합물은 개시된 화합물의 모든 입체이성질체 (예를들면, 시스 및 트랜스 이성질체) 및 모든 광학 이성질체 (예를들면 R 및 S 거울상이성질체)뿐 아니라 이러한 이성질체의 라세믹, 부분입체이성질체 및 이러한 이성질체의 기타 혼합물을 포함한다.
본 개시 화합물 및/또는 염은 다양한 호변이성질체 형태, 예를들면 엔올 및 이민 형태, 및 케토 및 엔아민 형태 및 이들의 기하이성질체 및 혼합물로 존재할 수 있다. 이러한 모든 호변이성질체 형태는 본 개시 범위에 포함된다. 용액에서는 호변이성질체 혼합물로 호변이성질체가 존재한다. 고체 형태에서, 통상 하나의 호변이성질체가 우세하다. 하나의 호변이성질체가 기재된다고 하더라도 본 개시는 본 화합물의 모든 호변이성질체를 포함한다.
또한 본 개시는 회전장애이성질체를 포함한다. 회전장애이성질체는 회전 제한 이성질체로 분리될 수 있는 화합물을 언급한다.
본 개시 화합물은 올레핀-유사 이중결합을 가진다. 이러한 결합이 존재할 때, 본 개시 화합물은 시스 및 트랜스 배열 및 이의 혼합물로 존재할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 “오일 조성물”, “윤활 조성물”, “윤활성 오일 조성물”, “윤활성 오일”, “윤활유 조성물”, “완전히 제제된 윤활유 조성물” 및 “윤활유”는 동의어로 간주되고, 다량의 베이스 오일 및 소량의 첨가제 조성물을 포함한 완성된 윤활유 생성물을 언급하는 상호 교환적 용어이다.
본원에서 사용되는 용어 “첨가제 패키지”, “첨가제 농축물” 및 “첨가제 조성물”은 동의어로 간주되고, 다량의 베이스 오일 스톡 혼합물이 제외된 윤활성 조성물 일부를 언급하는 상호 교환적 용어이다.
본원에서 사용되는 용어 “조제” 및 “첨가제”는 동의어로 간주되고, 다량의 베이스 오일 스톡 혼합물이 제외된 윤활성 조성물의 임의 단일 기능성 성분을 언급하는 상호 교환적 용어이다.
본원에서 사용되는 용어 “공식”은 금속 예를들면 차량 기어에 작은 구멍을 발생시키는 국부 부식의 형태를 언급한다.
본원에서 사용되는 용어 “히드로카르빌 치환체” 또는 “히드로카르빌 그룹”은 본 분야의 기술자에게 공지된 통상적인 의미로 사용된다. 특히, 이는 분자에 직접 결합된 탄소원자를 가지며 주로 탄화수소 특성을 가지는 그룹을 언급한다. 히드로카르빌 그룹의 예로는 다음을 포함한다:
탄화수소 치환체, 즉 지방족 (예를들면 알킬 또는 알케닐), 지방족고리 (예를들면 시클로알킬, 시클로알케닐) 치환체, 및 방향족-, 지방족- 및 지방족고리-치환 방향족 치환체 뿐 아니라 고리가 분자 다른 부분을 통하여 완성되는 고리형 치환체 (예를들면 두 치환체가 함께 하나의 고리를 형성);
치환된 탄화수소 치환체, 즉 본 발명의 문맥상으로 탄화수소 치환체를 크게 변화시키지 않는 비-탄화수소 그룹(예를들면 할로 (특히 클로로 및 플루오로), 히드록시, 알콕시, 메르캅토, 알킬메르캅토, 니트로, 니트로소, 및 설폭시)을 가지는 치환체;
헤테로 치환체, 즉 본 발명의 문맥상으로 탄화수소 특성을 주로 가지지만 탄소원자로 이루어진 고리 또는 사슬에서 탄소가 아닌 원소를 가지는 치환체. 헤테로원자들은 황, 산소, 질소를 포함하고 피리딜, 푸릴, 티엔일 및 이미다졸릴과 같은 치환체를 포함한다. 일반적으로 2 이하, 바람직하게는 1 이하의 비-탄화수소 치환체가 히드로카르빌 그룹에서의 매 10개의 탄소원자들에 존재하며, 통상적으로 히드로카르빌 그룹에서 비-탄화수소 치환체는 존재하지 않는다.
본 개시의 추가적인 목적 및 이점들은 하기 상세한 설명에 부분적으로 기재되고, 및/또는 본 개시를 구현하여 습득될 것이다. 본 개시의 목적 및 이점들은 첨부된 청구범위에서 특히 지적된 요소 및 조합에 의해 실현되고 달성될 것이다.
상기 일반적인 기술 및 하기 상세한 기술은 예시적이고 설명만을 위한 것이며 청구되는 바와 같이 본 개시를 제한하는 것이 아니라는 것을 이해하여야 할 것이다.
본 발명의 윤활성 조성물은 다중-성분의 인 내마모성 시스템을 포함한다. 내마모성 시스템은 하기 반응식 1에서 더욱 완전하게 기술된다.
Figure 112010053465738-pat00001
화합물 A
본 발명의 인 성분의 내마모성 시스템은 제1 인 화합물 A을 포함한다. 화합물 A는 반응 생성물이고, 이는 먼저 O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산 1이 에폭사이드 2와 반응하여 중간체 화합물 3을 생성한다. 중간체 화합물 3은 오산화인 4와 반응하여 중간체 화합물 5를 제공한다. 중간체 화합물 5는 아민 6으로 아민화되어 최종 반응 생성물 7 또는 A를 제공한다.
화합물 A 합성에 사용되는 적합한 에폭사이드 2는 제한적이지는 않지만, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 스티렌 옥사이드, 알파-메틸스티렌 옥사이드, 등을 포함하나, R3, R4, R5 및 R6은 독립적으로 수소 또는 임의의 C1-C30 히드로카르빌 그룹일 수 있다.
화합물 A 합성에 사용되는 적합한 포스포로디티오산은 오황화인을 알코올 또는 페놀과 반응시켜 제조될 수 있다. 전형적인 제법에서, 반응은 오황화인 몰 당 4몰의 알코올 또는 페놀이 포함되고 약 50℃ 내지 약 200℃ 온도범위에서 수행된다. 하나의 특정 예에서, O, O-디-n-헥실포스포로디티오산 제조는 오황화인 및 4몰의 n-헥실 알코올과의 약 100℃에서 약 2시간 반응으로 이루어진다. 황화수소가 방출되고 상기 산이 잔류된다. 그러나, 알코올에 의해 제공되는 R1 및 R2 와 같은 R그룹은 독립적으로 동일한 또는 다른 C1-C30 히드로카르빌 그룹이나, 전형적으로는 부틸, 라우릴, 4-메틸-2-펜탄일 등이다.
적합한 아민 6은 지방족 아민, 방향족 아민, 고리형-지방족 아민, 헤테로고리 아민, 및 탄소고리 아민을 포함한다. 적합한 아민 6은 약 4 내지 약 30개의 지방족 탄소원자들을 가진다. 더욱 적합한 아민 6은 최소한 8개의 탄소원자들을 가지는 지방족 1차 아민을 포함하고 화학식 R”-NH2을 가지며, 여기에서 R”은 예를들면 지방족 라디칼 즉 tert-옥틸, tert-도데실, tert-테트라데실, tert-옥타데실, 세틸, 베헤닐, 스테아릴, 아이코실, 도코실, 테트라코실, 헥사트리아콘타닐 및 펜타헥사콘타닐일 수 있다. 적합한 지방족 아민의 예시로는 제한적이지는 않지만, 시클로헥실 아민, n-헥실아민, 도데실아민, 디-도데실아민, 트리-도데실아민, N-메틸-옥틸아민, 부틸아민, 올레일 아민, 미리스틸 아민, N-도데실 트리메틸렌 디아민, 아닐린, o-톨루이딘, 벤지딘, 페닐렌 디아민, N,N'-디-sec-부틸페닐렌 디아민, 베타-나프틸아민, 알파-나프틸아민, 몰포린, 피페라진, 메탄 디아민, 시클로펜틸 아민, 에틸렌 디아민, 헥사메틸렌 테트라민, 옥타메틸렌 디아민, 및 N,N'-디부틸페닐렌 디아민을 포함한다.
또한, 히드록시-치환된 아민이 적합하며 제한적이지는 않지만, 예를들면 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 이소프로판올아민, p-아미노페놀, 4-아미노-나프톨-1, 8-아미노-나프톨-1, 베타-아미노알리자린, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올, 4-아미노-4'-히드록시-디페닐 에테르, 2-아미노-레조르시놀, N-4-히드록시부틸-도데실 아민, N-2-히드록시에틸-n-옥틸아민, N-2-히드록시프로필 디노닐아민, N,N-디-(3-히드록시프로필)-tert-도데실 아민, N-히드록시트리에톡시에틸-tert-테트라데실 아민, N-2-히드록시에틸-tert-도데실 아민, N-히드록시헥사프로폭시프로필-tert-옥타데실 아민, 및 N-5-히드록시펜틸 디-n-데실 아민을 포함한다.
일부 예에서, 디히드로카르빌 아인산염은 디부틸 수소 아인산염이다.
다른 예에서, 디히드로카르빌 아인산염은, 디라우릴 수소 아인산염, 디부틸 수소 아인산염 및 디올레일 아인산염으로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 황 공급원은 황, 황화 이소부틸렌 및 다황화물로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 산 인산염은 모노-히드로카르빌 산 인산염, 디-히드로카르빌 인산염 또는 모노-히드로카르빌 산 인산염 및 디-히드로카르빌 산 인산염의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된다.
일부 예에서, 산 인산염은 아밀 산 인산염, 비스-2-에틸헥실 산 인산염, 및 디아밀 산 인산염으로 이루어진 군에서 선택된다.
화합물 B
화합물 A와 함께, 본 발명의 인 성분의 내마모 시스템은 제2의 인 화합물 B를 포함한다. 화합물 B 또는 반응 생성물 10는 황 공급원 9이 디히드로카르빌 아인산염 8과 반응하여 생성된다.
전형적인 디히드로카르빌 아인산염 8은 예를들면 디부틸 수소 아인산염, 디라우릴 수소 아인산염, 디올레일 아인산염 등을 포함하지만, R7 및 R8은 독립적으로 수소 또는 동일한 또는 다른 C1-C30 히드로카르빌 그룹일 수 있다.
본 분야의 기술자에게 공지된 다양한 황 공급원 9이 사용될 수 있다. 전형적인 예시로는 원소상태 황, 황화 이소부틸렌 및 다황화물 등을 포함한다.
화합물 C
화합물 A, B와 함께, 본 발명의 인 성분의 내마모 시스템은 제3의 인 화합물 C를 포함한다. 화합물 C 또는 반응 생성물 13은 히드로카르빌 산 인산염 11 및 아민 12와의 반응으로 형성된다.
전형적인 히드로카르빌 산 인산염 11은 모노-, 디- 및 모노- 및 디히드로카르빌 혼합물, 예를들면 아밀 산 인산염, 비스-2-에틸헥실 산 인산염, 디아밀 산 인산염을 포함하지만, R9 및 R10은 독립적으로 동일한 또는 다른 C1-C30 히드로카르빌 그룹일 수 있다.
아민 12는 아민 6과 동일하거나 다를 수 있다. 아민 12는 아민 6에 대하여 상기된 다양한 모든 경우를 포함한다.
내마모성 확인
본 발명의 내마모 시스템은 인 화합물들의 복잡한 혼합물을 제공한다. 본 분야의 기술자는 소정의 분광학적 기술로 복합한 인 화합물들의 혼합물 및 상대적인 함량을 설명할 수 있다. 윤활유 조성물에 있는 인화합물의 함량 및 종류를 결정하기에 유용한 분광학적 수단은 인-31 핵자기공명분광법 (P31 NMR) 이다. 화합물 A, B 및 C에 있는 상이한 인 원자들은 상이한 화학적 환경에서 검출되며, 각 화합물의 P31 NMR 신호 즉 화학적 쉬프트 (ppm 단위) 또한 상이하다. 또한 P31 NMR 스펙트럼은 신호 적분이라는 NMR 기법을 이용하여 존재하는 개별 인화합물들에 대한 정량적 분석이 가능하다. 따라서 적분으로 측정되는 신호의 상대 강도를 포함한 P31 NMR 신호는 본 분야의 기술자로 하여금 완성 윤활유에 있는 하나 이상의 성분들을 가지는 내마모 시스템을 확인할 수 있는 분광학적 지문을 제공한다.
선택적인 첨가제 성분들
본 발명의 다른 측면에서, 상기 인 성분 첨가제 시스템을 가지는 윤활유 조성물은 첨가제 조성물로 제제될 수 있고 윤활성 유체를 얻기 위하여 베이스 오일과 혼합될 수 있다. 이러한 유체는 임의로 제한적이지 않게 하기된 하나 이상의 선택된 성분들 및 첨가제와 함께 제제될 수 있다. 이러한 첨가제는, 제한적이지 않지만 에어 배출 첨가제, 소포제 (거품 억제제), 산화방지제, 녹-방지 첨가제, 내마모성 첨가제, 색소, 부식방지제, 분산제, 극압제, 마찰개질제, 금속 비활성제, 금속성 세정제, 유기인화합물, 유동점 억제제, 봉합 팽창제, 및/또는 점도 지수 개선제를 포함한다. 일반적으로 첨가제는 무엇보다도 CV. Smalheer 등, Lubricant Additives, 페이지 1-11 (1967) 및 미국특허번호 4,105,571에 기재되어 있다. 보충적인 첨가제들은 상업적으로 입수될 수 있는 것들이다.
적합한 유용성 무회 분산제는 숙신이미드 분산제, 숙신산 에스테르 분산제, 숙신산 에스테르-아미드 분산제, 만니히 (Mannich) 염기 분산제, 이들의 인산화 형태, 및 이들의 붕소화 형태로 이루어진 군에서 선택된다.
임의의 첨가제를 선택함에 있어서, 선택된 성분(들)이 첨가제 패키지 및 완성된 윤활유 조성물에 용해되는지 또는 안정적으로 분산될 수 있는지 및 조성물의 다른 성분들과 양립될 수 있는지를 확인하는 것이 중요하다. 참고로, 본 분야의 기술자는 추가적인 임의 첨가제 또는 첨가제 조성물, 이의 함량을 선택하여 조성물의 성능 특성 예를들면 다른 특성보다 총 완성된 조성물에 적용될 때 필요하거나 원하는 저온 점성이 실질적으로 역으로 영향을 받지 않도록 할 수 있다.
일반적으로, 보조 첨가제 성분들은 윤활성 오일에서 베이스 유체의 특성 및 성질을 개선하기 위하여 소량 사용된다. 따라서 함량은 사용되는 베이스 유체 점도 특성, 완성된 유체의 점도 특성, 완성된 유체가 적용되는 서비스 조건 및 완성된 유체에서 요구되는 성능 특성과 같은 인자들에 따라 변경된다.
그러나, 포괄적으로 언급하면, 하기 베이스 유체에서 첨가 성분들의 대략적인 농도 (달리 표시되지 않으면 중량%)은 예시적인 것이다.
각각의 첨가제들은 이들의 기대 성능을 제공하기에 충분한 함량으로 선택 베이스 오일에 혼합된다. 특정 조성물에서의 유효함량은 쉽게 확정되지만 예시적 목적으로 대표적인 유효함량에 대한 대략적 가이드가 제공된다. 하기 함량은 완전히 제제된 윤활성 유체의 중량%로 표기된다.
성분 범위 1 및 2의 예시 (중량%)
내마모 화합물 0-10 0.3-6
분산제 0-20 0.5-8
EP 조제 0-5 2-4
녹방지제 0-1.5 0.05-1.0
부식방지제 0-5 0.05-3
항유화제 0-5 0.005-1.0
소포제 0-0.5 0.001-0.1
희석제 0-10 1.0-5.0
윤활성 베이스 오일 밸런스 밸런스
필요하다면, 사용되는 개별적인 성분은 따로 베이스 유체에 혼화되거나 다양한 하위배합으로 혼화될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일반적으로, 이러한 혼화 단계의 특정한 순서는 중요하지 않다. 더욱이, 이러한 성분은 희석제 중에 개별적인 용액 형태로 혼화될 수 있다. 그러나, 사용되는 첨가제 성분을 농축물의 형태로 혼화하는 것이 바람직하며, 이는 혼화 작업을 단순화시키고, 혼화 오류를 가능성을 감소하고, 종합적인 농축물에 의한 적합성 및 용해도 특성을 이용한다.
따라서, 농축물은 모든 첨가제 성분 및 만일 필요하다면 일부 베이스 오일 성분을 상기에 기술된 농도와 일관되는 완성 유체 혼합물이 수득되도록 조절된 양이 포함되도록 제제될 수 있다. 대부분의 경우, 첨가제 농축물은 취급 및 혼화를 용이하도록 하기 위해 경질미네랄 오일과 같은 하나 이상의 희석제를 포함할 것이다. 따라서, 용매가 완성된 유체 조성물의 저온 및 고온 및 인화점 특성 및 효율을 방해하지 않는 양으로 존재하는 한, 약 50 중량% 의 하나 이상의 희석제 또는 용매를 포함하는 농축물이 사용될 수 있다.
테스트 샘플
완성된 유체 테스트 샘플들 C0-C11 및 본 발명의 샘플 A 및 B는 표 1에 따라 내마모성 화합물 A, B 및/또는 C의 개별적 또는 조합물로 제조되었다. 각 제제는 상업적 기어 오일을 제제하기 위하여 본 분야의 기술자에 의해 사용되는 전형적인 첨가제를 포함하였다. 표 1에서 보이는 바와 같이 성능 이점을 보이기 위하여 내마모성 첨가제만이 변경되었다. 전형적인 기어 베이스 유체에서, 극압 첨가제는 하이포이드 기어를 보호하기 위하여 사용되었다. 활성 황이 있는 황화 이소부틸렌 극압 첨가제는 극압 성능을 부여하기 위하여 사용되었다. 붕소화 숙신이미드 무회 분산제는 기어 청결을 부여하기 위하여 사용되었다. 부식 억제제는 (카르복실) 산 및 아민 스틸 억제제, 및 톨릴트리아졸 및 티아디아졸 구리 부동태화제 (passivator)로 이루어지며, 철 및 구리 공격에 대한 보호를 위하여 사용되었다. 아크릴레이트- 및 실리콘-타입의 거품방지제는 양호한 거품 보호를 유지하기 위하여 사용되었다.
테스트 샘플 C0
테스트 샘플 C0은 상기 기어 패키지 및 완성된 윤활유에 300 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 아밀 산 인산염, 화합물 C의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 300 ppm이었다.
테스트 샘플 C1
테스트 샘플 C1은 상기 기어 패키지 및 완성된 윤활유에 525 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 아밀 산 인산염, 화합물 C의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 525 ppm이었다.
테스트 샘플 C2
테스트 샘플 C2는 상기 기어 패키지 및 250 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 디부틸 수소 아인산염, 화합물 B 및 525 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 2-에틸 헥실 산 인산염, 화합물 C의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 775 ppm이었다.
테스트 샘플 C3
테스트 샘플 C3은 상기 기어 패키지 및 250 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 디부틸 수소 아인산염, 화합물 B 및 750 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 2-에틸 헥실 산 인산염, 화합물 C의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 1000 ppm이었다.
테스트 샘플 C4
테스트 샘플 C4는 상기 기어 패키지 및 210 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 디부틸 수소 아인산염, 화합물 B 및 350 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 아밀 산 인산염, 화합물 C의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 560 ppm이었다.
테스트 샘플 C5
테스트 샘플 C5은 상기 기어 패키지 및 1200 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 아밀 산 인산염, 화합물 C의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 1200 ppm이었다.
테스트 샘플 C6
테스트 샘플 C6은 상기 기어 패키지 및 450 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 디부틸 수소 아인산염, 화합물 B 및 300 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 2-에틸 헥실 산 인산염, 화합물 C의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 750 ppm이었다.
테스트 샘플 C7
테스트 샘플 C7은 상기 기어 패키지 및 100 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산, 에폭사이드, 오산화인 및 아민의 반응생성물, 화합물 A, 450 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 디부틸 수소 아인산염, 화합물 B 및 300 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 아밀 산 인산염, 화합물 C의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 850 ppm이었다.
테스트 샘플 C8
테스트 샘플 C8은 상기 기어 패키지 및 500 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산, 에폭사이드, 오산화인 및 아민의 반응생성물, 화합물 A, 450 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 디부틸 수소 아인산염, 화합물 B 및 300 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 아밀 산 인산염, 화합물 C의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 1250 ppm이었다.
테스트 샘플 C9
테스트 샘플 C9는 상기 기어 패키지 및 1100 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산, 에폭사이드, 오산화인 및 아민의 반응생성물, 화합물 A의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 1100 ppm이었다.
테스트 샘플 Inv A
테스트 샘플 Inv A는 상기 기어 패키지 및 350 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산, 에폭사이드, 오산화인 및 아민의 반응생성물, 화합물 A, 450 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 디부틸 수소 아인산염, 화합물 B 및 300 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 아밀 산 인산염, 화합물 C의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 1100 ppm이었다.
테스트 샘플 Inv B
테스트 샘플 Inv B는 상기 기어 패키지 및 120 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산, 에폭사이드, 오산화인 및 아민의 반응생성물, 화합물 A, 450 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 디부틸 수소 아인산염, 화합물 B 및 300 ppm 인 성분이 제공되는 함량으로 아밀 산 인산염, 화합물 C의 내마모성 첨가제를 포함하였다. 유체 중 인의 총 함량은 870 ppm이었다.
고온 L-37 테스트
상기 테스트 샘플들에 대하여 325℉에서 윤활유를 테스트하기 위하여 변경된 고온 L-37 테스트 (ASTM D-6121에 의거)가 수행되었다. HT L-37은 고속, 저-토크 및 저속, 고-토크 운전 조건에서의 하이포이드 액슬 조립체에서 기어 윤활유의 하중-지지, 마모 및 극압 특성을 결정하기 위하여 사용된다. 테스트 장비는 뒤 차축 조립체, 엔진, 변속기 및 두 개의 대형 동력계를 포함한다. 차축은 440 액슬 rpm, 295℉ 윤활유 온도 및 9460 lb-in. 토크에서 100분 동안 운전된다. 이후 차축은 80 액슬 rpm, 325℉ 윤활유 온도 및 41,800 lb-in. 토크에서 16시간 동안 운전된다. 패스/실패 기준은 마모, 파형, 리징, 스폴링 및 융착을 포함한 여러 상이한 마모 분류에서 링 및 피니언 기어들에 대한 “심각한” 피로 (distress)가 있는지를 요한다.
하기 표 1에서, 테스트 결과에 의하면, 기어 피로는 “패스” 또는 “실패” 테스트 결과로 확인된다. 따라서, “실패”는 테스트 결과 심각한 기어 피로가 관찰된 것을 의미한다. “EOT Fe”는 테스트 완료 후 테스트 샘플에서 검출되는 철 함량을 의미한다 (“End of Test Iron”). 철이 테스트 유체에서 상당량 존재할 때, 기어 피로 및 내마모 보호의 손실이 있다는 것이다.
FZG 공식 테스트
또한 테스트 샘플들에 대하여 FZG 공식 테스트가 수행되었다. FZG 공식 테스트는 특수한 평 기어 (spur gear)에서의 윤활유 내공식 정도를 평가한다. “FZG”는 뮌휀 기술대학, 기어 연구센터, 기계 요소 연구소이다 ("Forschungsstelle fur Zahnrader und Getriebebau"). FZG 테스트 리그 (rig)는 일조의 로딩된 기어들 계면에서의 유체 윤활성 및 마모 보호 특성을 평가하기 위하여 설계된다. FZG 공식 테스트는 1997년 7월 FVA 연구 프로젝트 No.2 /IV에 기재된다. 기어들은 공지된 로드 조건 또는 스테이지로 설정된 CEC L-07-A-85에 의해 배면(back-to-back) 기어, 폐쇄 파워 회로 배열에서 비틀림 커플링을 통하여 로딩된다. 기어들은 변속 전기모터에 의해 회전되고 유체 온도는 가열 및/냉각 요소들로 제어된다. FZG 공식 테스트는 실패 또는 300시간 중 먼저 도달될 때까지 일정 로드, 온도 및 속도로 운전된다. 소정 간격 동안, 기어 이끝면이 공식 손상을 평가하기 위하여 검사된다. 공식(pitting)은 기어 이뿌리면에 대한 손상이며 여기에서 재료 입자들이 표면 주로 이뿌리 영역에서 석출된다. 표 1에서 “FZG 공식 Hrs”는 실패 이전에 달성되는 테스트 시간이다. 실패는, 테스트 기어 표면에서 나타나는 공식 면적 > 5 mm2 (단일 이의 4% 손상 또는 총 하중-지지 표면의 1% 손상)으로 정의된다. 하기 결과에서, 더 높은 수치들 (시간)이 바람직하다. 만일 상당한 공식이 300시간 후에 발생되지 않으면 테스트는 종료된다.
Figure 112010053465738-pat00002
이들 예에서 보이는 바와 같이, 광범위한 총 인 성분들 (300 ppm 내지 1200 ppm의 총 P)에도 불구하고 화합물 A가 100 ppm 이하인 샘플들 C0-C8은, 기어 피로로 인하여 하드웨어가 실패하거나 및/또는 end-of-test (EOT) 철 (Fe) 수준이 너무 높아서, HT L-37 테스트를 패스할 수 없었다. 그러나, 총 인 함량이 525 및 660 ppm인 비교 샘플들 C1 및 C4는 공식 없이 300 시간을 초과하여 FZG 공식 테스트를 패스하였다. 300 ppm 만의 인 총 함량을 가지는 비교 샘플 C0 역시 FZG 공식 테스트를 실패하였고 265시간 만을 지속하였다.
본 발명 샘플들 A 및 B는 화합물 A 100-350 ppm 및 나머지는 화합물 B 및 C로 제공되는 총 인 성분 750-1100 ppm을 포함한다. 이들 두 샘플들은 HT L-37에서 어떠한 기어 피로가 관찰되지 않고 16 시간 이상이며 테스트 종료 철 함량이 낮아 HT L-37 테스트를 통과하였다. 또한 공식 성능도 FZG 공식 테스트에서 300 시간 이후 공식이 발견되지 않아 양호하였다.
한편, 비교 샘플들 C9-C11은 1100 ppm 이상의 총 인 성분 및 350 ppm 이상의 화합물 A를 포함한다. 이들 샘플은 L-37 테스트를 패스하지만, 너무 많은 화합물 A로 인하여 고식 성능에 역효과를 주었다. 이들 샘플에서 공식은 FZG 공식 테스트에서 약 100 시간 만에 관찰되었다.
따라서, 본 발명자들은 놀랍게도 고온 L-37 및 FZG 공식 테스트 양자를 통과하는 최적화된 내마모 시스템을 찾았다. 본 성능은 최적화된 인 성분의 내마모 시스템에 의해 달성되며, 이는 특정 인 성분 수준의 조합을 포함하여 본 발명에서 개시된 인 성분 내마모 성분들의 조합에서 선택될 수 있다. 만일 너무 많은 화합물 A가 사용되면, 불량한 공식 성능이 나타나고, 너무 적으면 마모 성능이 낮아진다. 놀랍게도, 성능은 내마모 인 성분의 수준에 의존되지 않고, 오히려 기능 그룹으로써 디티오인산염, 티오인산염 및 인산염 부분들을 가지는 인 성분의 내마모 성분의 특정 조합에 따른다.
본 발명에 의한 윤활유 조성물 및/또는 윤활유 첨가제는 공식을 방지하면서도 견고한 내마모 성능을 보인다고 이해된다.
상세한 설명 및 청구항에서 사용되는 것과 같이, 'a' 및/또는 'an'의 의미는 하나 또는 하나 이상을 나타낸다. 별도로 표시되지 않는 한, 상세한 설명 및 청구항에서 사용되는, 성분의 양, 분자량, 퍼센트, 비율, 반응 조건 등의 특성을 나타내는 모든 숫자들은 모든 경우에 있어서 '약(about)'이란 용어에 의해 수식된 것으로 해석된다. 따라서, 반대로 표시되지 않는 한, 상세한 설명 및 청구항에 나타낸 수치 변수(numerical parameter)들은 본 발명에 따라 얻어지는 원하는 특성들에 의존하여 변할 수 있는 근사값이다. 최소한, 그리고 청구 범위에 대한 균등론 적용을 제한하려는 의도 없이, 각각의 수치 변수는, 적어도 보고된 유효 숫자의 개수의 견지에서 그리고 통상적인 반올림(rounding) 방법을 적용하여 해석되어야 한다. 본 발명의 넓은 범위를 나타내는 수치 범위 및 변수들이 근사값임에도 불구하고, 특정 실시예에 나타낸 수치들은 가능한 한 정밀하게 보고된다. 그러나, 임의의 수치는 각각의 시험 측정에서 발견되는 표준 편차로부터 필연적으로 유래되는 어느 정도의 오차를 근본적으로 포함한다.
본 개시는 원칙적으로 상기 예에서 개선된 마모성 및 내-공식 성능을 가지는 기어 유체로서 설명되지만, 유체의 이점들은 유사하게 기타 윤활성 또는 동력 전달유체에도 적용될 수 있다고 이해되어야 한다. 제한적이지는 않지만 기어오일, 작동유, 엔진오일, 중하중용 작동유, 산업용오일, 파워 스티어링 유체, 펌프오일, 트랙터 유체 및 유니버설 트랙터 유체 역시 본 개시의 범위 내에 포함된다. 기구 예에는 제한적이지는 않지만 본 개시에 의한 윤활성 유체를 포함하는 기어, 엔진, 유압기구, 파워 스티어링 기구, 펌프 등을 포함한다.
본 개시의 다른 예는 명세서, 표 1 및 본원에 개시되고 제안된 발명의 구현을 고려할 때 당업자에게 명백할 것이다. 명세서 및 실시예는 오로지 예시적인 목적이며, 발명의 진정한 범위 및 사상은 하기의 청구의 범위에 의해 나타난다.

Claims (29)

  1. 윤활유 조성물에 있어서,
    (a) (i) O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산이 에폭사이드와 반응하여 생성물을 생성하는 단계, (ii) 생성물이 오산화인과 반응하여 산 인산염 중간체를 생성하는 단계; 및 (iii) 최소한 중간체 대부분을 최소한 하나의 제1 아민으로 중화하는 단계로 형성되는, 제1 인화합물;
    (b) 황 공급원이 디히드로카르빌 아인산염과 반응하는 단계로 형성되는 제2 인화합물;
    (c) 산 인산염이 최소한 하나의 제2 아민과 반응하는 단계로 형성되는 제3 인화합물; 포함하며,
    (d) 윤활유 조성물에 약 120 내지 약 350 ppm의 인을 제공하도록 제1 인화합물이 윤활유 조성물에 존재하고, 상기 제1 및 제2 아민은 동일하거나 상이한, 윤활유 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 윤활유 조성물에 존재하는 인의 총 함량은 약 500 내지 약 1500 ppm 인, 윤활유 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 윤활유 조성물에 존재하는 인의 총 함량은 약 800 내지 약 1100 ppm 인, 윤활유 조성물.
  4. 제1항에 있어서, O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산은 O, O-디(4-메틸-2-페닐) 포스포로디티오산 인, 윤활유 조성물.
  5. 제1항에 있어서, O, O-디히드로카르빌 포스포로디티오산은 O, O’-디-n-헥실포스포로디티오산 인, 윤활유 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 에폭사이드는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 스티렌 옥사이드, 알파-메틸스티렌 옥사이드, p-메틸-스티렌 옥사이드, 시클로헥센 옥사이드, 시클로펜텐 옥사이드, 도데센 옥사이드, 옥타데센 옥사이드, 2,3-부텐 옥사이드, 1,2-부텐 옥사이드, 1,2-옥텐 옥사이드, 3,4-펜텐 옥사이드, 및 4-페닐-1,2-시클로헥센 옥사이드로 이루어진 군에서 선택되는, 윤활유 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 아민은 지방족 아민, 방향족 아민, 고리형-지방족 아민, 헤테로고리 아민, 및 카르복실 아민으로 이루어진 군에서 선택되는, 윤활유 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 아민은 C11-C14 3급 알킬 1차 아민의 혼합물인, 윤활유 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 디히드로카르빌 아인산염은, 디라우릴 수소 아인산염, 디부틸 수소 아인산염 및 디올레일 아인산염으로 이루어진 군에서 선택되는, 윤활유 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 디히드로카르빌 아인산염은 디부틸 수소 아인산염 인, 윤활유 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 황 공급원은 원소 황, 황화 이소부틸렌 및 다황화물로 이루어진 군에서 선택되는, 윤활유 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 산 인산염은 모노-히드로카르빌 산 인산염, 디-히드로카르빌 인산염 또는 모노-히드로카르빌 산 인산염 및 디-히드로카르빌 산 인산염의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는, 윤활유 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 산 인산염은 아밀 산 인산염, 비스-2-에틸헥실 산 인산염, 및 디아밀 산 인산염으로 이루어진 군에서 선택되는, 윤활유 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 다량의 베이스 오일을 더욱 포함하는, 윤활유 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 숙신이미드 분산제, 숙신산 에스테르 분산제, 숙신산 에스테르-아미드 분산제, 만니히 (Mannich) 염기 분산제, 이들의 인산화 형태, 및 이들의 붕소화 형태로 이루어진 군에서 선택된 유용성 무회(ashless) 분산제를 더욱 포함하는, 윤활유 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 윤활유 조성물은 하나 이상의 에어 배출 첨가제, 산화방지제, 부식방지제, 소포제, 금속성 세정제, 유기인 화합물, 봉합-팽창제, 점도지수 개선제, 및 극압첨가제를 더욱 포함하는, 윤활유 조성물.
  17. 기계부품 윤활방법에 있어서, 제1항의 윤활유 조성물을 포함한 윤활유 조성물로 기계부품을 윤활 처리하는 단계를 포함하는, 기계부품 윤활방법.
  18. 제17항에 있어서, 기계부품은 기어, 액슬, 차동장치, 엔진, 크랭크축, 변속기 또는 클러치를 포함하는, 기계부품 윤활방법.
  19. 제18항에 있어서, 변속기는 자동변속기, 수동변속기, 자동화 수동변속기, 반-자동 변속기, 이중 클러치 변속기, 무단변속기, 트로이달 변속기로 이루어진 군에서 선택되는, 기계부품 윤활방법.
  20. 제18항에 있어서, 클러치는 연속 슬리핑 토크 전환기 (slipping torque converter) 클러치, 슬리핑 토크 전환기 (slipping torque converter) 클러치, 락업(lock-up) 토크 전환기 클러치, 시동(starting) 클러치, 하나 이상의 쉬프트 클러치 또는 전자제어 전환기 클러치를 포함하는, 기계부품 윤활방법.
  21. 제18항에 있어서, 상기 기어는 자동차 기어, 고정 기어박스 및 액슬 로 이루어진 군에서 선택되는, 기계부품 윤활방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 기어는 하이포이드 기어, 평(spur) 기어, 헬리컬 기어, 바벨 기어, 웜 기어, 랙 및 피니언 기어, 유성기어세트, 인벌류트 기어로 이루어진 군에서 선택되는, 기계부품 윤활방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 차동장치는 선형 차동장치, 회전 차동장치, 제한 슬립 차동장치, 클러치-타입 제한 슬립 차동장치 및 잠금 차동장치로 이루어진 군에서 선택되는, 기계부품 윤활방법.
  24. 제18항에 있어서, 상기 엔진은 내연엔진, 로터리 엔진, 가스터빈 엔진, 4-행정 엔진 및 2-행정 엔진으로 이루어진 군에서 선택되는, 기계부품 윤활방법.
  25. 제18항에 있어서, 상기 엔진은 피스톤, 베어링, 크랭크축 및/또는 캠축을 포함하는, 기계부품 윤활방법.
  26. 테스트 장비를 이용하여 조성물의 윤활유 특성을 테스트 하는 방법에 있어서, 제1항의 윤활유 조성물로 상기 테스트 장비를 윤활 처리하는 단계를 포함하며, 상기 테스트 장비는 브룩필드 점도계(Brookfield viscometer), 임의의 Vickers 테스트 장비, SAE No. 2 마찰 테스트기, 전기모터-구동 Hydra-Matic 4L60-E 자동변속기, ASTM D 471 또는 D 676 엘라스토머 적합성 테스트 장치(Elastomer Compatibility test equipment), NOACK 휘발성 테스트기, ASTM D 2882, D 5182, D 4172, D3233, 및 D2782 마모 테스트 용도의 임의 장비, ASTM 거품 테스트 장비, ASTM D 130 구리 부식 테스트 용도의 임의 장비, 국제 하비스터 시험방법(International Harvester Procedure Method)에서 요구되는 BT-9 녹 제어 테스트 용도의 특정 테스트 장치, ASTM D 892 거품 테스트에서 요구되는 테스트 장비, ASTM D 4998 기어 내마모성 성능 테스트에서 요구되는 테스트 장비, Link M1158 오일/마찰 기계, L-33-1 테스트 장비, L-37 테스트 장비, L-42 테스트 장비, L-60-1 테스트 장비, Strama 4-Square 전기 모터-구동 시험기, FZG 테스트 장비 및 부품, SSP-180 시험기, ASTM D 5579 고온 사이클 내구성 시험용 테스트 장비, Sauer-Danfoss Series 22 또는 Series 90 축 피스톤 펌프, John Deere Synchro-Plus 변속기, SRV-마찰 마모 시험기, 4-볼 테스트 장비, LFW-1 테스트 장비, 스프래그(sprag) 클러치 오버-러닝 (over-running) 마모 테스트 (SCOWT) 장비, API CJ-4 엔진 테스트, L-33 습기 부식 테스트, 고온 사이클 내구성 테스트 (ASTM D 5579), 288-시간 VE 엔진오일 성능 테스트, L-38 표준 윤활유 테스트, Denison P46 피스톤 펌프 테스트 스탠드, Sundstrand 동적 부식 테스트 스탠드, 블록-온-링 테스트 장비, 및 Mercon®, Mercon® V, Dexron® III, Dexron® III-H, Caterpillar® TO-4, Allison® C-4, JASO. GF-4, GF-5, MIL- E, MIL-L, 및 Sequences Il 내지 VIII 상표의 테스트 분석에 요구되는 임의 테스트 장비로 이루어진 군에서 선택되는, 테스트 장비를 이용하여 조성물의 윤활유 특성을 테스트 하는 방법.
  27. 윤활성 유체의 내마모 특성 개선 방법에 있어서, 제1항의 윤활유 조성물의 유효량을 윤활성 유체에 포함하는 단계를 포함하는, 윤활성 유체의 내마모 특성 개선 방법.
  28. 윤활이 필요한 차량 부품을 윤활 처리할 때 윤활성 유체의 내마모 및 공식 특성 개선 방법에 있어서, 1) (a) 베이스 오일 및 (b) 제1항의 윤활유 조성물을 포함한 유체를 윤활이 필요한 차량 부품에 첨가하는 단계; 및 2) 유체를 가지는 차량 부품을 작동시키는 단계로 구성되는, 윤활이 필요한 차량 부품을 윤활 처리할 때 윤활성 유체의 내마모 및 공식 특성 개선 방법.
  29. 제28항에 있어서, 유체의 내마모 및 공식 성능은 제1항의 윤활유 조성물이 없는 윤활성 유체 성능에 비하여 개선되는, 윤활이 필요한 차량 부품을 윤활 처리할 때 윤활성 유체의 내마모 및 공식 특성 개선 방법.
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