KR101560531B1 - 윤활유 조성물 - Google Patents

윤활유 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101560531B1
KR101560531B1 KR1020107019705A KR20107019705A KR101560531B1 KR 101560531 B1 KR101560531 B1 KR 101560531B1 KR 1020107019705 A KR1020107019705 A KR 1020107019705A KR 20107019705 A KR20107019705 A KR 20107019705A KR 101560531 B1 KR101560531 B1 KR 101560531B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mass
straight chain
base oil
oil
group
Prior art date
Application number
KR1020107019705A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100125289A (ko
Inventor
하지메 나카오
쇼자부로 고니시
도시오 요시다
Original Assignee
제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2008084377A external-priority patent/JP2009235268A/ja
Priority claimed from JP2008084307A external-priority patent/JP5473240B2/ja
Application filed by 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사 filed Critical 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사
Publication of KR20100125289A publication Critical patent/KR20100125289A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101560531B1 publication Critical patent/KR101560531B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M137/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing phosphorus
    • C10M137/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing phosphorus having no phosphorus-to-carbon bond
    • C10M137/04—Phosphate esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M137/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing phosphorus
    • C10M137/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing phosphorus having no phosphorus-to-carbon bond
    • C10M137/04—Phosphate esters
    • C10M137/08—Ammonium or amine salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M141/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M125/00 - C10M139/00, each of these compounds being essential
    • C10M141/10—Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M125/00 - C10M139/00, each of these compounds being essential at least one of them being an organic phosphorus-containing compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/10—Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
    • C10M2203/102—Aliphatic fractions
    • C10M2203/1025—Aliphatic fractions used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00—Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/02—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M2215/04—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2223/00—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2223/02—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having no phosphorus-to-carbon bonds
    • C10M2223/04—Phosphate esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2223/00—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2223/02—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having no phosphorus-to-carbon bonds
    • C10M2223/04—Phosphate esters
    • C10M2223/043—Ammonium or amine salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01—Physico-chemical properties
    • C10N2020/065—Saturated Compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/02—Pour-point; Viscosity index
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/40—Low content or no content compositions
    • C10N2030/43—Sulfur free or low sulfur content compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20—Metal working

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

본 발명은
윤활유 기유(潤滑油基油), 및
조성물 전량 기준으로, (A) 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2에 나타내는 산성 인산에스테르로부터 선택된 적어도 1종 0.01 내지 0.5질량%와, (B) 하기 화학식 3에 나타내는 알킬아민 0.01 내지 2질량%의 혼합물 및/또는 반응물을 함유하는 것을 특징으로 하는 윤활유 조성물이 기재되어 있다.
화학식 1
Figure 112010057377767-pct00021

화학식 2
Figure 112010057377767-pct00022

화학식 3
Figure 112010057377767-pct00023

상기 화학식 1, 2 및 3에서,
R1 및 R2는 각각 수소원자 또는 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이고, R1 및 R2의 적어도 한쪽은 탄소수 6 내지 12의 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이며,
R3 및 R4는 각각 수소원자 또는 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이고, R3 및 R4의 적어도 한쪽은 탄소수 13 내지 18의 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이며,
R5 및 R6은 각각 수소 원자 또는 탄소수 4 내지 30의 분지쇄 알킬기이고, R5 및 R6의 적어도 한쪽은 분지쇄 알킬기이다.
윤활유 조성물은 또한 상기 (A) 성분에 유래하는 산가가 0.1 내지 1.0mgKOH/g인 것을 특징으로 한다.

Description

윤활유 조성물{LUBRICANT COMPOSITION}
본 발명은, 윤활유 조성물에 관한 것이다.
공작 기계의 가공 테이블 등의 미끄럼 안내면용(案內面用)의 윤활유에는, 가공 정밀도를 향상시키기 위해서 저마찰 성능이나 스틱슬립(stick slip)의 방지, 저장 안정성, 내부식성 등이 요구되고 있다. 또한, 공작 기계에서는 미끄럼 안내면용 윤활유가 공작물의 가공액에 혼입되어 버리는 구조로 되어 있는 경우가 많다. 특히, 가공액으로서 수용성 절삭액(切削液)을 사용하고 있는 경우, 이러한 미끄럼 안내면용 윤활유의 혼입이 수용성 절삭액의 열화(절삭 성능의 저하, 부패의 촉진, 광유 수명의 단축, 폐액 처리 비용의 상승 등)의 원인의 하나가 되고 있다. 따라서, 미끄럼 안내면용 윤활유의 성능으로서는, 미끄럼 안내면에서의 마찰 계수의 저감이나 스틱슬립의 방지와 같은 윤활 특성이 우수한 데 더해서, 수용성 절삭액이 혼입된 경우를 고려하여 수용성 절삭액과의 분리성이 우수하고, 당해 수용성 절삭액 또는 미끄럼 안내면용 윤활유의 제성능에 악영향을 주지 않는 것이 요구되고 있다.
마찰 저감제로서, 지금까지 다양한 극압제나 유성제가 사용되어 왔다. 오늘날의 공작 기계에 있어서는 특히 정밀도에 대한 요구가 높아지고 있으며, 정밀도에 중요한 영향을 주는 저속 영역에 있어서의 마찰 저감을 실현하기 위해서, 인산에스테르, 산성 인산에스테르, 카복실산, 유황 화합물, 아민류 등이 사용되고 있다[참조: 특허 문헌 1, 2, 3, 4]. 또한, 산성 인산에스테르를 알킬아민으로 중화함으로써 안정성을 향상시키는 것이 시도되고 있었다[참조: 특허 문헌 5].
특허 문헌 1: 일본 공개특허공보 제(평)8-134488호
특허 문헌 2: 일본 공개특허공보 제2001-104973호
특허 문헌 3: 일본 공개특허공보 제2003-171684호
특허 문헌 4: 일본 공개특허공보 제2003-430949호
특허 문헌 5: 일본 공개특허공보 제2007-238764호
그러나, 이러한 종래 기술에 있어서는, 첨가제의 환경에 대한 부하는 높고, 이러한 첨가제는 초기의 마찰 성능 및 공작 기계의 위치 결정 성능은 우수하지만, 미끄럼 안내면용 윤활유에 수용성 절삭액이 혼입된 경우, 당초의 저마찰 성능을 현저하게 저해하고, 또한 인산 등의 산성 성분이 철을 사용하는 접동면(摺動面)면에 부식을 발생시키는 등, 공작 기계에 있어서의 가공 정밀도를 악화시키는 원인이 되어, 장치의 사용이 진행됨에 따라서 위치 결정 정밀도가 악화되는 경향이 있었다.
지금까지 산성 인산에스테르를 알킬아민으로 중화함으로써 안정성을 향상시키는 것이 시도되고 있었지만, 종래의 첨가제의 조합에 있어서는 장기간에 걸쳐 저마찰을 계속해서 유지하는 것은 곤란하였다. 이로 인해 장기간에 걸쳐 우수한 마찰 성능을 계속해서 유지하는 유제가 필요해졌다.
본 발명은, 이러한 실상을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은, 저마찰성, 위치 결정성, 열안정성, 저온 저장 안정성이 우수하고, 절삭액이 혼입된 경우에 있어서도 당초의 저마찰성을 현저하게 악화시키지 않는 윤활유 조성물을 제공하는 것에 있으며, 게다가, 내부식 성능도 우수한 윤활유 조성물도 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 윤활유 기유(潤滑油基油)에, 특정한 산성 인산에스테르와 특정한 지방족 아민의 혼합물 및/또는 반응물을 특정한 비율로 함유하고, 당해 산성 인산에스테르에 유래하는 산가가 특정 조건을 충족시키는 윤활유 조성물에 의해 상기 과제가 해결되는 것을 밝혀내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 윤활유 조성물은, 윤활유 기유, 및 조성물 전량 기준으로, (A) 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 나타내는 산성 인산에스테르 중에서 선택되는 적어도 1종 0.01 내지 0.5질량%와, (B) 하기 화학식 3로 나타내는 알킬아민0.01 내지 2질량%의 혼합물 및/또는 반응물을 함유하고, 상기 (A) 성분에 유래하는 산가가 0.1 내지 1.0mgKOH/g인 것을 특징으로 한다.
Figure 112010057377767-pct00001
Figure 112010057377767-pct00002
Figure 112010057377767-pct00003
상기 화학식 1, 2 및 3에서,
R1 및 R2는 동일하거나 상이해도 되며, 각각 수소원자 또는 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이고, R1 및 R2의 적어도 한쪽은 탄소수 6 내지 12의 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이고,
R3 및 R4는 동일하거나 상이해도 되며, 각각 수소원자 또는 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이고, R3 및 R4의 적어도 한쪽은 탄소수 13 내지 18의 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이며,
R5 및 R6은 동일하거나 상이해도 되며, 각각 수소원자 또는 탄소수 4 내지 30의 분지쇄 알킬기이고, R5 및 R6의 적어도 한쪽은 분지쇄 알킬기이다.
본 발명의 윤활유 조성물에 있어서는, 상기 윤활유가, 점도 지수가 105 이상, 포화 탄화수소 성분이 70질량% 이상, 유황분이 0.2질량% 이하인 윤활유 기유인 것이 바람직하다.
또한, 상기 윤활유 기유의 질소분은 10질량ppm 이하인 것이 바람직하고, 상기 윤활유 기유의 인화점은 250℃ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 윤활유 조성물은, 조성물 전량 기준으로, (C) 유황 화합물 0.01 내지 5질량%를 추가로 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 윤활유 조성물은, 각종 용도에 사용 가능하지만, 공작 기계에 사용되는 것이 바람직하고, 공작 기계의 미끄럼 안내면에 사용되는 것이 특히 바람직하다.
본 발명의 윤활유 조성물에 의하면, 저마찰성, 위치 결정성, 열안정성, 저온 저장 안정성이 우수하고, 절삭액이 혼입된 경우에 있어서도 당초의 저마찰성을 현저하게 악화시키지 않고, 가공 정밀도를 유지하는 것이 가능하며, 게다가, 내부식 성능도 우수하다. 따라서, 본 발명의 윤활유 조성물은, 공작 기계의 동작의 안정화, 장수명화 등의 점에서 대단히 유용하다.
도 1은 실시예에서 사용한 마찰 계수 측정 시스템을 도시하는 개략 구성도이다.
부호의 설명
1…테이블, 2…A/C 서보 모터(servo motor), 3…이송 나사, 4…가동 지그(jig), 5…로드셀(load cell), 6…베드, 7…컴퓨터, 8…제어반(制御盤), 9…추
이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 관해서 상세하게 설명한다.
본 발명에서 사용 가능한 광유계 기유의 제법에 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 원유를 상압 증류 및 감압 증류하여 수득된 윤활유 유분에 대해서, 용제 탈력, 용제 추출, 수소화 분해, 용제 탈랍(dewaxing), 접촉 탈랍, 수소화 정제, 황산 세정, 백토 처리 등의 1종 또는 2종 이상의 정제 수단을 적절히 조합하여 적용하여 수득되는 파라핀계 또는 나프텐계의 광유를 들 수 있다. 또한, 본원의 윤활유 기유에는, 유지 및/또는 합성유를 배합할 수도 있다.
유지로서는, 우지, 돈지, 대두유, 채종유, 미강유(米糠油), 야자유, 팜유, 팜핵유, 또는 이들의 수소 첨가물 등을 들 수 있다.
합성유로서는, 예를 들면, 폴리-α-올레핀(에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리부텐, 1-옥텐올리고머, 1-데센올리고머, 및 이들의 수소화물 등), 알킬벤젠 및 알킬나프탈렌 등의 합성계 탄화수소유를 들 수 있다. 이들의 제조 방법에 관해서는 특별히 제한되지 않지만, 통상적으로 제조되고 있는 방법이면 어느 것이라도 양호하다.
또한, 상기 합성계 탄화수소유 이외의 합성유로서는, 예를 들면, 모노에스테르(부틸스테아레이트, 옥틸라우레이트 등), 디에스테르(디트리데실글루탈레이트, 디-2-에틸헥실아디페이트, 디이소데실아디페이트, 디트리데실아디페이트, 디-2-에틸헥실세파케이트 등), 폴리에스테르(트리메리트산에스테르 등), 폴리올에스테르(트리메틸올프로판카프릴레이트, 트리메틸올프로판페랄고네이트, 펜타에리스리톨-2-에틸헥사노에이트, 펜타에리스리톨페랄고네이트 등), 폴리옥시알킬렌글리콜, 폴리페닐에테르, 디알킬디페닐에테르, 인산에스테르(트리크레딜포스페이트 등), 함불소 화합물(퍼플루오로폴리에테르, 불소화 폴리올레핀 등), 실리콘유 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 윤활유 기유에 있어서는, 상기한 유지 및/또는 합성유 중 1종을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 배합해도 된다.
본 발명에서 사용되는 윤활유 기유의 점도는 특별히 제한되지 않지만, 40℃ 에서의 동점도가 10 내지 700㎟/s의 범위에 있는 것이 바람직하고, 15 내지 500㎟/s의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 윤활유 기유의 함유량은 특별히 제한되지 않지만, 조성물 전량 기준으로 50 내지 99.98질량%의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 윤활유 기유의 적합한 예로서, 점도 지수가 105 이상, 포화 탄화수소 성분이 70질량% 이상, 유황분이 0.2질량% 이하인 윤활유 기유(이하, 「본 발명에 따르는 윤활유 기유」라고 한다.)를 들 수 있다. 이하, 본 발명에 따르는 윤활유 기유에 관해서 상술한다.
본 발명에 따르는 윤활유 기유로서는, 점도 지수, 포화 탄화수소 성분 및 유황분이 상기의 요건을 충족시키는 것이면 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는, 광유, 노르말파라핀을 함유하는 원료유에 관해서 수소화 분해/수소화 이성화를 실시한 윤활유 기유(이하, 왁스 이성화 기유라고도 한다), 합성계 탄화수소유, 또는 이들 그룹으로부터 선택된 2종 이상의 혼합물로서, 점도 지수가 105 이상, 포화 탄화수소 성분이 70질량% 이상, 유황분이 0.2질량% 이하인 기유이다.
윤활유 기유의 점도 지수를 105 이상으로 함으로써, 유막 형성 능력과 유체 저항 저감 능력을 보다 양립시킬 수 있는 윤활유 조성물을 수득하는 것이 가능해진다. 또한, 포화 탄화수소 성분이 70질량% 미만이면, 산화 안정성의 저하가 현저하고, 슬러지를 발생시키기 쉽다. 또한, 유황분이 0.2를 초과하면 열안정성이 떨어지는 동시에, 마찰 계수에 대한 악영향이 커지기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에서 말하는 점도 지수란, JIS K 2283-1993에 준거하여 측정된 점도 지수를 의미한다. 또한, 포화 탄화수소 성분 함유량이란, ASTM D 2007-93에 준거하여 측정되는 값(단위: 질량%)을 의미한다.
또한, 본 발명에 따르는 윤활유 기유의 질소분은, 10질량ppm 이하인 것이 바람직하다. 질소분이 10질량ppm을 초과하면, 산화 안정성이나 열안정성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 본 발명에서 말하는 질소분이란, JIS K 2609-1990에 준거하여 측정되는 질소분을 의미한다.
또한, 본 발명에 따르는 윤활유 기유의 인화점은, 250℃ 이상인 것이 바람직하다. 인화점이 250℃ 이상이면, 소방법의 위험물 제4류 「인화성 액체」의 적용외이며, 지정 가연물 「가연성 액체류」로 분류되어, 저장이나 취급이 위험물 제4류와 비교하여 대폭적으로 완화되어 있다. 또한, 본 발명에서 말하는 인화점이란, JIS K 2265에 준거하여 측정된 인화점을 의미한다.
또한, 본 발명의 윤활유 조성물은, 본 발명에 따르는 윤활유 기유 이외의 기유, 예를 들면 본 발명 이외의 유지 및/또는 합성유를 배합할 수도 있다.
본 발명에서 사용 가능한 왁스 이성화 기유란, 이하에 기재하는 노르말파라핀을 함유하는 원료유에 관해서 수소화분해/수소화 이성화를 실시한 윤활유 기유이다.
본 발명의 왁스 이성화 기유의 제조 방법의 바람직한 형태로서는, 예를 들면, 노르말파라핀을 함유하는 원료유에 관해서, 수득되는 피처리물의 요소(尿素) 어덕트값이 4질량% 이하, 점도 지수가 130 이상, NOACK 증발량이 15질량% 이하가 되도록, 수소화 분해/수소화 이성화를 실시하는 공정을 구비하는 왁스 이성화 기유의 제조 방법을 들 수 있다.
또한, 본 발명에서 말하는 요소 어덕트값은 이하의 방법에 의해 측정된다. 칭량한 시료유(왁스 이성화 기유) 100g을 환저 플라스크에 넣고, 요소 200g, 톨루엔 360ml 및 메탄올 40ml를 가하고 실온에서 6시간 동안 교반한다. 이것에 의해, 반응액 중에 요소 어덕트물로서 백색의 입상 결정이 생성된다. 반응액을 1미크론 필터로 여과함으로써, 생성된 백색 입상 결정을 채취하고, 수득된 결정을 톨루엔50ml로 6회 세정한다. 회수한 백색 결정을 플라스크에 넣고, 순수 300ml 및 톨루엔 300ml를 더하고 80℃에서 1시간 동안 교반한다. 분액 깔때기로 수상을 분리 제거하고, 톨루엔상을 순수 300ml로 3회 세정한다. 톨루엔상으로 건조제(황산나트륨)를 첨가하여 탈수 처리를 실시한 후, 톨루엔을 증류 제거한다. 이렇게 하여 수득된 요소 어덕트물의 시료유에 대한 비율(질량 백분률)을 요소 어덕트값이라고 정의한다.
또한, 본 발명에서 말하는 NOACK 증발량이란, ASTM D 5800-95에 준거하여 측정된 증발 손실량을 의미한다.
또한, 본 발명의 윤활유 기유의 제조 방법의 다른 바람직한 형태로서는, 노르말파라핀을 함유하는 원료유에 관해서, 수득되는 피처리물의 요소 어덕트값이 4질량% 이하, 점도 지수가 130 이상, -35℃에서의 CCS 점도가 2000mPa·s 이하, 40℃에서의 동점도(단위: ㎟/s)와 NOACK 증발량(단위·질량%)의 곱이 250 이하가 되도록, 수소화 분해/수소화 이성화를 실시하는 공정을 구비하는 왁스 이성화 기유의 제조 방법을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유의 제조 방법에 있어서는, 원료유가 왁스 이성화 기유의 용제 탈랍에 의해 수득되는 슬랙 왁스(slack wax)를 50질량% 이상 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명의 왁스 이성화 기유의 요소 어덕트값은, 점도-온도 특성을 손상시키지 않고 저온 점도 특성을 개선하는 관점에서, 상기한 바와 같이 4질량% 이하인 것이 필요하고, 바람직하게는 3.5질량% 이하, 보다 바람직하게는 3질량% 이하, 더욱 바람직하게는 2.5질량% 이하이다. 또한, 왁스 이성화 기유의 요소 어덕트값은, 0질량%라도 양호하다. 그러나, 충분한 저온 점도 특성과, 보다 점도 지수가 높은 왁스 이성화 기유를 수득할 수 있고, 또한 탈랍 조건을 완화하여 경제성도 우수한 점에서, 바람직하게는 0.1질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.5질량% 이상, 특히 바람직하게는 0.8질량% 이상이다.
본 발명의 왁스 이성화 기유의 점도 지수는, 점도-온도 특성의 관점에서, 상기한 바와 같이 105 이상인 것이 필요하고, 바람직하게는 110 이상, 보다 바람직하게는 120 이상, 더욱 바람직하게는 130 이상, 특히 바람직하게는 140 이상이다.
본 발명의 왁스 이성화 기유를 제조할 때에, 노르말파라핀, 또는 노르말파라핀을 함유하는 왁스를 함유하는 원료유를 사용할 수 있다. 원료유는, 광물유 또는 합성유 중 어느 것이라도 양호하고, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물이라도 양호하다.
또한, 본 발명에서 사용되는 원료유는, ASTM D86 또는 ASTM D2887에 규정하는 윤활유 범위에서 비등하는 왁스 함유 원료인 것이 바람직하다. 원료유의 왁스 함유율은, 원료유 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 50질량% 이상 100질량% 이하이다. 원료 왁스 함유율은, 핵자기 공명 분광법(ASTM D5292), 상관환분석(相關環分析)(n-d-M)법(ASTM D3238), 용제법(ASTM D3235) 등의 분석 수법에 의해 측정할 수 있다.
왁스 함유 원료로서는, 예를 들면, 라피네이트와 같은 용제 정제법에 유래하는 오일, 부분 용제 탈랍유, 탈력유, 유출물, 감압 가스 오일, 코카 가스 오일, 슬랙 왁스, 푸츠유(foots oil), 피셔트롭슈(Fischer-Tropsh)·왁스 등을 들 수 있고, 이 중에서도 슬랙 왁스 및 피셔트롭슈·왁스가 바람직하다.
슬랙 왁스는, 전형적으로는 용제 또는 프로판 탈랍에 의한 탄화수소 원료에 유래한다. 슬랙 왁스는 잔류유를 함유할 수 있지만, 이 잔류유는 탈유에 의해 제거할 수 있다. 푸츠유는 탈유된 슬랙 왁스에 상당하는 것이다.
또한, 피셔트롭슈·왁스는, 소위 피셔트롭슈 합성법에 의해 제조된다.
또한, 노르말파라핀을 함유하는 원료유로서 시판품을 사용해도 좋다. 구체적으로는, 파라플린트(Paraflint)80(수소화 피셔트롭슈·왁스) 및 쉘 MDS 왁스질 라피네이트(Shell MDS Waxy Raffinate)(수소화 및 부분 이성화 중간 유출물 합성 왁스질 라피네이트) 등을 들 수 있다.
또한, 용제 추출에 유래하는 원료유는, 상압 증류로부터의 고비점 석유 유분을 감압 증류 장치로 보내고, 이 장치로부터의 증류 유분을 용제 추출함으로써 수득되는 것이다. 감압 증류로부터의 잔사는, 탈력(脫瀝)되어도 양호하다. 용제 추출법에 있어서는, 보다 파라피닉한 성분을 라피네이트상으로 남긴 채 추출상으로 방향족 성분을 용해한다. 나프텐은, 추출상과 라피네이트상으로 분배된다. 용제 추출용의 용제로서는, 페놀, 푸르푸랄 및 N-메틸피롤리돈 등이 바람직하게 사용된다. 용제/유비(油比), 추출 온도, 추출되어야 할 유출물과 용제의 접촉 방법 등을 제어함으로써, 추출상과 라피네이트상의 분리의 정도를 제어할 수 있다. 또한 원료로서, 보다 높은 수소화 분해능을 갖는 연료유 수소화 분해 장치를 사용하고, 연료유 수소화 분해 장치로부터 수득되는 보텀(bottom) 유분을 사용해도 좋다.
상기의 원료유에 관해서, 수득되는 피처리물의 요소 어덕트값이 4질량% 이하, 점도 지수가 100 이상이 되도록, 수소화 분해/수소화 이성화를 실시하는 공정을 거침으로써, 본 발명의 왁스 이성화 기유를 수득할 수 있다. 수소화 분해/수소화 이성화 공정은, 수득되는 피처리물의 요소 어덕트값 및 점도 지수가 상기 조건을 충족시키면 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에 있어서의 바람직한 수소화 분해/수소화 이성화 공정은,
노르말파라핀을 함유하는 원료유에 관해서, 수소화 처리 촉매를 사용하여 수소화 처리하는 제1 공정,
제1 공정에 의해 수득되는 피처리물에 관해서, 수소화 탈랍 촉매를 사용하여 수소화 탈랍하는 제2 공정 및
제2 공정에 의해 수득되는 피처리물에 관해서, 수소화 정제 촉매를 사용하여 수소화 정제하는 제3 공정
을 구비한다.
또한, 종래의 수소화 분해/수소화 이성화에 있어서도, 수소화 탈랍 촉매의 피독(彼毒) 방지를 위한 탈황·탈질소를 목적으로 하여, 수소화 탈랍 공정의 전단(前段)에 수소화 처리 공정이 마련되는 경우는 있다. 이것에 대해, 본 발명에 있어서의 제1 공정(수소화 처리 공정)은, 제2 공정(수소화 탈랍 공정)의 전단에서 원료유 중의 노르말파라핀의 일부(예를 들면 10질량% 정도, 바람직하게는 1 내지 10질량%)를 분해하기 위해 마련된 것이며, 당해 제1 공정에 있어서도 탈황·탈질소는 가능하지만, 종래의 수소화 처리와는 목적을 달리한다. 이러한 제1 공정을 마련하는 것은, 제3 공정후에 수득되는 피처리물(왁스 이성화 기유)의 요소 어덕트값을 확실하게 4질량% 이하로 하는 데 있어서 바람직하다.
상기 제1 공정에서 사용되는 수소화 촉매로서는, 6족 금속, 8-10족 금속, 및 이들의 혼합물을 함유하는 촉매 등을 들 수 있다. 바람직한 금속으로서는, 니켈, 텅스텐, 몰리브덴, 코발트 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 수소화 촉매는, 이들 금속을 내열성 금속산화물 담체 위에 담지한 형태로 사용할 수 있고, 통상, 금속은 담체 위에서 산화물 또는 황화물로서 존재한다. 또한, 금속의 혼합물을 사용하는 경우는, 금속의 양이 촉매 전량을 기준으로 하여 30질량% 이상인 벌크 금속 촉매로서 존재해도 양호하다. 금속산화물 담체로서는, 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나 또는 티타니아 등의 산화물을 들 수 있고, 중에서도 알루미나가 바람직하다. 바람직한 알루미나는, γ형 또는 β형의 다공질 알루미나이다. 금속의 담지량(擔持量)은, 촉매 전량을 기준으로 하여, 0.5 내지 35질량%의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 9-10족 금속과 6족 금속의 혼합물을 사용하는 경우에는, 9족 또는 10족 금속 중 어느 하나가, 촉매 전량을 기준으로 하여, 0.1 내지 5질량%의 양으로 존재하고, 6족 금속은 5 내지 30질량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 금속의 담지량은, 원자 흡수 분광법, 유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석법 또는 각각의 금속에 관해서, ASTM에서 지정된 다른 방법에 의해 측정되어도 된다.
금속산화물 담체의 산성은, 첨가물의 첨가, 금속산화물 담체의 성질의 제어(예를 들면, 실리카-알루미나 담체 중에 도입되는 실리카의 양의 제어) 등에 의해 제어할 수 있다. 첨가물의 예에는, 할로겐, 특히 불소, 인, 붕소, 이트리아, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 산화물, 및 마그네시아를 들 수 있다. 할로겐과 같은 조촉매는, 일반적으로 금속산화물 담체의 산성을 높이지만, 이트리아 또는 마그네시아와 같은 약염기성 첨가물은 이러한 담체의 산성을 약하게 하는 경향이 있다.
수소화 처리 조건에 관해서, 처리 온도는, 바람직하게는 150 내지 450℃, 보다 바람직하게는 200 내지 400℃이며, 수소 분압은, 바람직하게는 1400 내지 20000kPa, 보다 바람직하게는 2800 내지 14000kPa이며, 액 공간 속도(LHSV)는, 바람직하게는 0.1 내지 10hr-1, 보다 바람직하게 0.1 내지 5hr-1이며, 수소/유비는, 바람직하게는 50 내지 1780㎥/㎥, 보다 바람직하게는 89 내지 890㎥/㎥이다. 또한, 상기의 조건은 일례이며, 제3 공정후에 수득되는 피처리물의 요소 어덕트값 및 점도 지수가 각각 상기 조건을 충족시키기 위한 제1 공정에 있어서의 수소화 처리 조건은, 원료, 촉매, 장치 등의 차이에 따라서 적절히 선정하는 것이 바람직하다.
제1 공정에 있어서 수소화 처리된 후의 피처리물은, 그대로 제2 공정에 제공해도 되지만, 당해 피처리물에 관해서 스트립핑 또는 증류를 실시하고, 피처리물(액상 생성물)로부터 가스 생성물을 분리 제거하는 공정을, 제1 공정과 제2 공정 사이에 마련하는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 피처리물에 포함되는 질소분 및 유황분을, 제2 공정에 있어서의 수소화 탈랍 촉매의 장기 사용에 영향을 미치지 않는 레벨로까지 감소시킬 수 있다. 스트립핑 등에 의한 분리 제거의 대상은 주로 황화수소 및 암모니아와 같은 가스 이물이며, 스트립핑은 플래시 드럼, 분류기 등의 통상의 수단에 의해 실시할 수 있다.
또한, 제1 공정에 있어서의 수소화 처리의 조건이 마일드한 경우에는, 사용하는 원료에 따라 잔존하는 다환 방향족분이 통과할 가능성이 있지만, 이들의 이물은, 제3 공정에 있어서의 수소화 정제에 의해 제거되어도 양호하다.
또한, 제2 공정에서 사용되는 수소화 탈랍 촉매는, 결정질 또는 비정질 중 어느 재료를 포함해도 양호하다. 결정질 재료로서는, 예를 들면, 알루미노실리케이트(제올라이트) 또는 실리코알루미노포스페이트(SAPO)를 주성분으로 하는, 10 또는 12원 환 통로를 갖는 몰레큘러시브(molecular sieve)를 들 수 있다. 제올라이트의 구체예로서는, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-57, 페리에라이트, ITQ-13, MCM-68, MCM-71등을 들 수 있다. 또한, 알루미노포스페이트의 예로서는, ECR-42를 들 수 있다. 몰레큘러시브의 예로서는, 제올라이트 베타, 및 MCM-68을 들 수 있다. 이들 중에서도, ZSM-48, ZSM-22 및 ZSM-23으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 사용하는 것이 바람직하고, ZSM-48이 특히 바람직하다. 몰레큘러시브는 바람직하게는 수소형이다. 수소화 탈랍 촉매의 환원은, 수소화 탈랍시에 그 자리에서 일어날 수 있지만, 미리 환원 처리가 이루어진 수소화 탈랍 촉매를 수소화 탈랍에 제공해도 된다.
또한, 수소화 탈랍 촉매의 비정질 재료로서는, 3족 금속으로 도핑된 알루미나, 플루오르화물화 알루미나, 실리카-알루미나, 플루오르화물화 실리카-알루미나, 실리카-알루미나 등을 들 수 있다.
탈랍 촉매의 바람직한 형태로서는, 2관능성, 즉, 적어도 1개의 6족 금속, 적어도 1개의 8-10족 금속, 또는 이들의 혼합물인 금속 수소 첨가 성분이 장착된 것을 들 수 있다. 바람직한 금속은, Pt, Pd 또는 이들의 혼합물 등의 9-10족 귀금속이다. 이들의 금속의 장착량은, 촉매 전량을 기준으로 하여 바람직하게는 0.1 내지 30질량%이다. 촉매 조제 및 금속 장착 방법으로서는, 예를 들면 분해성 금속염을 사용하는 이온 교환법 및 함침법을 들 수 있다.
또한, 몰레큘러시브를 사용하는 경우, 수소화 탈랍 조건하에서의 내열성을 갖는 바인더 재료와 복합화해도 되며, 또는 바인더 없어도(자기 결합) 양호하다. 바인더 재료로서는, 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 실리카와 티타니아, 마그네시아, 이트리아, 지르코니아 등과 같은 다른 금속산화물과의 2성분의 조합, 실리카-알루미나-이트리아, 실리카-알루미나-마그네시아 등과 같은 산화물의 3성분의 조합 등의 무기산화물을 들 수 있다. 수소화 탈랍 촉매 중의 몰레큘러시브의 양은, 촉매 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 10 내지 100질량%, 보다 바람직하게는 35 내지 100질량%이다. 수소화 탈랍 촉매는, 분무 건조, 압출 등의 방법에 의해 형성된다. 수소화 탈랍 촉매는, 황화물화 또는 비황화물화된 형태로 사용할 수 있고, 황화물화된 형태가 바람직하다.
수소화 탈랍 조건에 관해서, 온도는 바람직하게는 250 내지 400℃, 보다 바람직하게는 275 내지 350℃이고, 수소 분압은 바람직하게는 791 내지 20786kPa(100 내지 3000psig), 보다 바람직하게는 1480 내지 17339kPa(200 내지 2500psig)이며, 액 공간 속도는 바람직하게는 0.1 내지 10hr-1, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5hr-1이며, 수소/유비는 바람직하게는 45 내지 1780㎥/㎥(250 내지 10000scf/B), 보다 바람직하게는 89 내지 890㎥/㎥(500 내지 5000scf/B)이다. 또한, 상기의 조건은 일 예이며, 제3 공정후에 수득되는 피처리물의 요소 어덕트값 및 점도 지수가 각각 상기 조건을 충족시키기 위한 제2 공정에 있어서의 수소화 탈랍 조건은, 원료, 촉매, 장치 등의 차이에 따라서 적절히 선정하는 것이 바람직하다.
제2 공정에서 수소화 탈랍된 피처리물은, 제3 공정에 있어서의 수소화 정제에 제공된다. 수소화 정제는, 잔류 헤테로 원자 및 색상체(色相體)의 제거에 더하여, 올레핀 및 잔류 방향족 화합물을 수소화에 의해 포화하는 것을 목적으로 하는 마일드한 수소화 처리의 한 형태이다. 제3 공정에 있어서의 수소화 정제는, 탈랍 공정과 캐스케이드식으로 실시할 수 있다.
제3 공정에서 사용되는 수소화 정제 촉매는, 6족 금속, 8-10족 금속 또는 이들의 혼합물을 금속산화물 담체에 담지시킨 것이 바람직하다. 바람직한 금속으로서는, 귀금속, 특히 백금, 팔라듐 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 금속의 혼합물을 사용하는 경우, 금속의 양이 촉매를 기준으로 하여 30질량% 또는 그 이상인 벌크 금속 촉매로서 존재해도 된다. 촉매의 금속 함유율은, 비귀금속에 관해서는 20질량% 이하, 귀금속에 관해서는 1질량% 이하가 바람직하다. 또한, 금속산화물 담체로서는, 비정질 또는 결정질 산화물 중 어느 것이라도 양호하다. 구체적으로는, 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나 또는 티타니아와 같은 저산성 산화물을 들 수 있고, 알루미나가 바람직하다. 방향족 화합물의 포화의 관점에서는, 다공질 담체 위에 비교적 강한 수소 첨가 기능을 갖는 금속이 담지된 수소화 정제 촉매를 사용하는 것이 바람직하다.
바람직한 수소화 정제 촉매로서, M41S클래스 또는 계통의 촉매에 속하는 메소 세공성 재료를 들 수 있다. M41S 계통의 촉매는, 높은 실리카 함유율을 갖는 메소 세공성 재료이며, 구체적으로는, MCM-41, MCM-48 및 MCM-50을 들 수 있다. 이러한 수소화 정제 촉매는 15 내지 100Å의 세공 직경을 갖는 것이며, MCM-41이 특히 바람직하다. MCM-41은, 똑같은 사이즈의 세공의 육방정계 배열을 갖는 무기의 다공질 비층화상이다. MCM-41의 물리 구조는, 스트로우의 개구부(세공의 셀 직경)가 15 내지 100Å의 범위인 스트로우의 다발과 같은 것이다. MCM-48은, 입방체 대칭을 가지며, MCM-50은, 층상 구조를 갖는다. MCM-41은, 메소 세공성 범위의 상이한 사이즈의 세공 개구부로 제조할 수 있다. 메소 세공성 재료는, 8족, 9족 또는 10족 금속의 적어도 1개인 금속 수소 첨가 성분을 가져도 되며, 금속 수소 첨가 성분으로서는, 귀금속, 특히 10족 귀금속이 바람직하고, Pt, Pd 또는 이들의 혼합물이 가장 바람직하다.
수소화 정제의 조건에 관해서, 온도는 바람직하게는 150 내지 350℃, 보다 바람직하게는 180 내지 250℃이며, 전압은 바람직하게는 2859 내지 20786kPa(약 400 내지 3000psig)이며, 액 공간 속도는 바람직하게는 0.1 내지 5hr-1, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3hr-1이며, 수소/유비는 바람직하게는 44.5 내지 1780㎥/㎥(250 내지 10,000scf/B)이다. 또한, 상기의 조건은 일례이며, 제3 공정후에 수득되는 피처리물의 요소 어덕트값 및 점도 지수가 각각 상기 조건을 충족시키기 위한 제3 공정에 있어서의 수소화 생성 조건은, 원료나 처리 장치의 차이에 따라서 적절히 선정하는 것이 바람직하다.
또한, 제3 공정후에 수득되는 피처리물에 관해서는, 필요에 따라서, 증류 등에 의해 소정의 성분을 분리 제거해도 된다.
하기의 제조 방법에 의해 수득되는 본 발명의 왁스 이성화 기유에 있어서는, 요소 어덕트값 및 점도 지수가 각각 상기 조건을 만족시키면, 그 밖의 성상은 특별히 제한되지 않지만, 본 발명의 왁스 이성화 기유는 이하의 조건을 더욱 충족시키는 것이 바람직하다.
본 발명의 왁스 이성화 기유에 있어서의 포화분의 함유량은, 왁스 이성화 기유 전량을 기준으로 하여, 70질량% 이상, 바람직하게는 90질량% 이상, 보다 바람직하게는 93질량% 이상, 더욱 바람직하게는 95질량% 이상이다. 또한, 당해 포화분에 차지하는 환상 포화분의 비율은, 바람직하게는 0.1 내지 50질량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 40질량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 30질량%, 특히 바람직하게는 5 내지 20질량%이다. 포화분의 함유량 및 당해 포화분에 차지하는 환상 포화분의 비율이 각각 상기 조건을 충족시킴으로써, 점도-온도 특성 및 열·산화 안정성을 달성할 수 있고, 또한, 당해 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에는, 당해 첨가제를 왁스 이성화 기유 중에 충분히 안정적으로 용해 보지하면서, 당해 첨가제의 기능을 보다 고수준으로 발현시킬 수 있다. 또한, 포화분의 함유량 및 당해 포화분에 차지하는 환상 포화분의 비율이 각각 상기 조건을 충족시킴으로써, 왁스 이성화 기유 자체의 마찰 특성을 개선할 수 있고, 그 결과, 마찰 저감 효과의 향상, 나아가서는 에너지 절약성의 향상을 달성할 수 있다.
또한, 포화분의 함유량이 70질량% 미만이면, 점도-온도 특성, 열·산화 안정성 및 마찰 특성이 불충분해지는 경향이 있다. 또한, 포화분에 차지하는 환상 포화분의 비율이 0.1질량% 미만이면, 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에, 당해 첨가제의 용해성이 불충분해지고, 왁스 이성화 기유 중에 용해 보지되는 당해 첨가제의 유효량이 저하되기 때문에, 당해 첨가제의 기능을 유효하게 수득할 수 없게 되는 경향이 있다. 또한, 포화분에 차지하는 환상 포화분의 비율이 50질량%를 초과하면, 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에 당해 첨가제의 효력이 저하되는 경향이 있다.
본 발명에 있어서, 포화분에 차지하는 환상 포화분의 비율이 0.1 내지 50질량%인 것은, 포화분에 차지하는 비환상 포화분이 99.9 내지 50질량%인 것과 등가이다. 여기에서, 비환상 포화분에는 노르말파라핀 및 이소파라핀의 쌍방이 포함된다. 본 발명의 왁스 이성화 기유에 차지하는 노르말파라핀 및 이소파라핀의 비율은, 요소 어덕트값이 상기 조건을 충족시키면 특별히 제한되지 않지만, 이소파라핀의 비율은, 왁스 이성화 기유 전량 기준으로, 바람직하게는 50 내지 99.9질량%, 보다 바람직하게는 60 내지 99.9질량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 99.9질량%, 특히 바람직하게는 80 내지 99.9질량%이다. 왁스 이성화 기유에 차지하는 이소파라핀의 비율이 상기 조건을 충족시킴으로써, 점도-온도 특성 및 열·산화 안정성을 보다 향상시킬 수 있고, 또한, 당해 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에는, 당해 첨가제를 충분히 안정적으로 용해 보지하면서, 당해 첨가제의 기능을 한층 고수준으로 발현시킬 수 있다.
또한, 본 발명에서 말하는 포화분의 함유량이란, ASTM D 2007-93에 준거하여 측정되는 값(단위: 질량%)을 의미한다.
또한, 본 발명에서 말하는 포화분에 차지하는 환상 포화분 및 비환상 포화분의 비율이란, 각각 ASTM D 2786-91에 준거하여 측정되는 나프텐분(측정 대상: 1환 내지 6환 나프텐, 단위: 질량%) 및 알칸분(단위: 질량%)을 의미한다.
또한, 본 발명에서 말하는 왁스 이성화 기유 중의 노르말파라핀의 비율이란, 상기 ASTM D 2007-93에 기재된 방법에 의해 분리·분취된 포화분에 관해서, 이하의 조건으로 가스 크로마토그래피 분석을 실시하고, 당해 포화분에 차지하는 노르말파라핀의 비율을 동정·정량했을 때의 측정값을, 왁스 이성화 기유 전량을 기준으로 하여 환산한 값을 의미한다. 또한, 동정·정량일 때는, 표준 시료로서 탄소수 5 내지 50의 노르말파라핀의 혼합 시료가 사용되며, 포화분에 차지하는 노르말파라핀은, 크로마토그램의 전체 피크 면적값(희석제에 유래하는 피크의 면적값을 제외)에 대한 각 노르말파라핀에 상당히 상당하는 피크 면적값의 합계의 비율로서 구해진다.
(가스크로마토그래피 조건)
칼럼: 액상 무극성 칼럼(길이 25cm, 내경 0.3mmφ, 액상 막 두께 0.1μm)
승온 조건: 50 내지 400℃(승온 속도: 10℃/min)
캐리어 가스: 헬륨(선속도: 40cm/min)
스플릿비: 90/1
시료 주입량: 0.5μL(이황화탄소로 20배로 희석한 시료의 주입량)
또한, 왁스 이성화 기유 중의 이소파라핀의 비율이란, 상기 포화분에 차지하는 비환상 포화분과 상기 포화분에 차지하는 노르말파라핀의 차를, 왁스 이성화 기유 전량을 기준으로 하여 환산한 값을 의미한다.
포화분의 분리 방법, 또는 환상 포화분, 비환상 포화분 등의 조성 분석시에는, 같은 결과가 수득되는 유사한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 이외에, ASTM D 2425-93에 기재된 방법, ASTM D 2549-91에 기재된 방법, 고속 액체 크로마토그래피(HPLC)에 의한 방법, 또는 이들의 방법을 개량한 방법 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유에 있어서, 원료로서, 연료유 수소화 분해 장치로부터 수득되는 보텀 유분을 사용한 경우에는, 포화분의 함유량이 90질량% 이상, 당해 포화분에 차지하는 환상 포화분의 비율이, 30 내지 50질량%, 당해 포화분에 차지하는 비환상 포화분의 비율이 50 내지 70질량%, 왁스 이성화 기유 중의 이소파라핀의 비율이 40 내지 70질량%, 점도 지수가 100 내지 135, 바람직하게는 120 내지 130의 기유가 수득되지만, 요소 어덕트값이 하기 조건을 충족시킴으로써, 본 발명의 효과, 특히 -40℃에서의 MRV 점도를 20000mPa·s 이하, 특히 10000mPa·s 이하라는 우수한 저온 점도 특성을 갖는 왁스 이성화 조성물을 수득할 수 있다. 또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유에 있어서, 원료로서 왁스 함유량이 높은 원료(예를 들면 노르말파라핀 함유량이 50질량% 이상)인 슬랙 왁스, 피셔트롭슈 왁스를 사용한 경우에는, 포화분의 함유량이 90질량% 이상, 당해 포화분에 차지하는 환상 포화분의 비율이, 0.1 내지 40질량%, 당해 포화분에 차지하는 비환상 포화분의 비율이 60 내지 99.9질량%, 왁스 이성화 기유 중의 이소파라핀의 비율이 60 내지 99.9질량%, 점도 지수가 100 내지 170, 바람직하게는 135 내지 160의 기유가 수득되지만, 요소 어덕트값이 하기 조건을 충족시킴으로써, 본원 발명의 효과, 특히 -40℃에서의 MRV 점도를 12000mPa·s 이하, 특히 7000mPa·s 이하라고 하는 고점도 지수와 저온 점도 특성이 매우 우수한 특성을 갖는 왁스 이성화 조성물을 수득할 수 있다.
또한, 20℃에서의 굴절율을 n20, 100℃에서의 동점도를 kv100으로 나타낼 때, 본 발명의 왁스 이성화 기유에 관한 n20-0.002×kv100은, 바람직하게는 1.435 내지 1.450, 보다 바람직하게는 1.440 내지 1.449, 더욱 바람직하게는 1.442 내지 1.448, 한층 바람직하게는 1.444 내지 1.447이다. n20-0.002×kv100을 상기 범위내로 함으로써, 우수한 점도-온도 특성 및 열·산화 안정성을 달성할 수 있고, 또한, 당해 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에는, 당해 첨가제를 왁스 이성화 기유 중에 충분히 안정적으로 용해 보지하면서, 당해 첨가제의 기능을 보다 고수준으로 발현시킬 수 있다. 또한, n20-0.002×kv100을 상기 범위내로 함으로써, 왁스 이성화 기유 자체의 마찰 특성을 개선할 수 있고, 그 결과, 마찰 저감 효과의 향상, 나아가서는 에너지 절약성의 향상을 달성할 수 있다.
또한, n20-0.002×kv100이 상기 상한치를 초과하면, 점도-온도 특성, 열·산화 안정성 및 마찰 특성이 불충분해지고, 또한, 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에 당해 첨가제의 효력이 저하되는 경향이 있다. 또한, n20-0.002×kv100이 상기 하한치 미만이면, 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에, 당해 첨가제의 용해성이 불충분해지고, 왁스 이성화 기유 중에 용해 보지되는 당해 첨가제의 유효량이 저하되기 때문에, 당해 첨가제의 기능을 유효하게 수득할 수 없게 되는 경향이 있다.
본 발명에서 말하는 20℃에서의 굴절율(n20)이란, ASTM D1218-92에 준거하여 20℃에 있어서 측정되는 굴절율을 의미한다. 또한, 본 발명에서 말하는 100℃에서의 동점도(kv100)란, JIS K 2283-1993에 준거하여 100℃에서 측정되는 동점도를 의미한다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유에 있어서의 방향족분은, 왁스 이성화 기유 전량을 기준으로 하여, 바람직하게는 5질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.05 내지 3질량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 1질량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 0.5질량%이다. 방향족분의 함유량이 상기 상한치를 초과하면, 점도-온도 특성, 열·산화 안정성 및 마찰 특성, 또한 휘발 방지성 및 저온 점도 특성이 저하되는 경향이 있으며, 또한, 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에 당해 첨가제의 효력이 저하되는 경향이 있다. 또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유는 방향족분을 함유하지 않는 것이라도 양호하지만, 방향족분의 함유량을 0.05질량% 이상으로 함으로써, 첨가제의 용해성을 더욱 높일 수 있다.
또한, 여기에서 말하는 방향족분의 함유량이란, ASTM D 2007-93에 준거하여 측정된 값을 의미한다. 방향족분에는, 통상, 알킬벤젠, 알킬나프탈렌 이외에, 안트라센, 페난트렌 및 이들의 알킬화물, 또한 벤젠환이 4환 이상 축합된 화합물, 피리딘류, 퀴놀린류, 페놀류, 나프톨류 등의 헤테로 원자를 갖는 방향족 화합물 등이 포함된다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유의 %Cp는, 바람직하게는 80 이상, 보다 바람직하게는 82 내지 99, 더욱 바람직하게는 85 내지 98, 특히 바람직하게는 90 내지 97이다. 왁스 이성화 기유의 %Cp가 80 미만인 경우, 점도-온도 특성, 열·산화 안정성 및 마찰 특성이 저하되는 경향이 있으며, 또한, 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에 당해 첨가제의 효력이 저하되는 경향이 있다. 또한, 왁스 이성화 기유의 %Cp가 99를 초과하면, 첨가제의 용해성이 저하되는 경향이 있다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유의 %CN은, 바람직하게는 20 이하, 보다 바람직하게는 15 이하, 더욱 바람직하게는 1 내지 12, 특히 바람직하게는 3 내지 10이다. 왁스 이성화 기유의 %CN이 20을 초과하면, 점도-온도 특성, 열·산화 안정성 및 마찰 특성이 저하되는 경향이 있다. 또한, %CN이 1 미만이면, 첨가제의 용해성이 저하되는 경향이 있다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유의 %CA는, 바람직하게는 0.7 이하, 보다 바람직하게는 0.6 이하, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.5이다. 왁스 이성화 기유의 %CA가 0.7을 초과하면, 점도-온도 특성, 열·산화 안정성 및 마찰 특성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유의 %CA는 0이라도 양호하지만, %CA를 0.1 이상으로 함으로써, 첨가제의 용해성을 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유에 있어서의 %CP와 %CN의 비율은, %CP/%CN이 7 이상인 것이 바람직하고, 7.5 이상인 것이 보다 바람직하고, 8 이상인 것이 더욱 바람직하다. %CP/%CN이 7 미만이면, 점도-온도 특성, 열·산화 안정성 및 마찰 특성이 저하되는 경향이 있으며, 또한, 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에 당해 첨가제의 효력이 저하되는 경향이 있다. 또한, %CP/%CN은, 200 이하인 것이 바람직하고, 100 이하인 것이 보다 바람직하고, 50 이하인 것이 더욱 바람직하고, 25 이하인 것이 특히 바람직하다. %CP/%CN을 200 이하로 함으로써, 첨가제의 용해성을 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명에서 말하는 %CP, %CN 및 %CA란, 각각 ASTM D 3238-85에 준거한 방법(n-d-M환 분석)에 의해 구해지는, 파라핀 탄소수의 전체 탄소수에 대한 백분률, 나프텐 탄소수의 전체 탄소수에 대한 백분률, 및 방향족 탄소수의 전체 탄소수에 대한 백분률을 의미한다. 즉, 상기한 %CP, %CN 및 %CA의 바람직한 범위는 상기방법에 의해 구해지는 값에 기초하는 것이며, 예를 들면 나프텐분을 포함하지 않는 왁스 이성화 기유라도, 상기 방법에 의해 구해지는 %CN이 0을 초과하는 값을 나타내는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유의 요오드값은, 바람직하게는 0.5 이하이며, 보다 바람직하게는 0.3 이하, 더욱 바람직하게는 0.15 이하이며, 또한, 0.01 미만이라도 양호하지만, 그만큼 효과가 작은 점 및 경제성과의 관계에서, 바람직하게는 0.001 이상, 보다 바람직하게는 0.05 이상이다. 왁스 이성화 기유의 요오드값을 0.5 이하로 함으로써, 열·산화 안정성을 비약적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서 말하는 요오드값이란, JIS K 0070 「화학 제품의 산가, 검화값, 요오드값, 하이드록실기값 및 불검화값」의 지시약 적정법에 의해 측정한 요오드값을 의미한다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유에 있어서의 유황분의 함유량은, 그 원료의 유황분의 함유량에 의존한다. 예를 들면, 피셔트롭슈 반응 등에 의해 수득되는 합성 왁스 성분과 같이 실질적으로 유황을 포함하지 않는 원료를 사용하는 경우에는, 실질적으로 유황을 포함하지 않는 왁스 이성화 기유를 수득할 수 있다. 또한, 왁스 이성화 기유의 정제 과정에서 수득되는 슬랙 왁스나 정밀 여과 과정에서 수득되는 마이크로 왁스 등의 유황을 포함하는 원료를 사용하는 경우에는, 수득되는 왁스 이성화 기유 중의 유황분은 통상 100질량ppm 이상이 된다. 본 발명의 왁스 이성화 기유에 있어서는, 열·산화 안정성의 한층 향상 및 저유황화의 점에서, 유황분의 함유량이 10질량ppm 이하인 것이 바람직하고, 5질량ppm 이하인 것이 보다 바람직하고, 3질량ppm 이하인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 비용 저감의 점에서는, 원료로서 슬랙 왁스 등을 사용하는 것이 바람직하고, 그 경우, 수득되는 왁스 이성화 기유 중의 유황분은 50질량ppm 이하가 바람직하고, 10질량ppm 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명에서 말하는 유황분이란, JIS K 2541-1996에 준거하여 측정되는 유황분을 의미한다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유에 있어서의 질소분의 함유량은, 10ppm 이하, 바람직하게는 5질량ppm 이하, 보다 바람직하게는 3질량ppm 이하, 더욱 바람직하게는 1질량ppm 이하이다. 질소분의 함유량이 10질량ppm을 초과하면, 열·산화 안정성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 본 발명에서 말하는 질소분이란, JIS K 2609-1990에 준거하여 측정되는 질소분을 의미한다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유의 동점도는, 그 100℃에서의 동점도는, 바람직하게는 1.5 내지 20㎟/s, 보다 바람직하게는 2.0 내지 11㎟/s이다. 왁스 이성화 기유의 100℃에서의 동점도가 1.5㎟/s 미만인 경우, 증발 손실의 점에서 바람직하지 않다. 또한, 100℃에서의 동점도가 20㎟/s를 초과하는 왁스 이성화 기유를 수득하고자 하는 경우, 그 수율이 낮아져 원료로서 중질 왁스를 사용하는 경우라도 분해율을 높이는 것이 곤란해지기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서는, 100℃에서의 동점도가 하기의 범위에 있는 왁스 이성화 기유를 증류 등에 의해 분취하여 사용하는 것이 바람직하다.
100℃에서의 동점도가 4.5 내지 20㎟/s, 보다 바람직하게는 4.8 내지 11㎟/s, 특히 바람직하게는 5.5 내지 8.0㎟/s의 왁스 이성화 기유.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유의 40℃에서의 동점도는, 바람직하게는 6.0 내지 80㎟/s, 보다 바람직하게는 8.0 내지 50㎟/s이다. 본 발명에 있어서는, 40℃에서의 동점도가 하기의 범위에 있는 왁스 이성화 유분을 증류 등에 의해 분취하고, 사용하는 것이 바람직하다.
40℃에서의 동점도가 28 내지 50㎟/s, 보다 바람직하게는 29 내지 45㎟/s, 특히 바람직하게는 30 내지 40㎟/s의 왁스 이성화 기유.
또한, 상기 왁스 이성화 기유는, 요소 어덕트값 및 점도 지수가 각각 상기 조건을 충족시킴으로써, 점도 그레이드가 동일한 종래의 윤활유 기유와 비교하여, 점도-온도 특성과 저온 점도 특성을 높은 수준으로 양립할 수 있으며, 특히, 저온 점도 특성이 우수하고, 또한 휘발 방지성, 열·산화 안정성 및 윤활성이 우수하다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유의 15℃에서의 밀도(ρ15)는, 왁스 이성화기유의 점도 그레이드에 따라 다르지만, 하기 수학식 1의 ρ의 값 이하인 것, 즉 ρ15≤ρ인 것이 바람직하다.
[수학식 1]
ρ=0.0025×kv100+0.816
상기 수학식 1에서,
kv100은 왁스 이성화 기유의 100℃에서의 동점도(㎟/s)이다.
또한, ρ15>ρ가 되는 경우, 점도-온도 특성 및 열·산화 안정성, 또한 휘발 방지성 및 저온 점도 특성이 저하되는 경향이 있으며, 또한, 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에 당해 첨가제의 효력이 저하되는 경향이 있다.
또한, 본 발명에서 말하는 15℃에서의 밀도란, JIS K 2249-1995에 준거하여 15℃에 있어서 측정된 밀도를 의미한다.
또한, 본 발명의 왁스 이성화 기유의 아닐린점(AP(℃))은, 왁스 이성화 기유의 점도 그레이드에 따라 다르지만, 하기 수학식 2의 A의 값 이상인 것, 즉 AP≥A인 것이 바람직하다.
[수학식 2]
A=4.3×kv100+100
상기 수학식 2에서,
kv100은 왁스 이성화 기유의 100℃에서의 동점도(㎟/s)이다.
또한, AP<A가 되는 경우, 점도-온도 특성 및 열·산화 안정성, 또한 휘발 방지성 및 저온 점도 특성이 저하되는 경향이 있으며, 또한, 왁스 이성화 기유에 첨가제가 배합된 경우에 당해 첨가제의 효능이 저하되는 경향이 있다.
예를 들면, 상기 왁스 이성화 기유의 AP는, 바람직하게는 125℃ 이상, 보다 바람직하게는 128℃ 이상이다. 또한, 본 발명에서 말하는 아닐린점이란, JIS K 2256-1985에 준거하여 측정된 아닐린점을 의미한다.
또한, 상기 왁스 이성화 기유의 NOACK 증발량은, 바람직하게는 0질량% 이상, 보다 바람직하게는 1질량% 이상이며, 또한, 바람직하게는 6질량% 이하, 보다 바람직하게는 5질량% 이하, 더욱 바람직하게는 4질량% 이하이다. NOACK 증발량이 상기하한치인 경우, 저온 점도 특성의 개선이 곤란해지는 경향이 있다. 또한, NOACK 증발량이 각각 상한치를 초과하면, 왁스 이성화 기유를 내연 기관용 윤활유 등에 사용한 경우에, 왁스 이성화의 증발 손실량이 많아지고, 거기에 따른 촉매 피독이 촉진되기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 상기 왁스 이성화 기유의 증류 성상에 관해서, 그 초유점(IBP)은, 바람직하게는 440 내지 480℃, 보다 바람직하게는 430 내지 470℃, 더욱 바람직하게는 420 내지 460℃이다. 또한, 10% 유출 온도(T10)는, 바람직하게는 450 내지 510℃, 보다 바람직하게는 460 내지 500℃, 더욱 바람직하게는 460 내지 480℃이다. 또한, 50% 유출점(T50)은, 바람직하게는 470 내지 540℃, 보다 바람직하게는 480 내지 530℃, 더욱 바람직하게는 490 내지 520℃이다. 또한, 90% 유출점(T90)은, 바람직하게는 470 내지 560℃, 보다 바람직하게는 480 내지 550℃, 더욱 바람직하게는 490 내지 540℃이다. 또한, 종점(FBP)은, 바람직하게는 505 내지 565℃, 보다 바람직하게는 515 내지 555℃, 더욱 바람직하게는 525 내지 565℃이다. 또한, T90-T10은, 바람직하게는 35 내지 80℃, 보다 바람직하게는 45 내지 70℃, 더욱 바람직하게는 55 내지 80℃이다. 또한, FBP-IBP는, 바람직하게는 50 내지 130℃, 보다 바람직하게는 60 내지 120℃, 더욱 바람직하게는 70 내지 110℃이다. 또한, T10-IBP는, 바람직하게는 5 내지 65℃, 보다 바람직하게는 10 내지 55℃, 더욱 바람직하게는 10 내지 45℃이다. 또한, FBP-T90은, 바람직하게는 5 내지 60℃, 보다 바람직하게는 5 내지 50℃, 더욱 바람직하게는 5 내지 40℃이다.
왁스 이성화 기유에 있어서, IBP, T10, T50, T90, FBP, T90-T10, FBP-IBP, T10-IBP, FBP-T90을 상기의 바람직한 범위로 설정함으로써, 저온 점도의 한층 개선과, 증발 손실의 한층 저감이 가능해진다. 또한, T90-T10, FBP-IBP, T10-IBP 및 FBP-T90의 각각에 관해서는, 이들의 증류 범위를 지나치게 좁게 하면, 왁스 이성화 기유의 수율이 악화되어, 경제성의 점에서 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에서 말하는, IBP, T10, T50, T90 및 FBP란, 각각 ASTM D 2887-97에 준거하여 측정되는 유출점을 의미한다.
(A) 성분은, 구체적으로는, 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물이다:
화학식 1
Figure 112010057377767-pct00004
화학식 2
Figure 112010057377767-pct00005
상기 화학식 1 및 2에서,
R1 및 R2는 동일하거나 상이해도 되며, 각각 수소원자 또는 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이고, R1 및 R2의 적어도 한쪽은 탄소수 6 내지 12의 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이고,
R3 및 R4는 동일하거나 상이해도 되며, 각각 수소원자 또는 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이고, R3 및 R4의 적어도 한쪽은 탄소수 13 내지 18의 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이다.
R1 및 R2의 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기로서는, 구체적으로는, 직쇄 헥실기, 직쇄 헥세닐기, 직쇄 헵틸기, 직쇄 헵테닐기, 직쇄 옥틸기, 직쇄 옥테닐기, 직쇄 노닐기, 직쇄 노네닐기, 직쇄 데실기, 직쇄 데세닐기, 직쇄 운데실기, 직쇄 운데세닐기, 직쇄 도데실기, 직쇄 도데세닐기, 또한, R3 및 R4의 알킬기 또는 직쇄 알케닐기로서는, 구체적으로는, 직쇄 트리데실기, 직쇄 트리데세닐기, 직쇄 테트라데실기, 직쇄 테트라데세닐기, 직쇄 펜타데실기, 직쇄 펜타데세닐기, 직쇄 헥사데실기, 직쇄 헥사데세닐기, 직쇄 헵타데실기, 직쇄 헵타데세닐기, 직쇄 옥타데실기, 직쇄 옥타데세닐기, 올레일기 등을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 (A) 성분으로는, 상기 화학식 1 중의 R1 및 R2, 또는 상기 화학식 2 중의 R3 및 R4 중 한쪽이 수소원자이며, 다른쪽이 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기인 화합물(인산모노에스테르), 및 R1 및 R2, 또는 R3 및 R4의 쌍방이 직쇄 알킬기 및/또는 직쇄 알케닐기인 화합물(인산디에스테르)이 포함된다. 본 발명에서는, 인산모노에스테르 또는 인산디에스테르의 한쪽을 단독으로 사용하여도 좋고, 또는 인산모노에스테르와 인산디에스테르의 혼합물을 사용해도 좋지만, 마찰 특성의 점에서는, 인산모노에스테르와 인산디에스테르의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 혼합물을 사용하는 경우, 인산모노에스테르/인산디에스테르의 혼합비는 몰비로 10/90 내지 90/10인 것이 바람직하고, 20/80 내지 80/20인 것이 보다 바람직하고, 30/70 내지 70/30인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 윤활유 조성물에 있어서, (A) 성분의 함유량은, 통상, 조성물 전량 기준으로 0.01 내지 0.5질량%이며, 저마찰 성능이 우수한 점에서, 조성물 전량 기준으로, 바람직하게는 0.05질량% 이상, 보다 바람직하게는 0.1질량% 이상이다. 또한, 수득되는 윤활유 조성물의 내부식성이 우수한 점에서, (A) 성분의 함유량은, 조성물 전량 기준으로, 0.5질량% 이하이며, 바람직하게는 0.4질량% 이하이다. 또한, (A) 성분의 인 원소 환산량에서의 함유량은, (A) 성분의 분자량에 따라 달라지지만, 통상, 조성물 전량 기준으로, 인 원소 환산량으로, 0.0005 내지 0.06질량%, 바람직하게는 0.003 내지 0.06질량%, 특히 바람직하게는 0.005 내지 0.05질량이다.
본 발명의 윤활유 조성물에 있어서, (A) 성분 유래의 산가는 0.1 내지 1.0mg/KOH이며, 0.1 미만이면, 첨가제의 마찰 저감 효과가 낮기 때문에 바람직하지 않고, 또한, 1.0을 초과하면 섭동 재료로의 부식이 증가하는 것과, 마찰 성능적으로는, 장기간에 걸쳐 저마찰을 유지할 수 없기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명에 있어서의 (B) 성분은, 하기 화학식 3으로 표시되는 알킬아민이다:
화학식 3
Figure 112010057377767-pct00006
상기 화학식 3에서,
R5 및 R6은 동일하거나 상이해도 되며, 각각 수소원자 또는 탄소수 4 내지 30의 분지쇄 알킬기이며, R5 및 R6의 적어도 한쪽은 분지쇄 알킬기이다.
통상, 화학식 3으로 표시되는 아민은, 탄소수 4 내지 30, 바람직하게는 탄소수 4 내지 20의 분지쇄 알킬기를 1개 또는 2개 이상 갖는 모노아민, 디아민, 폴리아민 중 어느 것이라도 양호하지만, 탄소수 4 내지 20의 분지쇄 알킬기를 갖는 모노아민이 바람직하고, 또한, 탄소수 4 내지 20의 분지쇄 알킬기를 2개 갖는 모노아민의 2급 아민이 바람직하다. 이들의 분지쇄 알킬기 중에서도, (A) 성분과 혼합한 경우의 저온 저장 안정성, 절삭유가 혼입된 경우의 저마찰 성능이 우수한 점에서, 이들 분지쇄 알킬기의 탄소수는 6 이상인 것이 보다 바람직하다. 또한, 윤활유 기유에 대한 용해성의 점에서는, 이들 분지쇄 알킬기의 탄소수는, 20 이하인 것이 바람직하고, 16 이하인 것이 보다 바람직하고, 14 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기의 바람직한 탄소수 4 내지 20의 분지쇄 알킬기로서는, 구체적으로는, 이소부틸기, 이소펜틸기, 이소헥실기, 이소옥틸기, 이소노닐기, 이소데실기, 이소운데실기, 이소도데실기, 이소트리데실기, 이소테트라데실기, 이소펜타데실기, 이소헥사데실기, 이소헵타데실기, 이소옥타데실기, 이소노나데실기, 이소이코실기 등의 분지쇄 알킬기를 들 수 있다.
본 발명의 윤활유 조성물에 있어서, (B) 성분의 함유량은, 통상, 조성물 전량 기준으로 0.01 내지 2질량%이며, (A) 성분과 혼합한 경우의 내부식성이 우수한 점에서, 조성물 전량 기준으로, 바람직하게는 0.05질량% 이상, 특히 바람직하게 0.1질량% 이상이다. 또한, 저온 저장 안정성과, 절삭유가 혼입된 경우의 저마찰 성능이 우수한 점에서, (B) 성분의 함유량은, 조성물 전량 기준으로, 2질량% 이하이며, 보다 바람직하게는 1.0질량% 이하, 특히 바람직하게는 0.5질량% 이하이다. 또한, (B) 성분의 질소 원소 환산량에서의 함유량은, (B) 성분의 분자량에 따라 상이하지만, 통상, 조성물 전량 기준으로, 질소 원소 환산량으로, 0.0002 내지 0.4질량%, 바람직하게는 0.001 내지 0.2질량%, 특히 바람직하게는 0.002 내지 0.1질량%이다.
또한, 본 발명의 윤활유 조성물에 있어서, (A) 성분과 (B) 성분의 최적의 조합으로서는, 탄소수 6 내지 18의 직쇄 알킬기를 갖는 산성 인산에스테르와 탄소수 4 내지 30의 분지쇄 알킬기를 갖는 아민과의 조합이며, 특히, 모노n-옥틸액시드포스페이트 및/또는 디n-옥틸액시드포스페이트 또는 모노올레일액시드포스페이트 및/또는 디올레일액시드포스페이트와, 디2-에틸헥실아민 및/또는 디이소트리데실아민의 조합이 가장 바람직하다.
본 발명의 윤활유 조성물은, 상기 특정한 윤활유 기유와 (A) 성분과 (B) 성분을 함유함으로써, 저마찰성, 저온 저장 안정성이 우수하고, 절삭액이 혼입된 경우에 있어서도 당초의 저마찰성을 현저하게 악화시키지 않고, 가공 정밀도를 유지하는 것이 가능하다.
본 발명의 윤활유 조성물에는, 더욱 그 성능을 높이기 위해서, 또는 각종 용도의 윤활유 조성물, 특히 공작 기계의 접동면용 윤활유 조성물로서 필요한 성능을 부여하기 위해, (C) 유황 화합물 또는 윤활유 분야에 있어서 공지된 기타 첨가제를 배합할 수 있다.
본 발명의 윤활유 조성물은, 내부식 성능이 우수하고, 마찰 계수를 보다 낮게 유지할 수 있고, 가공 정밀도를 장기간에 걸쳐 유지할 수 있는 점에서, (C) 유황 화합물을 추가로 함유시키는 것이 바람직하다.
(C) 유황 화합물로서는, 예를 들면 황화 유지, 황화 지방산, 황화 에스테르, 황화 올레핀, 디하이드로카빌폴리설파이드, 티아디아졸 화합물, 알킬티오카바모일 화합물, 티오카바메이트 화합물, 티오테르펜 화합물, 디알킬티오디프로피오네이트 화합물 등을 들 수 있다. 이러한 화합물을 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상의 혼합물로서 사용해도 된다.
여기서, 황화 유지는, 유황이나 유황 함유 화합물과 유지(라드유(lard oil), 경유, 식물유, 어유 등)를 반응시켜서 수득되는 것이며, 그 유황 함유량은 특별히 제한은 없지만, 일반적으로 5 내지 30질량%의 것이 적합하다. 이의 구체예로서는, 황화 라드, 황화 유채유, 황화 피마자유, 황화 대두유, 황화 미강유 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
황화 지방산의 예로서는, 황화올레산 등을, 황화에스테르의 예로서는, 황화올레산메틸이나 황화 미강 지방산 옥틸 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
황화 올레핀으로서는, 예를 들면, 하기의 화학식 4로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다:
Figure 112010057377767-pct00007
상기 화학식 4에서,
R7은 탄소수 2 내지 15의 알케닐기이고,
R8은 탄소수 2 내지 15의 알킬기 또는 알케닐기이고,
a는 1 내지 8의 정수이다.
이 화합물은, 탄소수 2 내지 15의 올레핀 또는 이의 2 내지 4량체를, 유황, 염화유황 등의 황화제와 반응시킴으로써 수득되고, 당해 올레핀으로서는, 프로필렌, 이소부텐, 디이소부텐 등이 바람직하다.
또한, 디하이드로카빌폴리설파이드는, 하기의 화학식 5로 표시되는 화합물이다:
Figure 112010057377767-pct00008
상기 화학식 5에서,
R9 및 R10은, 각각 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 환상 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기 또는 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이해도 되며,
b는 1 내지 8의 정수이다.
여기서, R9 및 R10이 알킬기인 경우, 황화알킬이라고 부른다.
상기 화학식 5에 있어서의 R9 및 R10의 구체예로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 2급-부틸기, 3급-부틸기, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기, 각종 노닐기, 각종 데실기, 각종 도데실기, 사이클로헥실기, 사이클로옥틸기, 페닐기, 나프틸기, 트릴기, 크실릴기, 벤질기, 펜에틸기 등을 들 수 있다.
이러한 디하이드로카빌폴리설파이드로서는, 예를 들면, 디벤질폴리설파이드, 각종 디노닐폴리설파이드, 각종 디도데실폴리설파이드, 각종 디부틸폴리설파이드, 각종 디옥틸폴리설파이드, 디페닐폴리설파이드, 디사이클로헥실폴리설파이드 및 이들의 혼합물 등을 바람직하게 들 수 있다.
티아디아졸 화합물로서는, 예를 들면, 하기 화학식 6, 7 및 8로 표시되는 1,3,4-티아디아졸, 1,2,4-티아디아졸 화합물, 1,4,5-티아디아졸 등이 바람직하게 사용된다:
Figure 112010057377767-pct00009
Figure 112010057377767-pct00010
Figure 112010057377767-pct00011
상기 화학식 6, 7 및 8에서,
R11 및 R12는 각각 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고,
c 및 d는 각각 0 내지 8의 정수이다.
이러한 티아디아졸 화합물의 구체예로서는, 2,5-비스(n-헥실디티오)-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(n-옥틸디티오)-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(n-노닐디티오)-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(1,1,3,3-테트라메틸부틸디티오)-1,3,4-티아디아졸, 3,5-비스(n-헥실디티오)-1,2,4-티아디아졸, 3,5-비스(n-옥틸디티오)-1,2,4-티아디아졸, 3,5-비스(n-노닐디티오)-1,2,4-티아디아졸, 3,5-비스(1,1,3,3-테트라메틸부날디티오)-1,2,4-티아디아졸, 4,5-비스(n-헥실디티오)-1,2,3-티아디아졸, 4,5-비스(n-옥틸디티오)-1,2,3-티아디아졸, 4,5-비스(n-노닐디티오)-1,2,3-티아디아졸, 4,5-비스(1,1,3,3-테트라메틸부틸디티오)-1,2,3-티아디아졸 및 이들의 혼합물 등을 바람직하게 들 수 있다.
알킬티오카바모일 화합물로서는, 예를 들면, 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 들 수 있다:
Figure 112010057377767-pct00012
상기 화학식 9에서,
R13 내지 R16은, 각각 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고,
e는 1 내지 8의 정수이다.
이러한 알킬티오카바모일 화합물의 구체예로서는, 비스(디메틸티오카바모일)모노설피드, 비스(디부틸티오카바모일)모노설피드, 비스(디메틸티오카바모일)디설피드, 비스(디부틸티오카바모일)디설피드, 비스(디아밀티오카바모일)디설피드, 비스(디옥틸티오카바모일)디설피드 및 이들의 혼합물 등을 바람직하게 들 수 있다.
알킬티오카바메이트 화합물로서는, 예를 들면, 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물을 들 수 있다:
Figure 112010057377767-pct00013
상기 화학식 10에서,
R13 내지 R16은, 각각 탄소수 1 내지 20의 알킬기이고,
R17은 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
이러한 알킬티오카바메이트 화합물의 구체예로서는, 메틸렌비스(디부틸디티오카바메이트), 메틸렌비스[디(2-에틸헥실)디티오카바메이트] 등을 바람직하게 들 수 있다.
또한, 티오테르펜 화합물로서는, 예를 들면, 5황화인과 피넨의 반응물을, 디알킬티오디프로피오네이트 화합물로서는, 예를 들면, 디라우릴티오디프로피오네이트 , 디스테아릴티오디프로피오네이트 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
본 발명의 윤활유 조성물에 있어서, (C) 유황 화합물의 함유량은, 수득되는 윤활유 조성물의 마찰 특성의 점에서, 조성물 전량 기준으로 0.01질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.05질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.1질량% 이상인 것이 더욱 보다 바람직하다. 또한, 수득되는 윤활유 조성물이 수용성 절삭액과의 분리성이 보다 우수한 점, 그 이상 함유시켜도 새로운 마찰 특성의 향상은 기대할 수 없을 경우가 있는 점 등에서, 유황계 첨가 좌제의 함유량은 조성물 전량 기준으로 5질량% 이하인 것이 바람직하고, 3질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 2질량% 이하인 것이 더욱 보다 바람직하다.
공지의 그 밖의 첨가제로서는, 예를 들면, 1가 알콜 또는 다가 알콜, 1염기산 또는 다염기산, 상기 알콜과 상기 산과의 에스테르, 본원 청구항 1 이외의 아민, 알칸올아민 등의 아민 화합물 등의 유성제, 디-3급-부틸-p-크레졸, 비스페놀 A 등의 페놀계 화합물, 페닐-α-나프틸아민, N,N'-디(2-나프틸)-p-페닐렌디아민 등의 아민계 화합물 등의 산화 방지제; 벤조트리아졸이나 알킬티아디아졸 등의 금속 불활성화제; 실리콘유, 플루오로실리콘유 등의 소포제; 산성 인산에스테르 이외의 인계 첨가제(정인산에스테르, 아인산에스테르, 산성(아)인산에스테르의 아민염 등); 카복실산 등의 유성제; 알케닐석신산, 소르비탄모노올레이트 등의 녹 방지 첨가제;폴리메타크릴레이트 등의 유동점 강하제; 폴리메타크릴레이트, 폴리부텐, 폴리알킬스티렌, 올레핀 코폴리머, 스틸렌-디엔 코폴리머, 스티렌-무수 말레산 코폴리머 등의 점도 지수 향상제 등을 들 수 있다.
상기 구성을 갖는 본 발명의 윤활유 조성물은, 저마찰 성능, 저온 저장 안정성이 우수하고, 절삭액이 혼입된 경우에 있어서도 당초의 저마찰성을 현저하게 악화시키지 않는 것이며, 게다가 내부식성도 우수하다. 따라서, 저마찰성, 저온 저장 안정성 및 내부식성이 요구되는 윤활유 분야의 여러 가지 용도로 적합하게 사용된다. 그 중에서도, 공작 기계 등의 미끄럼 안내면(접동면)용의 윤활유로서 사용한 경우에, 본 발명의 효과가 보다 한층 발휘된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 조금도 한정되는 것이 아니다.
[실시예 A-1 내지 A-8, 비교예 A-1 내지 A-4]
실시예 A-1 내지 A-8 및 비교예 A-1 내지 A-4에 있어서는, 각각 표 1, 2에 기재하는 윤활유 조성물을 조제하였다. 각 조성물의 조제에 사용한 성분은, 이하와 같다. 또한, 본 발명에서 말하는 점도 지수란, JIS K 2283-1993에 준거하여 측정된 점도 지수를 의미한다. 또한, 포화 탄화수소 성분 함유량이란, 문헌[참조: Analytical Chemistry 제44권 제6호(1972) 제915 내지 919페이지 "Separation of High-Boiling Petroleum Distillates Using Gradient Elution Through Dual-Packed(Silica Gel-Alumina Gel) Adsorption Columns"]에 기재된 실리카-알루미나 겔 크로마토 분석법에 준거하고, 단, 이 방법에 있어서 포화 탄화수소 성분의 용출에 사용되는 n-펜탄 대신에 n-헥산을 사용하는 방법에 의해 분취되는 포화 탄화수소 성분의 시료 전량에 대한 질량 백분률을 의미한다.
윤활유 기유:
기유 1: 용제 정제 광유 VG68(점도 지수: 101, 유황분: 0.51질량%, 포화 탄화수소분: 65.6용량%, 40℃에서의 동점도: 68.7㎟/s, 인화점: 248℃, 15℃에서의 밀도: 0.882g/㎤)
(A) 산성 인산에스테르:
Al: 모노n-옥틸액시드포스페이트와 디n-옥틸액시드포스페이트의 혼합물(인 함유량: 11.6질량%)
A2: 모노올레일액시드포스페이트와 디올레일액시드포스페이트의 혼합물(인 함유량: 6.6질량%)
A3: 모노n-헥실액시드포스페이트(인 함유량: 17질량%)
A4: 모노2-에틸헥실액시드포스페이트와 디2-에틸헥실액시드포스페이트의 혼합물(인 함유량: 12.0질량%)
(B) 알킬아민:
B1: 디2-에틸헥실아민
B2: 디이소트리데실아민
B3: 2-에틸헥실아민
B4: 올레일아민
(C) 유황 화합물:
C1: 폴리설파이드(유황 함유량: 22.0질량%)
C2: 황화 유지(유황 함유량: 11.4질량%).
다음에, 실시예 A-1 내지 A-8 및 비교예 A-1 내지 A-4의 각 윤활유 조성물에 관해서 이하의 시험을 실시하였다.
(마찰 특성 평가 시험)
도 1은 마찰 특성 평가 시험에 사용한 마찰 계수 측정 시스템을 도시하는 개략 구성도이다. 도 1 중, 베드(6) 위에는 로드셀(5)을 개재하여 연결된 테이블(1) 및 가동 지그(4)가 배치되어 있고, 또한 테이블(1) 위에는, 가공 공구의 대용물로서의 추(9)가 배치되어 있다. 테이블(1) 및 베드(6)는 모두 주철(鑄鐵)로 이루어지는 것이다. 또한, 가동 지그(4)는 축수부를 갖는 것으로, 당해 축수부는 이송 나사(3)를 개재하여 A/C 서보 모터(2)에 연결되어 있다. A/C 서보 모터(2)에 의해 이송 나사(3)를 동작시킴으로써, 가동 지그(4)를 이송 나사(3)의 축방향(도면 중의 화살표 방향)으로 왕복 운동시킬 수 있다. 또한, 로드셀(5)은 컴퓨터(7)와, 컴퓨터(7) 및 A/C 서보 모터(2)는 각각 제어판(8)과 전기적으로 접속되어 있고, 이것에 의해 가동 지그(4)의 왕복 운동의 제어 및 테이블(1)과 가동 지그(4) 간의 하중을 측정할 수 있다.
이러한 마찰 계수 측정 시스템에 있어서, 베드(6)의 상면에 윤활유 조성물을 적가하고, 테이블 추(9)의 선정에 의해 테이블(1)과 베드(6) 사이를 면압 200kPa으로 조정한 후, 이송 속도 0.1mm/min, 이송 길이 15mm로 가동 지그(4)를 왕복 운동시켰다. 이 때의 테이블(1)과 가동 지그(4) 간의 하중을 로드셀(5)(하중계)에 의해 측정하고, 수득된 측정값에 기초하여 안내면(테이블(1)/베드(6)=주철/주철)의 마찰 계수를 구하였다. 또한, 상기 시험은 연습 운전을 3회 실시한 후에 실시하였다. 각 윤활유 조성물의 마찰 계수를 표 1, 2에 기재한다.
(절삭유 혼입시의 마찰 특성 평가 시험)
윤활유 조성물 500mL와 수용성 절삭액(에멀션형 절삭액, 신니혼세키유 가부시키가이샤 제조, JIS K 2241 「절삭유제」의 W1종 1호 상당품, 희석율 10배) 25mL를 1000mL 비이커에 채취하였다. 비이커 중에서, 실온에서 1분간 자기성 회전자를 사용하여 완만하게 교반하였다. 교반후 1시간 동안 정치하여 상층을 측정 시료로 하였다. 상기 마찰 특성 평가 시험을 실시한 결과를 표 1, 2에 기재한다. 절삭유혼입시의 마찰 계수가, 0.110을 초과한 경우는 허용 범위외, 0.110 이하이면 허용 범위내, 0.09 이하이면 매우 우수한 것으로서 판정한다.
(절삭액 혼입시의 인 잔존율)
윤활유 조성물 500mL와 수용성 절삭액(에멀션형 절삭액, 신니혼세키유 가부시키가이샤 제조, JIS K 2241 「절삭유제」의 W1종 1호 상당품, 희석율 10배) 25mL를 1000mL 비이커에 채취하였다. 비이커 중에서, 실온에서 1분간 자기성 회전자를 사용하여 완만하게 교반하였다. 교반후 1시간 동안 정치하여 상층(유층)을 측정 시료로서 사용하고, 사단법인 석유학회의 JPI 시험법 5S-38-03 「윤활유-첨가 원소 시험 방법-유도 결합 플라즈마 발광 분광 분석법」에 기초하여 P분의 정량 분석을 실시하였다. (시험전의 인분/시험후의 인분)×100을 산출하고, 인 잔존율(%)로 하였다. 수득된 결과를 표 1, 2에 기재한다.
(절삭액 혼입시의 내부식성 시험)
윤활유 조성물 500mL와 수용성 절삭액(에멀션형 절삭액, 신니혼세키유 가부시키가이샤 제조, JIS K 2241 「절삭유제」의 W1종 1호 상당품, 희석율 10배) 25mL를 1000mL 비이커에 채취하였다. 비이커 중에서 실온에서 1분간, 자기성 회전자를 사용하여 완만하게 교반하였다. 교반후 1시간 동안 정치하여 측정 시료로서 사용하고, 유리제 비이커에 200ml 채취하고, 메탄올에 의해 탈지한 7cm 사방의 SPC재(두께 0.2mm, 80번 덜(dull)처리)를 용기내에 상온에서 침지하였다. 20일 경과후의 시편을 용제로 세정한 후, 외관을 육안에 의해 관찰하여 기액 경계에 있어서의 변색의 유무에 의해 내부식성을 평가하였다. 평가 기준은 이하와 같다. 수득된 결과를 표 1, 2에 기재한다.
A: 변색 없음
B: 약간 변색되는 경향 있음
C: 분명히 변색 있음
Figure 112010057377767-pct00014
Figure 112010057377767-pct00015
표 1, 2에 기재한 결과로부터 명확한 바와 같이, 실시예 A-1 내지 A-8의 윤활유 조성물은, 비교예 A-1 내지 A-4의 조성물에 비해, 저마찰 성능(저마찰 계수)이며, 절삭유 혼입시에도 저마찰 성능을 유지할 수 있고, 내부식성도 만족할 수 있는 성능을 겸비하고 있는 것을 알 수 있다.
[실시예 B-1 내지 B-11]
실시예 B-1 내지 B-11에 있어서는, 각각 표 3, 4에 기재하는 조성을 갖는 윤활유 조성물을 조제한다. 각 윤활유 조성물의 조제에 사용한 성분은, 이하와 같다.
윤활유 기유:
기유 1: 폴리α-올레핀 VG32(점도 지수: 138, 유황분: 1질량ppm 미만, 40℃에서의 동점도: 31.00㎟/s, 인화점: 246℃, 15℃에서의 밀도: 0.827g/㎤, 질소분: 3ppm 미만)
기유 2: 왁스 이성화 기유 VG32(점도 지수: 154, 유황분: 1질량ppm 미만, 포화 탄화수소분: 99.1질량%, 40℃에서의 동점도: 31.10㎟/s, 100℃에서의 동점도: 6.215㎟/s, 아닐린점: 124.9℃, 인화점: 258℃, 15℃에서의 밀도: 0.827g/㎤, 질소분: 3ppm 미만)
기유 3: 수소화 정제 기유 VG32(점도 지수: 135, 유황분: 0.01질량%, 포화 탄화수소분: 97.4질량%, 40℃에 있어서의 동점도: 31.11㎟/s, 인화점: 246℃, 15℃에서의 밀도: 0.840g/㎤, 질소분: 3ppm 미만)
기유 4: 폴리α-올레핀 VG68(점도 지수: 150, 유황분: 1질량ppm 미만, 40℃에서의 동점도: 69.90㎟/s, 인화점: 270℃, 15℃에서의 밀도: 0.842g/㎤, 질소분: 3ppm 미만)
기유 5: 수소화 정제 기유 VG68(점도 지수: 110, 유황분: 0.08질량%, 포화 탄화수소분: 76.9질량%, 40℃에서의 동점도: 66.09㎟/s, 인화점: 258℃, 15℃에서의 밀도: 0.869g/㎤, 질소분: 10ppm)
기유 6: 폴리α-올레핀 VG220(점도 지수: 141, 유황분: 1ppm 미만, 40℃에서의 동점도: 216.0㎟/s, 인화점: 262℃, 15℃에서의 밀도: 0.842g/㎤, 질소분: 3ppm 미만)
기유 7: 용제 정제 광유 VG32(점도 지수: 102, 유황분: 0.27질량%, 포화 탄화수소분: 67.0질량%, 40℃에서의 동점도: 31.54㎟/s, 인화점: 220℃, 15℃에서의 밀도: 0.844g/㎤, 질소분: 30ppm)
기유 8: 용제 정제 기유 VG68(점도 지수: 98, 유황분: 0.62질량%, 포화 탄화수소분: 63.9질량%, 40℃에서의 동점도: 68.69㎟/s, 인화점: 252℃, 15℃에서의 밀도: 0.885g/㎤, 질소분: 40ppm)
기유 9: 용제 정제 광유 VG220(점도 지수: 95, 유황분: 0.56질량%, 포화 탄화수소분: 60.1질량%, 40℃에서의 동점도: 215.9㎟/s, 인화점: 270℃, 15℃에서의 밀도: 0.894g/㎤, 질소분: 110ppm)
또한, 상기의 기유의 VG32, VG68, VG220의 표기는, JIS K 2001 「공업용 윤활유-ISO 점도 분류」에 의한 점도 그레이드를 의미한다.
(A) 산성 인산에스테르:
A1: 모노n-옥틸액시드포스페이트와 디n-옥틸액시드포스페이트의 혼합물(인 함유량: 11.6질량%)
A2: 모노올레일액시드포스페이트와 디올레일액시드포스페이트의 혼합물(인 함유량: 6.6질량%)
(B) 알킬아민:
B1: 디2-에틸헥실아민
기타 첨가제:
C1: 폴리설파이드(유황 함유량: 22.0질량%)
다음에, 실시예 B-1 내지 B-11의 각 윤활유 조성물에 관해서, 실시예 A-1 내지 A-8의 경우와 같이 하여, 마찰 특성 평가 시험, 절삭유 혼입시의 마찰 특성 평가 시험, 절삭액 혼입시의 인 잔존율의 측정 및 절삭액 혼입시의 내부식성 시험을 실시하였다. 수득된 결과를 표 3, 4에 기재한다.
Figure 112010057377767-pct00016
Figure 112010057377767-pct00017

Claims (6)

  1. 윤활유 조성물로서,
    상기 조성물은
    윤활유 기유(潤滑油基油), 및
    조성물 전량 기준으로, (A) 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2로 나타내는 산성 인산에스테르 중에서 선택되는 적어도 1종 0.01 내지 0.5질량%와, (B) 하기 화학식 3으로 나타내는 알킬아민 0.01 내지 2질량%의 혼합물 및/또는 반응물을 함유하고,
    상기 (A) 성분에 유래하는 산가가 0.1 내지 1.0mgKOH/g인 것을 특징으로 하는, 윤활유 조성물.
    화학식 1
    Figure 112010057377767-pct00018

    화학식 2
    Figure 112010057377767-pct00019

    화학식 3
    Figure 112010057377767-pct00020

    상기 화학식 1, 2 및 3에서,
    R1 및 R2는 동일하거나 상이해도 되며, 각각 수소원자 또는 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이고, R1 및 R2의 적어도 한쪽은 탄소수 6 내지 12의 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이며,
    R3 및 R4는 동일하거나 상이해도 되며, 각각 수소원자 또는 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이고, R3 및 R4의 적어도 한쪽은 탄소수 13 내지 18의 직쇄 알킬기 또는 직쇄 알케닐기이며,
    R5 및 R6은 동일하거나 상이해도 되며, 각각 수소 원자 또는 탄소수 4 내지 30의 분지쇄 알킬기이고, R5 및 R6의 적어도 한쪽은 분지쇄 알킬기이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 윤활유 기유가, 점도 지수가 105 이상, 포화 탄화수소 성분이 70질량% 이상, 유황분이 0.2질량% 이하인 윤활유 기유인 것을 특징으로 하는, 윤활유 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 윤활유 기유의 질소분이 10질량ppm 이하이며, 상기 윤활유 기유의 인화점이 250℃ 이상인 것을 특징으로 하는, 윤활유 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 조성물 전량 기준으로, (C) 유황 화합물 0.01 내지 5질량%를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는, 윤활유 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 조성물 전량 기준으로, (C) 유황 화합물 0.01 내지 5질량%를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는, 윤활유 조성물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공작 기계에 사용되는 것을 특징으로 하는, 윤활유 조성물.
KR1020107019705A 2008-03-27 2009-03-12 윤활유 조성물 KR101560531B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008084377A JP2009235268A (ja) 2008-03-27 2008-03-27 潤滑油組成物
JPJP-P-2008-084307 2008-03-27
JP2008084307A JP5473240B2 (ja) 2008-03-27 2008-03-27 潤滑油組成物
JPJP-P-2008-084377 2008-03-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100125289A KR20100125289A (ko) 2010-11-30
KR101560531B1 true KR101560531B1 (ko) 2015-10-15

Family

ID=41113530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107019705A KR101560531B1 (ko) 2008-03-27 2009-03-12 윤활유 조성물

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20110021394A1 (ko)
KR (1) KR101560531B1 (ko)
CN (1) CN101981170B (ko)
WO (1) WO2009119332A1 (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5483662B2 (ja) * 2008-01-15 2014-05-07 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油組成物
JP5806794B2 (ja) * 2008-03-25 2015-11-10 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 内燃機関用潤滑油組成物
US20110021394A1 (en) 2008-03-27 2011-01-27 Jx Nippon Oil & Energy Corporation Lubricant composition
CN102177227B (zh) * 2008-10-07 2013-12-18 吉坤日矿日石能源株式会社 润滑油组合物及其制造方法
WO2010041689A1 (ja) * 2008-10-07 2010-04-15 新日本石油株式会社 潤滑油基油及びその製造方法、潤滑油組成物
JP2010090251A (ja) * 2008-10-07 2010-04-22 Nippon Oil Corp 潤滑油基油及びその製造方法、潤滑油組成物
EP2712911A3 (en) 2009-06-04 2014-08-06 JX Nippon Oil & Energy Corporation Lubricant oil composition
US9404062B2 (en) 2009-06-04 2016-08-02 Jx Nippon Oil & Energy Corporation Lubricant oil composition
EP2439257A4 (en) 2009-06-04 2012-11-28 Jx Nippon Oil & Energy Corp LUBRICATING OIL COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR
JP5829374B2 (ja) 2009-06-04 2015-12-09 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油組成物
JP5689592B2 (ja) 2009-09-01 2015-03-25 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油組成物
JP5945486B2 (ja) * 2012-09-27 2016-07-05 Ｊｘエネルギー株式会社 金属加工油組成物
JP5960031B2 (ja) * 2012-11-08 2016-08-02 Ｊｘエネルギー株式会社 潤滑油組成物及び製造ラインの管理方法
US20150170688A1 (en) * 2013-12-18 2015-06-18 Western Digital Technologies, Inc. Grease composition additive for pivot bearing assemblies
US20170002252A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Lubricant Compositions and Methods of Making and Using Same
US10844264B2 (en) 2015-06-30 2020-11-24 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Lubricant compositions comprising diol functional groups and methods of making and using same
JP6666691B2 (ja) * 2015-11-04 2020-03-18 シェルルブリカンツジャパン株式会社 潤滑油組成物
JP6992958B2 (ja) 2016-03-25 2022-02-04 出光興産株式会社 潤滑油組成物、内燃機関、及び内燃機関の潤滑方法
US11168278B2 (en) * 2016-07-20 2021-11-09 The Lubrizol Corporation Alkyl phosphate amine salts for use in lubricants
CA3031232A1 (en) 2016-07-20 2018-01-25 The Lubrizol Corporation Alkyl phosphate amine salts for use in lubricants
US11098263B2 (en) 2016-09-28 2021-08-24 Cosmo Oil Lubricants Co., Ltd. Lubricating oil composition for sliding guide surface
CN111065718B (zh) 2017-12-25 2022-05-03 日本精工株式会社 润滑剂组合物
WO2021133583A1 (en) 2019-12-23 2021-07-01 Exxonmobil Research And Engineering Company Method and apparatus for the continuous production of polyurea grease

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5012020A (en) 1989-05-01 1991-04-30 Mobil Oil Corporation Novel VI enhancing compositions and Newtonian lube blends
JPH06100880A (ja) 1992-09-18 1994-04-12 Asahi Denka Kogyo Kk 潤滑組成物
JP4142115B2 (ja) * 1994-11-09 2008-08-27 シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー 潤滑油組成物
JP3924798B2 (ja) * 1995-04-25 2007-06-06 堺化学工業株式会社 炭化水素油添加剤及びそれを含む潤滑油組成物
JPH09137181A (ja) * 1995-11-10 1997-05-27 Kao Corp 冷凍機作動流体用組成物
KR970042972A (ko) 1995-12-26 1997-07-26 전성원 윤활유 조성물
JP2002302689A (ja) * 2001-04-03 2002-10-18 Nippon Oil Corp すべり案内面用潤滑油組成物
JP3914759B2 (ja) 2001-12-10 2007-05-16 出光興産株式会社 潤滑油組成物
JP5057630B2 (ja) * 2003-02-18 2012-10-24 昭和シェル石油株式会社 工業用潤滑油組成物
EP1598412B1 (en) 2003-02-21 2015-05-06 Nippon Oil Corporation Lubricating oil composition for transmission
JP4524102B2 (ja) 2003-12-25 2010-08-11 新日本石油株式会社 潤滑油組成物
JP2005187647A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Nippon Oil Corp 工作機械用潤滑油及び工作機械の潤滑方法
KR101140192B1 (ko) 2004-03-23 2012-05-02 제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사 윤활유 기유 및 그 제조 방법
EP1734103A4 (en) * 2004-03-25 2009-05-06 Nippon Oil Corp LUBRICATING OIL COMPOSITION FOR MACHINERY AND INDUSTRIAL EQUIPMENT
JP4395424B2 (ja) 2004-09-06 2010-01-06 株式会社日立ビルシステム 乗客コンベア駆動用ローラチェーン潤滑剤組成物
PL1861485T3 (pl) 2005-03-21 2019-10-31 Basf Se Przeciwzużyciowe kompozycje smarne do stosowania w silnikach spalinowych
US7531486B2 (en) * 2005-03-31 2009-05-12 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Additive system for lubricant
US7648948B2 (en) * 2005-04-08 2010-01-19 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Additive system for lubricants
JP4870452B2 (ja) * 2006-03-08 2012-02-08 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油組成物
JP4865430B2 (ja) * 2006-07-06 2012-02-01 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 工作機械用潤滑油組成物
US20110021394A1 (en) 2008-03-27 2011-01-27 Jx Nippon Oil & Energy Corporation Lubricant composition

Also Published As

Publication number Publication date
US20140249060A1 (en) 2014-09-04
CN101981170B (zh) 2014-03-12
US20110021394A1 (en) 2011-01-27
US9163195B2 (en) 2015-10-20
WO2009119332A1 (ja) 2009-10-01
KR20100125289A (ko) 2010-11-30
CN101981170A (zh) 2011-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101560531B1 (ko) 윤활유 조성물
JP6513780B2 (ja) 潤滑油基油及びその製造方法並びに潤滑油組成物
KR101489171B1 (ko) 윤활유 기유, 이의 제조방법 및 윤활유 조성물
KR101596225B1 (ko) 윤활유 기유 및 이의 제조 방법 및 윤활유 조성물
JP5690042B2 (ja) 潤滑油基油及びその製造方法並びに潤滑油組成物
JP5518468B2 (ja) 緩衝器用作動油
JP5726397B2 (ja) 潤滑油基油及びその製造方法並びに潤滑油組成物
JP2010090251A (ja) 潤滑油基油及びその製造方法、潤滑油組成物
KR20110033896A (ko) 내연 기관용 윤활유 조성물
JP2009235268A (ja) 潤滑油組成物
JP5806797B2 (ja) 潤滑油基油及びその製造方法、潤滑油組成物
JP2010090254A (ja) 潤滑油基油及びその製造方法、潤滑油組成物
JP2009235266A (ja) 潤滑油組成物
JP2015127427A (ja) 潤滑油基油及びその製造方法、潤滑油組成物
JP2014205860A (ja) 潤滑油基油及びその製造方法、潤滑油組成物
JP2014205859A (ja) 潤滑油基油及びその製造方法、潤滑油組成物
JP5806796B2 (ja) 内燃機関用潤滑油組成物及びその製造方法
JP2014198856A (ja) 潤滑油基油及びその製造方法並びに潤滑油組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180906

Year of fee payment: 4