KR102160538B1 - Marine engine lubrication - Google Patents

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Abstract

본 발명은
(A) 유용성(oil-soluble) 에스터 베이스스톡(basestock)이거나; 또는 0.1 질량% 초과 내지 90 질량% 미만의 유용성 에스터 베이스스톡, 및 윤활 점도 오일의 잔여물의 50 질량 % 이상으로서, 고 포화체 베이스스톡을 포함하는, 다량의 윤활 점도 오일;
(B) 소량의 금속 알킬 살리실레이트 세정제; 및
(C) 0.1 질량% 초과 내지 10 질량% 미만의 유용성 폴리알케닐-치환된 카르복실산 무수물(이때, 하나 이상의 폴리알케닐 기는 200 내지 3000의 수평균 분자량을 갖는 폴리알켄으로부터 유도됨)
을 포함하는 트렁크 피스톤 선박 엔진 윤활제에 관한 것이다. 오염물 중질 연료유의 존재에 의해 야기되는 윤활유 조성물 중에서의 아스팔텐 침전이 방지 또는 억제된다.
The present invention
(A) is an oil-soluble ester basestock; Or greater than 0.1% to less than 90% by mass of an oil-soluble ester basestock, and at least 50% by mass of the residue of the lubricating viscosity oil, comprising a high saturation basestock;
(B) a small amount of metal alkyl salicylate detergent; And
(C) greater than 0.1% to less than 10% by mass of oil-soluble polyalkenyl-substituted carboxylic anhydride, wherein at least one polyalkenyl group is derived from a polyalkene having a number average molecular weight of 200 to 3000.
It relates to a trunk piston marine engine lubricant comprising a. Asphaltene precipitation in the lubricating oil composition caused by the presence of contaminant heavy fuel oil is prevented or suppressed.

Description

선박 엔진 윤활화{MARINE ENGINE LUBRICATION}Marine engine lubrication {MARINE ENGINE LUBRICATION}

본 발명은 중속(medium-speed) 4-행정 압축-점화 (디젤) 선박 엔진을 위한 트렁크 피스톤 선박 엔진 윤활화 조성물 및 상기 엔진의 윤활화에 관한 것이다.The present invention relates to a trunk piston marine engine lubrication composition for a medium-speed four-stroke compression-ignition (diesel) marine engine and to lubrication of the engine.

선박 트렁크 피스톤 엔진은 일반적으로 연안 운항을 위해 중질 연료유(HFO)를 사용한다. 중질 연료유는 석유 증류물의 가장 무거운 분획이며, 과량의 지방족 탄화수소(예컨대, 헵테인)에는 불용성이지만 방향족 용매(예컨대, 톨루엔)에는 가용성인 석유 증류물의 분획으로서 정의되는 아스팔텐을 15% 이하로 함유하는 분자들의 복합 혼합물을 포함한다. 아스팔텐은 실린더 또는 연료 펌프 및 주입기를 거쳐 오염물로서 엔진 윤활제에 들어갈 수 있고, 그 후, 엔진에서 "블랙 페인트" 또는 "블랙 슬러지(sludge)"로 나타나는 아스팔텐 침전을 생성시킬 수 있다. 피스톤 표면에 이와 같은 탄소질 침착물의 존재는 절연층으로서 작용할 수 있는데, 이러한 절연층은 나중에 피스톤을 통해 전파되는 크랙(crack)을 형성할 수 있다. 크랙이 피스톤을 통해 이동하는 경우, 고온 연소 가스가 크랭크실(crankcase)로 들어가, 크랭크실 폭발을 일으킬 수 있다.Ship trunk piston engines generally use heavy fuel oil (HFO) for offshore operations. Heavy fuel oil is the heaviest fraction of petroleum distillates and contains 15% or less asphaltene, defined as the fraction of petroleum distillates, which is insoluble in excess aliphatic hydrocarbons (e.g., heptane) but soluble in aromatic solvents (e.g. toluene) It contains a complex mixture of molecules. Asphaltene can enter the engine lubricant as a contaminant via a cylinder or fuel pump and injector, which can then produce asphaltene deposits that appear as "black paint" or "black sludge" in the engine. The presence of such carbonaceous deposits on the piston surface may act as an insulating layer, which may later form cracks that propagate through the piston. If the crack travels through the piston, hot combustion gases can enter the crankcase, causing a crankcase explosion.

따라서, 트렁크 피스톤 엔진 오일(TPEO)은 아스팔텐 침전을 방지하거나 억제하는 것이 매우 바람직하다. 그룹 1 베이스스톡을 사용하는 TPEO는 아스팔텐을 용해할 수 있는 능력을 가질 수 있다. 그러나, 고 포화체 베이스스톡(예를 들어, 그룹 Ⅱ 또는 Ⅲ)을 사용하는 TPEO는 이 점에 있어 유사한 성능 단계를 달성하게 하는 촉진제(booster)가 필요하다.Therefore, it is highly desirable that the trunk piston engine oil (TPEO) prevents or inhibits asphaltene precipitation. TPEO using Group 1 basestock may have the ability to dissolve asphaltenes. However, TPEO using a high saturated basestock (eg, Group II or III) requires a booster to achieve similar performance steps in this respect.

국제 특허 출원 공개 제 WO 2010/115594 호(이하 "594"라 함) 및 국제 특허 출원 공개 제 WO 2010/115595 호(이하 "595"라 함)는, 50 질량% 이상의 그룹 II 베이스스톡(basestock), 및 각각 소량의 칼슘 살리실레이트 세정제 및 폴리알케닐-치환된 카복실산 무수물을 함유하는 트렁크 피스톤 선박 엔진 윤활유 조성물을 사용하는 것을 기술하고 있다. "594" 및 "595"에서의 데이터는 상기 조합이 개선된 아스팔텐 분산능을 제공함을 보여주고 있다.International Patent Application Publication No. WO 2010/115594 (hereinafter referred to as "594") and International Patent Application Publication No. WO 2010/115595 (hereinafter referred to as "595") include a Group II basestock of 50% by mass or more. , And a trunk piston marine engine lubricating oil composition each containing a small amount of a calcium salicylate cleaner and a polyalkenyl-substituted carboxylic anhydride. Data in "594" and "595" show that the combination provides improved asphaltene dispersibility.

US 2011/0319304 A1 ('304)는 아스팔텐 분산능을 개선시키기 위한 고 포화체 베이스스톡 TPEO에서의 에스터 베이스스톡의 용도를 기술하고 있다.US 2011/0319304 A1 ('304) describes the use of ester basestocks in high saturated basestock TPEO to improve the ability to disperse asphaltenes.

당업계의 문제점은 여전히, 고 포화체 베이스스톡을 사용하는 TPEO의 아스팔텐 분산능을 추가로 개선시키고자 하는 것이다.A problem in the art is still to further improve the asphaltene dispersibility of TPEO using a high saturated basestock.

본 발명은 TPEO에 무수물 및 에스터를 사용함으로써 상기 문제를 충족시킨다: 본원 데이터에서 증명된 바와 같이 상승 효과가 관찰된다. The present invention satisfies the above problem by using anhydrides and esters in TPEO: a synergistic effect is observed as demonstrated in the data herein.

본 발명의 제 1 양태는, 중질 연료유가 연료로 보급되는 경우 엔진의 작동시에 사용중 아스팔텐 취급성을 개선하기 위한 트렁크 피스톤 선박 엔진 윤활유 조성물로서, 상기 조성물은,A first aspect of the present invention is a trunk piston marine engine lubricating oil composition for improving handling of asphaltenes during use when an engine is operated when heavy fuel oil is supplied as fuel, the composition comprising:

(A) 유용성(oil-soluble) 에스터 베이스스톡(basestock)(A1)이거나; (A) is an oil-soluble ester basestock (A1);

또는 0.1 질량% 초과 내지 90 질량% 미만, 바람직하게는 1 내지 80 질량%의 유용성 에스터 베이스스톡 (A1), 및 윤활 점도 오일의 잔여물의 50 질량 % 이상으로서, 90% 이상의 포화체 및 0.03 % 이하의 황 또는 이의 혼합물을 포함하는 베이스스톡(A2)을 포함하는, Or from more than 0.1% to less than 90% by mass, preferably from 1 to 80% by mass, of an oil-soluble ester basestock (A1), and a lubricating viscosity of at least 50% by mass of the remainder of the oil, at least 90% of saturates and at most 0.03% Comprising a base stock (A2) comprising sulfur or a mixture thereof of,

다량의 윤활 점도 오일;Large amounts of lubricating viscosity oil;

(B) 소량의 유용성 금속 세정제; 및(B) a small amount of oil-soluble metal cleaner; And

(C) 0.1 질량% 초과 내지 10 질량% 미만의, 바람직하게는 1 질량% 초과 내지 8 질량% 미만의 소량의 유용성 폴리알케닐-치환된 카르복실산 무수물(이때, 하나 이상의 폴리알케닐 기는 200 내지 3000의 수평균 분자량을 갖는 폴리알켄으로부터 유도됨)(C) a small amount of oil-soluble polyalkenyl-substituted carboxylic anhydride of greater than 0.1% to less than 10% by mass, preferably greater than 1% to less than 8% by mass, wherein at least one polyalkenyl group is 200 Derived from polyalkenes having a number average molecular weight of from 3000 to)

을 포함하거나, 또는 이들을 혼합함으로써 제조된다.It is prepared by including, or mixing them.

본 발명의 제 2 양태는The second aspect of the present invention

(i) 엔진에 중질 연료유를 연료로 보급하는 단계; 및(i) replenishing the engine with heavy fuel oil as fuel; And

(ii) 상기 엔진의 크랭크실을 본 발명의 제 1 양태에 따른 조성물로 윤활화시키는 단계(ii) lubricating the crankcase of the engine with the composition according to the first aspect of the present invention.

를 포함하는, 트렁크 피스톤 중속 압축-점화 선박 엔진의 작동 방법이다.It is a method of operating a trunk piston medium speed compression-ignition ship engine comprising a.

본 발명의 제 3 양태는The third aspect of the present invention

(i) 본 발명의 제 1 양태에 따른 조성물을 제공하는 단계;(i) providing a composition according to the first aspect of the invention;

(ii) 상기 조성물을 연소실에 제공하는 단계;(ii) providing the composition to a combustion chamber;

(iii) 상기 연소실에 중질 연료유를 제공하는 단계; 및(iii) providing heavy fuel oil to the combustion chamber; And

(iv) 상기 연소실에서 상기 중질 연료유를 연소시키는 단계(iv) burning the heavy fuel oil in the combustion chamber

를 포함하는, 중속 압축-점화 선박 엔진의 연소실 표면의 윤활화 및 상기 엔진의 작동 동안 트렁크 피스톤 선박 윤활유 조성물에 아스팔텐을 분산시키는 방법이다.It is a method of dispersing asphaltenes in a trunk piston ship lubricating oil composition during operation of the engine and lubricating the surface of the combustion chamber of a medium speed compression-ignition ship engine comprising a

본 발명의 제 4 양태는, 중속 압축-점화 선박 엔진을 위한 트렁크 피스톤 선박 윤활유 조성물에서의, 본 발명의 제 1 양태에서 정의되고 이 제 1 양태에서 제시된 양으로 성분 (C)와 조합되는 세정제 (B)의 용도로서, 상기 조성물은 본 발명의 제 1 양태에서 정의된 윤활 점도 오일 (A)을 다량으로 포함하여 중질 연료유가 연료로 보급되는 엔진의 작동 동안의 아스팔텐의 취급성 및 상기 조성물에 의한 엔진의 윤활화를 개선한다.A fourth aspect of the invention is a cleaning agent (C) in combination with component (C) in an amount defined in the first aspect of the invention and given in this first aspect, in a trunk piston marine lubricating oil composition for a medium speed compression-ignition marine engine ( As the use of B), the composition comprises a large amount of the lubricating viscosity oil (A) as defined in the first aspect of the present invention, so that the handling of asphaltene during operation of the engine fueled by heavy fuel oil and the composition Engine lubrication.

본원에서 하기 용어 및 표현들이 사용되는 경우 이들은 다음과 같은 의미를 갖는다.When the following terms and expressions are used herein, they have the following meanings.

용어 "활성 성분" 또는 "a.i."는, 희석제 또는 용매가 아닌 첨가물을 지칭한다.The term "active ingredient" or "a.i." refers to an additive that is not a diluent or solvent.

용어 "포함하는" 또는 이와 유사한 용어는, 제시된 특징, 단계, 정수 또는 성분의 존재를 구체적으로 명시하지만, 하나 이상의 다른 특징, 단계, 정수, 성분 또는 이들의 군의 존재 또는 부가를 배제하지 않는다. 용어 "이루어진" 또는 "본질적으로 이루어진" 또는 이와 유사한 용어는 "포함하는" 또는 이와 유사한 용어 범주에 포함될 수 있으며, 이때 "본질적으로 이루어진"은, 이 용어가 적용되는 조성물의 특징에 실질적으로 영향을 주지 않는 물질이 혼입되는 것을 허용한다.The term “comprising” or similar terms specifically specifies the presence of a given feature, step, integer, or component, but does not exclude the presence or addition of one or more other features, steps, integers, components, or groups thereof. The term “consisting of” or “consisting essentially of” or similar terms may be included in the category of “comprising” or similar terms, wherein “consisting of essentially” substantially affects the characteristics of the composition to which the term applies. Allows the incorporation of substances that do not give.

용어 "다량"은 조성물의 50 질량% 이상, 바람직하게는 60 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 70 질량% 이상, 더욱 더 바람직하게는 80 질량% 이상을 의미한다.The term "large amount" means at least 50% by mass, preferably at least 60% by mass, more preferably at least 70% by mass, even more preferably at least 80% by mass of the composition.

용어 "소량"은 조성물의 50 질량% 미만, 바람직하게는 40 질량% 미만, 더욱 바람직하게는 30 질량% 미만, 더욱 더 바람직하게는 20 질량% 미만을 의미한다.The term “minor amount” means less than 50% by mass, preferably less than 40% by mass, more preferably less than 30% by mass, even more preferably less than 20% by mass of the composition.

용어 "TBN"은 ASTM D2896에 의해 측정되는 총 염기가(base number)를 의미한다.The term “TBN” refers to the total base number as measured by ASTM D2896.

추가로, 본원에서 사용되는 경우,Additionally, when used herein,

"칼슘 함량"은 ASTM 4951에 의해 측정되고,"Calcium content" is measured by ASTM 4951,

"인 함량"은 ASTM D5185에 의해 측정되며,"Phosphorous content" is measured by ASTM D5185,

"황산화된 회분(sulphated ash) 함량"은 ASTM D874에 의해 측정되고,"Sulfated ash content" is measured by ASTM D874,

"황 함량"은 ASTM D2622에 의해 측정되며,"Sulfur Content" is measured by ASTM D2622,

"KV100"은 ASTM D445에 의해 측정되는 100℃에서의 동적 점도(kinematic viscosity)를 의미한다.“KV100” means the kinematic viscosity at 100° C. as measured by ASTM D445.

또한, 필수적일 뿐만 아니라 최적으로 그리고 통상적으로 사용되는 다양한 성분들은 배합, 저장 또는 사용 조건하에 반응할 수 있으며, 본 발명은 또한 이와 같은 임의의 반응에 의해 수득될 수 있거나 수득되는 생성물을 제공하는 것은 물론이다.In addition, the various components that are not only essential but also optimally and commonly used can react under conditions of combination, storage or use, and the present invention also provides a product obtainable or obtained by any such reaction Of course.

또한, 본원에 기재된 임의의 상한 및 하한 수량, 범위 및 비율은 독립적으로 조합될 수 있는 것으로 이해된다.In addition, it is understood that any upper and lower quantities, ranges, and ratios described herein may be independently combined.

이하에서는 본 발명의 특징을 더욱 상세하게 논할 것이다.In the following, the features of the present invention will be discussed in more detail.

윤활 점도 오일 (A)Lubrication viscosity oil (A)

에스터 Ester 베이스스톡Base stock (A1)(A1)

에스터 베이스스톡(A1)은 모노에스터, 다이에스터 및 폴리올에스터, 및 또한 폴리머 에스터를 포함하지만 이로 한정되지는 않는 유기 에스터 베이스스톡이다. 이는 일반적으로 그룹 V 베이스스톡으로 고려되고, 전형적으로 동물성 또는 식물성 원료에서 유도된다. 천연 유기 에스터는 동물성 지방 또는 식물성 오일에서 발견될 수 있다. 유기 에스터는 유기산을 알코올과 반응시킴으로써 합성될 수 있다. The ester basestock (A1) is an organic ester basestock including, but not limited to, monoesters, diesters and polyolesters, and also polymer esters. It is generally considered a Group V basestock and is typically derived from animal or vegetable sources. Natural organic esters can be found in animal fats or vegetable oils. Organic esters can be synthesized by reacting organic acids with alcohols.

모노에스터는 1가 알코올과 1염기 지방산을 반응시켜, 단일 에스터 결합 및 선형 또는 분지형 알킬기를 갖는 분자를 생성함으로써 제조될 수 있다.Monoesters can be prepared by reacting a monohydric alcohol with a monobasic fatty acid to produce a molecule having a single ester bond and a linear or branched alkyl group.

다이에스터는 1가 알코올(예컨대, 예컨대, 뷰틸 알콜, 헥실 알콜, 도데실 알콜, 2-에틸헥실 알콜, 에틸렌 글리콜, 다이에틸렌 글리콜 모노에터, 프로필렌 글리콜)과 다염기 산(예컨대, 프탈산, 숙신산, 알킬 숙신산 및 알켄일 숙신산, 말레산, 아젤라산, 수베르산, 세박산, 퓨마르산, 아디프산, 리놀레산 이량체, 말론산, 알킬말론산, 알켄일 말론산)을 반응시켜 선형, 분지형이거나 또는 두 개의 에스터기를 갖는 방향족일 수 있는 분자를 생성함으로써 제조될 수 있다. 이러한 에스터의 구체적인 예는 다이뷰틸 아디페이트, 다이(2-에틸헥실) 세바케이트, 다이-n-헥실 퓨마레이트, 다이옥틸 세바케이트, 다이아이소옥틸 아젤레이트, 다이아이소데실 아젤레이트, 다이옥틸 프탈레이트, 다이데실 프탈레이트, 다이에이코실 세바케이트, 리놀레산 이량체의 2-에틸헥실 다이에스터, 및 세박산 1몰과 테트라에틸렌 글리콜 2몰 및 2-에틸헥산산 2몰과의 반응에 의해 형성된 착체 에스터를 들 수 있다.Diesters include monohydric alcohols (e.g., butyl alcohol, hexyl alcohol, dodecyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol monoether, propylene glycol) and polybasic acids (e.g., phthalic acid, succinic acid). , Alkyl succinic acid and alkenyl succinic acid, maleic acid, azelaic acid, suberic acid, sebacic acid, fumaric acid, adipic acid, linoleic acid dimer, malonic acid, alkylmalonic acid, alkenyl malonic acid) It can be prepared by creating a molecule that can be either topographic or aromatic with two ester groups. Specific examples of such esters include dibutyl adipate, di(2-ethylhexyl) sebacate, di-n-hexyl fumarate, dioctyl sebacate, diisooctyl azelate, diisodecyl azelate, dioctyl phthalate, Didecyl phthalate, dieicosyl sebacate, 2-ethylhexyl diester of linoleic acid dimer, and complex ester formed by reaction of 1 mole of sebacic acid with 2 moles of tetraethylene glycol and 2 moles of 2-ethylhexanoic acid. I can.

폴리올 에스터는 하나 이상의 폴리올, 예컨대 네오펜틸 글리콜, 트라이메틸올프로페인, 펜타에리트리톨, 다이펜타에리트리톨 및 트라이펜타에리트리톨과 하나 이상의 유기산, 예컨대 C5 내지 C12 모노카복실산을 에스터화시킴으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, US-A-6,462,001를 참조한다. 폴리올 에스터의 예로 트라이메틸올프로판(TMP) 에스터를 들 수 있다.Polyol esters may be prepared by esterifying one or more polyols such as neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol and tripentaerythritol with one or more organic acids such as C 5 to C 12 monocarboxylic acids. I can. See, for example, US-A-6,462,001. Examples of the polyol ester include trimethylolpropane (TMP) ester.

트라이카복실산 에스터가 또한 바람직하다. 상기 트라이카복실산 에스터는 바람직하게는 벤젠 트라이카복실산이다. 바람직한 벤젠 트라이카복실산 에스터는 5 내지 10, 바람직하게는 7 내지 9의 범위의 알킬 쇄 길이를 갖는 1,2,4-벤젠트라이카복실산이다. 바람직한 1,2,4-벤젠트라이카복실산 에스터는 트라이옥틸 트라이멜리테이트이다.Tricarboxylic acid esters are also preferred. The tricarboxylic acid ester is preferably a benzene tricarboxylic acid. Preferred benzene tricarboxylic acid esters are 1,2,4-benzenetricarboxylic acids having an alkyl chain length in the range of 5 to 10, preferably 7 to 9. A preferred 1,2,4-benzenetricarboxylic acid ester is trioctyl trimellitate.

본 발명에서 사용되는 에스터 베이스스톡은 100℃에서 2 내지 10 mm2s-1의 동적 점도를 갖는 것들이거나 또는 100℃에서 10 내지 100 mm2s-1의 동적 점도를 갖는 것들이다. 적절한 폴리올 에스터의 구체 예는 프리올루브(Priolube)(등록된 상표) 3970이고, 이는 네오펜틸 폴리올, 적절하게는 TMP와 하나 이상의 지방족 포화 모노카복실산의 에스터이고, 6 내지 12개의 탄소 원자 및 100℃에서 4.4 mm2s-1의 동적 점도를 갖는다.The ester base stocks used in the present invention are those having a kinematic viscosity of 2 to 10 mm 2 s -1 at 100°C, or those having a kinematic viscosity of 10 to 100 mm 2 s -1 at 100°C. A specific example of a suitable polyol ester is Priolube (registered trademark) 3970, which is a neopentyl polyol, suitably an ester of TMP and one or more aliphatic saturated monocarboxylic acids, 6 to 12 carbon atoms and 100° C. It has a kinematic viscosity of 4.4 mm 2 s -1 at.

상기 에스터 베이스스톡은 2 내지 85 질량%, 바람직하게는 5 내지 50 질량%, 더욱 바람직하게는 8 내지 40 질량%의 범위의 양으로 존재할 수 있다. The ester base stock may be present in an amount ranging from 2 to 85% by mass, preferably 5 to 50% by mass, more preferably 8 to 40% by mass.

베이스스톡Base stock (A2)(A2)

베이스스톡(A2)은 경질 증류물 무기유로부터 중질 윤활유까지의 점도 범위를 가질 수 있다. 일반적으로, 상기 윤활유의 점도는 100℃에서 측정시 2 내지 40 mm2s-1에 이른다.The base stock (A2) may have a viscosity range from light distillate inorganic oil to heavy lubricating oil. In general, the viscosity of the lubricating oil reaches 2 to 40 mm 2 s -1 when measured at 100°C.

천연유는 동물유 및 식물유(예컨대, 피마자유, 라드유); 액체 석유계 오일 및 수소화정제되거나, 용매-처리되거나, 또는 산-처리된 파라핀계, 나프텐계 및 혼합된 파라핀-나프텐계 유형의 무기유를 포함한다. 또한, 석탄 또는 셰일로부터 유래된 윤활 점도 오일이 유용한 베이스 오일(base oil)로서 제공된다.Natural oils include animal oils and vegetable oils (eg castor oil, lard oil); Liquid petroleum oils and hydropurified, solvent-treated, or acid-treated paraffinic, naphthenic and mixed paraffin-naphthenic types of inorganic oils. In addition, lubricating viscosity oils derived from coal or shale are provided as useful base oils.

합성 윤활유는 탄화수소 오일 및 할로-치환된 탄화수소 오일, 예를 들면 중합 및 상호중합된 올레핀(예컨대, 폴리뷰틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌-아이소뷰틸렌 공중합체, 염소화된 폴리뷰틸렌, 폴리(1-헥센), 폴리(1-옥텐), 폴리(1-데센)); 알킬벤젠(예컨대, 도데실벤젠, 테트라데실벤젠, 다이노닐벤젠, 다이(2-에틸헥실)벤젠); 폴리페닐(예컨대, 바이페닐, 터페닐, 알킬화된 폴리페놀); 및 알킬화된 다이페닐 에터 및 알킬화된 다이페닐 설파이드, 및 이들의 유도체, 유사체 및 동족체를 포함한다.Synthetic lubricants include hydrocarbon oils and halo-substituted hydrocarbon oils, such as polymerized and interpolymerized olefins (e.g. polybutylene, polypropylene, propylene-isobutylene copolymer, chlorinated polybutylene, poly(1- Hexene), poly(1-octene), poly(1-decene)); Alkylbenzene (eg, dodecylbenzene, tetradecylbenzene, dinonylbenzene, di(2-ethylhexyl)benzene); Polyphenyls (eg, biphenyl, terphenyl, alkylated polyphenols); And alkylated diphenyl ethers and alkylated diphenyl sulfides, and derivatives, analogs and analogs thereof.

비정제된, 정제된 및 재-정제된 오일이 본 발명의 윤활제에 사용될 수 있다. 비정제된 오일은 추가 정제 처리 없이 천연 또는 합성 공급원으로부터 직접 수득되는 것들이다. 예를 들면, 레토르팅(retorting) 작업으로부터 직접 수득되는 셰일유, 증류로부터 직접 수득되는 석유가 비정제된 오일이다. 정제된 오일은 오일이 하나 이상의 정제 단계에서 추가로 처리되어 하나 이상의 특징을 개선시키는 것을 제외하고는, 비정제된 오일과 유사하다. 이와 같은 다수의 정제 기법, 예컨대 증류, 용매 추출, 산 또는 염기 추출, 여과 및 투과는 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 재-정제된 오일은 정제된 오일을 제공하기 위해 사용된 공정과 유사한 공정에 의해 수득되지만, 이미 서비스 중인 사용된 오일을 가지고 착수된다. 이와 같은 재-정제된 오일은 또한 재생 오일 또는 재가공 오일로서 알려져 있으며, 종종 폐 첨가물 및 오일 파괴 산물을 제거하기 위한 기법을 사용하여 추가로 가공된다.Unrefined, refined and re-refined oils can be used in the lubricants of the present invention. Unrefined oils are those obtained directly from natural or synthetic sources without further purification treatment. For example, shale oil obtained directly from a retorting operation, petroleum oil obtained directly from distillation are unrefined oils. Refined oil is similar to unrefined oil, except that the oil is further processed in one or more purification steps to improve one or more characteristics. A number of such purification techniques, such as distillation, solvent extraction, acid or base extraction, filtration and permeation, are known to those skilled in the art. Re-refined oil is obtained by a process similar to that used to provide refined oil, but is undertaken with the used oil already in service. Such re-refined oils are also known as recycled oils or reprocessed oils, and are often further processed using techniques to remove waste additives and oil breakdown products.

미국 석유 협회(API) 간행물["Engine Oil Licensing and Certification System", Industry Services Department, Fourteenth Edition, December 1996, Addendum 1, December 1998]은 베이스스톡을 다음과 같이 분류하고 있다.The American Petroleum Institute (API) publication ["Engine Oil Licensing and Certification System", Industry Services Department, Fourteenth Edition, December 1996, Addendum 1, December 1998] classifies basestock as follows:

그룹 I 베이스스톡은 90% 미만의 포화체 및/또는 0.03% 초과의 황을 함유하고, 표 E-1에 명시된 시험 방법 사용시 80 이상 120 미만의 점도 지수를 갖는다.Group I basestocks contain less than 90% saturates and/or more than 0.03% sulfur and have a viscosity index of at least 80 and less than 120 when using the test methods specified in Table E-1.

그룹 II 베이스스톡은 90% 이상의 포화체 및 0.03% 이하의 황을 함유하고, 표 E-1에서 명시된 시험 방법 사용시 80 이상 120 미만의 점도 지수를 갖는다.Group II basestocks contain more than 90% saturation and less than 0.03% sulfur and have a viscosity index of 80 or more and less than 120 when using the test methods specified in Table E-1.

그룹 III 베이스스톡은 90% 이상의 포화체 및 0.03% 이하의 황을 함유하고, 표 E-1에서 명시된 시험 방법 사용시 120 이상의 점도 지수를 갖는다.Group III basestocks contain at least 90% saturation and less than 0.03% sulfur and have a viscosity index of 120 or more when using the test methods specified in Table E-1.

그룹 IV 베이스스톡은 폴리알파올레핀(PAO)이다.Group IV basestock is polyalphaolefin (PAO).

그룹 V 베이스스톡은 그룹 I, II, III, 또는 IV에 포함되지 않은 모든 다른 베이스스톡을 포함한다.Group V basestocks include all other basestocks not included in Group I, II, III, or IV.

베이스스톡에 대한 분석 방법을 아래에 표로 나타내었다:The analysis methods for the basestock are shown in the table below:

(표 E-1) ( Table E-1)

Figure 112013105546740-pat00001
Figure 112013105546740-pat00001

예로서, 상기 베이스스톡(A2)은 그룹 II, 그룹 III 및 그룹 IV 베이스스톡을 포함하고, 또한 탄화수소로부터 유도된 베이스스톡은 피셔-트로프슈(Fischer-Tropsch) 공정에 의해 합성될 수 있다. 피셔-트로프슈 공정에서, 일산화탄소 및 수소를 포함하는 합성 가스(Synthsis gas 또는 'syngas')가 먼저 발생하고, 이후 피셔-트로프슈 공정에 의해 탄화수소로 전환된다. 이러한 탄화수소는 베이스 오일로서 유용하기 위해서는 전형적으로 추가의 공정을 필요로 한다. 예를 들어, 이들은, 당업계 공지된 기술에 의해, 수소이성화반응되고; 수소화분해되고, 수소이성화반응되고; 탈랍되고(dewaxed); 또는 수소이성화반응되고 탈랍된다. 상기 합성 가스는, 예를 들어, 베이스스톡이 액화 공정("GTL") 베이스 오일로서 일컬어질 수 있는 경우 스팀 리포밍(steam reforming)의해, 가스, 예를 들어 천연 가스 또는 다른 기체의 탄화수소로부터; 또는 베이스스톡이 바이오매스 액화("BTL" 또는 "BMTL") 베이스 오일로 일컬어질 수 있는 경우 바이오매스의 기화로부터; 또는 베이스스톡이 석탄액화("CTL") 베이스 오일로서 일컬어질 수 있는 경우 석탄의 기화로부터 제조될 수 있다. As an example, the base stock (A2) includes a group II, group III and group IV base stock, and a base stock derived from a hydrocarbon may be synthesized by a Fischer-Tropsch process. In the Fischer-Tropsch process, synthesis gas (Synthsis gas or'syngas') containing carbon monoxide and hydrogen is first generated and then converted to hydrocarbons by the Fischer-Tropsch process. These hydrocarbons typically require additional processing to be useful as base oils. For example, they are hydroisomerized by techniques known in the art; Hydrocracking, hydroisomerization; Dewaxed; Or hydrogen isomerization reaction and dewaxing. The synthesis gas can be, for example, from a gas, eg natural gas or other gaseous hydrocarbons, by steam reforming where the basestock can be referred to as a liquefaction process ("GTL") base oil; Or from vaporization of biomass if the basestock can be referred to as a biomass liquefied (“BTL” or “BMTL”) base oil; Or it can be produced from the vaporization of coal if the basestock can be referred to as a liquefied coal ("CTL") base oil.

기재된 바와 같이, 본 발명에서 사용되는 경우, 상기 베이스스톡(A2)은 상기 정의된 베이스스톡 또는 이들의 혼합물을 50 질량% 이상 함유한다. 바람직하게는, 이는 상기 정의된 베이스스톡 또는 이들의 혼합물을 60 질량% 이상, 예컨대, 70 질량%, 80 질량% 또는 90 질량% 이상 함유한다. (A2)는 실질적으로 모든 상기 정의된 베이스스톡 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.As described, when used in the present invention, the base stock (A2) contains 50% by mass or more of the above-defined base stock or a mixture thereof. Preferably, it contains at least 60% by mass, such as at least 70%, 80% or 90% by mass, of the above-defined basestock or mixtures thereof. (A2) may comprise substantially all of the above-defined basestocks or mixtures thereof.

과염기성Overbased (( overbasedoverbased ) 금속 세정제 (B)) Metal cleaner (B)

금속 세정제는 이른바 금속 "비누"를 기제로 하는 첨가제, 즉 때로는 계면활성제라고도 하는 산성 유기 화합물의 금속염이다. 이들은 일반적으로 긴 소수성 테일(tail)과 함께 극성 헤드(head)를 포함한다. 금속 염기(예컨대, 탄산염) 마이셀의 외층으로서 중화된 금속 세정제를 포함하는 과염기성 금속 세정제는, 과량의 금속 염기 예컨대 옥사이드 또는 하이드록사이드를 산성 기체 예컨대 이산화탄소와 반응시켜 다량의 금속 염기를 포함시킴으로써 제공될 수 있다. 세정제의 예로 금속 살리실레이트, 페네이트, 살리실레이트 및 이들의 조합을 들 수 있다.Metal cleaners are additives based on so-called metal "soap", ie metal salts of acidic organic compounds, sometimes referred to as surfactants. They generally contain a polar head with a long hydrophobic tail. Metal base (e.g., carbonate) An overbased metal cleaner comprising a neutralized metal cleaner as the outer layer of micelles is provided by reacting an excess metal base such as oxide or hydroxide with an acidic gas such as carbon dioxide to contain a large amount of metal base Can be. Examples of cleaning agents include metal salicylate, phenate, salicylate, and combinations thereof.

본 발명에서, 과염기성 금속 세정제(B)는 바람직하게는 과염기성 금속 하이드로카빌-치환된 하이드록시벤조에이트, 더욱 바람직하게는 하이드로카빌-치환된 살리실레이트 세정제이다. 상기 금속은 알칼리 금속(예컨대, Li, Na, K) 또는 알칼리 토금속(예컨대, Mg, Ca)일 수 있다.In the present invention, the overbased metal cleaner (B) is preferably an overbased metal hydrocarbyl-substituted hydroxybenzoate, more preferably a hydrocarbyl-substituted salicylate cleaner. The metal may be an alkali metal (eg, Li, Na, K) or an alkaline earth metal (eg, Mg, Ca).

"하이드로카빌"은, 탄소 및 수소 원자를 함유하고 탄소 원자를 통해 분자의 잔기에 결합되는 기 또는 라디칼을 의미한다. 상기 기의 근본적인 탄화수소 성질 및 특성을 바꾸지 않는 조건하에서, 이는 헤테로 원자, 예컨대, 탄소 및 수소외의 원자를 포함할 수 있다. 하이드로카빌의 예로서, 알킬 및 알케닐이 언급될 수 있다. 바람직한 과염기성 금속 하이드로카보닐-치환된 하이드록시벤조에이트는 칼슘 알킬-치환된 살리실레이트이고, 하기 도시된 구조를 갖는다:"Hydrocarbyl" means a group or radical that contains carbon and hydrogen atoms and is bonded to the moiety of the molecule through a carbon atom. Under conditions that do not change the fundamental hydrocarbon properties and properties of the group, it may contain heteroatoms such as atoms other than carbon and hydrogen. As examples of hydrocarbyl, alkyl and alkenyl may be mentioned. A preferred overbased metal hydrocarbonyl-substituted hydroxybenzoate is a calcium alkyl-substituted salicylate and has the structure shown below:

Figure 112013105546740-pat00002
Figure 112013105546740-pat00002

상기 식에서, R은 선형 알킬 기이다. 벤젠 고리에 부착된 R 기는 1개보다 더 많이 존재할 수 있다. COO- 기는 하이드록실 기에 대해 오르토, 메타 또는 파라 위치에 있을 수 있으며, 오르토 위치가 바람직하다. R 기는 하이드록실 기에 대해 오르토, 메타 또는 파라 위치에 있을 수 있다.In the above formula, R is a linear alkyl group. There may be more than one R group attached to the benzene ring. The COO - group may be in the ortho, meta or para position with respect to the hydroxyl group, with the ortho position being preferred. The R group may be in the ortho, meta or para position with respect to the hydroxyl group.

살리실산은 전형적으로 페녹사이드의 콜베-슈미트(Kolbe-Schmitt) 공정에 의한 카복실화에 의해 제조되며, 이 경우, 일반적으로 비카복실화된 페놀과의 혼합물 형태로(통상적으로 희석제로) 수득될 것이다. 살리실산은 비-황화 또는 황화될 수 있고, 화학적으로 개질되고/되거나 추가의 치환기를 함유할 수 있다. 알킬 살리실산을 황화시키는 공정은 당해 분야의 숙련자에게 공지되어 있으며, 예를 들면 US 2007/0027057에 기재되어 있다.Salicylic acid is typically prepared by carboxylation of phenoxide by the Kolbe-Schmitt process, in which case it will generally be obtained in the form of a mixture (usually as a diluent) with non-carboxylated phenols. The salicylic acid can be non-sulfided or sulfided, chemically modified and/or contain additional substituents. Processes for sulfiding alkyl salicylic acids are known to those skilled in the art and are described, for example, in US 2007/0027057.

상기 알킬 기는 유리하게는 5 내지 100개, 바람직하게는 9 내지 30개, 특히 14 내지 24개의 탄소 원자를 함유한다.The alkyl groups advantageously contain 5 to 100, preferably 9 to 30, in particular 14 to 24 carbon atoms.

용어 "과염기성"은 일반적으로 산 잔기의 당량수에 대한 금속 잔기의 당량수 의 비가 1을 초과하는 금속 세정제를 기술하는 데 사용된다. 용어 "저-염기성"은 산 잔기에 대한 금속 잔기의 당량비가 1 초과 약 2 이하인 금속 세정제를 기술하는 데 사용된다.The term “overbasic” is generally used to describe a metal cleaner in which the ratio of the number of equivalents of metal moieties to the number of equivalents of acid moieties exceeds one. The term “low-basic” is used to describe a metal cleaner having an equivalent ratio of metal moieties to acid moieties greater than 1 and less than or equal to about 2.

용어 "계면활성제의 과염기성 칼슘염"은 오일-불용성 금속염의 금속 양이온이 본질적으로 칼슘 양이온인 과염기성 세정제를 의미한다. 소량의 다른 양이온이 오일-불용성 금속염에 존재할 수 있지만, 전형적으로 오일-불용성 금속염 중 80 몰% 이상, 더 전형적으로 90 몰% 이상, 예를 들면 95 몰% 이상의 양이온은 칼슘 이온이다. 칼슘 이외의 다른 양이온은, 예를 들면 양이온이 칼슘 이외의 다른 금속인 계면활성제 염의 과염기성 세정제의 제조시에 사용함으로써 유도될 수 있다. 바람직하게는, 계면활성제의 금속염은 칼슘이다.The term “overbased calcium salt of surfactant” refers to an overbased detergent in which the metal cation of the oil-insoluble metal salt is essentially a calcium cation. Small amounts of other cations may be present in the oil-insoluble metal salt, but typically at least 80 mol%, more typically at least 90 mol%, such as at least 95 mol% cations in the oil-insoluble metal salt are calcium ions. Cations other than calcium can be derived, for example, by use in the preparation of overbased detergents of surfactant salts in which the cation is a metal other than calcium. Preferably, the metal salt of the surfactant is calcium.

탄산화된 과염기성 금속 세정제는 전형적으로 무정형 나노입자를 포함한다. 또한, 당 분야에는 결정질 캘사이트 및 배테라이트 형태의 탄산염을 포함하는 나노미립자 물질이 개시되어 있다.Carbonated overbased metal cleaners typically include amorphous nanoparticles. In addition, nanoparticulate materials including carbonates in the form of crystalline calcite and vaterite are disclosed in the art.

세정제의 염기성은 총 염기가(TBN)(때때로 염기가(BN)로 불림)로 표시될 수 있다. 총 염기가는 과염기성 물질의 염기성 전부를 중화시키는 데 필요한 산의 양이다. TBN은 ASTM 표준 D2896 또는 이와 균등한 절차를 사용하여 측정될 수 있다. 세정제는 저 TBN(즉, 50 미만의 TBN), 중간 TBN(즉, 50 내지 150의 TBN) 또는 고 TBN(즉, 150 초과, 예컨대 150 내지 500의 TBN)을 가질 수 있다. 상기 염기성은 또한 염기성 지수(BI)로 표시될 수도 있으며, 이는 과염기성 세정제 중의 총 비누에 대한 총 염기의 몰비이다.The basicity of a detergent can be expressed as the total base number (TBN) (sometimes called the base number (BN)). The total base number is the amount of acid required to neutralize all of the basicity of the overbased material. TBN can be measured using ASTM standard D2896 or a procedure equivalent thereto. The cleaning agent may have a low TBN (ie, a TBN of less than 50), a medium TBN (ie a TBN of 50 to 150) or a high TBN (ie, a TBN of greater than 150, such as 150 to 500). The basicity may also be expressed as a basicity index (BI), which is the molar ratio of total base to total soap in the overbased detergent.

폴리알켄일Polyalkenyl -치환된 -Substituted 카복실산Carboxylic acid 무수물(C) Anhydride (C)

상기 무수물은 윤활유 조성물의 적어도 1 내지 7 중량%, 예컨대 2 내지 6 질량%를 차지할 수 있다. 바람직하게는, 상기 무수물은 3 내지 5 질량%, 예컨대 4 내지 5 질량%를 차지한다.The anhydride may account for at least 1 to 7% by weight, such as 2 to 6% by weight, of the lubricating oil composition. Preferably, the anhydride accounts for 3 to 5% by mass, such as 4 to 5% by mass.

상기 무수물은 모노 또는 폴리카복실산 무수물, 바람직하게는 다이카복실산 무수물일 수 있다. 폴리알켄일 기는 바람직하게는 8 내지 400개, 예컨대 8 내지 100개의 탄소 원자를 갖는다.The anhydride may be a mono or polycarboxylic anhydride, preferably a dicarboxylic anhydride. The polyalkenyl group preferably has 8 to 400, such as 8 to 100 carbon atoms.

예시적 무수물의 일반식은 다음과 같이 도시될 수 있다:The general formula of exemplary anhydrides can be shown as follows:

Figure 112013105546740-pat00003
Figure 112013105546740-pat00003

상기 식에서,In the above formula,

R1은 C8 내지 C100 분지형 또는 선형 폴리알켄일 기를 나타낸다.R 1 represents a C 8 to C 100 branched or linear polyalkenyl group.

상기 폴리알켄일 잔기는 수 평균 분자량이 200 내지 3000, 바람직하게는 350 내지 950일 수 있다.The polyalkenyl residue may have a number average molecular weight of 200 to 3000, preferably 350 to 950.

본 발명의 무수물의 형성에 사용되어 폴리알켄일 잔기를 생성하는 적합한 탄화수소 또는 중합체는 단독중합체, 상호중합체 또는 저분자량 탄화수소를 포함한다. 이와 같은 중합체의 한 부류는 에틸렌 및/또는 하나 이상의 화학식 H2C=CHR1(여기서, R1은 탄소수 1 내지 26의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 라디칼임)의 C3 내지 C28 알파-올레핀의 중합체를 포함하며, 이때 상기 중합체는 탄소-탄소 불포화 결합, 바람직하게는 높은 말단 에텐일리덴 불포화도를 갖는다. 바람직하게는, 상기 중합체는 에틸렌과 하나 이상의 상기 화학식의 알파-올레핀(이때, R1은 탄소수 1 내지 18, 더 바람직하게는 탄소수 1 내지 8의 알킬, 더욱더 바람직하게는 탄소수 1 또는 2의 알킬임)의 상호중합체를 포함한다. 따라서, 유용한 알파-올레핀 단량체 및 공단량체는, 예를 들면 프로필렌, 부텐-1, 헥센-1, 옥텐-1, 4-메틸펜텐-1, 데센-1, 도데센-1, 트라이데센-1, 테트라데센-1, 펜타데센-1, 헥사데센-1, 헵타데센-1, 옥타데센-1, 노나데센-1 및 이들의 혼합물(예컨대, 프로필렌과 부텐-1의 혼합물 등)을 들 수 있다. 이러한 중합체의 예는 프로필렌 단독중합체, 부텐-1 단독중합체, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-부텐-1 공중합체, 프로필렌-부텐 공중합체 등이고, 이때 상기 중합체는 적어도 일부 말단 및/또는 내부 불포화 결합을 함유한다. 바람직한 중합체는 에틸렌과 프로필렌, 및 에틸렌과 부텐-1의 불포화 공중합체이다. 상기 상호중합체는 소량, 예컨대 0.5 내지 5 몰%의 C4 내지 C18 비-공액결합된 다이올레핀 공단량체를 함유할 수 있다. 그러나, 상기 중합체는 단지 알파-올레핀 단독중합체, 알파-올레핀 공단량체들의 상호중합체, 및 에틸렌과 알파-올레핀 공단량체의 상호중합체를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 사용된 중합체 중의 에틸렌 함량은 몰 기준으로 바람직하게는 0 내지 80%, 더 바람직하게는 0 내지 60% 범위이다. 프로필렌 및/또는 부텐-1이 에틸렌과 함께 공단량체(들)와 함께 사용되는 경우, 상기 공중합체의 에틸렌 함량은 15 내지 50%인 것이 가장 바람직하지만, 더 높거나 낮은 에틸렌 함량이 존재할 수도 있다.Suitable hydrocarbons or polymers that are used in the formation of the anhydrides of the present invention to produce polyalkenyl moieties include homopolymers, interpolymers or low molecular weight hydrocarbons. One class of such polymers are polymers of C 3 to C 28 alpha-olefins of ethylene and/or one or more of the formula H 2 C=CHR 1 , wherein R 1 is a straight or branched chain alkyl radical having 1 to 26 carbon atoms. Wherein the polymer has a carbon-carbon unsaturated bond, preferably a high terminal ethenilidene unsaturation. Preferably, the polymer is ethylene and at least one alpha-olefin of the above formula (wherein R 1 is an alkyl having 1 to 18 carbon atoms, more preferably an alkyl having 1 to 8 carbon atoms, even more preferably an alkyl having 1 or 2 carbon atoms. ) Of interpolymers. Thus, useful alpha-olefin monomers and comonomers are, for example, propylene, butene-1, hexene-1, octene-1, 4-methylpentene-1, decene-1, dodecene-1, tridecene-1, Tetradecene-1, pentadecene-1, hexadecene-1, heptadecene-1, octadecene-1, nonadecene-1, and mixtures thereof (eg, a mixture of propylene and butene-1). Examples of such polymers are propylene homopolymer, butene-1 homopolymer, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-1 copolymer, propylene-butene copolymer, etc., wherein the polymer has at least some terminal and/or internal unsaturated bonds. Contains. Preferred polymers are ethylene and propylene, and unsaturated copolymers of ethylene and butene-1. The interpolymer may contain small amounts, such as 0.5 to 5 mole percent, of C 4 to C 18 non-conjugated diolefin comonomers. However, it is preferred that the polymer comprises only alpha-olefin homopolymers, interpolymers of alpha-olefin comonomers, and interpolymers of ethylene and alpha-olefin comonomers. The ethylene content in the polymer used is preferably in the range of 0 to 80%, more preferably 0 to 60% on a molar basis. When propylene and/or butene-1 is used with ethylene and comonomer(s), the ethylene content of the copolymer is most preferably 15 to 50%, although higher or lower ethylene content may be present.

이들 중합체는 하나 이상의 메탈로센(예컨대, 사이클로펜타다이엔일-전이 금속 화합물) 및 알룸옥산 화합물을 포함하는 촉매 시스템의 존재 하에 알파-올레핀 단량체, 또는 알파-올레핀 단량체들의 혼합물, 또는 에틸렌과 하나 이상의 C3 내지 C28 알파-올레핀 단량체를 포함하는 혼합물을 중합시킴으로써 제조될 수 있다. 이러한 공정을 사용하여, 상기 중합체 쇄의 95% 이상이 말단 에틸리덴-형 불포화 결합을 갖는 중합체를 제공할 수 있다. 말단 에텐일리덴 불포화를 나타내는 중합체 쇄의 비율은 FTIR 분광기 분석, 적정 또는 C13 NMR에 의해 측정될 수 있다. 이러한 후자 유형의 상호중합체는 화학식 POLY-C(R1)=CH2를 특징으로 할 수 있으며, 이때 R1은 C1 내지 C26 알킬, 바람직하게는 C1 내지 C18 알킬, 더 바람직하게는 C1 내지 C8 알킬, 가장 바람직하게는 C1 내지 C2 알킬(예컨대, 메틸 또는 에틸)이고, POLY는 중합체 쇄를 나타낸다. 상기 R1 알킬 기의 쇄 길이는 중합에 사용되도록 선택되는 공단량체(들)에 따라 다를 것이다. 소량의 상기 중합체 쇄는 말단 에텐일(즉, 비닐) 불포화, 즉 POLY-CH=CH2를 함유할 수 있고, 상기 중합체의 일부는 내부 모노불포화, 예컨대 POLY-CH=CH(R1)(여기서, R1은 상기 정의된 바와 같음)을 함유할 수 있다. 이들 말단 불포화 상호중합체는 공지의 메탈로센 화학에 의해 제조될 수 있고, 또한 미국 특허 제 5,498,809 호, 제 5,663,130 호, 제 5,705,577 호, 제 5,814,715 호, 제 6,022,929 호 및 제 6,030,930 호에 기재된 바와 같이 제조될 수도 있다.These polymers are alpha-olefin monomers, or mixtures of alpha-olefin monomers, or one with ethylene in the presence of a catalyst system comprising at least one metallocene (e.g., cyclopentadienyl-transition metal compound) and an alumoxane compound. It can be prepared by polymerizing a mixture containing the above C 3 to C 28 alpha-olefin monomer. Using this process, it is possible to provide a polymer in which 95% or more of the polymer chains have terminal ethylidene-type unsaturated bonds. The proportion of polymer chains exhibiting terminal ethnylidene unsaturation can be determined by FTIR spectroscopy analysis, titration or C 13 NMR. This latter type of interpolymer may be characterized by the formula POLY-C(R 1 )=CH 2 , wherein R 1 is C 1 to C 26 alkyl, preferably C 1 to C 18 alkyl, more preferably C 1 to C 8 alkyl, most preferably C 1 to C 2 alkyl (eg methyl or ethyl), and POLY represents a polymer chain. The chain length of the R 1 alkyl group will depend on the comonomer(s) selected to be used in the polymerization. A small amount of the polymer chain may contain terminal ethenyl (i.e. vinyl) unsaturation, i.e. POLY-CH=CH 2 , and some of the polymer may contain internal monounsaturation, e.g. POLY-CH=CH(R 1 ), where , R 1 is as defined above). These terminally unsaturated interpolymers can be prepared by known metallocene chemistry and are also prepared as described in U.S. Patents 5,498,809, 5,663,130, 5,705,577, 5,814,715, 6,022,929 and 6,030,930. It could be.

또 다른 유용한 부류의 중합체는 아이소부텐, 스타이렌 등의 양이온 중합에 의해 제조되는 중합체들이다. 이러한 부류의 통상적인 중합체는 루이스 산 촉매, 예컨대 삼염화 알루미늄 또는 삼불화 붕소의 존재 하에 35 내지 75 질량%의 부텐 함량 및 30 내지 60 질량%의 아이소부텐 함량을 갖는 C4 정류 스트림의 중합에 의해 수득되는 폴리아이소부텐을 포함한다. 폴리-n-부텐을 제조하기 위한 단량체의 바람직한 공급원은 라피네이트(Raffinate) II와 같은 석유 공급스트림이다. 이러한 공급원료는 당해 분야, 예컨대 미국 특허 제 4,952,739 호에 개시되어 있다. 폴리아이소부틸렌은, 부텐 스트림으로부터의 양이온 중합에 의해(예컨대, AlCl3 또는 BF3 촉매를 사용하여) 용이하게 수득될 수 있기 때문에 본 발명의 가장 바람직한 골격이다. 이와 같은 폴리아이소부틸렌은 일반적으로 중합체 쇄를 따라 상기 중합체 쇄 당 약 1개의 에틸렌형 이중 결합의 양으로 불포화 잔사를 함유한다. 바람직한 실시양태는, 순수한 아이소부틸렌 스트림 또는 라피네이트 I 스트림으로부터 제조되는 폴리아이소부틸렌을 사용하여 말단 비닐리덴 올레핀을 갖는 반응성 아이소부틸렌 중합체를 제조한다. 바람직하게는, 고 반응성 폴리아이소부틸렌(HR-PIB)이라 불리는 이들 중합체는 65% 이상, 예컨대 70% 이상, 더 바람직하게는 80% 이상, 가장 바람직하게는 85% 이상의 말단 비닐리덴 함량을 갖는다. 이러한 중합체의 제조는, 예를 들면 미국 특허 제 4,152,499 호에 기재되어 있다. HR-PIB는 공지되어 있으며, 글리소팔(Glissopal)(상표명)(바스프(BASF)사) 및 울트라비스(Ultravis)(상표명)(비피-아모코(BP-Amoco)사)라는 상표명으로 상업적으로 입수가능하다.Another useful class of polymers are those prepared by cationic polymerization such as isobutene, styrene, and the like. Conventional polymers of this class are by polymerization of C 4 rectified streams having a butene content of 35 to 75% by mass and an isobutene content of 30 to 60% by mass in the presence of Lewis acid catalysts such as aluminum trichloride or boron trifluoride. And the obtained polyisobutene. A preferred source of monomers for making poly-n-butene is a petroleum feedstream such as Raffinate II. Such feedstocks are disclosed in the art, such as in US Pat. No. 4,952,739. Polyisobutylene is the most preferred skeleton of the present invention because it can be readily obtained by cationic polymerization from a butene stream (eg, using an AlCl 3 or BF 3 catalyst). Such polyisobutylenes generally contain unsaturated residues along the polymer chain in the amount of about 1 ethylenic double bond per polymer chain. A preferred embodiment uses a pure isobutylene stream or a polyisobutylene prepared from a raffinate I stream to produce a reactive isobutylene polymer having a terminal vinylidene olefin. Preferably, these polymers, referred to as highly reactive polyisobutylene (HR-PIB), have a terminal vinylidene content of 65% or more, such as 70% or more, more preferably 80% or more, most preferably 85% or more. . The preparation of such polymers is described, for example, in US Pat. No. 4,152,499. HR-PIB is known and commercially available under the trade names of Glissopal (trade name) (BASF) and Ultravis (trade name) (BP-Amoco). Available.

사용될 수 있는 폴리아이소부틸렌 중합체는 일반적으로 400 내지 3000개의 탄화수소 쇄에 기초한다. 폴리아이소부틸렌의 제조 방법은 공지되어 있다. 폴리아이소부틸렌은, 후술되는 바와 같이, 할로겐화(예컨대, 염화), 말단 "엔(ene)" 반응, 또는 촉매에 의한 자유 라디칼 그래프팅에 의해 작용화될 수 있다. The polyisobutylene polymers that can be used are generally based on 400 to 3000 hydrocarbon chains. Methods for producing polyisobutylene are known. Polyisobutylene can be functionalized by halogenation (eg, chloride), terminal “ene” reaction, or free radical grafting with a catalyst, as described below.

(C)를 제조하기 위해, 상기 탄화수소 또는 중합체 골격은, 상기 중합체 또는 탄화수소 쇄 상의 탄소-탄소 불포화 부위에서 카복실산 무수물-생성 잔기에 의해 선택적으로 작용화되거나, 또는 상술된 3개의 공정 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 임의의 순서로 사용하여 쇄를 따라 랜덤하게 작용화될 수 있다.In order to prepare (C), the hydrocarbon or polymer backbone is selectively functionalized with a carboxylic anhydride-producing moiety at the carbon-carbon unsaturated site on the polymer or hydrocarbon chain, or any one of the three processes described above, or Combinations of these can be used in any order and functionalized randomly along the chain.

중합체성 탄화수소와 불포화 카복실산 무수물을 반응시키는 공정 및 이들 화합물로부터 유도되는 유도체의 제조는 US 3,087,936; US 3,172,892; US 3,215,707; US 3,231,587; US 3,272,746; US 3,275,554; US 3,381,022; US 3,442,808; US 3,565,804; US 3,912,764; US 4,110,349; US 4,234,435; US 5,777,025; US 5,891,953; 및 EP 0 382 450 B1; CA-1,335,895 및 GB-A-1,440,219에 개시되어 있다. 상기 중합체 또는 탄화수소는, 할로겐 보조 작용화(예컨대, 염화) 공정 또는 말단 "엔" 반응을 사용하여 주로 탄소-탄소 불포화(이를 또한 에틸렌 또는 올레핀 불포화라고도 함) 부위에서 상기 중합체 또는 탄화수소 쇄 상으로 작용기 또는 작용제, 즉 산 무수물을 첨가시키는 조건 하에 상기 중합체 또는 탄화수소를 카복실산 무수물 잔기와 반응시킴으로써 작용화될 수 있다.Processes for reacting polymeric hydrocarbons with unsaturated carboxylic anhydrides and preparation of derivatives derived from these compounds are described in US 3,087,936; US 3,172,892; US 3,215,707; US 3,231,587; US 3,272,746; US 3,275,554; US 3,381,022; US 3,442,808; US 3,565,804; US 3,912,764; US 4,110,349; US 4,234,435; US 5,777,025; US 5,891,953; And EP 0 382 450 B1; CA-1,335,895 and GB-A-1,440,219. The polymer or hydrocarbon is a functional group on the polymer or hydrocarbon chain mainly at the site of carbon-carbon unsaturation (also referred to as ethylene or olefin unsaturation) using a halogen auxiliary functionalization (e.g., chlorination) process or a terminal "ene" reaction. Or it can be functionalized by reacting the polymer or hydrocarbon with a carboxylic acid anhydride moiety under conditions to add an agent, ie an acid anhydride.

선택적 작용화는, 60 내지 250℃, 바람직하게는 110 내지 160℃, 예컨대 120 내지 140℃의 온도에서 약 0.5 내지 10시간, 바람직하게는 1 내지 7시간 동안 염소 또는 브롬을 불포화 α-올레핀 중합체에 통과시킴으로써, 상기 불포화 α-올레핀 중합체를 중합체 또는 탄화수소의 중량을 기준으로 약 1 내지 8 중량%, 바람직하게는 3 내지 7 중량%의 염소 또는 브롬으로 할로겐화, 예컨대 염화 또는 브롬화시켜 달성될 수 있다. 상기 할로겐화된 중합체 또는 탄화수소(이하 골격이라 함)는, 그 후, 100 내지 250℃, 통상적으로는 약 180 내지 235℃에서 약 0.5 내지 10시간, 예컨대 3 내지 8시간 동안 상기 골격에 필요한 개수의 작용기를 첨가할 수 있는 모노불포화 반응물, 예컨대 모노불포화 카복실산 반응물과 충분히 반응하여, 수득된 생성물이 상기 할로겐화된 골격의 몰당 목적하는 몰수의 모노불포화 카복실산 반응물을 함유하도록 한다. 다르게는, 상기 골격과 상기 모노불포화 카복실산 반응물을 상기 고온 물질에 염소를 첨가하면서 혼합하고 가열한다.Selective functionalization is performed by adding chlorine or bromine to the unsaturated α-olefin polymer for about 0.5 to 10 hours, preferably 1 to 7 hours at a temperature of 60 to 250°C, preferably 110 to 160°C, such as 120 to 140°C. By passing through, the unsaturated α-olefin polymer can be achieved by halogenation, such as chlorination or bromination, with about 1 to 8% by weight, preferably 3 to 7% by weight of chlorine or bromine, based on the weight of the polymer or hydrocarbon. The halogenated polymer or hydrocarbon (hereinafter referred to as a skeleton) is then, at 100 to 250°C, typically about 180 to 235°C, for about 0.5 to 10 hours, such as 3 to 8 hours, as a number of functional groups required for the skeleton. It reacts sufficiently with a monounsaturated reactant, such as a monounsaturated carboxylic acid reactant, which can be added, so that the obtained product contains the desired number of moles of the monounsaturated carboxylic acid reactant per mole of the halogenated skeleton. Alternatively, the skeleton and the monounsaturated carboxylic acid reactant are mixed and heated while adding chlorine to the hot material.

염소화는 통상적으로 모노불포화 작용화 반응물에 의한 출발 올레핀 중합체의 반응성 증가에 기여하지만, 이는 본 발명에 그 사용이 고려되는 일부 중합체 또는 탄화수소, 특히 높은 말단 결합 함량 및 반응성을 갖는 바람직한 중합체 또는 탄화수소에서는 필요하지 않다. 따라서, 바람직하게는, 상기 골격 및 모노불포화 작용성 반응물(카복실산 반응물)은 승온에서 접촉하여 초기의 열적 "엔" 반응을 일으킨다. 엔 반응은 공지되어 있다. Chlorination usually contributes to an increase in the reactivity of the starting olefin polymer by the monounsaturated functionalization reactants, but this is necessary in some polymers or hydrocarbons contemplated for their use in the present invention, especially preferred polymers or hydrocarbons with high end bond content and reactivity. Not. Thus, preferably, the backbone and monounsaturated functional reactants (carboxylic acid reactants) are brought into contact at elevated temperature to cause an initial thermal “ene” reaction. Yen reactions are known.

상기 탄화수소 또는 중합체 골격은 다양한 방법에 의해 중합체 쇄를 따라 작용기의 랜덤 결합에 의해 작용화될 수 있다. 예를 들면, 용액 또는 고체 형태의 상기 중합체는 자유 라디칼 개시제의 존재 하에, 상술된 바와 같이, 모노불포화 카복실산 반응물과 그래프팅될 수 있다. 용액 중에서 수행되는 경우, 상기 그래프팅은 100 내지 260℃, 바람직하게는 120 내지 240℃ 범위의 승온에서 일어난다. 바람직하게는, 자유-라디칼 개시제에 의한 그래프팅은 초기 총 오일 용액을 기준으로 예를 들어 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 30 중량%의 중합체를 함유하는 무기 윤활유 용액에서 성취된다. The hydrocarbon or polymer backbone can be functionalized by random bonding of functional groups along the polymer chain by various methods. For example, the polymer in solution or solid form can be grafted with a monounsaturated carboxylic acid reactant, as described above, in the presence of a free radical initiator. When carried out in solution, the grafting takes place at an elevated temperature in the range of 100 to 260°C, preferably 120 to 240°C. Preferably, grafting with a free-radical initiator is achieved in an inorganic lubricating oil solution containing for example 1 to 50% by weight, preferably 5 to 30% by weight of polymer, based on the initial total oil solution.

사용될 수 있는 자유-라디칼 개시제는 퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드 및 아조 화합물, 바람직하게는 약 100℃ 초과의 비등점을 갖고 상기 그래프팅 온도 범위에서 열 분해되어 자유-라디칼을 제공하는 화합물들이다. 이러한 자유-라디칼 개시제의 대표적인 예는 아조부티로나이트릴, 2,5-다이메틸헥스-3-엔-2, 5-비스-3급-부틸 퍼옥사이드 및 다이큐멘 퍼옥사이드이다. 개시제는, 사용시, 전형적으로 상기 반응 혼합물 용액의 중량을 기준으로 0.005 내지 1 중량%의 양으로 사용된다. 전형적으로, 상기 모노불포화 카복실산 반응물 및 자유-라디칼 개시제는 약 1.0:1 내지 30:1, 바람직하게는 3:1 내지 6:1의 중량비 범위로 사용된다. 상기 그래프팅은 바람직하게는 질소 블랭킷팅(blanketing) 하에서와 같은 불활성 대기에서 수행된다. 생성 그래프팅된 중합체는 중합체 쇄를 따라 랜덤으로 결합된 카복실산(또는 유도체) 잔기를 갖는 것을 특징으로 하는데, 물론 상기 중합체 쇄의 일부는 그래프팅되지 않은 채로 존재하는 것으로 이해된다. 상술된 자유 라디칼 그래프팅은 본 발명에서 사용된 다른 중합체 및 탄화수소에 대해서도 사용될 수 있다. Free-radical initiators that may be used are peroxides, hydroperoxides and azo compounds, preferably compounds having a boiling point above about 100° C. and thermally decomposed in the above grafting temperature range to give free-radicals. Representative examples of such free-radical initiators are azobutyronitrile, 2,5-dimethylhex-3-ene-2, 5-bis-tert-butyl peroxide and dicumene peroxide. Initiator, when used, is typically used in an amount of 0.005 to 1% by weight, based on the weight of the reaction mixture solution. Typically, the monounsaturated carboxylic acid reactant and free-radical initiator are used in a weight ratio range of about 1.0:1 to 30:1, preferably 3:1 to 6:1. The grafting is preferably carried out in an inert atmosphere such as under nitrogen blanketing. The resulting grafted polymer is characterized by having carboxylic acid (or derivative) moieties randomly bound along the polymer chain, of course it is understood that some of the polymer chains remain ungrafted. The free radical grafting described above can also be used for other polymers and hydrocarbons used in the present invention.

상기 골격을 작용화하는 데 사용되는 바람직한 모노불포화 반응물은 모노- 및 다이카복실산 물질, 즉 산 또는 산 유도체 물질, 예를 들면 (i) 모노불포화 C4 내지 C10 다이카복실산(이때, (a) 카복실 기는 인접해 있고(즉, 인접한 탄소 원자 상에 위치해 있음), (b) 상기 인접한 탄소 원자들 중 적어도 하나, 바람직하게는 둘 다는 상기 모노불포화의 일부임); (ii) (i)의 유도체, 예컨대 (i)의 무수물 또는 C1 내지 C5 알콜 유도된 모노- 또는 다이에스터; (iii) 모노불포화 C3 내지 C10 모노카복실산(이때, 탄소-탄소 이중 결합은 카복실 기, 즉 -C=C-CO- 구조의 카복실 기와 공액결합됨); 및 (iv) (iii)의 유도체, 예컨대 (iii)의 C1 내지 C5 알콜 유도된 모노- 또는 다이에스터를 포함한다. 모노불포화 카복실산 물질 (i) 내지 (iv)의 혼합물을 또한 사용할 수 있다. 상기 골격과 반응시, 상기 모노불포화 카복실산 반응물의 모노불포화는 포화가 된다. 따라서, 예를 들어, 말레산 무수물은 골격-치환된 숙신산 무수물이 되고, 아크릴산은 골격-치환된 프로피온산이 된다. 이와 같은 모노불포화 카복실산 반응물의 예는 푸마르산, 이타콘산, 말레산, 말레산 무수물, 클로로말레산, 클로로말레산 무수물, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 신남산, 및 이들의 저급 알킬(예컨대, C1 내지 C4 알킬) 산 에스터, 예를 들면 메틸 말리에이트, 에틸 푸마레이트 및 메틸 푸마레이트이다. Preferred monounsaturated reactants used to functionalize the backbone are mono- and dicarboxylic acid materials, i.e. acid or acid derivative materials, such as (i) monounsaturated C 4 to C 10 dicarboxylic acids, wherein (a) carboxyl Groups are contiguous (ie located on adjacent carbon atoms) and (b) at least one, preferably both of said adjacent carbon atoms are part of said monounsaturation; (ii) derivatives of (i), such as anhydrides of (i) or C 1 to C 5 alcohol derived mono- or diesters; (iii) monounsaturated C 3 to C 10 monocarboxylic acid (here, the carbon-carbon double bond is conjugated with a carboxyl group, that is, a carboxyl group of the structure -C=C-CO-); And (iv) a derivative of (iii), such as the C 1 to C 5 alcohol derived mono- or diester of (iii). Mixtures of monounsaturated carboxylic acid substances (i) to (iv) can also be used. Upon reaction with the skeleton, the monounsaturation of the monounsaturated carboxylic acid reactant becomes saturated. Thus, for example, maleic anhydride becomes a skeleton-substituted succinic anhydride, and acrylic acid becomes a skeleton-substituted propionic acid. Examples of such monounsaturated carboxylic acid reactants include fumaric acid, itaconic acid, maleic acid, maleic anhydride, chloromaleic acid, chloromaleic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, and lower alkyls thereof (e.g., C 1 to C 4 alkyl) acid esters such as methyl maleate, ethyl fumarate and methyl fumarate.

필요한 작용성을 제공하기 위해, 상기 모노불포화 카복실산 반응물, 바람직하게는 말레산 무수물은 전형적으로 중합체 또는 탄화수소의 몰을 기준으로 거의 동등한 몰량 내지 약 100 질량% 과잉, 바람직하게는 5 내지 50 질량% 과잉 범위의 양으로 사용될 것이다. 미반응된 과잉의 모노불포화 카복실산 반응물은 필요한 경우 통상적으로 진공 하에서 예를 들면 스트리핑에 의해 최종 분산제 생성물로부터 제거될 수 있다.In order to provide the required functionality, the monounsaturated carboxylic acid reactant, preferably maleic anhydride, is typically in an approximately equivalent molar amount to about 100% by mass excess, preferably 5 to 50% by mass excess, based on the moles of polymer or hydrocarbon. It will be used in a range amount. Unreacted excess monounsaturated carboxylic acid reactant can be removed from the final dispersant product, if necessary, usually under vacuum, for example by stripping.

공-첨가제Ball-additive

본 발명의 윤활유 조성물은, (B) 및 (C)와 상이한 추가적인 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 추가적인 첨가제는, 예를 들면 무회(ashless) 분산제, 다른 금속 세정제, 내마모제 예컨대 아연 다이하이드로카빌 다이티오포스페이트, 산화방지제 및 해유화제를 포함할 수 있다. 일부 경우, 무회 분산제가 제공될 필요는 없다.The lubricating oil composition of the present invention may further contain additional additives different from (B) and (C). Such additional additives may include, for example, ashless dispersants, other metal cleaners, antiwear agents such as zinc dihydrocarbyl dithiophosphate, antioxidants and demulsifiers. In some cases, it is not necessary to provide an ashless dispersant.

필수적인 것은 아니지만, 첨가제를 포함하는 하나 이상의 첨가제 패키지 또는 농축물을 제조하는 것이 바람직할 수 있고, 이때 첨가제 (B) 및 (C)는 동시에 베이스 오일에 첨가되어 윤활유 조성물을 형성할 수 있다. 윤활유 내로 첨가제 패키지를 용해시키는 것은 용매에 의해 그리고 온화한 가열이 수반되는 혼합에 의해 촉진될 수 있지만, 이는 필수적이지 않다. 첨가제 패키지가 소정량의 베이스 오일과 조합되는 경우, 이러한 첨가제 패키지는 전형적으로 상기 첨가제(들)를 적당량 함유하여 목적하는 농도를 제공하고/하거나 최종 조성물에서의 의도된 기능을 수행하도록 배합된다. 따라서, 본 발명에 따르면 첨가제 (B) 및 (C)는 다른 바람직한 첨가제와 함께 소량의 베이스 오일 또는 다른 상용성 용매와 혼합되어 첨가제 패키지를 기준으로 예를 들면 적절한 비율로 첨가제의 2.5 내지 90 질량%, 바람직하게는 5 내지 75 질량%, 가장 바람직하게는 8 내지 60 질량%의 양으로 활성 성분을 함유하고, 나머지는 베이스 오일인 첨가제 패키지를 형성할 수 있다.Although not required, it may be desirable to prepare one or more additive packages or concentrates comprising additives, wherein additives (B) and (C) can be added to the base oil at the same time to form a lubricating oil composition. Dissolution of the additive package into the lubricating oil can be facilitated by the solvent and by mixing with gentle heating, but this is not essential. When an additive package is combined with an amount of base oil, such an additive package is typically formulated to contain an appropriate amount of the additive(s) to provide the desired concentration and/or to perform the intended function in the final composition. Thus, according to the present invention, additives (B) and (C) are mixed with a small amount of base oil or other compatible solvent together with other preferred additives, based on the additive package, for example, 2.5 to 90% by mass of the additive in an appropriate proportion. It is possible to form an additive package containing the active ingredient in an amount of, preferably 5 to 75% by mass, most preferably 8 to 60% by mass, and the balance being a base oil.

트렁크 피스톤 엔진 오일로서의 최종 조성물은 전형적으로 첨가제 패키지의 30 질량%, 바람직하게는 10 내지 28 질량%, 더 바람직하게는 12 내지 24 질량%를 함유할 수 있고, 나머지는 베이스 오일이다. 트렁크 피스톤 엔진 오일은 20 내지 60, 예컨대 30 내지 55의 조성된 TBN(ASTM D2896 사용)을 가질 수 있다. 예를 들면, TBN은 40 내지 55, 또는 35 내지 50일 수 있다.The final composition as a trunk piston engine oil may typically contain 30% by mass, preferably 10 to 28% by mass, more preferably 12 to 24% by mass of the additive package, the balance being the base oil. The trunk piston engine oil may have a composition TBN (using ASTM D2896) of 20 to 60, such as 30 to 55. For example, TBN may be 40 to 55, or 35 to 50.

실시예Example

본 발명은 하기 실시예로 예시되지만 여하한 방식으로든 이들로 제한되지 않는다.The invention is illustrated by the following examples, but is not limited to these in any way.

성분ingredient

하기 성분들을 사용하였다:The following ingredients were used:

에스터 Ester 베이스스톡Base stock (A1)(A1)

폴리올 에스터 (프리올루브(PRIOLUBE)(등록된 상표) 3970), 100℃에서 4.4 mm2s-1 의 점도를 갖는, C8-10 지방산과의 트라이메틸올프로판 에스터, 예를 들어, 크로다(Croda) 윤활제;Polyol ester (PRIOLUBE (registered trademark) 3970), a trimethylolpropane ester with a C8-10 fatty acid having a viscosity of 4.4 mm 2 s -1 at 100° C., for example Croda( Croda) lubricants;

알파-올레핀의 공중합체 형태의 중합체 에스터 (켓젠루브(KETJENLUBE)(등록된 상표) 115), 및 대략 1400의 평균 분자량의 다이카르복실산 다이뷰틸에스터.Polymer esters in the form of copolymers of alpha-olefins (KETJENLUBE (registered trademark) 115), and dicarboxylic acid dibutyl esters with an average molecular weight of approximately 1400.

베이스스톡Base stock (A2) (A2)

그룹 I 오일 (쏘마페(XOMAPE) 600) (비교용)Group I oil (XOMAPE 600) (for comparison)

그룹 II 오일 (로프(RLOP) 600)Group II oil (RLOP 600)

그룹 III 오일 (유베이스(YUBASE) 8)Group III oil (YUBASE 8)

상업적 명칭이 괄호 안에 있음. Commercial name in parentheses.

세정제 (B)Detergent (B)

칼슘 알킬 살리실레이트 (BI 8.0)Calcium alkyl salicylate (BI 8.0)

칼슘 알킬 살리실레이트 (BI 3.0)Calcium alkyl salicylate (BI 3.0)

염기도 지수가 괄호 안에 있음.Basicity index in parentheses.

PIBSAPIBSA (C) (C)

950의 수 평균 분자량을 갖는 폴리아이소부텐으로부터 유도된, 폴리아이소부텐 석신산 무수물 Polyisobutene succinic anhydride, derived from polyisobutene with a number average molecular weight of 950

HFOHFO

중질 연료유 (ISO-F-RMK 380)Heavy fuel oil (ISO-F-RMK 380)

트렁크 피스톤 선박 엔진 윤활유 (Trunk Piston Marine Engine Lubricant ( TPEOTPEO ))

상기 성분들을 선택하여 블렝딩함으로써 소정 범위의 TPEO를 제공하였다. 일부는 본 발명의 실시예이며, 다른 것들은 비교 목적을 위한 대조 실시예이다. 각각 HFO를 함유한 경우 시험된 TPEO의 조성을 하기 "결과"라는 부제 아래의 표에 기재하였다(질량%).The above ingredients were selected and blended to provide a range of TPEO. Some are examples of the invention, others are control examples for comparison purposes. When each HFO was contained, the composition of the tested TPEO was described in the table under the subheading "Results" below (mass%).

시험exam

광 산란Light scattering

아스팔텐 응집 및 그에 따른 "블랙 슬러지" 형성을 예측하는 집속 빔 반사율 방법("Focused Beam Reflectance Method", FBRM)에 따라 광 산란을 사용하여 아스팔텐 분산능에 대해 시험용 트렁크 피스톤 선박 엔진 윤활유(TPEO)를 평가하였다.Test trunk piston marine engine lubricating oil (TPEO) for asphaltene dispersibility using light scattering according to the focused beam reflectance method (“Focused Beam Reflectance Method” (FBRM)) that predicts asphaltene agglomeration and consequently “black sludge” formation. Evaluated.

FBRM 시험 방법은 2005년 10월 24일부터 28일까지 일본 도쿄에서 선박 공학에 대한 제 7차 국제 심포지엄에서 공개되었고, 학회 회보로서 문헌[The Benifits of Salicylate Detergents in TPEO Applications with a Variety of Base Stocks]으로 발간되었다. 더 상세한 내용은 2007년 5월 21일부터 24일까지 오스트리아 비엔나에서 열린 CIMAC 회의에서 공개되었고, 학회 회보로서 문헌[Meeting the Challenge of New Base Fluids for the Lubrication of Medium Speed Marine Engines - An Additive Approach]으로 발간되었다. 후자 논문에서는, FBRM 방법을 사용하여, 90% 초과 또는 미만의 포화물 및 0.03% 초과 또는 미만의 황을 함유하는 베이스스톡을 기제로 한 윤활제 시스템에 대한 성능을 예측하는, 아스팔텐 분산능에 대한 정량적 결과를 얻을 수 있음을 개시하였다. FBRM으로부터 얻은 상대적 성능의 예측은 선박 디젤 엔진에서 엔진 시험에 의해 확인되었다.The FBRM test method was published at the 7th International Symposium on Ship Engineering in Tokyo, Japan from October 24 to 28, 2005, and as a journal of the Society [The Benifits of Salicylate Detergents in TPEO Applications with a Variety of Base Stocks] Was published. More details were presented at the CIMAC meeting held in Vienna, Austria from 21 to 24 May 2007, as a conference bulletin [Meeting the Challenge of New Base Fluids for the Lubrication of Medium Speed Marine Engines-An Additive Approach]. Was published. In the latter paper, the FBRM method is used to predict the performance of a basestock-based lubricant system containing more than or less than 90% saturates and more than or less than 0.03% sulfur, a quantitative analysis of asphaltene dispersibility. It has been disclosed that results can be obtained. The prediction of the relative performance obtained from the FBRM was confirmed by engine tests in marine diesel engines.

FBRM 프로브는 레이저 광이 프로브 팁(tip)에 도달하도록 이동하는 섬유 광 케이블을 함유한다. 팁에서는, 렌즈가 레이저 광을 작은 점으로 집속시킨다. 상기 렌즈는 집속 빔(focussed beam)을 프로브 창과 샘플 사이의 원형 경로를 스캔하도록 회전된다. 입자들이 창을 지나 흐름에 따라, 이들은 스캐닝 경로를 교차하여 개별 입자들로부터 후방 산란된 광을 제공한다.The FBRM probe contains a fiber optic cable that moves to allow the laser light to reach the probe tip. At the tip, the lens focuses the laser light to a small point. The lens is rotated to scan the circular path between the probe window and the sample with a focused beam. As the particles flow through the window, they cross the scanning path and provide backscattered light from the individual particles.

스캐닝 레이저 빔은 입자들보다 훨씬 더 빠르게 이동하는데, 이는 입자들이 효과적인 정지상(stationary)임을 의미한다. 집속 빔이 입자의 한 가장자리에 도달함에 따라, 후방 산란된 광의 양은 증가하고, 그 양은 집속 빔이 입자의 다른 가장자리에 도달하는 경우 감소할 것이다.The scanning laser beam travels much faster than the particles, which means that the particles are effectively stationary. As the focused beam reaches one edge of the particle, the amount of backscattered light increases, and the amount will decrease when the focused beam reaches the other edge of the particle.

상기 장비는 증가된 후방 산란의 시간을 측정한다. 한 입자로부터의 후방 산란의 시간을 스캔 속도와 곱한 결과는 거리 또는 현(chord) 길이이다. 현 길이는 입자의 가장자리 상의 임의의 두 지점 간의 직선이다. 이는 현 길이 분포로서, 즉 미크론 단위의 현 길이 치수의 함수로서 측정되는 현 길이(입자)의 수의 그래프로서 나타난다. 측정이 실 시간으로 이루어짐에 따라, 분포 통계를 계산하고 추적할 수 있다. 전형적으로, FBRM은 초당 수만 현을 측정하여, 강력한 [수×현 길이] 분포를 생성한다. 이 방법은 아스팔텐 입자들의 입자 크기 분포의 절대적인 측정치를 제공한다.The instrument measures the time of increased backscatter. The time of backscattering from a particle multiplied by the scan speed is the distance or chord length. The chord length is a straight line between any two points on the edge of the particle. It is represented as a chord length distribution, ie as a graph of the number of chord lengths (particles) measured as a function of chord length dimension in microns. As measurements are made in real time, distribution statistics can be calculated and tracked. Typically, FBRM measures tens of thousands of chords per second, creating a strong [several times chord length] distribution. This method provides an absolute measure of the particle size distribution of asphaltene particles.

집속 빔 반사율 프로브(FBRM), 모델 라센테크(Lasentec) D600L은 영국 레스터 소재의 메틀러 톨레도(Mettler Toledo)에 의해 공급된다. 이 장비를 1㎛ 내지 1mm의 입자 크기 분해능을 제공하도록 구성하였다. FBRM으로부터의 데이터는 몇몇 방식으로 제시될 수 있다. 초당 평균 카운트를 아스팔텐 분산능의 정량적 결정치로서 사용할 수 있음을 제안하는 연구가 있었다. 이 값은 응집물의 평균 크기 및 수준 둘 다의 함수이다. 본원에서, (전체 크기 범위에 걸친) 평균 카운트 속도는 샘플 1개당 1초의 측정 시간을 사용하여 모니터하였다.The focused beam reflectance probe (FBRM), model Lasentec D600L, is supplied by Mettler Toledo, Leicester, UK. This equipment was configured to provide a particle size resolution of 1 μm to 1 mm. Data from FBRM can be presented in several ways. Studies have suggested that the average count per second can be used as a quantitative determinant of the asphaltene dispersibility. This value is a function of both the average size and level of agglomerates. Herein, the average count rate (over the entire size range) was monitored using a measurement time of 1 second per sample.

시험용 TPEO를 60℃로 가열하고 400 rpm에서 교반하였다. 온도가 60℃에 도달한 경우, FBRM 프로브를 샘플에 넣고 15분 동안 측정하였다. 중질 연료유 분취량(10% w/w)을 4개의 날개가 달린 교반기(400 rpm)를 사용하여 교반하에 TPEO로 도입시켰다. 카운트 속도가 평형 값에 도달하였을 때(전형적으로 하룻밤) 초당 평균 카운트 값을 취하였다.The test TPEO was heated to 60° C. and stirred at 400 rpm. When the temperature reached 60° C., an FBRM probe was put into the sample and measured for 15 minutes. An aliquot (10% w/w) of heavy fuel oil was introduced into TPEO under stirring using a four-winged stirrer (400 rpm). When the count rate reached the equilibrium value (typically overnight) the average count value per second was taken.

결과result

광 산란Light scattering

FBRM 시험 결과를 하기 표에 정리였으며, 더 낮은 입자 카운트는 더 나은 성능을 나타낸다.The FBRM test results are summarized in the table below, with lower particle counts indicating better performance.

참조예는 "참조"로 나타내었다.Reference examples are indicated by "reference".

각각의 시험된 TPEO는 40의 BN을 갖고, 1.23 질량%(칼슘 대비)의, BI 8.0의 칼슘 살리실레이트 및 0.24 질량%(칼슘 대비)의, BI 3.0의 칼슘 살리실레이트를 포함하고, 동일한 양의 Zn 및 실리콘 거품억제제를 포함한다. 마감처리된 오일 성분의 잔여물은 하기 표에 주어져 있다:Each tested TPEO has a BN of 40 and contains 1.23% by mass (relative to calcium) of calcium salicylate at BI 8.0 and 0.24% by mass (relative to calcium), calcium salicylate at BI 3.0, and the same Includes positive Zn and silicone antifoam. The residue of the finished oil component is given in the table below:

[표 1][Table 1]

Figure 112013105546740-pat00004
Figure 112013105546740-pat00004

참조 3 및 참조 4는 미국 특허 출원 공보 제 2011/0319304 A1 호('304)에 예시되어 있다. Reference 3 and reference 4 are illustrated in US Patent Application Publication No. 2011/0319304 A1 ('304).

참조 4(에스터 단독으로 사용)는 '304의 교시를 확인한다. Ref. 4 (using ester alone) confirms the teaching of '304.

참조 5(PIBSA 단독으로 사용)는 '594의 교시를 확인한다. Reference 5 (used by PIBSA alone) confirms the teaching of '594.

실시예 1-3는 PIBSA 및 에스터의 상승적 효과를 확인한다.Examples 1-3 confirm the synergistic effect of PIBSA and esters.

각각의 시험된 TPEO는 40의 BN을 갖고, 0.75 질량%(칼슘 대비)의, BI 8.0의 칼슘 살리실레이트 및 0.68 질량%(칼슘 대비)의, BI 3.0의 칼슘 살리실레이트를 포함하고, 동일한 양의 Zn을 포함한다. 마감처리된 오일 성분의 잔여물은 하기 표에 주어져 있다:Each tested TPEO has a BN of 40 and contains 0.75% by mass (relative to calcium) of calcium salicylate at BI 8.0 and 0.68% by mass (relative to calcium), calcium salicylate at BI 3.0, and the same Contains positive Zn. The residue of the finished oil component is given in the table below:

[표 2][Table 2]

Figure 112013105546740-pat00005
Figure 112013105546740-pat00005

결과값은 PIBSA 및 에스터의 처리 속도를 변화시키는 것이 결과에 영향을 준다는 것을 보여준다: 실시예 4 내지 8에서, PIBSA 처리 속도는 일정하게 유지되고, 에스터 처리 속도는 계속해서 증가하고; 실시예 9 내지 13에서, 에스터 처리 속도는 일정하게 유지되고, PIBSA 처리 속도는 계속해서 증가한다. 실시예 14는, 참조 6(그룹 I 오일)보다 큰, 그룹 III 베이스 오일에 대한 본 발명의 적용 가능성을 보여주고, 실시예 15는 프리올루브 3970 이외의 에스터에 대한 본 발명의 적용 가능성을 보여준다. The results show that changing the processing rate of PIBSA and ester affects the result: In Examples 4 to 8, the PIBSA processing rate was kept constant, and the ester processing rate continued to increase; In Examples 9 to 13, the ester processing rate was kept constant, and the PIBSA processing rate continued to increase. Example 14 shows the applicability of the invention to Group III base oils, greater than Reference 6 (Group I oil), and Example 15 shows the applicability of the invention to esters other than Priolube 3970. .

각각의 시험된 TPEO는 30의 BN을 갖고, 0.56 질량%(칼슘 대비)의, BI 8.0의 칼슘 살리실레이트, 및 0.51 질량%(칼슘 대비)의, BI 3.0의 칼슘 살리실레이트를 포함하고, 동일한 양의 Zn을 포함한다. 마감처리된 오일 성분의 잔여물은 하기 표에 주어져 있다.Each tested TPEO has a BN of 30 and contains 0.56% by mass (relative to calcium) of calcium salicylate of BI 8.0, and 0.51% by mass (relative to calcium) of calcium salicylate BI 3.0, It contains the same amount of Zn. The residues of the finished oil component are given in the table below.

[표 3][Table 3]

Figure 112013105546740-pat00006
Figure 112013105546740-pat00006

상기 결과값은, 본 발명의 효과는 보다 낮은 BN을 갖는 TPEO에서 나타난다는 것을 보여준다. The above results show that the effect of the present invention appears in TPEO with lower BN.

Claims (20)

중질 연료유가 연료로 보급되는 경우, 엔진의 작동시에 사용중 아스팔텐 취급성을 개선하기 위한, 트렁크 피스톤 선박 엔진 윤활유 조성물로서,
(A) 유용성(oil-soluble) 에스터 베이스스톡(basestock)(A1)이거나; 또는
0.1 질량% 내지 90 질량%의 유용성 에스터 베이스스톡(A1), 및 윤활 점도 오일의 잔여물의 50 질량 % 이상으로서, 90% 이상의 포화체 및 0.03 % 이하의 황 또는 이의 혼합물을 포함하는 베이스스톡(A2)을 포함하는,
상기 조성물의 50 질량% 이상의, 윤활 점도 오일;
(B) 소량의 유용성 과염기성(overbased) 금속 하이드로카빌-치환된 하이드록시벤조에이트 세정제; 및
(C) 상기 조성물의 0.1 질량% 초과 내지 10 질량% 미만의, 소량의 유용성 폴리알케닐-치환된 카르복실산 무수물(이때, 하나 이상의 폴리알케닐 기는 200 내지 3000의 수평균 분자량을 갖는 폴리알켄으로부터 유도됨)
을 포함하거나, 또는 이들을 혼합함으로써 제조되는, 윤활유 조성물.
As a trunk piston marine engine lubricating oil composition for improving asphaltene handling during use when the heavy fuel oil is supplied as fuel,
(A) is an oil-soluble ester basestock (A1); or
0.1% to 90% by mass of an oil-soluble ester basestock (A1), and a basestock comprising at least 50% by mass of the residue of oil with a lubricating viscosity of at least 90% of saturates and at most 0.03% of sulfur or mixtures thereof ) Containing,
A lubricating viscosity oil of at least 50% by mass of the composition;
(B) small amounts of oil-soluble overbased metal hydrocarbyl-substituted hydroxybenzoate detergents; And
(C) a small amount of oil-soluble polyalkenyl-substituted carboxylic acid anhydride of greater than 0.1% to less than 10% by mass of the composition, wherein at least one polyalkenyl group is a polyalkene having a number average molecular weight of 200 to 3000. Derived from)
Containing, or prepared by mixing them, a lubricating oil composition.
제 1 항에 있어서,
윤활 점도 오일 내에, 상기 베이스스톡(A2)이, 존재하는 경우, 90% 이상 포화체 및 0.03% 이하의 황 또는 이의 혼합물을 함유하는 베이스스톡을 60 질량% 초과로 포함하는, 윤활유 조성물.
The method of claim 1,
A lubricating oil composition, wherein the basestock (A2), if present, comprises more than 60% by mass of a basestock containing at least 90% saturates and at most 0.03% sulfur or mixtures thereof.
제 1 항에 있어서,
베이스스톡(A2)이, 존재하는 경우, 그룹 II, 그룹 III 또는 그룹 IV 베이스스톡인, 윤활유 조성물.
The method of claim 1,
The lubricating oil composition, wherein the basestock (A2), if present, is a group II, group III or group IV basestock.
제 1 항에 있어서,
금속 하이드로카빌-치환된 하이드록시벤조에이트 세정제(B)가 칼슘 알킬 살리실레이트 세정제인, 윤활유 조성물.
The method of claim 1,
A lubricating oil composition, wherein the metal hydrocarbyl-substituted hydroxybenzoate detergent (B) is a calcium alkyl salicylate detergent.
제 4 항에 있어서,
금속 하이드로카빌-치환된 하이드록시벤조에이트 세정제(B)가 C9 내지 C30 알킬-치환된 것인, 윤활유 조성물.
The method of claim 4,
The lubricating oil composition, wherein the metal hydrocarbyl-substituted hydroxybenzoate detergent (B) is C 9 to C 30 alkyl-substituted.
제 4 항에 있어서,
금속 하이드로카빌-치환된 하이드록시벤조에이트 세정제(B)가 C20 또는 더 고급 알킬-치환된 것인, 윤활유 조성물.
The method of claim 4,
The lubricating oil composition, wherein the metal hydrocarbyl-substituted hydroxybenzoate detergent (B) is C 20 or higher alkyl-substituted.
제 1 항에 있어서,
무수물(C) 중의 폴리알케닐 치환체가 8 내지 400개의 탄소 원자를 갖는, 윤활유 조성물.
The method of claim 1,
The lubricating oil composition, wherein the polyalkenyl substituent in the anhydride (C) has 8 to 400 carbon atoms.
제 1 항에 있어서,
무수물(C) 중의 폴리알케닐 치환체가 350 내지 1000의 수평균 분자량을 갖는, 윤활유 조성물.
The method of claim 1,
The lubricating oil composition wherein the polyalkenyl substituent in anhydride (C) has a number average molecular weight of 350 to 1000.
제 1 항에 있어서,
폴리알케닐-치환된 카르복실산 무수물(C)이 석신산 무수물인, 윤활유 조성물.
The method of claim 1,
The lubricating oil composition, wherein the polyalkenyl-substituted carboxylic anhydride (C) is succinic anhydride.
제 9 항에 있어서,
석신산 무수물(C)이 폴리부텐 석신산 무수물인, 윤활유 조성물.
The method of claim 9,
The lubricating oil composition, wherein the succinic anhydride (C) is polybutene succinic anhydride.
제 1 항에 있어서,
에스터 베이스스톡(A1)이 10 내지 90 질량%의 양으로 존재하는, 윤활유 조성물.
The method of claim 1,
The lubricating oil composition, wherein the ester basestock (A1) is present in an amount of 10 to 90% by mass.
제 1 항에 있어서,
에스터 베이스스톡(A1)이 100℃에서 2 내지 10 mm2s-1의 동적 점도(kinematic viscosity)를 갖는, 윤활유 조성물.
The method of claim 1,
The lubricating oil composition, wherein the ester base stock (A1) has a kinematic viscosity of 2 to 10 mm 2 s -1 at 100°C.
제 1 항에 있어서,
에스터 베이스스톡(A1)이 폴리올 에스터 베이스스톡인, 윤활유 조성물.
The method of claim 1,
The ester base stock (A1) is a polyol ester base stock, a lubricant composition.
제 1 항에 있어서,
중질 연료유 성분을 추가로 포함하는 윤활유 조성물.
The method of claim 1,
Lubricating oil composition further comprising a heavy fuel oil component.
트렁크 피스톤 중속(medium-speed) 압축-점화 선박 엔진의 작동 방법으로서,
(i) 상기 엔진에 중질 연료유를 연료로 보급하는 단계; 및
(ii) 상기 엔진의 크랭크실(crankcase)을 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 조성물로 윤활화시키는 단계
를 포함하는 작동 방법.
A method of operating a trunk piston medium-speed compression-ignition marine engine, comprising:
(i) replenishing the engine with heavy fuel oil as fuel; And
(ii) lubricating the crankcase of the engine with a composition according to any one of claims 1 to 14.
How it works, including.
중속 압축-점화 선박 엔진의 연소실 표면 윤활화 및 엔진의 작동 동안 트렁크 피스톤 선박 윤활유 조성물에 아스팔텐을 분산시키는 방법으로서,
(i) 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 제공하는 단계;
(ii) 상기 조성물을 상기 연소실 내에 제공하는 단계;
(iii) 상기 연소실 내에 중질 연료유를 제공하는 단계; 및
(iⅴ) 상기 연소실 내에서 상기 중질 연료유를 연소시키는 단계
를 포함하는 분산 방법.
A method of dispersing asphaltenes in a trunk piston ship lubricating oil composition during operation of the engine and during operation of the combustion chamber surface of a medium speed compression-ignition ship engine,
(i) providing a composition according to any one of claims 1 to 14;
(ii) providing the composition in the combustion chamber;
(iii) providing heavy fuel oil in the combustion chamber; And
(iv) burning the heavy fuel oil in the combustion chamber
Dispersion method comprising a.
제 16 항에 있어서,
아스팔텐의 분산이 집속 빔 반사율 방법("Focussed Beam Reflectance Method", FBRM)을 이용하여 측정되는, 분산 방법.
The method of claim 16,
A dispersion method in which the dispersion of asphaltenes is measured using a focused beam reflectance method ("Focussed Beam Reflectance Method", FBRM).
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EP12193607.4 2012-11-21

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