KR20020010120A

KR20020010120A - 감소된 퇴적물-형성 경향을 갖는 엔진 오일 조성물

Info

Publication number: KR20020010120A
Application number: KR1020017011209A
Authority: KR
Inventors: 다르딘알렉산더; 헤드리히클라우스; 마쏘트슈테판; 아이젠베르크보리스; 펜글러슈테판
Original assignee: 추후제출; 로막스 아디티페스 게엠베하
Priority date: 1999-03-04
Filing date: 2000-02-24
Publication date: 2002-02-02
Also published as: KR100454323B1; CA2372458C; WO2000052117A1; CN1347444A; CN1252232C; EP1161513A1; US6458750B1; DE19909401A1; JP2002538266A; BR0008634A; AU3806400A; CA2372458A1

Abstract

본 발명은 화학식 I(여기서, R¹, R²및 R³은 독립적으로 수소 또는 탄소수 40 이하의 탄화수소 그룹이고, R⁴는 수소 또는 메틸 또는 에틸 그룹이고, L은 링커 그룹이고, n은 4 내지 40의 정수이고, A는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드로부터 유도된 2 내지 25개 반복 단위체를 갖는 알콕시 그룹으로, 단독중합체 뿐만 아니라 상기된 화합물 2개 이상의 통계학적 공중합체를 포함하며, z는 1 또는 2이다)의 알킬 알콕실레이트를 엔진-오일 조성물의 전체 중량에 대해 0.05 내지 10 중량%를 함유하는, 퇴적물-형성 경향이 감소된 엔진 오일 조성물에 관한 것이다. 화학식 I의 화합물의 화학식 II의 비극성 부분은 탄소수가 9 이상이다. 본 발명은 또한 상기 엔진 오일의 제조 방법 및 퇴적물 형성을 감소시키기 위한 화학식 I의 알킬 알콕실레이트의 용도에 관한 것이다.

화학식 I

R¹-[-(CR²R³)_n-]_z-L-A-R⁴

화학식 II

R¹-[-(CR²R³)_n-]_z-L

Description

감소된 퇴적물-형성 경향을 갖는 엔진 오일 조성물 {Engine oil composition with reduced deposit-formation tendency}

본 발명은 퇴적물을 형성시키는 경향이 감소된 엔진 오일 조성물 및 알킬 알콕실레이트의 용도에 관한 것이다.

오늘날까지 선행 기술에 따르면, 내연 엔진의 크랭크 메카니즘, 피스톤 그룹, 실린더 구동 경로 및 밸브 조절 시스템은 이러한 특정 적용을 위해 개발된 엔진 오일로 윤활시키게 된다. 엔진의 폐쇄된 오일 공간에서, 엔진의 오일팬에서 수집되는 엔진 오일은 송출 펌프에 의해 오일 필터를 통해 각각의 윤활 지점으로 수송된다.

이러한 시스템에서, 엔진 오일은,

⇒ 마찰 감소 - 마멸 감소,

⇒ 부품들의 냉각 및

⇒ 연소 공간으로부터 피스톤을 가스가 새지 않게 밀봉하는 기능을 갖는다.

이와 관련하여, 상기 오일은 운전 동안,

⇒ 뜨거운 부품(300℃ 이상까지)과 접촉하게 되고,

⇒ 공기(산화), 산화질소(질소화), 연료 및 연소 잔류물(벽 응축, 액체 형태로 물질의 도입) 및 연소로부터의 탄소 입자들(고체 외래 물질의 도입)의 존재하에놓이고,

⇒ 연소 순간에, 실린더 상의 오일막이 강렬하게 방사되는 열에 노출되며,

⇒ 엔진의 크랭크 메카니즘에 의해 생성되는 난기류가 크랭크 메카니즘의 가스 공간에서 방울 형태로 오일의 거대한 활성 표면 및 오일 팬에서 가스 기포를 생성시킨다.

엔진 운전 과정에서, 증발, 산화, 질화, 연료와의 희석 및 입자의 도입 같은 기술된 부하로 인해, 엔진 오일 그 자체 및 운전 동안 엔진 오일로 습화된 엔진의 성분들이 변화된다. 결과적으로, 엔진의 만족스러운 운전을 위해서 바람직하지 않은 특히, 하기 효과들이 야기된다:

1. 점도 변화(40 내지 100℃의 저온 범위에서 측정됨);

2. 낮은 외부 온도에서의 오일의 압송성(pumpability);

3. 엔진의 뜨거운 및 차가운 성분 상의 퇴적물 형성;

이러한 현상은 석유퇴적물층(갈색 내지 검정색)의 탄소 형성으로의 진전을 포함한다. 이러한 퇴적물은 피스톤 링의 자유 운동 및 과급기(turbocharger)(산기 장치 및 스피랄)의 공기 송출 성분의 압축 같은, 개별 성분들의 기능을 손상시킨다. 결과적으로, 심각한 엔진 손상 또는 동력 손실을 겪게되며 배출 가스 방출이 증가된다. 추가로, 다공성 퇴적층이 오일 공간의 수평면상에 우선적으로 형성되며, 극단적인 경우 또한, 엔진의 오일 필터 및 오일 수송관을 막히게 하여, 또한 엔진 손상을 초래한다.

4. 내구력 감소;

문제가 없는 엔진 운전을 보장하기 위해서는, 엔진 제조업체들은 엔진 오일의 최대 가용 기간(오일 교환 사이의 주행 거리 또는 서비스 기간)을 명기하고, 표준화된 시험 절차 및 엔진 시험(예를 들면, 미국의 API 분류 또는 유럽의 ACEA 시험 순서)의 시험 결과의 형태로 엔진 오일의 성능에 대한 품질 검사를 필요로 한다. 또한, 제조업체 자체 규정된 절차를 사용하여 이의 적합성 측면에서 엔진 오일을 평가할 수 있다.

장시간 가용 기간 동안, 퇴적 형성 감소 및 보다 강력한 세척력 및 살포 가능성의 보장은 상술한 송출 공정에서 결정적으로 중요하다.

1998년 ACEA 시험 순서의 예

A 부류(점화 엔진)

6개 엔진 시험 공정에서, 오일 퇴적물을 10회, 마모를 4회 및 점도를 2회 측정한다. 퇴적 작용을 결정하기 위해서, 피스톤 청결도를 3회, 피스톤-링 점착을 3회 및 슬러지 형성을 3회 평가한다.

B 부류(경 디젤 엔진)

5개 엔진 시험 공정에서, 오일 퇴적물을 7회, 마모를 3회 및 점도를 2회 측정한다. 퇴적 작용을 결정하기 위해서, 피스톤 청결도를 4회, 피스톤-링 점착을 2회 및 슬러지 형성을 1회 평가한다.

E 부류(중 디젤 엔진)

5개의 엔진 시험 공정에서, 오일 퇴적물을 7회, 마모를 6회 및 점도를 1회 측정한다. 퇴적 작용을 결정하기 위해서, 피스톤 청결도를 3회, 슬러지 형성을 2회 및 터보 퇴적을 1회 평가한다.

숫자는 퇴적물 형성이 엔진 오일의 성능에 가장 중요한 인자임을 나타낸다.

모터 연료 및 윤활제에서 세제 및 분산제의 사용은 엔진 오일의 퇴적을 예방하고 불용성 성분을 조절하는데 불가피한 것이다. 이와 관련하여, 일반적으로 금속염을 함유하는 이온성 화합물(재를 형성함)을 세제로서 사용하고 비이온성("재가 없는") 화합물을 분산제로서 사용한다["Chemistry and Technology of Lubricants", Mortier, R.M., Orszulik, S.T., Editors, VCH Publishers, Inc., New York].

상기 계면활성 물질의 세제 또는 분산제로서의 작용은 이의 양쪽 친매성 특성(극성-비극성)에 기초하며, 이는 이들에게, 비록 이들이 오일-가용성이라는 차이점은 있지만, 수중 통상적인 비누의 특성과 유사한 특성을 부여해 준다. 비교적 긴 또는 보다 올리고머성인 또는 중합체성인 알킬 그룹 하나 이상을 일반적으로 포함하는 비극성 잔기는 예를 들면, 광유 또는 합성 오일인 적합한 매질에서 적합한 용해도를 보장하는 반면, 극성 잔기는 양쪽 친매성 물질이 불순물에 부착할 수 있도록 하는데 주로 필요하다.

전형적인 이온성 화합물 부류는 대이온으로써 칼슘, 마그네슘 또는 나트륨을 갖는 알킬설포네이트, 알킬페네이트, 알킬살리실레이트 및 알킬포스포네이트이다. 이들은 주로 윤활 세제로서 사용되어 예를 들면, 피스톤상의 퇴적 및 석유 퇴적물형성을 예방하거나 최소화시킨다. 또한, 이들은 어느 정도 부식에 대한 보호를 제공한다.

폴리(이소부틸렌) 석신이미드 및 폴리(옥시알킬렌) 카바메이트 및 폴리아민 같은 비이온성 양쪽 친매성 물질 및 이로부터 유도된 화합물이 1950년 이래로 용액 중 탄소 및 기타 오일-불용성 산화 생성물을 유지시키기 위해서 분산제로서 주로 사용되어져 왔다. 이의 구조는 세제의 구조와 유사하지만, 이러한 경우 상기 화합물의 극성 잔기는 폴리(에틸렌아민) 또는 폴리(에틸렌 옥사이드) 같은 산소-함유 또는 질소-함유 탄화수소 그룹을 포함한다. 비극성, 오일-가용성 잔기는 일반적으로 중합체 특성을 가지며, 예를 들면, 폴리(이소부틸렌) 그룹이다.

예를 들면, 문헌[WO 제84/04754호(미국 특허 제4438022호)]는 내연 엔진의 흡입 시스템을 청결하게 유지시키기 위한 세제 및 분산제 모두로서 작용하는 하이드로카빌메틸롤 폴리옥시알킬렌 아미노에탄 약 10,000ppm을 함유하는 모터 연료 및 윤활 조성물을 기술하고 있다.

추가로, 문헌[WO 제88/01290호]는 윤활 오일(엔진용, 수력학용, 선박용 및 2-행정 적용을 위한) 중 세제 또는 분산제로서 다중 알킬화된 석신이미드를 기술하고 있으며, 여기서 질소 원자 하나 이상은 하이드록시하이드로카빌 옥시카보닐 그룹으로 치환된다.

문헌[미국 특허 제5558683호]는 유레아 가교를 통해서 폴리(옥시알킬렌) 잔기에 결합되는 페놀계 단위체 및 폴리아민 잔기를 포함하는 만니히 염기를 설명하고 있다. 청구하고자 하는 것은 상기 화합물을 부가함으로써 내연 엔진의 점화 영역("유도 시스템")에서 퇴적물을 억제하는 모터 연료 및 부가 조성물이다.

문헌[GB A 제2206600호]는 점도 지수를 개선시키는 기능을 하는 부가 제형을 기술하고 있다. 다른 대안 중에서, 알콕시 그룹을 함유하는 계면활성제가 상 매개자로서 사용된다. 그러나, 퇴적물 형성 감소는 언급하지 않고 있다.

문헌[미국 특허 제5204012호]는 에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드의 블록 공중합체와 장쇄 지방산의 반응으로부터의 에스테르화 생성물을 함유하는 윤활-오일 조성물을 기술하고 있다. 이러한 부가제는 부식 억제 기능을 한다. 퇴적물 형성과 관련된 효과는 언급하지 않고 있다.

본원에서 인용되고 검토된 선행 기술의 관점에서, 본 발명의 목적은 퇴적물을 거의 나타내지 않는 엔진-오일 조성물을 기술하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전술된 공지된 시스템, 즉 매우 복잡하고 따라서 비싼 제조 비용의 단점을 제거하는 것이다.

추가로, 공지된 조성물, 시스템 또는 제형의 안정성이 개선될 필요가 있다. 동력차 제조업자들이 엔진 오일을 교체하는 각각의 유지 기간을 점진적으로 연장하고 있기 때문에, 이는 특히 의미가 있다.

이러한 목적들은 특허청구범위 제1항에서 기술된 엔진-오일 조성물에 의해서 달성되며, 명확히 언급되지는 않았지만 본원에서 검토된 관련성으로부터 명백한 바와 같이 유추될 수 있고 이로부터 필연적으로 수반되는 다른 목적들도 달성될 수 있다.

본 발명의 조성물의 바람직한 양태들은 특허청구범위 제1항을 인용하는 청구항들에 기술되어져 있다.

제조 방법과 관련하여, 특허청구범위 제11항의 요지는 상기 목적이 직면하는 문제점에 대한 해결책을 제공한다.

알킬 알콕실레이트의 사용과 관련하여 상기 목적의 해결책은 특허청구범위 제12항의 요지로서 제공된다.

본 발명의 엔진 오일 조성물에서, 엔진 오일 조성물의 전체 중량에 대해 화학식 I의 알킬 알콕실레이트를 0.05 내지 10 중량%의 함량을 사용함으로써, 직접적으로 예견될 수 없는 방식으로, 퇴적물 형성 경향이 감소되고, 퇴적물 형성 감소에 사용된 부가제가 특히 용이하고 저렴하게 제조될 수 있는 엔진-오일 조성물을 제공하는 것이 가능하다.

R¹-[-(CR²R³)_n-]_z-L-A-R⁴

상기식에서,

R¹, R²및 R³은 독립적으로 수소 또는 탄소수 40 이하의 탄화수소 그룹이고,

R⁴는 수소 또는 메틸 또는 에틸 그룹이고,

L은 링커 그룹이고,

n은 4 내지 40의 정수이고,

A는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드로부터 유도된 2 내지 25개 반복 단위체를 갖는 알콕시 그룹으로, 단독중합체 뿐만 아니라 상기된 화합물 2개 이상의 통계학적 공중합체를 포함하며,

z는 1 또는 2이며,

이때, 화학식 I 중 화학식 II의 비극성 잔기의 탄소수가 9 이상이다;

화학식 II

R¹-[-(CR²R³)_n-]_z-L

화학식 I의 알킬 알콕실레이트를 퇴적물 형성을 감소시키기 위한 엔진 오일용 부가제로서 사용함으로써, 우수하고 직접적으로 예견할 수 없는 방식으로 상기 언급된 목적들을 달성하는 것이 또한 가능하다:

화학식 I

R¹-[-(CR²R³)_n-]_z-L-A-R⁴

상기식에서,

R⁴는 수소 또는 메틸 또는 에틸 그룹이고,

L은 링커 그룹이고,

n은 4 내지 40의 정수이고,

A는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드로부터 유도된 2 내지 25개 반복 단위체를 갖는 알콕시 그룹으로, 단독중합체 뿐만 아니라상기된 화합물 2개 이상의 통계학적 공중합체를 포함하며,

z는 1 또는 2이다.

특히 하기 잇점들이 본 발명의 방법에 의해 달성된다:

퇴적물 형성을 감소시키기 위해서 본 발명의 엔진-오일 조성물에 부가제로서 부가된 화합물은 매우 안정하여 오일 교체 사이에 매우 긴 기간을 가능하게 한다.

퇴적물 형성을 감소시키기 위해서 본 발명의 엔진-오일 조성물에 부가제로서 부가된 화합물은 매우 효과적이다.

본 발명에 따른, 엔진-오일 조성물은 화학식 I의 화합물을 함유해야만 한다:

화학식 I

R¹-[-(CR²R³)_n-]_z-L-A-R⁴

상기식에서,

R⁴는 수소 또는 메틸 또는 에틸 그룹이고,

L은 링커 그룹이고,

n은 4 내지 40의 정수이고,

z는 1 또는 2이며,

이때, 화학식 I 중 화학식 II의 비극성 잔기는 탄소수가 9 이상이다;

화학식 II

R¹-[-(CR²R³)_n-]_z-L

본 발명의 내용에서, 상기 화합물은 알킬 알콕실레이트로서 언급된다. 상기 화합물은 개별적으로 또는 혼합물 모두로서 사용할 수 있다.

본 발명의 내용에서, 탄소수 40 이하를 갖는 탄화수소 그룹은 예를 들면, 직쇄, 측쇄 또는 환형태일 수 있는 포화 및 불포화 알킬 그룹 뿐만 아니라 또한 헤테로 원자 및 알킬 치환체를 함유할 수 있으며, 경우에 따라서 할로겐 같은 치환체를 함유할 수 있는 알킬 그룹으로서 이해되어야 한다.

상기 그룹중에서, C1 내지 C20 알킬, 특히 C1 내지 C8 알킬 및 보다 특히 C1 내지 C4 알킬 그룹이 바람직하다.

표현 "C1 내지 C4 알킬"은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 1-부틸, 2-부틸, 2-메틸프로필 또는 3급-부틸 그룹 같은 탄소수 1 내지 4의 비측쇄 또는 측쇄 탄화수소 그룹으로서 이해되어야 한다.

표현 "C1 내지 C8 알킬"은 전술한 알킬 그룹 뿐만 아니라 예를 들면, 펜틸, 2-메틸부틸, I.T-디메틸프로필, 헥실, 헵틸, 옥틸 또는 1,1,3,3-테트라메틸부틸 그룹으로서 이해되어야 한다.

표현 "C1 내지 C20 알킬"은 전술한 알킬 그룹 뿐만 아니라 예를 들면, 노닐, 1-데실, 2-데실, 운데실, 도데실, 펜타데실 또는 에이코실 그룹으로서 이해되어야 한다.

추가로, C3 내지 C8 사이클로알킬 그룹이 탄화수소 그룹으로서 바람직하다. 이들은 특히 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸 또는 사이클로옥틸 그룹을 포함한다.

추가로, 상기 그룹은 또한 불포화될 수 있다. 이들 그룹 중에서, "C2 내지 C4 알키닐" 뿐만 아니라 "C2 내지 C20 알케닐", "C2 내지 C20 알키닐" 및 특히 "C2 내지 C4 알케닐"이 바람직하다. 표현 "C2 내지 C4 알케닐"은 예를 들면, 비닐, 알릴, 2-메틸-2-프로페닐 또는 2-부테닐 그룹으로서 이해되어야 한다.

표현 "C₂내지 C₂₀알케닐"은 전술한 그룹 뿐만 아니라 예를 들면, 2-펜테닐, 2-데세닐 또는 2-에이코세닐 그룹으로서 이해되어야 한다.

표현 "C₂내지 C₄알키닐"은 예를 들면, 에티닐, 프로파길, 2-메틸-2-프로피닐 또는 2-부티닐 그룹으로서 이해되어야 한다.

표현 "C₂내지 C₂₀알케닐"은 전술한 그룹 뿐만 아니라 예를 들면, 2-펜티닐 또는 2-데시닐 그룹으로서 이해되어야 한다.

추가로, "아릴" 또는 "헤테로방향족 환계" 같은 방향족 그룹이 바람직하다. 표현 "아릴"은 페닐, 나프틸 또는 비페닐릴, 바람직하게는 페닐 같은 탄소수 6 내지 14, 특히 탄소수 6 내지 12의 이소사이클릭 방향족 그룹으로서 이해되어야 한다.

표현 "헤테로방향족 환계"는 CH 그룹 하나 이상이 N으로 교체되고/되거나 인접하는 CH 그룹 두 개 이상이 S, NH 또는 O로 교체되는 아릴 그룹, 예를 들면, 티오펜, 푸란, 피롤, 티아졸, 옥사졸, 이미다졸, 이소티아졸, 이속사졸, 피라졸, 1,3,4-옥사디아졸, 1,3,4-티아디아졸, 1,3,4-트리아졸, 1,2,4-옥사디아졸, 1,2,4-티아디아졸, 1,2,4-트리아졸, 1,2,3-트리아졸, 1,2,3,4-테트라졸, 벤조[b]티오펜, 벤조[b]푸란, 인돌, 벤조[c]티오펜, 벤조[c]푸란, 이소인돌, 벤족사졸, 벤조티아졸, 벤즈이미다졸, 벤즈이속사졸, 벤즈이소티아졸, 벤조피라졸, 벤조티아디아졸, 벤조트리아졸, 디벤조푸란, 디벤조티오펜, 카바졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 피리다진, 1,3,5-트리아진, 1,2,4-트리아진, 1,2,4,5-트리아진, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴녹살린, 퀴나졸린, 신놀린, 1,8-나프티리딘, 1,5-나프티리딘, 1,6-나프티리딘, 1,7-나프티리딘, 프탈라진, 피리도피리미딘, 퓨린, 프테리딘 또는 4H-퀴놀리진으로서 이해되어야 한다.

본 발명의 분자의 소수성 잔기에서 반복적으로 존재할 수 있는 그룹 R²또는 R³은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.

링커 그룹 L은 본 발명의 알킬 알콕사이드의 극성 알콕사이드 잔기를 비극성 알킬 그룹과 결합시키는 작용을 한다. 적합한 그룹은 예를 들면, 페녹실(L = -C₆H₄-O-) 같은 방향족 그룹; 에스테르 그룹(L = -CO-O-), 카바메이트 그룹(L = -NH-CO-O-) 및 아미드 그룹(L = -CO-NH-) 같은 산으로부터 유도된 그룹; 에테르 그룹(L = -O-); 및 케토 그룹(L = -CO-)을 포함한다. 특히 적합한 에테르, 케토 및 방향족 그룹 같은 그룹이 본 발명의 목적에 바람직하다.

상기 언급된 바와 같이, n은 4 내지 40, 특히 10 내지 30의 정수이다. n이 40 초과인 경우, 본 발명의 부가제에 의해서 생성된 점도는 일반적으로 너무 높다. n이 4 미만인 경우, 분자 잔기의 지질 친화도가 일반적으로 용액 중 화학식 I의 화합물을 유지하기에 충분하지 않다. 따라서, 화학식 I중 화학식 II의 비극성 잔기는 바람직하게는 전체적으로 탄소수 10 내지 100이며, 가장 바람직하게는 전체적으로 탄소수 10 내지 35이다.

알킬 알콕실레이트의 극성 잔기는 화학식 I에서 A로서 나타낸다. 알킬 알콕실레이트의 상기 잔기는 화학식 III으로 나타낼 수 있다.

상기식에서,

R⁵는 수소 또는 메틸 그룹 및/또는 에틸 그룹이고,

m은 2 내지 40, 바람직하게는 2 내지 25, 특히 2 내지 15이고 가장 바람직하게는 2 내지 5의 정수이다.

본 발명의 내용에서, 알킬 알콕실레이트의 상기 부분은 일반적으로 중합화에 의해서 수득되기 때문에, 상기 숫자는 평균값으로서 이해되어야 한다. m이 40 초과인 경우, 소수성 환경에서 화합물의 용해도는 너무 낮게 되어 혼탁해지며 때때로 오일내에서 침전이 일어날 수 있다. 상기 숫자가 2 미만인 경우, 바람직한 효과가 보장되지 않을 수 있다.

극성 잔기는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드로부터 유도된 단위체를 함유할 수 있으며, 에틸렌 옥사이드가 바람직하다. 이러한 목적을 위해서, 극성 잔기는 상기 단위체 중 단지 하나만을 함유할 수 있다. 한편, 상기 단위체 모두는 또한 극성 그룹내에서 통계학적으로 존재할 수 있다.

숫자 z는 링커 그룹의 선택 또는 사용된 출발 화합물에 따라 결정된다. 이는 1 또는 2의 값을 갖는다.

바람직하게는, 본 발명의 화학식 II에 따른 알킬 알콕실레이트의 비극성 잔기의 탄소수는 상기 분자의 화학식 III으로 나타내는 극성 잔기(A)의 탄소수 보다 더 크다. 비극성 잔기는 바람직하게는 극성 잔기의 탄소수 보다 2배 이상, 특히 3배 이상의 탄소수를 함유한다.

알킬 알콕실레이트의 합성은 특히, 선택된 링커 그룹의 유형에 따라 결정된다. 예를 들면, 에테르 그룹을 함유하는 본 발명의 부가제는 소위 지방 알콜을 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드와 반응시켜 수득한다.

추가로, 예를 들면, 장쇄 지방산은 또한 에톡실화될 수 있다. 상기 공정에서, 에스테르가 수득된다.

적합한 페놀을 출발 물질로서 사용하는 경우, 방향족 링커 그룹을 갖는 알킬알콕실레이트가 수득된다.

상기 반응 모두는 그 자체로 공지되어 있다. 당해 분야의 숙련자는 예를 들면, 문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition on CD ROM, 1998 edition]에서 유용한 정보를 확인할 것이다.

퇴적물 형성을 감소시키기 위한 부가제로서 적합한 수 많은 본 발명의 알킬 알콕실레이트가 시판중이다.

예를 들면, 제조사 CONDEA의 말리팔(Marlipal) 및말로펜(Marlophen) 유형 및 제조사 BASF의루텐솔(Lutensol) 유형이 있다.

상기 유형의 예로는,말로펜 NP 3[노닐페놀 폴리에틸렌 글리콜 에테르(3EO)],말로펜 NP 4[노닐페놀 폴리에틸렌 글리콜 에테르(4EO)],말로펜 NP 5[노닐페놀 폴리에틸렌 글리콜 에테르(5EO)],말로펜 NP 6[노닐페놀 폴리에틸렌 글리콜 에테르(6EO)];

말리팔 1012/6[C10 내지 C12 지방 알콜 폴리에틸렌 글리콜 에테르(6EO)],말리팔 MG[C12 지방 알콜 폴리에틸렌 글리콜 에테르],말리팔 013/30[C13 옥소 알콜 폴리에틸렌 글리콜 에테르(3EO)],말리팔 013/40[C13 옥소 알콜 폴리에틸렌 글리콜 에테르(4EO)]; 및

루텐솔 TO 3(3EO 단위체를 갖는 i-C13 지방 알콜),루텐솔 TO 5(5EO 단위체를 갖는 i-C13 지방 알콜),루텐솔 TO 7(7EO 단위체를 갖는 i-C13 지방 알콜),루텐솔 TO 8(8EO 단위체를 갖는 i-C13 지방 알콜) 및루텐솔 TO 12(12EO단위체를 갖는 i-C13 지방 알콜)가 있다.

본 발명의 엔진-오일 조성물은 혼합물의 전체 중량에 대해 화학식 I의 알킬 알콕실레이트 0.05 내지 10 중량%를 함유한다. 비율이 0.05 중량% 미만인 경우, 퇴적물 형성 감소가 부적절하게 일어난다. 상한 범위는 주로 경제적 측면을 고려해서 결정된다.

본 발명의 내용에서 엔진 오일은 도입부에서 언급된 성능 필요조건 하나 이상을 만족시키는 오일로서 이해되어야 한다.

본 발명의 조성물은 또한 엔진-오일 제형으로서 이해될 수 있다.

이러한 오일은 일반적으로 기재 오일 뿐만 아니라 당해 분야의 숙련자에게 광범위하게 공지된 부가제 하나 이상을 함유한다.

일반적으로, 승온에서 조차도 분해되지 않는 적합한 윤활막을 보장하는 모든 화합물이 기재 오일로서 적합하다. 예를 들면, SAE 내역에서 정의된 바와 같이, 점도는 이러한 특성을 결정하는데 사용할 수 있다.

그중에서, 특히 적합한 화합물은 각각의 경우 100℃에서 15 세이볼트 세컨즈[SUS, 세이볼트 유니버셜 세컨즈(Saybolt Universal Seconds)] 내지 250 SUS, 바람직하게는 15 내지 100 SUS의 점도를 갖는다.

상기 목적에 적합한 화합물은 천연 오일, 광유 및 합성 오일 뿐만 아니라 이의 혼합물을 포함한다.

천연 오일은 우각유 또는 호호바 오일(jojoba oil) 같은 동물성 또는 식물성 오일이다. 광유는 주로 조 오일로부터 증류에 의해서 수득한다. 이들은 적합한가격으로 인해 특히 유리하다. 합성 오일은 상기 필요 조건을 만족시키는 유기 에스테르 및 합성 탄화수소, 특히 폴리올레핀을 포함한다. 이들은 일반적으로 광유 보다 다소 비싸지만, 성능 측면에서 잇점이 있다.

상기 기재 오일은 또한 혼합물로서 사용할 수 있으며, 많은 경우 시판중이다.

기재 오일 이외에, 엔진 오일은 일반적으로 부가제를 함유한다. 부가제는 저온 및 고온에서 양호한 유동 작용을 부여하며(점도 지수의 개선), 이들은 고체를 현탁시키고(세제-분산제 작용), 산 반응 생성물을 중화시키고 실린더 표면에서 보호막을 형성한다("극단적인 압력"용, EP 부가제). 또한, 노화 억제제, 유동점 강하제, 부식 억제제, 착색제, 항유화제 및 방향제를 사용한다. 당해 분야의 숙련자는 문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Fifth Edition on CD ROM, 1998 edition]으로부터 추가로 유용한 정보를 확인할 것이다.

상기 부가제가 사용되는 비율은 윤활제의 적용 영역에 따라 결정된다. 그러나, 일반적으로, 기재 오일의 비율은 25 내지 90 중량%, 바람직하게는 50 내지 75 중량%이다. 부가제는 또한 광범위하게 공지되어 있고 시판중인 것을 구입할 수 있는, DI 팩키지로서 사용될 수 있다.

기재 오일 이외에, 특히 바람직한 엔진 오일은 예를 들면, 유동점 강하제 0.1 내지 1 중량%, 점도 개선제 0.5 내지 15 중량%, 노화 억제제 0.4 내지 2 중량%, 세제 2 내지 10 중량%, 윤활 개선제 1 내지 10 중량%, 소포제 0.0002 내지 0.07 중량% 및 부식 억제제 0.1 내지 1 중량%를 함유한다.

본 발명의 엔진 오일은 상기 성분들을 혼합함으로써 제조할 수 있다. 이러한 목적을 위해서, 화학식 I의 알킬 알콕실레이트를 VI 개선제의 성분으로서, DI 팩키지의 성분으로서 또는 윤활 농축제의 성분으로서 엔진-오일 조성물에 직접적으로 부가하거나, 상기 오일에 차후에 부가한다. 이와 관련하여, 재가공된 재생 오일을 또한 오일로서 사용할 수 있다.

상기 목적을 위해서, 예를 들면, 화학식 I의 알킬 알콕실레이트 5 내지 95%, 윤활 오일 95 내지 5% 및 임의로 VI 개선제 0 내지 70%를 함유하는 윤활 농축제를 또한 사용할 수 있다.

본 발명은 실시예에 기초하여 이후 보다 상세히 설명될 것이지만, 이로서 제한하고자 하는 것은 아니다.

퇴적물 형성의 평가

오일 퇴적물은 무엇보다도 퇴적물의상태및두께가 보고되어 있는, DIN 또는 CEC에서 정의된 시각적인 방법으로 결정한다. 상태 및 두께를 조정하기 위한 특성화 숫자 시스템(characterizing number system)을 사용하여, 각각 0 내지 10 또는 100의 평가 숫자를 각각의 평가된 성분에 대해서 결정하며, 평가 숫자는 전체 엔진에 대해서 및 결과적으로 오일에 대해서 모든 평가된 성분의 평균값으로서 결정된다.

상기 기술한 값에서, "0"은 전체적으로 탄소 또는 슬러지로 덮여 있음을 의미하며, "10" 및 "100"은 각각 신규한, 전혀 사용한 적이 없을 정도로 깨끗함을 의미한다.

실시예 1에서 예시되는 바와 같이, ACEA 부류 B의 시험 범위의 일부인 VWTDIC 시험의 예로서 본원에서 입증되는, 시험된 부가제는 엔진 운전 중 퇴적물 형성에 긍정적인 효과를 갖는다.

실시예 1 및 비교 실시예 1

본 발명의 엔진-오일 조성물 B는 화학식 I에 따른 재가 없는 세제(말리팔 24/20)를 부가하여 혼합하고 CEC-L-46-T-93 엔진 시험(1.6리터 VW 터보 디젤 인터쿨러)으로 시험하여 퇴적 예방에 대한 이의 효과를 측정한다. 비교를 위해서, 어떠한 본 발명의 화학식 I의 알킬 알콕실레이트도 함유하지 않는 상응하는 통상적인 조성물 A를 사용한다.

15W-40 조성물을 표 1에서 기재한 시판중인 성분들로 혼합하고, CEC-L-46-T-93 시험으로 시험한다. 이후, 엔진에서 형성된 퇴적물을 상기 인용된 방법에 따라서 평가한다.

수득된 결과는 표 1에서 나타낸다.

성분	비교 1조성물 A비율(중량%)	실시예 1조성물 B비율(중량%)
파라톤 8002	8.5	8.5
OLOA 4594	13.2	13.1
ESSO 600N	26.0	26
ESSO 150N	52.3	51.3
말리팔 24/20	-	1.0
평가	69.7점	74.4점

OLOA 4594(제조원: Oronite Co.)는 예를 들면,

칼슘, 아연 및 마그네슘을 함유하는 재-형성 세제를 또한 함유하는 시판중인 DI 패키지이다.

파라톤 8002(제조원: Exxon/Paramins Co., 이 회사는 최근에 Chevron/Oronite사가 되었다)는 올레핀 공중합체(OCP)를 함유하는 엔진 오일용 시판중인 VI 개선제이다.

Claims

엔진-오일 조성물의 전체 중량에 대해 화학식 I의 알킬 알콕실레이트 0.05 내지 10 중량%를 함유함을 특징으로하는, 퇴적물 형성 경향이 감소된 엔진-오일 조성물.

화학식 I

R¹-[-(CR²R³)_n-]_z-L-A-R⁴

상기식에서,

R¹, R²및 R³은 독립적으로 수소 또는 탄소수 40 이하의 탄화수소 그룹이고,

R⁴는 수소 또는 메틸 또는 에틸 그룹이고,

L은 링커 그룹이고,

n은 4 내지 40의 정수이고,

A는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드로부터 유도된 2 내지 25개 반복 단위체를 갖는 알콕시 그룹으로, 단독중합체 뿐만 아니라 상기된 화합물 2개 이상의 통계학적 공중합체를 포함하며,

z는 1 또는 2이며,

이때, 화학식 I중 화학식 II의 비극성 잔기의 탄소수는 9 이상이다;

화학식 II

R¹-[-(CR²R³)_n-]_z-L
제1항에 있어서, L이 에테르, 에스테르 또는 페녹시 그룹이고 n이 10 내지 30임을 특징으로하는, 엔진-오일 조성물.
제1항 또는 제2항에 있어서, 화학식 I중 화학식 II의 비극성 잔기가 전체적으로 탄소수 10 내지 100임을 특징으로하는, 엔진-오일 조성물.
제3항에 있어서, 화학식 I중 화학식 II의 비극성 잔기가 전체적으로 탄소수 10 내지 35임을 특징으로하는, 엔진-오일 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 그룹 A가 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드로부터 유도된 2 내지 15개 반복 단위체를 함유함을 특징으로하는, 엔진-오일 조성물.
제5항에 있어서, 그룹 A가 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드로부터 유도된 2 내지 5개 반복 단위체를 함유함을 특징으로하는, 엔진-오일 조성물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 알킬 알콕실레이트의 화학식 II의 비극성 잔기가 그룹 A 보다 많은 탄소 원자를 함유함을 특징으로하는, 엔진-오일 조성물.
제8항에 있어서, 알킬 알콕실레이트의 화학식 II의 비극성 잔기가 그룹 A의 탄소수 보다 2배 이상의 탄소 원자를 함유함을 특징으로하는, 엔진-오일 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 그룹 A가 에틸렌 옥사이드로부터 유도됨을 특징으로하는, 엔진-오일 조성물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 혼합물의 전체 중량에 대해 각각, 유동점 강하제 0.1 내지 1 중량%, 점도 개선제 0.5 내지 15 중량%, 노화 억제제 0.4 내지 2 중량%, 세제 2 내지 10 중량%, 윤활 개선제 1 내지 10 중량%, 소포제 0.0002 내지 0.07 중량%, 부식 억제제 0.1 내지 1 중량% 및 기재 오일 25 내지 90 중량%를 함유함을 특징으로 하는, 엔진-오일 조성물.
화학식 I의 알킬 알콕실레이트를 VI 개선제의 성분으로서, DI 팩키지의 성분으로서 또는 윤활 농축제의 성분으로서 엔진-오일 조성물에 직접적으로 부가하거나, 차후에 오일에 부가함을 특징으로하는, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 엔진-오일 조성물의 제조 방법.
퇴적물 형성을 감소시키는 엔진 오일용 부가제로서의 화학식 I의 알킬 알콕실레이트의 용도.

화학식 I

R¹-[-(CR²R³)_n-]_z-L-A-R⁴

상기식에서,

R¹, R²및 R³은 독립적으로 수소 또는 탄소수 40 이하의 탄화수소 그룹이고,

R⁴는 수소 또는 메틸 또는 에틸 그룹이고,

L은 링커 그룹이고,

n은 4 내지 40의 정수이고,

A는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및/또는 부틸렌 옥사이드로부터 유도된 2 내지 40개 반복 단위체를 갖는 알콕시 그룹으로, 단독중합체 뿐만 아니라 상기된 화합물 2개 이상의 통계학적 공중합체를 포함하며,

z는 1 또는 2이다.
제12항에 있어서, 엔진 오일용 부가제 농축물중에서의 용도.