KR101856798B1 - 저점도 기능성 유체 - Google Patents

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Abstract

메톡시 폴리에틸렌 글리콜을 포함하는 저점도 기능성 유체가 기재된다. 상기 유체는 DOT 4 브레이크 유체로서 사용하기에 특히 적합하고 높은 ERBP, WERBP, 낮은 동점도 및 낮은 SBR 부피 증가율(%)을 제공한다.

Description

저점도 기능성 유체{LOW VISCOSITY FUNCTIONAL FLUIDS}
본원은 다양한 제품, 특히 브레이크 유체로서 유용한 저점도 기능성 유체에 관한 것이다.
출원에 대한 상호 참조
본원은 참고로서 본원에 혼입된, 2010년 7월 1일자 미국특허 가출원 제 61 /360,710 호를 우선권 주장한다.
신규 개발된 장비, 예컨대 전자 또는 자동화된 잠금 방지 브레이크 시스템, 안정성 제어 시스템 및 재생식 브레이크 시스템은 적절한 물리적 및 성능 특성을 갖는 고성능 수압 유체(예를 들어, 브레이크 유체)에 대한 필요를 만들었다. 특히, 엘라스토머(스티렌 부타다이엔 고무(Styrene Butadiene Rubber: SBR) 컵) 호환성을 유지 또는 개선하면서 높은 평형 환류 비등점(Equilibrium Reflux Boiling Point: ERBP) 및 높은 습식 ERBP(Wet ERBP: WERBP) 및 -40 ℃에서 낮은 동점도(kinematic viscosity)를 갖는 고성능 브레이크 유체에 대한 강한 요구가 있다.
미국특허 제 6,558,569 B1 호는 보레이트 에스터, 알콕시 글리콜 및 첨가제를 사용하여 제조된 브레이크 유체를 기재하고 있다. 미국특허 제 3,925,223 호는 보레이트 에스터를 사용하여 FMVSS 116당 개선된 습식 평형 비등점 및 개선된 고무 팽창을 갖는 수압 유체를 기재하고 있다.
상기로부터, 상기한 바와 같은 종래의 결점 하나 이상을 해결하고 높은 ERBP, 높은 WERBP 및 -40 ℃에서 낮은 동점도, 및 낮은 SBR 컵 부피 팽창에 관해 목적 특성을 나타내는 유체 조성물을 제공하는 성능(예를 들어, 브레이크) 유체가 요구된다.
(i) 하기 화학식 a의 반복 단위 또는 이의 혼합물을 갖는 하기 화학식 I의 알콕시 글리콜을 포함하는, 기능성 유체 조성물의 약 38 중량% 내지 47 중량%의 알콕시 글리콜 혼합물; 및
(ii) 기능성 유체 조성물의 약 53 중량% 내지 62 중량%의 글리콜 보레이트 에스터
를 포함하는 기능성 유체 조성물이 제공된다:
[화학식 I]
Figure 112013009256268-pct00001
[화학식 a]
Figure 112013009256268-pct00002
상기 식에서,
R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 수소 또는 1 내지 8개 이상의 탄소 원자를 함유하는 알킬 기이고,
상기 알콕시 글리콜 혼합물은 n이 3인 경우 상기 알콕시 글리콜 혼합물의 약 36 중량% 내지 약 73 중량%의 제 1 알콕시 글리콜 성분, n이 4인 경우 상기 알콕시 글리콜 혼합물의 17 중량% 내지 약 43 중량%의 제 2 알콕시 글리콜 성분, 및 n이 5 이상인 경우 상기 알콕시 글리콜 혼합물의 약 2 중량% 내지 약 10 중량%의 제 3 알콕시 글리콜 성분을 갖는다.
놀랍게도 예기치 않게, 본 발명의 발명자들은 특정 알콕시 글리콜의 특정 농도가 SBR 부피 팽창 요건을 충족하면서 다른 기준, 예컨대 ERBP, 습식 ERBP 및 동점도를 달성하는데 중요하다는 것을 발견하였다. 따라서, 상이한 알콕시 글리콜의 혼합물의 목적 수준 및 조성물 중 글리콜 보레이트 에스터의 특정 수준을 가짐으로써, 본 발명의 기능성 유체 조성물은 120℃에서 70 시간 동안 SBR 호환성 기준의 부피 팽창률(%)을 만족시키면서 높은 ERBP, 높은 WERBP 및 -40 ℃에서 낮은 동점도를 나타낸다.
알콕시 글리콜 혼합물은 바람직하게는 R2, R3, R4 및 R5가 각각 수소인 알콕시 글리콜 성분으로 이루어진다. 즉, 알콕시 글리콜 혼합물은 상이한 알콕시 폴리에틸렌 글리콜로 이루어진다.
제 1 특정 양태에서, 제 1 알콕시 글리콜은 메톡시 트라이에틸렌 글리콜(MTG)이다. 제 2 특정 양태에서, 제 2 알콕시 글리콜은 메톡시 테트라에틸렌 글리콜이다. 제 3 특정 양태에서, 제 3 알콕시 글리콜은 n이 5 이상인 메톡시 폴리에틸렌 글리콜이다. 다른 양태에서, 상기 언급된 알콕시 글리콜의 임의의 조합은 개별적으로 서로 혼합되거나 모두 함께 혼합될 수 있다. 예를 들어, 알콕시 글리콜 혼합물은 상기 언급된 메톡시(트라이, 테트라 또는 폴리) 에틸렌 글리콜에 상응하는 각각의 알콕시 성분이다.
알콕시 글리콜 혼합물의 양은 기능성 유체 조성물의 약 38 중량% 내지 47 중량%이다. 바람직하게는, 알콕시 글리콜 혼합물의 양은 기능성 유체 조성물의 약 40 중량% 내지 45 중량%이다.
또 다른 양태에서, 알콕시 글리콜 혼합물은 9% 이하의 부톡시 트라이에틸렌 글리콜(BTG)을 포함할 수 있지만, BTG는 반드시 필요한 것이 아니고 바람직하게는 기능성 유체 조성물에 존재하지 않는다.
기능성 유체 조성물은 3 중량% 이하의 하나 이상의 부식 억제제, 1 중량% 이하의 하나 이상의 산화방지제 및 적당량의 소포제, pH 안정화제 및/또는 킬레이트제를 추가로 더 포함할 수 있다.
알콕시 글리콜 혼합물뿐만 아니라, 유체 조성물은 n이 2 또는 1인 소량의 알콕시 글리콜을 함유할 수 있다. 일반적으로, 이들 알콕시 글리콜의 양은 기능성 유체 조성물의 약 2 중량% 미만이다. 존재하는 경우, 이들은 역시 바람직하게는 메톡시 다이-에틸렌 또는 메톡시 에틸렌 글리콜이다.
또한, 본 발명의 조성물은 하나 이상의 다른 글리콜을 소량으로 추가로 포함할 수 있다. 제한없이, 상기 유용한 다른 글리콜의 예는 메톡시 트라이글리콜, 메톡시 다이글리콜, 메톡시 테트라글리콜, 메톡시 폴리글리콜, 에톡시 트라이글리콜, 에톡시 다이글리콜, 에톡시 테트라글리콜, 프로폭시 트라이글리콜, 부톡시 트라이글리콜(예를 들어, 트라이에틸렌 글리콜 모노부틸 에터), 부톡시 다이글리콜(예를 들어, 다이에틸렌 글리콜 모노부틸 에터), 부톡시 테트라글리콜, 부톡시 폴리글리콜(예를 들어, 부톡시 트라이글리콜, 부톡시 테트라글리콜의 혼합물, 및 R1이 4개의 탄소 원자를 갖는 알킬이고 n이 5 초과인 다른 글리콜), 부톡시 펜톡시 다이글리콜, 펜톡시 트라이글리콜, 2-에틸헥실 다이글리콜, 다이에틸렌 글리콜 모노프로필 에터, 트라이에틸렌 글리콜 모노프로필 에터, 다이프로필렌 글리콜 모노메틸 에터, 다이프로필렌 글리콜 모노프로필 에터, 트라이프로필렌 글리콜 모노프로필 에터, 다이프로필렌 글리콜 모노부틸 에터, 다이프로필렌 글리콜 모노메틸 에터, 트라이프로필렌 글리콜 모노에틸 에터, 트라이프로필렌 글리콜 모노프로필 에터, 트라이프로필렌 글리콜 모노부틸 에터, 폴리프로필렌 글리콜 모노프로필 에터, 폴리프로필렌 글리콜 모노부틸 에터, 폴리부틸렌 글리콜 모노프로필 에터, 폴리부틸렌 글리콜 모노부틸 에터 및 임의의 이들의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 기능성 유체 조성물은 글리콜 보레이트 에스터로 이루어져 있다. 글리콜 보레이트 에스터의 예는 본원에 참고로서 혼입된 미국특허 제 6,558,569 호에 개시된 알콕시 글리콜 보레이트 에스터 성분, 예컨대 메톡시 트라이에틸렌 글리콜 보레이트 에스터, 에톡시 트라이에틸렌 글리콜 보레이트 에스터, 부톡시 트라이에틸렌 글리콜 보레이트 에스터 및 이들의 혼합물을 포함한다. 본 발명의 특정 양태에서, 참고 제형의 MTG 보레이트 에스터는 M240 보레이트로 대체된다. M240 보레이트 에스터는 높은 붕소 함량(약 2% 붕소)을 갖는 메톡시 트라이에틸렌 글리콜 보레이트 에스터이다.
상기 언급된 바와 같이, 조성물은 또한 하나 이상의 지방산, 하나 이상의 포스페이트 에스터, 하나 이상의 부식 억제제, 및 하나 이상의 소포제, pH 안정화제, 킬레이트제 및 산화방지제를 함유하는 첨가 팩키지를 포함할 수 있다. 첨가 팩키지 중 부식 억제제는 바람직하게는, 각각 SAE J1703, SAE J1704 및 FMVSS 116에 설정된 부식 사양을 갖는 주석화된 철, 강철, 알루미늄, 주철, 황동 및 구리의 부식을 억제하는 화합물을 포함한다. 그러나, 특히 바람직한 양태에서, 부식 억제제는 또한 아연의 부식을 억제하는 하나 이상의 화합물을 포함한다.
첨가 팩키지는 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.1 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.2 중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 0.3 중량% 이상의 양으로 존재한다. 첨가 팩키지는 바람직하게는 유체 조성물의 약 10 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 6.0 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 4.0 중량% 이하의 양으로 존재한다.
첨가 팩키지 중 지방산은 바람직하게는 2개 이상, 바람직하게는 5개 이상, 더욱 바람직하게는 10개 이상, 더욱더 바람직하게는 15개 이상의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 지방족 카복실산을 포함한다. 지방족 카복실산은 일반적으로 35개 이하, 바람직하게는 30개 이하, 더욱 바람직하게는 25개 이하의 탄소 원자를 갖는다. 직쇄인 모노기능성 지방산이 바람직하고, 직쇄인 불포화된 모노기능성 지방산이 더욱 바람직하다. 모노불포화된 지방산이 특히 바람직하다. 적합한 지방산은 제한없이 올레산, 팔미트산, 스테아르산, 미리스트산, 팔미트올레산, 엘라이드산 및 리놀레산을 포함한다. 첨가 팩키지 중 지방산은 일반적으로 유체 조성물의 약 0.01 중량% 이상, 바람직하게는 약 0.04 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.08 중량% 이상의 양으로 존재한다. 지방산은 일반적으로 유체 조성물의 약 0.4 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.2 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 0.15 중량% 이하의 양으로 존재한다.
첨가 팩키지 중 하나 이상의 첨가제는 일반적으로 포스페이트, 더욱 구체적으로 포스페이트 에스터이다. 포스페이트 에스터는 일반적으로 알코올 및 인산(H3PO4)의 모노-, 다이- 또는 트라이-에스터이다. 알코올은 바람직하게는 하기 화학식 1을 갖는다:
[화학식 1]
R1-R2-OH
상기 식에서,
R1은 2개 이상, 더욱 바람직하게는 3개 이상, 더욱더 바람직하게는 4개 이상, 더욱더 바람직하게는 6개 이상의 탄소 원자를 갖는, 치환된 또는 비치환된 알킬, 알켄일 또는 아릴 기이다. R1은 바람직하게는 30개 이하, 더욱 바람직하게는 28개 이하, 더욱더 바람직하게는 26개 이하, 더욱더 바람직하게는 24개 이하의 탄소 원자를 갖는다. R2는 바람직하게는 2 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 알킬 또는 알콕시 기이다. 일 예시적인 양태에서, R2는 에톡시 기(-0-CH2-CH2-)이다. 적합한 포스페이트 에스터는 제한없이 RHODOFAC(등록상표) RM-510(로디아(Rhodia)), 다이노닐페놀 에톡실화된 포스페이트 에스터, LUBRHOPHOS(등록상표) LP-700(로디아), 에톡실화된 페놀의 포스페이트 에스터, LUBRHOPHOS(등록상표) LB-400(로디아), 올레산 알코올의 에톡실화된 포스페이트 에스터, LUBRHOPHOS(등록상표) LK-500(로디아), 에톡실화된 헥산올의 포스페이트 에스터, 및 트라이크레실 포스페이트, 크레솔의 포스페이트 트라이에스터를 포함한다.
포스페이트 에스터는 바람직하게는 기능성 유체의 약 0.05 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.1 중량% 이상, 더욱더 바람직하게는 약 0.15 중량% 이상의 양으로 존재한다. 포스페이트 에스터는 바람직하게는 기능성 유체의 약 0.4 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.3 중량% 이하, 더욱더 바람직하게는 약 0.25 중량% 이하의 양으로 존재한다. 어떠한 이론에 얽매이지 않고 하기에 추가로 설명된 바와 같이, 기능성 유체 첨가 팩키지 중 포스페이트 에스터 및 지방산의 조합은 예기치 않게 기능성 유체의 윤활성을 개선하는 상승 효과를 생성하는 것으로 여겨진다.
부식 억제제는 바람직하게는 하나 이상의 헤테로사이클릭 질소-함유 화합물, 예를 들어 트라이아졸, 예컨대 벤조트라이아졸, 톨릴트라이아졸, 1,2,4-트라이아졸 및 이들의 혼합물을 포함한다. 트라이아졸 화합물은 바람직하게는 총 유체 중량의 약 0.01 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.05 중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 0.09 중량% 이상의 양으로 존재한다. 트라이아졸 화합물은 바람직하게는 총 유체 조성물의 약 0.4 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.3 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 0.2 중량% 이하의 양으로 존재한다. 어떠한 이론에 얽매이지 않고, 트라이아졸 화합물, 예컨대 벤조트라이아졸, 톨릴트라이아졸, 및 1,2,4-트라이아졸은 구리 부식을 억제하는데 특히 효과적인 것으로 여겨진다.
또한, 부식 억제제는 바람직하게는 알킬 아민(예를 들어, 다이 n-부틸아민 및 다이 n-아밀아민), 사이클로헥실아민, 피페라진(예를 들어, 하이드록실에틸 피페라진) 및 이들의 염을 포함하는 아민 화합물(트라이아졸 제외)을 포함한다. 본원의 기능성 유체 조성물 중 부식 억제제로서 특히 유용한 비-트라이아졸 아민 화합물은 알칸올 아민, 바람직하게는 각각 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하는 알칸올 기를 갖는 1 내지 3개의 알칸올 기를 함유하는 알칸올 아민을 포함한다. 유용한 알칸올 아민의 예는 모노-, 다이- 및 트라이메탄올아민, 모노-, 다이- 및 트라이에탄올아민, 모노-, 다이- 및 트라이프로판올아민 및 모노-, 다이- 및 트라이이소프로판올아민을 포함한다. 바람직한 알칸올 아민은 부틸다이에탄올 아민 및 다이이소프로판올아민("dipa")을 포함한다. 어떠한 이론에 얽매이지 않고, 알칸올아민은 철 화합물(예를 들어, 철 및 강철)의 부식을 억제하는데 효과적이고 또한 완충제로서 작용하는 것으로 여겨진다.
비-트라이아졸 아민 화합물은 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.1 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.5 중량% 이상, 더욱더 바람직하게는 약 0.8 중량% 이상의 양으로 존재한다. 비-트라이아졸 아민 화합물은 바람직하게는 총 유체 조성물의 약 3 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 2.0 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 1.5 중량% 이하의 양으로 존재한다.
부식 억제제는 하나 이상의 알켄일 숙신산 무수물을 포함할 수 있다. 바람직한 알켄일 숙신산 무수물은 말레산 무수물의 유도체를 포함한다. 도데센일 숙신산 무수물이 특히 바람직하다. 기능성 유체에 포함된 경우, 알켄일 숙신산 무수물은 바람직하게는 기능성 유체 조성물의 약 0.1 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.12 중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 0.14 중량% 이상의 양으로 존재한다. 알켄일 숙신산 무수물은 바람직하게는 기능성 유체 조성물의 약 0.5 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.3 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 0.2 중량% 이하의 양으로 존재한다.
특정 양태에서, 상기 부식 억제제는 또한 하나 이상의 무기 질산염, 바람직하게는 질산 나트륨 또는 질산 칼륨을 포함한다. 무기 질산염은 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.01 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.015 중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 0.02 중량% 이상의 양으로 존재한다. 무기 질산염은 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.06 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.05 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 0.04 중량% 이하의 양으로 존재한다. 어떠한 이론에 얽매이지 않고, 무기 질산염은 알루미늄의 부식을 억제하는데 효과적인 것으로 여겨진다.
부식 억제제는 하나 이상의 무기 붕산염, 예컨대 나트륨 테트라보레이트(보렉스(Borax)로서 통상적으로 공지됨)를 포함할 수 있다. 무기 붕산염은 바람직하게는 고체 수화물로서 제공된다. 특히 바람직한 무기 붕산염은 나트륨 테트라보레이트 5수화물 Na2B4O7·5H20(또한, 보렉스 5 몰로서 공지됨)이다. 또 다른 예시적인 무기 붕산염은 나트륨 테트라보레이트 10수화물(Na2B4O7·10H20)이다. 존재하는 경우, 무기 붕산염은 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.03 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.05 중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 0.07 중량% 이상의 양으로 존재한다. 무기 붕산염은 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.1 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.09 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 0.08 중량% 이하의 양으로 존재한다. 어떠한 이론에 얽매이지 않고, 무기 붕산염은 철(예를 들어, 철 및 강철)의 부식을 억제하는데 효과적인 것으로 여겨진다.
또한, 부식 억제제는 선택적으로 하나 이상의 실리콘 화합물, 예컨대 실리케이트 에스터를 포함할 수 있다. 바람직한 실리케이트 에스터는 제한없이 폴리(다이에톡시실록산)(예를 들어, PSI-021)을 포함하는 다이알콕시실록산의 중합체를 포함한다. 실리콘 부식 억제제는 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.001 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.003 중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 0.004 중량% 이상의 양으로 제공된다. 실리콘 부식 억제제는 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.008 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.007 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 0.006 중량% 이하의 양으로 제공된다. 어떠한 이론에 얽매이지 않고, 실리콘 부식 억제제는 황동 및 알루미늄의 부식을 억제하는 것으로 여겨진다.
상기한 부식 억제제뿐만 아니라, 기능성 유체 첨가 팩키지는 또한 다른 첨가제 화합물, 예컨대 소포제, pH 안정화제, 킬레이트제 및 산화방지제 등을 포함할 수 있다. 바람직한 소포제는 폴리(다이메틸실록산) 및 실리콘-계 화합물, 예컨대 지이 어드반스드 메터리알스(GE Advanced Materials)의 제품인 SAG 100 안티폼(Antifoam)을 포함한다. 존재하는 경우, 소포제는 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.00020 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.00015 중량% 이하의 양으로 제공된다. 소포제는 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.00001 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.00005 중량% 이상의 양으로 존재한다.
적합한 산화방지제는 페놀계 화합물 및 퀴놀린 화합물을 포함한다. 페놀계 산화방지제의 예는 BHT(부틸화된 하이드록시톨루엔); 2,6-다이-t-부틸-4-메틸 페놀(그레이트 레이크스 케미칼 코포레이션(Great Lakes Chemical Corporation)에 의해 상표명 로위녹스624(LOWINOX624)로 공급됨), 2,6-다이-t-부틸-p-크레솔, 2,6-다이-t-부틸-4-s-부틸페놀(스키넥타디 인터내셔날 인코포레이티드(Schenectady International Inc., 미국 뉴욕주 스키넥타디 소재)에 의해 상표명 이소녹스132(ISONOX132)로 공급됨) 및 비스페놀 A를 포함한다. 퀴놀린 산화방지제의 예는 아게리트(Agerite: 등록상표) 레진(Resin) D, 알티 반더빌트 캄파니(R.T. Vanderbilt Company)로부터 공급된 중합체화된 트라이메틸 다이하이드퀴놀린 화합물을 포함한다. 산화방지제가 첨가 팩키지 중에 포함된 경우, 이들은 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.1 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.2 중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 0.25 중량% 이상의 양으로 제공된다. 산화방지제는 바람직하게는 유체 조성물의 약 1.0 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 0.8 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 0.4 중량% 이하의 양으로 제공된다.
적합한 킬레이트제는 산화 트라이옥틸포스핀, 트라이부틸포스페이트, 다이부티 부틸포스페이트, DEHPA(다이 (2-에틸헥실) 인산) 및 프로판다이아민/자일렌 조성물, 예컨대 듀퐁 금속 탈활성제(DuPont Metal Deactivator)(N,N'-다이살리실리덴-1,2-프로판다이아멘 및 자일렌)를 포함한다. 사용된 경우, 킬레이트제는 바람직하게는 약 0.01 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 약 0.05 중량% 이상, 가장 바람직하게는 약 0.08 중량% 이상의 양으로 존재한다. 킬레이트제는 바람직하게는 유체 조성물의 약 0.2 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 0.15 중량% 이하, 가장 바람직하게는 약 0.13 중량% 이하의 양으로 존재한다.
특정 바람직한 양태에서, 유체 조성물은 약 155℃ 이상의 습식 평형 환류 비등점(WERBP) 및 약 230 ℃ 이상의 건식 평형 환류 비등점(ERBP)을 함유한다. 기능성 유체는 바람직하게는 -40 ℃에서 약 1800 cSt 이하의 동점도를 갖는다.
본원에서, 본 발명자들은 본원의 조성물을 사용하여 낮은 SBR 컵 부피 증가(10% 미만)를 달성하면서 높은 ERBP, 높은 WERBP 및 -40 ℃에서 낮은 동점도를 달성할 수 있음을 예기치 않게 발견하였다.
본원에 기재된 기능성 유체는 일반적으로 FMVSS 116, SAE 1704 및 ISO 4925에 의한 표준 설정을 통과하는 DOT4 브레이크 유체로서 사용될 수 있다.
실시예
비교 실시예
비교 실시예의 조성
성분 중량%
메톡시 트라이에틸렌 글리콜(MTG) 28.3
MTG 붕산염 55.2
부톡시 트라이에틸렌 글리콜(BTG) 14.5
메톡시 폴리글리콜(MPG) 혼합물 0
다이이소프로판올아민 1.5
1,2,4-트라이아졸 0.1
톨릴트라이아졸 0.1
질산 칼륨 0.03
이소녹스132 0.3
ERBP, WERBP 및 -40 ℃에서 점도 시험을 FMVSS 116에 따라 수행하였다. 부피 증가율(%)에 대한 SBR 시험은 SAE J1704에 의해 명시된 바와 같이 수행하되 120 ℃에서 70 시간 동안 대신에 125 ℃에서 72 시간 동안 수행하였다.
시험 결과를 하기 표에 제시하였다.
사양 필요치 참고치
ERBP(℃)(최소) 230 267
WERBP(℃)(최소) 155 174
-40℃ 동점도(cSt)(최대)
SBR 컵을 사용한 엘라스토머 호환성(125℃에서 72 시간 동안임)		 1800 620
부피의 변화(%)(최대) 0 내지 10% 11.6
실시예 1
실시예 1의 조성
성분 중량%
메톡시 트라이에틸렌 글리콜(MTG) 23
MTG 붕산염 58
부톡시 트라이에틸렌 글리콜(BTG) 0
메톡시 폴리글리콜(MPG) # 17
다이이소프로판올아민 1.5
1,2,4-트라이아졸 0.1
톨릴트라이아졸 0.1
질산 칼륨 0.03
이소녹스132 0.3
"메톡시 폴리글리콜"("MPG")은 메톡시 트라이에틸렌 글리콜(10 중량%의 MPG), 메톡시 테트라에틸렌 글리콜(78.4 중량%의 MPG) 및 5개 이상의 반복 에틸렌 글리콜 단위를 갖는 메톡시 폴리 글리콜(10.9 중량%의 MPG)의 혼합물을 지칭한다.
ERBP, WERBP 및 -40 ℃에서 점도 시험을 FMVSS 116에 따라 수행하였다. 부피 증가율(%)에 대한 SBR 시험은 SAE J1704에 의해 명시된 바와 같이 수행하되 120 ℃에서 70 시간 동안 대신에 125 ℃에서 72 시간 동안 수행하였다.
시험 결과를 하기 표에 제시하였다.
사양 필요치 참고치
ERBP(℃)(최소) 230 269
WERBP(℃)(최소) 155 178
-40℃ 동점도(cSt)(최대)
SBR 컵을 사용한 엘라스토머 호환성(125℃에서 72 시간 동안임)		 1800 744
부피의 변화(%)(최대) 0 내지 10% 8.55
실시예 2
성분 중량%
메톡시 트라이에틸렌 글리콜(MTG) 22
MTG 붕산염 57
부톡시 트라이에틸렌 글리콜(BTG) 2
MPG 17
다이이소프로판올아민 1.5
1,2,4-트라이아졸 0.1
톨릴트라이아졸 0.1
질산 칼륨 0.03
이소녹스132 0.3
ERBP, WERBP 및 -40 ℃에서 점도 시험을 FMVSS 116에 따라 수행하였다. 부피 증가율(%)에 대한 SBR 시험은 SAE J1704에 의해 명시된 바와 같이 수행하되 120 ℃에서 70 시간 동안 대신에 125 ℃에서 72 시간 동안 수행하였다.
시험 결과를 하기 표에 제시하였다.
사양 필요치 참고치
ERBP(℃)(최소) 230 270
WERBP(℃)(최소) 155 176
-40℃ 동점도(cSt)(최대)
SBR 컵을 사용한 엘라스토머 호환성(125℃에서 72 시간 동안임)		 1800 734
부피의 변화(%)(최대) 0 내지 10% 9.11
본원의 기능성 유체는 또한 비제한적으로, 윤활성, 안정성, 부식, pH, 유동성 및 외관, 내수성, 호환성, 산화에 대한 내성, 고무에 대한 효과 및 증발을 포함하는 다른 표준 사양을 통과하였다.
본원의 기능성 유체는 수많은 기계적 시스템(예를 들어, 수압 승강기, 기중기, 지게차, 불도저, 수압 잭, 브레이크 시스템 및 이들의 조합 등)을 위한 수압 유체로서 사용하기에 매우 적합하다. 이들 유체 조성물의 높은 윤활성 뿐만 아니라 ERBP, WERBP 및 저온 점도는 운송 차량(예를 들어, 고정 및 회전 익 항공기, 열차, 클래스 1 내지 8의 자동차 등)에서 브레이크 시스템에 매우 적합하게 만든다. 이들 브레이크 시스템은 잠금 방지 브레이크 시스템(ABS), 안정성 제어 시스템 또는 이들의 조합을 포함한다.
본원에 나타낸 설명 및 예시는 개시내용, 이의 원리 및 이의 실제 적용을 당업자에게 숙지하고자 한 것이다. 당업자는 특정 사용의 필요 요건에 최선으로 부합될 수 있으면 개시내용을 수많은 형태로 채택하고 적용할 수 있다. 따라서, 제시된 본원의 특정 양태는 완전한 것 또는 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 그러므로, 본원의 범주는 상기 설명을 참고하여 결정되어서는 안되고, 첨부된 청구범위를 이의 전면적인 등가물과 함께 참고하여 결정되어야 한다. 특허 출원 및 문헌을 포함하는 본원의 모든 참조문헌은 모든 목적을 위해 참조로서 혼입된 것이다.

Claims (18)

  1. (i) 하기 화학식 a의 반복 단위 또는 이의 혼합물을 갖는 하기 화학식 I의 알콕시 글리콜을 포함하는, 기능성 유체 조성물의 38 중량% 내지 47 중량%의 알콕시 글리콜 혼합물; 및
    (ii) 기능성 유체 조성물의 53 중량% 내지 62 중량%의 글리콜 보레이트 에스터
    를 포함하는 기능성 유체 조성물로서, 상기 유체 조성물이 155 ℃ 이상의 습식 평형 환류 비등점을 갖는, 기능성 유체 조성물:
    화학식 I
    Figure 112018021543749-pct00003

    화학식 a
    Figure 112018021543749-pct00004

    상기 식에서,
    R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 수소 또는 1 내지 8개 이상의 탄소 원자를 함유하는 알킬 기이고,
    상기 알콕시 글리콜 혼합물은 n이 3인 경우 상기 알콕시 글리콜 혼합물의 36 중량% 내지 73 중량%의 제 1 알콕시 글리콜 성분, n이 4인 경우 상기 알콕시 글리콜 혼합물의 17 중량% 내지 43 중량%의 제 2 알콕시 글리콜 성분, 및 n이 5 이상인 경우 상기 알콕시 글리콜 혼합물의 2 중량% 내지 10 중량%의 제 3 알콕시 글리콜 성분을 갖는다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제 1 알콕시 글리콜 성분이 메톡시 트라이에틸렌 글리콜인 기능성 유체 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제 2 알콕시 글리콜 성분이 메톡시 테트라 에틸렌 글리콜인 기능성 유체 조성물.
  4. 제 3 항에 있어서,
    제 3 알콕시 글리콜 성분이 메톡시 폴리에틸렌 글리콜인 기능성 유체 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    0 중량% 초과 내지 9 중량%의 부톡시 트라이에틸렌 글리콜을 추가로 포함하는 기능성 유체 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    0 중량% 초과 내지 3 중량%의 하나 이상의 부식 억제제를 추가로 포함하는 기능성 유체 조성물.
  7. 제 6 항에 있어서,
    하나 이상의 부식 억제제가 헤테로사이클릭 질소-함유 화합물, 알칸올 아민을 포함하는 아민 화합물, 알켄일 숙신산 무수물, 무기 질산염, 무기 붕산염, 및 실리케이트 에스터로부터 선택되는 기능성 유체 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    0 중량% 초과 내지 1 중량%의 하나 이상의 산화방지제를 추가로 포함하는 기능성 유체 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    하나 이상의 산화방지제가 페놀계 화합물, 퀴놀린 화합물 또는 이들의 혼합물인 기능성 유체 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서,
    소포제, pH 안정화제, 킬레이트제 또는 이들의 혼합물을 추가로 포함하는 기능성 유체 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    글리콜 보레이트 에스터가 메톡시 트라이에틸렌 글리콜 보레이트 에스터인 기능성 유체 조성물.
  12. 제 11 항에 있어서,
    글리콜 보레이트 에스터가 높은 붕소 함량을 갖는 메톡시 트라이에틸렌 글리콜 보레이트 에스터인 기능성 유체 조성물.
  13. 제 11 항에 있어서,
    메톡시 트라이에틸렌 글리콜 보레이트 에스터의 붕소 함량이 2 중량%인 기능성 유체 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서,
    메톡시 다이에틸렌 글리콜을 추가로 포함하는 기능성 유체 조성물.
  15. 제 1 항에 있어서,
    유체 조성물이 230 ℃ 이상의 평형 환류 비등점을 갖는 기능성 유체 조성물.
  16. 삭제
  17. 제 1 항에 있어서,
    유체 조성물이 -40 ℃에서 1800 cST 이하의 동점도(kinematic viscosity)를 갖는 기능성 유체 조성물.
  18. 제 1 항에 있어서,
    유체 조성물이 120 ℃에서 70 시간 동안 시험된 10% 이하의 스티렌 부타다이엔 고무(SBR) 컵 부피 증가를 나타내는 기능성 유체 조성물.
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