KR102158921B1 - 보록신 기반 씰 혼용성 제제 - Google Patents

보록신 기반 씰 혼용성 제제 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일반적으로 윤활유에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다. 특정 측면에서, 본 발명은 일반적으로 알킬기 중 하나 이상이 적어도 8개 탄소 원자를 함유하는 알킬기를 갖는 보록신 화합물에 대한 것이다. 이러한 화합물은, 다른 보록신 화합물에 비해서 개선된 가수분해의 안정성을 나타낼 수 있다. 이러한 보록신 화합물은, 예를 들면, 엔진에서 씰 혼용성을 개선하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 측면은 일반적으로 이러한 보록신 화합물을 제조하는 시스템 및 방법, 이러한 보록신 화합물을 함유하는 엔진 오일, 이러한 보록신 화합물을 사용하는 방법 등에 대한 것이다.

Description

보록신 기반 씰 혼용성 제제
관련된 적용
본원은 그 전문이 참고로 본 명세서에 편입된, 명칭 "보록신 기반 씰 혼용성 제제"로 2015년 11월 11일 출원된 미국 특허 가출원 일련 번호 62/254,016의 이점을 주장한다.
분야
본 발명은 일반적으로 윤활유에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다.
보록신은 교대 산소 및 단독으로-수소화된 붕소 원자로 구성된 6-원, 복소환형 화합물이다. 산소 원자는 다양한 알킬기에 결합될 수 있다. 보록신은 예를 들면, 윤활유 내에서 엔진 내의 플루오로폴리머 씰을 공격하는 특정 아민 화합물의 능력을 감소시키는 것과 같은 다양한 성능 특성을 개선시키기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 화합물은 종종 가수분해적으로 민감성이고, 따라서, 개선된 보록신 화합물이 필요하다.
본 발명은 일반적으로 윤활유에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 요지는, 일부 경우에 상호관련된 제품, 특정한 문제에 대한 대안적인 해결책 및/또는 1종 이상의 시스템 및/또는 물품의 복수의 상이한 용도를 포함한다.
일 측면에서, 본 발명은 일반적으로 조성물에 대한 것이다. 일부 구현예에서, 조성물은 하기 구조를 포함한다:
Figure 112018050967943-pct00001
각각의 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 알킬 기일 수 있다. 일부 경우에, R1은 적어도 8개 탄소 원자를 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 일반적으로 윤활유 조성물에 대한 것이다. 한 세트의 구현예에서, 본 조성물은 기유 및 하기 구조를 포함하는 조성물을 포함한다:
Figure 112018050967943-pct00002
일부 사례에서, 각각의 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 알킬 기이다. 일 구현예에서, R1은 적어도 8개 탄소 원자를 포함한다.
또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 일반적으로 방법에 대한 것이다. 한 세트의 구현예에서, 상기 방법은 오르토붕산을 트리알킬 보레이트와 반응시켜 알콕시보록신을 생성하는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 트리알킬 보레이트 내의 적어도 1종의 알킬은 적어도 8개의 탄소 원자를 포함한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 본 명세서에서 기재된 구현예 중 하나 이상, 예를 들면, 적어도 8개 탄소 원자를 갖는 적어도 1종의 알킬을 갖는 알콕시보록신을 제조하는 방법을 포괄한다. 또 다른 측면에서, 본 발명은 본 명세서에서 기재된 구현예 중 하나 이상, 예를 들면, 적어도 8개 탄소 원자를 갖는 적어도 1종의 알킬을 갖는 알콕시보록신을 사용하는 방법을 포괄한다.
본 발명의 다른 이점 및 신규한 특징은 본 발명의 다양한 비제한적인 구현예의 하기 상세한 설명으로부터 분명하게 될 것이다. 본 명세서 및 참고로 편입된 문헌이 상충하는 및/또는 불일치하는 개시내용을 포함하는 사례에서, 본 명세서가 우선할 것이다. 참고로 편입된 2종 이상의 문헌이 서로에 대해서 상충하거나 및/또는 불일치된 개시내용을 포함하는 경우, 보다 늦은 발효 일을 갖는 문헌이 우선한다.
본 발명은 일반적으로 윤활유에 사용하기 위한 조성물에 관한 것이다. 특정 측면에서, 본 발명은 일반적으로 알킬 기 중 하나 이상이 적어도 8개 탄소 원자를 함유하는 알킬 기를 갖는 보록신 화합물에 대한 것이다. 이러한 화합물은 다른 보록신 화합물에 비교하여 개선된 가수분해의 안정성을 나타낼 수 있다. 이러한 보록신 화합물은, 예를 들면, 엔진에서 씰 혼용성을 개선시키기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 측면은 일반적으로 이러한 보록신 화합물을 제조하는 시스템 및 방법, 이러한 보록신 화합물을 함유하는 엔진 오일, 이러한 보록신 화합물을 사용하는 방법 등에 대한 것이다.
본 발명의 일 측면은 일반적으로 하기 구조를 갖는 알콕시보록신 화합물에 대한 것이다:
Figure 112018050967943-pct00003
여기서 각각의 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 알킬 기이다. 알킬 기는 치환되거나 또는 비치환될 수 있고, 그리고 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 일부 경우에, 알킬 기는 8개 또는 그 초과 개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 예를 들면, 알킬 기는 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 또는 그 초과 개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 이들은 직쇄 (예를 들면, n-알킬)로 배열될 수 있거나, 또는 알킬 내에 1종 이상의 측쇄가 있을 수 있다. 각각의 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 동일 또는 상이한 구조를 가질 수 있고, 일부 구현예에서, R1, R2, 및 R3 각각은 독립적으로 8 또는 그 초과 개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 일부 경우에, 본 조성물은 입체 장애아민 화합물이 없다. 임의의 이론에 의한 구속됨 없이, 이러한 화합물은, 예를 들면, 화합물에 보다 소수성을 부여할 수 있어 이로써 일반적으로 물을 밀어내고 가수분해의 반응을 감소하는, 알킬 기의 존재에 기인하여 개선된 가수분해의 안정성을 가질 수 있다고 여겨진다. 단쇄 (예를 들면, 7 또는 그 미만 탄소 원자)를 갖는 알킬 기는 보다 낮은 안정성 또는 소수성을 나타낼 수 있다.
보록신 화합물은 다양한 상이한 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 일 예에서, 알콕시보록신 화합물을 생산하기 위한 트리알킬 보레이트와 오르토붕산 (H3BO3). 예를 들면, 만일 단일 R 기 (예를 들면, n- 도데실)를 갖는 알콕시보록신 화합물이 요망되는 경우, 트리알킬 보레이트는 3개의 실질적으로 동일한 알킬 기를 가질 수 있다. 그러나, 일부 경우에서, 예를 들면, 다양한 R를 갖는 다양한 알콕시보록신 화합물이 요망되는 경우, 1 초과 트리알킬 보레이트가 사용될 수 있다. 트리알킬 보레이트는 합성될 수 있거나 또는 상업적으로 수득될 수 있다. 예를 들면, 일부 구현예에서, 트리알킬 보레이트는 알칸올로부터의 알킬 기가 적합한 몰비에서 트리알킬 보레이트 화합물의 알킬부를 형성하도록 장쇄 알코올 (예를 들면, 알칸올)을 붕산염화함에 의해 제조될 수 있다. 또한, 다른 방법이 사용되어, 예를 들면, 보로네이트화 분산제를 사용함에 의해 알콕시보록신 화합물을 생산할 수 있다.
일부 경우에, 이러한 보록신 화합물은, 예를 들면, FKM 엘라스토머에 대한 정적 씰 시험에서 분산제의 성능을 개선시키는데 유용할 수 있다. FKM 엘라스토머는 일반적으로, ASTM D1418에서 정의된 바와 같이, 적어도 약 80% 플루오로엘라스토머를 함유하는 폴리머이다. FKM 엘라스토머는 코폴리머, 삼원중합체, 사원중합체, 등일 수 있다. 그러나, 오일 예컨대 엔진 오일 내에 분산제에 노출될 때, 이러한 엘라스토머는 분해될 수 있다. 임의의 이론에 의한 구속됨 없이, 본 명세서에서 논의된 것들과 같은 보록신 화합물의 존재는 이러한 분산제에 노출될 때 열화에 대한 엘라스토머의 저항을 개선할 수 있다고 여겨진다.
이러한 보록신 화합물은, 예를 들면, 엔진 오일 등과 같은 적용을 위해, 오일에 대한 첨가제, 예를 들면, 기유 또는 윤활 점도의 오일로서 사용될 수 있다. 일부 경우에, 이러한 보록신 화합물은, 예를 들면, 씰 혼용성을 개선하는데 유용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 측면은 일반적으로 윤활 점도의 오일과 본 명세서에서 기재된 것과 같은 보록신 화합물을 함유하는 윤활유 조성물에 대한 것이다. 이러한 윤활유 조성물은, 예를 들면, 가솔린 엔진, 대형 디젤 엔진, 천연 가스 엔진 등과 같은 엔진에서 또는 기타 적용 예컨대 피스톤 (예를 들면, 항공 피스톤), 자동 변속기 유체, 기어 윤활, 등에 사용될 수 있다.
이러한 조성물은, 예를 들면, 윤활유 조성물을 생산하기 위해, 예를 들면, 임의의 적합한 기술을 사용하여 윤활 점도의 오일과 보록신 화합물을 혼합함에 의해 제조될 수 있다. 보록신 화합물은 윤활유 조성물 내 붕소의 요망된 농도를 제공하기에 충분한 양으로 윤활유 조성물에 포함되어 질 수 있다. 일부 구현예에서, 보록신 화합물의 양은 적어도 약 0.01 wt%, 적어도 약 0.03 wt%, 적어도 약 0.05 wt%, 적어도 약 0.1 wt%, 적어도 약 0.3 wt%, 적어도 약 0.5 wt%, 적어도 약 1 wt%, 적어도 약 3 wt%, 적어도 약 5 wt%, 적어도 약 10 wt%, 적어도 약 15 wt%, 적어도 약 20 wt%, 적어도 약 25 wt%, 적어도 약 30 wt%, 적어도 약 35%, 또는 적어도 약 40%로 존재할 수 있다. 특정 경우에, 보록신 화합물의 양은 약 50 wt% 이하, 약 45 wt% 이하, 약 40 wt% 이하, 약 35 wt% 이하, 약 30 wt% 이하, 약 25 wt% 이하, 약 20 wt% 이하, 약 10 wt% 이하, 약 5 wt% 이하, 약 2 wt% 이하, 또는 약 1% 이하, 등으로 존재할 수 있다. 어떤 임의의 이들의 조합이 또한 특정 구현예에서 가능하다. 예를 들면, 보록신 화합물은 약 0.01 wt% 내지 약 40 wt% 사이, 또는 약 0.1 wt% 내지 약 20 wt% 사이의 양으로 존재할 수 있다.
또 다른 예로서, 보록신 화합물은 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 윤활유 조성물에 1 내지 5000 ppm 붕소를 제공하기에 충분한 양으로 포함되어 질 수 있다. 일부 경우에, 보록신 화합물은 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 윤활유 조성물에 100 내지 5000, 300 내지 3000, 500 내지 1500, 또는 700 내지 1200 ppm 붕소를 제공하기에 충분한 윤활유 조성물에서의 양으로 포함되어 질 수 있다. 특정 구현예에서, 보록신 화합물은 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 윤활유 조성물에 1 내지 100, 1 내지 40, 1 내지 20, 또는 내지 20 ppm 붕소를 제공하기에 충분한 양으로 제공되어 질 수 있다. 일부 구현예에서, 보록신 화합물은 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10, 0.1 내지 5, 0.1 내지 1, 0.3 내지 0.7, 0.5 내지 3, 또는 0.5 내지 1.5, wt. %의 범위인 양으로 윤활유 조성물에 존재할 수 있다. 다른 구현예에서, 보록신 화합물은 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 1 wt% 초과이지만 5 wt% 미만의 양으로 포함된다. 상이한 보록신 화합물의 혼합물이 또한 윤활유 조성물에서 조합하여 사용될 수 있다.
또한 일명 기유인, 윤활유 조성물에서 사용하기 위한 윤활 점도의 오일은 조성물의 총 중량을 기준으로, 전형적으로 대부분의 양, 예를 들면, 약 50 wt% 초과, 약 55 wt% 초과, 약 60 wt% 초과, 약 65 wt% 초과, 약 70 wt% 초과, 약 75 wt% 초과, 약 80 wt% 초과, 약 85 wt% 초과, 약 90 wt% 초과, 약 95 wt% 초과, 약 97 wt% 초과, 약 98 wt% 초과, 약 99 wt% 초과, 약 99.5 wt% 초과, 등의 양으로 존재한다.
기유는 (공급물 공급원 또는 제조자의 위치에 독립적으로) 동일한 사양으로 단일 제조자 (또는 1 초과 제조자)에 의해 생산되고; 동일한 제조자의 사양을 충족하고; 그리고 특유의 식, 생성물 식별 번호, 또는 둘 모두에 의해 확인된 윤활제 성분인 베이스스톡 또는 베이스스톡의 블렌드를 포함할 수 있다. 기유의 예는, 비제한적으로, 엔진 오일, 선박용 실린더 오일, 작동 유체 예컨대 유압 오일, 기어 오일, 변속기 오일, 등을 포함한다. 특정한 비-제한적인 예는 0W, 0W-20, 0W-30, 0W-40, 0W-50, 0W-60, 5W, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 5W-50, 5W-60, 10W, 10W-20, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 15W, 15W-20, 15W-30, 또는 15W-40의 SAE 점도 등급을 갖는 윤활유 조성물을 포함한다.
베이스스톡은, 비제한적으로, 증류, 용매 정제, 수소 처리, 올리고머화, 에스테르화, 및 재정제를 포함하는 다양한 상이한 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 윤활유 조성물의 기유는 임의의 천연 또는 합성 윤활 기유를 포함할 수 있다.
적합한 베이스 오일은 합성 왁스 및 슬랙 왁스의 이성질체화에 의해 수득된 베이스스톡뿐만 아니라 조물질의 방향족 및 극성 성분을 (용매 추출보다는) 수소화분해함에 의해 생산된 수소화분해된 베이스스톡을 포함한다.
천연 오일은 동물 오일 및 식물성 오일 (예를 들면, 평지씨 오일, 피마자유, 라드 오일); 액체 석유계 오일 및 하이드로-정제된, 용매-처리된 또는 산-처리된 광유 또는 파라핀성 나프텐성 및 혼합된 파라핀성-나프텐성 유형을 포함한다. 석탄 또는 셰일로부터 유래된 윤활 점도의 오일이 또한 기유로서 사용될 수 있다. 천연 오일의 다른 예는 미네랄 윤활유 예컨대, 예를 들면, 액체 석유계 오일, 파라핀성, 나프텐성 또는 혼합된 파라핀성-나프텐성 유형의 용매-처리된 또는 산-처리된 미네랄 윤활유, 석탄 또는 셰일로부터 유래된 오일, 등을 포함한다.
합성 윤활유는 탄화수소 오일 및 할로-치환된 탄화수소 오일 예컨대 중합된 및 인터폴리머화된 올레핀, 알킬벤젠; 폴리페닐; 및 알킬화된 디페닐 에테르 및 알킬화된 디페닐 설파이드 및 유도체, 이들의 유사체 및 동족체를 포함한다. 합성 윤활유의 추가의 예는, 비제한적으로, 탄화수소 오일 및 할로-치환된 탄화수소 오일 예컨대 중합된 및 인터폴리머화된 올레핀, 예를 들면, 폴리부틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌-이소부틸렌 코폴리머, 염소화된 폴리부틸렌, 폴리(1-헥센), 폴리(1-옥텐), 폴리(1-데센), 기타 동종의 것과 이들의 혼합물; 알킬벤젠 예컨대 도데실벤젠, 테트라데실벤젠, 디노닐벤젠, 디(2-에틸헥실)-벤젠, 및 기타 동종의 것; 폴리페닐 예컨대 바이페닐, 테르페닐, 알킬화된 폴리페닐, 및 기타 동종의 것; 알킬화된 디페닐 에테르 및 알킬화된 디페닐 설파이드 및 유도체, 이들의 유사체 및 동족체 및 기타 동종의 것을 포함한다. 말단 하이드록실 기가 에스테르화, 에테르화, 등에 의해 변형된 알킬렌 옥사이드 폴리머, 및 인터폴리머와 그것의 유도체가 합성 윤활유의 추가의 예이다. 합성 윤활유의 또 다른 예는 다양한 알코올 (예를 들면, 부틸 알코올, 헥실 알코올, 도데실 알코올, 2-에틸헥실 알코올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노에테르, 프로필렌 글리콜)과 디카복실산의 에스테르이다.
오일은 1족, 2족, 2족, 4족 또는 5족 오일 또는 상기 언급된 오일의 블렌드를 포함할 수 있다. 희석제 오일은 또한 1종 이상의 1족 오일과 1종 이상의 2족, 3족, 4족 또는 5족 오일의 블렌드를 포함할 수 있다. 예를 들면, 희석제 오일은 1족 오일과 1종 이상의 2족, 3족, 4족 또는 5족 오일의 혼합물 또는 1족 오일과 1종 이상의 2족 또는 3족 오일의 혼합물이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 오일에 대한 정의는 미국 석유 연구소 (API) 공보 ["Engine Oil Licensing and Certification System", Industry Services Department, Fourteenth Edition, December 1996, Addendum 1, December 1998]에서 발견된 것과 동일한 것이다.
윤활유는 미정제된, 정제된, 및 재정제된 오일, 천연이나 합성 중 어느 하나, 또는 본 명세서에서 개시된 임의의 이들 유형 중 2종 이상의 혼합물로부터 유래될 수 있다. 미정제된 오일은 추가 정제 또는 처리 없이 천연 또는 합성 공급원 (예를 들면, 석탄, 셰일, 또는 타르 샌드 역청)으로부터 직접적으로 수득된 것이다. 미정제된 오일의 예는, 비제한적으로, 레토팅 조작으로부터 직접적으로 수득된 셰일 오일, 증류로부터 직접적으로 수득된 석유계 오일 또는 에스테르화 공정으로부터 직접적으로 수득된 에스테르 오일을 포함하고, 이들 각각은 그런 다음 추가 처리 없이 사용된다. 정제된 오일은 이들이 1종 이상의 특성을 개선하기 위해 1종 이상의 정제 단계에서 추가로 처리되어 진 것을 제외하고 미정제된 오일에 유사하다. 이들 정제 기술은 당해 분야의 숙련가에게 공지되어 있고, 그리고, 예를 들면, 용매 추출, 2차 증류, 산 또는 염기 추출, 여과, 침루, 수소화처리, 탈왁스, 등을 포함한다. 재정제된 오일은 정제된 오일을 얻기 위해 사용된 것들에 유사한 공정으로 사용된 오일을 처리함에 의해 수득될 수 있다.
일부 구현예에서, 기유는 1종 이상의 다른 첨가제, 예컨대 산화방지제, 마모방지제, 세제, 녹 억제제, 유화파괴제, 금속 탈활성화제, 마찰 조절제, 유동점 강하제, 발포방지제, 용매, 부식 억제제, 및/또는 무회 분산제를 함유할 수 있다. 다른 첨가제가 또한 다양한 구현예에서 사용될 수 있다. 다양한 잠재적인 첨가제가 상업적으로 쉽게 이용가능하다. 이들 첨가제, 또는 그것의 유사한 화합물이, 예를 들면 통상의 블렌딩 절차에 의해 윤활유 조성물의 제조에 이용될 수 있다.
산화방지제의 예는, 비제한적으로, 아민 유형, 예를 들면, 디페닐아민, 페닐-알파-나프틸-아민, N,N-디(알킬페닐) 아민; 및 알킬화된 페닐렌-디아민; 페놀성물질 예컨대, 예를 들면, BHT, 입체 장애알킬 페놀 예컨대 2,6-디-tert-부틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸 및 2,6-디-tert-부틸-4-(2-옥틸-3-프로판산) 페놀; 및 이들의 혼합물을 포함한다.
마모방지제의 예는, 비제한적으로, 아연 디알킬디티오포스페이트 및 아연 디아릴디티오포스페이트, 아릴 포스페이트 및 포스파이트, 황-함유 에스테르, 포스포설퍼 화합물, 금속 또는 무회 디티오카바메이트, 크산테이트, 알킬 설파이드 및 기타 동종의 것과 이들의 혼합물을 포함한다.
사용될 수 있는 세제는 오일용해성 중성 및 과염기화된 설포네이트, 페네이트, 황화된 페네이트, 티오포스포네이트, 살리실레이트, 및 나프테네이트와 금속의 다른 오일용해성 카복실레이트, 특히 알칼리 또는 알칼리토 금속, 예를 들면, 바륨, 나트륨, 칼륨, 리튬, 칼슘, 및 마그네슘을 포함한다. 가장 통상적으로 사용된 금속은 칼슘 및 마그네슘으로, 둘 모두 윤활제에 사용된 세제, 및 나트륨을 갖는 칼슘 및/또는 마그네슘의 혼합물에 존재할 수 있다. 과염기화되거나 또는 중성이거나 또는 둘 모두이거나 무관하게, 세제의 조합이 사용될 수 있다.
설포네이트는 전형적으로 방향족 탄화수소의 알킬화에 의해 또는 석유의 분별화로부터 수득된 것들과 같은 알킬 치환된 방향족 탄화수소의 설폰화에 의해 수득된 설폰산으로부터 제조될 수 있다. 그 예는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 나프탈렌, 디페닐 또는 그것의 할로겐 유도체를 알킬화함에 의해 수득된 것들을 포함했다. 오일 가용성 설포네이트 또는 알크아릴 설폰산은 금속의 산화물, 수산화물, 알콕시드, 카보네이트, 카복실레이트, 설파이드, 하이드로설파이드, 니트레이트, 보레이트 및 에테르로 중화될 수 있다. 페놀 및 황화된 페놀의 금속 염은 적절한 금속 화합물 예컨대 산화물 또는 수산화물과 반응에 의해 제조되고 그리고 중성 또는 과염기화된 생성물은 당해 분야에서 잘 알려진 방법에 의해 수득될 수 있다.
녹 억제제의 예는, 비제한적으로, 비이온성 폴리옥시알킬렌 제제, 예를 들면, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 고급 알코올 에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 모노올레에이트, 및 폴리에틸렌 글리콜 모노올레에이트; 스테아르산 및 다른 지방산; 디카복실산; 금속 비누; 지방산 아민 염; 중 설폰산의 금속 염; 다가 알코올의 부분적인 카복실산 에스테르; 인산 에스테르; (단쇄) 알케닐 석신산; 그것의 부분 에스테르 및 그것의 질소-함유 유도체; 합성 알크아릴설포네이트, 예를 들면, 금속 디노닐나프탈렌 설포네이트; 및 기타 동종의 것과 이들의 혼합물을 포함한다.
유화파괴제의 예는, 비제한적으로, 음이온성 계면활성제 (예를 들면, 알킬-나프탈렌 설포네이트, 알킬 벤젠 설포네이트 및 기타 동종의 것), 비이온성 알콕실화된 알킬페놀 수지, 알킬렌 옥사이드의 폴리머 (예를 들면, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및 기타 동종의 것의 블록 코폴리머), 오일 가용성 산의 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르 및 기타 동종의 것과 이들의 조합을 포함한다.
마찰 조절제의 예는, 비제한적으로, 알콕실화된 지방 아민; 붕산화된 지방 에폭사이드; 지방 포스파이트, 지방 에폭사이드, 지방 아민, 붕산화된 알콕실화된 지방 아민, 지방산의 금속 염, 지방산 아미드, 글리세롤 에스테르, 붕산화된 글리세롤 에스테르; 및 지방 이미다졸린을 포함한다.
유동점 강하제의 예는, 비제한적으로, 폴리메타크릴레이트, 알킬 아크릴레이트 폴리머, 알킬 메타크릴레이트 폴리머, 디(테트라-파라핀 페놀)프탈레이트, 테트라-파라핀 페놀의 축합물, 나프탈렌과 염소화된 파라핀의 축합물 및 이들의 조합을 포함한다. 일 구현예에서, 유동점 강하제는 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 염소화된 파라핀과 페놀의 축합물, 폴리알킬 스티렌 및 기타 동종의 것과 이들의 조합을 포함한다.
발포방지제의 예는, 비제한적으로, 알킬 메타크릴레이트의 폴리머; 디메틸실리콘의 폴리머 및 기타 동종의 것과 이들의 혼합물을 포함한다.
부식 억제제의 예는, 비제한적으로, 도데실석신산의 하프 에스테르 또는 아미드, 포스페이트 에스테르, 티오포스페이트, 알킬 이미다졸린, 사르코신 및 기타 동종의 것과 이들의 조합을 포함한다.
무회 분산제 화합물은 일반적으로 사용 도중 산화로부터 유래하는 불용성 물질을 현탁액으로 유지하고 따라서 금속 부품 상에 찌꺼기 응집 및 침전 또는 침착을 방지하기 위해 사용된다. 분산제는 또한 윤활제 내에 큰 오염물질 입자의 성장을 방지함에 의해 윤활유 점도에서의 변화를 감소시키는 기능을 할 수 있다. 무회 분산제는 일반적으로 분산되는 입자와 연계할 수 있는 작용기를 갖는 오일 가용성 폴리머 탄화수소 골격을 포함한다.
일 구현예에서, 무회 분산제는 1종 이상의 염기성 질소-함유 무회 분산제이다. 염기성 질소-함유 무회 분산제는 하이드로카르빌 석신이미드; 하이드로카르빌 석신아미드; 하이드로카르빌-치환된 석신산 아실화제를 단계적으로 또는 알코올과 아민의 혼합물과, 및/또는 아미노 알코올과 반응시킴에 의해 형성된 하이드로카르빌-치환된 석신산의 혼합된 에스테르/아미드; 하이드로카르빌-치환된 페놀, 포름알데하이드 및 폴리아민의 만니치 축합 생성물; 및 고분자량 지방족 또는 지환족 할라이드를 아민, 예컨대 폴리알킬렌 폴리아민과 반응시킴에 의해 형성된 아민 분산제를 포함한다.
무회 분산제의 예는, 비제한적으로, 브릿징된 기를 통해 폴리머 골격에 부착된 아민, 알코올, 아미드, 또는 에스테르 극성 모이어티를 포함한다. 무회 분산제는, 예를 들면, 장쇄 탄화수소 치환된 모노 및 디카복실산 또는 그것의 무수물의 오일 가용성 염, 에스테르, 아미노-에스테르, 아미드, 이미드, 및 옥사졸린; 그것에 직접적으로 부착된 폴리아민을 갖는 장쇄 탄화수소, 장쇄 지방족 탄화수소의 티오카복실레이트 유도체; 및 장쇄 치환된 페놀을 포름알데하이드 및 폴리알킬렌 폴리아민으로 축합함에 의해 형성된 만니치 축합 생성물로부터 선택될 수 있다.
각각의 전술한 첨가제는, 사용될 때에, 요망된 특성을 부여하기에 기능적으로 효과적인 양으로 사용된다. 따라서, 예를 들면, 만일 첨가제가 마찰 조절제이면, 이 마찰 조절제의 기능적 유효량은 윤활제에 요망된 마찰을 변형시키는 특징을 부여하기에 충분한 양일 수 있다. 일반적으로, 사용될 때, 이들 첨가제의 각각의 농도는 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.001% 내지 약 20중량 %, 그리고 일 구현예에서 약 0.01% 내지 약 10중량 %의 범위이다.
명칭 "보록신 기반 씰 혼용성 제제"로, 2015년 11월 11일 출원된 미국 특허 가출원 일련 번호 62/254,016은 그 전문이 참고로 본 명세서에 편입된다.
하기 실시예는 본 발명의 특정 구현예를 실증하기 위한 것으로 의도되지만, 본 발명의 전체 범위를 실증하지는 않는다.
실시예
본 실시예는 FKM 엘라스토머에 대한 정적 씰 시험에서 분산제의 성능을 개선하는 능력을 보여주는 장쇄 알콕시보록신을 실증한다. ASTM D1418 참조. 보록신의 라우릴 알코올 (대략 C12) 버전은 아래와 같이 합성되었다:
틴 스탁 장치가 구비된 500 mL 둥근바닥 플라스크에, 그리고 질소 하에서, 200 mL 톨루엔을 충전하였다. 이것에 1몰의 붕산을 첨가했다. 70℃에서, 1몰의 라우릴 알코올은 한번에 첨가하였고 그리고 반응 혼합물을 그 다음 가열 환류했다. 반응 혼합물은 적어도 4시간 동안 환류 유지하였고 그리고 2몰의 물이 수집되었다. 틴 스탁 트랩은 짧은 경로 증류 헤드로 대체하였고, 톨루엔은 증류로 제거하였다. 용매가 제거되면, 온도를 140℃로 증가하면서 2시간 동안 28 mmHg 진공을 가함에 의해 반응 혼합물을 계속 건조하였다. 일단 2-시간 유지가 달성되면, 생성물 (생성물　1)을 열로부터 제거하고 밀폐 용기로 이송하였다. 수율은 93-98%였다.
또 다른 실시예는 붕산: 라우릴 알코올 비가 3:2인 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로 제조하였다. 그 생성물에서, 2개의 붕소 원자가 알킬화되었다.
FKM 정적 씰 혼용성은 초기부터 HDD, PCMO, 산업용 기어 및 차축에 대한 어려운 시험이었다. 아민 및 아민 함유 분산제는 FKM 엘라스토머를 악화시키는 것으로 공지되어 있으며, 따라서 아민 중질 제형은 더 많은 문제를 갖는 경향이 있다.
이 실시예에서, 보록신의 라우릴 알코올 (대략 C12) 버전(생성물 1)이 정적 씰 시험으로 평가되었다.
정적 씰 시험. 모든 오일 용액 샘플은 이들 실험에서 기유로 Motiva Star 4를 사용했다. 정적 씰 시험은 모든 샘플에 대해 2형 FKM (VDF/HFP/TFE 코폴리머, 비스페놀 AF 경화된) 플루오로엘라스토머 샘플 (SAE J2643 표준 참조 물질 FKM-1)과, HDEO 및 PCMO에 대해 AK6 플루오로엘라스토머, 산업 기어 오일에 대해 75 FKM 585, 그리고 자동차 차축에 대해 ISO 13662 SRE FKM-2를 사용하여 수행되었다. 플루오로엘라스토머 시트는 도그본으로 절단한 후 SBU 관련 사양 (EO 및 자동차 차축에 대한 ASTM 방법)에 따라 130℃, 150℃ 또는 163℃에서 지정된 시간 동안 오일 용액에 침지되었다. 3개의 도그본을 각 유체에 침지하여, 3개의 시험 결과 각각의 평균으로 인장 강도 (TS), 파단 연신율 (E@B), 및 경도 (ΔH)를 보고했다. 용적 변화 측정을 위해 추가의 엘라스토머 쿠폰이 시험되었다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내어 졌다:
Figure 112018050967943-pct00004
또한, 보록신이 있거나 없는 인산화되거나 붕소화된 상이한 분산제가 씰 혼용성에 대해 시험되었다. 그 결과는 하기 표 2에 나타내어져 있다:
Figure 112018050967943-pct00005
보록신은 씰 성능을 개선하는 우월한 능력은 나타냈다. 보록신은 씰 제어를 위해 첨가제에 사용될 수 있고 임의의 제형에 첨가될 수 있다. 또한, 보록신은 붕소화된 분산제에서 원 위치에서 생성될 수 있다. 예를 들면, 만일 보록신이 적절한 몰비로 붕소화 동안 알코올을 부가함에 의해 원 위치에서 생성된다면, 보록신은 오일 내에서 제조될 수 있어, 즉, 보록신이 없는 제형에 비교하여, 씰 혼용성을 개선하기 위해 사용될 수 있었다.
본 발명의 몇몇 구현예가 본 명세서에서 기재되고 설명되었지만, 당해 분야의 숙련가는 기능을 수행하고 및/또는 본 명세서에서 기재된 결과 및/또는 이점 중 하나 이상을 얻기 위한 다양한 다른 수단 및/또는 구조를 쉽게 구상할 것이고, 각각의 이러한 변동 및/또는 변형은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다. 보다 일반적으로, 당해 분야의 숙련가는 본 명세서에서 기재된 모든 파라미터, 치수, 물질, 및 배치구성이 예시적인 것으로 의도되고 실제 파라미터, 치수, 물질, 및/또는 배치구성은 본 발명의 교시가 사용되는 특정한 적용 또는 적용들에 의존할 것이다는 것을 쉽게 인식할 것이다. 당해 분야의 숙련가는 일상적인 실험만을 사용하여 본 명세서에서 기재된 본 발명의 특정 구현예에 대한 많은 균등물을 인식할 수 있거나 또는 확인할 수 있을 것이다. 따라서, 전술한 구현예는 단지 예로서 제공되며, 첨부된 청구항들 및 그에 대한 균등물의 범위 내에서, 본 발명은 구체적으로 기재되고 청구된 것과 다르게 실시될 수 있음이 이해되어야 한다. 본 발명은 본 명세서에서 기재된 각각의 개별 특징, 시스템, 물품, 물질, 키트, 및/또는 방법에 대한 것이다. 또한, 그러한 특징, 시스템, 물품, 물질, 키트, 및/또는 방법이 상호간에 불일치하지 않는 경우, 그러한 2종 이상의 특징, 시스템, 물품, 물질, 키트, 및/또는 방법의 임의의 조합이 본 발명의 범위 내에 포함된다.
본 명세서에서 정의되고 사용되는 모든 정의는 사전 정의, 참조로 편입된 문헌의 정의 및/또는 정의된 용어들의 통상적인 의미를 조절하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 및 청구항에서 사용된 바와 같이, 규정되지 않은 부정관사 "a" 및 "an"은, 반대되는 것으로 명확히 표시되지 않는 한, "적어도 하나"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서 및 청구항에서 사용된 바와 같이, 어구 "및/또는"은 이와 같이 연합된 요소들 중 "어느 하나 또는 둘 모두", 즉, 일부 경우에는 결합적으로 존재하고 다른 사례에서는 분리적으로 존재하는 요소를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "및/또는"과 함께 열거된 다중 요소는 동일한 방식으로, 즉 이와 같은 연합된 요소 중 "1종 이상"으로 해석되어야 한다. 구체적으로 확인된 이들 요소에 관련되든 또는 관련없든지에 무관하게 "및/또는" 절에 의해 구체적으로 확인되는 요소 이외에 다른 요소가 선택적으로 존재할 수 있다. 따라서, 비제한적인 예로서, "포함하는"과 같은 개방형 언어와 함께 사용될 때, "A 및/또는 B"에 대한 참조는, 일 구현예에서, A 단독 (선택적으로 B 이외의 요소를 포함함); 또 다른 구현예에서, B 단독 (선택적으로 A이외의 요소를 포함함); 또 다른 구현예에서, A 및 B 모두 (선택적으로 다른 요소를 포함함); 등을 지칭할 수 있다.
본 명세서 및 청구항에서 사용된 바와 같이, "또는"은 상기에서 정의된 바와 같은 "및/또는"과 동일한 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들면, 목록에서 항목을 분리할 때, "또는"이나 "및/또는"은 포괄적인 것, 즉 요소의 수 또는 목록, 및, 선택적으로, 추가의 열거되지 않은 항목 중 적어도 하나의 함입뿐만 아니라 1 초과를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. "단 하나" 또는 "정확하게 하나"와 같이 반대로 명확히 표시된 용어, 또는 청구항에서 사용되는 경우 "~로 구성되는"이라는 용어만이 요소의 수 또는 목록 중 정확하게 하나의 요소의 함입을 지칭할 것이다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "또는"은 "어느 하나", "중 하나", "중 단 하나" 또는 "중 정확하게 하나"와 같은 배타적인 용어로 선행될 때, 배타적인 대안 (즉, "하나 또는 둘 모두가 아닌 다른 것")을 나타내는 것으로 단지 해석되어야 한다. 청구항에서 사용될 때, "본질적으로 구성되는"은 특허법의 분야에서 사용되는 것과 같은 그것의 통상적인 의미를 가질 것이다.
본 명세서 및 청구항에서 사용된 바와 같이, 1종 이상의 요소의 목록과 관련하여, 어구 "적어도 하나"는, 반드시 그렇지는 않지만 요소의 목록 내에 구체적으로 열거된 각각의 모든 요소 중 적어도 하나를 포함하고 요소의 목록에서 임의의 조합을 배제하지 않는, 요소의 목록 중 임의의 1종 이상의 요소로부터 선택된 적어도 1종의 요소를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이 정의는 또한 어구 "적어도 하나"가 언급된 요소의 목록 내에서, 구체적으로 확인된 이들 요소와 관련되든 관련되지 않든 무관하게, 구체적으로 확인된 요소 이외에 요소가 선택적으로 존재할 수 있게 한다. 따라서, 비제한적인 예로서, "A 및 B 중 적어도 하나" (또는, 동등하게, "A 또는 B 중 적어도 하나", 또는 동등하게 "A 및/또는 B 중 적어도 하나")는, 일 구현예에서, B가 존재하지 않고 1 초과, A를 선택적으로 포함하는 적어도 하나 (그리고 선택적으로 B 이외의 요소를 포함함); 또 다른 구현예에서, A가 존재하지 않고 1 초과, B를 선택적으로 포함하는 적어도 하나 (그리고 선택적으로 A 이외의 요소를 포함함); 또 다른 구현예에서, 1 초과, A를 선택적으로 포함하는 적어도 하나와 1 초과, B를 선택적으로 포함하는 적어도 하나 (그리고 선택적으로 다른 요소를 포함함); 등을 지칭할 수 있다.
수와 관련하여 본 명세서에서 단어 "약"이 사용될 때, 본 발명의 여전히 또 다른 구현예는 단어 "약"의 존재에 의해 변화되지 않는 그 수를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
반대로 명확히 지시되지 않는 한, 1 초과 단계 또는 동작을 포함하는 본 명세서에 청구된 임의의 방법에서, 본 방법의 단계 또는 동작의 순서는 본 방법의 단계 또는 동작이 인용된 순서에 필연적으로 제한되는 것이 아니다는 것을 이해해야 한다.
청구항뿐만 아니라 상기 명세서에서, "포함하는", "포괄하는", "수반하는", "가지는", "함유하는", "포함되는", "보유하는", "포함되는" 등과 같은 모든 과도기적 어구는 개방형인 것으로, 즉, 비제한적으로 포함하는 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 단지 과도기적 어구 "구성되는" 및 "본질적으로 구성되는"만이 특허 심사 절차의 미국 특허 사무소 매뉴얼, 섹션 2111.03에 제시된 바와 같이 각각 폐쇄된 또는 반-폐쇄된 과도기적 어구이여야 한다.

Claims (24)

  1. 조성물로서,
    a) 하기 구조를 갖는 하나 이상의 화합물:
    Figure 112020076519925-pct00008

    (식 중, 각각의 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 알킬 기이고, 그리고 R1은 12개의 탄소 원자를 갖고 그리고 각각의 R2 및 R3은 독립적으로 적어도 8개 탄소 원자를 포함하고, 그리고 상기 하나 이상의 화합물은 상기 조성물에 대해 100 ppm 내지 5000 ppm의 붕소를 제공하는 양으로 존재함); 및
    b) 분산제를 포함하되;
    상기 구조의 화합물이 없는 조성물에 비해, ASTM D1418으로 측정시, 적어도 80% 플루오로탄성중합체를 함유하는 정적 씰에 대해 개선된 씰 혼용성을 제공하는, 조성물.
  2. 청구항 1 에 있어서, 각각의 R2 및 R3은 독립적으로 8 내지 16개의 탄소 원자를 갖는, 조성물.
  3. 청구항 1 또는 2 에 있어서, 각각의 R1, R2, 및 R3은 12개의 탄소 원자를 갖는, 조성물.
  4. 청구항 1 또는 2 에 있어서, R1은 n-도데실인, 조성물.
  5. 청구항 1 또는 2 에 있어서, 각각의 R1, R2, 및 R3은 n-도데실인, 조성물.
  6. 청구항 1 또는 2 에 있어서, 상기 조성물은 입체적으로 힌더드 아민 화합물이 없는, 조성물.
  7. 윤활유 조성물로서,
    기유; 및
    하기의 a) 및 b)를 포함하는 조성물로서,
    a) 하기의 구조를 갖는 하나 이상의 화합물:
    Figure 112020076519925-pct00010

    (식 중, 각각의 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 알킬 기이고, 그리고 각각의 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 적어도 8개의 탄소 원자를 포함하고, 그리고 상기 하나 이상의 화합물은 상기 윤활유 조성물에 대해 100 ppm 내지 5000 ppm의 붕소를 제공하는 양으로 존재함); 및
    b) 분산제를 포함하는 조성물을 포함하되,
    상기 구조의 화합물이 없는 윤활유 조성물에 비해, ASTM D1418으로 측정시, 적어도 80% 플루오로탄성중합체를 함유하는 정적 씰에 대해 개선된 씰 혼용성을 제공하는, 윤활유 조성물.
  8. 청구항 7 에 있어서, 각각의 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 8 내지 16개의 탄소 원자를 갖는, 조성물.
  9. 청구항 7 또는 8 에 있어서, R1은 12개의 탄소 원자를 갖는, 조성물.
  10. 청구항 7 또는 8 에 있어서, 각각의 R1, R2, 및 R3은 12개의 탄소 원자를 갖는, 조성물.
  11. 청구항 7 또는 8 에 있어서, R1은 n-도데실인, 조성물.
  12. 청구항 7 또는 8 에 있어서, 각각의 R1, R2, 및 R3은 n-도데실인, 조성물.
  13. 청구항 7 또는 8 에 있어서, 상기 조성물에는 입체 장애아민 화합물이 없는, 조성물.
  14. 씰 혼용성을 개선하는 방법으로서,
    적어도 80% 플루오로탄성중합체를 함유하는 정적 씰을 갖는 엔진을 작동시키는 것을 포함하되,
    상기 엔진은 윤활유 조성물을 포함하고,
    상기 윤활유 조성물은,
    기유; 및
    하기의 (a) 및 (b)를 포함하는 조성물:
    a) 하기 구조를 갖는 하나 이상의 화합물:
    Figure 112020076519925-pct00011

    (식 중, 각각의 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 알킬 기이고, 그리고 각각의 R1, R2, 및 R3은 독립적으로 적어도 8개의 탄소 원자를 포함하고, 그리고 상기 하나 이상의 화합물은 상기 윤활유 조성물에 대해 100 ppm 내지 5000 ppm의 붕소를 제공하는 양으로 존재함); 및
    b) 분산제를 포함하고, 그리고,
    상기 구조의 화합물이 없는 윤활유 조성물을 사용하는 방법에 비해, ASTM D1418으로 측정시 적어도 80% 플루오로탄성중합체를 함유하는 정적 씰에 대해 개선된 씰 혼용성을 제공하는, 방법.
  15. 방법으로서,
    청구항 11 의 윤활유 조성물을 포함하는 엔진을 작동시키는 것을 포함하는, 방법.
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