KR20060108776A - 냉동기유 조성물 - Google Patents

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마사히코 다케수에
요우이치로 지도
히로시 나가카와
미노루 다카기
쇼이치 도미나가
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Abstract

본 발명은 광유 및/또는 합성유로 이루어진 기재유에 (a) 다가 알코올과 지방산과의 부분 에스테르 및 (b) 산성 인산 에스테르류 또는 그의 아민염이 배합된 냉동기유 조성물; 및 광유 및/또는 합성유로 이루어진 기재유에 (a) 산성 인산 에스테르류 또는 그의 아민염, (b) 아세틸렌계 글리콜의 알킬렌 옥사이드 부가물, (c) 지방산의 칼륨염 등, (d) 유기산류 및 (e) 지방산 아미드 등이 배합된 냉동기유 조성물이다. 상기 조성물은 우수한 윤활 성능을 갖고, 특히 알루미늄재와 철재와의 마찰 부분에 있어서 유성 영역과 극압 영역 중 어느 쪽 영역에 있어서도 양호한 마찰 저감 효과를 나타낸다.

Description

냉동기유 조성물{REFRIGERATING MACHINE OIL COMPOSITIONS}
본 발명은 냉동기유 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 윤활 성능을 갖고, 특히 알루미늄재와 철재의 마찰 부분에 있어서, 유성 영역과 극압 영역 중 어느 쪽 영역에 있어서도 양호한 마찰 및 마모 저감 효과를 나타낼 수 있고, 환경 오염을 초래하지 않는 R134a 등의 비염소계 플론(Flon) 냉매를 이용하는 냉동기용 윤활유로서 적합한 냉동기유 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 압축형 냉동기는 적어도 압축기, 응축기, 팽창 기구(팽창 밸브 등), 증발기 및 건조기로 구성되어 있고, 냉매와 윤활유의 혼합 액체가 이 밀폐된 시스템내를 순환하는 구조로 되어 있다. 이러한 압축형 냉동기에 있어서는, 냉매로서 일반적으로 디클로로디플루오로메탄(R12) 및 클로로디플루오로메탄(R22) 등이 대부분 이용되며, 또한 윤활유로서는 각종 광유 및 합성유가 이용되어 왔다.
그러나, R12 및 R22는 성층권에 존재하는 오존층을 파괴하는 등 환경 오염을 초래할 우려가 있기 때문에, 최근 세계적으로 그 규제가 엄격해지고 있다. 때문에, 새로운 냉매로서 하이드로플루오로카본 등의 비염소계 플론 화합물이 주목을 받게 되었다. 이 비염소계 플론 화합물, 특히 R134a로 대표되는 하이드로플루오로카본은 오존층을 파괴할 우려가 없을 뿐만 아니라, 종래의 냉동기 구조를 거의 변경시키지 않으면서 R12 등과 대체가 가능한 등 압축형 냉동기유로서 바람직하다.
이러한 새로운 대체 플론계 냉매는 종래의 플론계 냉매의 성질과 상이하며, 그와 병용되는 냉동기유로서는, 예컨대 특정한 구조를 갖는 폴리알킬렌 글리콜, 폴리에스테르, 폴리올 에스테르, 폴리카보네이트, 폴리비닐 에테르, 알킬벤젠 등을 기재유로 하여 이에 각종 첨가제를 배합한 것이 유용한 것으로 알려져 있다.
그러나, 이들 냉동기유는 상기 냉매 분위기 하에서는 윤활 성능이 떨어지고, 특히 공기 조절 냉동기용 콤프레서의 알루미늄재와 철재 사이의 마모를 증대시켜, 실용상 큰 문제가 되고 있다. 상기 공기 조절 냉동기용 콤프레서에는 회전식, 스크롤식 및 왕복식이 있고, 알루미늄재와 철재의 마찰 부분은 회전식으로서 축받이부, 스크롤식으로서 올덤링(Oldham's coupling ring)부, 왕복식으로서 콘로드(알루미늄)/피스톤핀(강철)부 등이 있다. 윤활 조건으로 보면, 축받이부 및 올덤링부는 비교적 면압이 낮고 윤활부에서 윤활유의 유성 효과가 발휘될 수 있는 영역(이하, 유성 영역이라 함)이며, 콘로드/피스톤핀부는 비교적 면압이 높고 윤활유의 극압 성능이 요구되는 영역(이하, 극압 영역이라 함)이다. 따라서, 냉동기유로는 어떤 식의 콤프레서에도 대응시킬 수 있는 방법이 바람직하므로, 유성 영역과 극압 영역중 어느 쪽 영역에 있어서도 양호한 마찰 및 마모 저감 효과를 보이는 첨가제의 개발이 요구되고 있다.
종래로부터 냉동기유에 사용되는 윤활성 향상제로는 트리크레실 포스페이트 (이하, TCP라 함), 트리페닐 포스페이트(이하, TPP라 함) 등의 오르토포스페이트가 일반적이었다. 그러나, 이러한 첨가제는 마찰 부분의 재료가 철재와 철재의 조합물인 것에 대해서는 효과적이지만, 철재와 알루미늄재의 조합물인 것에 대해서는 극압 영역에서의 마찰을 저감시키는 효과가 없기 때문에 이를 대신하는 극압제가 요구된다.
또한, 윤활성 향상제로서 소르비탄 모노올리에이트가 제안되고 있는데, 이는 유성 영역에서의 마찰을 저감시키는 효과는 있지만, 부피 저항성이 낮다는 결점이 있다.
본 발명은 상기 관점에서 성립된 것으로, 우수한 윤활 성능을 갖고, 특히 알루미늄재와 철재의 마찰 부분에 있어서, 유성 영역과 극압 영역중 어느 쪽 영역에 있어서도 양호한 마찰 저감 효과를 나타낼 수 있고, 환경 오염을 초래하지 않는 R134a 등의 비염소계 플론 냉매를 이용한 냉동기의 윤활유로서 적합한 냉동기유 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 요약
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 연구한 결과, 특정한 첨가제를 사용함으로써 본 발명의 목적을 효과적으로 달성할 수 있다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
본 발명은 하기 기술되는 제 1 발명 및 제 2 발명으로 이루어진다. 제 1 발명의 요지는 하기와 같다.
(1) 광유 및/또는 합성유로 이루어지는 기재유에, 조성물의 총량을 기준으로 (a) 다가 알코올과 지방산의 부분 에스테르 0.01 내지 5중량% 및 (b) 산성 인산 에스테르류 또는 그의 아민염 0.001 내지 1중량%가 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 냉동기유 조성물.
(2) 성분(a)가 3 또는 4가의 다가 알코올과 탄소수 12 내지 24의 지방산과의 부분 에스테르인 상기 (1)에 기재된 냉동기유 조성물.
(3) 기재유가 산소 함유 합성유인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 냉동기유 조성물.
(4) 산소 함유 합성유가 폴리비닐 에테르, 폴리올 에스테르 및 폴리알킬렌 글리콜로부터 선택된 것 중 하나 이상인 상기 (3)에 기재된 냉동기유 조성물.
(5) 폴리비닐 에테르가 하기 화학식 XIX로 표시되는 구성 단위(A)와 하기 화학식 XX로 표시되는 구성 단위(B)를 갖는 폴리비닐 에테르 공중합체인 상기 (4)에 기재된 냉동기유 조성물.
[화학식 XIX]
Figure 112006061284988-PAT00001
[화학식 XX]
Figure 112006061284988-PAT00002
상기 식에서,
R45는 분자내에 에테르 결합을 갖거나 갖지 않는 탄소수 1 내지 3의 탄화수소기이고,
R46은 분자내에 에테르 결합을 갖거나 갖지 않는 탄소수 3 내지 20의 탄화 수소기이며,
R45 및 R46은 서로 상이한 탄화수소기이다.
(6) 구성 단위(A)의 R45가 에틸기이며, 구성 단위(B)의 R46이 이소부틸기인 상기 (5)에 기재된 냉동기유 조성물.
또한, 제 2 발명의 요지는 하기와 같다.
(1) 광유 및/또는 합성유로 이루어진 기재유에, (a) 산성 인산 에스테르류 또는 그의 아민염, (b) 아세틸렌계 글리콜의 알킬렌 옥사이드 부가물, (c) 지방산의 칼륨염 또는 나트륨염, (d) 하기 화학식 XXXIV로 표시되는 유기산류 및 (e) 지방산 아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 것 중 하나 이상의 화합물이 배합되어 이루어진 냉동기유 조성물.
[화학식 XXXIV]
Figure 112006061284988-PAT00003
상기 식에서,
R71은 탄소수 6 내지 30의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 알케닐기이고,
R72는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
m은 1 내지 4의 정수이다.
(2) 성분(a)의 배합량이 조성물의 총량을 기준으로 0.001 내지 1중량%인 상기 (1)에 기재된 냉동기유 조성물.
(3) 성분(b), 성분(c), 성분(d) 또는 성분(e)의 배합량이 각각 조성물의 총량을 기준으로 0.01 내지 5중량%인 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 냉동기유 조성물.
(4) 기재유가 산소 함유 합성유인 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 냉동기유 조성물.
(5) 산소 함유 합성유가 폴리비닐 에테르, 폴리올 에스테르 및 폴리알킬렌 글리콜로부터 선택된 것 중 하나 이상인 상기 (4)에 기재된 냉동기유 조성물.
(6) 폴리비닐 에테르가 하기 화학식 XIX로 표시되는 구성 단위(A)와 하기 화학식 XX로 표시되는 구성 단위(B)를 갖는 폴리비닐 에테르 공중합체인 상기 (5)에 기재된 냉동기유 조성물.
화학식 XIX
Figure 112006061284988-PAT00004
화학식 XX
Figure 112006061284988-PAT00005
상기 식에서,
R45는 분자내에 에테르 결합을 갖거나 갖지 않는 탄소수 1 내지 3의 탄화수소기이고,
R46은 분자내에 에테르 결합을 갖거나 갖지 않는 탄소수 3 내지 20의 탄화수소기이며,
R45 및 R46은 서로 상이한 탄화수소기이다.
(7) 구성 단위(A)의 R45가 에틸기이며, 구성 단위(B)의 R46이 이소부틸기인 상기 (6)에 기재된 냉동기유 조성물.
하기에, 제 1 발명 및 제 2 발명의 실시 양태에 관해 설명한다.
[제 1 발명]
이하에서, 제 1 발명에 대해 간단히 "본 발명"이라 칭한다.
본 발명의 냉동기유 조성물에 있어서는 기재유로서 광유 및/또는 합성유가 이용된다. 상기 광유 및 합성유에 관해서는, 일반적으로 냉동기유의 기재유로서 이용되고 있는 것이면 특별한 제한은 없지만, 40℃에서의 동점도가 2 내지 500㎟/s, 특히 5 내지 200㎟/s, 더욱 특히 10 내지 100㎟/s 범위에 있는 것이 적절하다. 또한, 상기 기재유의 저온 유동성의 지표가 되는 유동점에 관해서는 -10℃ 이하인 것이 바람직하다.
이와 같은 광유 및 합성유는 다양하므로, 용도 등에 따라 적절히 선정하면 된다. 광유로는, 예컨대 파라핀계 광유, 나프텐계 광유, 중간기계 광유 등을 들 수 있고, 합성유로는 산소 함유 합성유 및 탄화수소계 합성유 등을 들 수 있다.
합성유 중에 산소 함유 합성유로는 분자 중에 에테르기, 케톤기, 에스테르기, 카보네이트기, 히드록실기 등을 함유하는 합성유, 추가로 이들 기와 함께 헤테로 원자(S, P, F, Cl, Si, N 등)를 함유하는 합성유를 들 수 있으며, 구체적으로는 ①폴리비닐 에테르, ②폴리올 에스테르, ③폴리알킬렌 글리콜, ④폴리에스테르, ⑤카보네이트 유도체, ⑥폴리에테르 케톤, ⑦불소화유 등이 있다.
상기 산소 함유 합성유에 관해서는, 하기에서 상세히 설명한다.
탄화수소계 합성유로는, 예컨대 폴리-α-올레핀 등의 올레핀계 중합물, 알킬벤젠, 알킬나프탈렌 등을 들 수 있다.
본 발명의 냉동기유 조성물에 있어서는, 기재유로서 상기 광유를 1종으로 사용하거나 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있고, 상기 합성유를 1종으로 사용하거나 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있고, 또는 광유 1종 이상과 합성유 1종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 합성유가 광유보다 바람직한데, 특히 산소 함유 합성유가 R-134a 등의 플론 냉매와의 상용성이 좋고 윤활 성능도 뛰어나 적절하다. 그 중에서도, 폴리비닐 에테르, 폴리올 에스테르 및 폴리알킬렌 글리콜이 적절하다.
다음으로, 기재유에 배합되는 성분 (a) 및 (b)에 관해서 설명한다.
성분(a)
본 발명의 냉동기유 조성물을 구성하는 성분(a)는 다가 알코올과 지방산의 부분 에스테르이며, 마찰 저감 효과 및 부피 저항성 면에서, 3 또는 4가의 다가 알코올과 탄소수 12 내지 24의 지방산의 부분 에스테르가 바람직하다.
3 또는 4가의 다가 알코올로는 구체적으로, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 글리세린, 에리트리톨, 펜타에리트리톨을 들 수 있고, 그 중에서도 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄이 바람직하고, 글리세린이 특히 바람직하다.
탄소수 12 내지 24의 지방산은 직쇄상 또는 분지쇄상일 수 있고, 포화 또는 불포화일 수 있다. 직쇄상의 포화 지방산으로는 구체적으로, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 마르가르산, 스테아르산, 노나데실산, 아라크산, 베헨산, 리그노세르산 등을 들 수 있다. 직쇄상의 불포화 지방산으로는 구체적으로, 린데르산, 5-라우롤레산, 투두르산, 미리스톨레산, 주마르산, 페트로세르산, 올레산, 엘라이드산, 에이코센산, 에루크산, 셀라콜레산 등을 들 수 있다.
분지쇄상의 포화 지방산으로는 구체적으로, 각종 메틸운데칸산, 각종 프로필노난산, 각종 메틸도데칸산, 각종 프로필데칸산, 각종 메틸트리데칸산, 각종 메틸 테트라데칸산, 각종 메틸펜타데칸산, 각종 에틸테트라데칸산, 각종 메틸헥사데칸산, 각종 프로필테트라데칸산, 각종 에틸헥사데칸산, 각종 메틸헵타데칸산, 각종 부틸테트라데칸산, 각종 메틸옥타데칸산, 각종 에틸옥타데칸산, 각종 메틸노나데칸산, 각종 에틸옥타데칸산, 각종 메틸에이코산산, 각종 프로필옥타데칸산, 각종 부틸옥타데칸산, 각종 메틸도코산산, 각종 펜틸옥타데칸산, 각종 메틸트리코산산, 각종 에틸도코산산, 각종 프로필헥사에이코산산, 각종 헥실옥타데칸산, 4,4-디메틸데칸산, 2-에틸-3-메틸노난산, 2,2-디메틸-4-에틸옥탄산, 2-프로필-3-메틸노난산, 2,3-디메틸도데칸산, 2-부틸-3-메틸노난산, 3,7,11-트리메틸도데칸산, 4,4-디메틸테트라데칸산, 2-부틸-2-펜틸헵탄산, 2,3-디메틸테트라데칸산, 4,8,12-트리메틸트리데칸산, 14,14-디메틸펜타데칸산, 3-메틸-2-헵틸노난산, 2,2-디펜틸헵탄산, 2,2-디메틸헥사데칸산, 2-옥틸-3-메틸노난산, 2,3-디메틸헵타데칸산, 2,4-디메틸옥타데칸산, 2-부틸-2-헵틸노난산, 20,20-디메틸헨에이코산산 등을 들 수 있다.
분지쇄상의 불포화 지방산으로는, 5-메틸-2-운데센산, 2-메틸-2-도데센산, 5-메틸-2-트리데센산, 2-메틸-9-옥타데센산, 2-에틸-9-옥타데센산, 2-프로필-9-옥타데센산, 2-메틸-2-에이코센산 등을 들 수 있다. 이러한 탄소수 12 내지 24의 지방산 중에 스테아르산, 올레산, 16-메틸헵타데칸산(이소스테아르산) 등이 바람직하다.
부분 에스테르로는 모노카본산 에스테르, 디카본산 에스테르 또는 그의 혼합물이 바람직하다.
다가 알코올/지방산의 부분 에스테르로는 구체적으로, 글리세린 모노올리에 이트, 글리세린 디올리에이트, 글리세린 모노스테아레이트, 글리세린 디스테아레이트, 글리세린 모노이소스테아레이트, 글리세린 디이소스테아레이트 등을 들 수 있다.
상기 성분(a)는 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
성분(a)의 배합량은 조성물의 총량을 기준으로 0.01 내지 5중량%이다. 이 배합량이 너무 적으면 본 발명의 목적이 충분히 발휘되지 못하고, 너무 많으면 그 양에 비해 효과의 향상을 볼 수 없으며, 또한 기재유에 대한 용해성이 저하된다. 바람직한 배합량은 0.1 내지 2중량%이다.
성분(b)
이어서, 본 발명의 금속 가공용 윤활유 조성물을 구성하는 성분(b)의 산성 인산 에스테르류로는 하기 화학식 I 또는 II로 표시되는 오르토포스페이트와 하기 화학식 III로 표시되는 포스파이트가 있다.
[화학식 I]
Figure 112006061284988-PAT00006
[화학식 II]
Figure 112006061284988-PAT00007
[화학식 III]
Figure 112006061284988-PAT00008
상기 식에서,
R1 및 R2는 탄소수 4 내지 30의 알킬기, 알케닐기, 알킬아릴기 및 아릴알킬기이고, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
R3 및 R4는 탄소수 4 내지 30의 알킬기, 알케닐기, 알킬아릴기 및 아릴알킬이고, 이들은 동일하거나 상이할 수 있다.
오르토포스페이트는 상기 화학식 I의 디에스테르와 화학식 II의 모노에스테르의 혼합물이다. 구체적으로는, 예컨대 2-에틸헥실 산 포스페이트, 에틸 산 포스페이트, 부틸 산 포스페이트, 올레일 산 포스페이트, 테트라코실 산 포스페이트, 이소데실 산 포스페이트, 라우릴 산 포스페이트, 트리데실 산 포스페이트, 스테아릴 산 포스페이트, 이소스테아릴 산 포스페이트, 올레일 산 포스페이트 등을 들 수 있다.
포스파이트로는 구체적으로, 예컨대 디부틸 하이드로겐포스파이트, 디라우릴 하이드로겐포스파이트, 디올레일 하이드로겐포스파이트, 디스테아릴 하이드로겐포스파이트, 디페닐 하이드로겐포스파이트 등을 들 수 있다.
상기 산성 인산 에스테르류 중에, 예컨대 2-에틸헥실 산 포스페이트, 스테아릴 산 포스페이트, 올레일 산 포스페이트 등을 들 수 있다.
또한, 이들과 아민염을 형성하는 아민류로는, 예컨대 하기 화학식 IV로 표시되는 모노 치환 아민, 디 치환 아민 또는 트리 치환 아민을 들 수 있다.
[화학식 IV]
RnNH3 -n
상기 식에서,
R은 탄소수 3 내지 30의 알킬기 또는 알케닐기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기 또는 아릴알킬기 또는 탄소수 2 내지 30의 히드록시알킬기이고,
n은 1, 2 또는 3이며,
R이 복수개 있는 경우, 복수의 R은 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 IV의 R중에 탄소수 3 내지 30의 알킬기 또는 알케닐기는 직쇄상, 분지상 또는 고리상일 수 있다.
여기에서, 모노 치환 아민의 예로는 부틸아민, 펜틸아민, 헥실아민, 시클로헥실아민, 옥틸아민, 라우릴아민, 스테아릴아민, 올레일아민, 벤질아민, 모노에탄올아민, 모노프로판올아민 등을 수 있고; 디 치환 아민의 예로는 디부틸아민, 디펜틸아민, 디헥실아민, 디시클로헥실아민, 디옥틸아민, 디라우릴아민, 디스테아릴아 민, 디올레일아민, 디벤질아민, 스테아릴모노에탄올아민, 데실모노에탄올아민, 헥실모노프로판올아민, 벤질모노에탄올아민, 페닐모노에탄올아민, 톨릴모노프로판올아민 등을 들 수 있다. 또한, 트리 치환 아민의 예로는 트리부틸아민, 트리펜틸아민, 트리헥실아민, 트리시클로헥실아민, 트리옥틸아민, 트리라우릴아민, 트리스테아릴아민, 트리올레일아민, 트리벤질아민, 디올레일모노에탄올아민, 디라우릴모노프로판올아민, 디옥틸모노에탄올아민, 디헥실모노프로판올아민, 디부틸모노프로판올아민, 올레일디에탄올아민, 스테아릴디프로판올아민, 라우릴디에탄올아민, 옥틸디프로판올아민, 부틸디에탄올아민, 벤질디에탄올아민, 페닐디에탄올아민, 톨릴디프로판올아민, 크실릴디에탄올아민, 트리에탄올아민, 트리프로판올아민 등을 들 수 있다.
상기 성분(b)는 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
성분(b)의 배합량은 조성물의 총량을 기준으로 0.001 내지 1중량%이다. 이 배합량이 너무 적으면 본 발명의 목적이 충분히 발휘되지 않고, 너무 많으면 그 양에 비해 효과의 향상을 볼 수 없으며, 또한 기재유에 대한 용해성이 저하된다. 바람직한 배합량은 0.003 내지 0.05중량%이다.
본 발명의 냉동기유 조성물에는, 필요에 따라 공지된 각종 첨가제, 예컨대 트리크레실 포스페이트 등의 극압제; 페닐계, 아민계의 산화 방지제; 또한 페닐 글리실 에테르, 시클로헥센 옥사이드, 에폭시화 대두유 등의 에폭시 화합물 등의 산포착제; 벤조트리아졸, 벤조트리아졸 유도체 등의 구리 불활성화제; 실리콘유, 플 루오로실리콘유 등의 소포제 등을 적절히 배합할 수 있다.
본 발명의 냉동기유 조성물이 적용되는 냉동기에 이용되는 냉매로는, 하이드로플루오로카본계, 플루오로카본계, 하이드로카본계, 에테르계, 이산화탄소계 또는 암모니아계 냉매가 이용되지만, 이들 중에 하이드로플루오로카본계 냉매가 바람직하다. 이 하이드로플루오로카본계 냉매로는, 예컨대 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(R134a), 디플루오로메탄(R32), 펜타플루오로에탄(R125) 및 1,1,1-트리플루오로에탄(R143a)이 바람직하고, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 하이드로플루오로카본은 오존층을 파괴할 우려가 없어, 압축 냉동기용 냉매로서 바람직하다. 또한, 혼합 냉매의 예로는 R32와 R125와 R134a의 중량비가 23:25:52인 혼합물(이하, "R407C"라 칭함), 중량비가 25:15:60인 혼합물, R32와 R125의 중량비가 50:50인 혼합물(이하, "R410A"라 칭함), R32와 R125의 중량비가 45:55인 혼합물(이하, "R410B"라 칭함), R125와 R143a와 R134a와의 중량비가 44:52:4인 혼합물(이하, "R404A"이라 칭함), R125와 R143a의 중량비가 50:50인 혼합물(이하, "R507"이라 칭함) 등을 들 수 있다.
마지막으로, 기재유로서 사용하는 산소 함유 합성유에 관해 기술한다.
상기 ①의 폴리비닐 에테르로는, 예컨대 하기 화학식 V로 표시되는 구성 단위를 갖는 폴리비닐 에테르계 화합물(1)을 들 수 있다.
[화학식 V]
Figure 112006061284988-PAT00009
상기 식에서,
R5 내지 R7은 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
R8은 탄소수 1 내지 10의 2가 탄화수소기 또는 탄소수 2 내지 20의 2가 에테르 결합 산소 함유 탄화수소기이고,
R9는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고,
a는 평균치가 0 내지 10인 수이고,
R5 내지 R9는 구성 단위마다 동일하거나 각각 상이할 수 있고,
R8O가 복수개 있는 경우에는 복수의 R8O는 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 상기 화학식 V로 표시되는 구성 단위와 하기 화학식 VI로 표시되는 구성 단위를 갖는 블록 또는 랜덤 공중합체로 이루어진 폴리비닐 에테르 화합물(2)도 사용할 수 있다. 또한, 상기 폴리비닐 에테르계 화합물(1)과 폴리비닐 에테르계 화합물(2)과의 혼합물로 이루어진 폴리비닐 에테르계 화합물(3)도 사용할 수 있다.
[화학식 VI]
Figure 112006061284988-PAT00010
상기 식에서,
R10 내지 R13은 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고, 또한 R10 내지 R13은 구성 단위마다 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 V의 R5 내지 R7은 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 8, 바람직하게는 1 내지 4의 탄화수소기를 나타낸다. 여기서, 탄화수소기란 구체적으로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, 각종 부틸기, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기를 포함하는 알킬기; 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 각종 메틸시클로헥실기, 각종 에틸시클로헥실기, 각종 디메틸시클로헥실기 등을 포함하는 시클로알킬기; 페닐기, 각종 메틸페닐기, 각종 에틸페닐기, 각종 디메틸페닐기를 포함하는 아릴기; 벤질기, 각종 페닐에틸기, 각종 메틸벤질기를 포함하는 아릴알킬기를 들 수 있다. 또한, 이들 R5 내지 R7로는 특히 수소 원자가 바람직하다.
한편, 상기 화학식 V중에 R8은 탄소수 1 내지 10, 바람직하게는 2 내지 10의 2가 탄화수소기 또는 탄소수 2 내지 20의 2가 에테르 결합 산소 함유 탄화수소기를 나타내지만, 여기서 탄소수 1 내지 10의 2가 탄화수소기란 구체적으로, 메틸렌기, 에틸렌기, 페닐에틸렌기, 1,2-프로필렌기, 2-페닐-1,2-프로필렌기, 1,3-프로필렌기, 각종 부틸렌기, 각종 펜틸렌기, 각종 헥실렌기, 각종 헵틸렌기, 각종 옥틸렌기, 각종 노닐렌기, 각종 데실렌기를 포함하는 2가 지방족기; 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산, 디메틸시클로헥산, 프로필시클로헥산 등의 지환족 탄화수소에 2개의 결합 부위를 갖는 지환족기; 각종 페닐렌기, 각종 메틸페닐렌기, 각종 에틸페닐렌기, 각종 디메틸페닐렌기, 각종 나프틸렌기 등의 2가 방향족 탄화수소기; 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠 등의 알킬방향족 탄화수소의 알킬기 부분과 방향족 부분에 각각 1가의 결합 부위를 갖는 알킬방향족기; 크실렌, 디에틸벤젠 등의 폴리알킬방향족 탄화수소의 알킬기 부분에 결합 부위를 갖는 알킬방향족기 등을 들 수 있다. 이들 중에 탄소수 2 내지 4의 지방족기가 특히 바람직하다.
또한, 탄소수 2 내지 20의 2가 에테르 결합 산소 함유 탄화수소기의 구체예로는 메톡시메틸렌기, 메톡시에틸렌기, 메톡시메틸에틸렌기, 1,1-비스메톡시메틸에틸렌기, 1,2-비스메톡시메틸에틸렌기, 에톡시메틸에틸렌기, (2-메톡시에톡시)메틸에틸렌기, (1-메틸-2-메톡시)메틸에틸렌기 등을 들 수 있다. 또한, 상기 화학식 V의 a는 R8O의 반복수를 나타내고, 평균치가 0 내지 10, 바람직하게는 0 내지 5인 범위의 수이다. R8O가 복수개 있는 경우에는 복수의 R8O는 동일하거나 상이할 수 있 다.
또한, 상기 화학식 V의 R9는 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 10의 탄화수소기를 나타내지만, 이 탄화수소기란 구체적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, 각종 부틸기, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기, 각종 노닐기, 각종 데실기를 포함하는 알킬기; 시클로펜틸기, 시클로헥실기, 각종 메틸시클로헥실기, 각종 에틸시클로헥실기, 각종 프로필시클로헥실기, 각종 디메틸시클로헥실기 등을 포함하는 시클로알킬기; 페닐기, 각종 메틸페닐기, 각종 에틸페닐기, 각종 디메틸페닐기, 각종 프로필페닐기, 각종 트리메틸페닐기, 각종 부틸페닐기, 각종 나프틸기 등을 포함하는 아릴기; 벤질기, 각종 페닐에틸기, 각종 메틸벤질기, 각종 페닐프로필기, 각종 페닐부틸기를 포함하는 아릴알킬기를 들 수 있다.
상기 폴리비닐 에테르계 화합물(1)은 상기 화학식 V로 표시되는 구성 단위를 갖는 것이지만, 그 반복수(중합도)는 목적하는 동점도에 따라 적절히 선택하면 된다. 또한, 상기 폴리비닐 에테르계 화합물은 그 탄소/산소 몰비가 3.5 내지 7.0인 범위에 있는 것이 바람직하다. 상기 몰비가 3.5 미만이면 흡습성이 높아지는 경우가 있고, 또한 7.0을 초과하면 냉매와의 상용성이 저하되는 경우가 있다.
또, 폴리비닐 에테르계 화합물(2)은 상기 화학식 V로 표시되는 구성 단위와 상기 화학식 VI로 표시되는 구성 단위를 갖는 블록 또는 랜덤 공중합체로 이루어지는 것으로, 상기 화학식 VI에 있어서, R10 내지 R13은 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기를 나타내고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 여기서, 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기로는 상기 화학식 V의 R9의 설명에서 예시한 것과 동일한 것을 들 수 있다. 또한, R10 내지 R13은 구성 단위마다 동일하거나 각각 상이할 수 있다.
상기 화학식 V로 표시되는 구성 단위와 상기 화학식 VI로 표시되는 구성 단위를 갖는 블록 또는 랜덤 공중합체로 이루어진 폴리비닐 에테르계 화합물(2)의 중합도는 목적하는 동점도에 따라 적절히 선택하면 된다. 또한, 이 폴리비닐 에테르계 화합물은 그 탄소/산소 몰비가 3.5 내지 7.0 범위에 있는 것이 바람직하다. 상기 몰비가 3.5 미만이면 흡습성이 높아지는 경우가 있고, 또한 7.0을 초과하면 냉매와의 상용성이 저하되는 경우가 있다.
또한, 폴리비닐 에테르 화합물(3)은 상기 폴리비닐 에테르계 화합물(1)과 상기 폴리비닐 에테르계 화합물(2)과의 혼합물로 이루어진 것이지만, 그 혼합 비율에 대해서는 특별한 제한은 없다.
본 발명에 이용되는 폴리비닐 에테르계 화합물 (1) 및 (2)는 각각 대응하는 비닐 에테르계 모노머의 중합, 및 대응하는 올레핀성 2중 결합을 갖는 탄화수소 모노머와 대응하는 비닐 에테르계 모노머와의 공중합에 의해 제조될 수 있다. 여기서 이용할 수 있는 비닐 에테르계 모노머는 하기 화학식 VII로 표시되는 것이다.
[화학식 VII]
Figure 112006061284988-PAT00011
상기 식에서,
R5 내지 R9 및 a는 상기와 같다
상기 비닐 에테르계 모노머로는 상기 폴리비닐 에테르계 화합물 (1) 및 (2)에 대응하는 각종 화합물이 있지만, 예컨대 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 비닐-n-프로필에테르, 비닐-이소프로필에테르, 비닐-n-부틸에테르, 비닐-이소부틸에테르, 비닐-2급-부틸에테르, 비닐-3급-부틸에테르, 비닐-n-펜틸에테르, 비닐-n-헥실에테르, 비닐-2-메톡시에틸에테르, 비닐-2-에톡시에틸에테르, 비닐-2-메톡시-1-메틸에틸에테르, 비닐-2-메톡시-2-메틸에테르, 비닐-3,6-디옥사헵틸에테르, 비닐-3,6,9-트리옥사데실에테르, 비닐-1,4-디메틸-3,6-디옥사헵틸에테르, 비닐-1,4,7-트리메틸-3,6,9-트리옥사데실에테르, 비닐-2,6-디옥사-4-헵틸에테르, 비닐-2,6,9-트리옥사-4-데실에테르, 1-메톡시프로펜, 1-에톡시프로펜, 1-n-프로폭시프로펜, 1-이소프로폭시프로펜, 1-n-부톡시프로펜, 1-이소부톡시프로펜, 1-2급-부톡시프로펜, 1-3급-부톡시프로펜, 2-메톡시프로펜, 2-에톡시프로펜, 2-n-프로폭시프로펜, 2-이소프로폭시프로펜, 2-n-부톡시프로펜, 2-이소부톡시프로펜, 2-2급-부톡시프로펜, 2-3급-부톡시프로펜, 1-메톡시-1-부텐, 1-에톡시-1-부텐, 1-n-프로폭시-1-부텐, 1- 이소프로폭시-1-부텐, 1-n-부톡시-1-부텐, 1-이소부톡시-1-부텐, 1-2급-부톡시-1-부텐, 1-3급-부톡시-1-부텐, 2-메톡시-1-부텐, 2-에톡시-1-부텐, 2-n-프로폭시-1-부텐, 2-이소프로폭시-1-부텐, 2-n-부톡시-1-부텐, 2-이소부톡시-1-부텐, 2-2급-부톡시-1-부텐, 2-3급-부톡시-1-부텐, 2-메톡시-2-부텐, 2-에톡시-2-부텐, 2-n-프로폭시-2-부텐, 2-이소프로폭시-2-부텐, 2-n-부톡시-2-부텐, 2-이소부톡시-2-부텐, 2-2급-부톡시-2-부텐, 2-3급-부톡시-2-부텐 등을 들 수 있다.
이러한 비닐 에테르계 모노머는 공지된 방법에 의해 제조할 수 있다.
또한, 올레핀성 2중 결합을 갖는 탄화수소 모노머는 하기 화학식 VIII로 표시되는 것이고, 상기 모노머로는, 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 각종 부텐, 각종 펜텐, 각종 헥센, 각종 헵텐, 각종 옥텐, 디이소부틸렌, 트리이소부틸렌, 스티렌, 각종 알킬 치환 스티렌 등을 들 수 있다.
[화학식 VIII]
Figure 112006061284988-PAT00012
상기 식에서,
R10 내지 R13은 상기와 같다.
본 발명에 이용되는 폴리비닐 에테르계 화합물로는 다음 말단 구조를 갖는 것, 즉 하나의 말단이 하기 화학식 IX 또는 X로 표시되고, 나머지 말단이 하기 화 학식 XI 또는 XII로 표시되는 구조를 갖는 것, 및 하나의 말단이 하기 화학식 IX 또는 X로 표시되고, 나머지 말단이 하기 화학식 XIII로 표시되는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
[화학식 IX]
Figure 112006061284988-PAT00013
[화학식 X]
Figure 112006061284988-PAT00014
[화학식 XI]
Figure 112006061284988-PAT00015
[화학식 XII]
Figure 112006061284988-PAT00016
[화학식 XIII]
Figure 112006061284988-PAT00017
상기 식에서,
R14 내지 R16은 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
R19 내지 R22는 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
R17은 탄소수 1 내지 10의 2가 탄화수소기 또는 탄소수 2 내지 20의 2가 에테르 결합 산소 함유 탄화수소기이고,
R18은 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고,
b는 평균치가 0 내지 10인 수이고,
R17O가 복수개 있는 경우에는 복수의 R17O는 동일하거나 상이할 수 있고,
R23 내지 R25는 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
R28 내지 R31은 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고, 이들은 서 로 동일하거나 상이할 수 있고,
R26은 탄소수 1 내지 10의 2가 탄화수소기 또는 탄소수 2 내지 20의 2가 에테르 결합 산소 함유 탄화수소기이고,
R27은 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기이고,
c는 평균치가 0 내지 10인 수이고,
R26O가 복수개 있는 경우에는 복수의 R26O는 동일하거나 상이할 수 있고,
R32 내지 R34는 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
이러한 폴리비닐 에테르계 화합물 중에서, 특히 다음에 기재된 화합물이 본 발명의 냉동기유 조성물의 기재유로서 적절하다.
(1) 하나의 말단이 화학식 IX 또는 X로 표시되고, 나머지 말단이 화학식 XI 또는 XII로 표시되는 구조를 갖고, 화학식 V의 R5 내지 R7이 모두 수소 원자이고, a가 0 내지 4인 수이고, R8이 탄소수 2 내지 4의 2가 탄화수소기이며 R9가 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기인 화합물.
(2) 화학식 V로 표시되는 구성 단위만을 갖는 화합물로서, 하나의 말단이 화학식 IX로 표시되고, 나머지 말단이 화학식 XI로 표시되는 구조를 갖고, 화학식 V의 R5 내지 R7이 모두 수소 원자이고, a가 0 내지 4인 수이고, R8이 탄소수 2 내지 4의 2가 탄화수소기이며 R9가 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기인 화합물.
(3) 하나의 말단이 화학식 IX 또는 X로 표시되고, 나머지 말단이 화학식 XIII로 표시되는 구조를 갖고, 화학식 V의 R5 내지 R7이 모두 수소 원자이고, a가 0 내지 4인 수이고, R8이 탄소수 2 내지 4의 2가 탄화수소기이며 R9가 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기인 화합물.
(4) 화학식 V로 표시되는 구성 단위만을 갖는 화합물로서, 하나의 말단이 화학식 IX로 표시되고, 나머지 말단이 화학식 XII로 표시되는 구조를 갖고, 화학식 V의 R5 내지 R7이 모두 수소 원자이고, a가 0 내지 4인 수이고, R8이 탄소수 2 내지 4의 2가 탄화수소기이며 R9가 탄소수 1 내지 20의 탄화수소기인 화합물.
또한, 본 발명에 있어서는 상기 화학식 V로 표시되는 구성 단위를 갖되, 하나의 말단이 화학식 IX로 표시되고, 나머지 말단이 하기 화학식 XIV로 표시되는 구조를 갖는 폴리비닐 에테르계 화합물도 사용할 수 있다.
[화학식 XIV]
Figure 112006061284988-PAT00018
상기 식에서,
R35 내지 R37은 각각 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
R38 및 R40은 각각 탄소수 2 내지 10의 2가 탄화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
R39 및 R41은 각각 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
d 및 e는 각각 평균치가 0 내지 10인 수이고,
복수의 R38O가 있는 경우에는 복수의 R38O는 동일하거나 상이할 수 있고, 복수의 R40O가 있는 경우에는 복수의 R40O는 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서는 하기 화학식 XV 또는 XVI로 표시되는 구성 단위로 이루어지고, 또한 중량 평균 분자량이 300 내지 3,000(바람직하게는 300 내지 2,000)이고, 한쪽 말단이 하기 화학식 XVII 또는 XVIII로 표시되는 구조를 갖는 알킬비닐 에테르의 단독 중합체 또는 공중합체로 이루어진 폴리비닐 에테르계 화합물도 사용할 수 있다.
[화학식 XV]
Figure 112006061284988-PAT00019
[화학식 XVI]
Figure 112006061284988-PAT00020
[화학식 XVII]
Figure 112006061284988-PAT00021
[화학식 XVIII]
-CH=CHOR44
상기 식에서,
R42는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소기이고,
R43은 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
R44는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소기이다.
또한, 하기 화학식 XIX로 표시되는 구성 단위(A)와 하기 화학식 XX로 표시되는 구성 단위(B)를 갖는 폴리비닐 에테르 공중합체가 특히 적절하게 사용된다.
화학식 XIX
Figure 112006061284988-PAT00022
화학식 XX
Figure 112006061284988-PAT00023
상기 식에서,
R45는 분자내에 에테르 결합을 갖거나 갖지 않는 탄소수 1 내지 3의 탄화수소기이고,
R46은 분자내에 에테르 결합을 갖거나 갖지 않는 탄소수 3 내지 20의 탄화수소기이며,
R45 및 R46은 서로 상이한 탄화수소기이다.
R45가 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, R46이 탄소수 3 내지 20의 알킬기인 경우가 보다 바람직하고, 특히 R45가 에틸기인 경우의 단독 중합체 및 R45가 메틸기 또는 에틸기이고, R46이 탄소수 3 내지 6의 알킬기인 경우의 공중합체가 적절하며, 그 중에서도 R45가 에틸기이고, R46이 이소부틸기인 경우의 공중합체가 적절하고, 이 경우 구성 단위(A)와 구성 단위(B)와의 비율은 몰비로 95:5 내지 50:50의 범위가 바람직하고, 95:5 내지 70:30의 범위가 보다 바람직하다. 또한, 상기 공중합체는 랜덤 또는 블록 공중합체일 수 있다.
상기 폴리비닐 에테르계 화합물은 상기한 모노머를 라디칼 중합, 양이온 중합, 방사선 중합 등에 의해서 제조할 수 있다. 예컨대 비닐 에테르계 모노머에 관해서는, 하기에 나타내는 방법을 이용하여 중합함으로써 목적하는 점도의 중합물이 수득된다.
중합을 개시하기 위해서는 브뢴스테드산류, 루이스산류 또는 유기 금속 화합물류와 물, 알코올류, 페놀류, 아세탈류 또는 비닐 에테르류-카복실산 부가물을 조합한 것을 사용할 수 있다.
브뢴스테드산류로는, 예컨대 불화수소산, 염화수소산, 브롬화수소산, 요오드화수소산, 질산, 황산, 트리클로로아세트산, 트리플루오로아세트산 등을 들 수 있다. 루이스산류로는, 예컨대 삼불화 붕소, 삼염화 알루미늄, 삼브롬화 알루미늄, 사염화 주석, 이염화아연, 염화 제 2 철 등을 들 수 있고, 이들 루이스산류 중에서 특히 삼불화 붕소가 바람직하다. 또한, 유기 금속 화합물로는, 예컨대 디에틸 염화 알루미늄, 에틸 염화 알루미늄, 디에틸 아연 등을 들 수 있다.
이들과 조합하는 물, 알코올류, 페놀류 또는 아세탈류 또는 비닐 에테르류-카복실산 부가물은 임의의 것을 선택할 수 있다. 여기서, 알코올류로는, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 이소부탄올, 2급-부탄올, 3급-부탄올, 각종 펜탄올, 각종 헥산올, 각종 헵탄올, 각종 옥탄올 등의 탄소수 1 내지 20의 포화 지방족 알코올, 및 알릴알코올 등의 탄소수 3 내지 10의 불포화 지방족 알코올 등을 들 수 있다.
비닐 에테르류-카복실산 부가물을 사용하는 경우의 카복실산으로는, 예컨대 아세트산, 프로피온산, n-부티르산, 이소부티르산, n-발레르산, 이소발레르산, 2-메틸부티르산, 피발산, n-카프론산, 2,2-디메틸부티르산, 2-메틸발레르산, 3-메틸발레르산, 4-메틸발레르산, 에난트산, 2-메틸카프론산, 카프릴산, 2-에틸카프론산, 2-n-프로필발레르산, n-노난산, 3,5,5-트리메틸카프론산, 운데칸산 등을 들 수 있다.
또한, 비닐 에테르류는 중합에 이용하는 것과 동일한 것일 수 있고, 다른 것일 수도 있다. 이 비닐 에테르류와 상기 카복실산과의 부가물은, 양자를 혼합하여 0 내지 100℃ 정도의 온도에서 반응시킴으로써 수득되고, 증류 등에 의해 분리하여 반응에 이용할 수 있지만, 분리시키지 않고서 반응에 직접 이용할 수 있다.
폴리머의 중합 개시 말단은, 물, 알코올류, 페놀류를 사용한 경우는 수소가 결합되고, 아세탈류를 사용한 경우는 수소 또는 사용한 아세탈류로부터 한쪽의 알콕시기가 이탈한 기로 종결된다. 또한 비닐 에테르류와 카복실산과의 부가물을 사용한 경우에는, 비닐 에테르류와 카복실산과의 부가물의 카복실산 부분으로부터 유래된 알킬카보닐옥시기로 종결된다.
한편, 중합이 종결된 중합체의 다른 말단은 물, 알코올류, 페놀류, 아세탈류 를 사용한 경우에는 아세탈, 올레핀 또는 알데히드가 된다. 또한 비닐 에테르류와 카복실산과의 부가물을 사용한 경우는 헤미아세탈의 카복실산에스테르로 된다.
이와 같이 하여 수득된 폴리머의 말단은 공지된 방법에 의해 목적하는 기로 변환될 수 있다. 목적하는 기로는, 예컨대 포화 탄화수소, 에테르, 알코올, 케톤, 니트릴, 아미드 등의 잔기를 들 수 있지만, 포화 탄화수소, 에테르 및 알코올의 잔기가 바람직하다.
상기 화학식 VII로 표시되는 비닐 에테르계 모노머의 중합은 원료나 개시제의 종류에 따라 다르지만, -80 내지 150℃ 사이에서 개시될 수 있고, 보통은 -80 내지 50℃ 범위의 온도에서 개시될 수 있다. 또한, 중합 반응은 반응 시작후 10초로부터 10시간 정도에서 종료된다.
상기 중합 반응에 있어서의 분자량의 조절에 관해서는, 상기 화학식 VII로 표시되는 비닐 에테르계 모노머에 대하여, 물, 알코올류, 페놀류, 아세탈류 및 비닐 에테르류-카복실산 부가물의 양을 많게 함으로써 평균 분자량이 작은 폴리머가 수득된다. 또한 상기 브뢴스테드산류 및 루이스산류의 양을 많게 함으로써 평균 분자량이 작은 폴리머가 수득된다.
이러한 중합 반응은 통상적으로 용매의 존재하에서 수행된다. 상기 용매에 관해서는, 반응 원료를 필요량으로 용해시키면서 반응에 불활성인 것이면 특별한 제한은 없지만, 예컨대 헥산, 벤젠, 톨루엔 등의 탄화수소계, 및 에틸에테르, 1,2-디메톡시에탄, 테트라히드로퓨란 등의 에테르계 용매를 적절히 사용할 수 있다. 또한, 이 중합 반응은 알칼리를 첨가함으로써 정지될 수 있다. 중합 반응 종료 후, 필요에 따라 통상의 분리 및 정제 방법을 실시함으로써, 목적하는 화학식 V로 표시되는 구성 단위를 갖는 폴리비닐 에테르계 화합물이 수득된다.
본 발명에 이용하는 폴리비닐 에테르계 화합물은 상기한 바와 같이 탄소/산소 몰비가 3.5 내지 7.0인 범위에 있는 것이 바람직하지만, 원료 모노머의 탄소/산소 몰비를 조절함으로써 몰비가 상기 범위로 되는 폴리머를 제조할 수 있다. 즉, 탄소/산소 몰비가 큰 모노머의 비율이 크면, 탄소/산소 몰비가 큰 폴리머가 수득되고, 탄소/산소 몰비가 작은 모노머의 비율이 크면, 탄소/산소 몰비가 작은 폴리머가 수득된다.
또한, 상기 비닐 에테르계 모노머의 중합 방법에서 나타낸 바와 같이, 상기는 개시제로서 사용하는 물, 알코올류, 페놀류, 아세탈류 및 비닐 에테르류-카복실산 부가물과 모노머류와의 조합에 의해 가능하다. 중합되는 모노머보다 탄소/산소 몰비가 큰 알코올류 및 페놀류를 개시제로 사용하면, 원료 모노머보다 탄소/산소 몰비가 큰 폴리머가 수득되고, 한편 메탄올 및 메톡시에탄올 등의 탄소/산소 몰비가 작은 알코올류를 사용하면, 원료 모노머보다 탄소/산소 몰비가 작은 폴리머가 수득된다.
또한, 비닐 에테르계 모노머와 올레핀성 2중 결합을 갖는 탄화수소 모노머를 공중합시키는 경우에는 비닐 에테르계 모노머의 탄소/산소 몰비보다 탄소/산소 몰비가 큰 폴리머가 수득되지만, 그 비율은 사용하는 올레핀성 2중 결합을 갖는 탄화수소 모노머의 비율 및 탄소수에 의해 조절될 수 있다.
상기 ②의 폴리올 에스테르로는 적어도 2개의 히드록실기를 포함하는 폴리히 드록시 화합물의 카복실산에스테르를 들 수 있고, 예컨대 하기 화학식 XXI로 표시되는 것을 이용할 수 있다.
[화학식 XXI]
R47[OCOR48]f
상기 식에서,
R47은 탄화수소기이고,
R48은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 22의 탄화수소기이고,
f는 2 내지 6의 정수이고,
복수의 -OCOR48은 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 XXI에 있어서, R47은 탄화수소기를 나타내고, 직쇄상 또는 분지쇄상일 수 있고, 바람직하게는 탄소수 2 내지 10의 알킬기이다. R48은 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 22의 탄화수소기이며, 바람직하게는 탄소수 2 내지 16의 알킬기이다.
상기 화학식 XXI로 표시되는 폴리올 에스테르는 하기 화학식 XXII로 표시되는 다가 알코올과 하기 화학식 XXIII로 표시되는 카복실산, 또는 그의 반응성 유도체, 예컨대 에스테르 및 산 할라이드 등을 반응시킴으로써 수득될 수 있다.
[화학식 XXII]
R47(OH)f
[화학식 XXIII]
R48COOH
상기 식에서, R47, f 및 R48은 상기와 같다.
상기 화학식 XXII로 표시되는 다가 알코올로는, 예컨대 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 소르비톨 등을 들 수 있다. 한편, 화학식 XXIII로 표시되는 카복실산으로는, 예컨대 프로피온산, 부티르산, 피발산, 발레르산, 카프론산, 헵탄산, 3-메틸헥산산, 2-에틸헥산산, 카프릴산, 페라르곤산, 카프르산, 라우르산, 미리스트산, 팔미트산 등을 들 수 있다.
상기 ③의 폴리알킬렌 글리콜로는 하기 화학식 XXIV로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 XXIV]
R49-[(OR50)g-OR51]h
상기 식에서,
R49는 수소 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 10의 아실기 또는 결합부를 2 내지 6개 갖는 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소기이고,
R50은 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기이고,
R51은 수소원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 10의 아실기이고,
h는 1 내지 6의 정수이고,
g는 g×h의 평균값이 6 내지 80이 되는 수이다.
상기 화학식 XXIV에 있어서, R49 및 R51의 알킬기는 직쇄상, 분지쇄상 또는 고리상일 수 있다. 상기 알킬기의 구체적인 예로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, 각종 부틸기, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기, 각종 노닐기, 각종 데실기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다. 상기 알킬기의 탄소수가 10을 초과하면 냉매와의 상용성이 저하되어, 상 분리가 발생하는 경우가 있다. 바람직한 알킬기의 탄소수는 1 내지 6이다.
또한, R49 및 R51에 있어서의 아실기의 알킬기 부분은 직쇄상, 분지쇄상 또는 고리상일 수 있다. 상기 아실기의 알킬기 부분의 구체적인 예로는, 상기 알킬기의 구체적인 예로서 기재한 탄소수 1 내지 9의 다양한 기를 들 수 있다. 상기 아실기의 탄소수가 10을 초과하면 냉매와의 상용성이 저하되어, 상 분리가 발생하는 경우가 있다. 바람직한 아실기의 탄소수는 2 내지 6이다.
R49 및 R51이 모두 알킬기 또는 아실기인 경우에는 R49와 R51은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, h가 2 이상인 경우에는, 1분자 중 복수의 R51은 동일하거나 상이할 수 있다.
R49가 결합 부위를 2 내지 6개 갖는 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소기인 경우, 이 지방족 탄화수소기는 직쇄상 또는 고리상일 수 있다. 결합 부위를 2개 갖는 지방족 탄화수소기로는, 예컨대 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 헵틸렌기, 옥틸렌기, 노닐렌기, 데실렌기, 시클로펜틸렌기, 시클로헥실렌기 등을 들 수 있다. 또한, 결합 부위를 3 내지 6개 갖는 지방족 탄화수소기로는, 예컨대 트리메틸올프로판, 글리세린, 펜타에리트리톨, 소르비톨, 1,2,3-트리히드록시시클로헥산 및 1,3,5-트리히드록시시클로헥산 등의 다가 알코올로부터 히드록실기를 제외시킨 잔기를 들 수 있다.
상기 지방족 탄화수소기의 탄소수가 10을 초과하면 냉매와의 상용성이 저하되어, 상 분리가 발생하는 경우가 있다. 바람직한 탄소수는 2 내지 6이다.
상기 화학식 XXIV중에 R50은 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기이며, 반복 단위의 옥시알킬렌기로는 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기 및 옥시부틸렌기를 들 수 있다. 1분자 중의 옥시알킬렌기는 동일하거나 상이할 수 있고, 2개 이상의 옥시알킬렌기가 포함되어 있을 수 있고, 1분자 중에 적어도 옥시프로필렌 단위를 포함하는 것이 바람직하며, 특히 옥시알킬렌 단위 중에 50몰% 이상의 옥시프로필렌 단위를 포함하는 것이 적절하다. 또한, 2개 이상의 옥시알킬렌기가 포함되어 있는 경우는 랜덤 공중합체 또는 블록 공중합체일 수 있다.
상기 화학식 XXIV중 h는 1 내지 6의 정수이고, R49의 결합 단위 수에 따라 결정된다. 예컨대, R49가 알킬기 또는 아실기인 경우 h는 1이고, R49가 결합 부위를 2, 3, 4, 5 및 6개 갖는 지방족 탄화수소기인 경우 h는 각각 2, 3, 4, 5 및 6이 된다. 또한, g는 g×h의 평균값이 6 내지 80이 되는 수이고, g×h의 평균값이 상기 범위에서 벗어나면 본 발명의 목적은 충분히 달성되지 않는 경우가 있다.
상기 화학식 XXIV로 표시되는 폴리알킬렌글리콜은 말단에 히드록실기를 갖는 폴리알킬렌글리콜을 포함하는 것이고, 상기 히드록실기의 함유량이 전체 말단기에 대해 50몰% 이하의 비율로 존재하는 한 적절히 사용될 수 있다. 이러한 히드록실기의 함유량이 50몰%를 초과하면 흡습성이 증대되고, 점도 지수가 저하되는 경우가 있다.
상기 화학식 XXIV로 표시되는 폴리알킬렌글리콜로는 폴리옥시프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 폴리옥시 에틸렌-폴리옥시프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 글리콜 디메틸 에테르, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 및 폴리옥시프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르, 또는 폴리옥시프로필렌 글리콜 디아세테이트 등이 경제성 및 효과면에서 적절하다.
상기 ④의 폴리에스테르로는 예컨대 화학식 하기 XXV로 표시되는 구성 단위를 갖고, 또한 분자량이 300 내지 2,000인 지방족 폴리에스테르 유도체를 들 수 있다.
[화학식 XXV]
Figure 112006061284988-PAT00024
상기 식에서,
R52는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R53은 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기 또는 탄소수 4 내지 20의 옥사알킬렌기이다.
상기 화학식 XXV중에 R52는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기를 나타내지만, 구체적으로는 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 에틸메틸렌기, 1,1-디메틸에틸렌기, 1,2-디메틸에틸렌기, n-부틸에틸렌기, 이소부틸에틸렌기, 1-에틸-2-메틸에틸렌기, 1-에틸-1-메틸에틸렌기, 트리메틸렌기, 테트라메틸렌기, 펜타메틸렌기 등을 들 수 있지만, 바람직하게는 탄소수 6 이하의 알킬렌기이다. 또한, R53은 탄소수 2 내지 10의 알킬렌기 또는 탄소수 4 내지 20의 옥사알킬렌기를 나타낸다. 알킬렌기는 구체적으로는 R52의 구체적인 예(단, 메틸렌기를 제외함)와 마찬가지이고, 바람직하게는 탄소수 2 내지 6의 알킬렌기이며, 옥사알킬렌기는 구체적으로는 3-옥사-1,5-펜틸렌기, 3,6-디옥사-1,8-옥틸렌기, 3,6,9-트리옥사-1,11-운데실렌기, 3-옥사-1,4-디메틸-1,5-펜틸렌기, 3,6-디옥사-1,4,7-트리메틸-1,8-옥틸렌기, 3,6,9-트리옥사-1,4,7,10-테트라메틸-1,11-운데실렌기, 3-옥사-1,4-디에틸-1,5-펜틸렌기, 3,6-디옥사-1,4,7-트리에틸-1,8-옥틸렌기, 3,6,9-트리옥사-1,4,7,10-테트라에틸-1,11-운데 실렌기, 3-옥사-1,1,4,4-테트라메틸-1,5-펜틸렌기, 3,6-디옥사-1,1,4,4,7,7-헥사메틸-1,8-옥틸렌기, 3,6,9-트리옥사-1,1,4,4,7,7,10,10-옥타메틸-1,11-운데실렌기, 3-옥사-1,2,4,5-테트라메틸-1,5-펜틸렌기, 3,6-디옥사-1,2,4,5,7,8-헥사메틸-1,8-옥틸렌기, 3,6,9-트리옥사-1,2,4,5,7,8,10,11-옥타메틸-1,11-운데실렌기, 3-옥사-1-메틸-1,5-펜틸렌기, 3-옥사-1-에틸-1,5-펜틸렌기, 3-옥사-1,2-디메틸-1,5-펜틸렌기, 3-옥사-1-메틸-4-에틸-1,5-펜틸렌기, 4-옥사-2,2,6,6-테트라메틸-1,7-헵틸렌기, 4,8-디옥사-2,2,6,6,10,10-헥사메틸-1,11-운데실렌기 등을 들 수 있다. 또한, R52 및 R53은 구성 단위마다 동일하거나 상이할 수 있다.
또한, 상기 화학식 XXV로 표시되는 지방족 폴리에스테르 유도체는 분자량(GPC에 의한 측정값)이 300 내지 2,000인 것이 바람직하다. 여기서, 분자량이 300 미만이면 동점도가 너무 작고, 또한 2,000을 초과하면 왁스 형상이 되므로 어느 쪽도 냉동기유로서 바람직하지 않다.
이와 같은 폴리에스테르에 관해서는, 국제 공개 공보 제WO91/07479호에 상세하게 기재된 것을 모두 사용할 수 있다.
상기 ⑤의 카보네이트 유도체로는 예컨대 화학식 XXVI로 표시되는 폴리카보네이트를 들 수 있다.
[화학식 XXVI]
Figure 112006061284988-PAT00025
상기 식에서,
R54 및 R56은 각각 탄소수 30 이하의 탄화수소기 또는 에테르 결합을 갖는 탄소수 2 내지 30의 탄화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
R55는 탄소수 2 내지 24의 알킬렌기이고,
i는 1 내지 100의 정수이고,
j는 1 내지 10의 정수이다.
상기 화학식 XXVI에 있어서, R54및 R56은 각각 탄소수 30 이하의 탄화수소기 또는 탄소수 2 내지 30의 에테르 결합을 갖는 탄화수소기로서, 탄소수 30 이하의 탄화수소기의 구체예로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, 각종 부틸기, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기, 각종 노닐기, 각종 데실기, 각종 운데실기, 각종 도데실기, 각종 트리데실기, 각종 테트라데실기, 각종 펜타데실기, 각종 헥사데실기, 각종 헵타데실기, 각종 옥타데실기, 각종 노나데실기, 각종 에이코실기 등의 지방족 탄화수소기; 시클로헥실기, 1-시클로헥세닐기, 메틸시클로헥실기, 디메틸시클로헥실기, 데카히드로나프틸기, 트리시클로데카닐기 등의 지환족 탄화수소기; 페닐기, 각종 톨릴기, 각종 크실릴기, 메시틸기, 각종 나프틸기 등의 방향족 탄화수소기; 벤질기, 메틸벤질기, 페닐에틸기, 1-메틸-1-페닐에틸기, 스티릴기, 신나밀기 등의 방향지방족 탄화수소기 등을 들 수 있다.
또한, 탄소수 2 내지 30의 에테르 결합을 갖는 탄화수소기로는, 예컨대 하기 화학식 XXVII로 표시되는 글리콜 에테르기, 구체적으로는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르기, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르기, 디에틸렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르기, 트리에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르기, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르기, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르기, 디프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르기, 트리프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르기 등을 들 수 있다.
[화학식 XXVII]
-(R57-O)k-R58
상기 식에서,
R57은 탄소수 2 또는 3의 알킬렌기(예: 에틸렌기, 프로필렌기, 트리메틸렌기)이고,
R58은 탄소수 28 이하의 지방족, 지환족 또는 방향족 탄화수소기(예: R54 및 R56의 구체예로 든 기와 같은 것)이고,
k는 1 내지 20의 정수이다.
R54 및 R56에 대해서는, 이들 중에 n-부틸기, 이소부틸기, 이소아밀기, 시클로헥실기, 이소헵틸기, 3-메틸헥실기, 1,3-디메틸부틸기, 헥실기, 옥틸기, 2-에틸헥실기 등의 알킬기; 및 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르기, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르기, 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르기, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르기, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르기, 프로필렌 글리콜 모노부틸 에테르기, 디프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르기, 트리프로필렌 글리콜 모노-n-부틸 에테르기 등의 알킬렌 글리콜 모노알킬 에테르기 등이 바람직하다.
또한, 상기 화학식 XXVI에 있어서, R55는 탄소수 2 내지 24의 알킬렌기이며, 구체예로는 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 아밀렌기, 메틸아밀렌기, 에틸아밀렌기, 헥실렌기, 메틸헥실렌기, 에틸헥실렌기, 옥타메틸렌기, 노나메틸렌기, 데카메틸렌기, 도데카메틸렌기, 테트라데카메틸렌기 등을 들 수 있다. R55O가 복수개 있는 경우는 복수의 R55는 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 XXVI로 표시되는 폴리카보네이트는 분자량(중량 평균 분자량)이 300 내지 3,000, 바람직하게는 400 내지 1,500인 것이 적절하다. 분자량이 300 미만이면 동점도가 너무 작아 윤활유로서 부적당하며, 반대로 3,000을 초과하면 왁스 형상으로 되므로 윤활유로서의 사용이 곤란해져 바람직하지 못하다.
상기 폴리카보네이트는 각종 방법에 의해 제조할 수 있지만, 통상은 탄산 디에스테르 또는 포스겐 등의 탄산에스테르 형성성 유도체와 지방족 2가 알코올을 원료로 하여 제조된다.
이들을 이용하여 폴리카보네이트를 제조하기 위해서는 통상의 폴리카보네이트 제법을 사용할 수 있고, 일반적으로는 에스테르 교환법이나 포스겐법을 사용할 수 있다.
상기 폴리카보네이트는 일본국 특허 공개 공보 제 91-217495 호에 상세히 기재되어 있는 것을 모두 사용할 수 있다.
또한, 카보네이트 유도체로서 화학식 XXVIII로 표시되는 글리콜 에테르 카보네이트를 사용할 수 있다.
[화학식 XXVIII]
R59-O-(R61O)p-CO-(OR62)q-O-R60
상기 식에서,
R59 및 R60은 각각 탄소수 1 내지 20의 지방족, 지환족, 방향족 또는 방향지방족 탄화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
R61 및 R62는 각각 에틸렌기 또는 이소프로필렌기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
p 및 q는 각각 1 내지 100의 수이다.
상기 화학식 XXVIII에 있어서, R59 및 R60의 지방족 탄화수소기의 구체예로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필, 각종 부틸기, 각종 펜틸기, 각종 헥실기, 각종 헵틸기, 각종 옥틸기, 각종 노닐기, 각종 데실기, 각종 운데실기, 각종 도데실기, 각종 트리데실기, 각종 테트라데실기, 각종 펜타데실기, 각종 헥사데실기, 각종 헵타데실기, 각종 옥타데실기, 각종 노나데실기, 각종 에이코실기 등을 들 수 있다. 지환족 탄화수소기의 구체예로는 시클로헥실기, 1-시클로헥세닐기, 메틸시클로헥실기, 디메틸시클로헥실기, 데카히드로나프틸기, 트리시클로데카닐기 등을 들 수 있다. 방향족 탄화수소기의 구체예로는 페닐기, 각종 톨릴기, 각종 크실릴기, 메시틸기, 각종 나프틸기 등을 들 수 있다. 방향지방족 탄화수소기의 구체예로는 벤질기, 메틸벤질기, 페닐에틸기, 스티릴기, 신나밀기 등을 들 수 있다.
상기 화학식 XXVIII로 표시되는 글리콜 에테르 카보네이트는 예컨대 폴리알킬렌 글리콜 모노알킬 에테르를 비교적 낮은 비점을 갖는 알코올의 탄산에스테르가 과량 존재하는 조건하에서 에스테르 교환시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 글리콜 에테르 카보네이트에 관해서는 일본국 특허 공개 공보 제 91-149295 호에 상세히 기재되어 있는 것을 모두 사용할 수 있다.
또한, 카보네이트 유도체로서 화학식 XXIX로 표시되는 탄산에스테르를 사용할 수 있다.
[화학식 XXIX]
Figure 112006061284988-PAT00026
상기 식에서,
R63및 R64는 각각 탄소수 1 내지 15의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 12의 1가 알코올 잔기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
R65는 탄소수 2 내지 12의 알킬렌기이고,
r은 0 내지 30의 정수이다.
상기 화학식 XXIX에 있어서, R63 및 R64는 각각 탄소수 1 내지 15, 바람직하게는 탄소수 2 내지 9의 알킬기 또는 탄소수 2 내지 12, 바람직하게는 2 내지 9의 1가 알코올 잔기를 나타내고, R65는 탄소수 2 내지 12, 바람직하게는 2 내지 9의 알 킬렌기를 나타내며, r은 0 내지 30, 바람직하게는 1 내지 30의 정수를 나타낸다. 상기 조건을 만족시키지 않는 탄산에스테르를 사용하면, 냉매와의 상용성 등의 각종 성능이 떨어지기 때문에 바람직하지 못하다. R63 및 R64에 있어서 탄소수 1 내지 15의 알킬기로는 구체적으로 메틸기, 에틸기, n-프로필기, n-부틸기, n-펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, n-옥틸기, n-노닐기, n-데실기, n-운데실기, n-도데실기, n-트리데실기, n-테트라데실기, n-펜타데실기, 이소프로필기, 이소부틸기, 3급-부틸기, 이소펜틸기, 이소헥실기, 이소헵틸기, 이소옥틸기, 이소노닐기, 이소데실기, 이소운데실기, 이소도데실기, 이소트리데실기, 이소테트라데실기, 이소펜타데실기 등을 들 수 있다.
또한, 탄소수 2 내지 12의 2가 알코올 잔기로는, 구체적으로 에틸렌 글리콜, 1,3-프로판디올, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,2-부탄디올, 8-메틸-1,3-프로판디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 2-에틸-2-메틸-1,3-프로판디올, 1,7-헵탄디올, 2-메틸-2-프로필-1,3-프로판디올, 2,2-디에틸-1,3-프로판디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-데칸디올, 1,11-운데칸디올, 1,12-도데칸디올 등의 잔기를 들 수 있다.
또한, R65로 표시되는 탄소수 2 내지 12의 알킬렌기로는 구체적으로 에틸렌기, 트리메틸렌기, 프로필렌기, 테트라메틸렌기, 부틸렌기, 2-메틸트리메틸렌기, 펜타메틸렌기, 2,2-디메틸트리메틸렌기, 헥사메틸렌기, 2-에틸-2-메틸트리메틸렌기, 헵타메틸렌기, 2-메틸-2-프로필트리메틸렌기, 2,2-디에틸트리메틸렌기, 옥타메 틸렌기, 노나메틸렌기, 데카메틸렌기, 운데카메틸렌기, 도데카메틸렌기 등의 직쇄 구조 및 분지 구조를 갖는 것을 들 수 있다.
상기 탄산에스테르의 분자량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 압축기의 밀봉성을 보다 향상시킨다는 점에서, 수 평균 분자량이 200 내지 3,000인 것이 적절하게 사용되고, 수 평균 분자량이 300 내지 2,000인 것이 보다 적절하게 사용된다.
상기 탄산에스테르에 관해서는 일본국 특허 공개 공보 제 92-63893 호에 상세히 기재되어 있는 것을 모두 사용할 수 있다.
상기 ⑥의 폴리에테르 케톤으로는 예컨대 화학식 XXX로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 XXX]
Figure 112006061284988-PAT00027
상기 식에서,
T는 1 내지 8가 알코올 잔기이고,
R66은 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기이고,
R67은 메틸기 또는 에틸기이고,
R68 및 R70은 각각 수소 원자, 탄소수 20 이하의 지방족, 방향족 또는 방향지방족 탄 화수소기이고, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있고,
R69는 탄소수 20 이하의 지방족, 방향족 또는 방향지방족 탄화수소기이고,
s 및 u는 0 내지 30의 수이고,
w는 1 내지 8의 수이고,
x는 0 내지 7의 수이고,
w+x는 1 내지 8을 만족시키고,
v는 0 또는 1이다.
상기 화학식 XXX에 있어서, T는 1 내지 8가 알코올 잔기이고, T를 잔기로 하는 알코올로는 1가 알코올로서, 예컨대 메틸 알코올, 에틸 알콜, 직쇄 또는 분지된 프로필 알코올, 직쇄 또는 분지된 부틸 알코올, 직쇄 또는 분지된 펜틸 알코올, 직쇄 또는 분지된 헥실 알코올, 직쇄 또는 분지된 헵틸 알코올, 직쇄 또는 분지된 옥틸 알코올, 직쇄 또는 분지된 노닐 알코올, 직쇄 또는 분지된 데실 알코올, 직쇄 또는 분지된 운데실 알코올, 직쇄 또는 분지된 도데실 알코올, 직쇄 또는 분지된 트리데실 알코올, 직쇄 또는 분지된 테트라데실 알코올, 직쇄 또는 분지된 펜타데실 알코올, 직쇄 또는 분지된 헥사데실 알코올, 직쇄 또는 분지된 헵타데실 알코올, 직쇄 또는 분지된 옥타데실 알코올, 직쇄 또는 분지된 노나데실 알코올, 직쇄 또는 분지된 에이코실 알코올 등의 지방족 1가 알코올, 페놀, 메틸 페놀, 노닐 페놀, 옥틸 페놀, 나프톨 등의 방향족 알코올, 벤질 알코올, 페닐에틸 알코올 등의 방향지방족 알코올, 및 이들의 부분 에테르화 유도체; 2가 알코올로서, 예컨대 에 틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 네오펜틸렌 글리콜, 테트라메틸렌 글리콜 등의 직쇄 또는 분지된 지방족 알코올, 카테콜, 레소르시놀, 비스페놀 A, 비스페닐디올 등의 방향족 알코올, 및 이들의 부분 에테르화 유도체; 3가 알코올로서, 예컨대 글리세린, 트리메틸올프로판, 트리메틸올에탄, 트리메틸올부탄, 1,3,5-펜탄트리올 등의 직쇄 또는 분지된 지방족 알코올, 피로갈롤, 메틸피로갈롤, 5-2급-부틸피로갈롤 등의 방향족 알코올, 및 이들의 부분 에테르화 유도체; 4가 내지 8가 알코올로서, 예컨대 펜타에리트리톨, 디글리세린, 소르비탄, 트리글리세린, 소르비톨, 디펜타에리트리톨, 테트라글리세린, 펜타글리세린, 헥사글리세린, 트리펜타에리트리톨 등의 지방족 알코올, 및 이들의 부분 에테르화 유도체를 들 수 있다.
또한, 상기 화학식 XXX에 있어서, R66으로 나타내어지는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌기는 직쇄상 또는 분지상일 수 있고, 구체예로는 에틸렌기, 프로필렌기, 에틸에틸렌기, 1,1-디메틸에틸렌기, 1,2-디메틸에틸렌기 등을 들 수 있다. 또한, R68 내지 R70으로 나타내어지는 탄소수 20 이하의 지방족, 방향족 또는 방향지방족 탄화수소기로는 예컨대 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헵틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 운데실기, 라우릴기, 미리스틸기, 팔미틸기, 스테아릴기 등의 직쇄 알킬기; 이소프로필기, 이소부틸기, 이소아밀기, 2-에틸헥실기, 이소스테아릴기, 2-헵틸운데실기 등의 분지쇄 알킬기; 페닐기, 메틸페닐기 등의 아릴기; 및 벤질기 등의 아릴알킬기 등을 들 수 있다.
상기 화학식 XXX에 있어서, s 및 u는 0 내지 30의 수를 나타내고, s 및 u가 30을 초과하면 분자내에서의 에테르기의 기여가 증가하고, 냉매와의 상용성, 전기 절연성, 흡습성 면에서 바람직하지 못하다. 또한, w는 1 내지 8의 수이고, x는 0 내지 7의 수이고, w+x는 1 내지 8의 관계를 만족하고, 이들 수는 평균치를 나타내고, 정수로 한정되지 않는다. v는 0 또는 1이다. 또한, s×w개의 R66은 각각 동일하거나 상이할 수 있고, u×w개의 R67은 각각 동일하거나 상이할 수 있다. W가 2 이상인 경우 W개의 s, u, v, R68 및 R69는 각각 동일하거나 상이할 수 있고, 또한 x가 2 이상인 경우, x개의 R70은 각각 동일하거나 상이할 수 있다.
상기 화학식 XXX로 표시되는 폴리에테르케톤을 제조하는 방법으로는 공지된 방법을 사용할 수 있다. 예컨대, 2급의 알킬옥시알코올을 히포클로라이트와 아세트산으로 산화시키는 방법(일본국 특허 공개 공보 제 92-126716 호), 또는 수산화지르코늄과 케톤을 이용하여 산화시키는 방법(일본국 특허 공개 공보 제 91-167149 호)을 이용할 수 있다.
상기 ⑦의 불소화유로는 예컨대 플루오로실리콘유, 퍼플루오로폴리에테르, 알칸과 퍼플루오로알킬 비닐 에테르와의 반응 생성물 등을 들 수 있다. 알칸과 퍼플루오로알킬 비닐 에테르와의 반응 생성물의 예로는 하기 화학식 XXXI로 표시되는 알칸에 하기 화학식 XXXII로 표시되는 퍼플루오로알킬 비닐 에테르를 반응시켜 수득되는 하기 화학식 XXXIII로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 XXXI]
CnH2n +2
[화학식 XXXII]
CF2=CFOCmF2m +1
[화학식 XXXIII]
CnH(2n+2-y)(CF2-CFHOCmF2m +1)y
상기 식에서,
n은 6 내지 20의 정수이고,
m은 1 내지 4의 정수이고,
y는 1 내지 4의 정수이다.
상기 화학식 XXXI로 표시되는 알칸은 직쇄상, 분지쇄상 또는 고리상일 수 있고, 그 구체예로는 n-옥탄, n-데칸, n-도데칸, 시클로옥탄, 시클로도데칸, 2,2,4-트리메틸펜탄 등을 들 수 있고, 한편 화학식 XXXII로 표시되는 퍼플루오로알킬비닐에테르의 구체예로는 퍼플루오로메틸 비닐 에테르, 퍼플루오로에틸 비닐 에테르, 퍼플루오로-n-프로필 비닐 에테르, 퍼플루오로-n-부틸 비닐 에테르 등을 들 수 있다.
다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
실시예
[실시예 I-1, 비교예 I-1, I-2 및 참고예 I-1]
기재유로서 폴리비닐에틸에테르(a)/폴리이소부틸에테르(b) 랜덤 공중합체(a 단위/b단위=9/1, 동점도 68㎟/s(40℃), 수 평균 분자량 720)을 사용하고, 그 기재유에 표 I-1에 나타낸 첨가제를 조성물의 총량을 기준으로 표 I-1에 나타낸 비율로 배합하여, 냉동기유 조성물을 제조하였다. 상기 조성물에 대해, 하기 방식으로 극압 영역에 있어서의 윤활 성능(이하, "극압 성능"이라 함) 및 유성 영역에 있어서의 윤활 성능(이하, "유성 성능"이라 함)을 평가하였다. 그 결과를 표 I-1에 나타낸다. 또한, "실시예 I-1"에 대해서는, 편의상 표에 "실시예 1"이라 표현하고 있다. 비교예 및 참고예에 관해서도 마찬가지다.
[극압 성능]
시험기 : 팔렉스(Falex) 마모 시험기
재료 : 블록/핀 = A390(알루미늄재)/AISI-3135(강재)
오일 온도 : 실온
하중 : 1,000lbs(4,450N)
회전수 : 290 rpm
실험 시간 : 30 분
분위기 : R134a(취입식)
평가 항목 : 블록의 마모폭(㎜)
시험법 : ASTM D2670-94
[유성 성능]
시험기 : 밀봉식 블록-온-링 시험기
재료 : 블록/링 = A4032(알루미늄재)/FC250(주철)
오일 온도 : 70℃
하중 : 10 ㎏(100N)
회전수 : 300 rpm
실험 시간 : 30 분
분위기 : R134a 봉입(0.6 ㎫)
평가 항목 : 블록의 마모폭(㎜)
시험법 : 문헌[Proceedings of the 1998 International Refrigeration Conference at Purdue, (1998), P.379] 참조
[표 I-1]
Figure 112006061284988-PAT00028
표 1로부터, 본 발명의 냉동기유 조성물은 극성 성능 및 유성 성능에 있어서 2종류의 첨가제의 상승 효과가 있는 것을 알 수 있다.
[제 2 발명]
이하에서, 제 2 발명에 대해 간단히 「본 발명」이라 칭한다.
이하에, 본 발명에 관해서 상세히 설명한다.
본 발명의 냉동기유 조성물에 있어서 기재유로서 광유 및/또는 합성유가 이용된다. 이 광유 및 합성유에 관해서는, 일반적으로 냉동기유의 기재유로서 이용되고 있는 것이면 특별한 제한은 없지만, 40℃에서의 동점도가 2 내지 500㎟/s, 특히 5 내지 200㎟/s, 특히 10 내지 100㎟/s인 것이 적절하다. 또한, 이 기재유의 저온 유동성의 지표인 유동점에 관해서는 -10℃ 이하인 것이 바람직하다.
이러한 광유 및 합성유는 각종의 것이 있고, 용도 등에 따라 적절히 선택될 수 있다. 광유로는, 예컨대 파라핀계 광유, 나프텐계 광유, 중간기계 광유 등을 들 수 있고, 합성유로는 산소 함유 합성유 및 탄화 수소계 합성유 등을 들 수 있다.
합성유 중에 산소 함유 합성유로는, 분자 중에 에테르기, 케톤기, 에스테르기, 카보네이트기, 히드록실기 등을 함유하는 합성유, 또한 이들 기와 함께 헤테로 원자(S, P, F, Cl, Si, N 등)를 함유하는 합성유를 들 수 있고, 구체적으로는 ①폴리비닐 에테르, ②폴리올 에스테르, ③폴리알킬렌 글리콜, ④폴리에스테르, ⑤카보네이트 유도체, ⑥폴리에테르 케톤, ⑦불소화유 등이며, 그 내용에 관해서는 제 1 발명에서 상세히 설명한 바와 같다.
탄화수소계 합성유로는, 예컨대 폴리-α-올레핀 등의 올레핀계 중합물, 알킬벤젠, 알킬나프탈렌 등을 들 수 있다.
본 발명의 냉동기유 조성물에 있어서는, 기재유로서 상기 광유를 1종으로 사 용하거나 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있고, 또한 상기 합성유를 1종으로 사용하거나 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있고, 또는 광유 1종 이상과 합성유 1종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 합성유가 광유보다 바람직하지만, 특히 산소 함유 합성유가 R134a 등의 플론 냉매와의 상용성이 좋고, 또한 윤활 성능이 뛰어나 적절하다. 그 중에서도, 폴리비닐 에테르, 폴리올 에스테르, 폴리알킬렌 글리콜이 적절하다.
다음으로, 기재유에 배합되는 성분 (a) 내지 (e)에 관해서 설명한다.
성분(a)
성분(a)의 산성 인산 에스테르류로는, 제 1 발명에 있어서 성분(b) 부분에서 상술한 내용이 그대로 적용된다. 또한, 산성 인산 에스테르류의 아민염을 형성시키는 아민류에 관해서도, 제 1 발명에 있어서 성분(b) 부분에서 상술한 내용이 그대로 적용된다.
성분(a)는 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
성분(a)의 배합량은 조성물의 총량을 기준으로 0.001 내지 1중량%이다. 이 배합량이 너무 적으면 본 발명이 목적하는 효과를 충분히 발휘할 수 없고, 너무 많으면 그 양에 비해 효과의 향상을 볼 수 없으며, 또한 기재유에 대한 용해성이 저하된다. 바람직한 배합량은 0.003 내지 0.05중량%이다.
성분(b)
성분(b)의 아세틸렌계 글리콜의 알킬렌옥사이드 부가물에 있어서, 아세틸렌계글리콜로서, 2-부틴-1,4-디올, 3-헥신-2,5-디올, 2,5-디메틸-3-헥실-2,5-디올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올 등을 들 수 있다. 이러한 아세틸렌계 글리콜에 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 등의 알킬렌옥사이드를 부가하여, 40℃에서의 동점도를 10 내지 200㎟/s(바람직하게는 30 내지 100㎜2) 범위로, 히드록실기가를 100 내지 300㎎KOH/g의 범위로 조정한 것을 사용하면 된다.
상기 성분(b)는 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
성분(b)의 배합량은 조성물의 총량을 기준으로 0.01 내지 5중량%이다.
이 배합량이 너무 적으면 본 발명의 목적하는 효과를 충분히 발휘할 수 없고, 너무 많으면 그 양에 비해 효과의 향상을 볼 수 없으며, 또한 기재유에 대한 용해성이 저하된다. 바람직한 배합량은 0.1 내지 2중량%이다.
성분(c)
성분(c)의 지방산의 칼륨염 또는 나트륨염의 지방산으로는, 탄소수가 12 내지 24인 것을 적절히 들 수 있다.
탄소수 12 내지 24의 지방산으로는 직쇄상 또는 분지쇄상일 수 있고, 또한 포화 또는 불포화일 수 있다.
직쇄상의 포화 지방산으로는 구체적으로, 라우르산, 트리데실산, 미리스트산, 펜타데실산, 팔미트산, 마르가르산, 스테아르산, 노나데실산, 아라크산, 베헨산, 리그노세르산 등을 들 수 있다.
직쇄상의 불포화 지방산으로는 구체적으로, 린데르산, 5-라우롤레산, 투두르산, 미리스톨레산, 주마르산, 페트로세르산, 올레산, 엘라이드산, 에이코센산, 에 루크산, 셀라콜레산 등을 들 수 있다.
분지쇄상의 포화 지방산으로는 구체적으로, 각종 메틸운데칸산, 각종 프로필노난산, 각종 메틸도데칸산, 각종 프로필데칸산, 각종 메틸트리데칸산, 각종 메틸테트라데칸산, 각종 메틸펜타데칸산, 각종 에틸테트라데칸산, 각종 메틸헥사데칸산, 각종 프로필테트라데칸산, 각종 에틸헥사데칸산, 각종 메틸헵타데칸산, 각종 부틸테트라데칸산, 각종 메틸옥타데칸산, 각종 에틸옥타데칸산, 각종 메틸노나데칸산, 각종에틸옥타데칸산, 각종 메틸에이코산산, 각종 프로필옥타데칸산, 각종 부틸옥타데칸산, 각종 메틸도코산산, 각종 펜틸옥타데칸산, 각종 메틸트리코산산, 각종 에틸도코산산, 각종 프로필헥사에이코산산, 각종 헥실옥타데칸산, 4,4-디메틸데칸산, 2-에틸-3-메틸노난산, 2,2-디메틸-4-에틸옥탄산, 2-프로필-3-메틸노난산, 2,3-디메틸도데칸산, 2-부틸-3-메틸노난산, 3,7,11-트리메틸도데칸산, 4,4-디메틸테트라데칸산, 2-부틸-2-펜틸헵탄산, 2,3-디메틸테트라데칸산, 4,8,12-트리메틸트리데칸산, 14,14-디메틸펜타데칸산, 3-메틸-2-헵틸노난산, 2,2-디펜틸헵탄산, 2,2-디메틸헥사데칸산, 2-옥틸-3-메틸노난산, 2,3-디메틸헵타데칸산, 2,4-디메틸옥타데칸산, 2-부틸-2-헵틸노난산, 20,20-디메틸헨에이코산산 등을 들 수 있다.
분지쇄상의 불포화 지방산으로는, 5-메틸-2-운데센산, 2-메틸-2-도데센산, 5-메틸-2-트리데센산, 2-메틸-9-옥타데센산, 2-에틸-9-옥타데센산, 2-프로필-9-옥타데센산, 2-메틸-2-에이코센산 등을 들 수 있다. 상기 지방산 중에, 스테아르산, 올레인산, 16-메틸헵타데칸산(이소스테아르산) 등이 바람직하다.
상기 성분(c)는 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
성분(c)의 배합량은 조성물의 총량을 기준으로 0.01 내지 5중량%이다. 이 배합량이 너무 적으면 본 발명의 목적하는 효과를 충분히 발휘할 수 없고, 너무 많으면 그 양에 비해 효과의 향상을 볼 수 없고, 또한 기재유에 대한 용해성이 저하된다. 바람직한 배합량은 0.05 내지 2중량%이다.
성분(d)
성분(d)는 하기 화학식 XXXIV로 표시되는 유기산류이다.
화학식 XXXIV
Figure 112006061284988-PAT00029
상기 식에서,
R71은 탄소수 6 내지 30의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 알케닐기이고,
R72는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
m은 1 내지 4의 정수이다.
R71은 탄소수 6 내지 30의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 알케닐기이지만, 그 중에서도 탄소수 10 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 10 내지 20의 알케닐기가 바람직하다. R72는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이지만, 그 중에서도 메틸기가 바람직하다. m은 1 내지 4의 정수이지만, 그 중에서도 1이 바람직하다. 이 유기산류중 바 람직한 구체예로서, N-올레오일사르코신, N-스테아로일사르코신, N-팔미토일사르코신, N-미리스토일사르코신, N-라우로일사르코신 등을 들 수 있다. 상기 성분(d)는 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
성분(d)의 배합량은 조성물의 총량을 기준으로 0.01 내지 5중량%이다. 이 배합량이 너무 적으면 본 발명의 목적하는 효과를 충분히 발휘할 수 없고, 너무 많으면 그 양에 비해 효과의 향상을 볼 수 없고, 또한 기재유에 대한 용해성이 저하된다. 바람직한 배합량은 0.05 내지 2중량%이다.
성분(e)
성분(e)의 지방산 아미드의 지방산으로는 탄소수가 12 내지 24인 것을 적절히 들 수 있다. 그 지방산의 구체예로서, 상기 성분(c)와 동일한 것을 들 수 있다. 상기 성분(e)는 1종 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
성분(e)의 배합량은 조성물의 총량을 기준으로 0.01 내지 5중량%이다. 이 배합량이 너무 적으면 본 발명의 목적하는 효과를 충분히 발휘할 수 없고, 너무 많으면 그 양에 비해 효과의 향상을 볼 수 없고, 또한 기재유에 대한 용해성이 저하된다. 바람직한 배합량은 0.1 내지 2중량%이다.
본 발명의 냉동기유 조성물에는 필요에 따라 공지된 각종 첨가제, 예컨대 트리크레실포스페이트 등의 극압제; 페놀계 또는 아민계의 산화 방지제; 또한 페닐 글리시딜 에테르, 시클로헥센 옥사이드, 에폭시화 대두유 등의 엑폭시 화합물 등의 산포착제; 벤조트리아졸, 벤조트리아졸 유도체 등의 구리 불활성화제; 실리콘유, 플루오로실리콘유 등의 소포제 등을 적절히 배합할 수 있다.
본 발명의 냉동기유 조성물이 적용되는 냉동기에 이용되는 냉매로는 하이드로플루오로카본계, 플루오로카본계, 하이드로카본계, 에테르계, 이산화탄소계 또는 암모니아계 냉매가 이용되지만, 이들 중에 하이드로플루오로카본계 냉매가 바람직하다. 이 하이드로플루오로카본계 냉매로는 예컨대 1,1,1,2-테트라플루오로에탄(R134a), 디플루오로메탄(R32), 펜타플루오로에탄(R125) 및 1,1,1-트리플루오로에탄(R143a)이 바람직하고, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합해서 사용할 수 있다. 상기 하이드로플루오로카본은 오존층을 파괴할 우려가 없어, 압축 냉동기용 냉매로서 바람직하다. 또한, 혼합 냉매의 예로는, R32와 R125와 R134a와의 중량비가 23:25:52인 혼합물(이하, "R407C"이라 칭함), 중량비가 25:15:60인 혼합물, R32와 R125와의 중량비가 50:50인 혼합물(이하, "R410A"라 칭함), R32와 R125와의 중량비가 45:55인 혼합물(이하, "R410B"라 칭함), R125와 R143a와 R134a와의 중량비가 44:52:4인 혼합물(이하, "R404A"라 칭함), R125와 R143a와의 중량비가 50:50인 혼합물(이하, "R507"라 칭함) 등을 들 수 있다.
다음으로, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명은 이들 예로 한정되는 것은 아니다.
[실시예 Ⅱ-1 내지 Ⅱ-5, 비교예 Ⅱ-1 및 참고예 Ⅱ-1]
기재유로서, 폴리비닐 에틸 에테르(a)/폴리이소부틸 에테르(b) 랜덤 공중합체(a단위/b단위 = 9/1, 동점도 68㎟/s(40℃), 수 평균 분자량 720]을 사용하여, 그 기재유에 표 Ⅱ-1에 나타낸 첨가제를 조성물의 총량을 기준으로 표 Ⅱ-1에 나타낸 비율로 배합하고, 냉동기유 조성물을 제조하였다. 상기 조성물에 관해서, 하기 방 식으로 극압 영역에 있어서의 윤활 성능(이하, "극압 성능"이라 함), 유성 영역에 있어서의 윤활 성능(이하, "유성 성능"이라 함) 및 부피 저항을 평가하였다. 그 결과를 표 Ⅱ-1에 나타낸다. 한편, "실시예 Ⅱ-1"에 관해서는 편의상 표에 "실시예 1"이라고 표현하고 있다. 비교예 및 참고예에 관해서도 마찬가지다.
[극압 성능]
시험기 : 팔렉스 마모 시험기
재료 : 블록/핀 = A390(알루미늄재)/AISI-3135(강재)
오일 온도 : 실온
하중 : 1,000 lbs(4,450N)
회전수 : 290 rpm
실험 시간 : 30 분
분위기 : R134a(취입식)
평가 항목 : 블록의 마모폭(㎚)
시험법 : ASTM D 2670-94
[유성 성능]
시험기 : 밀봉식 블록-온-링 시험기
재료 : 블록/링 = A4032(알루미늄재)/FC250(주철)
오일 온도 : 70℃
하중 : 10㎏(100N)
회전수 : 300 rpm
실험 시간 : 30 분
분위기 : R134a 봉입(0.6 ㎫)
평가 항목 : 블록의 마모폭(㎜)
시험법 : 문헌[Proceedings of the 1998 International Refrigeration Conference at Purdue, (1998), P.379]참조
[표 Ⅱ-1a]
Figure 112006061284988-PAT00030
[표 Ⅱ-1b]
Figure 112006061284988-PAT00031
표 Ⅱ-1로부터, 본 발명의 냉동기유 조성물이 극압성능 또는 유성 성능이 뛰어나고, 부피 저항도 작음을 알 수 있다.
본 발명에 따라, 우수한 윤활 성능을 갖고, 특히 알루미늄재와 철재와의 마찰 부분에 있어서, 유성 영역과 극압 영역 중 어느 쪽 영역에 있어서도 양호한 마찰 저감 효과를 나타낼 수 있고, 환경 오염을 초래하지 않는 R134a 등의 비염소계 플론 냉매를 이용한 냉동기의 윤활유로서 적절한 냉동기유 조성물이 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명의 냉동기유 조성물은 회전식, 스크롤식, 왕복식 등의 모든 형태의 콤프레서를 갖는 냉동기에 적용될 수 있다.

Claims (7)

  1. 광유, 합성유 및 이들의 혼합물로 이루어진 기재유에, (a) 산성 인산 에스테르류 또는 그의 아민염, (b) 아세틸렌계 글리콜의 알킬렌 옥사이드 부가물, (c) 지방산의 칼륨염 또는 나트륨염, (d) 하기 화학식 XXXIV의 유기산류 및 (e) 지방산 아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 배합하여 이루어진 냉동기유 조성물.
    화학식 XXXIV
    Figure 112006061284988-PAT00032
    상기 식에서,
    R71은 탄소수 6 내지 30의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 알케닐기이고,
    R72는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
    m은 1 내지 4의 정수이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    성분(a)의 배합량이, 조성물의 총량을 기준으로, 0.001 내지 1중량%인 냉동기유 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    성분(b), 성분(c), 성분(d) 및 성분(e)의 배합량이 각각, 조성물의 총량을 기준으로, 0.01 내지 5중량%인 냉동기유 조성물.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    기재유가 산소 함유 합성유인 냉동기유 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    산소 함유 합성유가 폴리비닐 에테르, 폴리올 에스테르 및 폴리알킬렌 글리콜로부터 선택된 것 중 하나 이상인 냉동기유 조성물.
  6. 제 5 항에 있어서,
    폴리비닐 에테르가 하기 화학식 XIX의 구성 단위(A)와 하기 화학식 XX의 구성 단위(B)를 갖는 폴리비닐 에테르 공중합체인 냉동기유 조성물.
    화학식 XIX
    Figure 112006061284988-PAT00033
    화학식 XX
    Figure 112006061284988-PAT00034
    상기 식에서,
    R45는 분자내에 에테르 결합을 갖거나 갖지 않는 탄소수 1 내지 3의 탄화수소기이고,
    R46은 분자내에 에테르 결합을 갖거나 갖지 않는 탄소수 3 내지 20의 탄화수소기이며,
    R45 및 R46은 서로 상이한 탄화수소기이다.
  7. 제 6 항에 있어서,
    구성 단위(A)의 R45가 에틸기이고, 구성 단위(B)의 R46이 이소부틸기인 냉동기유 조성물.
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