KR101839939B1 - 엔진 윤활제 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 주제는 (a) 하나 이상의 베이스 오일, (b) 폴리알킬(메트)아크릴레이트 주사슬(main polyalkyl(meth)acrylate chain) 및 적어도 50개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소 곁사슬(hydrocarbon side chain)로 형성된 적어도 하나의 빗살 모양 폴리머(comb polymer), (c) 선택적으로 알콕시화된(alkoxylated) 지방산 아민, 지방산 아민 및 카르복시산의 중합(condensation)에 의해 얻은 지방산 아미드 또는 지방산 이미드, 단독 및 그 혼합물에서 선택된 적어도 하나 질소-함유 유기 마찰 저감제(nitrogen-containing organic friction modifier), (d) 선택적으로, 하나 이상의 유기몰리브덴 유형(organomolybdenum type)의 유기 금속 마찰저감제(friction modifier)를 포함하는 윤활 조성물이다.
경차, 바람직하게는 하이드리브 차량의 4-스트로크 가솔린 또는 디젤 엔진의 윤활을 위해 사용된다.

Description

엔진 윤활제{ENGINE LUBRICANT}
본 발명의 주제는 가솔린 차량 또는 디젤 차량의 연료 소비를 감소시키는, 가솔린 차량이나 디젤 차량의 엔진용 윤활 조성물이다.
자동차 엔진의 에너지 효율과 연료 소비 감소에 대한 관심이 증가하고 있다. 이점에 있어서 자동차에서 사용되는 엔진 윤활유가 중요한 역할을 하고 있다고 알려져 있다.
엔진 부품에 따라서, 유체역학(hydrodynamic) 및 유체탄성역학(elastohydrodynamic)의 체계 하에서, 또는 제한된 마찰 하에서, 다른 엔진 구성요소 간의 마찰로 인한 에너지 손실이 발생한다.
베이스와 점도 지수 개선 폴리머(VI 개선제)를 선택하면 유체역학 및 유체탄성역학(elastohydrodynamic)의 체계 하에서 에너지 손실에 영향을 미치고, 반면 마찰저감제(friction modifier)를 선택하면 제한된 마찰 상태 하에서 에너지 손실에 영향을 미친다.
그러나, 연료 절약형 엔진 윤활유의 조성물은 서로에 독립적으로 이러한 다른 구성 요소의 선택을 제한하지 않는다. 다른 구성요소 사이의 상호작용을 고려해야 하며, 점도 안정성, 부식 억제, 분산력 등과 같은 윤활유의 다른 성능을 변경해서는 안 된다.
유기 금속 마찰저감제 및/또는 다양한 유기 마찰저감제 및 VI 개선 폴리머를 조합한 엔진 윤활제의 예가 공지되어 있다.
따라서, 지방산 에스테르-마찰저감제 및 폴리올-유형 유기 마찰저감제 및 폴리부텐(polybutene)-유형 VI 개선제 폴리머, 에틸렌 프로필렌 공중합체, 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 또는 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 부타디엔(butadiene) 및 이소프렌(isoprene) 등과 같은 디엔과 스티렌 등과 같은 비닐 방향족을 공중합(copolymerization)하여 얻은 AB 블록 공중합체(AB block copolymer)와 GTL-유형 베이스를 조합하여 연료 경제를 달성할 수 있는 엔진 윤활 조성물(소위 "연료 에코(fuel eco)" 조성물)을 제조할 수 있다.
이러한 조성물의 예가 WO 2008/124191 출원에 개시되어 있다. 그러나 이러한 베이스는 비용이 높은 단점이 있고 주로 기존의 베이스로 연료 경제 또는 연료 에코(FE)를 제조할 수 있는 첨가제를 사용하여 개발하는 것이 바람직하다.
유기 금속 마찰저감제도 결합할 수 있다. 따라서, 출원 EP 2078745는 몰리브덴 디티오카바메이트(molybdenum dithiocarbamate) 및 아연 디티오포스페이트(zinc dithiophosphate)를 조합하여, 가솔린 및 디젤 엔진용, 윤활조성물을 개시하며, 이를 통해 이런 엔진을 장착한 차량에서 연료 경제를 얻을 수 있다.
그러나 이러한 제제는 입자 배출 및 후처리 시스템에 있어서 해로울 수 있는, 황, 금속 및 인의 함량이 높다.
몰리브덴 디티오카바메이트(molybdenum dithiocarbamate)와 같은 유기몰리브덴 유형(organomolybdenum-type) 마찰저감제 및 지방산 모노에스테르(fatty acid monoester) 및 폴리올(polyol)과 같은 유기 마찰저감제의 혼합물을 포함하는 연료-에코 엔진 윤활유가 출원 WO 2004/053033에 설명되어 있다.
출원 WO 93/21288은 또한 지방산의 부분 에스테르(partial esters of fatty acid) 및 폴리올(polyol)과 함께 에톡시화 아민-유형(ethoxylated amine-type) 마찰저감제 및 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 및 폴리올레핀 유형의 VI 개선제를 포함하는 FE 엔진 윤활유를 기술한다.
출원 EP 0955353는 또한 선택적으로 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate), 폴리올레핀, 스틸렌 디엔 코폴리머(styrene diene copolymer) 유형의 VI 개선제 폴리머와 조합한, 에톡시화 지방산 아민 유형(ethoxylated fatty amine-type) 유기 마찰저감제와 유기몰리브덴(organomolybdenum) 마찰저감제(MoDTC)를 결합한 연료 에코 엔진 윤활제 제제를 기술한다.
평균 사용 상태를 나타내는 전체 표준화된 엔진 사이클을 기반으로, 엔진 윤활유 덕분에 성취된 연료 경제를 전체적으로 평가한다.
그러나, 에너지 손실의 상당 부분이 시동시, 엔진 사이클의 차가운 단계(cold phase)에서 발생한다. 이것은 특히 도시 환경(urban setting)에서 사용되는 차량에 있어, 및 특히 상당한 횟수로 뜨거운 엔진이 멈추고 재시동하는, 멈춤-시동 시스템으로 작동되는 새로운 하이브리드 차량에 있어서 그러하다.
본 발명에 따른 엔진 윤활유는 VI 개선 폴리머 및 특정한 마찰 저감제를 조합한 덕분에, 특히 도시의 차가운 사이클에서 상당한 연료 경제를 성취할 수 있게 한다.
본 발명의 주제는 다음을 포함하는 윤활 조성물이다:
(a) 하나 이상의 베이스 오일,
(b) 폴리알킬(메트)아크릴레이트 주사슬(main polyalkyl(meth)acrylate chain) 및 적어도 50개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소 곁사슬(hydrocarbon side chain)로 형성된 적어도 하나의 빗살 모양 폴리머(comb polymer),
(c) 선택적으로 알콕시화된 지방산 아민(alkoxylated fatty amine), 지방산 아민 및 카르복시산의 중합(condensation)에 의해 얻은 지방산 아미드 또는 지방산 이미드, 단독 및 그 혼합물에서 선택된 적어도 하나 질소-함유 유기 마찰 저감제(nitrogen-containing organic friction modifier),
(d) 선택적으로, 하나 이상의 유기몰리브덴 유형(organomolybdenum type)의 유기 금속 마찰저감제.
바람직하게, 빗살 모양 폴리머(comb polymer) (b)의 탄화수소 곁사슬은 바람직하게 선택적으로 치환된 스틸렌에서 선택되고, 8 내지 17개의 탄소 원자를 포함하는 올레핀, 1,4 부가 부타디엔(1,4 addition butadiene) 또는 1,2 부가 부타디엔(1,2 addition butadiene), 또는 다음의 화학식 (Ⅰ)의 모노머의 중합 또는 공중합에 의해 얻어지며,
Figure 112013015612519-pct00001
(Ⅰ)
여기서, X1 및 X2는 독립적으로 수소, 또는 1 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기이다.
일 구체예에 따르면, 빗살 모양 폴리머(comb polymer) (b)는 다음의 화학식 (Ⅱ)의 매크로모노머(macromonomer) 및
Figure 112013015612519-pct00002
(Ⅱ)
다음의 화학식 (Ⅲ)의 아크릴 모노머(acrylic monomer) 또는 메타크릴 모노머(methacrylic monomer)의 공중합(copolymerization)에 의해 얻을 수 있고,
Figure 112013015612519-pct00003
(Ⅲ)
여기서, R'는 각각 수소 또는 메틸기이고,
R1은 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼 또는 아릴 라디칼이며,
R2는 1 내지 26개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼이고,
A는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된, 1,4 부가 부타디엔, 또는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된 비닐 부가 스틸렌(vinyl addition of styrene)으로 형성되며,
A'는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된 1,2 부가 부타디엔, 또는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된 비닐 부가 스틸렌으로 형성되고,
n 및 m은 0 이상의 정수이며, n+m은 7 내지 3000 사이, 바람직하게 10 내지 3000 사이의 정수이다.
다른 일 구체예에 따르면, 빗살 모양 폴리머(comb polymer) (b)는 다음의 화학식 (Ⅳ)의 매크로모노머(macromonomer) 및
Figure 112013015612519-pct00004
(Ⅳ)
다음의 화학식 (Ⅱ)의 아크릴 또는 메타크릴 모노머를 공중합하여 얻으며,
Figure 112013015612519-pct00005
(Ⅲ)
여기서, R'는 각각 수소 또는 메틸기이며,
R1은 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼 또는 아릴 라디칼이며,
R2는 1 내지 26개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼이고,
X1, X2, X3는 각각 수소, 또는 1 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기이며,
p, q, r은 0 이상의 정수이고, p+q+r는 7 내지 3000 사이의, 바람직하게 10 내지 3000 사이의 정수이다.
본 발명에 따른 조성물의 일 구체예에 따르면, 적어도 하나의 질소-함유 유기 마찰저감제 (c)는 다음의 화학식 (Ⅴ)의 지방산 아민에서 선택되며:
Figure 112013015612519-pct00006
(Ⅴ)
여기서 R3, R4, R5는 각각 수소 또는 1 내지 150개의 탄소 원자, 바람직하게 1 내지 32개의 탄소 원자를 포함하는 지방족 사슬(aliphatic chain)이며, 적어도 하나의 R3, R4 또는 R5 사슬은 적어도 7개의 탄소 원자를 포함하는 지방족 사슬이며,
n은 1 이상의 정수, 바람직하게는 1 및 2로 구성된 정수이다.
본 발명에 따른 조성물의 다른 구체예에 따르면, 적어도 하나의 질소-함유 유기 마찰저감제 (c)는 다음의 화학식 (Ⅵ) 또는 (Ⅶ)에 대응하는 알콕시화 아민(alkoxylated amine)에서 선택되며:
Figure 112013015612519-pct00007
(Ⅵ)
Figure 112013015612519-pct00008
(Ⅶ)
여기서, R6 및 R10은 각각 7 내지 150개의, 바람직하게 7 내지 32개의, 바람직하게 12 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 지방산 지방족 사슬(fatty aliphatic chain)이며,
R7 및 R8은 각각 2 내지 6개의, 바람직하게 2 내지 4개의, 바람직하게 2개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소 라디칼이고,
R9는 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소 라디칼이며,
x, y, p, q 및 z는 0 내지 50 사이의 정수로서, 0<x+y<(또는 동일한) 50, 0<p+q+z<(또는 동일한) 50을 준수한다.
바람직하게, 적어도 하나의 질소 함유 유기 마찰저감제 (c)가 에톡시화 아민(ethoxylated amine)에서 선택된 경우, 상기 마찰저감제는 다음의 화학식 (Ⅷ)의 디에탄올아민(diethanolamine)에서 선택되며:
Figure 112013015612519-pct00009
(Ⅷ)
여기서 R11은 7 내지 150개의, 바람직하게는 7 내지 32개의, 바람직하게는 12 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 지방산 지방족 사슬(fatty aliphatic chain)이다.
본 발명에 따른 또 다른 구체예에 따르면, 적어도 하나의 질소-함유 유기 마찰저감제 (c)는 다음의 화학식 (Ⅸ)의 디카르복시산(dicarboxylic acid) 및 화학식 (Ⅹ) R14R15NH의 축합에 의해 얻은 지방산 아민(fatty amides) 또는 지방산 이미드(fatty imide)에서 선택되며:
Figure 112013015612519-pct00010
(Ⅸ)
여기서 R12 및 R13은 각각 수소, 탄화수소 그룹이고 또는 R12 및 R13 탄화수소 그룹은 링(ring)을 형성하며,
여기서 R14 및 R15는 각각 수소 또는 1 내지 150개의, 바람직하게 1 내지 31개의, 바람직하게 1 내지 26개의 탄소 원자를 포함하는 지방족 사슬이며, 적어도 하나의 R1 또는 R2 사슬은 적어도 7개의 탄소 원자를 포함하는 지방산 지방족 사슬(fatty aliphatic chain).
바람직한 일 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 상술한 것처럼 적어도 하나의 질소-함유 유기 마찰저감제 (c) 및 적어도 하나의 유기 금속 마찰저감제 (d)를 포함한다.
바람직하게, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 유기 금속 마찰저감제(friction modifier)(d)를 포함하며, 유기금속 마찰저감제는 몰리브덴 디티오카바메이트(molybdenum dithiocarbamate), 몰리브덴 디티오포스페이트(molybdenum dithiophosphate), 몰리브덴 디티오포스피네이트(molybdenum dithiophosphinate), 몰리브덴 잔데이트(molybdenum xanthate) 및 몰리브덴 티오잔데이트(molybdenum thioxanthate)에서 선택된다.
바람직하게, 유기 금속 마찰저감제(d)는 다음의 화학식 (ⅩⅠ)의 몰리브덴 디티오카바메이트(molybdenum dithiocarbamate)이며:
Figure 112013015612519-pct00011
(ⅩⅠ)
여기서, R16, R17, R18, R19은 8 내지 13개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 사슬이다.
바람직하게, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 다음을 포함한다:
● 65 내지 90중량%의 하나 이상의 베이스 오일(base oil)(a)
● 2 내지 15중량%의 폴리머(b)
● 0.01 내지 2중량%의 마찰저감제(friction modifier) (c).
특히 바람직하게, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 용매 탈랍(solvent dewaxing) 또는 촉매 탈랍(catalytic dewaxing)에서 기인한 n-파라핀 공급 원료(n-paraffin feedstock)의 수소이성질체화(hydroisomerization)에 의해 얻은 적어도 하나의 이소파라핀 미네랄 베이스 오일(isoparaffinic mineral base oil) (a) 또는 피셔-트롭쉬 왁스(Fischer Tropsch wax)로 구성된 n-파라핀 공급 원료(n-paraffin feedstock)의 수소이성질체화(hydroisomerization)에 의해 얻은 적어도 하나의 이소파라핀 합성 베이스 오일(isoparaffin synthetic base oil) (a)을 포함한다.
일 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 SAE J300 분류에 따른 0W20 또는 0W30 등급의 윤활 조성물이다.
특히 바람직한 일 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 차량, 바람직하게는 경차의 4-스트로크 가솔린 또는 디젤 엔진, 바람직하게는 디젤 엔진을 위한 오일이다.
본 발명은 경차, 바람직하게는 하이드리브 차량의 4-스트로크 가솔린 또는 디젤 엔진의 윤활을 위한 윤활 조성물의 용도에 관한 것이다.
바람직한 일 구체예에 따르면, 이 용도는 디젤 엔진에서 수행된다.
도 1은 NEDC 표준화된 운전 사이클(New European Driving Cycle)의 특징(시간의 함수로서의 속도)을 나타낸다.
본 발명에 따른 윤활 조성물은 VI 개선 폴리머 및 마찰저감제(friction modifier)의 특정 조합 덕분에, 특히 추운 도시 사이클에서, 연료 경제를 달성할 수 있다.
VI 개선 폴리머 (b):
VI 개선 폴리머는 온도에 따른 점도 범위의 변화를 최소화할 수 있는 화합물로서, 즉 고온에서 마찰에 노출된 부품을 보호하기에 충분한 오일 필름을 유지할 수 있고, 추울 때 점도가 너무 증가하지 않게 하는 화합물이다.
공지된 점도 지수 개선제는 일반적으로 PMA(polyalkylmethacrylate), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리올레핀(polyolefin), 비닐 방향족(스티렌)과 올리핀(디엔)의 공중합체이다.
특허 US 5,565,130 및 US 5,597,871 및 출원 US2008/0194443는 VI 개선 폴리머로서, 예를 들면 아크릴레이트 모노머 또는 메타크릴레이트 모노머와의 올레핀-유형 코폴리머와 같은, 탄화수소 사슬을 포함하는 아크릴레이트 매크로모노머(acrylate macromonomer) 또는 메타크릴레이트 매크로모노머(methacrylate macromonomer)의 공중합에 의해 형성된, 빗살 모양 구조를 가지는 폴리머(빗살 모양 폴리머(comb polymer))를 기술한다. 아크릴레이트 유형 또는 메타크릴레이트 유형의 모노머인지 여부에 따라, 이러한 폴리머는 각각 빗살 모양 폴리아크릴레이트(comb polyacrylate) (comb PAs) 또는 빗살 모양 폴리메타크릴레이트(comb polymethacrylate) (comb PMAs)으로 불린다.
IUPAC Compendium of Chemical technology, 2nd edition, 1997에 따르면, 빗살 모양 폴리머(comb polymer)를 빗살 모양 거대분자(comb macromolecule)로 구성된 폴리머(comb polymer)이며, 빗살 모양 거대분자는 각각 선형 곁사슬에 대한 시작점(starting point)인, 다수의 삼중 기능 분기점(trifunctional branch point)을 가지는 주사슬로 구성된 거대분자이다.
이 빗살 구조체는 종래 기술, 특히 출원 EP 0955353 및 WO 93/21288에서 기재된, 윤활 조성물에서 일반적으로 VI 개선제로서 이용되는 폴리아크릴레이트(polyacrylate) 및 폴리메타크릴레이트(polymethacrylate)(PMA)와 특허 US 5,565,130, US 5,597,871 및 출원 US2008/0194443의 폴리머를 구별한다.
본 발명에 따른 윤활 조성물은 VI 개선제로서, "빗살 모양 폴리머(comb polymer)", 또는 특허 US 5,565,130 및 US 5,597,871, 및 출원 US2008/0194443에 기술된 것 등과 같은, 빗살 모양 구조를 가진 폴리머를 포함한다.
따라서, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 VI 개선 폴리머로서, 폴리알킬(메트)아크릴레이트 주사슬 및 적어도 50개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소 장 곁사슬로 형성된 빗살 모양 폴리머(comb polymer)인 빗살 모양 폴리아크릴레이트(comb polyacrylate)(comb PAs) 또는 빗살 모양 폴리메타크릴레이트(comb polymethacrylate)(comb PMAs)를 포함한다.
바람직하게, 이러한 탄화수소 곁사슬은 50 내지 25000개의 탄소 원자, 바람직하게 80 내지 20000개의 탄소 원자, 일반적으로 약 10000개의 탄소 원자를 포함한다.
바람직한 일 구체예에 따르면, 탄화수소 곁사슬은 선택적으로 치환되고, 8 내지 17개의 탄소 원자를 포함하는, 스틸렌 유형 모노머, 1,4 부가 부타디엔(1,4 addition butadiene) 또는 1,2 부가 부타디엔(1,2 addition butadiene), 에틸렌, 프로필렌, 이소부텐(isobutene) 및 더 일반적으로 화학식 (Ⅰ)의 단위체 등과 같은, 올레핀의 중합 또는 공중합에 의해 얻어지며:
Figure 112013015612519-pct00012
(Ⅰ)
여기서, X1 및 X2는 독립적으로 수소 또는 1 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기이다.
본 발명에 따른 윤활 조성물은 다음의 화학식 (Ⅱ)의 매크로모노머(macromonomer) 및
Figure 112013015612519-pct00013
(Ⅱ)
화학식 (Ⅲ)의 아크릴 모노머 또는 메타아크릴 모노머의 공중합에 의해 얻어진 빗살 모양 폴리머(comb polymer)를 포함하며:
Figure 112013015612519-pct00014
(Ⅲ)
여기서, R'는 각각 수소 또는 메틸기이고,
R1은 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼 또는 아릴 라디칼이며,
R2는 1 내지 26개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼이고,
A는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된, 1,4 부가 부타디엔, 또는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된 비닐 부가 스틸렌(vinyl addition of styrene)으로 형성되며,
A'는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된 1,2 부가 부타디엔, 또는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된 비닐 부가 스틸렌으로 형성되고,
n 및 m은 0 이상의 정수이며, n+m은 7 내지 3000 사이, 바람직하게 10 내지 3000 사이의 정수이다.
다른 일 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 빗살 모양 폴리머(comb polymer) (b)는 다음의 화학식 (Ⅳ)의 매크로모노머(macromonomer) 및
Figure 112013015612519-pct00015
(Ⅳ)
다음의 화학식 (Ⅲ)의 아크릴 또는 메타크릴 모노머를 공중합하여 얻은 빗살 모양 폴리머(comb polymer)를 포함하며:,
Figure 112013015612519-pct00016
(Ⅲ)
여기서, R'는 각각 수소 또는 메틸기이며,
R1은 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼 또는 아릴 라디칼이며,
R2는 1 내지 26개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼이고,
X1, X2, X3는 각각 수소, 또는 1 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기이며,
p, q, r은 0 이상의 정수이고, p+q+r는 7 내지 3000 사이의, 바람직하게 10 내지 3000 사이의 정수이다.
본 발명에 따른 조성물에서, 이러한 빗살 모양 폴리머(comb polymer)는 유리하게 기술분야의 숙련자에게 공지된 다른 VI 개선 폴리머와 함께 사용된다. 이러한 공지된 폴리머는 예를 들면 기술분야의 숙련자에게 공지된, 수소화 스티렌 부타디엔 공중합체(hydrogenated styrene butadiene copolymer; HSB), 또는 스틸렌 이소프렌(styrene isoprene) 등과 같은, 수소화 스틸렌 디엔 공중합체(hydrogenated styrene diene copolymer)의 카테고리에서 선택할 수 있고, 바람직하게 수소화 스틸렌 부타디엔(hydrogenated styrene butadiene)이다. 그러나 후자의 VI 개선 폴리머는 연료 에코 성능에 영향을 미치지 않고, 등급(grade) 30 오일의 제제를 가능하게 하는 점도를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물에서, VI 개선 폴리머 (b)는 조성물의 전체 중량에 대하여 2 내지 20질량%, 또는 조성물의 전체 중량에 대해 2 내지 15질량% 또는 5 내지 15질량%의 수준으로 일반적으로 존재한다. 다른 VI 개선 폴리머와 함께 폴리머 (b)를 사용하면, VI 개선 폴리머의 전체 함량은 동일 범위 내(조성물의 전체 중량에 대하여 2 내지 20질량% 또는 2 내지 15질량% 또는 5 내지 15질량%의 VI 개선 폴리머)로 존재한다.
마찰저감제 :
질소 함유 유기 마찰저감제( nitrogen - containing organic friction modifier) (c):
본 발명에 따른 조성물의 질소 함유 유기 마찰저감제는 선택적으로 알콕시화된(alkoxylated) 지방산 아민, 또는 지방산 아민을 (디)카르복시산((di)carboxylic acid)과 축합(condensation)하여 얻은 아미드 또는 이미드 유형의 지방산 아민 유도체(fatty amine derivative)이다.
지방산 아민( fatty amine )
본 발명에 따른 윤활유에서 사용되는 지방산 아민은 하나 이상의 지방산 사슬을 포함하는, 1차, 2차 또는 3차 모노아민(monoamine) 또는 폴리아민(polyamine)이다. 여기서 용어 지방산 사슬은 적어도 7개의 탄소 원자를 포함하는, 포화되고 또는 불포화되고, 선택적으로 분기된(branched), 비환식 지방족 탄화수소 사슬(non-cyclic aliphatic hydrocarbon chain)을 말한다.
지방산 아민은 일반적으로 야자유(copra oil), 팜유(palm oil), 올리브유(olive oil), 땅콩유(peanut oil), 유채씨유(rapeseed oil), 해바라기씨유(sunflower oil), 콩기름(soya oil), 면실유(cotton oil) 또는 아마씨유(linseed oil), 또는 우지(beef tallow) 등과 같은 식물성 오일 및 동물성 오일에 존재하는 트리글리세라이드(triglyceride)의 가수분해(hydrolysis)에서 유래하는 지방산(지방-사슬 카르복시산(fatty-chain carboxylic acid))에서 주로 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 조성물의 지방산 아민을 얻을 수 있는 지방산은 7 내지 32개의 탄소 원자, 바람직하게 8 내지 24개의 탄소 원자, 바람직하게는 10 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게 12 내지 18개의 탄소 원자를 포함한다.
이들의 예로서, 카프릴산(caprylic acid), 펠라르곤산(pelargonic acid), 카프르산(capric acid), 운데실레닉산(undecylenic acid), 라우릴산(lauric acid), 트리데실레닉산(tridecylenic acid), 미리스트산(myristic acid), 펜타데실산(pentadecylic acid), 팔미트산(palmitic acid), 마르가르산(margaric acid), 스테아르산(stearic acid), 이소스테아르산(isostearic acid), 노나운데실산(nonadecylic acid), 아라킨산(arachic acid), 헤네이코사노인산(heneicosanoic acid), 베헨산(behenic acid), 트리코사노인산(tricosanoic acid), 리그노세르산(lignoceric acid), 펜타코사노인산(pentacosanoic acid), 세로틴산(cerotic acid), 헵타코사노인산(heptacosanoic acid), 몬탄산(montanic acid), 노나코사노인산(nonacosanoic acid), 멜리스산(melissic acid), 헨트리아콘탄산(hentriacontanoic acid), 라세로인산(laceroic acid) 또는 팔미톨레산(palmitoleic acid), 올레산(oleic acid), 에루스산(erucic acid), 네르본산(nervonic acid), 리놀레산(linoleic acid), a-리놀렌산(a-linolenic acid), c-리놀렌산(c-linolenic acid), 디-호모-c-리놀렌산(di-homo-c-linolenic acid), 아라키돈산(arachidonic acid), 에이코사펜타에노산(eicosapentaenoic acid), 도코사헥사엔산(docosahexanoic acid) 등과 같은 불포화 지방산을 들 수 있다.
이들 지방산은 니트릴을 생성하기 위해 암모니아의 존재하에 탈수하고 나서, 1차, 2차 또는 3차 아민을 생성하기 위해 촉매 수소 반응을 한다.
본 발명에 따른 조성물에서 화합물 (c)로서 사용되는 지방산 아민은 다음의 화학식 (Ⅴ)에 대응하며:
Figure 112013015612519-pct00017
(Ⅴ)
여기서 R3, R4, R5는 각각 수소 또는 1 내지 150개의 탄소 원자, 바람직하게 1 내지 32개의 탄소 원자를 포함하는 지방족 사슬(aliphatic chain)이며, 적어도 하나의 R3, R4 또는 R5 사슬은 적어도 7개의 탄소 원자를 포함하는 지방족 사슬이며,
n은 1 이상의 정수, 바람직하게는 1 및 2로 구성된 정수이다.
본 발명에 따른 윤활유에 사용되는 지방산 아민은 바람직하게 천연 식물성 또는 동물성 자원에서 얻을 수 있다. 천연 오일에서 시작하는 지방산 아민에 도달할 수 있도록 하는 처리는 1차, 2차 및 3차 모노아민(monoamine) 및 폴리아민(polyamine)의 혼합물을 발생할 수 있다.
에톡시화된 아민( ethoxylated amine ):
본 발명에 따른 윤활 조성물의 화합물 (c)로서, 예를 들면 상술한 지방산 아민에서 얻은 모노에톡시화된(monoethoxylated) 또는 폴리에톡시화된(polyethoxylated), 지방산 아민 등과 같이, 지방산 아민을 모노에톡시화(monoethoxylated) 또는 폴리에톡시화(polyethoxylated)하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 윤활 조성물에서 사용되는 알콕시화된 아민(alkoxylated amine)은 예를 들면 다음의 화학식 (Ⅵ) 및 (Ⅶ)에 대응하며:
Figure 112013015612519-pct00018
(Ⅵ)
Figure 112013015612519-pct00019
(Ⅶ)
여기서, R6 및 R10은 각각 7 내지 150개의, 바람직하게 7 내지 32개의, 바람직하게 12 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 지방산 지방족 사슬(fatty aliphatic chain)이며,
R7 및 R8은 각각 2 내지 6개의, 바람직하게 2 내지 4개의, 바람직하게 2개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소 라디칼이고,
R9는 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소 라디칼이며,
x, y, p, q 및 z는 0 내지 50 사이의 정수로서, 0<x+y<(또는 동일한) 50, 0<p+q+z<(또는 동일한) 50을 준수한다.
바람직하게, R5 및 R9는 선택적으로 아릴기(aryl group)로 치환된, 지방산 지방족 사슬(fatty aliphatic chain)이다. 특히 바람직하게, R5 및 R9는 7 내지 30개의 탄소 원자, 바람직하게 10 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 12 내지 18개의 탄소 원자를 포함한다.
바람직하게, R6 및 R7은 지방족 사슬, 바람직하게 2 내지 6개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 4개의 탄소 원자, 더 바람직하게는 2개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 사슬이다.
바람직하게, R8은 지방족 사슬, 바람직하게 1 내지 6개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 4개의 탄소 원자, 더 바람직하게는 3개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 사슬이다.
바람직하게, 바람직한 화합물은 다음의 화학식 (Ⅷ)의 디에탄올아민(diethanolamine)이며:
Figure 112013015612519-pct00020
(Ⅷ)
여기서 R11은 7 내지 150개의, 바람직하게는 7 내지 32개의, 바람직하게는 12 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 지방산 지방족 사슬(fatty aliphatic chain)이다.
지방산 아미드 및 이미드( fatty amides and imides )
본 발명에 따른 윤활 조성물의 질소-함유 유기 마찰저감제 (c)는 올레일아미드(oleylamide), 특히 1차 올레일아미드(primary oleylamide) 등과 같은, 상술한 지방산 아민과 카르복시산의 축합에 의해 얻어진 아미드 또는 이미드일 수 있다.
일 구체예에 따르면, 유기 마찰 저감제 (c)는 말론산(malonic acid), 숙신산(succinic acid), 말산(malic acid), 타르타르산(tartaric acid), 프탈산(phthalic acid), 이소프탈산(isophthalic acid) 등과 같은 선택적으로 수산화된(hydroxylated) 디카르복시산(dicarboxylic acid), 지방족산( aliphatic acid) 또는 방향족산(aromatic acid), 바람직하게는 타르타르산 및 지방산 아민(fatty amine)의 축합에 의해 얻은 아미드 또는 이미드이다.
일 구체예에 따르면, 유기 마찰 저감제 (c)는 다음의 화학식 (Ⅸ)의 디카르복시산(dicarboxylic acid) 및 화학식 (Ⅹ) R14R15NH의 축합에 의해 얻은 지방산 아민(fatty amides) 또는 지방산 이미드(fatty imide)이며:
Figure 112013015612519-pct00021
(Ⅸ)
여기서 R12 및 R13은 각각 수소, 탄화수소 그룹이고 또는 R12 및 R13 탄화수소 그룹은 링(ring)을 형성하며,
여기서 R14 및 R15는 각각 수소 또는 1 내지 150개의, 바람직하게 1 내지 31개의, 바람직하게 1 내지 26개의 탄소 원자를 포함하는 지방족 사슬이며, 적어도 하나의 R1 또는 R2 사슬은 적어도 7개의 탄소 원자를 포함하는 지방산 지방족 사슬(fatty aliphatic chain)이다.
그런 마찰 저감제가 출원 US 2006/0079413, 단락 [0025] 내지 [028]에 기술되어 있다.
유기금속 마찰 저감제 ( organometallic friction modifiers ) (d):
선택적으로, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 마찰저감제(friction modifier)로서, 하나 이상의 유기몰리브덴(organomolybdenum) 화합물을 포함할 수 있다. 이런 화합물은 기술분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 이들의 예로서, 몰리브덴 디티오카바메이트(molybdenum dithiocarbamate), 몰리브덴 디티오포스페이트(molybdenum dithiophosphate), 몰리브덴 디티오포스피네이트(molybdenum dithiophosphinate), 몰리브덴 잔데이트(molybdenum xanthate) 및 몰리브덴 티오잔데이트(molybdenum thioxanthate) 등과 같은, 황 또는 인을 포함하는 화합물을 들 수 있다. 본 발명에 따른 윤활 조성물에 적합한 유기몰리브덴(organomolybdenum) 화합물의 예가 출원 EP 2 078 745의 [0036] 내지 [062]에 기술되어 있다.
본 발명에 따른 조성물에서, 질소-함유 유기 마찰 저감제 (c)는 일반적으로 조성물의 전체 중량에 대하여 0.01 내지 2질량%, 또는 조성물의 전체 중량에 대하여 0.3 내지 0.8질량%의 수준으로 존재한다. 질소-함유 유기 마찰 저감제 (c)가 다른 유기금속 마찰 저감제 (d)와 함께 사용될 때, 마찰저감제(friction modifier)의 전체 함량도 동일한 범위(조성물의 전체 중량에 대하여 0.01 내지 2질량% 또는 0.1 내지 1질량% 또는 0.5 내지 0.8질량%의 마찰저감제(friction modifier))로 존재한다.
베이스 오일 (a):
본 발명에 따른 윤활 조성물은 윤활 조성물의 중량의 적어도 60중량%, 일반적으로 적어도 65중량%, 가능하게 최대 90중량%의 하나 이상의 베이스 오일을 포함한다.
본 발명에 따른 조성물에서 사용되는 베이스 오일은 하기 표 1에서 요약된 API 분류에서 정의된 분류에 따르면 Ⅰ내지 Ⅴ그룹의 미네랄 또는 합성 유래의 오일 (또는 ATIEL 분류에 따른 동등물) 단독 또는 혼합물일 수 있다.
포화정도
(saturates content)
황 함량
(Sulphur content)
점도 지수
그룹 I 미네랄 오일 < 90 % > 0.03 % 80≤VI<120
그룹 Ⅱ 수소첨가분해 오일(hydrocracked oil) ≥90 % ≤0.03 % 80≤VI<120
그룹 Ⅲ 수소첨가분해 또는 수소이성질체화(hydro-isomerized) 오일 ≥90 % ≤0.03 % ≥120
그룹 Ⅳ PAO 폴리알파올레핀(Polyalphaolefin)
그룹 Ⅴ 에스테르 및 I 내지 Ⅳ 그룹에 포함되지 않는 다른 베이스
이러한 오일은 식물성, 동물성 또는 미네랄 유래의 오일일 수 있다. 본 발명에 따른 미네랄 베이스 오일은 원유를 상압 증류(atmospheric distillation) 및 진공 증류(vacuum distillation)한 후 용매 추출(solvent extraction), 탈아스팔트화(deasphalting), 용매 탈랍(solvent dewaxing), 수소화처리(hydrotreatment), 수소첨가분해(hydrocracking) 및 수소이성질체화(hydroisomerization), 수소화정제(hydrofinishing)와 같은 정제 작업에 의해 얻은 모든 유형의 베이스를 포함한다.
본 발명에 따른 조성물의 베이스 오일(base oil)은 카르복시산 및 알코올의 특정한 에스테르 또는 폴리알파올레핀(polyalphaolefin)과 같은 합성 오일일 수 있다. 베이스 오일로 사용하는 폴리알파올레핀(polyalphaolefin)은 (옥텐, 데센 등과 같은) 4 내지 32개의 탄소 원자를 가지는 모노머에서 얻을 수 있고, 100 ℃에서의 점도는 1.5 내지 15 Cst이다. 폴리알파올레핀의 중량-평균 분자 질량(weight-average molecular mass)은 일반적으로 250 내지 3000이다.
합성 오일 및 미네랄 오일의 혼합물도 사용할 수 있다.
바람직하게, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 Ⅲ 및/또는 Ⅳ 그룹의 베이스로 제조된다.
바람직한 일 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 용매 탈랍(solvent dewaxing) 작업 또는 촉매 탈랍(catalytic dewaxing)에서 기인하는, N-파라핀 공급 원료의 수소이성질체화(hydro-isomerization)에 의해 얻은, 적어도 하나의 이소파라핀 미네랄 베이스 오일(isoparaffinic mineral base oil)을 포함한다. 그런 베이스는 Ⅲ+ 그룹이라고 불리는 Ⅲ 그룹의 미네랄 베이스이다.
다른 바람직한 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 피셔-트롭쉬 왁스(Fischer Tropsch wax)와 같은 n-파라핀 공급 원료의 수소이성질체화(hydro-isomerization)에 의해 얻은, 적어도 하나의 합성 이소파라핀 베이스 오일을 포함한다.
특히 바람직한 일 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 그런 이소파라핀 베이스에 대하여 65 내지 90중량%를 포함하다.
일 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 베이스 오일로서, 65 내지 90질량%의 비율로 포함되는, 피셔-트롭쉬 왁스(Fischer Tropsch wax)의 수소이성질체화(hydro-isomerization)에 의해 얻은 소위 Ⅲ + 그룹 미네랄 베이스를 포함한다.
바람직하게, 표준 ASTM D445에 의해 측정된 본 발명에 따른 조성물의 100℃에서의 동점도(kinematic viscosity)는 5.6 내지 16.3Cst (SAE 등급 20, 30 및 40), 9.3 내지 12.5 Cst(등급 30)이다. 특히 바람직한 일 구체예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 SAE J300 분류에 따른 등급 0W30 또는 0W20의 멀티 그레이드 오일(multigrade oil)이다.
본 발명에 따른 조성물의 점도 지수 VI는 바람직하게 130 이상, 바람직하게 150 이상, 더 바람직하게는 160이상이다.
바람직하게, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 바람직하게 기술분야의 숙련자에게 공지된 ACEA C2 또는 JASO DL1 설명서(specification)에 따른, 가솔린 차량 또는 디젤 차량, 바람직하게는 디젤 차량을 위한 엔진 오일이다.
기타 첨가제:
본 발명에 따른 윤활 조성물은 그들의 용도에 적합한 모든 종류의 첨가제를 포함할 수 있다. 이들 첨가제는 개별적으로 또는 첨가제의 패키지의 형태로 첨가되어서, ACEA(European Automobile Manufacturers Association) 또는 JASO(Japan Automobile Standards Organization) 등에 있어서, 필요에 따라, 일정한 수준의 윤활 조성물의 성능을 보장한다. 예를 다음에 기술하지만, 이에 한정되는 것은 아니다:
분산제 ( dispersant ): 일반적으로 윤활 조성물의 5 내지 8중량%로 존재한다. 숙신이미드(succinimide), PIB((polyisobutene) succinimide), 마니쉬 염기(Mannich base) 등과 같은 분산제는 엔진 오일이 사용 중일 때 형성되는 2차 산화 생성물에 의해 구성되는 불용성 고체 오염물질이 현탁액(suspension) 안에 유지되어 제거되는 것을 보장한다.
산화방지제: 일반적으로 윤활 조성물의 0.5 내지 2중량%로 존재한다.
산화방지제는 사용 중인 오일이 열화(degradation)되는 것을 늦추며, 열화(degradation)는 증착물의 형성, 슬러지의 존재 또는 오일 점도의 증가를 발생시킬 수 있다. 산화방지제는 라디칼 억제제(radical inhibitor) 하이드로퍼록사이드 파괴제(hydroperoxide destroyer)로서 역할을 한다. 일반적으로 사용되는 산화방지제 중에서 페놀 유형 산화방지제 및 입체 장애 아민(sterically hindered amine)이 있다. 다른 유형의 산화방지제는 구리 티오포스페이트(copper thiophosphate) 또는 구리 디티오포스페이트(copper dithiophosphate), 구리 및 카르복시산의 염(salts of copper and carboxylic acid), 구리 디티오카바메이트(copper dithiocarbamate), 구리 술포네이트(copper sulphonate), 구리 페네이트(copper phenate), 구리 아세틸아세토네이트(copper acetylacetonate) 등과 같은 유용성(oil-soluble) 구리 화합물의 산화방지제가 있다. 숙신산 또는 무수산물의 구리 Ⅰ 또는 Ⅱ 염이 사용된다.
내마모제 ( Anti - wear additive ): 일반적으로 윤활 조성물의 1 내지 2중량%로 존재한다. 내마모제는 표면에 흡착된(adsorbed) 보호 필름을 형성하여 마찰 표면을 보호한다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 아연 디티오포스페이트(zinc dithiophosphate) 또는 DTPZn이다. 또한, 이 범주에 다양한 인-함유 화합물, 황-함유 화합물, 질소-함유 화합물, 염소-함유 화합물 및 붕소 함유 화합물이 있다.
세정제( detergent ): 일반적으로 윤활 조성물의 2 내지 4중량%로 존재한다. 세제는 일반적으로 카르복시산, 술포네이트(sulphonate), 나프테네이트(naphthenate), 살리실레이트(salicylate)의 알칼리 금속염 또는 알칼리토금속염 및 페네이트 염(phenate salt)이다.
일반적으로 ASTM D2896에 따른 세제의 BN은 세제 g 당 40 또는 80 mg KOH이며, 과염기화된(overbased) BN 값은 일반적으로 약 150 이상, 또는 심지어 250 또는 400 이상이다(세제의 그램 당 KOH의 mg으로 표현됨).
그리고 또한 소포제, 유동점 강하제(pour point depressant), 부식 억제제 등도 있다.
실시예:
오일의 제조:
ACEA C2/JASO DL1 설명서를 충족할 수 있고 산화방지제, 부식 방지제, 분산제, 세정제, 내마모제, 유동점 강하제 및 부식 저해제를 포함하는 디젤 엔진 오일용 성능 첨가제의 패키지로부터 등급 0W30의 디젤 엔진 차량용 오일 몇 가지를 제조하였다.
이러한 오일의 조성물(질량 %)은 하기 표 2에 제공된다.
등급 0W30 엔진 오일의 질량에 대한 조성물
A B C D E F
그룹 Ⅲ+ 베이스 79.2 73.0 72.7 - - 79.9
합성 베이스 - - - 72.8 72.3 -
첨가제 패키지 11.9 12.2 12.2 12.2 12.2 12.4
유동점 강하제 - - - 0.2 0.2 -
SBH 2.6 14.3 14.3 13.5 14.8 -
빗살 모양 PMA 5.8 - - - - -
PMA 6.7
지방산 아미드 및 타르타르산의 이미드 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1
MoDTC
(Mo ppm)
- 0.3
(300 ppm)
0.3
(300 ppm)
- -
전체 100.0 100.0 100.0 100.00 100.00 100.00
연료 소비 측정
이들 다른 오일로 엔진이 윤활되는, 디젤 엔진 차량에서 성취되는 연료 경제를 평가할 수 있는 엔진 테스트는 시행하였다.
ACEA C1/JASO DL1 성능 수준을 가지는 첨가제 패키지, 수소화된 폴리이소프로펜 유형(hydrogenated polyisoprene type)의 VI 개선 폴리머를 포함하고, 그룹 Ⅲ 베이스 오일(base oil)에서 제조된, 5W30 오일이 테스트를 위한 참조로서 역할을 한다.
테스트의 원리:
커먼 레일 분사 2AD 엔진, 제5 인젝터 재생 트랩(5th injector regeneration trap)을 가지는 DPNR(Diesel Particulate-Nox reduction)를 장착하고, B7 환경에 놓인, Toyota Corolla Verso D4D Clean Power 차량을, MVEG(Motor Vehicle Emissions group) 사이클이라고도 불리는, NEDC 표준화된 운전 사이클(New European Driving Cycle)을 적용한다. 이 사이클은 유럽 도로에서 발생하는 상황을 모방하도록 설계되어 있고, 주로 차량 연료 소비 및 오염 물질 배출량을 측정하는 데 사용된다.
이 사이클의 특징(시간의 함수로서의 속도)이 도 1에 제공된다. 그것은 차가운 단계(cold phase) 또는 차가운 도시 단계(cold urban phase) (0 내지 200초), 중간 단계 또는 뜨거운 도시 단계(hot urban phase) (200 내지 725초), 뜨거운 단계(hot phase) 또는 초과 도시 단계(extra urban phase) (725 내지 1200초)를 포함한다.
구현:
공기 역학적 드래그(aerodynamic drag) 및 차량의 질량으로 인해 발생하는 도로상의 저항(on-road resistance)을 모방하여 시뮬레이션할 수 있는 E4 표준을 충족한느 이중 롤러 동력계(double roller dynamometer)에 차량을 놓는다.
테스트는 온도 20℃, 습도 50%와 1000 mbar의 압력의 주변 공기에서 수행되다. 배기 가스의 분석 후 탄소 측정(carbon accounting)을 기준으로 소비를 계산한다. 모든 테스트에 사용되는 연료는 EN590 B7 가솔린이다.
결과:
전체 사이클에 걸쳐 그리고 각 단계마다 절대 연료 소비량(리터/100km)을 측정한다. 분석할 오일 샘플 직전 취한 참조에 대한 소비의 차이(%)도 계산한다. 그 결과는 표 3에 나타낸다.
오일 A는 본 발명에 따른 오일이다. 오일 A는 지방산 아미드 및 타르타르산의 이미드의 혼합물을 마찰저감제(friction modifier)로서 포함한다. 또한 오일 A는 VI 개선 빗살 모양 폴리머(comb polymer) PMA, 및 소량의 SBH를 포함하여, 등급 30 오일을 얻기 위하여 필요한 점도를 제공한다.
오일 B 내지 F는 유사한 수준으로, 본 발명에 따른 오일과 동일한 마찰저감제(friction modifier)를 포함하지만 빗살 모양 폴리머(comb polymer)로 제조되지 않았다. 원하는 점성도(viscosimetric) 등급을 얻기 위하여 VI 개선 폴리머의 양을 조정한다.
엔진 사이클에 걸쳐, 특히 차가운 단계 및 중간 단계에서, 본 발명에 따른 오일 A는 오일 B, C, D, E, F에 비하여 연료 경제를 달성할 수 있다.
차가운 단계 중간 단계 뜨거운 단계
소비 이전
참조
소비
차이/
이전
참조
소비 이전
참조
소비
차이/
이전
참조
소비 이전
참조
소비
차이/
이전
참조
A 261 B 9.08 9.74 6.77 % 7.97 8.25 3.39 % 5.74 5.81 1.20 %
B 53 C 9.62 9.74 1.23 % 8.21 8.25 0.48 % 5.94 5.81 -2.23 %
C 53 D 9.39 9.71 3.29 % 8.01 8.14 1.59 % 5.73 5.84 1.88 %
D 130 mix 9.49 9.73 2.46 % 8.18 8.38 2.38 % 5.75 5.81 1.03 %
E 130 9.43 9.71 2.88 % 8.17 8.32 1.80 % 5.76 5.78 0.34 %
F G09-0052C 9.36 9.71 3.60 % 8.25 8.32 0.84 % 5.78 5.78 0.00 %

Claims (16)

  1. 윤활 조성물로서:
    (a) 하나 이상의 베이스 오일,
    (b) 폴리알킬(메트)아크릴레이트 주사슬(main polyalkyl(meth)acrylate chain) 및 적어도 50개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소 곁사슬(hydrocarbon side chain)로 형성된 적어도 하나의 빗살 모양 폴리머(comb polymer),
    (c) 선택적으로 알콕시화된 지방산 아민(alkoxylated fatty amine), 지방산 아민 및 카르복시산의 중합(condensation)에 의해 얻은 지방산 아미드(fatty amide) 또는 지방산 이미드(fatty imide), 단독 및 그 혼합물에서 선택된 적어도 하나 질소-함유 유기 마찰저감제(nitrogen-containing organic friction modifier), 및
    (d) 다음의 화학식 (ⅩⅠ)의 몰리브덴 디티오카바메이트(molybdenum dithiocarbamate)로부터 선택된 하나 이상의 유기금속 유기몰리브덴 유형(organomolybdenum type)의 마찰저감제(friction modifier)를 포함하며,
    Figure 112017127506014-pct00034
    (ⅩⅠ)
    R16, R17, R18, R19은 8 내지 13개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 사슬인, 윤활 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    빗살 모양 폴리머(comb polymer) (b)의 탄화수소 곁사슬은 올레핀의 중합 또는 공중합에 의해 얻어지는, 윤활 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    빗살 모양 폴리머(comb polymer) (b)는 다음의 화학식 (Ⅱ)의 매크로모노머(macromonomer) 및
    Figure 112017049848319-pct00023
    (Ⅱ)
    다음의 화학식 (Ⅲ)의 아크릴 모노머(acrylic monomer) 또는 메타크릴 모노머(methacrylic monomer)의 공중합(copolymerization)에 의해 얻으며,
    Figure 112017049848319-pct00024
    (Ⅲ)
    R'는 각각 수소 또는 메틸기이고,
    R1은 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼 또는 아릴 라디칼이며,
    R2는 1 내지 26개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼이고,
    A는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된, 1,4 부가 부타디엔, 또는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된 비닐 부가 스틸렌(vinyl addition of styrene)으로 형성되며,
    A'는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된 1,2 부가 부타디엔, 또는 선택적으로 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기로 치환된 비닐 부가 스틸렌으로 형성되고,
    n 및 m은 0 이상의 정수이며, n+m은 7 내지 3000 사이의 정수인, 윤활 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    빗살 모양 폴리머(comb polymer) (b)는 다음의 화학식 (Ⅳ)의 매크로모노머(macromonomer) 및
    Figure 112017049848319-pct00025
    (Ⅳ)
    다음의 화학식 (Ⅱ)의 아크릴 또는 메타크릴 모노머를 공중합하여 얻으며,
    Figure 112017049848319-pct00026
    (Ⅲ)
    R'는 각각 수소 또는 메틸기이며,
    R1은 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼 또는 아릴 라디칼이며,
    R2는 1 내지 26개의 탄소 원자를 포함하는 알킬 라디칼이고,
    X1, X2, X3는 각각 수소, 또는 1 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기이며,
    p, q, r은 0 이상의 정수이고, p+q+r는 7 내지 3000 사이의 정수인, 윤활 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 질소-함유 유기 마찰저감제 (c)는 다음의 화학식 (Ⅴ)의 지방산 아민에서 선택되며:
    Figure 112017049848319-pct00027
    (Ⅴ)
    R3, R4, R5는 각각 수소 또는 1 내지 150개의 탄소 원자를 포함하는 지방족 사슬(aliphatic chain)이며, 적어도 하나의 R3, R4 또는 R5 사슬은 적어도 7개의 탄소 원자를 포함하는 지방산 지방족 사슬이며,
    n은 1 이상의 정수인, 윤활 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 질소-함유 유기 마찰저감제 (c)는 다음의 화학식 (Ⅵ) 또는 (Ⅶ)에 대응하는 알콕시화 아민(alkoxylated amine)에서 선택되며:
    Figure 112017049848319-pct00028
    (Ⅵ)
    Figure 112017049848319-pct00029
    (Ⅶ)
    R6 및 R10은 각각 7 내지 150개의 탄소 원자를 포함하는 지방산 지방족 사슬(fatty aliphatic chain)이며,
    R7 및 R8은 각각 2 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소 라디칼이고,
    R9는 1 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 탄화수소 라디칼이며,
    x, y, p, q 및 z는 0 내지 50 사이의 정수로서, 0<x+y<(또는 동일한) 50, 0<p+q+z<(또는 동일한) 50을 준수하는, 윤활 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    적어도 하나의 질소 함유 유기 마찰저감제 (c)는 다음의 화학식 (Ⅷ)의 디에탄올아민(diethanolamine)에서 선택되며:
    Figure 112017049848319-pct00030
    (Ⅷ)
    R11은 7 내지 150개의 탄소 원자를 포함하는 지방산 지방족 사슬(fatty aliphatic chain)인, 윤활 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 질소-함유 유기 마찰저감제 (c)는 다음의 화학식 (Ⅸ)의 디카르복시산(dicarboxylic acid) 및 화학식 (Ⅹ) R14R15NH의 축합에 의해 얻은 지방산 아민(fatty amides) 또는 지방산 이미드(fatty imide)에서 선택되며:
    Figure 112017049848319-pct00031
    (Ⅸ)
    R12 및 R13은 각각 수소 또는 탄화수소 그룹이고 또는 R12 및 R13 탄화수소 그룹은 링(ring)을 형성하며,
    R14 및 R15는 각각 수소 또는 1 내지 150개의 탄소 원자를 포함하는 지방족 사슬이며, 적어도 하나의 R1 또는 R2 사슬은 적어도 7개의 탄소 원자를 포함하는 지방산 지방족 사슬(fatty aliphatic chain)인, 윤활 조성물.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    ● 65 내지 90중량%의 하나 이상의 베이스 오일(base oil)(a)
    ● 2 내지 15중량%의 폴리머(b) 및
    ● 0.01 내지 2중량%의 마찰저감제(friction modifier) (c)를 포함하는, 윤활 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    용매 탈랍(solvent dewaxing) 또는 촉매 탈랍(catalytic dewaxing)에서 기인한 n-파라핀 공급 원료(n-paraffin feedstock)의 수소이성질체화(hydroisomerization)에 의해 얻은 적어도 하나의 이소파라핀 미네랄 베이스 오일(isoparaffinic mineral base oil)(a) 또는 피셔-트롭쉬 왁스(Fischer Tropsch wax)로 구성된 n-파라핀 공급 원료(n-paraffin feedstock)의 수소이성질체화(hydroisomerization)에 의해 얻은 적어도 하나의 이소파라핀 합성 베이스 오일(isoparaffin synthetic base oil)(a)을 포함하는, 윤활 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    SAE J300 분류에 따른 0W20 또는 0W30 등급인, 윤활 조성물.
  15. 제1항에 따른 윤활 조성물로 경차의 4-스트로크 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진을 윤활시키는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 엔진은 디젤 엔진인, 윤활시키는 방법.
KR1020137004343A 2010-08-27 2011-08-25 엔진 윤활제 KR101839939B1 (ko)

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