KR20050084222A - 높은 열 응력 조건 하에서 유용한 저휘발성 작동유 및 그의제조 방법 및 사용 방법 - Google Patents

높은 열 응력 조건 하에서 유용한 저휘발성 작동유 및 그의제조 방법 및 사용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20050084222A
KR20050084222A KR1020057010461A KR20057010461A KR20050084222A KR 20050084222 A KR20050084222 A KR 20050084222A KR 1020057010461 A KR1020057010461 A KR 1020057010461A KR 20057010461 A KR20057010461 A KR 20057010461A KR 20050084222 A KR20050084222 A KR 20050084222A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
viscosity
base
oil
feedstock
oils
Prior art date
Application number
KR1020057010461A
Other languages
English (en)
Inventor
제임스 토마스 케어리
킴 엘리자베쓰 파이프
유지니오 산체스
데이비드 제이 베일러지언
Original Assignee
엑손모빌 리서치 앤드 엔지니어링 컴퍼니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엑손모빌 리서치 앤드 엔지니어링 컴퍼니 filed Critical 엑손모빌 리서치 앤드 엔지니어링 컴퍼니
Publication of KR20050084222A publication Critical patent/KR20050084222A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M171/00—Lubricating compositions characterised by purely physical criteria, e.g. containing as base-material, thickener or additive, ingredients which are characterised exclusively by their numerically specified physical properties, i.e. containing ingredients which are physically well-defined but for which the chemical nature is either unspecified or only very vaguely indicated
    • C10M171/02—Specified values of viscosity or viscosity index
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M105/00—Lubricating compositions characterised by the base-material being a non-macromolecular organic compound
    • C10M105/02—Well-defined hydrocarbons
    • C10M105/04—Well-defined hydrocarbons aliphatic
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/02—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
    • C10G45/04—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used
    • C10G45/06—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof
    • C10G45/08—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing characterised by the catalyst used containing nickel or cobalt metal, or compounds thereof in combination with chromium, molybdenum, or tungsten metals, or compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/58—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins
    • C10G45/60—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins characterised by the catalyst used
    • C10G45/62—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins characterised by the catalyst used containing platinum group metals or compounds thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/58—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins
    • C10G45/60—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins characterised by the catalyst used
    • C10G45/64—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to change the structural skeleton of some of the hydrocarbon content without cracking the other hydrocarbons present, e.g. lowering pour point; Selective hydrocracking of normal paraffins characterised by the catalyst used containing crystalline alumino-silicates, e.g. molecular sieves
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
    • C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
    • C10G65/04—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including only refining steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G65/00—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only
    • C10G65/02—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only
    • C10G65/04—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including only refining steps
    • C10G65/043—Treatment of hydrocarbon oils by two or more hydrotreatment processes only plural serial stages only including only refining steps at least one step being a change in the structural skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2400/00—Products obtained by processes covered by groups C10G9/00 - C10G69/14
    • C10G2400/10—Lubricating oil
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/17—Fisher Tropsch reaction products
    • C10M2205/173—Fisher Tropsch reaction products used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01—Physico-chemical properties
    • C10N2020/02—Viscosity; Viscosity index
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/02—Pour-point; Viscosity index
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/08—Resistance to extreme temperature
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/68—Shear stability
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/74—Noack Volatility

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

본 발명은 높은 점도 지수(130 이상) 및 -30℃ 이하에서 측정된 고전단/저온 점도 대 이론적인 고전단/저온 점도의 비의 예기치 못한 조합을 나타내는 베이스 스톡 및 베이스 오일을 혼입하는 작동유에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 높은 열 응력 하에서 윤활 물질 중에서 특정한 성능 이점을 갖는, 신규한 베이스 스톡을 포함하는 신규한 저휘발성/저점도 작동유 조성물 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

높은 열 응력 조건 하에서 유용한 저휘발성 작동유 및 그의 제조 방법 및 사용 방법{LOW-VOLATILITY FUNCTIONAL FLUIDS USEFUL UNDER CONDITIONS OF HIGH THERMAL STRESS AND METHODS FOR THEIR PRODUCTION AND USE}
본 발명은 높은 열 응력 하에서 윤활 물질 중에 특정한 성능 이점을 갖는, 신규한 베이스 스톡을 포함하는 신규한 저휘발성/저점도 작동유 조성물 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 베이스 스톡 및 베이스 오일은 높은 점도 지수(130 이상)와 -30℃ 이하에서의 측정된 고전단/저온 점도 대 이론적인 고전단/저온 점도의 비의 예기치 못한 조합을 나타낸다.
본 발명은 신규한 작동유 조성물 및 높은 열 응력 조건 하에서 윤활제 성능을 최적화하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 작동유 조성물은 저휘발성(NOACK 휘발성에 의해 측정됨) 및 양호한 유동성(-30℃ 또는 -35℃ 이하에서 측정된 고전단/저온 점도 대 이론적인 고전단/저온 점도의 비에 의해 개시됨)의 예기치 못한 이점의 조합을 갖는 베이스 스톡 및 베이스 오일을 포함한다. 이들 작동유 조성물의 저휘발성은 높은 열 응력 하에서 놀랍게도 이로운 성능을 가지고, 상기 작동유 조성물을 높은 열 응력 하에서 윤활 기계적 성분중에서, 예를 들어 소결된 금속 물질, 특히 소결된 금속 베어링에서 특히 유용하도록 하는 것으로 밝혀졌다.
대형 정적 또는 동적 설비의 소유자 및 작동자는 다양한 작동 조건 하에서 그들의 기계가 효율적으로 작동되기를 요구한다. 통상, 다양한 비율의 기어박스(gearbox), 대개의 유압 장치, 전기 모터 작동기, 및 유사한 설비는 기계적인 작동기, 예를 들어 조절 로드(rod) 또는 변속 레버 샤프트(shaft)를 사용하여 조작된다. 이러한 용도의 통상적인 예는 대부분의 자동차의 기어 변속 레버이다. 원격 기계 작동기는 다양한 조인트, 피벗 및 회전기와 함께 사용되어 기계로 연결되어 있고, 각각의 장치는 하나 이상의 소결된 금속 베어링을 함유할 수 있다. 작동유중의 침지된 느슨하게 소결된 금속 스펀지를 압착하여 액체 윤활제의 일부를 최종 마무리된 금속 매트릭스로 혼입하여 제조하는 경우, 소결된 금속 베어링이 윤활된다. 이어 상기 베어링은 다양한 기계에서 사용하기에 적합한 최종 형태로 구멍이 생기고, 구부러지고, 주름이 잡히게 된다. 이러한 베어링은 제조 동안 사용된 윤활제에 의해 내부적으로 윤활되고, 주기적인 외부 윤활이 어렵거나 불가능한 단리되고 복잡한 기계에서 종종 사용된다. 베어링의 이러한 유형은 "수명 연장용 윤활"로 간주되며, 사용 수명은 종종 10 내지 30년으로 기대된다. 외부 윤활 없이 이러한 연장된 사용 수명기간은 제조 시 혼입된 강력한 내부 윤활제의 사용이 필요하다. 이러한 강력한 내부 윤활제는 장기 안정성, 청결성, 및 특히 높은 열 응력 하에서의 저휘발성 같은 탁월한 성능 가치를 보여주어야 한다. 소결된 베어링 제조자는 이러한 형태의 연장된 윤활제 사용 수명을 기대하고, 결과적으로 상승된 온도에서 저휘발성 손실을 증명하기 위한 유용한 윤활제 조성물을 기대한다.
소결된 금속 물질의 내부 윤활제의 문제에 대한 통상적인 해결책은 합성 윤활제 조성물, 구체적으로 합성 폴리알파 올레핀(PAO) 윤활제 베이스 오일계 조성물의 사용이다. 예를 들어, 이 용도를 위해 많은 합성 PAO-계 순환 오일이 사용되었다. PAO-계 윤활제 조성물은 광유의 특성에 비해, 극심한 작동 조건 하에서 사용하기 위한 탁월한 저휘발성 특성을 가지므로써, 긴 사용 수명이 달성되고, 추가적으로 고온 작동 조건을 위한 탁월한 고온 성능이 제공된다. PAO는 특정 성능 이점을 가질 수 있음에도 불구하고, 또한 고비용이라는 중요한 단점을 갖는다.
전통적인 제 I 군 광유는 소결된 금속 물질의 내부 윤활 작용의 성능 조건을 만족시키는데 적절하지 않지만, 높은 포화물 함량, 높은 점도 지수, 및 낮은 황 함량의 특성을 가진 보다 현대적인 제 II 군 및 제 III 군 유형의 베이스 오일은 이 용도의 성능 조건을 만족시키기 위해 사용될 수 있을 것이다. PAO 베이스 오일에 비해, 제 II 군 및 제 III 군 베이스 오일은 여전히 상당히 높은 베이스 오일 휘발성을 갖는다. 그러나 충분히 낮은 베이스 오일 휘발성을 갖는 제 II 군 및 제 III 군 베이스 오일의 선택된 유형은 소결된 금속 물질 및 베어링용 내부 윤활제로서 유용할 것이 기대될 수 있다.
본 발명의 작동유 조성물을 기재하는데 이용되는 시험은 다음과 같다:
(a) 냉간 균열 시뮬레이터 시험(Cold Cranking Simulator Test)(ASTM D5293)에 의해 측정되는 CCS 점도;
(b) CEC-L-40-A-93에 의해 측정되는 NOACK 휘발성(또는 증발성 손실);
(c) ASTM D2270에 의해 측정되는 점도 지수(VI);
(d) 월터-맥콜(Walther-MacCoull) 방정식(ASTM D341 부록 1)에 의해 계산되는 이론적인 점도;
(e) ASTM D445에 의해 측정되는 운동 점도;
(f) ASTM D5950에 의해 측정되는 유동점;
(g) ASTM D5133에 의해 측정되는 주사 브룩필드 점도;
(h) ASTM D2983에 의해 측정되는 브룩필드 점도;
(i) ISO 3448에서 점도 등급 분류에 의해 정의되는 ISO 점도.
본 발명자들은 ASTM D341의 월터-맥콜 방정식이 이론적인 운동 점도를 계산하는 반면 CCS가 절대 점도를 보고하는데 주목한다. 본원에 사용되는 비를 계산하기 위하여, 본 발명자들은 월터-맥콜 점도를 하기 수학식 1로 전환시켰다:
상기 식에서, T1은 목적하는 온도이다.
널리 공지되어 있는 식을 사용하여 20℃에서의 밀도로부터 -35℃에서의 밀도를 추정한다. 예컨대 본디(A. Bondi)의 문헌["Physical Chemistry of Lubricating Oils", 1951, p. 5] 참조.
베이스 스톡(베이스 오일 및 윤활제 조성물과는 대조적으로)을 동일한 설계 명세에 따라 단일 제조업체에 의해 제조되고(원료 공급원 또는 제조업체 위치와는 무관함) 단 하나의 화학식, 제품 식별 번호 또는 둘 다로 확인되는 탄화수소 스트림으로서 정의한다. 증류, 용매 정제, 수소 처리, 올리고머화, 에스터화 및 재정제를 비롯한(이들로 한정되지는 않음) 다양하고 상이한 공정을 이용하여 베이스 스톡을 제조할 수 있다. 재정제된 원료는 제조, 오염 또는 이전의 사용을 통해 도입된 물질을 실질적으로 함유하지 않게 된다. 베이스 스톡 슬레이트는 상이한 점도를 갖지만 동일한 베이스 스톡 군에 속하고 동일한 제조업체에서 제조된 베이스 스톡의 제품 라인이다. 베이스 오일은 조제된 윤활제 조성물에 사용되는 베이스 스톡 또는 베이스 스톡의 블렌드이다. 윤활제 조성물은 베이스 스톡, 베이스 오일 단독이거나 또는 이들과 다른 원료, 오일 또는 기능성 첨가제가 혼합된 것일 수 있다.
도 1은 다양한 온도에서 측정된 CCS 점도를 예측된 월터-맥콜 점도에 대해 비교한 그래프이다.
도 2는 다양한 오일을 위한 점도 대 NOACK 점도 프로파일을 예시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다양한 오일 및 비교예의 운동 점도 대 CCS 점도를 비교한 그래프이다.
발명의 개요
본 발명은 저휘발성(NOACK 휘발성에 의해 측정됨) 및 양호한 유동성(-30℃ 이하에서 측정된 고전단/저온 점도 대 이론적인 고전단/저온 점도의 비에 의해 개시됨)의 예기치 못한 이점의 조합을 갖는 신규한 베이스 스톡 및 베이스 오일을 포함하는 작동유 조성물에 관한 것이다. 이들 작동유 조성물의 저휘발성은 놀랍게도 높은 열 응력 하에서 이로운 성능을 가지고, 상기 작동유 조성물을 내부적으로 윤활되는 소결된 금속 물질에서 특히 유용하게 하는 것이 밝혀졌다. 게다가, 이러한 저휘발성 및 양호한 유동성의 이로운 특성은 본 발명의 베이스 오일 조성물을 다른 유사한 제 III 군 베이스 오일로부터 독특하게 구별시키고, 본 발명의 작동유 조성물을 다른 제 III 군-계 조성물과 추가적으로 구별시킨다.
본 발명은 저온(약 -25℃ 이하)에서 개선된 점도 성능을 달성하는 베이스 스톡 및 베이스 오일에 관한 것이다. 본 발명은 또한 천연 공급원 또는 광물 공급원 또는 합성 공급원(예컨대, 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 유형의 공정)으로부터의 왁스성 탄화수소 공급 원료로부터 유도되는 베이스 스톡 또는 베이스 오일을 포함하고, 내부 소결된 금속 윤활제의 저온 점도 및 양호한 휘발성의 동시적 조건을 만족시키기 위해 사용될 수 있는 작동유 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 작동유 조성물을 제조하는 공정 또는 방법에 관한 것이다.
더욱 구체적으로, 본 발명은 (a) 130 이상의 점도 지수(VI), (b) -10℃ 이하의 유동점, (c) -30℃ 이하에서의 1.2 이하의 측정된 저온 점도 대 이론적인 저온 점도의 비(여기에서, 측정된 점도는 냉간 균열 시뮬레이터 점도이고, 이론적인 점도는 월터-맥콜 방정식을 이용하여 동일한 온도에서 계산됨)의 놀랍고도 예기치 못한 동시 조합을 갖는 베이스 스톡에 관한 것이다.
본원에서 인용된 베이스 오일 조성물은 제조된 상태의 개별적인 베이스 스톡 뿐만 아니라 둘 이상의 베이스 스톡 및/또는 베이스 오일의 혼합물 또는 블렌드(이 때, 생성되는 혼합물 또는 블렌드는 본 발명의 베이스 스톡 조건을 충족시킴)를 포함한다. 본 발명의 베이스 오일 조성물은 약 1.5 내지 8.5cSt, 바람직하게는 약 2 내지 8cSt, 더욱 바람직하게는 약 3 내지 7.5cSt의 100℃에서의 베이스 오일 운동 점도를 비롯하여 유용한 점도 범위를 포괄한다. 본원에서 인용된 베이스 오일은 약 -10 내지 -30℃, 바람직하게는 약 -12 내지 약 -30℃, 더욱 바람직하게는 약 -14 내지 -30℃의 유동점을 비롯하여 유용한 유동점 범위를 포괄한다. 몇몇 경우, 유동점은 -18 내지 -30℃일 수 있고, 또한 -20 내지 -30℃일 수 있다.
본 발명은 추가적으로 (a) 130 이상의 점도 지수(VI), (b) -10℃ 이하의 유동점, (c) -30℃ 이하에서 1.2 이하의 측정된 저온 점도 대 이론적 저온 점도의 비(여기에서 측정된 점도는 냉간 균열 시뮬레이터 점도이고, 이론적인 점도는 월터-맥콜 방정식을 이용하여 동일한 온도에서 계산됨), (d) 하기 수학식 2에 의해 계산된 것보다 작은 퍼센트 NOACK 휘발성의 특성의 놀랍고도 예기치 못한 동시 조합을 갖는 베이스 오일에 관한 것이다:
상기 식에서, -35℃에서의 CCS는 -35℃에서 시험된 센티포이즈 단위의 베이스 오일 CCS 점도이고, -35℃에서 CCS는 5500cP 이하이고, Ln(x)는 x의 자연 로그이다.
바람직하게는, 본원에 사용되는 신규한 베이스 스톡 및 베이스 오일은 -30℃ 이하에서 약 0.8 내지 약 1.2의 측정된 저온 점도 대 이론적인 저온 점도를 갖고, 여기에서 측정된 점도는 냉간 균열 시뮬레이터 점도이고, 이론적인 점도는 월터-맥콜 방정식을 이용하여 동일한 온도에서 계산된다.
본 발명의 한 실시양태는 저휘발성 특성을 가진 베이스 오일을 포함하는 신규한 작동유 조성물을 포함하고, 이러한 유체는 소결된 금속 물질 및 베어링의 내부 윤활작용에 적합한 성능 조건을 만족시킬 수 있다. 또 다른 실시양태는 이러한 베이스 스톡 또는 베이스 오일 및 하나 이상의 성능 첨가제를 포함하는 작동유이다. 본 발명의 추가적인 실시양태는 순환 오일 및/또는 압착 오일 같은 작동유를 포함한다.
본 발명에 사용되는 성능 첨가제는 예컨대 성분으로서의 개별 첨가제, 하나 이상의 개별 첨가제 또는 성분의 조합(예: 첨가제 시스템), 하나 이상의 첨가제와 하나 이상의 적합한 희석제 오일의 조합(예: 첨가제 농축물 또는 패키지)을 포함할 수 있다. 첨가제 농축물은 성분 농축물 및 첨가제 패키지를 포함한다. 종종, 윤활제 조성물 또는 작동유를 제조 또는 조제함에 있어서는, 성분, 농축물 또는 패키지 형태의 다른 성능 첨가제의 사용과 무관하게, 점도 개질제 또는 점도 지수 개선제를 성분 또는 농축물로서 개별적으로 사용할 수 있다.
놀랍게도, 본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일의 예기치 못한 성능 이점을 두드러지게 하는 낮은 측정된 점도 대 이론적인 점도 비는 -35℃ 미만, 예컨대 -40℃ 이하의 온도에서도 관찰되는 것으로 예측될 수 있다. 따라서, 이렇게 낮은 온도에서, 본 발명의 베이스 스톡 및 베이스 오일의 실제 점도는 목적하는 이상적이고 이론적인 점도에 근접할 것으로 예측되는 반면, 대조용 베이스 스톡 및 베이스 오일은 이론적인 점도로부터 훨씬 더 강하게 벗어날 것으로 예측된다(즉, 보다 더 높은 측정된 점도 대 이론적인 점도 비).
또한, 본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일은 (a) 90중량% 이상의 포화물(saturate) 함량 및 (b) 0.03중량% 이하의 황 함량을 가질 수 있다.
본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일의 점도 지수는 130 이상, 바람직하게는 135 이상, 몇몇 경우에는 140 이상일 수 있다. 상기 베이스 스톡 및 베이스 오일의 목적하는 유동점은 약 -10℃ 이하, 바람직하게는 -12℃ 이하, 몇몇 경우 더욱 바람직하게는 -14℃ 이하이다. 몇몇 경우, 유동점은 -18℃ 이하, 더욱 바람직하게는 -20℃ 이하일 수 있다. 이러한 베이스 스톡 및 베이스 오일의 경우, 냉간 균열 시뮬레이터(CCS) 점도의 목적하는 측정된 점도 대 이론적인 점도 비는 약 1.2 이하, 바람직하게는 약 1.16 이하, 더욱 바람직하게는 약 1.12 이하이다. 이러한 베이스 스톡 및 베이스 오일의 저온 점도 프로파일의 경우, 목적하는 베이스 스톡 및 베이스 오일은 5500cP 미만, 바람직하게는 5200cP 미만, 몇몇 경우 더욱 바람직하게는 5000cp 미만의 -35℃에서의 CCS 점도를 갖는다.
조제된 작동유에서 다른 베이스 스톡 및 베이스 오일 또는 보조 베이스 스톡 및 보조 베이스 오일과 함께 본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일을 사용할 수 있다. 몇몇의 경우, 매우 유리한 저온(-30℃ 이하) 특성은 이들 조성물에 함유된 전체 베이스 스톡 및 베이스 오일의 20중량% 이상의 농도에서 최종 마무리된 작동유의 성능을 유리하게 개선시킨다. 바람직하게는, 본 발명의 작동유는 다른 개별적인 베이스 스톡 및 베이스 오일과 함께 이들 베이스 스톡 및 베이스 오일을 혼입하여 최종 마무리된 윤활제 또는 작동유에서 상당한 저온 성능 이점을 달성한다. 더욱 바람직하게는, 이들 베이스 스톡 및 베이스 오일은 본 발명의 요소를 손상시키지 않으면서 조제된 작동유에 함유된 전체 베이스 스톡 및 베이스 오일의 40중량% 이상으로 사용될 수 있다. 특정한 경우, 베이스 오일(들)은 최종 마무리된 윤활제 조성물 또는 작동유에서 전체 베이스 스톡 및 베이스 오일의 50중량% 이상, 또는 전체 베이스 스톡 및 베이스 오일의 70중량% 이상으로 가장 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명 내에 혼입된 베이스 스톡 및 베이스 오일은 (a) 공급 원료의 5중량% 미만을 650℉(343℃) 마이너스 생성물로 전환시켜 VI 증가가 공급 원료의 VI보다 4 미만으로 더 큰 가수소 처리된 공급 원료를 생성시키도록 하는 효과적인 가수소 처리 조건하에서, 가수소 처리 촉매를 사용하여, 공급 원료에 기초하여 약 50중량% 이상의 왁스 함량을 갖는 공급 원료를 가수소 처리하고; (b) 가수소 처리된 공급 원료를 스트립핑 또는 증류시켜 액체 생성물로부터 기상 생성물을 분리시키고; (c) 촉매에 의한 효과적인 가수소 탈왁스 조건하에서, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-57, 페리어라이트(ferrierite), ECR-42, ITQ-13, MCM-68, MCM-71, 베타, 플루오라이드화(fluorided) 알루미나, 실리카-알루미나 또는 플루오라이드화 실리카 알루미나중 하나 이상인 탈왁스 촉매를 사용하여 액체 생성물을 가수소 탈왁스시키며(여기에서, 탈왁스 촉매는 하나 이상의 9족 또는 10족 귀금속을 함유함); (d) 임의적으로는 가수소 마무리 처리 조건하에서 M41S 부류로부터의 중간 다공성(mesoporous) 가수소 마무리 촉매를 사용하여, 단계 (c)로부터의 생성물을 가수소 마무리 처리함으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태는 (a) 감소된 휘발성 및 감소된 저온 점도 둘 다에서 상당한 성능 이점을 갖는 베이스 오일을 포함하는 조제된 작동유를 제조하는 단계, (b) 본원에서 인용된 베이스 오일을 포함하는 조제된 작동유를 제조하고, 이러한 조성물 또는 유체는, 높은 열 응력 조건 하에서 개선된 점도 및 휘발성 조절을 갖고, 특정 용도에서 소결된 금속 물질 및 베어링을 위해 적합한 내부 윤활제에 대해 기대되는 휘발성 표준을 만족시키는 방법에 관한 것이다.
소결된 금속 물질 및 베어링에서 개선된 내부 윤활제 성능 수명은 이로운 저휘발성을 갖는 베이스 오일 및 윤활제 조성물로 달성된다. 저온에서 저휘발성 및 양호한 유동성의 예기치 않은 조합에 기초한 신규한 작동유 조성물은 개시되고, 이러한 특성에 기초하여 다른 시판중인 제 III 군 베이스 스톡으로부터 구별될 수 있다.
본원에서 인용된 높은 점도 지수의 베이스 스톡은 다른 높은 점도 지수의 베이스 스톡과 비교할 때 탁월한 저온 성능을 갖는다. 성능 차이는 종래의 높은 점도 지수 베이스 스톡이 이론적인 점도로부터 크게 벗어나는 -30℃ 미만에서 가장 결정적이다. 예시하기 위하여, 필적하는 종래의 높은 점도 지수 베이스 스톡의 측정된 저온 CCS 점도는 저온에서의 동일한 베이스 스톡의 저온에서의 예측된 이론적인 점도에 대해 예측치(월터-맥콜 방정식)보다 더 높은 점도 지수 쪽으로 벗어나는 경향이 있다(도 1 참조).
본원에서 인용된 베이스 스톡, 베이스 오일은 놀랍게도 월터-맥콜 방정식(ASTM D341 부록)에 따라 기재되는 베이스 스톡 및 베이스 오일의 이론적인 점도 행태에 의해 예측되는 더욱 이상적이고 매우 바람직한 성능을 나타낸다. 또한, 본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일은 놀랍게도 측정된 저온 점도 대 이론적인 저온 점도의 비(이 때, 실제 점도는 -30℃ 이하에서 냉간 균열 시뮬레이터(CCS) 점도로서 측정되고, 이론적인 점도는 측정된 CCS 점도와 동일한 온도에서 월터-맥콜 방정식(ASTM D341, 부록)으로부터 유도됨)와 관련하여 시판중인 제 III 군 베이스 오일과 상이한 것으로 밝혀졌다. 이들 베이스 스톡은 저온(-20℃ 이하)에서 매우 낮은 주사 브룩필드 점도(ASTM D5133) 값을 갖는다. CCS 점도는 고전단 조건하에서 측정되는 반면, 브룩필드 점도는 저전단 조건에서 측정된다.
본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일은 또한 대조용 제 III 군의 베이스 스톡 및 베이스 오일의 점도보다 낮은 휘발성 및 낮은 점도를 동시에 갖는 신규하고 예기치 않은 성능 이점을 나타낸다(도 2 참조). 본원에서 인용된 저-휘발성/저-점도 베이스 스톡 및 베이스 오일은 20중량% 미만, 바람직하게 16중량% 미만, 및 더욱 바람직하게 15중량% 미만의 이로운 NOACK 휘발성을 증명하고, 약 5500cP 미만, 바람직하게 약 5200cP 미만, 몇몇 경우에서 더욱 바람직하게 약 5000cP 미만의 -35℃에서 측정된 저온 CCS(냉간 균열 시뮬레이터) 점도를 갖는다. 도 2에서, 어두운 영역은 하기 수학식 3에 의해 정의된다:
상기 식에서,
-35℃에서의 CCS는 -35℃에서 측정된 센티포이즈에서 베이스 오일 CCS 점도이고, -35℃에서의 CCS는 5500cP 미만이다.
본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일은 1.2 이하, 바람직하게는 1.16 이하, 많은 경우 더욱 바람직하게는 1.12 이하의 측정된 점도 대 이론적인 점도 비의 독특하고도 매우 바람직한 특징을 갖는다. 약 1.2 미만, 또한 약 1.0에 근접하는 측정된 점도 대 이론적인 점도 비를 갖는 베이스 스톡 및 베이스 오일이 매우 바람직한데, 이는 보다 낮은 비가 저온 성능 및 작동성에서 상당한 이점을 나타내기 때문이다. 그러나, 현재 시판중인 제 III 군 베이스 스톡 및 베이스 오일은 1.2 이상의 측정된 점도 대 이론적인 점도 비를 가져서, 보다 불량한 베이스 오일 저온 점도 및 작동성을 나타낸다. 몇몇 경우, 약 0.8 내지 약 1.2의 측정된 점도 대 이론적인 점도 비를 갖는 것이 바람직하다.
게다가, 본 발명은 (a) 130 이상의 점도 지수(VI), (b) -10℃ 이하의 유동점, (c) -30℃ 이하에서의 1.2 이하의 측정된 저온 점도 대 이론적인 저온 점도의 비(여기에서, 측정된 점도는 냉간 균열 시뮬레이터 점도이고, 이론적인 점도는 월터-맥콜 방정식을 이용하여 동일한 온도에서 계산됨)의 놀랍고도 예기치 못한 동시 조합을 갖는 베이스 스톡 및 베이스 오일을 혼입한다.
본 발명은 추가적으로 (a) 130 이상의 점도 지수(VI), (b) -10℃ 이하의 유동점, (c) -30℃ 이하에서 1.2 이하의 측정된 저온 점도 대 이론적 저온 점도의 비(여기에서 측정된 점도는 냉간 균열 시뮬레이터 점도이고, 이론적인 점도는 월터-맥콜 방정식을 이용하여 동일한 온도에서 계산됨), (d) 하기 수학식 2에 의해 계산치 이하의 퍼센트 NOACK 휘발성의 특성의 놀랍고도 예기치 못한 동시 조합을 갖는 베이스 오일을 혼입한다:
수학식 2
상기 식에서, -35℃에서의 CCS는 -35℃에서 시험된 센티포이즈 단위의 베이스 오일 CCS 점도이고, -35℃에서 CCS는 5500cP 이하이고, Ln(x)는 x의 자연 로그이다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "작동유"는 윤활유 조성물, 조제된 윤활유 조성물, 윤활유, 윤활제, 윤활유 생성물, 윤활 오일, 최종 마무리된 윤활유, 최종 마무리된 윤활제, 윤활성 오일, 그리스 등을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명은 또한 (a) 130 이상의 점도 지수(VI), (b) -10℃ 이하의 유동점, (c) -30℃ 이하에서의 1.2 이하의 측정된 저온 점도 대 이론적인 저온 점도의 비(여기에서, 측정된 점도는 냉간 균열 시뮬레이터 점도이고, 이론적인 점도는 월터-맥콜 방정식을 이용하여 동일한 온도에서 계산됨)의 특성을 갖는 베이스 오일 조성물을 포함하는 윤활제 및 조제된 작동유를 포함한다.
본 발명은 또한 (a) 130 이상의 점도 지수(VI), (b) -10℃ 이하의 유동점, (c) -30℃ 이하에서 1.2 이하의 측정된 저온 점도 대 이론적 저온 점도의 비(여기에서 측정된 점도는 냉간 균열 시뮬레이터 점도이고, 이론적인 점도는 월터-맥콜 방정식을 이용하여 동일한 온도에서 계산됨), (d) 하기 수학식 2에 의해 계산치 이하의 퍼센트 NOACK 휘발성의 특성을 갖는 베이스 오일 조성물을 포함하는 윤활제 및 조제된 작동유를 포함한다:
수학식 2
상기 식에서, -35℃에서의 CCS는 -35℃에서 시험된 센티포이즈 단위의 베이스 오일 CCS 점도이고, -35℃에서 CCS는 5500cP 이하이고, Ln(x)는 x의 자연 로그이다.
본 발명의 또 다른 양태는 이러한 베이스 스톡을 포함하는 작동유 조성물의 놀랍게도 양호한 휘발성 조절에 관한 것이다. 놀랍게도 양호한 점도 조절은 본 발명의 또 다른 양태이다. 이러한 베이스 스톡을 포함하는 본 발명의 작동유 조성물은 극심한 성능 조건 하에서, 특히 높은 열 응력 조건 하에서, 휘발성 조절 및 점도 조절의 이로운 조합을 증명할 수 있다. 특히, 이러한 베이스 스톡을 포함하는 본 발명의 작동유 조성물은 내부 소결된 금속 윤활제에 의해 경험한 바와 같이 높은 열 응력 조건에서 이로운 휘발성 조절 및 점도 조절을 가질 수 있다.
소결된 금속 물질 및 메어링의 제조자에 의해 기대되는 내부 소결된 금속 윤활제의 생성물 성능 특성은 사용중 겪게 되는 대략적인 온도에서 매우 낮은 윤활제 휘발성이다. 예를 들어, 상승된 온도에서 및 연장된 시험 시간에서, 제조자들은 윤활제의 1중량% 미만의 중량 손실을 기대할 것이다.
시판중인 제 III 군 베이스 스톡은 소결된 금속 내부 윤활제의 기대되는 휘발성 성능을 만족시킬 수 있지만, 일반적으로 보다 높은 베이스 오일 점도를 갖는다. 몇몇 시판중인 상업 제 III 군 베이스 스톡의 휘발성/점도 프로파일이 도 2에서 개시된다. 이러한 제 III 군 베이스 스톡은 저휘발성 및 저점도 둘 다를 동시에 달성하는데 한계가 있다.
보다 낮은 베이스 오일 점도가 제조 및 사용 동안 주어진 온도에서 더욱 효율적인 분말화된/소결된 금속 매트릭스의 내부 공간의 침투를 허용한다는 점에서, 내부 윤활 소결된 금속 물질에서 이점을 제공하기 위해 보다 낮은 베이스 오일 점도를 기대할 수 있다.
본 발명의 베이스 스톡 및 베이스 오일의 NOACK 휘발성(증발성 손실)은 특정 베이스 스톡 및 베이스 오일의 점도에 따라 약 1 내지 약 20중량% 미만일 수 있다. 일반적으로, 베이스 스톡은 이로운 보다 낮은 휘발성 특성을 가지고, 이는 많은 윤활제 용도에서 바람직하다. 본원에서 인용된 베이스 스톡은 20중량% 미만, 바람직하게 18중량% 미만, 더욱 바람직하게 16중량% 미만의 NOACK 휘발성을 가질 수 있다. 몇몇 용도에서, 베이스 스톡 및 베이스 오일은 15중량% 미만, 특히 13중량% 미만의 NOACK 휘발성을 가질 수 있다. 추가적으로, 본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일은 또한 (a) 90중량% 이상의 포화물(saturate) 함량 및 (b) 0.03중량% 이하의 황 함량을 가질 수 있다.
본원에서 인용된 베이스 스톡 또는 베이스 오일을 혼입하는 생성물은 명백히 종래의 제 II 군 및 제 III 군 베이스 스톡으로부터 제조된 다른 유사한 생성물보다 이점을 갖는다. 본 발명의 한 실시태양은 하나 이상의 추가적인 보조 베이스 스톡 및 베이스 오일과 함께 본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일을 포함하는 조제된 작동유이다. 본 발명의 다른 실시태양은 하나 이상의 성능 첨가제와 함께 본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일을 포함하는 조제된 작동유이다. 본 발명의 베이스 스톡과 사용될 수 있는 추가적인 베이스 스톡 또는 첨가제의 양 및 유형은 이 총 베이스 오일 혼합물을 포함하는 작동유 및 선택적으로 하나 이상의 성능 첨가제가 소결된 금속 물질 및 베어링용 내부 윤활제를 위해 적합한 저휘발성 성능을 만족시키도록 한정된다.
본 발명에서 사용된 성능 첨가제는 예컨대 성분으로서의 개별 첨가제, 하나 이상의 개별 첨가제 또는 성분의 조합(예: 첨가제 시스템), 하나 이상의 첨가제와 하나 이상의 적합한 희석제 오일의 조합(예: 첨가제 농축물 또는 패키지)을 포함할 수 있다. 첨가제 농축물은 성분 농축물 및 첨가제 패키지를 포함한다. 종종, 윤활제 조성물 또는 작동유를 제조 또는 조제함에 있어서는, 성분, 농축물 또는 패키지 형태의 다른 성능 첨가제의 사용과 무관하게, 점도 개질제 또는 점도 지수 개선제를 성분 또는 농축물로서 개별적으로 사용할 수 있다. 본원에서 인용된 베이스 오일과 조합될 수 있는 성능 첨가제의 양 및 유형 및 총 베이스 오일 혼합물을 포함하는 작동유 조성물 및 하나 이상의 성능 첨가제가 소결된 금속 물질 및 베어링용 내부 윤활제를 위해 적합한 저 휘발성 성능을 만족시키도록 한정된다.
본 발명은 저온 특성이 최종 마무리된 윤활제 또는 작동유의 성능에 중요한 용도에서 놀랍게도 이롭다. 본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일은 하기의 용도의 대부분, 예를 들어 유압 유체, 압착 오일, 터빈 오일, 순환 오일, 기어 오일, 페이퍼 기계 오일, 산업 오일, 자동차 오일, 매뉴얼 변속 유체, 자동차 변속 유체, 드라이브 트레인 유체, 엔진 오일, 가스 엔진 오일, 항공 피스톤 오일, 디젤 오일, 마린 오일, 그리스 등에서 이롭게 사용될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태는 본원에서 개시한 특성을 갖는 베이스 오일 및 하나 이상의 성능 첨가제를 포함하는 첨가제 농도를 포함한다. 베이스 오일을 포함한 첨가제 농도는 상기 베이스 오일이 약 1 내지 99중량%, 바람직하게 5 내지 95중량%, 및 더욱 바람직하게 10 내지 90중량%의 농도에서 사용되는 조성물을 포함할 수 있다. 몇몇 특정한 경우에서, 베이스 오일을 포함하는 첨가제 농도는 약 20 내지 80중량%, 및 때때로 약 30 내지 70중량%의 농도에서 사용되는 조성물을 포함할 수 있다. 베이스 오일 및 보조 베이스 오일의 혼합물이 또한 적절한 첨가제 농도의 양태이다.
방법
이 방법에 의해 제조된 베이스 스톡 및 베이스 오일을 혼입함으로써 유도되는 작동유는 독특한 물리적 특성의 조합뿐만 아니라 시판중인 제품과 구분되고 차별화되는 독특한 조성 특징을 나타낸다. 따라서, 본원에 인용된 방법으로부터 유도되는 본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일은 본원에서 인용된 베이스 스톡 및 베이스 오일을 독특하게 정의하는 독특한 화학적 특징, 조성 특징, 분자 특징 및 구조적 특징을 가질 것으로 예상된다.
왁스성 공급원료를 전환시켜 높은 점도 지수를 갖는 윤활 점도의 오일을 생성시킴을 포함하는 방법에 따라, 본 발명의 작동유 내로 혼입되는 베이스 스톡 및 베이스 오일을 높은 수율로 제조한다. 따라서, 130 이상, 바람직하게는 135 이상, 더욱 바람직하게는 140 이상의 VI를 갖고 탁월한 저온 특성을 갖는 베이스 스톡 및 베이스 오일을 수득할 수 있다. 이 공정에 따라 제조된 베이스 스톡은 제 III 군 베이스 스톡의 조건을 만족시키고, 높은 VI 및 낮은 유동점 같은 탁월한 특성을 갖는 동시에 높은 수율로 제조될 수 있다.
이들 방법에 사용되는 왁스성 공급원료는 천연 공급원 또는 광물 공급원 또는 합성 공급원으로부터 유도될 수 있다. 이 방법의 공급물은 50중량% 이상, 바람직하게는 70중량% 이상, 더욱 바람직하게는 80중량% 이상의 왁스성 파라핀 함량을 가질 수 있다. 바람직한 합성 왁스성 공급원료는 통상 90중량% 이상, 종종 95중량% 이상, 몇몇 경우 97중량% 이상의 왁스성 파라핀 함량을 갖는다. 또한, 본 발명의 베이스 스톡 및 베이스 오일을 제조하는 이들 방법에 사용되는 왁스성 공급원료는 하나 이상의 개별적인 천연, 광물 또는 합성 왁스성 공급원료 또는 이들의 임의의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 이들 방법으로의 공급원료는 종래의 광유로부터 취해질 수 있거나 또는 합성 방법에 의해 취해질 수 있다. 예를 들어, 합성 방법은 피셔-트롭쉬 방법 또는 콜벨-엥글하르트(Kolbel-Englehardt) 방법 같은 방법에 의해 제조되는 GTL(gas-to-liquid) 또는 FT(피셔-트롭쉬) 탄화수소를 포함할 수 있다. 바람직한 공급원료중 다수는 대다수 포화된 (파라핀) 조성물을 가짐을 특징으로 한다.
더욱 상세하게, 본 발명의 방법에 사용되는 공급원료는 전형적으로 ASTM D 86 또는 ASTM 2887에 의해 측정되는 650℉(343℃)보다 높은 10% 증류점을 갖는 윤활유 범위에서 비등하는 왁스-함유 공급물이고, 광물 공급원 또는 합성 공급원으로부터 유도된다. 공급원료의 왁스 함량은 공급원료를 기준으로 하여 약 50중량% 이상이고, 100중량% 왁스에 달할 수 있다. 핵자기 공명 분광분석법(ASTM D5292), 상관 ndM 방법(ASTM D3238) 또는 용매 수단(ASTM D3235)에 의해 공급물의 왁스 함량을 결정할 수 있다. 천연 공급원 또는 광물 공급원 또는 합성 공급원 같은 다수의 공급원으로부터 왁스성 공급물을 유도할 수 있다. 특히, 왁스성 공급물은 예컨대 라피네이트(raffinate), 부분 용매 탈왁스된 오일, 탈아스팔트된 오일, 증류물, 진공 가스 오일, 코커(coker) 가스 오일, 슬랙 왁스, 풋 오일(foot oil) 등과 같은 용매 정제 과정에서 유도되는 오일, 및 피셔-트롭쉬 왁스를 포함할 수 있다. 바람직한 공급물은 슬랙 왁스 및 피셔-트롭쉬 왁스이다. 슬랙 왁스는 전형적으로 용매 또는 프로페인 탈왁스에 의해 탄화수소 공급물로부터 유도된다. 슬랙 왁스는 일부 잔류 오일을 함유하고, 전형적으로는 오일을 함유하지 않는다. 풋 오일은 탈오일된 슬랙 왁스로부터 유도된다. 피셔-트롭쉬 합성 공정은 피셔-트롭쉬 왁스를 제조한다. 적합한 왁스성 공급원료의 비한정적인 예는 파라플린트(Paraflint) 80(수소화된 피셔-트롭쉬 왁스) 및 쉘(Shell) MDS 왁스성 라피네이트(Waxy Raffinate)(수소화 및 부분 이성질화된 중간 증류 합성 왁스성 라피네이트)를 포함한다.
공급원료는 질소-오염물 및 황-오염물 함량이 높을 수 있다. 공급물에 기초하여 0.2중량% 이하의 질소 및 3.0중량% 이하의 황을 함유하는 공급물을 본 방법에서 가공할 수 있다. 높은 왁스 함량을 갖는 공급물은 전형적으로 200 이상의 높은 점도 지수를 갖는다. 각각 표준 ASTM 방법 D5453 및 D4629에 의해 황 함량 및 질소 함량을 측정할 수 있다.
용매 추출로부터 유도되는 공급물의 경우에는, 대기압 증류로부터의 높은 비점을 갖는 석유 분획을 진공 증류 장치로 보내고, 이 장치로부터의 증류 분획을 용매 추출한다. 진공 증류로부터의 잔류물을 탈아스팔트화시킬 수 있다. 용매 추출 방법은 라피네이트 상의 더욱 파라핀성인 성분을 남기면서 추출물 상의 방향족 성분을 선택적으로 용해시킨다. 나프텐이 추출물 상과 라피네이트 상 사이에 분포한다. 용매 추출에 전형적인 용매는 페놀, 퓨르퓨랄 및 N-메틸 피롤리돈을 포함한다. 용매 대 오일 비, 추출 온도 및 용매와 추출될 증류물을 접촉시키는 방법을 조절함으로써, 추출물 상과 라피네이트 상 사이의 분리 정도를 조절할 수 있다.
가수소 처리
가수소 처리의 경우, 촉매는 6족 금속(1 내지 18족을 갖는 IUPAC 원소 주기율표에 기초함), 8족 내지 10족 금속 및 이들의 혼합물을 함유하는 촉매 같은 가수소 처리에 효과적인 촉매이다. 바람직한 금속은 니켈, 텅스텐, 몰리브덴, 코발트 및 이들의 혼합물을 포함한다. 이들 금속 또는 금속의 혼합물은 내화성 금속 산화물 지지체상의 산화물 또는 황화물로서 전형적으로 존재한다. 금속의 혼합물은 또한 벌크 금속 촉매(이 때, 금속의 양은 촉매를 기준으로 하여 30중량% 이상임)로서 존재할 수도 있다. 적합한 금속 산화물 지지체는 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나 또는 티타니아 같은 산화물, 바람직하게는 알루미나를 포함한다. 바람직한 알루미나는 감마 또는 베타 같은 다공성 알루미나이다. 개별 금속 또는 혼합물중 금속의 양은 촉매를 기준으로 하여 약 0.5 내지 35중량%이다. 9족 및 10족 금속과 6족 금속의 바람직한 혼합물의 경우, 9족 및 10족 금속은 촉매에 기초하여 0.5 내지 5중량%의 양으로 존재하고, 6족 금속은 5 내지 30중량%의 양으로 존재한다. 원자 흡수 분광분석법, 유도 결합된 플라즈마-원자 방출 분광법 또는 개별 금속에 대해 ASTM에 의해 규정된 다른 방법에 의해 금속의 양을 측정할 수 있다.
촉진제 및/또는 도판트를 첨가함으로써, 또는 금속 산화물 지지체의 특성을 조절함으로써, 예컨대 실리카-알루미나 지지체 내로 혼입되는 실리카의 양을 조절함으로써, 금속 산화물 지지체의 산도를 조절할 수 있다. 촉진제 및/또는 도판트의 예는 할로겐, 특히 플루오르, 인, 붕소, 이트리아, 희토류 산화물 및 마그네시아를 포함한다. 할로겐 같은 촉진제는 통상 금속 산화물 지지체의 산도를 증가시키는 반면, 이트리아 또는 마그네시아 같은 온화한 염기성 도판트는 이러한 지지체의 산도를 감소시키는 경향이 있다.
가수소 처리 조건은 150 내지 400℃, 바람직하게는 200 내지 350℃의 온도, 1480 내지 20786kPa(200 내지 3000psig), 바람직하게는 2859 내지 13891kPa(400 내지 2000psig)의 수소 분압, 0.1 내지 10 액체 시간당 공간 속도(LHSV), 바람직하게는 0.1 내지 5 LHSV의 공간 속도, 및 89 내지 1780m3/m3(500 내지 10000scf/B), 바람직하게는 178 내지 890m3/m3의 수소 대 공급물 비를 포함한다.
가수소 처리는 질소-함유 오염물 및 황-함유 오염물의 양을 후속 탈왁스 단계의 탈왁스 촉매에 허용불가능하게 영향을 끼치지 않는 수준까지 감소시킨다. 또한, 이 온화한 가수소 처리 단계 전체를 거치는 다핵 방향족 화합물이 존재할 수 있다. 존재하는 경우, 이들 오염물은 후속 가수소 마무리 단게에서 제거된다.
가수소 처리하는 동안, 공급원료의 5중량% 미만, 바람직하게는 3중량% 미만, 더욱 바람직하게는 2중량% 미만이 650℉(343℃) 마이너스 생성물로 전환되어, VI 증가가 공급원료의 VI보다 4 미만, 바람직하게는 3미만, 더욱 바람직하게는 2 미만으로 더 큰 가수소 처리된 공급원료가 생성된다.
가수소 처리된 공급원료를 바로 탈왁스 단계를 거치도록 할 수 있으나, 바람직하게는 스트립핑시켜 탈왁스 전에 황화수소 및 암모니아 같은 기상 오염물을 제거할 수 있다. 플래시 드럼 또는 분별기 같은 종래의 수단에 의해 스트립핑시킬 수 있다.
탈왁스 촉매
탈왁스 촉매는 결정질 또는 비정질일 수 있다. 결정질 물질은 하나 이상의 10 또는 12 고리 채널을 함유하는 분자체이며, 알루미노실리케이트(제올라이트) 또는 실리코알루미노포스페이트(SAPO)를 기제로 할 수 있다. 산소화물 처리에 사용되는 제올라이트는 하나 이상의 10 또는 12 채널을 함유할 수 있다. 이러한 제올라이트의 예는 ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, ZSM-48, ZSM-57, 페리어라이트, ITQ-13, MCM-68 및 MCM-71을 포함한다. 하나 이상의 10 고리 채널을 함유하는 알루미노포스페이트의 예는 ECR-42를 포함한다. 12 고리 채널을 함유하는 분자체의 예는 제올라이트 베타 및 MCM-68을 포함한다. 분자체는 미국 특허 제 5,246,566 호, 제 5,282,958 호, 제 4,975,177 호, 제 4,397,827 호, 제 4,585,747 호, 제 5,075,269 호 및 제 4,440,871 호에 기재되어 있다. MCM-68은 미국 특허 제 6,310,265 호에 기재되어 있다. MCM-71 및 ITQ-13은 PCT 공개 WO 0242207 호 및 WO 0078677 호에 기재되어 있다. ECR-42는 미국 특허 제 6,303,534 호에 개시되어 있다. 바람직한 촉매는 ZSM-48, ZSM-22 및 ZSM-23을 포함한다. 특히 바람직한 것은 ZSM-48이다. 분자체는 바람직하게는 수소 형태이다. 탈왁스 단계 동안 동일 반응계에서 환원이 이루어질 수 있거나 또는 다른 용기에서 반응계 외에서 환원이 이루어질 수 있다.
비정질 탈왁스 촉매는 알루미나, 플루오라이드화 알루미나, 실리카-알루미나, 플루오라이드화 실리카-알루미나 및 3족 금속이 도핑된 실리카-알루미나를 포함한다. 이러한 촉매는 예컨대 미국 특허 제 4,900,707 호 및 제 6,383,366 호에 기재되어 있다.
탈왁스 촉매는 이작용성이다. 즉, 이들에는 하나 이상의 6족 금속, 하나 이상의 8족 내지 10족 금속 또는 이들의 혼합물인 금속 수소화 성분이 부가될 수 있다. 바람직한 금속은 9족 및 10족 금속이다. 특히 바람직한 것은 Pt, Pd 또는 이들의 혼합물 같은 9족 및 10족 귀금속(1족 내지 18족을 갖는 IUPAC 원소 주기율표에 기초함)이다. 이들 금속은 촉매를 기준으로 하여 0.1 내지 30중량%의 비율로 부가된다. 촉매 제조 및 금속 부가 방법은 예를 들어 미국 특허 제 6,294,077 호에 기재되어 있으며, 예컨대 이온 교환 및 분해가능한 금속 염을 사용한 함침을 포함한다. 금속 분산 기법 및 촉매 입자 크기 조절이 미국 특허 제 5,282,958 호에 기재되어 있다. 입자 크기가 작고 금속이 잘 분산된 촉매가 바람직하다.
분자체는 전형적으로 최종 마무리된 탈왁스 촉매를 제조하기 위하여 탈왁스 조건하에 사용될 수 있는 고온에 저항성인 결합제 물질과 복합체를 구성하거나 또는 결합제를 함유하지 않을 수 있다(자가 결합). 결합제 물질은 통상 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나, 실리카와 다른 금속 산화물(예: 티타니아, 마그네시아, 토리아, 지르코니아 등)의 2원 조합 및 이들 산화물의 3원 조합(예: 실리카-알루미나-토리아 및 실리카-알루미나 마그네시아) 같은 무기 산화물이다. 최종 마무리된 탈왁스 촉매중 분자체의 양은 촉매에 기초하여 10 내지 100, 바람직하게는 35 내지 100중량%이다. 분무 건조, 압출 등과 같은 방법에 의해 이러한 촉매를 제조한다. 탈왁스 촉매는 설파이드화된(sulfided) 형태로 또는 설파이드화되지 않은 형태로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 설파이드화된 형태이다.
탈왁스 조건은 250 내지 400℃, 바람직하게는 275 내지 350℃의 온도, 791 내지 20786kPa(100 내지 3000psig), 바람직하게는 1480 내지 17339kPa(200 내지 2500psig)의 압력, 0.1 내지 10시간-1, 바람직하게는 0.1 내지 5시간-1의 액체 시간당 공간 속도, 및 45 내지 1780m3/m3(250 내지 10000scf/B), 바람직하게는 89 내지 890m3/m3(500 내지 5000scf/B)의 수소 처리 기체 속도를 포함한다.
가수소 마무리
탈왁스로부터의 생성물중 적어도 일부를 이탈시키지 않고 바로 가수소 마무리 단계로 보낸다. 생성물 품질을 목적하는 설계 명세까지 조정하기 위하여 탈왁스로부터 생성된 생성물을 가수소 마무리하는 것이 바람직하다. 가수소 마무리는 임의의 윤활유 범위의 올레핀 및 잔류 방향족 화합물을 포화시킬 뿐만 아니라 임의의 잔류하는 헤테로원자 및 유색 물체(color body)를 제거하기 위한 온화한 가수소 처리의 형태이다. 탈왁스 후 가수소 마무리는 통상 탈왁스 단계와 직렬로 수행된다. 일반적으로, 가수소 마무리는 약 150 내지 350℃, 바람직하게는 180 내지 250℃에서 수행된다. 총압은 전형적으로 2859 내지 20786kPa(약 400 내지 3000psig)이다. 액체 시간당 공간 속도는 전형적으로 0.1 내지 5LHSV(시간-1), 바람직하게는 0.5 내지 3시간-1이고, 수소 처리 기체 속도는 44.5 내지 1780m3/m3(250 내지 10,000scf/B)이다.
가수소 마무리 촉매는 6족 금속(1족 내지 18족을 갖는 IUPAC 원소 주기율표에 기초함), 8족 내지 10족 금속 및 이들의 혼합물을 함유하는 것이다. 바람직한 금속은 강한 수소화 작용을 갖는 하나 이상의 귀금속, 특히 백금, 팔라듐 및 이들의 혼합물을 포함한다. 금속 혼합물은 또한 금속의 양이 촉매에 기초하여 30중량% 이상인 벌크 금속 촉매로서 존재할 수 있다. 적합한 금속 산화물 지지체는 실리카, 알루미나, 실리카-알루미나 또는 티타니아 같은 낮은 산성의 산화물, 바람직하게는 알루미나를 포함한다. 방향족 화합물 포화에 바람직한 가수소 마무리 촉매는 다공성 지지체 상의 비교적 강한 수소화 작용을 갖는 하나 이상의 금속을 포함한다. 전형적인 지지체 물질은 알루미나, 실리카 및 실리카-알루미나 같은 비정질 또는 결정질 산화물 물질을 포함한다. 촉매의 금속 함량은 종종 비-귀금속의 경우 약 20중량% 정도로 높다. 귀금속은 통상 약 1중량% 이하의 양으로 존재한다.
가수소 마무리 촉매는 바람직하게는 촉매의 M41S 부류 또는 집단에 속하는 중간 다공성 물질이다. 촉매의 M41S 집단은, 그의 제조 방법이 문헌[J. Amer. Chem. Soc., 1992, 114, 10834]에 추가로 기재되어 있는, 높은 실리카 함량을 갖는 중간 다공성 물질이다. 예로는 MCM-41, MCM-48 및 MCM-50을 포함한다. 중간 다공성이란 15 내지 100Å의 공극 크기를 갖는 촉매를 일컫는다. 이 부류의 바람직한 일원은 그의 제조 방법이 미국 특허 제 5,098,684 호에 기재되어 있는 MCM-41이다. MCM-41은 균일한 크기의 공극이 육각형으로 배열된 무기 다공성 비-층상 상이다. MCM-41의 물리적 구조는 빨대의 입구(공극의 셀 직경)가 15 내지 100Å인 빨대의 다발과 유사하다. MCM-48은 입방 대칭형이고 예컨대 미국 특허 제 5,198,203 호에 기재되어 있는 한편, MCM-50은 층상 구조를 갖는다. MCM-41은 중간 다공성 범위에서 상이한 크기의 공극 입구를 갖도록 제조될 수 있다. 중간 다공성 물질은 8족, 9족 또는 10족 금속중 하나 이상인 금속 수소화 성분을 포함할 수 있다. 바람직한 것은 귀금속, 특히 10족 귀금속, 가장 바람직하게는 Pt, Pd 또는 이들의 혼합물이다.
일반적으로, 가수소 마무리는 약 150 내지 약 350℃, 바람직하게는 180 내지 250℃에서 수행된다. 총압은 전형적으로 2859 내지 20786kPa(약 400 내지 3000psig)이다. 액체 시간당 공간 속도는 전형적으로 0.1 내지 5LHSV(시간-1), 바람직하게는 0.5 내지 3시간-1이며, 수소 처리 기체 속도는 44.5 내지 1780m3/m3(250 내지 10,000scf/B)이다.
한 실시태양에서, 본 발명은 (1) 공급원료의 5중량% 미만을 650℉(343℃) 마이너스 생성물로 전환시켜 그의 VI 증가가 공급원료의 VI보다 4 미만으로 더 큰 가수소 처리된 공급원료를 생성시키도록 하는 효과적인 가수소 처리 조건하에서, 가수소 처리 촉매를 사용하여, 공급원료에 기초하여 약 60중량% 이상의 왁스 함량을 갖는 공급원료를 가수소 처리시키고; (2) 가수소 처리된 공급원료를 스트립핑시켜, 액체 생성물로부터 기체 생성물을 분리시키며; (3) 촉매 면에서 효과적인 가수소 탈왁스 조건하에서, ZSM-48, ZSM-57, ZSM-23, ZSM-22, ZSM-35, 페리어라이트, ECR-42, ITQ-13, MCM-71, MCM-68, 베타, 플루오라이드화 알루미나, 실리카-알루미나 또는 플루오라이드화 실리카 알루미나중 하나 이상인 탈왁스 촉매(이는 하나 이상의 9족 또는 10족 귀금속을 함유함)를 사용하여, 액체 생성물을 가수소 탈왁스시킴을 포함하는 방법에 의해 제조되는, 130 이상의 VI를 갖는 하나 이상의 베이스 스톡을 포함하는 작동유에 관한 것이다.
본 발명의 다른 실시태양은 (1) 공급원료의 5중량% 미만을 650℉(343℃) 마이너스 생성물로 전환시켜 그의 VI 증가가 공급원료의 VI보다 4 미만으로 더 큰 가수소 처리된 공급원료를 생성시키도록 하는 효과적인 가수소 처리 조건하에서, 가수소 처리 촉매를 사용하여, 공급원료에 기초하여 약 50중량% 이상의 왁스 함량을 갖는 윤활유 공급원료를 가수소 처리시키고; (2) 가수소 처리된 공급원료를 스트립핑시켜, 액체 생성물로부터 기체 생성물을 분리시키며; (3) 촉매 면에서 효과적인 가수소 탈왁스 조건하에서, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, 페리어라이트, ZSM-48, ZSM-57, ECR-42, ITQ-13, MCM-68, MCM-71, 베타, 플루오라이드화 알루미나, 실리카-알루미나 또는 플루오라이드화 실리카-알루미나중 하나 이상인 탈왁스 촉매(이는 하나 이상의 9족 또는 10족 귀금속을 함유함)를 사용하여, 액체 생성물을 가수소 탈왁스시키고; (4) 가수소 마무리 조건하에서 M41S 부류로부터의 중간 다공성 가수소 마무리 촉매를 사용하여 단계 (3)으로부터의 생성물을 가수소 마무리시킴을 포함하는 방법에 의해 제조되는, 130 이상의 VI를 갖는 하나 이상의 베이스 스톡을 포함하는 작동유에 관한 것이다.
본 발명의 다른 실시태양은 (1) 공급원료의 5중량% 미만을 650℉(343℃) 마이너스 생성물로 전환시켜 그의 VI 증가가 공급원료의 VI보다 4 미만으로 더 큰 가수소 처리된 공급원료를 생성시키도록 하는 효과적인 가수소 처리 조건하에서, 가수소 처리 촉매를 사용하여, 공급원료에 기초하여 약 60중량% 이상의 왁스 함량을 갖는 윤활유 공급원료를 가수소 처리시키고; (2) 가수소 처리된 공급원료를 스트립핑시켜, 액체 생성물로부터 기체 생성물을 분리시키며; (3) 촉매 면에서 효과적인 가수소 탈왁스 조건하에서, ZSM-48인 탈왁스 촉매(이는 하나 이상의 9족 또는 10족 귀금속을 함유함)를 사용하여, 액체 생성물을 가수소 탈왁스시키고; (a) 임의적으로는, 가수소 마무리 조건하에서 MCM-41을 사용하여 단계 (3)으로부터의 생성물을 가수소 마무리시킴을 포함하는 방법에 의해 제조되는, 130 이상의 VI를 갖는 하나 이상의 베이스 스톡을 포함하는 작동유에 관한 것이다.
본 발명을 구성하는 방법에 관한 추가적인 세부사항은 본원에 참고로 인용된 동시 계류중인 미국 특허원 제 60/416,865 호에서 찾아볼 수 있다.
베이스 스톡 및 베이스 오일
광범위한 베이스 스톡 및 베이스 오일이 당해 분야에 공지되어 있다. 본원에 기재되어 있는 독특한 베이스 스톡 및 베이스 오일과 함께 본 발명의 작동유 내로 함께 혼입되는 보조 베이스 스톡 또는 보조 베이스 오일로서 사용될 수 있는 베이스 스톡 및 베이스 오일은 천연유, 광유 및 합성유이다. 이들 윤활제 베이스 스톡 및 베이스 오일을 개별적으로 또는 본 발명의 혼합물과 임의로 조합하여 사용할 수 있다. 천연유, 광유, 합성유(또는 이들의 혼합물)를 미정제, 정제 또는 재정제(이는 재생유 또는 재처리유라고도 알려져 있음) 상태로 사용될 수 있다. 미정제유는 천연 공급원, 광물 공급원 또는 합성 공급원으로부터 바로 수득된 것으로, 정제를 가하지 않고 사용한다. 이들은 정류 공정으로부터 바로 수득되는 혈암유, 일차 증류로부터 바로 수득되는 석유, 및 에스터 공정으로부터 바로 수득되는 에스터 오일을 포함한다. 정제유는 하나 이상의 정제 단계를 거쳐 하나 이상의 윤활유 특성을 개선시킨 것을 제외하고는 미정제유에 대해 논의된 오일과 유사하다. 당해 분야의 숙련자는 다수의 정제 방법에 정통하다. 이들 방법은 예컨대 용매 추출, 증류, 이차 증류, 산 추출, 염기 추출, 여과, 침투, 탈왁스, 가수소 이성질화, 가수소 분해, 가수소 마무리 등을 포함한다. 재정제유는 이미 사용된 오일을 사용하여 정제유와 유사한 방법에 의해 수득된다.
제 I 군, 제 II 군, 제 III 군, 제 IV 군 및 제 V 군은 미국 석유 협회(API 간행물 1509; www.API.org)에서 윤활제 베이스 스톡 및 베이스 오일에 대한 지침을 만들기 위해 개발 및 정의한 베이스 오일 스톡의 넓은 범주이다. 제 I 군 베이스 스톡은 통상 약 80 내지 120의 점도 지수를 갖고, 약 0.03중량%보다 많은 황 및/또는 약 90% 미만의 포화물을 함유한다. 제 II 군 베이스 스톡은 일반적으로 약 80 내지 120의 점도 지수를 갖고, 약 0.03중량% 이하의 황 및 약 90% 이상의 포화물을 함유한다. 제 III 군 베이스 스톡은 일반적으로 약 120보다 큰 점도 지수를 갖고, 약 0.03중량% 이하의 황 및 약 90%보다 많은 포화물을 함유한다. 제 IV군은 폴리알파올레핀(PAO)을 포함한다. 제 V 군 베이스 스톡은 제 I 군 내지 제 IV 군에 포함되지 않은 베이스 스톡을 포함한다. 아래 표 2는 이들 5개 군 각각의 특성을 요약하고 있다.
베이스 스톡 및 베이스 오일은 다수의 공급원으로부터 유도될 수 있다. 천연유는 동물유, 식물유(예컨대, 피마자유 및 라드유) 및 광유를 포함한다. 동물유 및 식물유와 관련하여, 바람직한 열 산화 안정성을 갖는 오일을 사용할 수 있다. 천연유 중에서, 광유가 바람직하다. 광유는 예컨대 파라핀성, 나프텐성 또는 혼합된 파라핀성-나프텐성인지와 같은 원료 공급원과 관련하여 광범위하게 변화된다. 석탄 또는 혈암으로부터 유도되는 오일이 또한 본 발명에 유용하다. 천연유는 또한 이들의 제조 및 정제에 사용되는 방법과 관련하여(예컨대, 이들의 증류 범위 및 이들이 직류인지 또는 분해, 가수소 정제 또는 용매 추출되었는지의 여부) 변화된다.
합성유는 탄화수소유를 포함한다. 탄화수소유는 중합된 올레핀 및 공중합된 올레핀(폴리뷰틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌 아이소뷰틸렌 공중합체, 에틸렌-올레핀 공중합체 및 에틸렌-알파올레핀 공중합체, 하이드로카빌-치환된 올레핀의 중합체 또는 공중합체(이 때, 하이드로카빌은 예컨대 O, N 또는 S를 임의적으로 함유함)) 같은 오일을 포함한다. 폴리알파올레핀(PAO)유 베이스 스톡이 통상적으로 사용되는 합성 탄화수소유이다. 예로서, C8, C10, C12, C14 올레핀 또는 이들의 혼합물로부터 유도되는 PAO를 사용할 수 있다. 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 4,956,122 호, 제 4,827,064 호 및 제 4,827,073 호 참조.
제 III 군 및 PAO 베이스 스톡 및 베이스 오일은 전형적으로 다수의 점도 등급(예컨대, 4cSt, 5cSt, 6cSt, 8cSt, 10cSt, 12cSt, 40cSt, 100cSt 이상 및 임의의 수의 중간 점도 등급의 100℃에서의 운동 점도)으로 입수될 수 있다. 또한, 높은 점도 지수 특징을 갖는 PAO 베이스 스톡 및 베이스 오일을 전형적으로 보다 높은 점도 등급, 예컨대 100cSt 내지 3000cSt 이상의 100℃에서의 운동 점도로 입수할 수 있다. 공지되어 있는 물질이고 통상 엑손모빌 케미칼 캄파니(ExxonMobil Chemical Company), 쉐브론-필립스(Chevron-Phillips), 비피-아모코(BP-Amoco) 등과 같은 공급업체에서 큰 상업적 규모로 입수될 수 있는 PAO의 수평균 분자량은 전형적으로 약 250 내지 약 3000으로 가변적이다. PAO는 전형적으로 C2 내지 약 C32 알파올레핀(1-옥텐, 1-데센, 1-도데센 등과 같은 C8 내지 C16 알파올레핀이 바람직함)을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 알파올레핀의 비교적 낮은 분자량의 수소화된 중합체 또는 올리고머로 구성된다. 바람직한 폴리알파올레핀은 폴리-1-옥텐, 폴리-1-데센 및 폴리-1-도데센, 및 이들의 혼합물, 및 혼합된 올레핀-유도된 폴리올레핀이다. 그러나, C14 내지 C18 범위의 보다 고급 올레핀의 이량체를 사용하여 허용가능하게 낮은 휘발성의 저점도 베이스 스톡을 제공할 수 있다. 점도 등급 및 출발 올리고머에 따라, PAO는 주로 약 1.5 내지 12cSt의 점도를 갖고 미량의 고급 올레핀을 갖는 출발 올레핀의 삼량체 및 사량체일 수 있다. PAO 베이스 스톡 및 베이스 오일을 개별적으로 또는 둘 이상의 임의의 조합으로 조제된 윤활제 조성물 또는 작동유에 사용할 수 있다.
예컨대 삼염화알루미늄, 삼플루오르화붕소 또는 삼플루오르화붕소와 물, 알콜(예: 에탄올, 프로판올 또는 뷰탄올), 카복실산 또는 에스터(예: 에틸 아세테이트 또는 에틸 프로피온에이트)의 착체를 포함하는 프리델-크라프츠(Friedel-Crafts) 촉매 같은 중합 촉매의 존재하에서 알파올레핀을 중합시킴으로써 PAO 유체를 편리하게 제조할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 4,149,178 호 또는 미국 특허 제 3,382,291 호에 개시된 방법을 본원에서 편리하게 이용할 수 있다. PAO 합성에 대한 다른 내용은 미국 특허 제 3,742,082 호, 제 3,769,363 호, 제 3,876,720 호, 제 4,239,930 호, 제 4,367,352 호, 제 4,413,156 호, 제 4,434,408 호, 제 4,910,355 호, 제 4,956,122 호 및 제 5,068,487 호에 기재되어 있다. C14 내지 C18 올레핀의 이량체는 미국 특허 제 4,218,330 호에 기재되어 있다. 전술한 특허는 모두 본원에 참고로 인용되어 있다.
다른 유형의 합성 PAO 베이스 스톡 및 베이스 오일은 미국 특허 제 4,827,064 호 및 제 4,827,073 호에 기재되어 있는 높은 점도 지수의 윤활유를 포함하며, 이는 본 발명의 베이스 스톡 및 베이스 오일과 함께, 또한 본 발명의 조제된 윤활제 조성물 또는 작동유에 매우 유리하게 사용될 수 있다. 다른 유용한 합성 윤활유, 예를 들어 본원에 참고로 인용되어 있는 문헌["Synthetic Lubricants", 건더슨(Gunderson) 및 하트(Hart), Reinhold Publ. Corp., 뉴욕, 1962]에 기재되어 있는 것도 사용할 수 있다.
다른 합성 베이스 스톡 및 베이스 오일은 반응기가 올레핀성이 아닌 저분자량 화합물의 고분자량 화합물(이는 추가적인 공정(예: 아이소 탈왁스, 알킬화, 에스터화, 가수소 이성질화, 탈왁스 등)에서 임의적으로 추가로 반응되거나 화학적으로 개질되어 윤활 점도의 베이스 오일을 제공할 수 있음)로의 올리고머화 또는 중합으로부터 유도되는 탄화수소유를 포함한다.
하이드로카빌 방향족 베이스 스톡 및 베이스 오일을 또한 윤활유 및 작동유에 널리 사용한다. 알킬화된 방향족 화합물 스톡(예컨대, 하이드로카빌 방향족 화합물)에서는, 문헌[ACS Petroleum Chemistry Preprint 1053-1058, "Poly n-Alkylbenzene Compounds: A Class of Thermally Stable and Wide Liquid Range Fluids", 이펜 등, Phila. 1984]에서 알킬 벤젠에 대해 기재하고 있는 바와 같이, 알킬 치환기가 전형적으로 약 8 내지 25개의 탄소원자, 통상 약 10 내지 18개의 탄소원자를 갖는 알킬기이며, 이들 알킬 치환기가 3개 이하로 존재할 수 있다. 미국 특허 제 5,055,626 호에 기재되어 있는 바와 같이 8 내지 12개의 탄소원자를 갖는 1-알카인을 사이클로이량화시킴으로써 트라이알킬 벤젠을 제조할 수 있다. 다른 알킬벤젠은 유럽 특허원 제 168534 호 및 미국 특허 제 4,658,072 호에 기재되어 있다. 알킬벤젠을 윤활제 베이스 스톡으로서 특히 저온 용도(북극 지방 차량 써비스 및 냉동유) 및 제지유에 사용한다. 이들을 비스타 케미칼 캄파니(Vista Chem. Co.), 헌츠맨 케미칼 캄파니(Huntsman Chemical Co.), 쉐브론 케미칼 캄파니(Chevron Chemical Co.) 및 닛폰 오일 캄파니(Nippon Oil Co.) 같은 선형 알킬벤젠(LAB)의 제조업체로부터 구입할 수 있다. 선형 알킬벤젠은 전형적으로 첨가제에 대한 우수한 용해성과 함께 우수한 낮은 유동점 및 저온 점도, 및 100보다 큰 VI 값을 갖는다. 필요한 경우 사용될 수 있는 다른 알킬화 방향족 화합물이 예컨대 문헌["Synthetic Lubricants and High Performance Functional Fluids", 드레슬러, 제5장, (슈브킨 편집), Marcel Dekker, 뉴욕 1993]에 기재되어 있다. 방향족 베이스 스톡 및 베이스 오일은 예를 들어 벤젠, 나프탈렌, 바이페닐, 다이아릴 에터, 다이-아릴 설파이드, 다이-아릴 설폰, 다이-아릴 설폭사이드, 다이-아릴 메테인 또는 에테인 또는 프로페인 또는 고급 동족체, 하나 이상의 O, N, S 또는 P를 함유하는 모노- 또는 다이- 또는 트라이-아릴 헤테로환상 화합물의 하이드로카빌 알킬화 유도체를 포함할 수 있다.
사용될 수 있는 하이드로카빌 방향족 화합물은 벤제노이드 잔기 또는 나프테노이드 잔기 또는 이들의 유도체 같은 방향족 잔기로부터 유도되는 중량의 약 5% 이상을 함유하는 임의의 하이드로카빌 분자일 수 있다. 이들 하이드로카빌 방향족 화합물은 알킬 벤젠, 알킬 나프탈렌, 알킬 다이페닐 옥사이드, 알킬 나프톨, 알킬 다이페닐 설파이드, 알킬화 비스-페놀 A, 알킬화 티오다이페놀 등을 포함한다. 방향족 화합물은 모노-알킬화, 다이알킬화, 폴리알킬화 등일 수 있다. 방향족 화합물은 일작용화 또는 다작용화될 수 있다. 하이드로카빌기는 또한 알킬기, 알켄일기, 알킨일, 사이클로알킬기, 사이클로알켄일기 및 다른 관련된 하이드로카빌기의 혼합물로 이루어질 수 있다. 하이드로카빌기는 약 C6 내지 약 C60에 이를 수 있으며, 약 C8 내지 약 C40의 범위가 종종 바람직하다. 하이드로카빌기의 혼합물이 때때로 바람직하다. 하이드로카빌기는 임의적으로 황, 산소 및/또는 질소 함유 치환기를 함유할 수 있다. 방향족 기는 또한 분자의 약 5% 이상이 상기 유형의 방향족 잔기로 이루어지는 경우 천연 (석유) 공급원으로부터 유도될 수도 있다. 약 3cSt 내지 약 50cSt의 100℃에서의 점도가 바람직하며, 약 3.4cSt 내지 약 20cSt의 점도가 종종 하이드로카빌 방향족 성분에 더욱 바람직하다. 한 실시태양에서는, 알킬기가 주로 1-헥사데센으로 이루어지는 알킬 나프탈렌을 사용한다. 방향족 화합물의 다른 알킬레이트를 유리하게 사용할 수 있다. 예를 들어 옥텐, 데센, 도데센, 테트라데센 또는 그 이상 같은 올레핀, 유사한 올레핀의 혼합물 등으로 나프탈렌을 알킬화시킬 수 있다. 윤활유 조성물중 하이드로카빌 방향족 화합물의 유용한 농도는 용도에 따라 약 2 내지 약 25%, 바람직하게는 약 4 내지 약 20%, 더욱 바람직하게는 약 4 내지 약 15%일 수 있다.
다른 유용한 베이스 스톡은 가수소 이성질화된 왁스성 스톡(예: 가스 오일, 슬랙 왁스, 연료 가수소 분해기 바닥부 생성물 등), 가수소 이성질화된 피셔-트롭쉬 왁스, GTL 베이스 스톡 및 베이스 오일, 및 다른 왁스 이성질화물 가수소 이성질화된 베이스 스톡 및 베이스 오일, 또는 이들의 혼합물을 비롯한 왁스 이성질화물 베이스 스톡 및 베이스 오일을 포함한다. 피셔-트롭쉬 왁스, 즉 피셔-트롭쉬 합성의 고비점 잔류물은 매우 낮은 황 함량을 갖는 고도로 파라핀성인 탄화수소이다. 이러한 베이스 스톡을 제조하는데 이용되는 가수소 가공에서는 특수 윤활유 가수소 분해(LHDC) 촉매 또는 결정질 가수소 분해/가수소 이성질화 촉매, 바람직하게는 제올라이트 촉매중 하나 같은 비정질 가수소 분해/가수소 이성질화 촉매를 사용할 수 있다. 예를 들어, 하나의 유용한 촉매는 미국 특허 제 5,075,269 호에 기재되어 있는 ZSM-48이다. 가수소 분해/가수소 이성질화된 증류물 및 가수소 분해/가수소 이성질화된 왁스를 제조하는 방법은 예를 들어 미국 특허 제 2,817,693 호, 제 4,975,177 호, 제 4,921,594 호 및 제 4,897,178 호, 및 영국 특허 제 1,429,494 호, 제 1,350,257 호, 제 1,440,230 호 및 제 1,390,359 호에 기재되어 있다. 특히 바람직한 방법은 유럽 특허원 제 464546 호 및 제 464547 호에 기재되어 있다. 피셔-트롭쉬 왁스 공급물을 사용하는 방법은 미국 특허 제 4,594,172 호 및 제 4,943,672 호에 기재되어 있다. GTL 베이스 스톡 및 베이스 오일, 피셔-트롭쉬 왁스 유도되는 베이스 스톡 및 베이스 오일, 및 다른 왁스 이성질화물 가수소 이성질화 (왁스 이성질화물) 베이스 스톡 및 베이스 오일을 본 발명에 유리하게 사용할 수 있으며, 약 3 내지 약 50cSt, 바람직하게는 약 3 내지 약 30cSt, 더욱 바람직하게는 약 3.5 내지 약 25cSt의 100℃에서의 유용한 운동 점도(예컨대, GTL4의 경우, 약 3.8cSt의 100℃에서의 운동 점도 및 약 138의 점도 지수를 가짐)를 가질 수 있다. GTL 베이스 스톡 및 베이스 오일, 피셔-트롭쉬 왁스 유도되는 베이스 스톡 및 베이스 오일, 및 다른 왁스 이성질화물 가수소 이성질화 베이스 스톡 및 베이스 오일은 약 -20℃ 이하의 유용한 유동점을 가질 수 있으며, 일부 조건하에서는 약 -25℃ 이하의 유리한 유동점 및 약 -30℃ 내지 약 -40℃ 이하의 유용한 유동점을 가질 수 있다. GTL 베이스 스톡 및 베이스 오일, 피셔-트롭쉬 왁스 유도되는 베이스 스톡 및 베이스 오일, 및 왁스 이성질화물 가수소 이성질화 베이스 스톡 및 베이스 오일의 유용한 조성물이 예컨대 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 6,080,301 호, 제 6,090,989 호 및 제 6,165,949 호에 인용되어 있다.
GTL 베이스 스톡 및 베이스 오일, 피셔-트롭쉬 왁스 유도되는 베이스 스톡 및 베이스 오일은 본 발명과 함께 보조 베이스 스톡 또는 보조 베이스 오일로서 사용될 수 있는 종래의 제 II 군 및 제 III 군 베이스 스톡 및 베이스 오일보다 유리한 운동 점도 이점을 갖는다. GTL 베이스 스톡 및 베이스 오일은 100℃에서 약 20 내지 50cSt의 상당히 더 높은 운동 점도를 가질 수 있는 반면, 비교에 의해 시판중인 제 II 군 베이스 스톡 및 베이스 오일은 100℃에서 약 15cSt 이하의 운동 점도를 가질 수 있고, 시판중인 제 III 군 베이스 스톡 및 베이스 오일은 100℃에서 약 10cSt 이하의 운동 점도를 가질 수 있다. 본 발명과 조합되는, 제 II 군 및 제 III 군 베이스 스톡 및 베이스 오일의 더욱 한정된 운동 점도와 비교하여, GTL 베이스 스톡 및 베이스 오일의 보다 더 높은 운동 점도 범위는, 윤활제 조성물을 조제함에 있어서 추가적인 유리한 이점을 제공할 수 있다. 또한, 적합한 올레핀 올리고머 및/또는 알킬 방향족 화합물 베이스 스톡 및 베이스 오일의 낮은 황 함량과 조합되고, 본 발명과 조합된, GTL 베이스 스톡 및 베이스 오일 및 다른 왁스 이성질화물 가수소 이성질화 베이스 스톡 및 베이스 오일의 매우 낮은 황 함량은, 매우 낮은 총 황 함량이 윤활제 성능에 유리하게 영향을 끼칠 수 있는 윤활제 조성물에서 추가의 이점을 제공할 수 있다.
알킬렌 옥사이드 중합체 및 공중합체, 및 예컨대 에스터화 또는 에터화에 의해 수득되는 개질된 말단 하이드록실기를 함유하는 이들의 유도체는 유용한 합성 윤활유이다. 예로서, 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드, 이들 폴리옥시알킬렌 중합체의 알킬 및 아릴 에터(예를 들어, 약 1000의 평균 분자량을 갖는 메틸-폴리아이소프로필렌 글라이콜, 약 500 내지 1000의 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글라이콜의 다이페닐 에터 및 약 1000 내지 1500의 분자량을 갖는 폴리프로필렌 글라이콜의 다이에틸 에터) 또는 이들의 모노- 및 폴리카복실산 에스터(예컨대, 테트라에틸렌 글라이콜의 산성 산 에스터, 혼합된 C3-8 지방산 에스터, 또는 C13옥소 산 다이에스터)의 중합에 의해 이들 오일을 수득할 수 있다.
에스터는 유용한 베이스 스톡을 구성한다. 모노알칸올과 이가 산의 에스터 및 모노카복실산의 폴리올 에스터 같은 에스터를 사용함으로써, 첨가제 용해성 및 밀봉 상용성 특징을 확보할 수 있다. 전자 유형의 에스터는 예컨대 뷰틸 알콜, 헥실 알콜, 도데실 알콜, 2-에틸헥실 알콜 등과 같은 다양한 알콜과 프탈산, 석신산, 알킬 석신산, 알켄일 석신산, 말레산, 아젤라산, 슈베르산, 세바스산, 퓨마르산, 아디프산, 리놀레산 이량체, 말론산, 알킬 말론산, 알켄일 말론산 등과 같은 다이카복실산의 에스터를 포함한다. 에스터의 이러한 유형의 구체적인 예는 다이뷰틸 아디페이트, 다이(2-에틸헥실) 세바케이트, 다이-n-헥실 퓨마레이트, 다이옥틸 세바케이트, 다이아이소옥틸 아젤레이트, 다이아이소데실 아젤레이트, 다이옥틸 프탈레이트, 다이데실 프탈레이트, 다이아이코실 세바케이트 등을 포함한다.
특히 유용한 합성 에스터는 하나 이상의 다가 알콜, 바람직하게는 장애 폴리올(예: 네오펜틸 폴리올, 예컨대 네오펜틸 글라이콜, 트라이메틸올 에테인, 2-메틸-2-프로필-1,3-프로페인다이올, 트라이메틸올 프로페인, 펜타에리트리톨 및 다이펜타에리트리톨)을 약 4개 이상의 탄소원자를 함유하는 알칸산, 예컨대 C5 내지 C30 산(예: 카프릴산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 아라크산 및 베헨산, 또는 상응하는 분지쇄 지방산 또는 불포화 지방산(예: 올레산) 또는 이들의 혼합물)과 반응시킴으로써 수득되는 것이다.
적합한 합성 에스터 성분은 약 5 내지 약 10개의 탄소원자를 함유하는 하나 이상의 모노카복실산과 트라이메틸올 프로페인, 프라이메틸올 뷰테인, 트라이메틸올 에테인, 펜타에리트리톨 및/또는 다이펜타에리트리톨의 에스터를 포함한다. 이러한 에스터는 예컨대 모빌(Mobil) P-41 및 P-51 에스터(엑손모빌 케미칼 캄파니)로 널리 시판되고 있다.
다른 에스터는 천연 에스터, 및 임의적으로 유리 하이드록실 또는 카복실기로 완전 에스터화 또는 부분 에스터화된 이들의 유도체를 포함할 수 있다. 이러한 에스터는 글라이세라이드, 천연 및/또는 개질된 식물유, 지방산 또는 지방 알콜의 유도체를 포함할 수 있다.
규소-계 오일이 유용한 합성 윤활유의 또 다른 부류이다. 이들 오일은 폴리알킬-, 폴리아릴-, 폴리알콕시- 및 폴리아릴옥시-실록세인 오일 및 실리케이트 오일을 포함한다. 적합한 규소-계 오일의 예는 테트라에틸 실리케이트, 테트라아이소프로필 실리케이트, 테트라-(2-에틸헥실)실리케이트, 테트라-(4-메틸헥실)실리케이트, 테트라-(p-3급-뷰틸페닐) 실리케이트, 헥실-(4-메틸-2-펜톡시) 다이실록세인, 폴리(메틸) 실록세인 및 폴리-(메틸-2-메틸페닐) 실록세인을 포함한다.
합성 윤활유의 다른 부류는 인-함유 산의 에스터이다. 이들은 예컨대 트라이크레실 포스페이트, 트라이옥틸 포스페이트, 데케인포스폰산의 다이에틸 에스터를 포함한다.
베이스 스톡 및 베이스 오일의 다른 유형은 중합체 테트라하이드로퓨란 등, 및 반응성 펜던트 기 또는 말단 기가 O, N 또는 S를 임의적으로 함유할 수 있는 적합한 하이드로카빌기로 부분적으로 또는 완전히 유도화되거나 캡핑된 이들의 유도체를 포함한다.
하나 이상의 성능 첨가제와 함께 본 발명의 베이스 스톡 및 베이스 오일의 매우 유리한 점도 이점을 실현할 수 있으며, 생성된 조제된 윤활제 조성물 또는 작동유에서는 -25℃ 미만, 바람직하게는 -30℃ 이하에서 목적하는 측정된 점도 대 이론적인 점도 비가 실현된다. 이들 윤활제 조성물 또는 작동유는 또한 1.2 이하, 바람직하게는 1.16 이하, 다수의 경우 더욱 바람직하게는 1.12 이하의 독특하고 매우 바람직한 측정된 점도 대 이론적인 점도 비의 특징을 갖는다. 따라서, 본 발명의 베이스 스톡 및 베이스 오일의 측정된 점도 대 이론적인 점도 특징의 효과는 성능 첨가제의 존재하에서도 보존되어, 본 발명의 베이스 스톡 및 베이스 오일 및 하나 이상의 성능 첨가제를 포함하는 개선된 조제된 윤활제 조성물 또는 작동유를 생성시키게 된다.
성능 첨가제
예를 들어 극성 및/또는 비극성 윤활제 베이스 오일 같은 윤활제 조성물 효과량중 추가적인 윤활제 성분, 및 예컨대 금속 및 무회(ashless) 산화 억제제, 금속 및 무회 분산제, 금속 및 무회 세제, 부식 및 녹 억제제, 금속 탈활성화제, 마모방지제(금속 및 비-금속, 낮은 회, 인-함유 및 비-인, 황 함유 및 비-황 유형), 극압 첨가제(금속 및 비-금속, 인-함유 및 비-인, 황-함유 및 비-황 유형), 눌러붙음 방지제(anti-seizure agent), 유동점 강하제, 왁스 개질제, 점도 지수 개선제, 점도 개질제, 밀봉 상용화제, 마찰 개질제, 윤활제, 오염 방지제, 발색제, 소포제, 해유화제 등과 함께 본 발명을 이용할 수 있다. 다수의 통상적으로 사용되는 첨가제를 개괄하기 위해서는 클라만(Klamann)의 문헌[Lubricants and Related Products, Verlag Chemie, 플로리다주 디어필드 비치; ISBN 0-89573-177-0]을 참조하며, 이 문헌은 또한 하기 논의되는 다수의 윤활제 첨가제에 대해서도 잘 기재하고 있다. 다른 문헌["Lubricant Additives", 라니(M. W. Ranney), 뉴저지 파크리지의 Noyes Data Corporation 출판, (1973)]도 참조한다. 특히, 본 발명의 베이스 오일은 현대적인 첨가제 및/또는 첨가제 시스템, 및 조제된 윤활제 조성물 또는 작동유에 낮은 황, 낮은 인 및/또는 낮은 회의 특징을 부여하는 첨가제 패키지와 함께 상당한 성능 이점을 나타낼 수 있다.
마모 방지 및 극압 첨가제
부가적인 마모 방지 첨가제를 본 발명과 함께 사용할 수 있다. 다수의 상이한 유형의 마모 방지 첨가제가 존재하지만, 수십년 동안 내부 연소 엔진 크랭크케이스 오일용의 주요한 마모 방지 첨가제는 금속 알킬티오포스페이트, 더욱 구체적으로는 주요 금속 구성성분이 아연인 금속 다이알킬다이티오포스페이트 또는 징크 다이알킬다이티오포스페이트(ZDDP)이다. ZDDP 화합물은 통상 화학식 Zn[SP(S)(OR1)(OR2)]2(여기에서, R1 및 R2는 C1-C18 알킬기, 바람직하게는 C2-C12 알킬기임)의 화합물이다. 이들 알킬기는 직쇄 또는 분지될 수 있다. 예를 들어, 적합한 알킬기는 아이소프로필, 4-메틸-2-펜틸 및 아이소옥틸을 포함한다. ZDDP는 전체 윤활유 조성물의 약 0.4 내지 약 1.4중량%의 양으로 통상적으로 사용되지만, 종종 더 많거나 더 적은 양으로 유리하게 사용될 수 있다.
그러나, 이들 첨가제로부터의 인은 촉매에 의한 컨버터에서 촉매에, 또한 자동차에서 산소 센서에 유해한 영향을 갖는다. 이러한 영향을 최소화시키는 한 가지 방법은 ZDDP중 일부 또는 전부를 인-비함유 마모 방지 첨가제로 대체하는 것이다.
다양한 비-인 첨가제를 또한 마모 방지 첨가제로서 사용한다. 황화된 올레핀은 마모 방지 및 EP 첨가제로서 유용하다. 약 3 내지 30개, 바람직하게는 3 내지 20개의 탄소원자를 함유하는 지방족, 아릴지방족 또는 지환족 올레핀성 탄화수소를 비롯한 다양한 유기 물질을 황화시킴으로써, 황-함유 올레핀을 제조할 수 있다. 올레핀성 화합물은 하나 이상의 비-방향족 이중 결합을 함유한다. 이러한 화합물은 화학식 R3R4C=CR5R6(여기에서, R3 내지 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 탄화수소 라디칼임)로 정의된다. 바람직한 탄화수소 라디칼은 알킬 또는 알켄일 라디칼이다. 환상 고리를 형성시키기 위하여 R3 내지 R6중 임의의 둘을 연결할 수 있다. 황화된 올레핀 및 이들의 제조 방법에 관한 추가적인 정보는 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 4,941,984 호에서 찾아볼 수 있다.
티오포스포러스 산 및 티오포스포러스 산 에스터의 폴리설파이드의 윤활제 첨가제로서의 용도는 미국 특허 제 2,443,264 호, 제 2,471,115 호, 제 2,526,497 호 및 제 2,591,577 호에 개시되어 있다. 포스포로티오닐 다이설파이드의 마모 방지, 산화 방지 및 EP 첨가제로서의 첨가는 미국 특허 제 3,770,854 호에 개시되어 있다. 몰리브덴 화합물(예: 옥시몰리브데늄 다이아이소프로필포스포로다이티오에이트 설파이드) 및 인 에스터(예: 다이뷰틸 하이드로젠 포스파이트)와 함께 알킬티오카밤오일 화합물(예: 비스(다이뷰틸)티오카밤오일)의 윤활제중 마모 방지 첨가제로서의 용도는 미국 특허 제 4,501,678 호에 개시되어 있다. 미국 특허 제 4,758,362 호는 개선된 마모 방지 및 극압 특성을 제공하기 위한 카밤에이트 첨가제의 용도를 개시한다. 마모 방지 첨가제로서의 티오카밤에이트의 용도는 미국 특허 제 5,693,598 호에 개시되어 있다. 몰리-설퍼 알킬 다이티오카밤에이트 삼량체 착체(R=C8-C18 알킬) 같은 티오카밤에이트/몰리브덴 착체도 유용한 마모 방지제이다. 상기 언급된 특허는 각각 본원에 참고로 인용되어 있다.
글라이세롤의 에스터를 마모 방지제로서 사용할 수 있다. 예를 들어, 모노-, 다이- 및 트라이-올리에이트, 모노-팔미테이트 및 모노-미리스테이트를 사용할 수 있다.
마모 방지 특성을 제공하는 다른 조성물과 ZDDP를 조합한다. 미국 특허 제 5,034,141 호에는, 티오다이잔토젠 화합물(예: 옥틸티오다이잔토젠)과 금속 티오포스페이트(예: ZDDP)의 조합이 마모 방지 특성을 개선시킬 수 있음이 개시되어 있다. 미국 특허 제 5,034,142 호는 ZDDP와 함께 금속 알콕시알킬잔테이트(예: 니켈 에톡시에틸잔테이트) 및 다이잔토젠(예: 다이에톡시에틸 다이잔토젠)을 사용하면 마모 방지 특성을 개선시키는 것으로 개시하고 있다.
마모 방지 첨가제는 약 0.01 내지 6중량%, 바람직하게는 약 0.01 내지 4중량%의 양으로 사용될 수 있다.
점도 지수 개선제
점도 지수 개선제(VI 개선제, 점도 개질제 또는 점도 개선제로도 알려져 있음)는 고온 및 저온 작동성을 갖는 윤활제를 제공한다. 이들 첨가제는 승온에서 전단 안정성을 부여하고, 저온에서 허용가능한 점도를 부여한다.
적합한 점도 지수 개선제는 저분자량 및 고분자량 탄화수소, 폴리에스터 및 점도 지수 개선제 및 분산제로서 작용하는 점도 지수 개선제 분산제를 포함한다. 이들 중합체의 전형적인 분자량은 약 10,000 내지 1,000,000, 더욱 전형적으로는 약 20,000 내지 500,000, 더더욱 전형적으로는 약 50,000 내지 200,000이다.
적합한 점도 지수 개선제의 예는 메타크릴레이트, 뷰타다이엔, 올레핀 또는 알킬화 스타이렌의 중합체 및 공중합체이다. 폴리아이소뷰틸렌은 통상적으로 사용되는 점도 지수 개선제이다. 다른 적합한 점도 지수 개선제는 폴리메타크릴레이트(예: 다양한 쇄 길이의 알킬 메타크릴레이트의 공중합체)이며, 몇몇 제제는 또한 유동점 강하제로서의 역할도 한다. 다른 적합한 점도 지수 개선제는 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 스타이렌과 아이소프렌의 수소화된 블록 공중합체, 및 폴리아크릴레이트(예: 다양한 쇄 길이의 아크릴레이트의 공중합체)를 포함한다. 특정 예는 분자량 약 50,000 내지 200,000의 스타이렌-아이소프렌 또는 스타이렌-뷰타다이엔 계 중합체를 포함한다.
점도 지수 개선제는 약 0.01 내지 15중량%, 바람직하게는 약 0.01 내지 10중량%, 몇몇 경우 더욱 바람직하게는 약 0.01 내지 5중량%의 양으로 사용될 수 있다.
산화 방지제
산화 방지제는 사용하는 동안 베이스 오일의 산화에 의한 열화를 지연시킨다. 이러한 열화에 의해 금속 표면 상에 침착물이 생기거나, 슬러지가 존재하게 되거나 또는 윤활제의 점도가 증가된다. 당해 분야의 숙련자는 윤활유 조성물에 유용한 매우 다양한 산화 억제제를 알고 있다. 예를 들어, 본원에 참고로 인용되어 있는 상기 인용된 클라만의 문헌[Lubricants and Related Products] 및 미국 특허 제 4,798,684 호 및 제 5,084,197 호 참조. 유용한 산화 방지제는 장애 페놀을 포함한다. 이들 페놀 산화 방지제는 무회(금속-비함유) 페놀 화합물, 또는 특정 페놀 화합물의 중성 또는 염기성 금속 염일 수 있다. 전형적인 페놀 산화 방지제 화합물은 입체 장애 하이드록실기를 함유하는 장애 페놀이며, 이들은 하이드록실기가 서로에 대해 o- 또는 p-위치에 있는 다이하이드록시 아릴 화합물의 유도체를 포함한다. 전형적인 페놀 산화방지제는 C6+ 알킬기로 치환된 장애 페놀 및 이들 장애 페놀의 알킬렌 결합된 유도체를 포함한다. 이러한 유형의 페놀 물질의 예는 2-3급-뷰틸-4-헵틸 페놀, 2-3급-뷰틸-4-옥틸 페놀, 2-3급-뷰틸-4-도데실 페놀, 2,6-다이-3급-뷰틸-4-헵틸 페놀, 2,6-다이-3급-뷰틸-4-도데실 페놀, 2-메틸-6-3급-뷰틸-4-헵틸 페놀 및 2-메틸-6-3급-뷰틸-4-도데실 페놀을 포함한다. 다른 유용한 장애 모노-페놀 산화 방지제는 예를 들어 장애 2,6-다이-알킬-페놀 프로피온산 에스터 유도체를 포함할 수 있다. 비스-페놀 산화 방지제도 본 발명에서 유리하게 사용할 수 있다. 오르토 결합된 페놀의 예는 2,2'-비스(6-3급-뷰틸-4-헵틸 페놀), 2,2'-비스(6-3급-뷰틸-4-옥틸 페놀) 및 2,2'-비스(6-3급-뷰틸-4-도데실 페놀)을 포함한다. 파라 결합된 비스페놀은 예를 들어 4,4'-비스(2,6-다이-3급-뷰틸 페놀) 및 4,4'-메틸렌-비스(2,6-다이-3급-뷰틸 페놀)을 포함한다.
사용될 수 있는 비-페놀 산화 억제제는 방향족 아민 산화방지제를 포함하고, 이들을 그 자체로 또는 페놀과 함께 사용할 수 있다. 비-페놀 산화 방지제의 전형적인 예는 화학식 R8R9R10N(여기에서, R8는 지방족, 방향족 또는 치환된 방향족 기이고, R9는 방향족 또는 치환된 방향족 기이며, R10은 H, 알킬, 아릴 또는 R11S(O)xR12이며, R11은 알킬렌, 알켄일렌 또는 아르알킬렌기이고, R12는 고급 알킬기 또는 알켄일, 아릴 또는 알크아릴기이며, x는 0, 1 또는 2임)의 방향족 모노아민 같은 알킬화 및 비-알킬화 방향족 아민을 포함한다. 지방족 기 R8은 1 내지 약 20개의 탄소원자를 함유할 수 있고, 바람직하게는 6 내지 12개의 탄소원자를 함유한다. 지방족 기는 포화 지방족 기이다. 바람직하게는, R8 및 R9는 둘 다 방향족 또는 치환된 방향족 기이고, 방향족 기는 나프틸 같은 융합된 고리 방향족 기일 수 있다. 방향족 기 R8 및 R9를 S 같은 다른 기와 함께 연결할 수 있다.
전형적인 방향족 아민 산화 방지제는 약 6개 이상의 탄소원자를 갖는 알킬 치환기를 갖는다. 지방족 기의 예는 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐 및 데실을 포함한다. 일반적으로, 지방족 기는 탄소원자를 약 14개보다 많이 함유하지 않는다. 본 조성물에 유용한 아민 산화 방지제의 일반적인 유형은 다이페닐아민, 페닐 나프틸아민, 페노티아진, 이미도다이벤질 및 다이페닐 페닐렌 다이아민을 포함한다. 둘 이상의 방향족 아민의 혼합물도 유용하다. 중합체 아민 산화 방지제도 사용할 수 있다. 본 발명에 유용한 방향족 아민 산화 방지제의 특정 예는 p,p'-다이옥틸다이페닐아민, 3급-옥틸페닐-알파-나프틸아민, 페닐-알파나프틸아민 및 p-옥틸페닐-알파-나프틸아민을 포함한다.
황화된 알킬 페놀 및 이들의 알칼리금속 염 또는 알칼리토금속 염도 유용한 산화 방지제이다. 저황 과산화물 분해제도 산화 방지제로서 유용하다.
윤활유 조성물에 사용되는 다른 부류의 산화 방지제는 유용성 구리 화합물이다. 임의의 유용성의 적합한 구리 화합물을 윤활유 중으로 블렌딩시킬 수 있다. 적합한 구리 산화 방지제의 예는 코퍼 다이하이드로카빌 티오 또는 다이티오-포스페이트 및 카복실산의 구리 염(천연 발생 또는 합성)을 포함한다. 다른 적합한 구리 염은 코퍼 다이티아카밤에이트, 설폰에이트, 펜에이트 및 아세틸아세톤에이트를 포함한다. 알켄일 석신산 또는 무수물로부터 유도되는 염기성, 중성 또는 산성 구리 Cu(I) 및/또는 CU(II) 염이 특히 유용한 것으로 알려져 있다.
바람직한 산화 방지제는 장애 페놀, 아릴아민, 저황 과산화물 분해제 및 다른 관련 성분을 포함한다. 이들 산화 방지제를 유형별로 개별적으로 또는 서로 조합하여 사용할 수 있다. 이들 첨가제를 약 0.01 내지 5중량%, 바람직하게는 약 0.01 내지 2중량%의 양으로 사용할 수 있다.
세제
세제는 윤활제 조성물에 통상적으로 사용된다. 전형적인 세제는 분자의 장쇄 친유성 부위 및 분자의 보다 작은 음이온성 또는 소유성 부위를 함유하는 음이온성 물질이다. 세제의 음이온성 부위는 황산, 카복실산, 인산, 페놀 또는 이들의 혼합물 같은 유기 산으로부터 전형적으로 유도된다. 대이온은 전형적으로 알칼리토금속 또는 알칼리금속이다.
실질적으로 화학량론적 양의 금속을 함유하는 염은 중성 염으로서 기재되며, 0 내지 80의 총 염기수(TBN, ASTM D2896에 따라 측정함)를 갖는다. 과량의 금속 화합물(예컨대, 금속 수산화물 또는 산화물)을 산성 기체(예: 이산화탄소)와 반응시킴으로써 수득되는 금속 염기를 다량으로 함유하는 다수의 조성물은 과염기화된다. 유용한 세제는 중성, 약하게 과염기화 또는 매우 과염기화될 수 있다.
적어도 몇몇 세제가 과염기화되는 것이 바람직하다. 과염기화된 세제는 연소 과정에 의해 생성되어 오일에 함유된 산성 불순물을 중화시키는데 도움이 된다. 전형적으로는, 과염기화된 물질은 당량 기준으로 약 1.05:1 내지 50:1의 금속 이온 대 세제의 음이온 부위의 비를 갖는다. 더욱 바람직하게는, 이 비는 약 4:1 내지 약 25:1이다. 생성된 세제는 전형적으로 약 150 이상, 종종 약 250 내지 450 이상의 TBN을 갖는 과염기화된 세제이다. 바람직하게는, 과염기화 양이온은 나트륨, 칼슘 또는 마그네슘이다. 상이한 TBN을 갖는 세제의 혼합물을 본 발명에 사용할 수 있다. 바람직한 세제는 설페이트, 펜에이트, 카복실레이트, 포스페이트 및 살리실레이트의 알칼리금속 염 또는 알칼리토금속 염을 포함한다.
알킬 치환된 방향족 탄화수소의 설폰화에 의해 전형적으로 수득되는 설폰산으로부터 설폰에이트를 제조할 수 있다. 탄화수소 예는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 나프탈렌, 바이페닐 및 이들의 할로겐화된 유도체(예컨대, 클로로벤젠, 클로로톨루엔 및 클로로나프탈렌)를 알킬화시킴으로써 수득되는 것을 포함한다. 알킬화제는 전형적으로 약 3 내지 70개의 탄소원자를 갖는다. 알크아릴 설폰에이트는 전형적으로 약 9 내지 약 80개 이상의 탄소원자, 더욱 전형적으로는 약 16 내지 60개의 탄소원자를 함유한다.
상기 인용된 클라만의 문헌[Lubricants and Related Products]에는 윤활제에서 세제 및 분산제로서 유용한 다양한 설폰산의 다수의 과염기화된 금속 염이 개시되어 있다. 스몰히어(C. V. Smallheer) 및 스미스(R. K. Smith)의 문헌["Lubricant Additives", 오하이오주 클리블런드의 Lezius-Hiles Co. 출판 (1967)]은 유사하게 분산제/세제로서 유용한 다수의 과염기화된 설폰에이트를 개시한다.
알칼리토금속 펜에이트는 세제의 다른 유용한 부류이다. 알칼리토금속 수산화물 또는 산화물(예: CaO, Ca(OH)2, BaO, Ba(OH)2, MgO, Mg(OH)2)을 알킬 페놀 또는 황화된 알킬페놀과 반응시킴으로써 이들 세제를 제조할 수 있다. 유용한 알킬기는 직쇄 또는 분지된 C1-C30 알킬기, 바람직하게는 C4-C20 알킬기를 포함한다. 적합한 페놀의 예는 아이소뷰틸페놀, 2-에틸헥실페놀, 노닐페놀, 1-에틸데실페놀 등을 포함한다. 출발 알킬페놀이 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지된 하나보다 많은 알킬 치환기를 함유할 수 있음에 주목해야 한다. 비-황화된 알킬페놀을 사용하는 경우에는, 당해 분야에 널리 공지되어 있는 방법에 의해 황화된 생성물을 수득할 수 있다. 이들 방법은 알킬페놀과 황화제(원소 황, 이염화황 같은 할로겐화황 등을 포함함)의 혼합물을 가열한 다음 황화된 페놀을 알칼리토금속 염기와 반응시킴을 포함한다.
카복실산의 금속 염도 세제로서 유용하다. 염기성 금속 화합물을 하나 이상의 카복실산과 반응시키고 반응 생성물로부터 유리 수를 제거함으로써 이들 카복실산 세제를 제조할 수 있다. 이들 화합물을 과염기화시켜 목적하는 TBN 수준을 생성시킬 수 있다. 살리실산으로부터 제조된 세제는 카복실산으로부터 유도되는 세제의 한 가지 바람직한 부류이다. 유용한 살리실레이트는 장쇄 알킬 살리실레이트를 포함하고, 이 때 알킬기는 1 내지 약 30개의 탄소원자를 갖고, 벤제노이드 핵당 1 내지 4개의 알킬기가 존재하며, 화합물의 금속은 알칼리토금속을 포함한다. 바람직한 R 기는 약 C11 이상, 바람직하게는 C13 이상의 알킬 쇄이다. R은 세제의 작용을 방해하지 않는 치환기로 임의로 치환될 수 있다. M은 바람직하게는 칼슘, 마그네슘 또는 바륨이다. 더욱 바람직하게는, M은 칼슘이다.
콜베(Kolbe) 반응에 의해 페놀로부터 하이드로카빌-치환된 살리실산을 제조할 수 있다. 이들 화합물의 합성에 대한 추가적인 정보에 대해서는 미국 특허 제 3,595,791 호를 참조한다. 물 또는 알콜 같은 극성 용매중에서 금속 염을 이중 분해함으로써 하이드로카빌-치환된 살리실산의 금속 염을 제조할 수 있다. 알칼리토금속 포스페이트도 세제로서 사용된다.
세제는 단순 세제 또는 하이브리드(hybrid) 또는 복합 세제로 알려진 것일 수 있다. 복합 세제는 별도의 물질을 블렌딩시킬 필요 없이 두 세제의 특성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제 6,034,039 호 참조.
바람직한 세제는 펜산칼슘, 설폰산칼슘, 살리실산칼슘, 펜산마그네슘, 설폰산마그네슘, 살리실산마그네슘 및 다른 관련된 성분(붕소화된 세제 포함)을 포함한다. 전형적으로, 총 세제 농도는 약 0.01 내지 약 6중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 4중량%이다.
또한, 비이온성 세제를 윤활 조성물에 바람직하게 사용할 수 있다. 이들 비이온성 세제는 무회 또는 저회 화합물일 수 있으며, 별개의 분자 화합물 및 올리고머 및/또는 중합체 화합물을 포함할 수 있다.
분산제
엔진 작동 동안, 비유용성 산화 부생물이 생성된다. 분산제는 이들 부생물을 용액 중에 유지시켜 금속 표면상으로의 이들의 침착을 감소시키는데 도움이 된다. 분산제는 특성상 무회 또는 회-형성성일 수 있다. 바람직하게는, 분산제는 무회이다. 소위 무회 분산제는 연소시 회를 실질적으로 생성시키지 않는 유기 물질이다. 예를 들어, 비-금속-함유 또는 붕소화 금속-비함유 분산제가 무회인 것으로 생각된다. 대조적으로, 상기 논의된 금속-함유 세제는 연소시 회를 생성시킨다.
적합한 분산제는 전형적으로 비교적 고분자량의 탄화수소 쇄에 부착된 극성 기를 함유한다. 극성 기는 전형적으로 질소, 산소 또는 인중 하나 이상의 원소를 함유한다. 전형적인 탄화수소 쇄는 약 50 내지 400개의 탄소원자를 함유한다.
분산제는 펜에이트, 설폰에이트, 황화된 펜에이트, 살리실레이트, 나프텐에이트, 스테아레이트, 카밤에이트, 티오카밤에이트 및 인 유도체를 포함한다. 특히 유용한 분산제 부류는 전형적으로 장쇄 치환된 알켄일 석신산 화합물, 통상 치환된 석신산 무수물을 폴리하이드록시 또는 폴리아미노 화합물과 반응시킴으로써 제조되는 알켄일석신산 유도체이다. 오일에서의 가용성을 부여하는 분자의 친유성 부위를 구성하는 장쇄 기는 통상 폴리아이소뷰틸렌 기이다. 이들 유형의 분산제의 많은 예는 널리 공지되어 있다. 이러한 분산제를 기재하는 예시적인 미국 특허는 미국 특허 제 3,172,892 호, 제 3,2145,707 호, 제 3,219,666 호, 제 3,316,177 호, 제 3,341,542 호, 제 3,444,170 호, 제 3,454,607 호, 제 3,541,012 호, 제 3,630,904 호, 제 3,632,511 호, 제 3,787,374 호 및 제 4,234,435 호를 포함한다. 다른 유형의 분산제는 미국 특허 제 3,036,003 호, 제 3,200,107 호, 제 3,254,025 호, 제 3,275,554 호, 제 3,438,757 호, 제 3,454,555 호, 제 3,565,804 호, 제 3,413,347 호, 제 3,697,574 호, 제 3,725,277 호, 제 3,725,480 호, 제 3,726,882 호, 제 4,454,059 호, 제 3,329,658 호, 제 3,449,250 호, 제 3,519,565 호, 제 3,666,730 호, 제 3,687,849 호, 제 3,702,300 호, 제 4,100,082 호, 제 5,705,458 호에 기재되어 있다. 분산제에 대한 추가의 기재내용은 또한 유럽 특허원 제 471 071 호에서 볼 수 있다. 상기 언급된 특허 및 특허원은 각각 본원에 참고로 인용되어 있다.
하이드로카빌-치환된 석신산 화합물은 널리 공지되어 있는 분산제이다. 특히, 탄화수소 치환기에 50개 이상의 탄소원자를 바람직하게 갖는 탄화수소-치환된 석신산을 1당량 이상의 알킬렌 아민과 반응시킴으로써 제조되는 석신이미드, 석신에이트 에스터 또는 석신에이트 에스터 아마이드가 특히 유용하다.
알켄일 석신산 무수물과 아민 사이의 축합 반응에 의해 석신이미드가 제조된다. 몰비는 폴리아민에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 알켄일 석신산 무수물 대 TEPA의 몰비는 약 1:1 내지 약 5:1로 변화될 수 있다. 대표적인 예는 미국 특허 제 3,087,936 호, 제 3,172,892 호, 제 3,219,666 호, 제 3,272,746 호, 제 3,322,670 호, 제 3,652,616 호, 제 3,948,800 호 및 캐나다 특허 제 1,094,044 호에 기재되어 있으며, 이들은 각각 본원에 참고로 인용되어 있다.
알켄일 석신산 무수물과 알콜 또는 폴리올 사이의 축합 반응에 의해 석신에이트 에스터가 제조된다. 몰비는 사용되는 알콜 또는 폴리올에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 알켄일 석신산 무수물과 펜타에리트리톨의 축합 생성물이 유용한 분산제이다.
알켄일 석신산 무수물과 알칸올 아민 사이의 축합 반응에 의해 석신에이트 에스터 아마이드가 제조된다. 예를 들어, 적합한 알칸올 아민은 에톡실화 폴리알킬폴리아민, 프로폭실화 폴리알킬폴리아민 및 폴리알켄일폴리아민(예: 폴리에틸렌 폴리아민)을 포함한다. 한 예는 프로폭실화 헥사메틸렌다이아민이다. 대표적인 예는 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 4,426,305 호에 기재되어 있다.
상기 단락에서 사용되는 알켄일 석신산 무수물의 분자량은 약 800 내지 2,500이다. 상기 생성물을 황, 산소, 폼알데하이드, 카복실산(예: 올레산) 및 붕소 화합물(예: 보레이트 에스터 또는 고도로 붕소화된 분산제) 같은 다양한 시약과 후반응시킬 수 있다. 모노-석신이미드, 비스-석신이미드(다이석신이미드로도 알려져 있음) 및 이들의 혼합물로부터 유도되는 것을 비롯한 분산제 반응 생성물 1몰당 약 0.1 내지 약 5몰의 붕소를 사용하여 분산제를 붕소화시킬 수 있다.
알킬페놀, 폼알데하이드 및 아민의 반응으로부터 만니히(Mannich) 염기 분산제를 제조한다. 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 4,767,551 호 참조. 올레산 및 설폰산 같은 공정 보조제 및 촉매가 또한 반응 혼합물의 일부일 수 있다. 알킬페놀의 분자량은 800 내지 2,500이다. 대표적인 예는 본원에 참고로 인용되어 있는 미국 특허 제 3,697,574 호, 제 3,703,536 호, 제 3,704,308 호, 제 3,751,365 호, 제 3,756,953 호, 제 3,798,165 호 및 제 3,803,039 호에 기재되어 있다.
고분자량 알킬-치환된 하이드록시방향족 화합물 또는 HN(R)2 기-함유 반응물로부터 본 발명에 유용한 전형적인 고분자량 지방산 개질된 만니히 축합 생성물을 제조할 수 있다.
고분자량 알킬-치환된 하이드록시방향족 화합물의 예는 폴리프로필페놀, 폴리뷰틸페놀 및 다른 폴리알킬페놀이다. BF3 같은 알킬화제의 존재하에서 페놀을 고분자량 폴리프로필렌, 폴리뷰틸렌 및 다른 폴리알킬렌 화합물로 알킬화시켜, 평균 600 내지 100,000의 분자량을 갖는, 페놀의 벤젠 고리상에 알킬 치환기를 제공함으로써, 이들 폴리알킬페놀을 수득할 수 있다.
HN(R)2 기-함유 반응물의 예는 알킬렌 폴리아민, 주로 폴리에틸렌 폴리아민이다. 만니히 축합 생성물의 제조에 사용하기 적합한, 하나 이상의 HN(R)2 기를 함유하는 다른 대표적인 유기 화합물은 널리 공지되어 있고, 모노- 및 다이-아미노 알케인 및 이들의 치환된 유사체, 예컨대 에틸아민 및 다이에탄올 아민; 방향족 다이아민, 예컨대 페닐렌 다이아민, 다이아미노 나프탈렌; 헤테로환상 아민, 예를 들어 모폴린, 피롤, 피롤리딘, 이미다졸, 이미다졸리딘 및 피페리딘; 멜라민 및 이들의 치환된 유사체를 포함한다.
알킬렌 폴리아마이드 반응물의 예는 에틸렌다이아민, 다이에틸렌 트라이아민, 트라이에틸렌 테트라아민, 테트라에틸렌 펜타아민, 펜타에틸렌 헥사아민, 헥사에틸렌 헵타아민, 헵타에틸렌 옥타아민, 옥타에틸렌 노나아민, 노나에틸렌 데카아민, 데카에틸렌 운데카아민 및 이들 아민의 혼합물을 포함한다. 몇몇 바람직한 조성물은 화학식 H2N-(Z-NH-)nH(여기에서, Z는 2가 에틸렌이고, n은 1 내지 10임)에 상응한다. 프로필렌 다이아민 및 다이-, 트라이-, 테트라-, 펜타프로필렌 트라이-, 테트라-, 펜타- 및 헥사아민 같은 상응하는 프로필렌 폴리아민도 적합한 반응물이다. 암모니아와 다이할로 알케인(예: 다이클로로 알케인)의 반응에 의해 알킬렌 폴리아민을 통상적으로 수득한다. 따라서, 암모니아 2 내지 11몰과 2 내지 6개의 탄소원자 및 상이한 탄소상의 염소를 갖는 다이클로로 알케인 1 내지 10몰의 반응으로부터 수득되는 알킬렌 폴리아민이 적합한 알킬렌 폴리아민 반응물이다.
본 발명에 유용한 고분자량 생성물의 제조에 유용한 알데하이드 반응물은 폼알데하이드(예: 파라폼알데하이드 및 폼알린), 아세트알데하이드 및 알돌(예: b-하이드록시뷰티르알데하이드) 같은 지방족 알데하이드를 포함한다. 폼알데하이드 또는 폼알데하이드-생성 반응물이 바람직하다.
하이드로카빌 치환된 아민 무회 분산제 첨가제는 당해 분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있다. 예컨대 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 3,275,554 호, 제 3,438,757 호, 제 3,565,804 호, 제 3,755,433 호, 제 3,822,209 호 및 제 5,084,197 호 참조.
바람직한 분산제는 모노-석신이미드, 비스-석신이미드 및/또는 모노-석신이미드와 비스-석신이미드의 혼합물로부터의 유도체를 비롯한 붕소화 및 비-붕소화 석신이미드를 포함하며, 하이드로카빌 석신이미드는 약 500 내지 약 5000의 Mn을 갖는 폴리아이소뷰틸렌 같은 하이드로카빌렌기 또는 이러한 하이드로카빌렌기의 혼합물로부터 유도된다. 다른 바람직한 분산제는 석신산-에스터 및 아마이드, 알킬페놀-폴리아민 결합된 만니히 부가물, 이들의 캡핑된 유도체 및 다른 관련 화합물을 포함한다. 이러한 첨가제를 약 0.1 내지 20중량%, 바람직하게는 약 0.1 내지 8중량%의 양으로 사용할 수 있다.
다른 분산제는 폴리에터 화합물, 폴리카본에이트 화합물 및/또는 폴리카본일 화합물 같은 산소-함유 화합물을 저분자량 내지 고분자량의 올리고머 또는 중합채로서 포함할 수 있다.
마찰 개질제
마찰 개질제는 임의의 윤활제 또는 이들 물질(들)을 함유하는 유체의 마찰 계수를 변화시킬 수 있는 임의의 물질 또는 물질들이다. 마찰 감소제로서도 알려져 있는 마찰 개질제, 또는 윤활제 또는 유질제(oiliness agent), 및 윤활제 베이스 오일, 조제된 윤활제 조성물 또는 작동유의 마찰 계수를 변화시키는 이들 다른 약제를 필요한 경우 본 발명의 베이스 오일 또는 윤활제 조성물과 함께 효과적으로 사용할 수 있다. 마찰 계수를 낮추는 마찰 개질제가 본 발명의 베이스 오일 및 윤활유 조성물과 함께 특히 유리하다. 마찰 개질제는 금속-함유 화합물 또는 물질, 및 무회 화합물 또는 물질, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 금속-함유 마찰 개질제는 금속이 알칼리금속, 알칼리토금속 또는 전이금속을 포함할 수 있는 금속 염 또는 금속-리간드 착체를 포함할 수 있다. 이러한 금속-함유 마찰 개질제는 또한 무회 특징을 가질 수 있다. 전이금속은 Mo, Sb, Sn, Fe, Cu, Zn 등을 포함할 수 있다. 리간드는 알콜, 폴리올, 글라이세롤, 부분 에스터 글라이세롤, 티올, 카복실레이트, 카밤에이트, 티오카밤에이트, 다이티오카밤에이트, 포스페이트, 티오포스페이트, 다이티오포스페이트, 아마이드, 이미드, 아민, 티아졸, 티아다이아졸, 다이티아졸, 다이아졸, 트라이아졸 및 효과량의 O, N, S 또는 P를 개별적으로 또는 조합하여 함유하는 다른 극성 분자 작용기의 하이드로카빌 유도체를 포함할 수 있다. 특히, 예컨대 Mo-다이티오카밤에이트, Mo(DTC), Mo-다이티오포스페이트, Mo(DTP), Mo-아민, Mo(Am), Mo-알콜레이트, Mo-알콜-아마이드 등과 같은 Mo-함유 화합물이 특히 효과적이다.
무회 마찰 개질제는 또한 효과량의 극성 기를 함유하는 윤활제 물질, 예를 들어 하이드로카빌-함유 하이드로카빌 베이스 오일, 글라이세라이드, 부분 글라이세라이드, 글라이세라이드 유도체 등을 함유하는 윤활제 물질도 포함할 수 있다. 마찰 개질제의 극성 기는 효과량의 O, N, S 또는 P를 개별적으로 또는 조합하여 함유하는 하이드로카빌 기를 포함할 수 있다. 특히 효과적일 수 있는 다른 마찰 개질제는 예컨대 지방산의 염(회-함유 및 무회 유도체), 지방 알콜, 지방 아마이드, 지방 에스터, 하이드록실-함유 카복실레이트 및 필적하는 합성 장쇄 하이드로카빌 산, 알콜, 아마이드, 에스터, 하이드록시 카복실레이트 등을 포함한다. 몇몇 경우, 유기 지방산, 지방 아민 및 황화된 지방산을 적합한 마찰 개질제로서 사용할 수 있다.
마찰 개질제의 유용한 농도는 약 0.01 내지 10 내지 15중량% 이상, 종종 바람직하게는 약 0.1 내지 5중량%일 수 있다. 몰리브덴 함유 물질의 농도는 종종 Mo 금속 농도로 기재된다. 유리한 Mo 농도는 약 10 내지 3000ppm 이상, 종종 바람직하게는 약 20 내지 2000ppm, 몇몇 경우 더욱 바람직하게는 약 30 내지 1000ppm일 수 있다. 모든 유형의 마찰 개질제를 단독으로 또는 본 발명의 물질과 혼합하여 사용할 수 있다. 종종 둘 이상의 마찰 개질제의 혼합물, 또는 마찰 개질제(들)와 다른 표면 활성 물질(들)의 혼합물도 바람직하다.
유동점 강하제
통상적인 유동점 강하제(윤활유 유동 개선제로서도 알려져 있음)를 필요한 경우 본 발명의 조성물에 첨가할 수 있다. 이들 유동점 강하제를 본 발명의 윤활 조성물에 첨가하여 유체가 유동하거나 유동될 수 있는 최소 온도를 낮출 수 있다 적합한 유동점 강하제의 예는 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴아마이드, 할로파라핀 왁스와 방향족 화합물의 축합 생성물, 비닐 카복실레이트 중합체 및 다이알킬퓨마레이트, 지방산의 비닐 에스터 및 알릴 비닐 에터의 삼원공중합체를 포함한다. 미국 특허 제 1,815,022 호, 제 2,015,748 호, 제 2,191,498 호, 제 2,387,501 호, 제 2,655,479 호, 제 2,666,746 호, 제 2,721,877 호, 제 2,721,878 호 및 제 3,250,715 호는 유용한 유동점 강하제 및/또는 이들의 제조 방법을 기재하고 있다. 이들 참조문헌은 각각 본원에 참고로 인용된다. 이러한 첨가제를 약 0.01 내지 5중량%, 바람직하게는 약 0.01 내지 1.5중량%의 양으로 사용할 수 있다.
부식 억제제
윤활유 조성물과 접촉하는 금속 부품의 열화를 감소시키기 위하여 부식 억제제를 사용한다. 적합한 부식 억제제는 티아다이졸을 포함한다. 예컨대, 본원에 참고로 인용된 미국 특허 제 2,719,125 호, 제 2,719,126 호, 및 제 3,087,932 호 참조. 이러한 첨가제를 약 0.01 내지 5중량%, 바람직하게는 약 0.01 내지 1.5중량%의 양으로 사용할 수 있다.
밀봉 상용성 첨가제
밀봉 상용화제는 유체 중에서 화학적 반응을 야기하거나 엘라스토머에서 물리적 변화를 야기함으로써 엘라스토머 밀봉을 팽윤시키는데 도움을 준다. 윤활유에 적합한 밀봉 상용화제는 유기 포스페이트, 방향족 에스터, 방향족 탄화수소, 에스터(예: 뷰틸벤질 프탈레이트) 및 폴리뷰텐일 석신산 무수물을 포함한다. 이러한 유형의 첨가제는 시판되고 있다. 이러한 첨가제를 약 0.01 내지 3중량%, 바람직하게는 약 0.01 내지 2중량%의 양으로 사용할 수 있다.
소포제
소포제를 유리하게 윤활제 조성물에 첨가할 수 있다. 이들 제제는 안정한 기포의 형성을 지연시킨다. 실리콘 및 유기 중합체가 전형적인 소포제이다. 예를 들어, 실리콘유 또는 폴리다이메틸 실록세인 같은 폴리실록세인이 소포 특성을 제공한다. 소포제는 시판되고 있으며, 해유화제와 같은 다른 첨가제와 함께 종래의 미량으로 사용될 수 있는데, 통상 이들 첨가제의 조합된 양은 1% 미만, 종종 0.1% 미만이다.
억제제 및 녹 방지 첨가제
녹 방지 첨가제(또는 부식 억제제)는 윤활된 금속 표면을 물 또는 다른 오염물에 의한 화학적 공격에 대해 보호하는 첨가제이다. 이들중 다양한 것들이 시판되고 있으며, 이들은 또한 클라만의 상기 인용된 문헌에 인용되어 있다.
녹 방지 첨가제의 한 유형은 금속 표면을 우선적으로 습윤시켜 금속 표면을 오일 필름으로 보호하는 극성 화합물이다. 다른 유형의 녹 방지 첨가제는 오일만이 금속 표면에 접촉하도록 물을 유중수적형 유화액에 혼입시킴으로써 물을 흡수한다. 또 다른 유형의 녹 방지 첨가제는 화학적으로 금속에 접착하여 비-반응성 표면을 생성시킨다. 적합한 첨가제의 예는 징크 다이티오포스페이트, 금속 페놀레이트, 염기성 금속 설폰에이트, 지방산 및 아민을 포함한다. 이러한 첨가제를 약 0.01 내지 5중량%, 바람직하게는 약 0.01 내지 1.5중량%의 양으로 사용할 수 있다. 첨가제의 추가적인 유형을 본 발명의 윤활제 조성물 또는 작동유 내로 추가로 혼입시킬 수 있으며, 이들은 예컨대 해유화제, 가용화제, 유동화제, 착색제, 발색제 등과 같은 하나 이상의 첨가제를 필요에 따라 포함할 수 있다. 또한, 각각의 첨가제 유형은 개별적인 첨가제 또는 첨가제의 혼합물을 포함할 수 있다.
전형적인 첨가제의 양
윤활유 조성물이 상기에 언급한 하나 이상의 첨가제를 함유할 때, 첨가제(들)는 그의 의도된 작용을 수행하기에 충분한 양으로 조성물로 블렌딩된다. 본 발명에서 유용한 첨가제의 전형적인 양을 하기에 표 2에 개시한다.
제조업체로부터 판매되는 다수의 첨가제, 첨가제 농축물 및 첨가제 패키지가 배합물 내에 특정량의 베이스 오일 용매 또는 희석제를 혼입할 수 있음에 주목한다. 그러나, 실제 용도에서는, 첨가제 성분, 첨가제 농축물 및 첨가제 패키지를 제조업체로부터 구입한 상태로 사용하며, 특정량의 베이스 오일 용매 또는 희석제를 포함할 수 있다. 달리 특별하게 언급되지 않는 한, 하기 실시예 및 비교예에 인용된 첨가제 및 배합물 성분을 제조업체 또는 공급업체로부터 입수한 "그 상태로" 사용한다.
실시예 1
당해 분야의 숙련자에게 널리 공지되어 있는 본 발명의 매개변수가 아닌 다른 공정 매개변수를 조절함으로써, 당해 공업 분야에서 전형적인 저점도 내지 고점도 오일에 걸쳐 본원에 기재된 본 발명의 작동유 내로 혼입되는 베이스 스톡을 제조하여, 두 종결점 사이의 최종 점도를 갖는 베이스 스톡을 블렌딩시킬 수 있다. 이 실시예에서는, 본 발명의 방법을 이용하여 6.6cSt의 보다 높은 점도 수준 및 4.0cSt의 보다 낮은 점도 수준으로 베이스 스톡을 제조하였다. 표 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 오일 A를 두 점도 표적으로 블렌딩시켰다: 4.0cSt 및 5.7cSt. 유사하게, 이 실시예의 본 발명의 오일 B를 피셔-트롭쉬 왁스로부터 제조하고 4.0cSt 및 6.3cSt의 최종 점도 표적으로 블렌딩시켰다. 실시예 1의 대조용 베이스 오일은 4cSt, 5cSt 및 8cSt의 점도 표적으로 블렌딩된 시판중인 베이스 스톡이다.
상응하는 점도 지수에서 본 발명의 베이스 오일 A와 B 및 대조용 베이스 오일 1의 점도 특성이 아래에 기재되어 있다(표 3). ASTM 방법 D445에 의해 운동 점도를 측정하였다. ASTM 방법 D5293을 이용함으로써 측정된 CCS 점도를 찾아내었다. ASTM D341(부록 1)에 기재된 월터/맥콜 방정식에 따라 이론적인 점도를 계산하였다. 이 실시예의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 40℃ 및 100℃에서 취한 운동 점도로부터 각 대상 오일의 이론적인 점도 직선을 결정하였다. 계산된 NOACK 휘발성이 다음의 방정식에 의해 구해졌다: NOACK(계산치) = -6.882Ln(-35℃에서의 CCS) + 67.647. 표 3에서 베이스 오일 및 대조용 베이스 오일의 유동점(ASTM D97)은 약 -15 내지 -24℃, 전형적으로 -18℃ 이상의 범위이다.
-30℃ 이하에서의 측정된 점도와 이론적인 점도 사이의 비(즉, 비=측정치/이론치)는 본 발명의 베이스 오일의 경우 1.2 미만이지만 대조용 베이스 오일의 경우 동일한 온도에서 1.2보다 더 높다. 베이스 스톡 및 베이스 오일을 위한 측정된 NOACK 휘발성이 또한 보여지고, 본 발명의 계산된 NOACK 휘발성 한계에 대하여 본원에서 인용된다(한계 초과). 베이스 오일 A 및 B는 계산된 한계 미만으로 측정된 NOACK 휘발성을 분명하게 보여주는 반면, 대조용 베이스 오일 대조용 오일 1 및 대조용 오일 3은 계산된 NOACK 휘발성 한계를 초과한다.
유사하게 본 발명의 베이스 스톡이 저온(-20℃ 미만)에서 훨씬 더 낮은 주사 브룩필드 점도(ASTM D5133) 값을 갖는 것으로 관찰된다. D5293 CCS 기법보다 훨씬 더 낮은 전단 속도 및 보다 느린 냉각 속도에서 주사 브룩필드 점도 측정을 수행한다. 표 4에 기재된 특정 실시예에서, 본 발명의 베이스 스톡의 (측정된/이론적으로 예측된) 점도 비는 2.5(-20℃에서) 내지 7(-35℃에서)인 반면, 유사한 점도 및 VI를 갖는 상응하는 시판중인 베이스 스톡은 11(-20℃에서) 내지 63(-25℃에서)의 비를 갖고, 그의 점도는 너무 높아서 -25℃ 미만에서 측정될 수 없다.
대조용 베이스 오일 및 베이스 오일을 위한 점도-온도 성능은 또한 100℃에서 운동 점도에 의해 측정된 베이스 오일 점도의 범위에 걸쳐 상이하게 나타난다. 100℃에서 상응하는 운동 점도 및 NOACK 휘발성에서, 베이스 오일이 예를 들어 -30℃ 및 -35℃(표 4 및 표 3) 같은 온도에서 대조용 베이스 오일 1의 저온 점도 보다 탁월한(즉, 낮은) 저온 점도를 갖는다는 것은 명백하다.
실시예 2
본 발명의 조제된 작동유 조성물의 예에서 유용한 왁스 유도된 베이스 스톡은 100℃에서 3 내지 7cSt의 운동 점도 범위에 이른다. 이러한 베이스 스톡 및 베이스 오일의 적합한 조합은 본원에서 인용된 베이스 오일 조성물을 위한 베이스 오일 명세 사항을 만족시킨다.
예를 들어, 내부 소결된 금속 윤활제의 기대되는 바람직한 고온 작동 성능을 달성하기 위해서, 작동유는 간단한 고온 실험실 벤치(bench) 시험에서 평가되었다. 윤활제 증발성 손실에서 변화는 통상적으로 100℃에서 윤활제 운동 점도에서 증가를 측정함으로써 측정된다. 운동 점도에서 증가는 증발성 손실의 소량 수준에 민감하다. 시험 절차는 후보 윤활제(시작 시험 부피 = 25ml)를 유리 시험 튜브(23mm 내부 직경)에서 특정 시간 동안 특정 온도에서 가열하는 것을 포함하고, 시험 전 과정 동안 질소의 안정적인 스트림(유동 속도 = 10L/h)이 좁은 직경의 가스 유입 튜브(유리, 4mm 내부 직경, 45°각도의 말단 커트; 종결부가 시험 튜브의 바닥부에 위치됨)를 통해 윤활제로 도입되고, 가열된 윤활제를 통해 거품이 발생된다. 후보 윤활제의 100℃에서 운동 점도는 시험 전후에 측정되고 퍼센트 증가가 계산된다. 후보 윤활제의 상대적인 휘발성은 운동 점도에서 퍼센트 증가와 양의 상관관계가 있다. 이어, 후보 윤활제의 상대적인 휘발성은 운동 점도에서 그들의 상대적인 퍼센트 증가를 순위를 매김으로써 정렬될 수 있다.
이 실시예에서, 본 발명의 작동유 조성물은 순환 오일 또는 압착 오일의 조성물이다. 성능 첨가제 패키지 1은 순환 또는 압축 오일 조성물에서 사용하기에 적합하다. 그러나, 이 실시예는 본 발명에서 적합하게 사용할 수 있는 가능한 대안적인 작동유 조성물을 제한하지 않는다.
본 발명의 작동유의 샘플 1 및 비교예 CE.1, CE.2, 및 CE.3을 위해, 모든 배합물이 동일한 첨가제 패키지로 제조되고, 이는 전형적으로 순환 오일 또는 압착 오일에서 사용된다. 본 발명의 샘플은 상기 실시예 1에서 사용된 신규한 베이스 오일 B를 사용하여 제조되었다. 이 실시예에서 시험된 샘플은 ISO 32의 동일한 점도 표적을 만족시키기 위해 조제되고, 이는 대부분의 순환 및 압착 오일 생성물의 전형이다. 결과를 표 5에 개시한다.
고온 및 가스 퍼징 조건에서, 본 발명의 샘플 1의 베이스 오일 B를 함유하는 작동유 조성물은 점도에서 가장 낮은 퍼센트 증가를 나타내고, 결과적으로 비교예 CE.1 내지 CE.3의 임의의 예와 비교시 가장 낮은 윤활제 증발성 손실(즉, 휘발성 손실)을 나타낸다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 샘플 1(베이스 오일 B와 조제됨)은 점도에서 낮은 퍼센트 증가를 나타내고, 고로 낮은 휘발성 손실을 나타냄으로써 비교예 CE.3(제 III 군의 베이스 오일과 조제됨, 대조용 베이스 오일 3)을 능가한다. 실시예 1은 비교예 CE.3과 비교시 놀랍고 이롭게 30% 성능 개선을 보이고, 이는 실시예 1이 비교예 CE.3보다 높은 열 응력 하에서 상당히 길어진 사용 수명을 갖는다고 이해될 수 있다.

Claims (15)

  1. a) (i) 약 130 이상의 점도 지수(VI); (ii) 약 -10℃ 이하의 유동점; (iii) 약 -30℃ 이하에서의 약 1.2 이하의 측정된 저온 점도 대 이론적인 저온 점도의 비를 갖는 베이스 스톡(base stock) 또는 베이스 오일(base oil); 및
    b) 하나 이상의 첨가제를 포함하며, 이 때
    측정된 점도가 냉간 균열 시뮬레이터(cold-crank simulator) 점도이고, 이론적인 점도가 월터-맥콜 방정식(Walther-MacCoull equation)을 이용하여 동일한 온도에서 계산되며, 상기 베이스 스톡 또는 베이스 오일이 제 IV 군 베이스 스톡 또는 베이스 오일이 아닌, 높은 열 응력 조건 하에서 개선된 점도 및 휘발성 조절을 갖는 작동유(functional fluid).
  2. a) (i) 약 130 이상의 점도 지수(VI); (ii) 약 -10℃ 이하의 유동점; (iii) 약 -30℃ 이하에서의 약 1.2 이하의 측정된 저온 점도 대 이론적인 저온 점도의 비; (iv) 하기 수학식 2에 의해 계산치 이하의 퍼센트 NOACK 휘발성의 특성을 가지는 베이스 스톡 또는 베이스 오일:
    수학식 2
    (상기 식에서, -35℃에서의 CCS는 -35℃에서 시험된 센티포이즈 단위의 베이스 오일 CCS 점도이고, -35℃에서 CCS는 5500cP 이하이고, Ln(x)는 x의 자연 로그임); 및
    b) 하나 이상의 첨가제를 포함하며, 이 때
    측정된 점도가 냉간 균열 시뮬레이터(cold-crank simulator) 점도이고, 이론적인 점도가 월터-맥콜 방정식(Walther-MacCoull equation)을 이용하여 동일한 온도에서 계산되며, 상기 베이스 스톡 또는 베이스 오일이 제 IV 군 베이스 스톡 또는 베이스 오일이 아닌, 높은 열 응력 조건 하에서 개선된 점도 및 휘발성 조절을 갖는 작동유.
  3. a) (i) 공급 원료의 5중량% 미만을 650℉(343℃) 마이너스 생성물로 전환시켜 VI 증가가 공급 원료의 VI보다 4 미만으로 더 큰 가수소 처리된 공급 원료를 생성시키도록 하는 효과적인 가수소 처리 조건하에서, 가수소 처리 촉매를 사용하여, 공급 원료에 기초하여 약 60중량% 이상의 왁스 함량을 갖는 공급 원료를 가수소 처리하고; (ii) 가수소 처리된 공급 원료를 스트립핑시켜 액체 생성물로부터 기상 생성물을 분리시키고; (iii) 촉매에 의한 효과적인 가수소 탈왁스 조건하에서, ZSM-48, ZSM-57, ZSM-23, ZSM-22, ZSM-35, 페리어라이트(ferrierite), ECR-42, ITQ-13, MCM-71, MCM-68, 베타, 플루오라이드화(fluorided) 알루미나, 실리카-알루미나 또는 플루오라이드화 실리카 알루미나중 하나 이상인 탈왁스 촉매를 사용하여 액체 생성물을 가수소 탈왁스시킴을 포함하는 방법에 의해 제조된 하나 이상의 베이스 스톡 또는 베이스 오일; 및
    b) 하나 이상의 첨가제를 포함하며, 이 때
    상기 베이스 스톡 또는 베이스 오일이 130 이상의 VI를 갖고, 탈왁스 촉매가 하나 이상의 9족 또는 10족 귀금속을 함유하는, 높은 열 응력 조건 하에서 개선된 점도 및 휘발성 조절을 갖는 윤활제(lubricating).
  4. a) (i) 공급 원료의 5중량% 미만을 650℉(343℃) 마이너스 생성물로 전환시켜 VI 증가가 공급 원료의 VI보다 4 미만으로 더 큰 가수소 처리된 공급 원료를 생성시키도록 하는 효과적인 가수소 처리 조건하에서, 가수소 처리 촉매를 사용하여, 공급 원료에 기초하여 약 50중량% 이상의 왁스 함량을 갖는 윤활유 공급 원료를 가수소 처리하고; (ii) 가수소 처리된 공급 원료를 스트립핑시켜 액체 생성물로부터 기상 생성물을 분리시키고; (iii) 촉매에 의한 효과적인 가수소 탈왁스 조건하에서, ZSM-22, ZSM-23, ZSM-35, 페리어라이트, ZSM-48, ZSM-57, ECR-42, ITQ-13, MCM-68, MCM-71, 베타, 플루오라이드화 알루미나, 실리카-알루미나 또는 플루오라이드화 실리카-알루미나중 하나 이상인 탈왁스 촉매를 사용하여 액체 생성물을 가수소 탈왁스시키며; (iv) 가수소 마무리 처리 조건하에서 M41S 부류로부터의 중간 다공성(mesoporous) 가수소 마무리 촉매를 사용하여, 단계 (iii)으로부터의 생성물을 가수소 마무리 처리함을 포함하는 방법에 의해 제조된 하나 이상의 베이스 스톡 또는 베이스 오일; 및
    b) 하나 이상의 첨가제를 포함하며, 이 때
    상기 베이스 스톡이 130 이상의 VI를 갖고, 탈왁스 촉매가 하나 이상의 9족 또는 10족 귀금속을 함유하는, 높은 열 응력 조건 하에서 개선된 점도 및 휘발성 조절을 갖는 작동유.
  5. a) (i) 공급 원료의 5중량% 미만을 650℉(343℃) 마이너스 생성물로 전환시켜 VI 증가가 공급 원료의 VI보다 4 미만으로 더 큰 가수소 처리된 공급 원료를 생성시키도록 하는 효과적인 가수소 처리 조건하에서, 가수소 처리 촉매를 사용하여, 공급 원료에 기초하여 약 60중량% 이상의 왁스 함량을 갖는 윤활유 공급 원료를 가수소 처리하고; (ii) 가수소 처리된 공급 원료를 스트립핑시켜 액체 생성물로부터 기상 생성물을 분리시키고; (iii) 촉매에 의한 효과적인 가수소 탈왁스 조건하에서, ZSM-48인 탈왁스 촉매를 사용하여 액체 생성물을 가수소 탈왁스시키며; (iv) 임의적으로, 가수소 마무리 처리 조건하에서 MCM-41을 사용하여, 단계 (iii)으로부터의 생성물을 가수소 마무리 처리함을 포함하는 방법에 의해 제조된 하나 이상의 베이스 스톡; 및
    b) 하나 이상의 첨가제를 포함하며, 이 때
    상기 베이스 스톡이 130 이상의 VI를 갖고, 탈왁스 촉매가 하나 이상의 9족 또는 10족 귀금속을 함유하는, 높은 열 응력 조건 하에서 개선된 점도 및 휘발성 조절을 갖는 작동유.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급원료가 합성 GTL(gas-to-liquid) 공급원료인 작동유.
  7. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급원료가 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 공정에 의해 제조되는 작동유.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 성능 강화 첨가제를 포함하는 작동유.
  9. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성능 강화 첨가제가 점도 지수 개선제가 아닌 하나 이상의 성능 강화 첨가제를 포함하는 작동유.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동유가 순환 오일(circulating oil)인 작동유.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동유가 압착 오일(compressor oil)인 작동유.
  12. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동유가 소결된 금속 물질용 내부 윤활제인 작동유.
  13. (a) 약 130 이상의 점도 지수(VI); (b) 약 -10℃ 이하의 유동점; 및 (c) -30℃ 이하에서의 약 1.2 이하의 측정된 저온 점도 대 이론적인 저온 점도의 비를 가지고, 측정된 점도가 냉간 균열 시뮬레이터(cold-crank simulator) 점도이고, 이론적인 점도가 월터-맥콜 방정식(Walther-MacCoull equation)을 이용하여 동일한 온도에서 계산되며, 제 IV 군 베이스 스톡 또는 베이스 오일이 아닌, 베이스 스톡(base stock) 또는 베이스 오일(base oil)을 혼입하는 것을 포함하는 높은 열 응력 조건 하에서 개선된 점도 및 휘발성 조절을 갖는 작동유의 제조 방법.
  14. (a) 약 130 이상의 점도 지수(VI); (b) 약 -10℃ 이하의 유동점; (c) 약 -30℃ 이하에서의 약 1.2 이하의 측정된 저온 점도 대 이론적인 저온 점도의 비; 및 (d) 하기 수학식 2에 의해 계산치 이하의 퍼센트 NOACK 휘발성의 특성을 가지고:
    수학식 2
    (상기 식에서, -35℃에서의 CCS는 -35℃에서 시험된 센티포이즈 단위의 베이스 오일 CCS 점도이고, -35℃에서 CCS는 5500cP 이하이고, Ln(x)는 x의 자연 로그임),
    측정된 점도가 냉간 균열 시뮬레이터(cold-crank simulator) 점도이고, 이론적인 점도가 월터-맥콜 방정식(Walther-MacCoull equation)을 이용하여 동일한 온도에서 계산되며, 제 IV 군 베이스 스톡 또는 베이스 오일이 아닌, 베이스 스톡 또는 베이스 오일을 혼입하는 것을 포함하는 높은 열 응력 조건 하에서 개선된 점도 및 휘발성 조절을 갖는 작동유의 제조 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 베이스 스톡 또는 베이스 오일을 혼입하는 것을 포함하는 작동유의 NOACK 휘발성을 감소시키는 방법.
KR1020057010461A 2002-12-11 2003-10-07 높은 열 응력 조건 하에서 유용한 저휘발성 작동유 및 그의제조 방법 및 사용 방법 KR20050084222A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US43259202P 2002-12-11 2002-12-11
US60/432,592 2002-12-11
US10/678,547 2003-10-03
US10/678,547 US20040119046A1 (en) 2002-12-11 2003-10-03 Low-volatility functional fluid compositions useful under conditions of high thermal stress and methods for their production and use

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050084222A true KR20050084222A (ko) 2005-08-26

Family

ID=32511653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057010461A KR20050084222A (ko) 2002-12-11 2003-10-07 높은 열 응력 조건 하에서 유용한 저휘발성 작동유 및 그의제조 방법 및 사용 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20040119046A1 (ko)
EP (1) EP1581606A1 (ko)
JP (1) JP2006518395A (ko)
KR (1) KR20050084222A (ko)
AU (1) AU2003279222A1 (ko)
CA (1) CA2507672A1 (ko)
WO (1) WO2004053034A1 (ko)

Families Citing this family (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040154958A1 (en) * 2002-12-11 2004-08-12 Alexander Albert Gordon Functional fluids having low brookfield viscosity using high viscosity-index base stocks, base oils and lubricant compositions, and methods for their production and use
US20080156691A1 (en) * 2005-02-24 2008-07-03 Didier Busatto Metal Working Fluid
US20060211581A1 (en) * 2005-03-17 2006-09-21 Bullock Charles L Jr Blend comprising group III and group IV basestocks
US20070197408A1 (en) * 2006-02-17 2007-08-23 Holt David G L Base oil blends having unexpectedly low brookfield dynamic viscosity and lubricant compositions therefrom
US7582591B2 (en) * 2006-04-07 2009-09-01 Chevron U.S.A. Inc. Gear lubricant with low Brookfield ratio
EP2049632A4 (en) * 2006-07-28 2012-05-02 Exxonmobil Res & Eng Co IMPROVING LUBRICANT DEATH SPEEDS
WO2008013754A2 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Exxonmobil Research And Engineering Company Lubricant compositions, their preparation and use
WO2008013753A2 (en) * 2006-07-28 2008-01-31 Exxonmobil Research And Engineering Company Novel application of thickeners to achieve favorable air release in lubricants
US7846880B2 (en) 2006-12-20 2010-12-07 Chevron U.S.A. Inc. Light base oil fraction and lubricant having low wt% noack volatility
US8658018B2 (en) 2006-12-20 2014-02-25 Chevron U.S.A. Inc. Lubricant base oil blend having low wt% noack volatility
US7689370B2 (en) * 2007-01-19 2010-03-30 Exxonmobil Research And Engineering Company On-line absolute viscosity measurement system
JP5690042B2 (ja) * 2007-03-30 2015-03-25 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油基油及びその製造方法並びに潤滑油組成物
JP5726397B2 (ja) * 2007-03-30 2015-06-03 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油基油及びその製造方法並びに潤滑油組成物
JP5839767B2 (ja) * 2007-03-30 2016-01-06 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油組成物
US8603953B2 (en) * 2007-03-30 2013-12-10 Jx Nippon Oil & Energy Corporation Operating oil for buffer
CN105296119B (zh) * 2007-03-30 2019-03-12 吉坤日矿日石能源株式会社 润滑油基油及其制造方法以及润滑油组合物
US7770914B2 (en) * 2007-07-31 2010-08-10 Autoliv Asp, Inc. Passenger airbag mounting apparatus
ES2530868T3 (es) * 2007-12-05 2015-03-06 Jx Nippon Oil & Energy Corp Composición de aceite lubricante
JP5483662B2 (ja) * 2008-01-15 2014-05-07 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油組成物
JP2009227940A (ja) * 2008-03-25 2009-10-08 Nippon Oil Corp 潤滑油基油およびその製造方法ならびに潤滑油組成物
JP5690041B2 (ja) * 2008-03-25 2015-03-25 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油基油及びその製造方法並びに潤滑油組成物
JP5806794B2 (ja) * 2008-03-25 2015-11-10 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 内燃機関用潤滑油組成物
MY160563A (en) * 2008-10-01 2017-03-15 Chevron Usa Inc A 170 neutral base oil with improved properties
JP2010090251A (ja) * 2008-10-07 2010-04-22 Nippon Oil Corp 潤滑油基油及びその製造方法、潤滑油組成物
EP2343357B1 (en) * 2008-10-07 2019-12-04 JX Nippon Oil & Energy Corporation Method for producing a lubricant composition
US8648021B2 (en) * 2008-10-07 2014-02-11 Jx Nippon Oil & Energy Corporation Lubricant base oil and a process for producing the same, and lubricating oil composition
JP5829374B2 (ja) 2009-06-04 2015-12-09 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油組成物
CN102459543A (zh) 2009-06-04 2012-05-16 吉坤日矿日石能源株式会社 润滑油组合物及其制造方法
CN103275800B (zh) 2009-06-04 2016-06-22 吉坤日矿日石能源株式会社 润滑油组合物
EP2439259A4 (en) 2009-06-04 2014-03-12 Jx Nippon Oil & Energy Corp LUBRICATING OIL COMPOSITION
JP5689592B2 (ja) 2009-09-01 2015-03-25 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油組成物
JP2013018872A (ja) * 2011-07-11 2013-01-31 Idemitsu Kosan Co Ltd 潤滑油組成物および機械装置
US8980808B2 (en) 2011-08-03 2015-03-17 Cognis Ip Management Gmbh Lubricant compositions with improved oxidation stability and service life
JP5957515B2 (ja) * 2012-03-30 2016-07-27 Ｊｘエネルギー株式会社 潤滑油基油及びその製造方法
EP2835418B1 (en) * 2012-03-30 2019-10-09 JX Nippon Oil & Energy Corporation Lubricant base oil
JP2014062271A (ja) * 2014-01-07 2014-04-10 Jx Nippon Oil & Energy Corp 潤滑油基油およびその製造方法ならびに潤滑油組成物
JP2014080622A (ja) * 2014-01-07 2014-05-08 Jx Nippon Oil & Energy Corp 潤滑油基油及びその製造方法並びに潤滑油組成物
JP2014196519A (ja) * 2014-07-22 2014-10-16 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 内燃機関用潤滑油組成物
JP2016014150A (ja) * 2015-09-18 2016-01-28 Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社 潤滑油基油及びその製造方法並びに潤滑油組成物
CN109563430B (zh) * 2016-05-24 2021-11-19 路博润公司 用于润滑组合物的密封溶胀剂
WO2017205274A1 (en) 2016-05-24 2017-11-30 The Lubrizol Corporation Seal swell agents for lubricating compositions
CN109563418B (zh) * 2016-08-03 2022-03-18 埃克森美孚研究工程公司 用于生产高性能基础油料的萃余油加氢转化
US20180305633A1 (en) * 2017-04-19 2018-10-25 Shell Oil Company Lubricating compositions comprising a volatility reducing additive
JP7384825B2 (ja) * 2018-04-25 2023-11-21 イネオス オリゴマース ユーエスエイ リミテッド ライアビリティ カンパニー 改善された生分解性をもつ合成流体
CN113552020B (zh) * 2021-06-15 2023-11-28 大连北方分析仪器有限公司 一种润滑脂相似粘度测定方法及测定用装置

Family Cites Families (91)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US236177A (en) * 1881-01-04 Audiphone
US141220A (en) * 1873-07-29 Improvement in trusses
US100453A (en) * 1870-03-01 of middletown
US226785A (en) * 1880-04-20 pridmore
US678468A (en) * 1900-07-16 1901-07-16 Clay Harpold Method of exterminating johnson grass.
US678457A (en) * 1901-03-13 1901-07-16 Franklin R Carpenter Process of treating ores.
US678547A (en) * 1901-05-31 1901-07-16 Seth S Crocker Fountain-pen.
US2250410A (en) * 1938-05-21 1941-07-22 Shell Dev Catalytic treatment of hydrocarbons
US3711399A (en) * 1970-12-24 1973-01-16 Texaco Inc Selective hydrocracking and isomerization of paraffin hydrocarbons
US4097364A (en) * 1975-06-13 1978-06-27 Chevron Research Company Hydrocracking in the presence of water and a low hydrogen partial pressure
US4181597A (en) * 1977-01-26 1980-01-01 Mobil Oil Corporation Method of stabilizing lube oils
US4176044A (en) * 1977-08-15 1979-11-27 Exxon Research & Engineering Co. Process for alkylating waxy hydrocarbons with C3 -C5 carbon atom secondary alcohols as catalyst
US4388177A (en) * 1981-01-13 1983-06-14 Mobil Oil Corporation Preparation of natural ferrierite hydrocracking catalyst and hydrocarbon conversion with catalyst
US4335019A (en) * 1981-01-13 1982-06-15 Mobil Oil Corporation Preparation of natural ferrierite hydrocracking catalyst and hydrocarbon conversion with catalyst
US4377469A (en) * 1981-09-30 1983-03-22 Mobil Oil Corporation Maintaining catalytic activity of sodium aluminosilicates
US4460698A (en) * 1981-11-13 1984-07-17 Standard Oil Company (Indiana) Hydrocarbon conversion catalyst
US4431517A (en) * 1981-11-13 1984-02-14 Standard Oil Company (Indiana) Process for mild hydrocracking of hydrocarbon feeds
US4431516A (en) * 1981-11-13 1984-02-14 Standard Oil Company (Indiana) Hydrocracking process
US4483764A (en) * 1981-11-13 1984-11-20 Standard Oil Company (Indiana) Hydrocarbon conversion process
US4431527A (en) * 1981-11-13 1984-02-14 Standard Oil Company (Indiana) Process for hydrogen treating high nitrogen content hydrocarbon feeds
US4402866A (en) * 1981-12-16 1983-09-06 Mobil Oil Corporation Aging resistance shape selective catalyst with enhanced activity
US4784747A (en) * 1982-03-22 1988-11-15 Mobil Oil Corporation Catalysts over steam activated zeolite catalyst
US4510045A (en) * 1982-05-28 1985-04-09 Mobil Oil Corporation Hydrocarbon dewaxing process using steam-activated alkali metal zeolite catalyst
US4568449A (en) * 1982-08-16 1986-02-04 Union Oil Company Of California Hydrotreating catalyst and process
US4436614A (en) * 1982-10-08 1984-03-13 Chevron Research Company Process for dewaxing and desulfurizing oils
US4431519A (en) * 1982-10-13 1984-02-14 Mobil Oil Corporation Method for catalytically dewaxing oils
US4897178A (en) * 1983-05-02 1990-01-30 Uop Hydrocracking catalyst and hydrocracking process
US4594146A (en) * 1983-10-06 1986-06-10 Mobil Oil Corporation Conversion with zeolite catalysts prepared by steam treatment
NL8401253A (nl) * 1984-04-18 1985-11-18 Shell Int Research Werkwijze voor de bereiding van koolwaterstoffen.
DE3587895T2 (de) * 1984-05-03 1994-12-01 Mobil Oil Corp Katalytische Entwachsung von leichten und schweren Ölen in zwei Parallelreaktoren.
US4601993A (en) * 1984-05-25 1986-07-22 Mobil Oil Corporation Catalyst composition dewaxing of lubricating oils
US4599162A (en) * 1984-12-21 1986-07-08 Mobil Oil Corporation Cascade hydrodewaxing process
US4919788A (en) * 1984-12-21 1990-04-24 Mobil Oil Corporation Lubricant production process
US4636299A (en) * 1984-12-24 1987-01-13 Standard Oil Company (Indiana) Process for the manufacture of lubricating oils
US4921594A (en) * 1985-06-28 1990-05-01 Chevron Research Company Production of low pour point lubricating oils
US5037528A (en) * 1985-11-01 1991-08-06 Mobil Oil Corporation Lubricant production process with product viscosity control
US4684756A (en) * 1986-05-01 1987-08-04 Mobil Oil Corporation Process for upgrading wax from Fischer-Tropsch synthesis
US5059299A (en) * 1987-12-18 1991-10-22 Exxon Research And Engineering Company Method for isomerizing wax to lube base oils
US4943672A (en) * 1987-12-18 1990-07-24 Exxon Research And Engineering Company Process for the hydroisomerization of Fischer-Tropsch wax to produce lubricating oil (OP-3403)
US5158671A (en) * 1987-12-18 1992-10-27 Exxon Research And Engineering Company Method for stabilizing hydroisomerates
US4992159A (en) * 1988-12-16 1991-02-12 Exxon Research And Engineering Company Upgrading waxy distillates and raffinates by the process of hydrotreating and hydroisomerization
US5246566A (en) * 1989-02-17 1993-09-21 Chevron Research And Technology Company Wax isomerization using catalyst of specific pore geometry
EP0460300A1 (en) * 1990-06-20 1991-12-11 Akzo Nobel N.V. Process for the preparation of a presulphided catalyst; Process for the preparation of a sulphided catalyst, and use of said catalyst
US5358628A (en) * 1990-07-05 1994-10-25 Mobil Oil Corporation Production of high viscosity index lubricants
US5146022A (en) * 1990-08-23 1992-09-08 Mobil Oil Corporation High VI synthetic lubricants from cracked slack wax
US5232579A (en) * 1991-06-14 1993-08-03 Mobil Oil Corporation Catalytic cracking process utilizing a zeolite beta catalyst synthesized with a chelating agent
US5288395A (en) * 1991-07-24 1994-02-22 Mobil Oil Corporation Production of high viscosity index lubricants
US5208403A (en) * 1992-01-09 1993-05-04 Mobil Oil Corporation High VI lubricant blends from slack wax
US5516736A (en) * 1992-03-12 1996-05-14 Mobil Oil Corp. Selectivating zeolites with organosiliceous agents
US5275719A (en) * 1992-06-08 1994-01-04 Mobil Oil Corporation Production of high viscosity index lubricants
EP0607553B1 (de) * 1993-01-09 1997-06-04 Hüls Aktiengesellschaft Verwendung von Polymethylalkanen als biologisch abbaubare Grundöle in Schmierstoffen und funktionellen Flüssigkeiten
US5643440A (en) * 1993-02-12 1997-07-01 Mobil Oil Corporation Production of high viscosity index lubricants
US5352374A (en) * 1993-02-22 1994-10-04 Exxon Research & Engineering Co. Lubricant composition containing alkoxylated amine salt of a dihydrocarbyldithiophosphoric acid (law024)
US5498821A (en) * 1994-10-13 1996-03-12 Exxon Research And Engineering Company Carbon dioxide addition in hydrocracking/hydroisomerization processes to control methane production
US5689031A (en) * 1995-10-17 1997-11-18 Exxon Research & Engineering Company Synthetic diesel fuel and process for its production
EP1389635A1 (en) * 1995-12-08 2004-02-18 ExxonMobil Research and Engineering Company Biodegradable high performance hydrocarbon base oils
GB2311789B (en) * 1996-04-01 1998-11-04 Fina Research Process for converting wax-containing hydrocarbon feedstocks into high-grade middle distillate products
US5911874A (en) * 1996-06-28 1999-06-15 Exxon Research And Engineering Co. Raffinate hydroconversion process
EP0912243B1 (en) * 1996-07-15 2001-12-05 Chevron U.S.A. Inc. Sulfur resistant hydroconversion catalyst and hydroprocessing of sulfur-containing lube feedstock
EA000850B1 (ru) * 1996-07-16 2000-06-26 Шеврон Ю.Эс.Эй. Инк. Способ получения базового компонента смазочного масла
AU717101B2 (en) * 1996-10-31 2000-03-16 Mobil Oil Corporation Process for highly shape selective dewaxing which retards catalyst aging
US6096189A (en) * 1996-12-17 2000-08-01 Exxon Research And Engineering Co. Hydroconversion process for making lubricating oil basestocks
US5935417A (en) * 1996-12-17 1999-08-10 Exxon Research And Engineering Co. Hydroconversion process for making lubricating oil basestocks
US6090989A (en) * 1997-10-20 2000-07-18 Mobil Oil Corporation Isoparaffinic lube basestock compositions
US6013171A (en) * 1998-02-03 2000-01-11 Exxon Research And Engineering Co. Catalytic dewaxing with trivalent rare earth metal ion exchanged ferrierite
US6059955A (en) * 1998-02-13 2000-05-09 Exxon Research And Engineering Co. Low viscosity lube basestock
WO1999041335A1 (en) * 1998-02-13 1999-08-19 Exxon Research And Engineering Company A lube basestock with excellent low temperature properties and a method for making
US6231749B1 (en) * 1998-05-15 2001-05-15 Mobil Oil Corporation Production of high viscosity index lubricants
US6190532B1 (en) * 1998-07-13 2001-02-20 Mobil Oil Corporation Production of high viscosity index lubricants
US6051129A (en) * 1998-07-24 2000-04-18 Chevron U.S.A. Inc. Process for reducing haze point in bright stock
US6475960B1 (en) * 1998-09-04 2002-11-05 Exxonmobil Research And Engineering Co. Premium synthetic lubricants
US6080301A (en) * 1998-09-04 2000-06-27 Exxonmobil Research And Engineering Company Premium synthetic lubricant base stock having at least 95% non-cyclic isoparaffins
US6179994B1 (en) * 1998-09-04 2001-01-30 Exxon Research And Engineering Company Isoparaffinic base stocks by dewaxing fischer-tropsch wax hydroisomerate over Pt/H-mordenite
US6103099A (en) * 1998-09-04 2000-08-15 Exxon Research And Engineering Company Production of synthetic lubricant and lubricant base stock without dewaxing
US6468417B1 (en) * 1999-06-11 2002-10-22 Chevron U.S.A. Inc. Filtering lubricating oils to remove haze precursors
US6337010B1 (en) * 1999-08-02 2002-01-08 Chevron U.S.A. Inc. Process scheme for producing lubricating base oil with low pressure dewaxing and high pressure hydrofinishing
FR2798136B1 (fr) * 1999-09-08 2001-11-16 Total Raffinage Distribution Nouvelle huile de base hydrocarbonee pour lubrifiants a indice de viscosite tres eleve
US6310265B1 (en) * 1999-11-01 2001-10-30 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Isomerization of paraffins
US6398946B1 (en) * 1999-12-22 2002-06-04 Chevron U.S.A., Inc. Process for making a lube base stock from a lower molecular weight feedstock
US6294077B1 (en) * 2000-02-02 2001-09-25 Mobil Oil Corporation Production of high viscosity lubricating oil stock with improved ZSM-5 catalyst
US7067049B1 (en) * 2000-02-04 2006-06-27 Exxonmobil Oil Corporation Formulated lubricant oils containing high-performance base oils derived from highly paraffinic hydrocarbons
US6773578B1 (en) * 2000-12-05 2004-08-10 Chevron U.S.A. Inc. Process for preparing lubes with high viscosity index values
US6518473B2 (en) * 2001-01-11 2003-02-11 Chevron U.S.A. Inc. Dimerizing olefins to make lube base stocks
ATE302258T1 (de) * 2001-02-13 2005-09-15 Shell Int Research Schmierölzusammensetzung
AR032930A1 (es) * 2001-03-05 2003-12-03 Shell Int Research Procedimiento para preparar un aceite de base lubricante y gas oil
US6652735B2 (en) * 2001-04-26 2003-11-25 Exxonmobil Research And Engineering Company Process for isomerization dewaxing of hydrocarbon streams
US6623624B2 (en) * 2001-09-10 2003-09-23 Chevron U.S.A. Inc. Process for preparation of fuels and lubes in a single integrated hydrocracking system
US6699385B2 (en) * 2001-10-17 2004-03-02 Chevron U.S.A. Inc. Process for converting waxy feeds into low haze heavy base oil
US6627779B2 (en) * 2001-10-19 2003-09-30 Chevron U.S.A. Inc. Lube base oils with improved yield
US6605206B1 (en) * 2002-02-08 2003-08-12 Chevron U.S.A. Inc. Process for increasing the yield of lubricating base oil from a Fischer-Tropsch plant
US6702937B2 (en) * 2002-02-08 2004-03-09 Chevron U.S.A. Inc. Process for upgrading Fischer-Tropsch products using dewaxing and hydrofinishing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006518395A (ja) 2006-08-10
US20040119046A1 (en) 2004-06-24
WO2004053034A1 (en) 2004-06-24
AU2003279222A1 (en) 2004-06-30
EP1581606A1 (en) 2005-10-05
CA2507672A1 (en) 2004-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20050084222A (ko) 높은 열 응력 조건 하에서 유용한 저휘발성 작동유 및 그의제조 방법 및 사용 방법
KR20050084206A (ko) 작동유
KR20050105978A (ko) 넓은 온도 범위에서 높은 점도 지수를 갖는 작동유 및 그의제조 방법 및 사용 방법
US20040129603A1 (en) High viscosity-index base stocks, base oils and lubricant compositions and methods for their production and use
US10208269B2 (en) Low viscosity ester lubricant and method for using
US20080029431A1 (en) Functional fluids having low brookfield viscosity using high viscosity-index base stocks, base oils and lubricant compositions, and methods for their production and use
US7910530B2 (en) Method for improving the air release rate of GTL base stock lubricants using synthetic ester, and composition
KR20090127369A (ko) 개선된 저온 성질을 갖는 윤활유 조성물
EP1999239A1 (en) Blends of lubricant basestocks with polyol esters
US20140274849A1 (en) Lubricating composition providing high wear resistance
US7662757B2 (en) Stable defoamant composition containing GTL fluid and/or hydrodewaxate and/or hydroisomerized/catalytic (and/or solvent) dewaxed fluid as diluent
US7879778B2 (en) Synthetic phenolic ether lubricant base stocks and lubricating oils comprising such base stocks mixed with co-base stocks and/or additives
CA2638427A1 (en) Functional fluids having low brookfield viscosity using high viscosity-index base stocks, base oils and lubricant compositions, and methods for their production and use

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid