KR102270356B1 - 신규한 에스테르 화합물, 그 제조 방법 및 용도 - Google Patents

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토마스 킬타우
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Abstract

본 발명은 디(di)-, 트리(tri)-, 또는 그 이상의 관능성 카르복실산에 기초한 하기 일반식 (I)의 신규한 에스테르 화합물, 그 제조 방법, 및 윤활제 내에서의 용도에 관한 것이다:
Figure 112019090563568-pct00030

Description

신규한 에스테르 화합물, 그 제조 방법 및 용도
본 발명은 디(di)-, 트리(tri)-, 또는 그 이상의 관능성 카르복실산에 기초한 하기 일반식 (I)의 신규한 에스테르 화합물, 그 제조 방법, 및 윤활제 내에서의 용도에 관한 것이다:
Figure 112019090563568-pct00001
에스테르 화합물은 지난 몇 년 동안 윤활제 조제에 보다 자주 사용되어 왔다. 공지된 에스테르 화합물의 경우, 윤활제가 물의 존재 하에 사용될 때, 에스테르는 지방산 및 알코올로 절단된다. 이 반응은, 예를 들어, 산 또는 염기에 의해 또는 구리에 의해 촉매될 수 있다. 이로 인해 분자가 파괴된다. 그 결과, 윤활제는 윤활 효과를 잃게 된다. 따라서, 가수 분해에 안정적인 에스테르에 대한 요구가 대두되었다.
또한, 종래의 윤활제는 산화 및/또는 열분해 공정에 의해 그리고 중합에 의해 고온에서 파괴될 수 있기 때문에 고온 적용에 적합하지 못하고, 따라서 윤활 특성 및 효과가 크게 제한을 받았다. 분해 반응에서, 윤활제는 분해되어 저분자량의 휘발성 성분을 생성한다. 이러한 휘발성 성분의 증발은 원하지 않는 점성의 변화, 오일의 손실 및 과도한 증기 형성으로 이어진다. 이것은 마찬가지로 윤활성의 손실을 초래한다. 중합도 또한 윤활제가 불용성 중합 생성물의 형성으로 인해 윤활성을 잃게 한다. 오염물을 제거해야 하기 때문에 유지 관리 작업이 늘어난다. 또한, 화학 폐기물이 생성되며, 이는 복잡한 방식으로 처리되어야 한다. 세척 및 유지 보수 작업의 증가로 인해 윤활될 장치의 정지 시간이 증가한다. 전반적으로, 고온 응용 분야에서 부적절한 윤활제를 사용하면 기계가 더럽고 윤활유에 대한 수요가 높아지므로 비용이 높아진다. 또한 제품 품질도 떨어진다.
다양한 요구 사항을 충족시키기 위해, 윤활유는 다른 특성 중에서도 높은 안정성, 낮은 마찰계수 및 높은 내마모성을 가져야 한다. 고온은 체인, 볼 베어링 및 슬라이드 베어링, 자동차 기술, 운반 기술, 기계 공학, 사무 기술 및 산업 플랜트 및 기계 설비뿐 아니라 가전 제품 및 소비자 가전 분야에서 종종 발생한다. 예를 들어, 요리, 제빵, 가열, 볶기, 끓이기, 멸균, 튀김, 및 스팀작업 경우와 같이 가공 온도가 높을 때가 종종 있다. 이러한 작업에는 다양한 장비가 사용된다. 이러한 장비의 윤활에는 내고온성 윤활유가 필요하다.
환경 친화성 및 독성과 관련하여 식품을 가공하기 위한 장비의 윤활을 위한 베이스 오일(base oils)에 대해서는 특별한 요건이 필요하다. 원칙적으로, 윤활제가 식품, 준고급품, 및 식료품과 간접적으로 직접적으로 접촉할 수 있는 경우, 식품-적합 윤활제 H1이 사용되어야 한다. 식품 산업에서 사용되는 바람직한 분야는 베이킹 오븐 및 기타 고온 응용 분야의 체인, 운반기어, 특히 트롤리 및 베어링이다.
이러한 윤활제는 NSF/H1 또는 NSF/H2 하에서의 인증과 같은 법적 요구사항의 적용을 받는다.
일반적으로 수면 아래에 있는 해양 분야에서 윤활제를 적용하는 경우, 윤활제의 유출로 인한 해양 환경이나 수질 환경이 오염될 위험이 있다. 이러한 용도인 경우 가능한 한 밀봉을 완벽하게 하려는 많은 시도가 있었지만, 윤활유 유출은 거의 매일 발생하고 있다. 2011년 미국 환경보호국(US Environmental Protection Agency)의 한 소식통에 따르면, 건조되는 선박마다 하루에 윤활유 1리터 미만에서부터 최고 20리터까지 손실되는 것으로 보고된다.
그러나 현재까지 알려진 윤활제는 이러한 모든 요건을 충족시킬 수 없다.
중심 분자로서 더 높은 관능성 카르복실산을 포함하는 에스테르, 예를 들어, 이량체 산(dimer acid)이 이미 공지되어 있다. 그러나, 이들 화합물은 일반적으로 생분해성이 아니다. 이들 화합물의 장점은 뛰어난 기술적 특성이다. 나아가, 올레산 올리고머 및/또는 12-히드록시스테아르산 올리고머로부터 에스테르를 제조하는 것도 알려져 있다. 이들 물질은 생분해성이며, 가수 분해에 안정적이며, 재생가능한 원료로부터 생산할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기 명시된 요건을 만족시키는, 즉 윤활제에 사용할 수 있어야 하고 간단하고 쉽게 접근할 수 있는 출발물질로부터 제조될 수 있는 신규한 에스테르 화합물을 제공하는 것이다. 또한, 이들 에스테르 화합물을 제조하기 위한 합성 방법을 제공하고, 높은 수율 및 높은 선택성이 달성되고 간단한 정제가 가능한 방법을 제공한다. 본 발명의 상기 목적은 에스테르 화합물을 제조하기 위한 신규한 방법을 제공함으로써 달성된다.
본 발명에 따른 에스테르 화합물은 하기 특정의 일반식 (I)을 갖는다:
Figure 112019090563568-pct00002
상기식에서,
라디칼 Z는 수소 원자를 하나 갖거나 갖지 않는 하나 이상의 sp3-하이브리드화 탄소 원자, 수소 원자를 갖지 않는 하나 이상의 sp2-하이브리드화 탄소 원자, 또는 사슬/고리에 또는 치환체로서 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 카르복실 단위를 갖지 않는 카르복실산의 구조적 요소로부터 선택되고, 상기 카르복실산의 구조적 요소는 특히 수소화 또는 비수소화된 이량체 산, 수소화 또는 비수소화된 삼량체 산, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 트리멜리트산, 헤미멜리트산, 트리메스산, 시트르산, 이타콘산, 옥살산, 2,2'-티오디아세트산, 3,3'-티오디프로피온산, 아드머르지산(admergic acid), 2,5-퓨란디카르복실산, 시클로헥산-1,4-디카르복실산, 시클로헥산-1,2-디카르복실산, 페닐숙신산, 글루탐산, 아스파르트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 디에틸렌트리아민펜타아세트산, 프로필렌디아민테트라아세트산, 니트릴로트리아세트산, 디글리콜산, 및 이미노디아세트산이고,
라디칼 R1은 수소, 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알킬 라디칼, 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알케닐 라디칼, C7- 내지 C30-아릴알킬 라디칼, 및/또는 C1- 내지 C30-헤테로아릴알킬 라디칼, 및 C4- 내지 C30-아릴 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고,
라디칼 W는 -CH2- 및/또는 -CH=CH-이고,
x는 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 10의 정수이고,
y는 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 10의 정수이고,
m은 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 5의 정수이며,
k는 2 내지 10, 바람직하게는 2 내지 5의 정수이다.
라디칼 Z로서, 수소화 또는 비수소화 이량체 산, 수소화 또는 비수소화 삼량체 산, 프탈산, 이타콘산, 옥살산, 2,2'-티오디아세트산, 3,3'-티오디프로피온산, 아드머르지산, 2,5-퓨란디카르복실산, 시클로헥산-1,4-디카르복실산, 시클로헥산-1,2-디카르복실산, 페닐숙신산, 및 디글리콜산으로 이루어진 군으로부터 선택된 다가 카르복실산을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 한 바람직한 에스테르 화합물은 하기 특정의 일반식 (II)를 갖는다:
Figure 112019090563568-pct00003
상기식에서,
라디칼 Z는 수소 원자를 하나 갖거나 갖지 않는 하나 이상의 sp3-하이브리드화 탄소 원자, 수소 원자를 갖지 않는 하나 이상의 sp2-하이브리드화 탄소 원자, 또는 사슬/고리에 또는 치환체로서 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 카르복실 단위를 갖지 않는 카르복실산의 구조적 요소로부터 선택되고, 상기 카르복실산의 구조적 요소는 특히 수소화 또는 비수소화된 이량체 산, 테레프탈산, 이소프탈산, 프탈산, 이타콘산, 옥살산, 2,2'-티오디아세트산, 3,3'-티오디프로피온산, 아드머르지산(admergic acid), 2,5-퓨란디카르복실산, 시클로헥산-1,4-디카르복실산, 시클로헥산-1,2-디카르복실산, 페닐숙신산, 글루탐산, 아스파르트산, 디글리콜산, 및 이미노디아세트산이고,
라디칼 R1은 수소, 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알킬 라디칼, 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알케닐 라디칼, C7- 내지 C30-아릴알킬 라디칼, 및/또는 C1- 내지 C30-헤테로아릴알킬 라디칼, 및 C4- 내지 C30-아릴 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고,
라디칼 W는 -CH2- 및/또는 -CH=CH-이고,
x는 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 10의 정수이고,
y는 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 10의 정수이고,
m은 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 5의 정수이며,
n은 1 내지 10, 바람직하게는 1 내지 5의 정수이다.
라디칼 Z로서, 수소화 또는 비수소화 이량체 산, 프탈산, 옥살산, 2,2'-티오디아세트산, 3,3'-티오디프로피온산, 아드머르지산, 시클로헥산-1,4-디카르복실산, 시클로헥산-1,2-디카르복실산, 페닐숙신산, 및 디글리콜산으로 이루어진 군으로부터 선택된 다가 카르복실산을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
본 발명에 따른 화학식 (I) 및 (II)의 에스테르 화합물은 하기 기재된 방법 A, B 및 C에 의해 합성될 수 있다.
방법 A에서, 디-, 트리-, 또는 그 이상의 고급 관능성 카르복실산이, 과염소산과 같은 촉매의 영향으로, 불포화 지방산과 반응한 후 알코올로써 에스테르화 된다.
본 발명에 따른 에스테르 화합물의 제조 방법 A는 하기 단계를 포함한다:
(A) 50∼70℃에서 30분 동안 디-, 트리-, 또는 그 이상의 고급 관능성 카르복실산에 촉매를 첨가하는 단계,
(B) 불포화 지방산을 4∼8시간에 걸쳐 상기 혼합물에 첨가한 다음, 상기 반응 혼합물을 10∼14시간 동안 50∼70℃에서 교반하는 단계,
(C) 상기 수득된 중간체를 톨루엔/에테르로 희석하고 물로써 반복 세척하는 단계,
(D) 3∼5시간 동안 교반하면서 120∼150℃에서 촉매의 존재하에 중간체를 알코올로 에스테르화시키는 단계, 여기서 생성된 물 및 유기상의 잔류 물/에테르는 감압 하에서 예를 들어 수분 분리기로 제거하고,
(E) 상기 미정제 생성물을 NaHCO3 수용액 및 물로써 세척하는 단계,
(F) Na2SO4 상에서 건조하는 단계, 및
(G) 190∼300℃에서 감압하에 짧은-경로(short-path) 증발기를 사용하여 상기 미정제 생성물을 정제하는 단계.
상기 불포화 지방산은 바람직하게는 올레산 및/또는 에루크산으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
알코올은 바람직하게는 2-에틸헥산-1-올 및/또는 2-프로필헵탄-1-올 및/또는 2-헥실데칸-1-올 및/또는 2-옥틸도데칸-1-올 및/또는 이소아밀 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된다.
상기 반응 단계 (A)에서 사용되는 촉매는 바람직하게는 과염소산이고, 반응 단계 (D)에서는 바람직하게 p-톨루엔설폰산이다.
화학식 (I) 및 (II)의 화합물에 존재하는 추가의 이중 결합이 카르복실산과 반응할 수 있음에 유의해야 한다.
방법 (B)에 따른 대안적인 합성 경로로서, 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산이 촉매의 작용하에 디-, 트리-, 또는 그 이상의 고급 관능성 카르복실산과 반응하고 이어서 에스테르화 된다.
방법 B는 다음 단계로 구성된다:
(A) 120∼150℃에서 촉매 존재하에 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산과 디-, 트리-, 또는 그 이상의 고급 관능성 카르복실산을 반응시키는 단계,
(B) 압력을 감압하는 단계,
(C) 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산을 5∼20시간에 걸쳐 부분적으로 또는 연속적으로 첨가하는 단계,
(D) 5∼20시간 동안 수득된 상기 반응 혼합물을 감압하에서 교반하고, 예를 들어 물 분리기에 의해 수득된 물을 제거하는 단계,
(E) 상기 중간체를 알코올로써 120∼150℃에서 3∼5시간 동안 교반하면서 에스테르화하는 단계,
(F) 상기 미정제 생성물을 NaHCO3 수용액 및 물로써 세척하는 단계,
(G) Na2SO4 상에서 건조시키는 단계, 및
(H) 190∼300℃에서 감압하에 짧은-경로(short-path) 증발기를 사용하여 상기 미정제 생성물을 정제하는 단계.
상기 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산은 바람직하게는 12-히드록시스테아르산 및/또는 리시놀레산으로부터 선택된다.
알코올은 바람직하게는 2-에틸헥산-1-올 및/또는 2-프로필헵탄-1-올 및/또는 2-헥실데칸-1-올 및/또는 2-옥틸도데칸-1-올 및/또는 이소아밀 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된다.
반응 단계 (A)에서 촉매로서 p-톨루엔설폰산을 사용하는 것이 바람직하다.
추가의 바람직한 합성 방법은 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산을 촉매의 영향하에 알코올과 반응시키고 수득된 중간체를 디-, 트리-, 또는 그 이상의 고급 관능성 카르복실산으로 에스테르화하는 방법 C이다.
방법 C는 다음 단계로 구성된다:
(A) 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산을 60∼90℃에서 촉매의 존재하에 알코올과 반응시키는 단계,
(B) 압력을 감압하는 단계,
(C) 6∼10시간에 걸쳐 수득된 반응 혼합물을 감압하에서 교반하고 수득된 물을 제거하는 단계,
(D) 용매 및 과량의 알코올을 진공하에서 제거하는 단계,
(E) 촉매의 존재하에 상기 중간체를 120∼160℃에서 6∼10시간 동안 디-, 트리-, 또는 그 이상의 고급 관능성 카르복실산과 교반하면서 반응시키고, 수득된 물을 제거하는 단계,
(F) 상기 미정제 생성물을 NaHCO3 수용액 및 물로써 (산) 세척하여 촉매를 제거하고 또는 지지체에 지지된 촉매를 여과하여 분리하거나 또는 진공을 적용하여 휘발성 촉매를 증발시키는 단계,
(G) 예를 들어 Na2SO4와 같은 적합한 건조제로 건조시키는 단계, 및
(H) 상기 미정제 생성물을 190∼300℃에서 감압하에, 예를 들어 짧은-경로(short-path) 증발기로 정제하는 단계.
상기 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산은 바람직하게는 12-히드록시스테아르산 및/또는 리시놀레산으로부터 선택된다.
알코올은 바람직하게는 2-에틸헥산-1-올 및/또는 2-프로필헵탄-1-올 및/또는 2-헥실데칸-1-올 및/또는 2-옥틸도데칸-1-올 및/또는 이소아밀 알코올로 이루어진 군으로부터 선택된다.
반응 단계 (A) 및 (E)에서 촉매로서 p-톨루엔설폰산을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 방법들은 모두 대안적인 촉매, 예를 들어 효소에 기초한 촉매에 부분적으로 또는 완전히 적응될 수 있다.
방법 A, B 및 C에 따른 합성의 실시예:
방법 A
이량체 산 및 올레산의 사용.
이량체 산은 방법 A에서 하기 구조식으로 표시된다.
이 합성 설계는 과염소산이 촉매로 사용되는 화합물 또는 올리고머 혼합물의 합성이다.
하기 반응은 위치선택성이 아니어서 2개의 올레핀성 탄소원자(C9 또는 C10; 아래 그림에서 원으로 표시됨)에서 부착이 일어날 수 있다. 또한, 상기 부착은 다른 탄소원자에서 재배열 반응에 의해 일어날 수 있다(하기 구조식에는 나타내지 않음).
Figure 112019090563568-pct00004
방법 B
촉매로서 다가 카르복실산 및 12-히드록시스테아르산 및 p-톨루엔술폰산 모노수화물(p-TsOH
Figure 112019090563568-pct00005
H2O)의 사용.
OH 기가 C12 탄소에 고정되어 있기 때문에 재배열 반응은 이 방법에서 아무런 역할을 하지 못한다.
Figure 112019090563568-pct00006
방법 B에서, 사용된 다가 카르복실산은 바람직하게는 수소화 및 비수소화 이량체 산, 삼량체 산, 3,3'-티오디프로피온산, 2,2'-티오디아아세트산, 디글리콜산, 이타콘산, 페닐숙신산, 프탈산 무수물, 시클로헥산-1,2-디카르복실산 무수물, 및 시클로헥산-1,4-디카르복실산으로 이루어진 군으로부터 선택된 디-, 트리-, 또는 그 이상의 고급 관능성 카르복실산이다.
에스테르화에는 2-에틸헥산-1-올(상기 설계에서 R1OH로서 표시됨)이 바람직하게 사용된다. 다른 알코올도 사용될 수 있다. 예를 들어, 이소아밀 알코올, 구에르벳 알코올, 예컨대 2-헥실데칸-1-올 또는 2-옥틸도데칸-1-올 및 2-프로필헵탄-1-올이 사용될 수 있다.
방법 C
촉매로서 12-히드록시스테아르산 및 p-톨루엔설폰산 모노수화물(p-TsOH
Figure 112019090563568-pct00007
H2O)의 사용.
Figure 112019090563568-pct00008
상기에서, m'은 0 내지 10, 바람직하게는 0 내지 5의 정수이고, n'은 0 내지 10, 바람직하게는 0 내지 5의 정수이며, m'+n'≥1임.
R1OH로서, 이소아밀 알코올, 2-에틸헥산-1-올, 2-프로필헵탄-1-올, 2-헥실데칸-1-올, 및 2-옥틸도데칸-1-올로 이루어진 군으로부터 선택된 알코올을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 다가 카르복실산은 바람직하게는 수소화 또는 비수소화 이량체 산, 삼량체 산, 3,3'-티오디프로피온산, 2,2'-티오디아아세트산, 디글리콜산, 이타콘산, 및 프탈산 무수물로 이루어진 군으로부터 선택된 디-, 트리-, 또는 그 이상의 고급 관능성 카르복실산이다.
12-히드록시스테아르산 이외에, 리시놀레산이 또한 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산으로서 사용된다.
본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 신규한 에스테르 화합물은 윤활제 조성물에 사용된다.
본 발명에 따른 에스테르 화합물을 사용하여, 고온 영역 특히 해양 부문 및 식품 부문에서 사용되는 윤활제를 제공할 수 있다.
신규한 에스테르 화합물 이외에, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 천연 글리세리드 에스테르, 바람직하게는 단량체, 올리고머, 및/또는 고분자 형태의 해바라기유, 평지씨유 또는 콜자유, 아마인유, 옥수수유 또는 옥수수 배아유, 홍화유, 대두유, 아마씨유, 땅콩 오일, “레스퀘렐라” 오일, 팜 오일, 올리브유, 및 상기 오일의 혼합물에 기초한 베이스 오일 성분을 더 포함할 수 있다.
트리메틸올프로판 및 펜타에리트리톨 에스테르와 같은 에스테르, 및 TMP 착물 에스테르가 사슬 길이 6 내지 36개의 탄소원자의 포화 및/또는 단일- 또는 다가-불포화 카르복실산으로 완전히 또는 부분적으로 에스테르화될 수 있다. 이들은 선형이거나 분지형일 수 있다.
또한, 이량체 산의 착물 에스테르, 에틸헥실 이량체와 같은 이량체 산 에스테르, 지방족 카르복실산 및 디카르복실산 에스테르, 및 인산 에스테르, 트리멜리트산 및 피로멜리트산 에스테르, 에테르, 폴리에테르 폴리올 및 퍼플루오로폴리에테르, 알킬 디페닐 에테르 및 폴리페닐 에테르, 실리콘 오일, 임의로 분포된 폴리옥시에틸렌 및/또는 폴리옥시프로필렌 단위 및/또는 다른 폴리옥시알킬렌 성분으로 이루어진 폴리글리콜, 및 다른 글리콜 유도체를 사용할 수 있다. 메탈로센 촉매에 의해 제조된 것을 포함하는 폴리알파올레핀 및 알파-올레핀 공중합체의 사용이 또한 가능하다.
또한 고분자계도 사용할 수 있는데, 이들의 예로는 비수소화, 부분수소화 또는 완전수소화 폴리이소부틸렌 또는 이들의 혼합물, 스티렌, 폴리스티렌 및 그 유도체, 및/또는 아크릴레이트, 아세테이트 고분자 및 아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 할로겐화 폴리프로필렌 및/또는 시클로알칸에 기초한 고분자계가 있다.
또한, 미네랄 오일, 예를 들어, 백색 오일, 알킬화 디페닐 에테르, 알킬화 나프탈렌, 및 퍼플루오로폴리에테르, 및 실리콘 오일을 사용할 수도 있다.
화학식 (I)의 본 발명에 따른 에스테르 화합물을 함유하는 윤활제는 윤활유 또는 윤활제 그리스의 형태로 사용될 수 있다.
윤활제는 첨가제를 더 포함하는데, 첨가제는 하기로 이루어진 군으로부터 선택된 각각 또는 둘 이상의 조합으로 사용된다: 부식방지 첨가제, 산화방지제, 마모방지 첨가제, UV 안정제, 무기 또는 유기 고체 윤활제, 유동점 및 VI 개선제, 중합체, 접착 첨가제, 염료, 유화제, 소포제, 및 윤활유 또는 윤활제 그리스의 제형에 전형적인 고체 윤활제.
윤활제 그리스는 각종 증점제와 함께 제조될 수 있다. 사용가능한 증점제의 그룹 중 하나는 디이소시아네이트와 아민과의 반응 생성물로 이루어진 우레아 그룹으로, 사용되는 디이소시아네이트로는 2,4-디이소시아네이트톨루엔, 2,6-디이소시아네이트톨루엔, 4,4'-디이소시아네이트디페닐메탄, 2,4'-디이소시아네이트페닐메탄, 4,4'-디이소시아네이트디페닐, 4,4'-디이소시아네이트-3,3'-디메틸페닐, 4,4'-디이소시아네이트-3,3'-디메틸페닐메탄이 있고, 이들은 개별적으로 또는 조합하여 사용될 수 있으며, 사용되는 아민으로는 일반식 R'2-N-R의 아민 또는 일반식 R'2-N-R-NR'2의 디아민이 있고, 상기식에서, R은 2 내지 22개의 탄소 원자를 갖는 아릴, 알킬 또는 알킬렌 라디칼이고, R'은 동일하거나 상이하며, 수소, 알킬, 알킬렌 또는 아릴 라디칼이고, 또는 아민과 디아민의 혼합물이 사용될 수 있다.
또한 증점제로 사용되는 대표적인 것은 Al 복합 비누, 주기율표의 제1 및 제2 주요 그룹의 원소의 단순한 금속 비누, 주기율표의 제1 및 제2 주요 그룹의 원소의 복합 금속 비누, 벤토나이트, 설포네이트, 실리케이트, 에어로실, 폴리이미드, PTFE 또는 상기 증점제들의 혼합물이 있다.
식품 가공을 위한 기계 윤활유의 윤활유 사용과 관련한 법적 요구 조건을 충족시키기 위해, 사용된 첨가제 및 증점제가 H1 등급을 갖는 것이 적합하다.
항산화제의 첨가는 특히 본 발명에 따른 오일 또는 그리스의 산화를 감소시키거나 예방할 수 있다.
사용되는 항산화제로는 방향족 디아릴아민, 페놀, 티오페놀, 포스파이트, 부틸화 히드록시톨루엔, 부틸화 히드록시아니솔, 페닐-α-나프틸아민, 페닐-β-나프틸아민, 옥틸화/부틸화 디페닐아민, 디-α-토코페롤, 벤젠프로판산, 및 이들 성분의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 윤활제는 방부 첨가제, 금속 불활성화제, 또는 이온 착화제를 함유 할 수 있다. 이들은 트리아졸, 이미다졸린, N-메틸글리신(사르코신), 벤조트리아졸 유도체, N,N-비스(2-에틸헥실)-ar-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메탄아민; n-메틸-N-(1-옥소-9-옥타데세닐)-글리신, tert-알킬아민 및 1차 (C12-14) 아민으로 반응시킨 모노- 및 디이소옥틸 에스테르와 인산과의 혼합물, 도데카노산, 트리페닐 포스포로티오네이트, 및 아민 포스페이트가 있다. 상업적으로 입수가능한 첨가제는 예를 들어, IRGAMET® 39, IRGACOR® DSS G, Amin O; SARKOSYL® O (Ciba), COBRATEC® 122, CUVAN® 303, VANLUBE® 9123, CI-426, CI-426EP, CI-429 및 CI-498이 있다.
본 발명의 윤활제는 내마모성 첨가제, 및 마찰 조정제를 추가로 함유할 수 있다.
내마모성 첨가제로는 아민, 아민 포스페이트, 포스페이트, 티오포스페이트, 포스포로티오네이트, 아릴 포스페이트, 알킬화 폴리설파이드, 황화 아민 화합물, 황화 지방산 메틸 에스테르, 나프텐산, Al2O3, SiO2, TiO2, ZrO2, WO3, Ta2O5, V2O5, CeO2, 알루미늄 티타네이트, BN, MoSi2, SiC, Si3N4, TiC, TiN, ZrB2, 점토 광물 및/또는 이들의 혼합물의 군으로부터의 나노입자, 열적으로 안정한 탄산염 및/또는 설페이트, 및 이들 성분의 혼합물을 포함한다. 시판중인 내마모성 첨가제는 IRGALUBE® TPPT, IRGALUBE® 232, IRGALUBE® 349, IRGALUBE® 211 및 ADDITIN® RC3760 Liq 3960, FIRC-SHUN® FG 1505 및 FG 1506, NA-LUBE® KR-015FG, LUBEBOND®, FLUORO® FG, SYNALOX® 40-D, ACHESON® FGA 1820 및 ACHESON® FGA 1810이 있다.
본 발명의 윤활제는 유동점 및 점도 향상제 및 접착 첨가제를 함유할 수 있다. 유동점 및 점도 향상제는 선형 및/또는 분지형 알킬화, 아크릴화, 및 지방족 중합체 및 공중합체, 및 중합된 지방산 에스테르의 군으로부터, 예를 들어, 부분적으로 또는 완전히 수소화된 형태의 PIBs(폴리이소부틸렌) 및 PBs(폴리부텐)의 군으로부터, 선택된다.
본 발명의 윤활제는 자외선 안정제를 더 함유할 수 있다. 자외선 안정제는 질소 헤테로사이클, 치환된 질소 헤테로사이클, 선형 및 분지형 알킬화, 아실화, 지방족 질소 헤테로사이클, 및 이들의 유도체의 군으로부터 선택된다.
본 발명의 윤활제는 또한 고체 윤활제를 함유할 수 있다. 고체 윤활제는 예를 들어 PTFE, BN, 피로포스페이트, Zn 산화물, Mg 산화물, 피로인산염, 티오황산염, 탄산 Mg, 탄산 Ca, 스테아린산 Ca, 황화 Zn, 황화 Mo, 황화 W, 황화 Sn, 흑연, 그래핀, 나노튜브, SiO2 다형체 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 윤활제는 유화제를 함유할 수 있다. 유화제는 분지형 및/또는 선형 에톡시화 및/또는 프로폭실화 알콜 및 그의 염의 군으로부터 선택되고, 예를 들어, 알콜, C16-C18, 에톡실화, 프로폭실화, 폴리글리콜, 지방산 에스테르, 실리케이트, 이온성 계면활성제가 있고, 체인이 C14-17 탄소를 함유하는 경우에 알킬술폰산의 나트륨염이 있다.
본 발명의 윤활제는 소포제를 함유할 수 있다. 소포제는 체인 길이 C10-C18의 에톡실화 및/또는 프로폭실화 알코올, 조리 지방의 모노- 및 디글리세라이드, 아크릴레이트, 프로폭실화 및/또는 에톡실화 알킬 에테르(폴리글리콜), 알콜, 및 실록산의 군으로부터 선택된다.
화학식 (I) 또는 (II)의 에스테르 화합물을 주성분으로 하는 본 발명의 윤활제 조성물은 해양 분야, 내륙 지역, 선박 부문의 해수 또는 내륙 수로의 물 및 수성 매체와 접촉하는 체인, 볼 베어링, 프로펠러 러더(rudders), 프로펠러 샤프트, 기계 구성요소, 및 기타 설비의 윤활에 사용된다. 또한, 식품 가공산업의 기계 윤활, 식품 가공산업의 유압 오일, 운송, 및 제어 체인, 시리얼, 소맥분, 및 동물사료 가공 및 제빵 오븐 처리 장치에 사용된다. 또한 롤러 베어링 및 슬라이드 베어링의 윤활, 차량 기술분야의 운반 및 제어 체인, 운반 기술분야, 기계 기술분야, 사무 기술분야, 산업 플랜트, 및 기계류, 가내 응용 제품, 및 가전 제품 분야에 사용된다. 또한, 연속 주조 설비의 롤러 베어링의 베벨 기어와 스퍼 기어, 연속 가마의 이송 베어링, 회전식 가마, 관형 밀, 드럼 및 혼합기의 개방형 크라운 기어 윤활, 구체적으로, 시멘트, 석회, 석고, 광업, 및 화학 산업 분야에 사용된다.
하기 설명은 상응하는 실시예를 사용하여 본 발명의 에스테르 화합물 및 이의 제조, 및 윤활제 조성물의 용도를 명확히 할 것이다.
실시예
실시예 1
에스테르 화합물의 합성
방법 A:
Figure 112019090563568-pct00009
HClO4 용액(물에서 70%, 60g)을 이량체 산(100g, Pripol 1013, CRODA)에 첨가하고 그 혼합물을 30분 동안 60℃로 가열하였다. 올레산(500g, Radiacid 0137, OLEON)을 60℃에서 4.5시간에 걸쳐 적가하였다. 이어서, 반응 혼합물을 60℃에서 13시간 동안 교반하였다. 냉각 후, 생성물을 톨루엔(300ml) 및 디에틸에테르(100ml)로 희석하고 물(7x600ml)로 세척하였다. 2-에틸헥산-1-올(250g) 및 p-톨루엔설폰산 모노수화물(3g)을 그 유기상에 첨가하고, 그 용액을 125℃에서 5시간 동안 교반하였다. 유기상에서 형성된 물의 양 및 잔류물/에테르는 물 분리기에 의해 제거되었다. 증류 과정을 가속화하기 위해 감압을 가하였다. 이어서, 반응 혼합물을 4% NaHCO3 수용액(2x400ml) 및 물(300ml)로 세척하고, Na2SO4 상에서 건조시키고 감압 하에서 농축시켰다. 미정제 생성물을 짧은-경로(short-path) 증발기를 사용하여 분별 증류시켰다.
2-프로필헵탄-1-올, 2-헥실데칸-1-올(ISOFOL 16), 2-옥틸도데칸-1-올(ISOFOL 20), 및 이소아밀 알코올을 또한 2-에틸헥산-1-올 대신에 사용하였다.
올레산 대신에 루크산이 사용될 수 있다.
방법 B:
Figure 112019090563568-pct00010
12-히드록시스테아르산(90g, 12-HSA) 및 p-톨루엔설폰산 모노수화물(12.0g)을 이량체 산(90g, Pripol 1013, CRODA)에 첨가하고 혼합물을 135℃로 가열하였다. 증류 과정을 가속화하기 위해 압력을 감소시키고 1.5시간마다 5회씩 12-HSA(90g)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 감압하에 135℃에서 교반하고, 형성된 물의 양(27.4ml)을 물 분리기에 의해 제거하였다. 12-HSA의 마지막 부분을 첨가한 후, 반응 혼합물을 135℃에서 감압하에 10시간 동안 교반하였다. 이어서 2-에틸헥산-1-올(150g)을 첨가하고 혼합물을 135℃에서 5시간 동안 교반하였다. 냉각 후, 반응 혼합물을 4% NaHCO3 수용액(500ml) 및 물(3x500ml)로 세척하고, Na2SO4 상에서 건조시키고 감압 하에서 농축했다. 미정제 생성물을 짧은-경로 증발기를 사용하여 분별 증류시켰다.
2-에틸헥산-1-올 대신에 2-프로필헵탄-1-올, 2-헥실데칸-1-올(ISOFOL 16), 2-옥틸도데칸-1-올(ISOFOL 20), 및 이소아밀 알코올도 사용하였다.
12-히드록시스테아르산 대신에 리시놀레산이 사용될 수도 있다.
방법 C:
Figure 112019090563568-pct00011
12-히드록시스테아르산(500g, 1.66mol, 1.00당량), 2-에틸헥산올(542g, 4.16mol, 2.50당량), 및 p-TsOH
Figure 112019090563568-pct00012
H2O(6.33g, 33.3mmol, 2몰%)의 혼합물을 시클로헥산(600㎖) 내에서 딘-스타크(Dean-Stark) 장치에서 85℃의 오일 배스(oil bath) 온도에서 7.5시간 동안 교반하였다. 약간의 부압을 가하고 에스테르화에 의해 형성된 물(총 30ml)을 빠르게 증류시켰다. 반응 혼합물을 여과지를 통해 여과하고, NaHCO3 수용액(6중량%, 300ml) 및 물(2x300ml)로 세척하고, Na2SO4 상에서 건조시키고 감압하에 농축시켰다. 미정제 생성물을 0.1mbar, Toil bath=110℃에서 진공하에 증류 제거하고 잔류물(670g)을 다음 단계를 위한 중간체로서 저장하였다.
톨루엔(150ml) 내에서 이량체 산(Pripol 1013, Croda, 50g), 제1 단계로부터의 중간체(12-HSA 에스테르, 104g), 및 p-TsOH 모노수화물(2.5g)의 혼합물을 Dean-Stark 장치에서 150℃의 온도 오일 배스에서 8시간 동안 교반하였다. 형성된 물(총 3.6ml)을 증류시켰다. 반응 혼합물을 디에틸에테르(50ml)로 희석하고, NaHCO3 수용액(5중량%, 2x100ml) 및 물(2x100ml)로 세척하고, Na2SO4 상에서 건조시키고 감압 하에서 농축시켰다. 미정제 생성물을 짧은-경로 증발기를 사용하여 분별 증류시켰다.
2-에틸헥산-1-올 대신에 2-프로필헵탄-1-올, 2-헥실데칸-1-올(ISOFOL 16), 2-옥틸도데칸-1-올(ISOFOL 20), 및 이소아밀 알코올도 사용하였다.
12-히드록시스테아르산 대신에 리시놀레산이 사용될 수도 있다.
수득된 미정제 생성물을 적절한 진공 및 GPC 분석에 의해 최적화된 증류 조건을 적용하여 단거리(short-path) 증발기(VTA의 모델 VKL 70-4 FDRR-SKR-T)를 사용하여 앞에서 설명한 바와 같이 정제하였다. 200℃의 제1 증류 단계에서, 용매 및 미반응 알코올이 제거되었다. 제2 증류에서, 에스테르 열분해가 이 온도에서 발생하기 때문에 온도는 300℃를 초과해서는 안 된다.
하기 신규 에스테르 화합물에 대해, 화학적 및 물리적 특성을 시험하였으며, 이를 표 1에 나타내었다.
화합물 (1)은 이량체 산/올레산/2-에틸헥산-1-올의 반응 생성물이고,
화합물 (2)는 이량체 산/올레산/ISOFOL 16의 반응 생성물이며,
화합물 (3)은 이량체 산/올레산/ISOFOL 20의 반응 생성물이며,
화합물 (4)는 이량체 산/12-HSA/2-에틸헥산-1-올의 반응 생성물이고,
화합물 (5)는 12-HSA/2-에틸헥산-1-올/이량체 산의 반응 생성물이고,
화합물 (1) 내지 (3)은 방법 A에 따라 제조하고, 화합물 (4)는 방법 B에 따라 제조하고, 그리고 화합물 (5)는 방법 C에 따라 제조하였다.
Figure 112019090563568-pct00013
Figure 112019090563568-pct00014
표 1
화합물 (1) 내지 (5)의 화학적 및 물리적 특성
Figure 112019090563568-pct00015
표 2
화합물 (A) 내지 (C)의 비교 실시예
Figure 112019090563568-pct00016
Ester A: 이량체 산/2-에틸헥산-1-올의 디에스테르
Ester B: 이량체 산/아밀 알코올의 디에스테르
Ester C: 이량체 산/ISOFOL 16의 디에스테르
화합물 (1) 내지 (3)의 비교는 알코올의 분자 비율이 클수록 더 우수한 생분해성이 달성됨을 보여준다. 또한, 표 2로부터 이량체 산과 알코올의 순수한 디에스테르(=화합물 A 내지 C)가 OECD 301 F에 따라 생분해되지 않음이 명백하다. 에스테르의 생분해성은 올레산 또는 12-HSA(=화합물 (1) 내지 (4))(표 1 및 2 비교)에 의한 적절한 변형에 의해 현저히 증가될 수 있다.
또한 방법 B에 따라 제조된 화합물 (4)가 최상의 화학적 및 물리적 특성을 갖는 것으로 나타났다.
표 3
음료수 병 테스트 ASTM D 2619(단위: TAN[mg KOH/g], kin. visc.[mm2/s])
Figure 112019090563568-pct00017
*기준 에스테르: 1,1,1-트리메틸올프로판(TMP) 에스테르 포화; 생분해성; ISO VG 1000,
음료수 병 테스트는 윤활유 및 베이스 오일의 가수분해에 대한 내성을 결정하는 데 사용된다. 표 3은 본 발명에 따른 생성물 (1), (3) 및 (4)가 기준 에스테르와 비교하여 가수분해에 대해 매우 안정하다는 것을 보여준다. 산가 및 동점도 변화는 현저하게 작다.
추가의 에스테르 화합물이 다양한 다가 카르복실산(도 1 참조), 알코올 R1OH(도 2 참조), 및 두 개의 중합체 단위(도 3 참조)로부터 합성되었고, 이들은 표 4(방법 B) 및 표 5(방법 C)에 도시되어 있다. 그들의 화학적 및 물리적 특성이 표 6에 나와 있다.
Figure 112019090563568-pct00018
도 1: 다가 카르복실산 Z(COOH)2/3의 구조
Figure 112019090563568-pct00019
도 2: 알코올 R1OH의 구조
Figure 112019090563568-pct00020
도 3: 중합체 단위 12-HSA 및 리시놀레산의 구조
표 4
중합체 단위로서 12-HSA를 갖는 방법 B에 따른 에스테르 화합물
Figure 112019090563568-pct00021
* 화합물 (19), (20) 및 (21)에서, 12-HSA 대신에 리시놀레산이 사용되었음.
A1=이소아밀 알코올, A2=2-에틸헥산-1-올, A3=2-프로필헵탄-1-올, A4=2-헥실데칸-1-올, A5=2-옥틸도데칸-1-올
표 5
중합체 단위로서 12-HSA를 갖는 방법 C에 따른 에스테르 화합물
Figure 112019090563568-pct00022
* 화합물 (28), (29), (30) 및 (31)에서, 12-HSA 대신에 리시놀레산이 사용되었음.
A1=이소아밀 알코올, A2=2-에틸헥산-1-올, A3=2-프로필헵탄-1-올, A4=2-헥실데칸-1-올, A5=2-옥틸도데칸-1-올
몰 비는 방법 A, B 및 C에 따른 실시예 1에서와 동일하다.
표 6
화합물 (6) 내지 (31)의 화학적 및 물리적 특성
Figure 112019090563568-pct00023
이 표는 우수한 저온 특성(PP 참조)을 달성할 수 있음을 보여준다. 40℃에서의 높은 점도에도 불구하고 매우 낮은 유동점을 나타내는 화합물 (19) 내지 (21)이 강조된다. 높은 점도 지수(VI)도 주목할 만하다.
실시예 2
윤활제 그리스 제조
신규한 에스테르(화합물 1)를 15% Li 착화제 증점제로 추가로 증점시키고 4% 항산화제를 첨가하였다. 정확한 구성은 표 7에 나타내었다.
윤활제 그리스는 당업자에게 공지된 절차에 따라 제조된다: 증점제는 베이스 오일에 사용된 반응물의 자체 반응에 의해 생성된다. 이어서, 혼합물을 150℃ 내지 210℃로 가열하고, 수 시간 동안 교반한 후 다시 냉각시킨다. 냉각 공정 동안, 필요한 첨가제를 약 60℃에서 첨가한다. 그리스의 균질 혼합물이 롤러, 콜로이드 밀(mill) 또는 Gaulin 균질화기에 의해 최종 균질화 단계에서 얻어진다.
베이스 오일의 가수분해에 대한 특별한 안정성이 비누 증점제의 자체 생성을 가능하게 한다.
표 7
Figure 112019090563568-pct00024
얻어진 그리스의 화학적 및 물리적 특성을 조사하고 결과를 표 8에 제시한다. 이는 전형적인 Li 착화제 그리스의 특성, 예를 들어, 적하점> 300℃인 특성을 갖는다. 구리에 대한 부식 효과, 내수성 및 소음 테스트 결과는 매우 우수하였다. 고온에서의 오일 분리 또한 매우 우수하였다.
표 8
실시예 2의 윤활제 그리스의 화학적 및 물리적 특성
Figure 112019090563568-pct00025

Claims (15)

  1. 하기 일반식 (I)의 에스테르 화합물로서,
    Figure 112021051290341-pct00032

    상기식에서,
    라디칼 Z는 수소화 또는 비수소화 이량체 산, 수소화 또는 비수소화 삼량체 산, 프탈산, 이타콘산, 옥살산, 2,2'-티오디아아세트산, 3,3'-티오디프로피온산, 아머르산(admergic acid), 2,5-퓨란디카르복실산, 시클로헥산-1,4-디카르복실산, 시클로헥산-1,2-디카르복실산, 페닐숙신산, 및 디글리콜산으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    라디칼 R1은 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알킬 라디칼, 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알케닐 라디칼, C7- 내지 C30-아릴알킬 라디칼, 및/또는 C1- 내지 C30-헤테로아릴알킬 라디칼, 및 C4- 내지 C30-아릴 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    라디칼 W는 -CH2- 및/또는 -CH=CH-로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    x는 1 내지 20의 정수이고,
    y는 1 내지 20의 정수이고,
    m은 1 내지 10의 정수이고,
    k는 2 내지 10의 정수인 것을 특징으로 하는 에스테르 화합물.
  2. 제1항에 있어서, 하기 일반식 (II)을 갖는 에스테르 화합물로서,
    Figure 112021051290341-pct00033

    상기식에서,
    라디칼 Z는 수소화 또는 비수소화 이량체 산, 프탈산, 옥살산, 2,2'-티오디아아세트산, 3,3'-티오디프로피온산, 아머르산(admergic acid), 시클로헥산-1,4-디카르복실산, 시클로헥산-1,2-디카르복실산, 페닐숙신산, 및 디글리콜산으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    라디칼 R1은 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알킬 라디칼, 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알케닐 라디칼, C7- 내지 C30-아릴알킬 라디칼, 및/또는 C1- 내지 C30-헤테로아릴알킬 라디칼, 및 C4- 내지 C30-아릴 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    라디칼 W는 -CH2- 및/또는 -CH=CH-로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    x는 1 내지 20의 정수이고,
    y는 1 내지 20의 정수이고,
    m은 1 내지 10의 정수이고,
    n은 1 내지 10의 정수인 것을 특징으로 하는 에스테르 화합물.
  3. 하기 단계에 의해 수득될 수 있는 일반식 (I) 또는 (II)의 에스테르 화합물의 제조 방법으로서,
    Figure 112021051290341-pct00034

    Figure 112021051290341-pct00035

    (A) 120 내지 150℃에서 촉매 존재하에 디-, 트리-, 또는 그 이상의 관능성 카르복실산을 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산으로 반응시키는 단계,
    (B) 압력을 낮추는 단계,
    (C) 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산을 5 내지 20 시간에 걸쳐 부분적으로 또는 연속적으로 첨가하는 단계,
    (D) 수득된 반응 혼합물을 5 내지 20시간 동안 감압하에서 교반하고 수득된 물을 제거하는 단계,
    (E) 상기 중간체를 알코올과 함께 120 내지 150℃에서 3 내지 5시간 동안 교반하면서 에스테르화하는 단계,
    (F) 상기 미정제 생성물을 NaHCO3수용액 및 물로 세척하는 단계,
    (G) Na2SO4상에서 건조하는 단계, 및
    (H) 상기 건조된 미정제 생성물을 190 내지 300℃에서 감압하에 짧은-경로(short-path) 증발기를 사용하여 정제하는 단계;
    상기 식 (I)에서,
    라디칼 Z는 수소화 또는 비수소화 이량체 산, 수소화 또는 비수소화 삼량체 산, 프탈산, 이타콘산, 옥살산, 2,2'-티오디아아세트산, 3,3'-티오디프로피온산, 아머르산(admergic acid), 2,5-퓨란디카르복실산, 시클로헥산-1,4-디카르복실산, 시클로헥산-1,2-디카르복실산, 페닐숙신산, 및 디글리콜산으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    라디칼 R1은 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알킬 라디칼, 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알케닐 라디칼, C7- 내지 C30-아릴알킬 라디칼, 및/또는 C1- 내지 C30-헤테로아릴알킬 라디칼, 및 C4- 내지 C30-아릴 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    라디칼 W는 -CH2- 및/또는 -CH=CH-로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    x는 1 내지 20의 정수이고,
    y는 1 내지 20의 정수이고,
    m은 1 내지 10의 정수이고,
    k는 2 내지 10의 정수이고,
    상기 식 (II)에서,
    라디칼 Z는 수소화 또는 비수소화 이량체 산, 프탈산, 옥살산, 2,2'-티오디아아세트산, 3,3'-티오디프로피온산, 아머르산(admergic acid), 시클로헥산-1,4-디카르복실산, 시클로헥산-1,2-디카르복실산, 페닐숙신산, 및 디글리콜산으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    라디칼 R1은 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알킬 라디칼, 분지형 또는 비분지형 C1- 내지 C30-알케닐 라디칼, C7- 내지 C30-아릴알킬 라디칼, 및/또는 C1- 내지 C30-헤테로아릴알킬 라디칼, 및 C4- 내지 C30-아릴 라디칼로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    라디칼 W는 -CH2- 및/또는 -CH=CH-로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    x는 1 내지 20의 정수이고,
    y는 1 내지 20의 정수이고,
    m은 1 내지 10의 정수이고,
    n은 1 내지 10의 정수인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산이 12-히드록시스테아르산 또는 리시놀레산으로부터 선택되고, 상기 알코올이 2-에틸헥산-1-올, 2-프로필헵탄-1-올, 2-헥실데칸-1-올, 2-옥틸도데칸-1-올, 이소아밀 알코올, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 (A) 단계에서 촉매가 p-톨루엔설폰산인 것을 특징으로 하는 일반식 (I) 또는 (II)의 에스테르 화합물의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서, 하기 단계에 의해 수득될 수 있는 일반식 (I) 또는 (II)의 에스테르 화합물의 제조 방법:
    Figure 112021051290341-pct00036

    Figure 112021051290341-pct00037

    (A) 60 내지 90℃에서 촉매 존재하에 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산을 알코올로 반응시키는 단계,
    (B) 압력을 낮추는 단계,
    (C) 6 내지 10시간에 걸쳐 수득된 상기 반응 혼합물을 감압하에서 교반하고 수득된 물을 제거하는 단계,
    (D) 용매 및 과량의 알코올을 진공 하에서 제거하는 단계,
    (E) 촉매의 존재하에 상기 중간체를 120 내지 160℃에서 6 내지 10시간 동안 디-, 트리-, 또는 그 이상의 관능성 카르복실산과 교반하면서 반응시키고, 수득된 물을 제거하는 단계,
    (F) 상기 미정제 생성물을 NaHCO3 수용액 및 물로써 (산) 세척하여 촉매를 제거하거나 또는 지지체에 담지된 촉매를 여과하거나 또는 진공을 적용하여 휘발성 촉매를 증발시키는 단계,
    (G) Na2SO4와 같은 적합한 건조제 상에서 건조시키는 단계, 및
    (H) 상기 건조된 미정제 생성물을 190 내지 300℃에서 감압하에 짧은-경로(short-path) 증발기를 사용하여 정제하는 단계.
  6. 제5항에 있어서, 상기 히드록실기를 갖는 장쇄 지방산이 12-히드록시스테아르산 또는 리시놀레산으로부터 선택되고, 상기 알코올이 2-에틸헥산-1-올, 2-프로필헵탄-1-올, 2-헥실데칸-1-올, 2-옥틸도데칸-1-올, 이소아밀 알코올, 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 (A) 및 (E) 단계에서 촉매가 p-톨루엔설폰산인 것을 특징으로 하는 일반식 (I) 또는 (II)의 에스테르 화합물의 제조 방법.
  7. 윤활제 조성물로서의 제1항 또는 제2항에 따른 일반식 (I) 또는 (II)의 에스테르 화합물.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 해양 분야, 식품 가공 산업기계의 윤활, 볼 베어링 및 슬라이드 베어링, 차량 기술 분야의 수송 및 제어 체인, 운반 기술, 기계 공학 분야, 베벨 기어 및 스퍼 기어의 윤활을 위한 사무 기술, 연속 주조 설비의 롤러 베어링 및 연속 가마의 운반 베어링의 윤활, 및 시멘트, 석회, 석고, 광업, 및 화학 산업과 같은 회전식 가마(kiln), 관형 밀(tubular mill), 드럼, 또는 혼합기의 개방형 크라운(open crown) 기어 윤활에 사용하기 위한 윤활제 조성물 내의 일반식 (I) 또는 (II)의 에스테르 화합물.
  9. 베이스 오일로서의 청구항 1의 일반식 (I) 또는 청구항 2의 일반식 (II)의 에스테르 화합물, 고체 윤활제, 및 첨가제를 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활제 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 윤활제 조성물이 증점제를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 윤활제 조성물.
  11. 해양 분야, 식품 가공 산업기계의 윤활, 볼 베어링 및 슬라이드 베어링, 차량 기술 분야의 수송 및 제어 체인, 운반 기술, 기계 공학 분야, 베벨 기어 및 스퍼 기어의 윤활을 위한 사무 기술, 연속 주조 설비의 롤러 베어링 및 연속 가마의 운반 베어링의 윤활, 및 시멘트, 석회, 석고, 광업, 및 화학 산업과 같은 회전식 가마(kiln), 관형 밀(tubular mill), 드럼, 또는 혼합기의 개방형 크라운(open crown) 기어 윤활에 사용하기 위한 제1항 또는 제2항에 따른 일반식 (I) 또는 (II)의 에스테르 화합물에 기초한 윤활제 조성물.
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