KR102623149B1 - 윤활제 조성물 및 그 윤활제 조성물을 함유하는 윤활유 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명의 윤활제 조성물은, 기유와, 실질적으로 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어지고, 입자경이 10 nm ∼ 10 ㎛ 인 입자의 비율이 90 ％ 이상인 유기 미립자를 함유하여 이루어지는 윤활제 조성물로서, 상기 유기 미립자의 함유량이 기유 100 질량부에 대해 0.01 ∼ 50 질량부인 것을 특징으로 한다.

Description

윤활제 조성물 및 그 윤활제 조성물을 함유하는 윤활유 조성물

본 발명은, 높은 윤활 성능을 나타내고, 안전성이 높고 환경에 대한 악영향이 적은 윤활제 조성물 및 그 윤활제 조성물을 함유하는 윤활유 조성물에 관한 것이다.

극압제, 마찰 조정제, 마모 방지제와 같은 첨가제를 함유하는 윤활유는, 마찰이나 마모, 시징 등을 가능한 한 억제하여, 기기 및 기계류의 수명을 늘리는 것을 목적으로 하여 여러 기기 및 기계류에서 사용되고 있다. 일반적으로, 기존의 마찰 조정제 중에서 마찰 저감 효과가 높은 것으로서 유기 몰리브덴 화합물이 잘 알려져 있다 (특허문헌 1, 2). 유기 몰리브덴 화합물은, 경계 윤활 영역과 같은 금속끼리가 접촉하는 슬라이딩면, 즉, 어느 정도의 온도와 하중이 가해지는 부분에서 2 황화몰리브덴의 피막을 형성하여, 마찰 저감 효과를 발휘하다고 일컬어지고 있고, 엔진유를 비롯해, 여러 윤활유에서 그 효과가 인정되고 있다. 그러나, 유기 몰리브덴 화합물은, 어떠한 조건하에서 사용하여도 마찰 저감 효과를 발휘하는 것은 아니고, 용도나 목적에 따라서는 유기 몰리브덴 화합물만으로는 충분한 마모 저감 효과를 발휘할 수 없는 경우나, 점접촉과 같은 큰 접촉 면압이 가해지는 혹독한 조건하에서는, 그 효과가 약해져, 마찰을 저감시키는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

특히, 점접촉과 같은 특히 큰 접촉 면압이 가해지는 혹독한 조건에서의 마찰을 저감시키기 위한 첨가제로서, 예를 들어, 특허문헌 3 에는, 나프텐산납, 황화 지방산 에스테르, 황화스펌유, 황화테르펜, 디벤질다이술파이드, 염소화파라핀, 클로로나프타잔테이트, 트리크레실포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리크레실포스파이트, n-부틸디-n-옥틸포스피네이트, 디-n-부틸디헥실포스포네이트, 디-n-부틸페닐포스포네이트, 디부틸포스포로아미데이트, 아민디부틸포스페이트 등의 극압제가 기재되어 있다. 또, 특허문헌 4 에는, 황화유지, 올레핀폴리술파이드, 디벤질술파이드, 모노옥틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 트리페닐포스파이트, 트리부틸포스파이트, 티오인산에스테르, 티오인산 금속염, 티오카르밤산 금속염, 산성 인산에스테르 금속염 등의 극압제가 기재되어 있다. 그러나, 이러한 이미 알려진 극압제는, 납, 아연과 같은 금속 원소나, 염소, 황, 인 등의 원소를 함유하고 있으므로, 윤활면에 대한 부식의 원인이 되는 경우나, 윤활유의 폐기에 있어서 환경에 악영향을 주거나 하는 경우가 있다는 문제가 있었다.

이와 같은 과제를 해결하기 위해, 특허문헌 5 에는, 용해 안정성 및 극압 성능이 우수한 윤활유용 극압제로서, 알킬아크릴레이트 및 하이드록시알킬아크릴레이트를 필수의 구성 단량체로서 포함하는 공중합체로 이루어지는 윤활유용 극압제가 기재되어 있다. 또, 특허문헌 6 에는, 지방산과, (메트)아크릴레이트 등의 단량체 및 수산기 함유 비닐 단량체를 필수 구성 단량체로 하는 공중합체를 함유하는 연료유용 윤활성 향상제가, 동계나 한랭지와 같은 저온 상태여도, 혼탁되거나, 고화나, 결정이 석출되거나 하는 일이 없이 윤활 특성을 향상시키는 것이 기재되어 있다. 이와 같은 윤활유에 있어서는, 기유에 첨가했을 때에 침전·백탁이나 고화를 일으키지 않고 완전히 용해된 상태가 아니면 그 특성을 발휘할 수 없어, 극압제나 윤활성 향상제와 같은 용도에 사용하는 것은 가능하지 않다고 생각되어 왔다. 그러나, 이와 같은 기유에 용해하여 사용하는 극압제나 윤활성 향상제에 있어서도, 여전히 충분한 마찰 저감 효과는 발휘되지 않아, 윤활유에 있어서의 마찰 억제 성능의 향상에 과제가 있었다.

일본 공개특허공보 평7-53983호 일본 공개특허공보 평10-17586호 일본 공개특허공보 2002-012881호 일본 공개특허공보 2005-325241호 일본 공개특허공보 2012-041407호 일본 공개특허공보 2017-141439호

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 금속 원소 등을 함유하는 기존의 극압제와 동등 이상의 윤활 성능을 나타내고, 또한 실질적으로 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어지는 안전성이 높고 환경에 대한 악영향이 적은 윤활제 조성물 및 그 윤활제 조성물을 함유하는 윤활유 조성물을 제공하는 것에 있다.

그래서, 본 발명자들은 예의 검토한 결과, 높은 윤활 성능을 나타내는 윤활제 조성물을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 기유와, 실질적으로 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어지고, 입자경이 10 nm ∼ 10 ㎛ 인 입자의 비율이 90 ％ 이상인 유기 미립자를 함유하여 이루어지고, 상기 유기 미립자의 함유량이 기유 100 질량부에 대해 0.01 ∼ 50 질량부인 것을 특징으로 하는 윤활제 조성물이다.

본 발명의 효과는, 금속 원소 등을 함유하는 기존의 극압제와 동등 이상의 윤활 성능을 나타내고, 또한 실질적으로 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어지는 안전성이 높은 윤활제 조성물 및 그 윤활제 조성물을 함유하는 윤활유 조성물을 제공한 것에 있다.

본 발명의 윤활제 조성물에 사용되는 기유는, 특별히 제한되는 것이 아니고, 사용 목적이나 조건에 따라 적절히 광물 기유, 화학 합성 기유, 동식물 기유 및 이들의 혼합 기유 등에서 선택할 수 있다. 여기서, 광물 기유로는, 예를 들어, 파라핀기계 원유, 나프텐기계 원유, 혼합기계 원유 또는 방향족기 원유를 상압 증류하거나, 혹은 상압 증류의 잔류물유를 감압 증류하여 얻어지는 유출유 (留出油) 또는 이들을 통상적인 방법에 따라 정제함으로써 얻어지는 정제유, 구체적으로는 용제 정제유, 수소 첨가 정제유, 탈랍 처리유 및 백토 처리유 등을 들 수 있다. 화학 합성 기유로는, 예를 들어, 폴리-α-올레핀, 폴리이소부틸렌 (폴리부텐), 모노에스테르, 디에스테르, 폴리올에스테르, 규산에스테르, 폴리알킬렌글리콜, 폴리페닐에테르, 실리콘, 불소화 화합물, 알킬벤젠 및 GTL 기유 등을 들 수 있고, 이들 중에서도, 폴리-α-올레핀, 폴리이소부틸렌 (폴리부텐), 디에스테르 및 폴리올에스테르 등은 범용적으로 사용할 수 있고, 폴리-α-올레핀으로는 예를 들어, 1-헥센, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-도데센 및 1-테트라데센 등을 폴리머화 또는 올리고머화한 것, 혹은 이들을 수소화한 것 등을 들 수 있고, 디에스테르로는 예를 들어, 글루타르산, 아디프산, 아젤라산, 세바크산 및 도데칸 2 산 등의 2 염기산과, 2-에틸헥산올, 옥탄올, 데칸올, 도데칸올 및 트리데칸올 등의 알코올의 디에스테르 등을 들 수 있고, 폴리올에스테르로는 예를 들어, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 및 트리펜타에리트리톨 등의 폴리올과, 카프로산, 카프릴산, 라우르산, 카프린산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산 및 올레산 등의 지방산의 에스테르 등을 들 수 있다. 동식물 기유로는, 예를 들어, 피마자유, 올리브유, 카카오지, 참깨유, 미강유, 새플라워유, 대두유, 동백유, 콘유, 유채씨유, 팜유, 팜핵유, 해바라기유, 면실유 및 야자유 등의 식물성 유지, 우지, 돈지, 유지, 어유 및 경유 등의 동물성 유지를 들 수 있고, 이들의 1 종을 사용해도 되고 2 종 이상을 사용해도 된다. 또 필요에 따라, 이들 기유를 고도로 정제하여 황 등의 불순물량을 저감시킨 고도 정제 기유를 사용해도 된다. 이들 중에서도, 폴리-α-올레핀, 폴리이소부틸렌 (폴리부텐), 디에스테르 및 폴리올에스테르 등의 화학 합성 기유를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하고, 폴리-α-올레핀 등의 탄화수소유로 이루어지는 기유를 포함하여 이루어지는 것이 보다 바람직하고, 이들 기유의 고도 정제 기유를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 본 발명에 있어서는, 특히, 탄화수소유로 이루어지는 기유를, 기유의 전체량 중 50 질량％ 이상 포함하여 이루어짐으로써, 공중합체 (A) 의 기유에의 용해성 및 분산성을 바람직하게 제어할 수 있으므로 바람직하고, 기유의 전체량 중 90 질량％ 이상 포함하여 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 윤활제 조성물에 사용되는 기유는, 윤활제 조성물의 윤활 특성이나 취급성의 관점에서, 힐데브란드 용해도 파라미터가 15.0 ∼ 18.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 15.5 ∼ 17.5 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하고, 16.0 ∼ 17.0 (MPa)^1/2 인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 본 명세서에 기재하는 「힐데브란드 용해도 파라미터」란, 정칙 용액론에 기초하여 정의된 2 성분계 용액의 용해도의 기준이 되는 파라미터이며, 분자 집단의 결합의 강도를 나타내는 것이다. 복수의 물질을 혼합할 때에, 힐데브란드 용해도 파라미터값이 가까운 물질끼리 알맞게 서로 섞인다·용해된다고 하는 경향이 보이고, 힐데브란드 용해도 파라미터값의 차가 큰 물질끼리에서는 섞이기 어렵다·용해되지 않는다고 하는 경향이 보인다. 힐데브란드 용해도 파라미터 (δ) 는, 대상으로 하는 분자 구조 내에 존재하는 원자 및 원자단의 종류와 수에 의존하는 점에서, 원자단 기여법에 근거하여 Fedors 법에 의해, 하기 수식 (1) 을 사용하여 산출된다 :

(식 중, E 는, 몰 응집 에너지 [J/mol] 이며, V 는, 몰 체적 [㎤/mol] 이며,△e_i 는, 부분 몰 응집 에너지 [J/mol] 이며, v_i 는, 부분 몰 체적 [㎤/mol] 이다.)

여기서, △e_i, v_i 는, Fedors 법의 파라미터인 하기 표 1 에 기재된 수치로부터, 분자 구조 내의 원자 및 원자단의 종류에 대응한 수치를 사용할 수 있다 :

다음으로, 본 발명의 윤활제 조성물에 사용되는 유기 미립자는, 실질적으로 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어지는 화합물이다. 여기서, 본 명세서에 기재하는 「실질적으로 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어진다」란, 분자 내에 탄소, 수소 및 산소 이외의 원소를 함유하는 구조를 의도적으로 포함하지 않는 화합물만으로 구성되는 것을 의미하는 것이다. 즉, 당해 화합물을 합성할 때에 첨가되는 촉매 등에서 유래하는 미량의 금속 원소 등의 다른 원소의 혼입은 허용되는 것을 나타내는 것이다. 이와 같은 유기 미립자는, 예를 들어, 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어지는 단일의 중합성 단량체를 중합하여 이루어지는 중합체여도 되고, 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어지는 상이한 중합성 단량체를 중합하여 이루어지는 공중합체여도 된다. 또, 이때, 탄소, 수소만으로 이루어지는 중합성 단량체를 포함하고 있어도 된다.

유기 미립자를 구성하는 중합체 또는 공중합체를 구성하는 중합성 단량체로는, 분자 내에 중합성 관능기를 갖고, 실질적으로 탄소, 수소만으로 이루어지는 중합성 단량체, 또는 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어지는 중합성 단량체이면 특별히 한정되지 않는다. 이때의 중합성 관능기로는, 예를 들어, 비닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 등을 들 수 있다. 또, 중합성 단량체로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 알킬아크릴레이트 또는 아크릴메타크릴레이트 ; 하기 일반식 (2) 로 나타내는 하이드록시알킬아크릴레이트 또는 하이드록시알킬메타크릴레이트 ; 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 알킬아크릴레이트 또는 아크릴메타크릴레이트 ; 탄소수 8 ∼ 14 의 방향족 비닐 모노머 ; 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 옥탄산비닐, 메틸비닐에테르, 에틸비닐에테르, 2-에틸헥실비닐에테르 등의 지방족계 비닐 모노머 ; 아크릴산메틸, 아크릴산에틸, 아크릴산프로필 등의 아크릴산에스테르 등을 들 수 있다.

[화학식 1]

(식 중, R¹ 은, 탄소수 4 ∼ 18 의 알킬기를 나타내고, A¹ 은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.)

[화학식 2]

(식 중, R² 는, 탄소수 2 ∼ 4 의 알킬렌기를 나타내고, A² 는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.)

[화학식 3]

(식 중, R³ 은, 탄소수 1 ∼ 3 의 알킬기를 나타내고, A³ 은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.)

상기 일반식 (1) 의 R¹ 로는, 예를 들어, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기 등의 직사슬 알킬기 ; 분기 부틸기, 분기 펜틸기, 분기 헥실기, 분기 헵틸, 분기 옥틸기, 분기 노닐기, 분기 데실기, 분기 운데실기, 분기 도데실기, 분기 트리데실기, 분기 테트라데실기, 분기 펜타데실기, 분기 헥사데실기, 분기 헵타데실기, 분기 옥타데실기 등의 분기 알킬기 등을 들 수 있다.

또, A¹ 은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 수소 원자인 것이 바람직하다.

상기 일반식 (2) 의 R² 로는, 예를 들어, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 메틸에틸렌기, 메틸프로필렌기, 디메틸에틸렌기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 탄소수 2 ∼ 3 의 알킬렌기가 바람직하고, 에틸렌기가 보다 바람직하다.

또, A² 는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 수소 원자인 것이 바람직하다.

상기 일반식 (3) 의 R³ 으로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 메틸기 또는 에틸기가 바람직하고, 메틸기가 보다 바람직하다.

또, A³ 은, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 수소 원자인 것이 바람직하다.

또한, 탄소수 8 ∼ 14 의 방향족 비닐 모노머로는, 예를 들어, 스티렌, 비닐톨루엔, 2,4-디메틸스티렌, 4-에틸스티렌 등의 단고리형 모노머, 2-비닐나프탈렌 등의 다고리형 모노머를 들 수 있다. 이들 중에서도, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 스티렌을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

유기 미립자를 구성하는 중합체 또는 공중합체로는, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 일반식 (2) 로 나타내는 하이드록시알킬아크릴레이트 또는 하이드록시알킬메타크릴레이트, 혹은 탄소수 8 ∼ 14 의 방향족 비닐 모노머를 적어도 포함하는 공중합체인 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 윤활제 조성물에 사용되는 유기 미립자로는, 일반식 (2) 로 나타내는 하이드록시알킬아크릴레이트 또는 하이드록시알킬메타크릴레이트, 혹은 탄소수 8 ∼ 14 의 방향족 비닐 모노머를 중합시켜 이루어지는 유닛을 적어도 포함하는 공중합체인 것이 바람직하다. 이때, 공중합체 중에 있어서의, 일반식 (2) 로 나타내는 하이드록시알킬아크릴레이트 또는 하이드록시알킬메타크릴레이트, 혹은 탄소수 8 ∼ 14 의 방향족 비닐 모노머 중 어느 1 종 또는 복수를 중합하여 이루어지는 유닛의 합계 함유 비율이, 공중합체를 구성하는 전체 유닛의 20 ∼ 100 몰％ 인 것이 바람직하고, 40 ∼ 95 몰％ 인 것이 보다 바람직하고, 50 ∼ 90 몰％ 인 것이 더욱 바람직하다.

일반식 (2) 로 나타내는 하이드록시알킬아크릴레이트 또는 하이드록시알킬메타크릴레이트는, 중합 반응에 의해, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 유닛 (b-1) 로서 중합체 중에 존재한다 :

[화학식 4]

(식 중, R⁴ 는, 탄소수 2 ∼ 4 의 알킬렌기를 나타내고, A⁴ 는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.)

일반식 (4) 로 나타내는 유닛 (b-1) 로는, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 한센 용해도 파라미터의 극성항 δ_p 가 4.5 ∼ 12.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 5.5 ∼ 11.0 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하고, 6.5 ∼ 10.0 (MPa)^1/2 인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 본 명세서에 기재하는 「한센 용해도 파라미터」란, 분자 집단의 결합의 강도를 분자간력의 삼요소인 London 분산 에너지, 쌍극자 간 상호 작용 에너지 및 수소 결합 에너지로 나눔으로써 물질 간의 친화성의 척도로서 이용되고 있고, London 분산 에너지를 나타내는 분산항 δ_d, 쌍극자 간 상호 작용 에너지를 나타내는 극성항 δ_p, 수소 결합 에너지를 나타내는 수소 결합항 δ_h 로 이루어지는 파라미터이다. 이 중 쌍극자 간 상호 작용 에너지를 나타내는 극성항 δ_p 란, 분자 내의 극성이 높을수록 그 δ_p 값이 높아지는 항이다. 복수의 물질을 혼합할 때에, 한센 용해도 파라미터의 각 파라미터값이 가까운 물질끼리 알맞게 서로 섞인다·용해된다고 하는 경향이 보이고, 각 파라미터값의 차가 큰 물질끼리에서는 섞이기 어렵다·용해되지 않는다고 하는 경향이 보인다.

한센 용해도 파라미터의 분산항 δ_d, 극성항 δ_p 및 수소 결합항 δ_h 는, 대상으로 하는 분자 구조 내에 존재하는 원자 및 원자단의 종류와 수에 의존하는 점에서, 원자단 기여법에 근거하여 van Krevelen & Hoftyzer 법에 의해, 하기 수식 (2) ∼ (4) 를 사용하여 각각 계산된다 :

(식 중, △E_d 는, 분산 몰 인력 정수 [(MJ/㎥)^1/2/mol], △E_p 는, 부분 극성 몰 인력 정수 [(MJ/㎥)^1/2/mol], △E_h 는, 부분 수소 결합 에너지 [J/mol], V 는, 몰 체적 [㎤/mol], F_di 는, 부분 분산 몰 인력 정수 [(MJ/㎥)^1/2/mol], V_i 는, 부분 몰 체적 [㎤/mol], F_pi 는, 부분 극성 몰 인력 정수 [(MJ/㎥)^1/2/mol], E_hi 는, 부분 수소 결합 에너지 [J/mol] 이다.)

여기서, F_di, V_i, F_pi, E_hi 는, van Krevelen & Hoftyzer 법의 파라미터인 하기 표 2 에 기재된 수치로부터, 분자 구조 내의 원자 및 원자단의 종류에 대응한 수치를 사용할 수 있다 :

또, 유닛 (b-1) 의 한센 용해도 파라미터의 분산항 δ_d, 및 수소 결합항 δ_h 의 값은 특별히 한정되지 않지만, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 분산항 δ_d 는 17.5 ∼ 22.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 18.0 ∼ 21.0 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하고, 수소 결합항 δ_h 는 6.5 ∼ 32.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 8.5 ∼ 24.0 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하고, 9.5 ∼ 20.0 (MPa)^1/2 인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 탄소수 8 ∼ 14 의 방향족 비닐 모노머는, 중합 반응에 의해, 비닐기가 단결합이 된 구조로 나타내는 유닛 (b-2) 로서, 중합체 중에 존재한다.

유닛 (b-2) 로는, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 한센 용해도 파라미터의 분산항 δ_d 가 17.5 ∼ 22.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 18.0 ∼ 21.0 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하다.

또, 유닛 (b-2) 의 한센 용해도 파라미터의 극성항 δ_p 및 수소 결합항 δ_h 의 값은 특별히 한정되지 않지만, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 극성항 δ_p 는 0.1 ∼ 5.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 4.0 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하고, 수소 결합항 δ_h 는 0.1 ∼ 5.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 4.0 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하다.

유기 미립자를 구성하는 중합체 또는 공중합체로는, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 유닛 (b-1) 과, 유닛 (b-2) 를 구성 유닛으로서 포함하는 공중합체인 것이 바람직하다. 이때, 공중합체 중에 있어서의, 유닛 (b-1) 과 유닛 (b-2) 의 구성비는, 이들의 합계를 100 으로 했을 때에, 몰비로 3 : 97 ∼ 97 : 3 인 것이 바람직하고, 10 : 90 ∼ 90 : 10 인 것이 보다 바람직하고, 10 : 90 ∼ 40 : 60 인 것이 더욱 바람직하고, 10 : 90 ∼ 30 : 70 인 것이 보다 더욱 바람직하다.

또, 유기 미립자를 구성하는 중합체 또는 공중합체로는, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 일반식 (1) 로 나타내는 알킬아크릴레이트 또는 알킬메타크릴레이트를 중합하여 이루어지는 유닛 (a) 를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 공중합체 중에 있어서의, 일반식 (1) 로 나타내는 알킬아크릴레이트 또는 알킬메타크릴레이트 중 어느 1 종 또는 복수를 중합하여 이루어지는 유닛의 합계로 이루어지는 유닛 (a) 의 함유 비율이, 공중합체를 구성하는 전체 유닛 중 5 ∼ 70 몰％ 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 50 몰％ 인 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 40 몰％ 인 것이 더욱 바람직하고, 10 ∼ 30 몰％ 인 것이 보다 더욱 바람직하다.

일반식 (1) 로 나타내는 알킬아크릴레이트 또는 알킬메타크릴레이트는, 중합 반응에 의해, 하기 일반식 (5) 로 나타내는 유닛 (a) 로서, 중합체 중에 존재한다 :

[화학식 5]

(식 중, R⁵ 는, 탄소수 4 ∼ 18 의 알킬기를 나타내고, A⁵ 는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.)

상기 일반식 (5) 의 R⁵ 로는, 예를 들어, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기 등의 직사슬 알킬기 ; 분기 부틸기, 분기 펜틸기, 분기 헥실기, 분기 헵틸, 분기 옥틸기, 분기 노닐기, 분기 데실기, 분기 운데실기, 분기 도데실기, 분기 트리데실기, 분기 테트라데실기, 분기 펜타데실기, 분기 헥사데실기, 분기 헵타데실기, 분기 옥타데실기 등의 분기 알킬기 등을 들 수 있다.

또, A⁵ 는, 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 수소 원자인 것이 바람직하다.

일반식 (5) 로 나타내는 유닛 (a) 는, 한센 용해도 파라미터의 극성항 δ_p 가 0.1 ∼ 4.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 0.5 ∼ 3.0 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하고, 1.0 ∼ 2.5 (MPa)^1/2 인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 한센 용해도 파라미터는 상기 서술한 방법에 의해 계산된다.

또, 유닛 (a) 의 한센 용해도 파라미터의 분산항 δ_d, 및 수소 결합항 δ_h 의 값은 특별히 한정되지 않지만, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 분산항 δ_d 는 16.6 ∼ 17.8 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 16.8 ∼ 17.6 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하고, 수소 결합항 δ_h 는 4.0 ∼ 7.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 4.4 ∼ 6.0 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하다.

본 발명의 윤활제 조성물에 사용되는 유기 미립자는, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 적어도 1 종의 유닛 (a) 와, 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 유닛 (b) 를 구성 유닛으로서 포함하는 공중합체로 이루어지는 것이 바람직하다. 이와 같은 공중합체는, 중합성 단량체 (a) 및 중합성 단량체 (b) 이외의 중합성 단량체를 중합하여 이루어지는 기타 유닛을 포함하고 있어도 되지만, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 유닛 (a) 및 유닛 (b) 로 이루어지는 유닛의 합계가 공중합체를 구성하는 전체 유닛의 90 몰％ 이상인 것이 바람직하고, 실질적으로 유닛 (a) 및 유닛 (b) 만으로 이루어지는 공중합체인 것이 가장 바람직하다. 이때, 유닛 (a) 또는 유닛 (b) 또는 그 양방이 2 종류 이상의 중합성 단량체로 이루어지는 유닛을 포함하여 이루어지는 경우에는, 각각의 합계 몰량을 유닛 (a), 유닛 (b) 의 몰량으로 하여 비율을 계산한다.

이와 같은 공중합체 중의, 유닛 (a) 와 유닛 (b) 의 구성비는 특별히 한정되지 않지만, 몰비의 합계를 100 으로 했을 때에, 예를 들어, (a) : (b) = 10 ∼ 70 : 30 ∼ 90 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 50 : 50 ∼ 90 인 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 45 : 55 ∼ 90 인 것이 더욱 바람직하고, 10 ∼ 30 : 70 ∼ 90 인 것이 보다 더욱 바람직하다. 유닛 (a) 및 유닛 (b) 의 구성비가 이와 같은 범위에 있음으로써, 공중합체의 용해성 및 분산성을 바람직하게 제어할 수 있고, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능을 보다 발휘할 수 있다. 또, 공중합체의 중합 형태는 특별히 한정되지 않고, 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 혹은 블록/랜덤 공중합체 중 어느 것이어도 된다. 또, 공중합체의 중량 평균 분자량은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 1,000 ∼ 500,000 인 것이 바람직하고, 3,000 ∼ 300,000 인 것이 보다 바람직하고, 5,000 ∼ 200,000 인 것이 더욱 바람직하다. 중량 평균 분자량이 이와 같은 범위에 있음으로써, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능을 보다 발휘할 수 있다. 또한, 「중량 평균 분자량」은, GPC (겔 침투 크로마토그래피) 에 의해 측정하고, 스티렌 환산에 의해 구할 수 있다.

공중합체를 구성하는 유닛 (a) 와 유닛 (b) 의 조합으로는, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 한센 용해도 파라미터의 극성항 δ_p 의 차가, 0.1 ∼ 12.0 (MPa)^1/2 이 되는 조합인 것이 바람직하고, 0.2 ∼ 8.0 (MPa)^1/2 이 되는 조합인 것이 보다 바람직하고, 0.5 ∼ 6.0 (MPa)^1/2 이 되는 조합인 것이 특히 바람직하다. 한센 용해도 파라미터의 극성항의 차는, 상기 서술한 유닛 (a) 와 유닛 (b) 중에서 적절히 선택함으로써 조절할 수 있다. 또한, 유닛 (a) 와 유닛 (b) 의 적어도 일방이 2 종류 이상의 유닛으로 이루어지는 경우에는, 각각, 유닛 (a) 또는 유닛 (b) 를 구성하는 단일 또는 복수의 유닛을 각각 몰비율에 따른 개수 구조 내에 갖는 유닛으로 간주함으로써, 전술한 방법과 동일하게 유닛 (a) 또는 유닛 (b) 의 한센 용해도 파라미터를 산출할 수 있고, 그 값에 근거하여 차를 계산한다.

또, 본 발명의 윤활제 조성물에 사용되는 유기 미립자는, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 일반식 (5) 로 나타내는 적어도 1 종의 유닛 (a) 와, 일반식 (4) 로 나타내는 적어도 1 종의 유닛 (b-1) 과, 탄소수 8 ∼ 14 의 방향족 비닐 모노머를 중합하여 이루어지는 유닛 (b-2) 를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 이때의 유닛 (a), 유닛 (b-1) 및, 유닛 (b-2) 의 구체적인 구조는, 전술한 구조 중에서 선택할 수 있다.

유기 미립자가, 유닛 (a), 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 를 구성 유닛으로서 포함하여 이루어지는 공중합체로 이루어지는 경우, 공중합체 중에 유닛 (a), 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 이외의 유닛을 포함하고 있어도 되지만, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 유닛 (a), 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 의 합계 비율이 공중합체를 구성하는 전체 유닛의 90 몰％ 이상인 것이 바람직하고, 실질적으로 유닛 (a), 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 만으로 이루어지는 공중합체인 것이 가장 바람직하다. 이때, 유닛 (a), 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 의 적어도 어느 것이 2 종류 이상의 유닛을 포함하여 이루어지는 경우에는, 각각의 합계 몰량을 유닛 (a), 유닛 (b-1), 유닛 (b-2) 의 몰량으로서 계산한다.

유기 미립자가, 유닛 (a), 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 를 구성 유닛으로서 포함하여 이루어지는 공중합체로 이루어지는 경우, 공중합체 중의 유닛 (a), 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 의 구성비는 특별히 한정되지 않지만, 몰비의 합계를 100 으로 했을 때에, (a) : (b-1) : (b-2) = 10 ∼ 70 : 1 ∼ 80 : 1 ∼ 89 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 50 : 5 ∼ 80 : 5 ∼ 80 인 것이 보다 바람직하고, 10 ∼ 40 : 10 ∼ 60 : 20 ∼ 80 인 것이 더욱 바람직하고, 10 ∼ 30 : 10 ∼ 40 : 40 ∼ 80 인 것이 보다 더욱 바람직하다. 유닛 (a), 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 의 구성비가 이와 같은 범위에 있음으로써, 공중합체의 용해성 및 분산성을 바람직하게 제어할 수 있고, 또, 공중합체의 각 상호 작용 에너지를 특정 범위로 조절하는 것이 용이해져, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능을 보다 발휘할 수 있다.

유기 미립자가, 유닛 (a), 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 를 구성 유닛으로서 포함하여 이루어지는 공중합체로 이루어지는 경우에 있어서도, 공중합체의 중합 형태는 특별히 한정되지 않고, 블록 공중합체, 랜덤 공중합체, 혹은 블록/랜덤 공중합체 중 어느 것이어도 된다. 또 공중합체 (A) 의 중량 평균 분자량은, 1,000 ∼ 500,000 이며, 3,000 ∼ 300,000 인 것이 바람직하고 5,000 ∼ 200,000 인 것이 보다 바람직하다. 중량 평균 분자량이 이와 같은 범위에 있음으로써, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능을 보다 발휘할 수 있다.

유기 미립자가, 유닛 (a), 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 를 구성 유닛으로서 포함하여 이루어지는 공중합체로 이루어지는 경우, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 유닛 (a) 의 한센 용해도 파라미터의 극성항 δ_p 와, 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 를 포함하여 이루어지는 유닛 (b) 의 한센 용해도 파라미터의 극성항 δ_p 의 차가, 0.1 ∼ 12.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 0.2 ∼ 8.0 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하고, 0.5 ∼ 6.0 (MPa)^1/2 인 것이 특히 바람직하다. 공중합체의 용해성 및 분산성을 바람직하게 제어할 수 있고, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능을 보다 발휘할 수 있다. 한센 용해도 파라미터의 극성항의 차는, 상기 서술한 유닛 (a) 와 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 중에서 적절히 선택함으로써 조절할 수 있다. 또한, 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 를 포함하여 이루어지는 유닛 (b) 의 용해도 파라미터, 및 유닛 (a) 가 적어도 2 종류 이상의 유닛으로 이루어지는 경우의 유닛 (a) 의 용해도 파라미터는, 각각, 유닛 (a), 유닛 (b) 를 구성하는 단일 또는 복수의 유닛을 각각 몰비율에 따른 개수 구조 내에 갖는 유닛으로 간주함으로써, 전술한 방법과 동일하게 산출할 수 있고, 그 값에 근거하여 차를 계산한다.

본 발명의 윤활제 조성물에 사용되는 유기 미립자는, 입자경이 10 nm ∼ 10㎛ 인 입자의 비율이 체적 기준으로 90 ％ 이상인 것을 특징으로 한다. 여기서, 본 명세서에 기재하는 「입자경」은, 기유 중에 분산된 상태로 관찰되는 유기 미립자의 입자경을 가리키고, 동적 광 산란법에 의해 측정된다. 이 입자경의 측정 결과로부터, 전체 입자수에 대한 입자경이 10 nm ∼ 10 ㎛ 인 입자의 비율을 체적 기준으로 계산함으로써, 입자경이 10 nm ∼ 10 ㎛ 인 입자의 비율을 산출할 수 있다. 또한, 대상으로 하는 입자경 범위가 상이한 경우에 있어서도, 동일한 조작에 의해 특정 입자경의 입자의 비율을 산출할 수 있다.

본 발명의 윤활제 조성물은, 실질적으로 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어지는 유기 미립자가 이와 같은 입자경으로 기유 중에 분산하여 존재하고 있음으로써, 종래의 극압제 등과는 상이한 기구에 의해 높은 윤활 성능을 나타낸다. 윤활 성능의 관점에서, 유기 미립자의 입자경이 50 nm ∼ 5 ㎛ 인 입자의 비율이 90 ％ 이상인 것이 바람직하고, 입자경이 100 nm ∼ 2 ㎛ 인 입자의 비율이 90 ％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 유기 미립자의 입자경이 150 nm ∼ 1 ㎛ 인 입자의 비율이 90 ％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 윤활 성능의 관점에서, 입자경이 이와 같은 범위인 비율이 95 ％ 이상인 것이 바람직하고, 99 ％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 유기 미립자의 입자경은, 중합성 단량체의 중합 조건이나 시간을 조절하는 방법이나, 중합 후에 특정 입자경의 유기 미립자를 제거하는 방법 등에 의해 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 윤활제 조성물에 사용되는 유기 미립자의 제조 방법은 특별히 지정되지 않고, 공지된 방법이면 어느 방법으로 제조해도 되고, 예를 들어, 괴상 중합, 유화 중합, 현탁 중합, 용액 중합 등의 방법에 의해 중합성 단량체를 중합 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 또, 마찰 억제 화합물을 광물유나 합성유 등의 기유에 첨가하여 사용하는 경우에는, 유화 중합이나 현탁 중합과 같이 물을 용매로서 사용하는 중합 방법보다, 괴상 중합이나 용액 중합이 바람직하고, 용액 중합이 보다 바람직하다.

용액 중합에 의한 구체적인 방법으로는, 예를 들어, 용매 및 중합성 단량체를 포함하는 원료를 반응기에 주입한 후, 50 ∼ 120 ℃ 정도로 승온시키고, 중합성 단량체 전체량에 대해 0.1 ∼ 10 몰％ 의 양의 개시제를 일괄 혹은 분할하여 첨가하고, 1 ∼ 20 시간 정도 교반하여 중량 평균 분자량이 예를 들어 1,000 ∼ 500,000 이 되도록 반응시키면 된다. 또, 중합성 단량체와 촉매를 일괄하여 주입하고 나서 50 ∼ 120 ℃ 로 승온시키고, 1 ∼ 20 시간 정도 교반하여 중량 평균 분자량이 예를 들어 1,000 ∼ 500,000 이 되도록 반응시켜도 된다.

사용할 수 있는 용매로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알코올류 ; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 헥산 등의 탄화수소류 ; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 아세트산이소부틸 등의 에스테르류 ; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류 ; 메톡시부탄올, 에톡시부탄올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 디옥산 등의 에테르류 ; 파라핀계 광유, 나프텐계 광유 혹은 이들을 수소화 정제, 용제 탈력, 용제 추출, 용제 탈랍, 수소 첨가 탈랍, 접촉 탈랍, 수소화 분해, 알칼리 증류, 황산 세정, 백토 처리 등의 정제한 정제 광유 등의 광물유 ; 폴리-α-올레핀, 에틸렌-α-올레핀 공중합체, 폴리부텐, 알킬벤젠, 알킬나프탈렌, 폴리페닐에테르, 알킬 치환 디페닐에테르, 폴리올에스테르, 2 염기산에스테르, 힌더드 에스테르, 모노에스테르, GTL (Gas to Liquids) 등의 합성유 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.

사용할 수 있는 개시제로는, 예를 들어, 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오니트릴), 2,2'-아조비스(2-아미디노프로판) 2 염산염, 2,2'-아조비스-(N,N-디메틸렌이소부틸아미딘) 2 염산염, 1,1'-아조비스(시클로헥실-1-카르보니트릴) 등의 아조계 개시제, 과산화수소 및 과산화벤조일, t-부틸하이드로퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 과벤조산 등의 유기 과산화물, 과황산나트륨, 과황산칼륨, 과황산암모늄 등의 과황산염, 과산화수소-Fe³⁺ 등의 레독스 개시제, 그 외 기존의 라디칼 개시제 등을 들 수 있다.

본 발명의 윤활제 조성물은, 기유와 상기 유기 미립자를, 기유의 질량을 100 질량부로 했을 때에, 유기 미립자를 0.01 ∼ 50 질량부 함유하여 이루어짐으로써, 매우 높은 마찰 저감 성능을 발현하는 것이다. 본 발명의 윤활제 조성물은, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능의 관점에서, 기유의 질량을 100 질량부로 했을 때에, 상기 유기 미립자를 0.1 ∼ 30 질량부 함유하여 이루어지는 것이 보다 바람직하고, 0.3 ∼ 20 질량부 함유하여 이루어지는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 윤활제 조성물에 있어서, 기유와, 유기 미립자를 구성하는 공중합체의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리 D 는 특별히 한정되지 않지만, 5.5 ∼ 21.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하다. 여기서, 본 명세서에 기재하는 「한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리 D」란, 예를 들어, 화합물 A 의 한센 용해도 파라미터를 (δ_dA, δ_pA, δ_hA), 화합물 B 의 한센 용해도 파라미터를 (δ_dB, δ_pB, δ_hB) 로 각각 나타냈을 때에, 각각의 화합물의 용해도 파라미터를 3 차원 벡터 공간 상에 있어서 3 개의 항에 의해 특정되는 좌표점으로 파악했을 때에, 화합물 A 와 화합물 B 의 벡터 좌표점 간의 거리를, 각 항의 용해성에 주는 영향의 보정도 고려하여, 하기 수식 (5) 에 의해 산출한 값이다 :

한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리 D 는, 복수의 물질을 혼합할 때의 섞이기 용이함·용해하기 용이함을 단일의 수치로 나타낸 것이며, 거리 D 의 값이 작은 물질끼리에서는 섞이기 용이하다·용해된다고 하는 경향이 보이고, 거리 D 의 값이 큰 물질끼리에서는 섞이기 어렵다·용해되지 않는다고 하는 경향이 보인다. 본 발명에 있어서는, 공중합체의 용해성 및 분산성을 바람직하게 제어할 수 있고, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능을 보다 발휘할 수 있는 관점에서, 기유와, 유기 미립자를 구성하는 공중합체의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리 D 가 5.5 ∼ 21.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 6.0 ∼ 20.0 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하고, 6.5 ∼ 19.0 (MPa)^1/2 인 것이 더욱 바람직하고, 7.0 ∼ 18.0 (MPa)^1/2 인 것이 특히 바람직하다. 이때, 유기 미립자를 구성하는 공중합체의 한센 용해도 파라미터는, 공중합체를 구성하는 단일 또는 복수의 유닛을 각각 몰비율에 따른 개수 구조 내에 갖는 분자로 간주함으로써, 전술한 방법과 동일하게 산출할 수 있다.

또, 유기 미립자를 구성하는 공중합체가, 적어도 1 종의 유닛 (a) 와, 유닛 (b-1) 및 유닛 (b-2) 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 유닛 (b) 를 구성 유닛으로서 포함하는 공중합체로 이루어지는 경우, 기유와, 유닛 (a) 또는 유닛 (b) 의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리 D 는 특별히 한정되지 않지만, 공중합체의 용해성 및 분산성을 바람직하게 제어할 수 있고, 얻어지는 윤활제 조성물의 윤활 성능을 보다 발휘할 수 있는 관점에서, 예를 들어, 기유와 유닛 (a) 의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리 D 는 4.5 ∼ 6.5 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하고, 기유와 유닛 (b) 의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리 D 는 7.0 ∼ 22.0 (MPa)^1/2 인 것이 바람직하다. 이때, 윤활 성능의 관점에서, 기유와 유닛 (a) 의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리 D 는, 5.0 ∼ 6.4 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하고, 5.2 ∼ 6.2 (MPa)^1/2 인 것이 더욱 바람직하다. 또, 윤활 성능의 관점에서, 기유와 유닛 (b) 의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리 D 는 7.5 ∼ 20.0 (MPa)^1/2 인 것이 보다 바람직하고, 8.0 ∼ 18.0 (MPa)^1/2 인 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 윤활제 조성물은, 종래의 윤활제의 용도이면 어느 것에도 사용할 수 있고, 예를 들어, 엔진유, 기어유, 터빈유, 작동유, 난연성 작동액, 냉동 기유, 컴프레서유, 진공 펌프유, 베어링유, 절연유, 슬라이딩면유, 로크 드릴유, 금속 가공유, 소성 가공유, 열처리유, 그리스 등의 윤활유나, 선박용 연료유 등의 각종 연료유에 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 엔진유, 베어링유, 그리스에 사용하는 것이 바람직하고, 엔진유에 사용하는 것이 가장 바람직하다.

또, 본 발명의 윤활제 조성물을 윤활유로서 사용하는 경우, 윤활유의 마찰 특성, 마모 특성, 산화 안정성, 온도 안정성, 보존 안정성, 청정성, 방청성, 부식 방지성, 취급성 등의 관점에서, 추가로 사용 목적에 따라 공지된 첨가제의 첨가를 저지하는 것이 아니고, 예를 들어, 산화 방지제, 마찰 저감제, 내마모제, 유성 향상제, 금속계 청정제, 분산제, 점도 지수 향상제, 유동점 강하제, 방청제, 부식 방지제, 금속 불활성화제, 소포제 등의 1 종 또는 2 종 이상을 첨가해도 되고, 이들 첨가제는, 합계로, 윤활유 조성물 전체량에 대해, 예를 들어 0.01 ∼ 50 질량％ 의 양으로 함유할 수 있다.

여기서, 산화 방지제로는, 예를 들어, 2,6-디-터셔리부틸페놀 (이하, 터셔리부틸을 t-부틸로 약기한다.), 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀, 2,6-디-t-부틸-4-에틸페놀, 2,4-디메틸-6-t-부틸페놀, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-t-부틸페놀), 4,4'-비스(2,6-디-t-부틸페놀), 4,4'-비스(2-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-t-부틸페놀), 4,4'-부틸리덴비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), 4,4'-이소프로필리덴비스(2,6-디-t-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-시클로헥실페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-노닐페놀), 2,2'-이소부틸리덴비스(4,6-디메틸페놀), 2,6-비스(2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸벤질)-4-메틸페놀, 3-t-부틸-4-하이드록시아니솔, 2-t-부틸-4-하이드록시아니솔, 3-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산옥틸, 3-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산스테아릴, 3-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산올레일, 3-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산도데실, 3-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산데실, 테트라키스{3-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피오닐옥시메틸}메탄, 3-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산글리세린모노에스테르, 3-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산과 글리세린모노올레일에테르의 에스테르, 3-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산부틸렌글리콜디에스테르, 3-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸페닐)프로피온산티오디글리콜디에스테르, 4,4'-티오비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), 4,4'-티오비스(2-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-α-디메틸아미노-p-크레졸, 2,6-디-t-부틸-4-(N,N'-디메틸아미노메틸페놀), 비스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)술파이드, 트리스{(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오닐-옥시에틸}이소시아누레이트, 트리스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)이소시아누레이트, 비스{2-메틸-4-(3-n-알킬티오프로피오닐옥시)-5-t-부틸페닐}술파이드, 1,3,5-트리스(4-t-부틸-3-하이드록시-2,6-디메틸벤질)이소시아누레이트, 테트라프탈로일-디(2,6-디메틸-4-t-부틸-3-하이드록시벤질술파이드), 6-(4-하이드록시-3,5-디-t-부틸아닐리노)-2,4-비스(옥틸티오)-1,3,5-트리아진, 2,2-티오-{디에틸-비스-3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)}프로피오네이트, N,N'-헥사메틸렌비스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시-하이드로신나미드), 3,5-디-t-부틸-4-하이드록시-벤질-인산디에스테르, 비스(3-메틸-4-하이드록시-5-t-부틸벤질)술파이드, 3,9-비스〔1,1-디메틸-2-{β-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시}에틸〕-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5,5]운데칸, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-t-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 비스{3,3'-비스-(4'-하이드록시-3'-t-부틸페닐)부티릭애시드}글리콜에스테르 등의 페놀계 산화 방지제 ; 1-나프틸아민, 페닐-1-나프틸아민, p-옥틸페닐-1-나프틸아민, p-노닐페닐-1-나프틸아민, p-도데실페닐-1-나프틸아민, 페닐-2-나프틸아민 등의 나프틸아민계 산화 방지제 ; N,N'-디이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N'-디이소부틸-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N,N'-디-β-나프틸-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민, N-시클로헥실-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-1,3-디메틸부틸-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 디옥틸-p-페닐렌디아민, 페닐헥실-p-페닐렌디아민, 페닐옥틸-p-페닐렌디아민 등의 페닐렌디아민계 산화 방지제 ; 디피리딜아민, 디페닐아민, p,p'-디-n-부틸디페닐아민, p,p'-디-t-부틸디페닐아민, p,p'-디-t-펜틸디페닐아민, p,p'-디옥틸디페닐아민, p,p'-디노닐디페닐아민, p,p'-디데실디페닐아민, p,p'-디도데실디페닐아민, p,p'-디스티릴디페닐아민, p,p'-디메톡시디페닐아민, 4,4'-비스(4-α,α-디메틸벤조일)디페닐아민, p-이소프로폭시디페닐아민, 디피리딜아민 등의 디페닐아민계 산화 방지제 ; 페노티아진, N-메틸페노티아진, N-에틸페노티아진, 3,7-디옥틸페노티아진, 페노티아진카르복실산에스테르, 페노셀레나진 등의 페노티아진계 산화 방지제 ; 아연디티오포스페이트를 들 수 있다. 이들 산화 방지제의 바람직한 배합량은, 기유에 대해 0.01 ∼ 5 질량％, 보다 바람직하게는 0.05 ∼ 4 질량％ 이다.

또, 마찰 저감제로는, 예를 들어, 몰리브덴디티오카르바메이트, 몰리브덴디티오포스페이트 등의 유기 몰리브덴 화합물을 들 수 있다. 몰리브덴디티오카르바메이트로서, 예를 들어 하기 일반식 (6) 으로 나타내는 화합물을 들 수 있다 :

[화학식 6]

(식 중, R¹¹ ∼ R¹⁴ 는, 각각 독립적으로 탄소 원자수 1 ∼ 20 의 탄화수소기를 나타내고, X¹ ∼ X⁴ 는, 각각 독립적으로 황 원자 또는 산소 원자를 나타낸다.)

상기 일반식 (6) 에 있어서, R¹¹ ∼ R¹⁴ 는, 각각 독립적으로 탄소수 1 ∼ 20 의 탄화수소기를 나타내고, 이러한 기로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 이코실기 및 이들 모든 이성체 등의 포화 지방족 탄화수소기 ; 에테닐기 (비닐기), 프로페닐기 (알릴기), 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기, 헵테닐기, 옥테닐기, 노네닐기, 데세닐기, 운데세닐기, 도데세닐기, 트리데세닐기, 테트라데세닐기, 펜타데세닐기, 헥사데세닐기, 헵타데세닐기, 옥타데세닐기, 노나데세닐기, 이코세닐기 및 이들 모든 이성체 등의 불포화 지방족 탄화수소기 ; 페닐기, 톨루일기, 크실릴기, 쿠메닐기, 메시틸기, 벤질기, 페네틸기, 스티릴기, 신나밀기, 벤즈하이드릴기, 트리틸기, 에틸페닐기, 프로필페닐기, 부틸페닐기, 펜틸페닐기, 헥실페닐기, 헵틸페닐기, 옥틸페닐기, 노닐페닐기, 데실페닐기, 운데실페닐기, 도데실페닐기, 스티렌화페닐기, p-쿠밀페닐기, 페닐페닐기, 벤질페닐기, α-나프틸기, β-나프틸기 및 이들 모든 이성체 등의 방향족 탄화수소기 ; 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 시클로헵틸기, 메틸시클로펜틸기, 메틸시클로헥실기, 메틸시클로헵틸기, 시클로펜테닐기, 시클로헥세닐기, 시클로헵테닐기, 메틸시클로펜테닐기, 메틸시클로헥세닐기, 메틸시클로헵테닐기 및 이들 모든 이성체 등의 시클로알킬기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 포화 지방족 탄화수소기 및 불포화 지방족 탄화수소기가 바람직하고, 포화 지방족 탄화수소기가 보다 바람직하고, 탄소수 3 ∼ 15 의 포화 지방족 탄화수소기가 가장 바람직하다.

또, 일반식 (6) 에 있어서, X¹ ∼ X⁴ 는, 각각 독립적으로 황 원자 또는 산소 원자를 나타낸다. 그 중에서도, X¹ 및 X² 가 황 원자인 것이 바람직하고, X¹ 및 X² 가 황 원자이며 X³ 및 X⁴ 가 산소 원자인 것이 보다 바람직하다.

또한, 마찰 저감제의 바람직한 배합량은, 기유에 대해 몰리브덴 함량으로 50 ∼ 3000 질량ppm, 보다 바람직하게는 100 ∼ 2000 질량ppm 이며, 더욱 바람직하게는 200 ∼ 1500 질량ppm 이다.

또한, 내마모제로는, 예를 들어, 황화 유지, 올레핀폴리술파이드, 황화올레핀, 디벤질술파이드, 에틸-3-[[비스(1-메틸에톡시)포스피노티오일]티오]프로피오네이트, 트리스-[(2, 또는 4)-이소알킬페놀]티오포스페이트, 3-(디-이소부톡시-티오포스포릴술파닐)-2-메틸-프로피온산, 트리페닐포스포로티오네이트, β-디티오포스포릴화프로피온산, 메틸렌비스(디부틸디티오카바메이트), O,O-디이소프로필-디티오포스포릴에틸프로피오네이트, 2,5-비스(n-노닐디티오)-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(1,1,3,3-테트라메틸부탄티오)-1,3,4-티아디아졸, 및 2,5-비스(1,1,3,3-테트라메틸디티오)-1,3,4-티아디아졸 등의···················트, 디옥틸포스페이트, 트리옥틸포스페이트, 모노부틸포스페이트, 디부틸포스페이트, 트리부틸포스페이트, 모노페닐포스페이트, 디페닐포스페이트, 트리페닐포스페이트, 트리크레실포스페이트, 모노이소프로필페닐포스페이트, 디이소프로필페닐포스페이트, 트리이소프로필페닐포스페이트, 모노터셔리부틸페닐포스페이트, 디-tert-부틸페닐포스페이트, 트리-tert-부틸페닐포스페이트, 트리페닐티오포스페이트, 모노옥틸포스파이트, 디옥틸포스파이트, 트리옥틸포스파이트, 모노부틸포스파이트, 디부틸포스파이트, 트리부틸포스파이트, 모노페닐포스파이트, 디페닐포스파이트, 트리페닐포스파이트, 모노이소프로필페닐포스파이트, 디이소프로필페닐포스파이트, 트리이소프로필페닐포스파이트, 모노-tert-부틸페닐포스파이트, 디-tert-부틸페닐포스파이트, 및 트리-tert-부틸페닐포스파이트 등의 인계 화합물 ; 일반식 (7) 로 나타내는 디티오인산아연 (ZnDTP), 디티오인산 금속염 (Sb, Mo 등), 디티오카르밤산 금속염 (Zn, Sb, Mo 등), 나프텐산 금속염, 지방산 금속염, 인산 금속염, 인산에스테르 금속염, 및 아인산에스테르 금속염 등의 유기 금속 화합물 ; 그 외, 붕소 화합물, 모노 및 디헥실포스페이트의 알킬아민염, 인산에스테르아민염, 및 트리페닐티오인산에스테르와 tert-부틸페닐 유도체의 혼합물 등을 들 수 있다.

[화학식 7]

(식 중, R¹⁵ ∼ R¹⁸ 은, 각각 독립적으로 탄소수 1 ∼ 20 의 제 1 급 알킬기, 제 2 급 알킬기, 또는 아릴기를 나타낸다.)

상기 일반식 (7) 에 있어서, R¹⁵ ∼ R¹⁸ 은, 각각 독립적으로 탄소수 1 ∼ 20 의 탄화수소기를 나타내고, 이러한 기로는, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 도데실기, 트리데실기, 테트라데실기, 펜타데실기, 헥사데실기, 헵타데실기, 옥타데실기, 노나데실기, 및 이코실기 등의 1 급 알킬기 ; 2 급 프로필기, 2 급 부틸기, 2 급 펜틸기, 2 급 헥실기, 2 급 헵틸기, 2 급 옥틸기, 2 급 노닐기, 2 급 데실기, 2 급 운데실기, 2 급 도데실기, 2 급 트리데실기, 2 급 테트라데실기, 2 급 펜타데실기, 2 급 헥사데실기, 2 급 헵타데실기, 2 급 옥타데실기, 2 급 노나데실기, 및 2 급 이코실기 등의 2 급 알킬기 ; 3 급 부틸기, 3 급 펜틸기, 3 급 헥실기, 3 급 헵틸기, 3 급 옥틸기, 3 급 노닐기, 3 급 데실기, 3 급 운데실기, 3 급 도데실기, 3 급 트리데실기, 3 급 테트라데실기, 3 급 펜타데실기, 3 급 헥사데실기, 3 급 헵타데실기, 3 급 옥타데실기, 3 급 노나데실기, 및 3 급 이코실기 등의 3 급 알킬기 ; 분기 부틸기 (이소부틸기 등), 분기 펜틸기 (이소펜틸기 등), 분기 헥실기 (이소헥실기), 분기 헵틸기 (이소헵틸기), 분기 옥틸기 (이소옥틸기, 2-에틸헥실기 등), 분기 노닐기 (이소노닐기 등), 분기 데실기 (이소데실기 등), 분기 운데실기 (이소운데실기 등), 분기 도데실기 (이소도데실기 등), 분기 트리데실기 (이소트리데실기 등), 분기 테트라데실기 (이소테트라데실기), 분기 펜타데실기 (이소펜타데실기 등), 분기 헥사데실기 (이소헥사데실기), 분기 헵타데실기 (이소헵타데실기 등), 분기 옥타데실기 (이소옥타데실기 등), 분기 노나데실기 (이소노나데실기 등), 및 분기 이코실기 (이소이코실기 등) 등의 분기 알킬기 ; 페닐기, 톨루일기, 크실릴기, 쿠메닐기, 메시틸기, 벤질기, 페네틸기, 스티릴기, 신나밀기, 벤즈하이드릴기, 트리틸기, 에틸페닐기, 프로필페닐기, 부틸페닐기, 펜틸페닐기, 헥실페닐기, 헵틸페닐기, 옥틸페닐기, 노닐페닐기, 데실페닐기, 운데실페닐기, 도데실페닐기, 스티렌화페닐기, p-쿠밀페닐기, 페닐페닐기, 및 벤질페닐기 등의 아릴기 등을 들 수 있다. 이들 마모 방지제의 바람직한 배합량은, 기유에 대해 0.01 ∼ 3 질량％, 보다 바람직하게는 0.05 ∼ 2 질량％ 이다.

또, 유성 향상제로는, 예를 들어, 올레일알코올, 스테아릴알코올 등의 고급 알코올류 ; 올레산, 스테아르산 등의 지방산류 ; 올레일글리세린에스테르, 스테아릴글리세린에스테르, 라우릴글리세린에스테르 등의 에스테르류 ; 라우릴아미드, 올레일아미드, 스테아릴아미드 등의 아미드류 ; 라우릴아민, 올레일아민, 스테아릴아민 등의 아민류 ; 라우릴글리세린에테르, 올레일글리세린에테르 등의 에테르류를 들 수 있다. 이들 유성 향상제의 바람직한 배합량은, 기유에 대해 0.1 ∼ 5 질량％, 보다 바람직하게는 0.2 ∼ 3 질량％ 이다.

또한, 청정제로는, 예를 들어, 칼슘, 마그네슘, 바륨 등의 술포네이트, 페네이트, 살리실레이트, 포스페이트 및 이들의 과염기성 염을 들 수 있다. 이들 중에서도 과염기성 염이 바람직하고, 과염기성 염 중에서도 TBN (토탈 베이스 넘버) 이 30 ∼ 500 mgKOH/g 인 것이 보다 바람직하다. 또한, 인 및 황 원자가 없는 살리실레이트계의 청정제가 바람직하다. 이들 청정제의 바람직한 배합량은, 기유에 대해 0.5 ∼ 10 질량％, 보다 바람직하게는 1 ∼ 8 질량％ 이다.

또, 무회 (無灰) 분산제로는, 윤활유에 사용되는 임의의 무회 분산제이면 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 예를 들어, 탄소수 40 ∼ 400 의 직사슬, 혹은 분지상의 알킬기, 또는 알케닐기를 분자 중에 적어도 1 개 갖는 함질소 화합물, 또는 그 유도체 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 숙신산이미드, 숙신산아미드, 숙신산에스테르, 숙신산에스테르-아미드, 벤질아민, 폴리아민, 폴리숙신산이미드 및 만니히 염기 등을 들 수 있고, 그 유도체로는, 이들 함질소 화합물에 붕산, 붕산염 등의 붕소 화합물, 티오인산, 티오인산염 등의 인 화합물, 유기산 및 하이드록시폴리옥시알킬렌카보네이트 등을 작용시킨 것 등을 들 수 있다. 알킬기 또는 알케닐기의 탄소수가 40 미만인 경우에는 화합물의 윤활유 기유에 대한 용해성이 저하하는 경우가 있고, 한편, 알킬기 또는 알케닐기의 탄소수가 400 을 초과하는 경우에는, 윤활유 조성물의 저온 유동성이 악화되는 경우가 있다. 이들 무회 분산제의 바람직한 배합량은, 기유에 대해 0.5 ∼ 10 질량％, 보다 바람직하게는 1 ∼ 8 질량％ 이다.

또한, 점도 지수 향상제로는, 예를 들어, 폴리(C1 ∼ 18)알킬(메트)아크릴레이트, (C1 ∼ 18)알킬아크릴레이트/(C1 ∼ 18)알킬(메트)아크릴레이트 공중합체, 디에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트/(C1 ∼ 18)알킬(메트)아크릴레이트 공중합체, 에틸렌/(C1 ∼ 18)알킬(메트)아크릴레이트 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리알킬스티렌, 에틸렌/프로필렌 공중합체, 스티렌/말레산에스테르 공중합체, 스티렌/이소프렌수소화 공중합체 등을 들 수 있다. 혹은, 분산 성능을 부여한 분산형 혹은 다기능형 점도 지수 향상제를 사용해도 된다. 점도 지수 향상제의 중량 평균 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 10,000 ∼ 1,500,000 정도이다. 이들 점도 지수 향상제의 바람직한 배합량은, 기유에 대해 0.1 ∼ 20 질량％, 보다 바람직하게는 0.3 ∼ 15 질량％ 이다.

또, 유동점 강하제로는, 예를 들어, 폴리알킬메타크릴레이트, 폴리알킬아크릴레이트, 폴리알킬스티렌, 폴리비닐아세테이트 등을 들 수 있고, 중량 평균 분자량은 1000 ∼ 100,000 이다. 이들 유동점 강하제의 바람직한 배합량은, 기유에 대해 0.005 ∼ 3 질량％, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 2 질량％ 이다.

또한, 방청제로는, 예를 들어, 아질산나트륨, 산화파라핀 왁스 칼슘염, 산화파라핀 왁스 마그네슘염, 우지 지방산 알칼리 금속염, 알칼리 토금속염 또는 아민염, 알케닐숙신산 또는 알케닐숙신산 하프 에스테르 (알케닐기의 분자량은 100 ∼ 300 정도), 소르비탄모노에스테르, 노닐페놀에톡실레이트, 라놀린 지방산 칼슘염 등을 들 수 있다. 이들 방청제의 바람직한 배합량은, 기유에 대해 0.01 ∼ 3 질량％, 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 2 질량％ 이다.

또, 부식 방지제, 금속 불활성화제로는, 예를 들어, 트리아졸, 톨릴트리아졸, 벤조트리아졸, 벤조이미다졸, 벤조티아졸, 벤조티아디아졸 또는 이들 화합물의 유도체인, 2-하이드록시-N-(1H-1,2,4-트리아졸-3-일)벤즈아미드, N,N-비스(2-에틸헥실)-[(1,2,4-트리아졸-1-일)메틸]아민, N,N-비스(2-에틸헥실)-[(1,2,4-트리아졸-1-일)메틸]아민 및 2,2'-[[(4 또는 5 또는 1)-(2-에틸헥실)-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메틸]이미노]비스에탄올 등을 들 수 있고, 그 밖에도 비스(폴리-2-카르복시에틸)포스핀산, 하이드록시포스포노아세트산, 테트라알킬티우람디술파이드, N'1,N'12-비스(2-하이드록시벤조일)도데칸디하이드라지드, 3-(3,5-디-t-부틸-하이드록시페닐)-N'-(3-(3,5-디-tert-부틸-하이드록시페닐)프로파노일)프로판하이드라지드, 테트라프로페닐숙신산과 1,2-프로판디올의 에스테르화물, 디소듐세바케이트, (4-노닐페녹시)아세트산, 모노 및 디헥실포스페이트의 알킬아민염, 톨릴트리아졸의 나트륨염 및 (Z)-N-메틸 N-(1-옥소 9-옥타데세닐)글리신 등을 들 수 있다. 이들 부식 방지제, 금속 불활성화제의 바람직한 배합량은, 기유에 대해 0.01 ∼ 3 질량％, 보다 바람직하게는 0.02 ∼ 2 질량％ 이다.

또한, 소포제로는, 예를 들어, 폴리디메틸실리콘, 디메틸실리콘 오일, 트리플루오로프로필메틸실리콘, 콜로이달실리카, 폴리알킬아크릴레이트, 폴리알킬메타크릴레이트, 알코올에톡시/프로폭실레이트, 지방산 에톡시/프로폭실레이트 및 소르비탄 부분 지방산 에스테르 등을 들 수 있다. 이들 소포제의 바람직한 배합량은, 기유에 대해 0.001 ∼ 0.1 질량％, 보다 바람직하게는 0.001 ∼ 0.01 질량％ 이다.

또한, 본 발명의 윤활유 조성물은, 차량용 윤활유 (예를 들어, 자동차나 오토바이 등의 가솔린 엔진유, 디젤 엔진유 등), 공업용 윤활유 (예를 들어, 기어유, 터빈유, 유막 베어링유, 냉동기용 윤활유, 진공 펌프유, 압축용 윤활유, 다목적 윤활유 등) 등에 사용할 수 있다. 그 중에서도, 본 발명의 윤활유 조성물은, 차량용 윤활유에 바람직하게 사용할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해, 구체적으로 설명하지만, 본 발명은, 이들 예에 의해 조금도 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 윤활제 조성물을 구성하는 유기 미립자의 합성에 바람직하게 사용할 수 있는 중합성 단량체의 한센 용해도 파라미터 δ_d, δ_p, δ_h 및 힐데브란드 용해도 파라미터 δ 를, 각각 표 3 에 나타낸다.

사용한 중합성 단량체

라우릴아크릴레이트 [유닛 (a) 의 구성 재료]

하이드록시에틸아크릴레이트 [유닛 (b-1) 의 구성 재료]

스티렌 [유닛 (b-2) 의 구성 재료]

＜제조예 1＞

반응 용기 중에, 기유로서의 고도 정제 기유 (탄소수 20 ∼ 50 의 탄화수소 기유, 점도 지수 : 112, δ_d = 16.3, δ_p = 0, δ_h = 0, δ= 16.3) 를 44.1 g 과, 아세트산부틸 21.8 g 투입하고, 110 ℃ 로 승온시켰다. 거기에, 중합성 단량체로서 라우릴아크릴레이트 174.0 g 및 하이드록시에틸아크릴레이트 22.0 g 과, 아세트산부틸 14.7 g, 2,2-아조비스이소부티로니트릴 1.4 g 을 적하하고, 2 시간 교반하였다. 그 후, 온도를 75 ∼ 85 ℃ 로 유지하면서, 중합성 단량체로서 스티렌 284.1 g, 라우릴아크릴레이트 75.9 g 및 하이드록시에틸아크릴레이트 28.2 g 과, 2,2-아조비스이소부티로니트릴 5.2 g 을 적하하고, 4 시간 교반함으로써 중합 반응을 실시하였다. 그 후, 추가로 기유를 344 g 첨가하고, 115 ∼ 125 ℃ 로 승온하면서 미반응의 중합성 단량체 및 아세트산부틸을 제거함으로써, 기유 중에, 전체 질량에 대해 공중합체로 이루어지는 유기 미립자가 50 질량부 분산되어 있는 유기 미립자 분산액을 조제하였다. 이 유기 미립자를 구성하는 공중합체의 기유와의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리는 7.9 (MPa)^1/2 이며, 또, 이 공중합체를 구성하는 유닛 (a) 와 기유의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리는 6.0 (MPa)^1/2 이며, 유닛 (b) 와 기유의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리는 11.0 (MPa)^1/2 이었다.

＜제조예 2＞

제조예 1 에 있어서, 사용하는 중합성 단량체의 몰비의 변경에 의해 구성 유닛의 몰비를 하기 표 4 와 같이 변경하고, 기유 중에, 전체 질량에 대해 공중합체가 50 질량부 완전히 용해되어 있는 용액 (유기 미립자 분산액) 을 조제하였다. 이 공중합체의 기유와의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리는 9.4 (MPa)^1/2 이며, 또, 이 공중합체를 구성하는 유닛 (a) 와 기유의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리는 6.0 (MPa)^1/2 이며, 유닛 (b) 와 기유의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리는 22.2 (MPa)^1/2 이었다.

제조예 1 및 2 에서 조제한 각 분산액 중의 유기 미립자의 입도 분포를, 입도 분포계 (오오츠카 전자 주식회사 제조, ELSZ-1000) 를 사용하여 체적 기준으로 측정한 결과를 표 4 에 병기한다. 또, 공중합체에 대해, 사용한 중합성 단량체의 몰비, GPC 를 사용하여 스티렌 환산에 의해 구한 중량 평균 분자량, 및, Fedors 법, van Krevelen & Hoftyzer 법에 의해 산출한 용해도 파라미터를 아울러 표 4 에 나타낸다.

＜마찰 억제 특성 평가＞

제조예 1 및 2 에서 제조한 유기 미립자 분산액을 기유에 의해 희석하고, 추가로 몰리브덴디티오카르바메이트를 첨가함으로써, 기유 100 질량부에 대해 공중합체를 0.5 질량％, 몰리브덴디티오카르바메이트를 몰리브덴 함량으로 800 ppm 함유하는 윤활제 조성물을 제조하였다. 또, 비교예로서, 제조예 1 및 2 에서 제조한 공중합체 대신에 글리세린모노올리에이트를 사용한 윤활제 조성물 (이때, 글리세린모노올리에이트는 기유 중에 완전히 용해되어 있었다), 및 공중합체를 함유하지 않는 윤활제 조성물을 각각 제조하였다.

각 윤활제 조성물에 대해, 마찰 마모 시험기 (HEIDEN TYPE : HHS2000, 신토 화학 주식회사 제조) 를 사용하고, 하기 시험 조건에 의해 마찰 계수를 측정하였다. 마찰 계수는, 시험 종료 전의 15 왕복의 마찰 계수의 평균값을 사용하였다. 각 시험 결과를 표 5 에 나타낸다.

시험 조건

하중 : 9.8 N

최대 접촉 압력 : 1.25 × 10^-7 Pa

슬라이딩 속도 : 5 mm/초

진폭 : 20 mm

시험 횟수 : 50 왕복

시험 온도 : 40 ℃

슬라이딩 속도 : 5 mm/초

상부 플레이트 : AC8A-T6

하부 플레이트 : SUJ2

상기 실시예로부터, 본 발명의 윤활제 조성물은, 윤활제 조성물 중에 분산하는 공중합체로 이루어지는 유기 미립자에 의해, 높은 마찰 억제 효과를 나타내고, 또, 종래 마찰 저감제로서 사용되고 있는 몰리브덴 화합물과 병용했을 때에, 각각의 효과를 저해하지 않고, 몰리브덴 화합물만을 사용하는 것보다 우수한 마찰 억제 효과를 나타내는 윤활제 조성물을 얻을 수 있는 것을 알 수 있다.

＜제조예 3 ∼ 11＞

제조예 1 에 있어서, 사용하는 중합성 단량체의 몰비의 변경에 의해 구성 유닛의 몰비를 표 6 과 같이 변경하고, 반응 시간을 적절히 조절한 것 이외에는 동일한 방법에 의해, 유기 미립자 분산액을 제조하였다. 유기 미립자를 구성하는 공중합체에 대해, GPC 를 사용하여 스티렌 환산에 의해 구한 중량 평균 분자량, Fedors 법, van Krevelen & Hoftyzer 법에 의해 산출한 용해도 파라미터 그리고 기유와의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리를 각각 표 6 에 나타낸다. 또, 유기 미립자 분산액 중의 유기 미립자의 입도 분포를 전술한 방법에 의해 측정한 결과를 표 6 에 나타낸다.

＜제조예 12＞

제조예 1 에 있어서, 사용하는 중합성 단량체의 몰비의 변경에 의해 구성 유닛의 몰비를 표 7 과 같이 변경하고, 반응 시간을 적절히 조절한 것 이외에는 동일한 방법에 의해, 유기 미립자 분산액을 제조하였다. 유기 미립자를 구성하는 공중합체에 대해, Fedors 법, van Krevelen & Hoftyzer 법에 의해 산출한 용해도 파라미터 그리고 기유와의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리를 표 7 에 나타낸다. 또, 유기 미립자 분산액 중의 유기 미립자의 입도 분포를 전술한 방법에 의해 측정한 결과를 표 7 에 나타낸다.

제조예 3 ∼ 12 의 유기 미립자 분산액은, 제조예 1 의 유기 미립자 분산액과 동일하게, 유기 미립자의 함유량을 기유 100 질량부에 대해 0.01 ∼ 50 질량부로 함으로써, 우수한 윤활 성능을 나타내는 윤활제 조성물로서 사용할 수 있다. 또, 필요에 따라, 몰리브덴디티오카르바메이트 등의 첨가제를 첨가하거나 하여 사용해도 된다.

Claims (8)

1. 기유와, 기유 중에 분산된 상태에서 동적 광 산란법에 의해 측정되는 입자경이 10 nm ∼ 10 ㎛ 인 입자의 비율이 체적 기준으로 90 ％ 이상인 유기 미립자를 함유하여 이루어지는 윤활제 조성물로서, 상기 유기 미립자는, 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어지는 상이한 중합성 단량체를 중합하여 이루어지거나, 또는 탄소, 수소 및 산소의 3 개의 원소만으로 이루어지는 중합성 단량체와, 탄소 및 수소만으로 이루어지는 중합성 단량체를 중합하여 이루어지는 공중합체이고, 상기 유기 미립자의 함유량이 기유 100 질량부에 대해 0.01 ∼ 50 질량부이고, 상기 유기 미립자가, 기유와의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리가 5.5 ∼ 21.0 (MPa)^1/2 인 공중합체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 윤활제 조성물.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 기유의 힐데브란드 용해도 파라미터가 15.0 ∼ 18.0 (MPa)^1/2 인, 윤활제 조성물.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 유기 미립자가, 유닛 (a) 및 유닛 (b) 를 구성 유닛으로서 포함하는 공중합체로 이루어지는 유기 미립자이고, 유닛 (a) 와 기유의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리가 4.5 ∼ 6.5 (MPa)^1/2 이며, 유닛 (b) 와 기유의 한센 용해도 파라미터 상호 작용 거리가 7.0 ∼ 22.0 (MPa)^1/2 인, 윤활제 조성물.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 공중합체의 중량 평균 분자량이 1,000 ∼ 500,000 이며, 유닛 (a) 와 유닛 (b) 의 구성비가 몰비로 (a) : (b) = 10 ∼ 70 : 30 ∼ 90 (단, 몰비의 합계는 100) 인, 윤활제 조성물.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 윤활제 조성물을 함유하는 윤활유 조성물.
6. 제 5 항에 있어서,
   추가로, 금속계 청정제, 무회 분산제, 내마모제, 극압제, 산화 방지제, 점도 지수 향상제, 유동점 강하제, 방청제, 부식 방지제, 금속 불활성화제 및 소포제에서 선택되는 1 종 또는 2 종 이상을 함유하는, 윤활유 조성물.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 윤활제 조성물에 의해 윤활유의 마찰을 억제하는, 윤활유의 마찰 억제 방법.
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