KR20060053906A - 개선된 내마모성을 위한 첨가제 및 윤활제 제형 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특정한 오일 가용성 금속 첨가제 및 이러한 금속 첨가제의 윤활유 제형의 개선된 내마모성을 제공하며 자동차 및 디젤 엔진에 사용되는 공해 제어 장치에 더욱 친화적인 윤활 첨가제를 제공한다.

Description

개선된 내마모성을 위한 첨가제 및 윤활제 제형 {ADDITIVES AND LUBRICANT FORMULATIONS FOR IMPROVED ANTIWEAR PROPERTIES}
기술분야
본원에 기술된 구현은 특정한 오일 가용성 금속 첨가제 및 이러한 금속 첨가제의 윤활유 제형의 내마모성을 개선하기 위한 사용에 관한 것이다.
종래기술
차세대의 승용차 모터 오일 및 중하중용 디젤 엔진 오일 종류는 동등한 내마모성을 갖되, 더욱 엄격한 공해 제어 장치의 오염을 감소하기 위해, 제형에 더 낮은 수준의 인 및 황을 갖는 것을 필요로 한다. 황 및 인을 포함하는 첨가제는 완성된 오일에 내마모성을 부여하지만, 공해 제어 장치의 효율을 변화시키거나 감소시킬 수 있는 것으로 잘 알려져 있다.
징크 디알킬 디티오포스페이트 ("Zn DDPs") 는 수년 동안 윤활유에 사용되어 왔다. Zn DDPs 는 또한 우수한 내마모성을 가지며, Seq IVA 및 TU3 마모 시험과 같은 캠 (cam) 마모 시험을 통과하기 위해 사용되어 왔다. 미국 특허 제 4,904,401 호, 제 4,957,649 회 제 6,114,288 호를 포함하는 여러 특허 문헌은 Zn DDPs 의 제조 및 용도를 언급하며, 이들은 그 전체가 참조로서 본원에 포함된다.
황-함유 내마모제 (antiwear) 는 잘 알려져 있고 디히드로카르빌 폴리설피드; 황화 올레핀; 천연 및 합성 기원 양쪽 모두의 황화 지방산 에스테르; 트리티온; 황화 티에닐 유도체; 황화 테르펜; 황화 폴리엔; 황화 딜스-알더 (Diels-Alder) 부가물 등을 포함한다. 특정한 예는 여러 다른 종류 중에서, 황화 이소부틸렌, 황화 디이소부틸렌, 황화 트리이소부틸렌, 디시클로헥실 폴리설피드, 디페닐 폴리설피드, 디벤질 폴리설피드, 디노닐 폴리설피드, 및 디-tert-부틸 폴리설피드의 혼합물, 예컨대 디-tert-부틸 트리설피드, 디-tert-부틸 테트라설피드 및 디-tert-부틸 펜타설피드이 혼합물이 있다. 상기 중, 황화 올레핀이 많은 용도에 사용된다. 황화 올레핀을 제조하는 방법은 미국 특허 제 2,995,569 호; 제 3,673,090 호; 제 3,703,504 호; 제 3,703,505 호; 제 3,796,661 호; 및 3,873,454 호에 기술되어 있다. 또한 미국 특허 제 4,654,156 호에 기술된 황화 올레핀 유도체도 유용하다. 다른 황-함유 내마모제는 미국 특허 제 4,857,214 호, 제 5,242,613 호, 및 제 6,096,691 호에 기술되어 있다.
본 발명의 목적은 훌륭한 내마모성을 제공하며 자동차 및 디젤 엔진에 사용되는 공해 제어 장치에 더욱 친화적인 윤활 첨가제를 제공하는 것이다.
구현의 개요
본 발명의 하나의 구현에서 감소된 마모를 나타내는 윤활 표면이 제시된다. 윤활 표면은 윤활 점도를 갖는 기유 (base oil) 및 탄화수소 가용성 티타늄 화합물이 결여된 윤활제 조성물의 표면 마모 보다 큰 표면 마모의 감소를 제공하기에 충분한 탄화수소 가용성 티타늄 화합물의 양을 포함하는 윤활제 조성물의 내마모 피복을 포함하다.
다른 구현에서는, 움직이는 부품 및 움직이는 부품을 윤활하는 윤활제를 포함하는 차량이 제공된다. 상기 윤활제는 윤활 점도를 갖는 오일 및 약 50 내지 500 ppm 티타늄을 탄화수소 가용성 티타늄 화합물의 형태로 제공하는 양의 내마모제를 포함한다.
또 다른 구현에서는 완전히 제형된 윤활제 조성물을 제공한다. 상기 윤활제 조성물은 윤활 점도를 갖는 기유 성분, 및 티타늄 함유 제제의 부재하에서 실질적으로 동등한 마모 성능을 위해, 윤활제 조성물의 인 또는 황 내마모제의 양을 감소시키기에 충분한, 약 50 내지 500 ppm 의 티타늄 금속을 제공하는 양의 탄화수소 가용성 티타늄-함유 제제를 포함한다.
본 발명의 추가적인 구현은 증가된 내마모성을 나타내는 윤활유로 움직이는 부품을 윤활하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 하나 이상의 움직이는 부품을 위한 윤활유로서 기유 및 내마모 참가제를 함유하는 윤활제 조성물을 사용하는 것을 포함한다. 상기 내마모 첨가제는 히드로키르빌 유체 및 윤활유에서 약 50 내지 약 500 ppm 을 제공하는 양의 탄화수소 가용성 티타늄 화합물을 포함한다.
상기에 간략하게 설명된 바와 같이, 본 발명의 구현은 윤활제 조성물의 내마모 효율을 현저히 개선시킬 수 있는 탄화수소 가용성 티타늄 화합물을 포함하는 내 마모 첨가제를 제공하여, 동등한 내마모 성능을 위해 필요한 인 및 황 내마모 첨가제 양의 감소를 가능하게 한다. 상기 첨가제는 표면 마모를 감소시키기 위해 표면에 적용된 유성의 유체와 혼합될 수 있다. 다른 적용에서는, 상기 첨가제가 완전히 제형된 윤활 조성물로 제공될 수 있다. 상기 첨가제는 특히 현재 제시된 승용차 모터 오일을 위한 GF-4 기준 및 중하중용 디젤 엔진 오일을 위한 PC-10 기준을 충족시키는 것을 지향한다.
여기서 기술된 조성물 및 방법은 특히 자동차의 공해 제어 장치의 오염을 감소시키기 위해 적합하거나, 또는 다르게는 상기 조성물은 윤활제 제형의 내마모제의 성능을 개선하기에 적합하다. 여기에 기술된 조성물 및 방법의 다른 특징 및 잇점은 하기의 상세한 설명의 참조로 명백히 나타날 수 있으며, 이는 여기서 기술된 구현을 제한하지 않으며 바람직한 구현의 양상을 예시하기 위한 의도이다.
상기의 일반적인 설명 및 하기의 상세한 설명 모두는 단지 예시 및 설명적일 뿐이며, 개시되고 청구된 구현의 추가적인 설명을 제공하려는 의도로 이해되어야 한다.
구현의 상세한 설명
하나의 구현에서 윤활유 조성물의 성분으로 유용한 신규한 조성물이 제시된다. 상기 조성물은 인 및 황을 함유하는 통상적인 내마모 첨가제에 대한 부분적인 대체물 또는 그에 부가적으로 사용될 수 있는 탄화수소 가용성 티타늄 화합물을 포함한다.
윤활 조성물을 위해 제공된 첨가제 및 농축물의 일차 성분은 탄화수소 가용 성 티타늄 화합물이다. 상기의 표현 "탄화수소 가용성"은 반응성 티타늄 화합물과 탄화수소 물질의 반응 또는 착물화에 의한 것과 같이, 화합물이 탄화수소 물질에 실질적으로 현탁되거나 또는 용해됨을 의미한다. 여기서 사용된 것과 같이, "탄화수소" 는 다양한 배합의 탄소, 수소, 및/또는 산소를 포함하는 임의의 다수의 화합물을 의미한다.
본 발명에 따른 사용을 위한 적합한 티타늄 화합물의 예는 산, 알콜, 및 글리콜, 예컨대 티타늄 카르복실레이트, 티타늄 페네이트, 티타늄 알콕시드, 티타늄 설포네이트 등으로부터 유도된 티타늄 화합물을 포함하나 이로 제한되지는 않는다. 이러한 화합물은 화합물의 히드로카르빌 성분중 약 5 내지 약 200 이상의 탄소 원자를 포함할 수 있다.
상기의 표현 "히드로카르빌"은 분자의 잔류부에 직접 결합하는 탄소원자를 가지며, 주로 탄화수소 특성을 가진 기를 가리킨다. 히드로카르빌기의 예는 하기를 포함한다:
(1) 탄화수소 치환체, 즉, 지방족 (예컨대, 알킬 또는 알케닐), 지환족 (예컨대, 시클로알킬, 시클로알케닐) 치환체, 및 방향족-, 지방족-, 및 지환족-치환 방향족 치환체, 및 고리가 분자의 다른 부분으로 완성된 (예컨대, 두 치환체가 함께 지환족 라디칼을 형성) 환형 치환체;
(2) 치환된 탄화수소 치환체, 즉, 본 기술의 문맥상, 주된 탄화수소 치환체 (예컨대, 할로 (특히 클로로 및 플루오로), 히드록시, 알콕시, 머캅토, 알킬머캅토, 니트로, 니트로소, 및 설폭시) 를 변경하지 않는 비탄화수소기를 포함하는 치 환체;
(3) 헤테로-치환체, 즉, 주로 탄화수소 특성을 가짐과 동시에, 본 기술의 문맥상, 고리의 탄소 이외를 포함하며 또는 탄소 원자로 달리 구성된 사슬을 갖는 치환체. 헤테로 원자는 황, 산소, 질소를 포함하며, 피리딜, 푸릴, 티에닐, 및 이미다졸릴과 같은 치환체를 포함한다. 일반적으로, 히드로카르빌기의 10개의 탄소 원자 당 2개 이하, 바람직하게는 하나 이하의 비탄화수소 치환체가 존재할 것이다; 보통, 히드로카르빌기에 비탄화수소 치환체가 존재하지 않을 것이다.
유용한 티타늄 알콕시드의 예는 C1-C20 알킬 티타네이트, 예컨대 옥틸렌 글리콜 티타네이트, 부틸 티타네이트, 폴리부틸 티타네이트, 테트라이소프로필 티타네이트, 테트라노닐 티타네이트, 및 테트라 이소-옥틸 티타네이트를 포함하지만, 이들로 제한되지는 않는다. 티타늄의 아릴 및 아르알킬 에스테르는 테트라페닐 티타네이트, 테트라벤질 티타네이트, 디에틸 디페닐 티타네이트 등으로 사용될 수 있다. 적합한 티타네이트의 예는 미국 특허 제 2,160,273 호; 제 2,960,469 호; 및 제 6,074,444 호에서 찾을 수 있다.
카르복실산의 티타늄염은 유기산의 알칼리 금속염 수용액, 유기산의 아민염 수용액, 및/또는 유기산의 암모늄염 수용액을 티타늄 테트라클로리드의 수용액과 반응한 후, 반응 생성물을 산화시켜 제조될 수 있다. 카르복실산의 티타늄염의 예는 포름산, 아세트산, 프로프리온산, 부이릭산, 발레르산, 카프론산, 카프릴산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산, 올레산, 리놀레산, 시클로헥산카르 복실산, 페닐아세트산, 벤조산, 네오데카논산 등의 티타늄염을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.
사용될 수 있는 다른 티타늄 유기 화합물은 각 방향족기가 탄화수소 용해도를 제공하기 위해 하나 이상의 지방족기를 갖는, 티타늄 페네이트, 티타늄 살리실레이트, 티타늄 포스페이트 및 황화 티타늄 페네이트; 상기 페놀 또는 황화 페놀의 임의의 염기성 염 (흔히 "과염기성" 페네이트 또는 "과염기성 황화 페네이트"로 칭함); 및 각 설폰산 부분이 탄화수소 용해도를 제공하기 위해 하나 이상의 지방족 치환체를 일반적으로 포함하는 방향족 핵에 결합된 티타늄 설포네이트; 상기 설포네이트의 임의의 염기성 염 (흔히 "과염기성 설포네이트"라 칭함)을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다. 상기에 기술된 설포네이트, 살리실레이트, 포스페이트, 및 페네이트는 소듐, 포타슘, 칼슘, 및/또는 마그네슘 설포네이트 및 페네이트를 티타늄 설포네이트, 살리실레이트, 포스페이트 및 페네이트와의 조합으로 포함할 수 있다.
여기에 기술된 구현의 탄화수소 가용성 티타늄 화합물은 유리하게 윤활 조성물에 혼합될 수 있다. 티타늄 화합물은 윤활유 조성물에 직접 첨가될 수 있다. 그러나, 하나의 구현에서 상기는 충분히 불활성이며, 보통은 유기 액체 희석제, 예컨대, 미네랄 오일, 합성 오일 (예를 들어, 디카르복실산의 에스테르), 나프타, 알킬화 (예를 들어, C10-C13 알킬) 벤진, 톨루엔 또는 자일렌으로 희석되어 첨가제 농축물을 형성한다. 상기 티타늄 첨가제 농축물은 일반적으로 약 0 중량% 내지 약 99 중량%의 희석제 오일을 함유한다.
윤활유 제형의 제조에서 첨가제를 탄화수소 오일, 예컨대, 미네랄 윤활유 또는 다른 적합한 용매중 1 내지 99 중량% 활성 성분 농축물의 형태로 도입하는 것이 통상적이다. 완성된 윤활유, 예컨대 크랭크케이스 (crankcase) 모터 오일을 형성함에 있어서, 일반적으로 이러한 농축물에 첨가제 패키지의 중량부 당 0.05 내지 10 중량부의 윤활유가 첨가될 수 있다. 농축물의 목적은 물론 여러 물질의 취급을 덜 어렵고 불편하게 하고 최종 혼합물 내의 용해 또는 분산을 용이하게 하기 위함이다.
상기에 기술된 탄화수소 가용성 티타늄 첨가제로 만들어진 윤활 조성물은 광범위한 용도에 사용된다. 압축점화 엔진 및 스파크점화에서는 윤활 조성물이 공개된 GF-4 또는 API-CI-4 기준을 충족하거나 초과하는 것이 바람직하다. 상기의 GF-4 또는 API-CI-4 기준에 따른 윤활제 조성물은 기유 및 오일 첨가제 패키지를 포함하여 완전히 제형된 운활제를 제공한다. 본 발명에 따른 윤활제를 위한 기유는 천연 윤활유, 합성 윤활유 및 그의 혼합물로부터 선택된 윤활 점도를 갖는 오일이다. 이러한 기유는 스파크점화 및 압축점화 내부 연소 엔진, 예컨대, 자동차 및 트럭 엔진, 선박 및 철도시설 디젤 엔진 등을 위해 크랭크케이스 윤활유로서 통상적으로 사용된 것을 포함한다.
천연유는 동물유 및 식물유 (예를 들어, 피마자유, 라드유), 액화 석유 및 파라핀계, 나프텐계 및 혼합된 파라핀계-나프텐계 타입의 수소정제, 용매-처리 또는 산-처리 미네랄 윤활유를 포함한다. 석탄 및 쉐일로부터 유도된 윤활 점도를 갖는 오일 또한 유용한 기유이다. 본 발명에 사용된 합성 윤활유는 흔히 사 용되는 합성 탄화수소 오일의 임의 다수중 하나를 포함하는데, 이는 하기에 제한되지는 않지만, 폴리-알파-올레핀, 알킬화 방향족, 알킬렌 옥시드 폴리머, 인터폴리머, 코폴리머 및 그의 유도체를 포함하며, 여기서 말단 히드록시기는 에스테르화, 에테르화 등, 에디카르복실산의 에스테르 및 실리콘-기재 오일에 의해 개질되었다.
완전히 제형된 윤활제는 통상적으로 여기서 분산제/억제제 패키지 또는 DI 패키지로 지칭되는 첨가제 패키지를 포함하며, 이는 제형에 필요한 특성을 공급한다. 적합한 DI 패키지는 예를 들어 미국 특허 제 5,204,012 호 및 제 6,034,040 호에 기술되어 있다. 첨가제 패키지에 포함된 첨가제의 타입 중, 세정제, 분산제, 마찰조정제, 씰스웰(seal swell)제, 항산화제, 기포방지제, 윤활성제, 방청제, 부식 억제제, 항유화제, 점도 지수 개선제 등이 있다. 이러한 성분 중 일부는 당업자에게 잘 알려져 있고, 바람직하게 여기에 기술된 첨가제 및 조성물과 함께 통상적인 양으로 사용된다.
예를 들어, 무회분 (ashless) 분산제는 분산될 입자와 회합될 수 있는 관능기를 갖는 지용성 폴리머성 탄화수소 골격을 포함한다. 전형적으로, 분산제는 흔히 가교기를 통해 폴리머 골격에 부착된 아민, 알콜 아미드, 또는 에스테르 극성 부분을 포함한다. 무회분 분산제는, 예를 들어, 지용성 염, 에스테르, 아미노-에스테르, 아미드, 이미드 및 장쇄 탄화수소 치환된 모노 및 디카르복실산이 옥사졸린 또는 이들의 무수물; 장쇄 탄화수소의 티오카르복실레이트 유도체; 그에 직접 부착된 폴리아민을 갖는 장쇄 지방족 탄화수소; 및 장쇄 치환된 페놀을 포름알데하이드 및 폴리알킬렌 폴리아민과 축합하여 형성된 만니히 축합 생성물일 수 있다.
점도 개선제 (VM) 은 윤활유에 고온 및 저온 가동성을 제공한다. 사용된 VM 은 그 단독의 기능을 갖거나 또는 다기능성일 수 있다.
분산제로도 작용하는 다기능성 점도 개선제 또한 공지되어 있다. 적합한 점도 개선제는 폴리이소부틸렌, 에틸렌 및 프로필렌 및 고급 알파-올레핀의 코폴리머, 폴리메타크릴레이트, 폴리알킬메타크릴레이트, 메타아크릴레이트 코폴리머, 불포화 디카르복실산 및 비닐 화합물의 코폴리머, 스티렌 및 아크릴릭 에스테르의 인터폴리머, 부분적으로 수소화된 스티렌/이소프렌의 코폴리머, 스티렌/부타디엔, 및 이소프렌/부타디엔의 코폴리머 뿐만아니라 부분적으로 수소화된 부타디엔 및 이소프렌 및 이소프렌/디비닐벤젠의 호모폴리머이다.
산화 억제제 또는 항산화제는 사용 기간중 베이스 스톡 (base stock) 의 열화 경향을 감소하며 열화는 금속 표면 상의 슬러지 (sludge) 및 바니시-유사 퇴적물 같은 산화 생성물 및 점도 증가에 의해 명시된다. 이러한 산화억제제는 미국 특허 제 4,867,890 호에 기술된, 힌더드 페놀 (hindered phenol), 바람직하게 C5 내지 C12 알킬 곁사슬을 갖는 알킬페놀티오에스테르의 알칼리 토금속염, 칼슘 노닐페놀 설피드, 무회분 지용성 페네이트 및 황화 페네이트, 포스포황화 또는 황화 탄화수소, 인 에스테르, 금속 티오카르바메이트 및 지용성 구리 화합물을 포함한다.
비이온성 폴리옥시알킬렌 폴리올 및 그의 에스터, 폴리옥시알킬렌 페놀, 및 음이온성 알킬 설폰산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방청제가 사용될 수 있다.
소량의 항유화 성분이 사용될 수 있다. 바람직한 항유화 성분은 EP 330,522 에 기술되어 있다. 이는 알킬렌 옥시드를 비스-에폭시드와 폴리히드릭 알콜을 반응시켜 수득된 부가물과 반응시켜 수득된다. 상기 항유화제는 0.1 질량% 활성 성분을 초과하지 않는 수준에서 사용되어야 한다. 0.001 내지 0.05 질량% 활성 성분의 처리 비율이 편리하다.
윤활유 오일 유동 개선제라고도 알려진 유동점 강하제는 유체가 유동하거나 부어질 수 있을때의 최소 온도를 저하시킨다. 이러한 첨가제는 잘 알려져 있다. 유체의 저온 유동성을 개선하는 첨가제의 전형적인 것은 C8 내지 C18 디알킬 푸마레이트/비닐 아세테이트 코폴리머, 폴리알킬메타크릴레이트 등이다.
기포 제어는 폴리실록산 타입의 기포억제제, 예컨대, 실리콘 오일 또는 폴리디메틸 실록산을 포함하는 다수의 화합물에 의해 제공될 수 있다.
예를 들어 미국 특허 제 3,794,081 호 및 제 4,029,587 호에 기술된 씰스웰제 또한 사용될 수 있다.
각 상기 첨가제는 사용될 경우, 목적하는 물성을 윤활제에 제공에 기능적으로 효율적인 양으로 사용된다. 따라서, 예를 들어, 만일 첨가제가 부식억제제이면, 이러한 부식억제제의 기능적으로 효율적인 양은 목적하는 부식억제 특성을 윤활제에 제공하기에 충분한 양이다. 일반적으로, 이러한 각각의 첨가제의 농도는, 사용될 경우, 윤활유 조성물의 중량에 대하여 약 20 중량% 이하의 범위이며, 하나의 구현에서는 윤활유 조성물의 중량에 대하여 약 0.001 중량% 내지 약 20 중 량%, 하나의 구현에서는 약 0.01 중량% 내지 10 중량% 의 범위이다.
티타늄 화합물 첨가제는 윤활유 조성물에 직접 첨가될 수 있다. 그러나, 하나의 구현에서는 상기가 미네랄 오일, 합성 오일, 나프타, 알킬화 (예컨대, C10-C13 알킬) 벤젠, 톨루엔 또는 자일렌과 같은 충분히 불활성, 보통 유기 액체 희석제로 희석되어 첨가제 농축물을 형성한다. 이러한 농축물은 일반적으로 약 1 % 내지 약 100 중량% 를 포함하며, 하나의 구현에서는 약 10% 내지 약 90 중량% 의 티타늄 화합물을 포함한다.
여기에 기술된 조성물, 첨가제 및 농축물의 제형의 용도에 적합한 기유는 임의의 합성 또는 천연 오일 또는 그의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 합성 기유는 디카르복실산의 알킬 에스테르, 폴리글리콜 및 알콜, 폴리부텐을 포함하는 폴리-알파-올레핀, 알킬 벤젠, 인산의 유기 에스테르, 및 폴리실리콘 오일을 포함한다. 천연 기유는 그의 천연 공급원이, 예컨대 그가 파라핀계, 나프텐계 또는 혼합된 파라핀-나프텐계냐에 따라 변화할 수 있는 미네랄 윤활유를 포함한다. 기유는 전형적으로 100℃ 에서 약 2.5 내지 약 15 cSt, 바람직하게는 약 2.5 내지 약 11 cSt 의 점도를 갖는다.
따라서, 사용될 수 있는 사용된 기유는 [American Petroleum Institute (API) Base Oil Interchangeability Guidelines] 에 명기된 임의의 I-V 군 기유로부터 선택될 수 있다. 이러한 기유군은 하기와 같다:
기유군1 황 (중량%) 포화물 (중량 %) 점도 지수
I 군 > 0.03 및/또는 < 90 80 내지 120
II 군 < 0.03 및 > 90 80 내지 120
III 군 < 0.03 및 > 90 > 120
IV 군 모든 폴리알파올레핀 (PAOs)
V 군 I - IV 군에 포함되지 않은 나머지 모두
1I -III 군은 미네랄 오일 베이스 스톡이다.
여기에 기술된 조성물의 제형에 사용된 첨가제는 기유에 개별적으로 또는 여러 하위-배합으로 혼합될 수 있다. 그러나, 첨가제 농축물 (즉, 첨가제 및 희석제, 예컨대 탄화수소 용매) 을 사용하여 모든 성분을 동시에 혼합하는 것이 바람직하다. 첨가제 농축물의 사용은 첨가제 농축물의 형태의 경우, 성분의 조합에 의해 제공된 상호 융화성을 이용한다. 또한, 농축물의 농도는 혼합 시간을 감소시키며 혼합 오류의 가능성을 줄인다.
구현은 첨가된 탄화수소 가용성 타타늄 화합물의 농도가 비교적 낮은, 오일 중의 티타늄 원소로 환산하여 약 50 내지 약 500 ppm 의 티타늄을 제공하는, 내부 연소 엔진을 위한 윤활유를 제공한다. 하나의 구현에서, 티타늄 화합물은 약 100 내지 약 200 ppm 의 티타늄 금속, 및 약 120 내지 약 180 ppm 의 티타늄 금속을 제공하기에 충분한 양으로 윤활유 조성물에 존재한다.
하기의 예는 구현의 양상을 예시하기 위한 목적으로 제공되며 상기의 구현을 어떻게든 제한하려는 의도가 아니다.
실시예
13 개의 완전히 제형된 윤활제 조성물을 제조하였고, 유럽 시험 코드 IP-239에 따른 4볼 마모 시험 (four ball wear test) 을 사용하여 조성물의 마모성을 비교하였다. 각 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 중량으로 11% 를 제공하는 통상적인 DI 패키지를 포함하였다. 상기 DI 패키지는 통상적인 양의 세정제, 분산제, 내마모 첨가제, 마찰개선제, 기포방지제, 및 항산화제를 포함하였다. 상기 제형은 또한 약 0.1 중량% 의 유동점 강하제, 약 11.5 중량% 의 올레핀 코폴리머 점도 지수 개선제, 약 62 내지 63 중량% 의 150 용매 중성유, 약 14.5 중량% 의 600 용매 중성유를 포함하였다. 샘플 1 은 티타늄 화합물을 포함하지 않았다. 샘플 2 내지 13 은 약 80 내지 200 ppm 티타늄 금속을 제공하기에 충분한 양의 티타늄 화합물을 포함하였다. 상기 샘플을 40 kg 중량을 사용하여 1475 rpm 에서 60 분 동안 실온에서 4 볼 마모 시험을 사용하여 윤활제 제형 중에서 시험하였다. 제형 및 결과는 하기의 표에 제공되었다.
Figure 112005039062818-PAT00001
상기의 표에, 하기의 범례가 사용된다:
Ti-TEN CEN 은 OM Group, Inc. of Newark, New Jersey 의 티타늄 네오데카노에이트이며, 약 6.7 중량% 의 티타늄 금속을 포함한다.
Ti-2-EHO 는 약 8.7 중량 % 티타늄 금속을 포함하는 티타늄 2-에틸헥속시드이다.
KR-TTS 는 Kenrich Petrochemicals, Inc. of Bayonne, New Jersey 의 티타늄 IV 2-프로파놀라토, 트리스 이소옥타데카노아토-O 이며, 약 5.5% 티타늄 금속을 포함한다.
LICA-01 은 Kenrich Petrochemicals, Inc. 의 티타늄 IV 2,2(비스 2-프로페놀라토메틸)부타놀라토, 트리스 네오데카노아토-O 이며, 약 5.8% 티타늄 금속을 포 함한다.
KR-12 는 Kenrich Petrochemicals, Inc. 의 티타늄 IV 2-프로파놀라토, 트리스(디옥틸)포스파토-O 이며, 약 3.1% 티타늄 금속을 포함한다.
KR-9S 는 Kenrich Petrochemicals, Inc. 의 티타늄 IV 2-프로파놀라토, 트리스(도데실)벤젠설파나토-O 이며, 약 3.5% 티타늄 금속을 포함한다.
PPD 는 상표명 HiTEC®672 상표의, Afton Chemical Corporation of Richmond Virginia 의 유동점 강하제이다.
상기의 결과에 의해 나타난 바와 같이, 약 80 내지 약 200 ppm 의 탄화수소 가용성 티타늄 화합물의 형태의 티타늄 금속을 포함하는 샘플 2 내지 13은 티타늄 금속을 포함하지 않는 통상적인 윤활제 조성물의 효율을 현저하게 능가하였다. 티타늄 금속을 포함하지 않는 샘플 1 은 약 0.65 mm 의 마모 자국 지름을 가진 반면, 티타늄을 포함하는 다른 샘플은 약 0.35 내지 약 0.47 mm 범위의 마모 자국 지름을 가졌다. 탄화수소 가용성 티타늄 화합물의 형태로 약 50 내지 약 500 ppm 의 티타늄 금속을 포함하는 제형은 통상적인 인 및 황 내마모제의 감소를 가능하게하여, 유사한 내마모 성능 또는 이익을 달성함과 동시에 차량의 공해 제어 장치의 성능을 개선한다.
본 명세서의 전면의 여러 곳에 미국 특허의 몇 개를 인용하였다. 이러한 모든 인용된 문헌은 여기에 설명된 것 같이 본 발명에 전부 명백히 포함되었다.
상기의 구현은 실행에 있어서 상당한 변화의 영향을 받을 수 있다. 따라 서, 상기 구현은 여기서 설명된 특정한 예시에 제한되지 않는다. 오히려, 상기 구현은 부가된 특허청구범위 및 법적으로 그와 동등한 것을 포함하는 것의 의도 및 범위 내에 있다.
특허권 소유자는 개시된 구현을 공개하지 않을 것이며, 임의의 개시된 변형 또는 변경이 본 특허청구범위의 범위 내에 문자그대로 포함되지 않는 정도까지 동균등론의 원칙 하에서 이의 일부분에 포함된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 특정한 오일 가용성 금속 첨가제 및 이러한 금속 첨가제의 윤활유 제형의 개선된 내마모성을 제공하며 자동차 및 디젤 엔진에 사용되는 공해 제어 장치에 더욱 친화적인 윤활 첨가제를 제공한다.

Claims (20)

  1. 윤활제 조성물로 이루어진 내마모 피복제를 포함하는 윤활 표면으로서, 상기 윤활제 조성물은 윤활 점도를 갖는 기유 (base oil), 및 약 50 내지 약 500 ppm 범위의 티타늄 금속을 윤활제 조성물에 제공하는 양의 탄화수소 가용성 티타늄 화합물 함유하는 윤활 표면.
  2. 제 1 항에 있어서, 윤활 표면이 엔진 구동 장치를 포함하는 윤활 표면.
  3. 제 1 항에 있어서, 윤활 표면이 내부 표면 또는 내부 연소 엔진의 성분을 포함하는 윤활 표면.
  4. 제 1 항에 있어서, 윤활 표면이 내부 표면 또는 압축 점화 엔진의 성분을 포함하는 윤활 표면.
  5. 제 1 항의 윤활 표면을 포함하는 자동차.
  6. 움직이는 부품 및 움직이는 부품의 윤활을 위한 윤활제를 포함하는 차량으로서, 상기 윤활제가 윤활 점도를 갖는 오일, 및 약 50 내지 500 ppm 의 티타늄 금속을 탄화수소 가용성 티타늄 화합물의 형태로 제공하는 양의 내마모제를 포함하는 차량.
  7. 제 5 항에 있어서, 움직이는 부품이 중하중용 디젤 엔진을 포함하는 차량.
  8. 윤활 점도를 갖는 기유 성분, 및 티타늄 함유 제제의 부재하에서 실질적으로 동등한 마모 성능을 위해, 윤활제 조성물의 인 또는 황 내마모제의 양을 감소시키기에 충분한, 약 50 내지 약 500 ppm 의 티타늄 금속을 제공하는 양의 탄화수소 가용성 티타늄-함유 제제를 포함하는, 완전히 제형된 윤활제 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서, 윤활제 조성물이 압축 점화 엔진에 적합한 저회분, 저황, 및 저인 윤활제 조성물을 포함하는 윤활제 조성물.
  10. 상기 엔진 부품을, 윤활 점도를 갖는 기유 성분 및 탄화수소 가용성 티타늄 화합물 형태의 약 50 내지 약 500 ppm 의 티타늄을 포함하는 윤활제 조성물과 접촉시키는 것을 포함하는, 엔진 내의 금속 부품의 마모를 감소시키는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 엔진이 중하중용 디젤 엔진을 포함하는 방법.
  12. 윤활제 조성물에 개선된 내마모성을 제공하기 위한 윤활제 첨가제 농축물로서, 상기 농축물 및 히드로카르빌의 담체 유체를 포함하는 윤활제 조성물 중에 약 50 내지 약 500 ppm 의 티타늄을 제공하기에 충분한 양의 탄화수소 가용성 티타늄 화합물을 포함하는 윤활제 첨가물 농축물.
  13. 기유 및 제 12 항에 따른 첨가제 농축물을 포함하는 윤활제 조성물.
  14. 증가된 내마모성을 나타내는 윤활유로 움직이는 부품을 윤활하는 방법으로서, 상기 방법이 하나 이상의 움직이는 부품을 위한 윤활유로서 기유 및 내마모 첨가제를 함유하는 윤활제 조성물을 사용하는 것을 포함하며, 상기 내마모 첨가제는 히드로카르빌 담체 유체 및 윤활유 중에 약 50 내지 약 500 ppm 티타늄을 제공하는 양의 탄화수소 가용성 티타늄 화합물을 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 움직이는 부품이 엔진의 움직이는 부품을 포함하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 엔진이 압축 점화 엔진 및 스파크 점화 엔진으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 엔진이 크랭크케이스 (crankcase) 를 갖는 내부 연소 엔진을 포함하며, 상기 윤활유가 엔진의 크랭크케이스에 존재하는 크랭크케이스 오일을 포함하는 방법.
  18. 제 14 항에 있어서, 윤활유가 엔진을 포함하는 차량의 구동 장치에 존재하는 구동 장치 윤활제를 포함하는 방법.
  19. 탄화수소 가용성 티타늄 화합물에 의해 제공된 약 50 내지 약 500 ppm 의 티타늄을 함유하는 유성 조성물의 마모 감소량을 포함하는 금속 표면.
  20. 제 19 항에 있어서, 추가로 탄화수소 가용성 티타늄 화합물의 부재 중에서 실질적으로 동등한 마모 성능을 위해, 인 또는 황 내마모제의 양 보다 적은 양의 인 및 황 내마모제를 포함하는 금속 표면.
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