KR101449156B1

KR101449156B1 - 자동차용 브레이크액 조성물

Info

Publication number: KR101449156B1
Application number: KR1020120143018A
Authority: KR
Inventors: 이승욱; 배대윤; 조창열; 하영주; 이홍기
Original assignee: 현대자동차주식회사; 극동제연공업 주식회사
Priority date: 2012-12-10
Filing date: 2012-12-10
Publication date: 2014-10-08
Also published as: KR20140074731A

Abstract

본 발명은 자동차용 브레이크액 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 글리콜 에테르계 용제, 실록산계 소음저감제, 금속 부식방지제, 및 산화방지제가 일정 함량비로 함유되어 있음으로써 소음감소 및 부식방지 성능이 크게 향상된 자동차용 브레이크액 조성물에 관한 것이다.

Description

자동차용 브레이크액 조성물{Breaking composition for automobile}

본 발명은 자동차용 브레이크액 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 붕산 에스테르, 알킬렌글리콜 알킬 에테르 및 알킬렌글리콜이 일정 함량비를 이루고 있는 혼합용제에, 금속 부식방지제, 산화방지제, 및 실록산계 소음저감제가 일정 함량비로 함유되어 있음으로써 소음감소 및 부식방지 성능이 크게 향상된 자동차용 브레이크액 조성물에 관한 것이다.

일반적인 자동차용 브레이크액은 용제로서 글리콜 에테르 화합물만 사용된 3종(DOT-3) 타입 브레이크액과, 보론 에스테르 화합물이 약 30~60 중량% 더 첨가된 4종(DOT-4) 타입 브레이크액이 주로 사용되고 있다. 상기 DOT-3 타입의 브레이크액은 저분자 물질인 글리콜에테르 화합물만 사용함으로써 장시간 사용 시 대기 중의 수분을 흡수하여 습윤 비점(wet boiling point)이 낮아지면서 증기 폐쇄(vapor lock) 현상을 야기시켜 제동불능 사고를 일으킬 위험이 있고, 장기 금속 부식방지 능력이 약한 단점이 있다. 또한, DOT-4 타입 브레이크액은 보론 에스테르 화합물을 사용함으로써 평형 환류 끓는점 (equilibrium reflux boiling point)과 습윤 비점이 높아 상기 DOT-3 타입에 비해 안전도가 높다. 그러나, DOT-4 타입 브레이크액은 보론 에스테르계 화합물이 수분과 접촉시 가수분해를 일으키며 붕산이 석출됨에 따라 브레이크액으로서의 물성을 저하시키고 이물질을 발생시키는 문제가 있다. 이에 DOT-4 타입 브레이크액은 붕산석출을 방지하기 위해 아민 또는 실란계 타입의 안정제를 첨가하여 사용되고 있다. [한국공개특허 제2004-0023917호] 그러나 이러한 안정제를 추가로 더 포함함으로써 브레이크 장치내의 마스터실린더가 작동할 때 소음이 크게 증가되는 또 다른 문제가 있다.

본 발명은 소음저감 및 부식방지 성능이 개선된 자동차용 브레이크액 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제 해결을 위하여, 본 발명은 붕산 에스테르 30 ~ 60 중량%, 알킬렌글리콜 알킬 에테르 20 ~ 40 중량%, 및 알킬렌글리콜 5 ~ 30 중량%로 이루어진 혼합용제 100 중량부와; 알킬아민계 및 트리아졸계의 금속 부식방지제 1.1 ~ 5.0 중량부; 산화방지제 0.1 ~ 2.0 중량부; 및 실록산계 소음저감제 0.1 ~ 2.0 중량부; 를 포함하는 자동차용 브레이크액 조성물을 제공한다.

도 1은 소음 테스트 기기의 사진이다.

본 발명은 소음감소 및 부식방지 성능이 우수한 브레이크액 조성물에 관한 발명이다.

본 발명의 브레이크액 조성물은 붕산 에스테르, 알킬렌글리콜 알킬 에테르 및 알킬렌글리콜이 일정 함량비를 이루고 있는 혼합용제를 사용하고, 여기에 금속 부식방지제, 산화방지제 및 실록산계 소음저감제가 소정의 함량비로 포함되어 있다.

본 발명에 따른 브레이크액 조성물의 구성하는 각 성분에 대해 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다.

본 발명의 브레이크액 조성물은 용제로서 붕산 에스테르, 알킬렌글리콜 알킬 에테르 및 알킬렌글리콜이 일정 함량비를 이루고 있는 혼합용제를 사용한다. 즉, 용제로서 붕산 에스테르 30 ~ 60 중량%, 알킬렌글리콜 알킬 에테르 20 ~ 40 중량%, 및 알킬렌글리콜 5 ~ 30 중량%로 이루어진 혼합용제를 사용한다.

본 발명의 혼합용제 중에 포함되는 붕산 에스테르는 흡습에 의한 비점 강하를 방지하기 위해 사용된다. 상기 붕산 에스테르는 전체 혼합용제 중에 30 ~ 60 중량%의 함량범위로 포함시킨다. 이때 붕산 에스테르의 사용량이 상기 범위 미만이면 목적효과를 달성할 수 없고, 상기 범위를 초과하면 제조원가 상승 및 붕산(Boric Acid)이 석출될 염려가 있다.

본 발명의 혼합용제 중에 포함되는 알킬렌글리콜 알킬 에테르와 알킬렌글리콜은 브레이크 시스템(Brake System) 내 실린더 및 피스톤에서의 윤활작용이 원활하게 하기 위해 사용된다. 상기 알킬렌글리콜 알킬 에테르로는 예를 들면 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 폴리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 폴리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르 등을 포함하며, 전체 혼합용제 중에 20 ~ 40 중량%의 함량범위로 포함시킨다. 상기 알킬렌글리콜은 디에틸렌글리콜 등을 포함하며, 전체 혼합용제 중에 5 ~ 30 중량%의 함량범위로 포함시킨다.

또한, 본 발명의 브레이크액 조성물은 상기 혼합용제 이외에 금속 부식방지제, 산화방지제 및 소음저감제를 더 포함한다.

본 발명에서의 금속 부식방지제는 용제로 사용된 붕산 에스테르, 알킬렌글리콜 알킬 에테르 및 알킬렌글리콜에 의하여 마스터실린더, 휠실린더 등의 금속 재질의 배관이 부식될 수도 있으므로 이를 방지하기 위하여 사용한다. 본 발명에서는 알킬아민계 및 트리아졸계의 금속 부식방지제를 혼합 사용한다. 상기 알킬아민계 금속 부식방지제는 탄소수 1 내지 10의 직쇄형, 분쇄형 또는 고리형 알킬그룹이 1 내지 3개 치환된 아민 화합물로서 메틸아민, 디부틸아민, 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 시클로헥실아민 등 중에서 선택된 1종 이상의 것이 포함될 수 있다. 상기 트리아졸계 금속 부식방지제는 벤조트리아졸(benzotriazole), 머캡토벤조트리아졸(mercaptobenzotriazole), 톨리트리아졸(tollytriazole) 등 중에서 선택된 1종 이상의 것이 포함될 수 있다. 상기 금속 부식방지제는 혼합용제 100 중량부를 기준으로 1.1 ~ 5.0 중량부 범위로 포함되는 바, 금속 부식방지제의 함량이 너무 적으면 부식방지 효과를 얻을 수 없고, 그 함량이 너무 많으면 브레이크 시스템내의 마스터실린더 작동 시 소음이 크게 발생될 수 있다. 상기 금속 부식방지제는 좋기로는 알킬아민계 금속 부식방지제 1.0 ~ 3.0 중량부와 트리아졸계 금속 부식방지제 0.1 ~ 2.0 중량부를 혼합 사용하는 것이다.

본 발명에서의 산화방지제는 산화방지를 목적으로 사용되는 것으로, 당분야에서 적용되고 있는 통상의 성분으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 산화방지제로는 3,5-디(tert-부틸)-4-하이드록시톨루엔 (BHT) 등을 사용할 수 있다. 상기 산화방지제는 혼합용제 100 중량부를 기준으로 0.1 ~ 2.0 중량부 범위로 포함되는 바, 산화방지제의 함량이 너무 적으면 산화방지 효과를 얻을 수 없고, 그 함량이 너무 많으면 브레이크 시스템내의 마스터실린더 작동 시 소음이 크게 발생될 수 있다.

본 발명에서의 소음저감제는 부식방지제 및 산화방지제 사용으로 인한 소음발생을 차단하기 위해 사용한다. 상기 소음저감제로는 탄소수 1 내지 6의 알콕시 그룹이 치환된 실록산류를 사용하며, 상용 제품으로서는 다우코닝의 SZ series, ES-5226, ES-5612, ES-5160 을 사용할 수 있다. 상기 소음저감제는 혼합용제 100 중량부를 기준으로 0.1 ~ 2.0 중량부 범위로 포함되는 바, 소음저감제의 함량이 너무 적으면 소음저감 효과를 얻을 수 없고, 그 함량이 너무 많으면 금속부식방지제 및 산화방지제 등 다른 첨가제들의 화학적 영향으로 인하여 분리 및 침전물이 발생될 수 있으며, 장기금속부식 방지 성능이 저하될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 하기의 실시예 및 실험예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1~2 및 비교예 1~6. 브레이크액 조성물의 제조

하기 표 1에 나타낸 바와 같은 성분과 성분비로 브레이크액 조성물을 제조하였다.

조성성분		실 시 예		비 교 예
조성성분		1	2	1	2	3	4	5	6
용 제	알킬렌글리콜	5	5	5	5	5	5	5	5
	폴리에틸렌 글리콜 모노메틸에테르	14	14	14	14	14	14	14	14
	폴리에틸렌 글리콜 모노부틸에테르	13	13	13	13	13	14	14	13
	트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르	11.3	11.3	11.5	12.5	14.6	12.3	12.3	13.5
	붕산에스테르 화합물	53.4	53.4	53.4	53.4	53.4	53.4	53.4	53.4
금속 부식 방지제	벤조트리아졸	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	-
	머캡토벤조트리아졸	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	-
	시클로헥실아민	0.6	0.6	0.6	0.6	-	-	-	-
	디부틸아민	1.5	1.5	1.5	-	-	-	-	-
산화 방지제	3,5-디(tert-부틸)-4-하이드록시톨루엔	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	-
소음 저감제	ES-5612	0.2	-	-	-	-	0.2	-	-
소음 저감제	SZ-1175	-	0.2	-	-	-	-	0.2	-
합계		100	100	100	100	100	100	100	100

[실험예]

실험예 1. 소음 테스트

소음 테스트를 위하여 도 1과 같은 소음 테스트 기기를 제작하여 브레이크 페달을 반복 작동/리턴하면서 소음 정도를 평가하였다.

도 1의 사진으로 첨부된 소음 테스트 기기는 차량 운전석의 일측에 구비된 브레이크 페달의 작동에 의해 제동력을 발생하는 배력장치와; 상기 배력장치로부터 증폭된 힘을 전달받아 브레이크액압을 발생하는 마스터실린더와; 상기 마스터실린더에서 발생된 브레이크액압에 의해 차량의 제동을 이루기 위해 전,후륜에 각각 설치된 휠실린더와; 상기 마스터실린더로 브레이크액의 공급 및 상기 휠실린더로부터 리턴되는 브레이크액을 저장하는 오일저장탱크; 로 이루어져 있다.

상기한 소음 테스트 기기를 이용하여, 상기 실시예 1~2 및 비교예 1~6에서 제조된 각각의 브레이크액 조성물에 대하여 소음 정도를 측정하였다. 소음 정도는 하기 표 2의 평가기준에 의거하여 채점하였으며, 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.

평가점수	소음 정도
◎	전혀 소음을 느끼지 못함
○	미세하게 소음을 인지함
△	소음을 느낌
X	불만스러운 정도의 소음을 느낌

브레이크액 조성물	실 시 예		비 교 예
브레이크액 조성물	1	2	1	2	3	4	5	6
점수	◎	◎	△	△	X	○	○	△

실험예 2. 고온 금속부식 시험

금속부식 시험은 KS M 2141 규격에 따라 시험을 진행하였다. 브레이크액 조성물에 대한 내구성을 평가하기 위하여 120℃ x 120 hrs으로 진행하였다. 그 결과는 하기 표 4에 나타내었다.

구분			실 시 예		비 교 예
항목	규격		1	2	1	2	3	4	5	6
무게 변화량 (㎎/㎠)	주석	±0.2	0.01	0.02	0.08	0.09	0.03	0.01	0.02	-0.15
	강	±0.2	0.02	0.02	0.11	0.11	0.04	0.02	0.03	+0.30
	알루미늄	±0.1	0.01	0.01	0.20	0.20	0.07	0.03	0.02	-0.11
	주철	±0.2	0.02	0.01	0.11	0.13	0.02	0.02	0.03	+0.15
	황동	±0.4	0.03	0.02	0.20	0.22	0.09	0.03	0.03	+0.61
	동	±0.4	0.03	0.04	0.18	0.20	0.04	0.05	0.05	+0.52
외관			양호	양호	양호	양호	황동 동피막	Al 부식	Al 부식	전체 부식

금속 부식방지제로서 알킬아민계 및 트리아졸계를 적절히 혼합 사용하면서 소음저감제를 사용하여 제조된 실시예 1, 2의 브레이크액 조성물은 부식방지 기능이 우수한 것을 확인되었다.

이에 반하여, 알킬아민 금속부식방지제가 포함되지 않고 소음저감제가 포함되어 있는 비교예 3 ~ 5의 브레이크액 조성물은 황동과 동에서 피막 및 Al에서 부식현상이 발생되었다. 또한, 고온 금속부식 시험 결과 용제로만 구성되어 있는 비교예 6의 브레이크액 조성물은 전체 시험편에서 부식이 발생되었다.

실험예 3. 장기 금속부식 시험

금속부식 시험은 KS M 2141규격에 따라 시험을 진행하였다. 브레이크액에 대한 내구성을 평가하기 위하여 100℃ x 1000 hrs 으로 진행하였다. 그 결과는 하기 표 5에 나타내었다.

구분			실 시 예					비 교 예
항목	규격		1	2	3	4	5	1	2	3
무게 변화량 (㎎/㎠)	주석	±0.2	0.03	0.03	0.04	0.05	-0.35	0.10	0.09	0.05
	강	±0.2	0.04	0.03	0.06	0.07	+0.50	0.11	0.11	0.06
	알루미늄	±0.1	0.02	0.02	0.05	0.04	-0.21	0.02	0.02	0.09
	주철	±0.2	0.03	0.02	0.05	0.03	+0.25	0.04	0.03	0.11
	황동	±0.4	0.04	0.03	0.52	0.48	+0.81	0.04	0.03	0.10
	동	±0.4	0.04	0.05	0.11	0.09	+0.72	0.06	0.05	0.05
외관			양호	양호	Al 부식	Al 부식	전체 부식	양호	양호	황동 동 피막

실험예 4. 보론산 석출시험

보론산 석출시험을 위하여 플라스크에 브레이크액 조성물을 주입하고 상온(25℃)에서 72시간이 지난 후 보론산 석출을 손끝 또는 육안으로 관찰하였다. 그 결과는 하기 표 6에 나타내었다.

구분	실 시 예		비 교 예
구분	1	2	1	2	3	4	5	6
석출여부	석출 없음	석출 없음	석출 없음	석출 없음	보론산 석출	보론산 석출	보론산 석출	-

상기 표 6의 결과에 의하면, 금속 부식방지제로서 알킬아민계 및 트리아졸계를 적절히 혼합 사용하면서 소음저감제를 사용하여 제조된 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2의 브레이크액 조성물은 보론산이 석출되지 않았다.

Claims

붕산 에스테르 30 ~ 60 중량%, 알킬렌글리콜 알킬 에테르 20 ~ 40 중량%, 및 알킬렌글리콜 5 ~ 30 중량%로 이루어진 혼합용제 100 중량부와;
알킬아민계 및 트리아졸계의 금속 부식방지제 1.1 ~ 5.0 중량부;
산화방지제 0.1 ~ 2.0 중량부; 및
실록산계 소음저감제 0.1 ~ 2.0 중량부;
를 포함하는 자동차용 브레이크액 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 금속 부식방지제는 혼합용제 100 중량부를 기준으로 알킬아민계 금속 부식방지제 1.0 ~ 3.0 중량부와 트리아졸계 금속 부식방지제 0.1 ~ 2.0 중량부로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크액 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 알킬아민계 금속 부식방지제는 메틸아민, 디부틸아민, 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 및 시클로헥실아민 중에서 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 자동차용 브레이크액 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 트리아졸계 금속 부식방지제는 벤조트리아졸(benzotriazole), 머캡토벤조트리아졸(mercaptobenzotriazole), 및 톨리트리아졸(tollytriazole) 중에서 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 자동차용 브레이크액 조성물.
제 1 항에 있어서,
상기 산화방지제는 3,5-디(tert-부틸)-4-하이드록시톨루엔 (BHT)인 것을 특징으로 하는 자동차용 브레이크액 조성물.