KR20070034600A - 알킬 하이드록시 카복실산 보론 에스테르를 함유하는 연료및 윤활 첨가제 - Google Patents

알킬 하이드록시 카복실산 보론 에스테르를 함유하는 연료및 윤활 첨가제 Download PDF

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Abstract

산성 유기 화합물 및 보론 화합물의 반응 산물을 포함하는 조성물이 개시되어 있다. 이 조성물은 윤활제 및 탄화수소 연료용 세제 첨가제로서 유용하다.
보론 화합물, 윤활제, 연료, 탄화수소, 산성 유기 화합물, 붕산, 살리실산, 칼릭사렌

Description

알킬 하이드록시 카복실산 보론 에스테르를 함유하는 연료 및 윤활 첨가제{FUEL AND LUBRICANT ADDITIVE CONTAINING ALKYL HYDROXY CARBOXYLIC ACID BORON ESTERS}
본원은 미연방법(USC) 제35편 §120하에 2004년 7월21일자로 출원된 알킬 하이드록시 카복실산 보론 에스테르를 함유하는 연료 및 윤활 첨가제 표제의 미국임시출원 제60/589,571호의 권리를 주장한다.
본 발명은 연료, 특히 탄화수소 연료, 및 윤활제, 특히 윤활유에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 양호한 윤활성, 세정력 및 녹 보호성을 갖는, 하이드로카빌 살리실산 및 이의 에스테르와 같은 산성 유기 화합물과 붕산과 같은 보론 화합물의 반응 산물인 일종의 항산화 첨가제에 관한 것이다.
금속 세제는 조제 엔진 오일에서 재(ash)의 주요 출처이다. 알칼리토 설포네이트, 페네이트, 및 살리실레이트는 세정력과 알칼리예비력을 제공하기 위해 현대 엔진 오일에서 전형적으로 사용된다. 세제는 가솔린과 디젤 엔진 둘 모두에서 엔진 오일의 필수 성분이다. 연료의 불완전 연소는 탄소 및 니스 침착물은 물론 슬러지 침착물을 야기할 수 있는 검댕을 생산한다. 디젤 연료의 경우, 연료 내 잔여 황은 연소실에서 타서 황-유래 산을 생성한다. 이들 산은 엔진에서 부식 및 부식성 마모 를 일으키고 또한 오일의 변성을 가속시킨다. 중성 및 과염기성(overbased) 세제를 이들 산성 화합물을 중성화하기 위하여 엔진 오일 내로 도입하면 해로운 엔진 침착물의 형성이 억제되고 엔진 수명이 급속히 증가한다.
미국 특허 제5,330,666호는 윤활유 베이스스톡(base stock)과 정해진 식의 하이드로카빌살리실산의 알콕시화된 아민염을 포함하는, 내부 연소 엔진에서 마찰을 감소하기에 유용한 윤활유 조성물을 공개한다.
미국 특허 제5,688,751호는 윤활 점성을 갖는 오일 및 하이드로카빌-치환 하이드록시방향족 카복실산 또는 에스테르, 미치환 아미드, 하이드로카빌-치환 아미드, 암모늄 염, 하이드로카빌아민 염, 또는 이의 일가 금속염의 혼합물을 엔진내 피스톤 침착을 감소시키기에 적당한 양으로 엔진에 공급함으로써 2-스트로크 주기 엔진을 효과적으로 윤활할 수 있음을 공개하고 있다. 엔진에 공급되는 혼합물은 이가 금속을 0.06 중량% 미만으로 함유한다.
미국 특허 제5,854,182호는 마그네슘 알콕사이드 및 붕산을 사용함으로써 지극히 미세한 입자 크기로 균일하게 분산된 마그네슘 보레이트를 갖는 마그네슘 보레이트 과염기성 금속성 세제의 제조를 기술하고 있다. 이 제조는 희석 용매의 존재에서 무수 조건하에 알칼리토금속의 중성 설포네이트를 마그네슘 알콕사이드와 붕산과 반응시키고 이로부터 희석 용매의 일부와 알콜을 제거하기 위해 증류하는 것을 수반한다. 보레이트된 혼합물을 이어서 냉각시키고 여과하여 마그네슘 보레이트된 금속 세제를 회수하는데, 이는 뛰어난 세정 및 분산 성능, 매우 좋은 가수분해 및 산화 안정도, 및 양호한 극압 및 내마모성을 보인다고 한다.
미국 특허 제6,174,842호는 지용성(oil-soluble)이고 실질적으로 반응성 황이 없는 몰리브데늄 화합물로부터 약 50 내지 1000 백만부(ppm)의 몰리브데늄, 약 1,000 내지 20,000 백만부(ppm)의 디아릴아민, 및 약 2,000 내지 40,000 백만부(ppm)의 페네이트를 함유하는 윤활유 조성물을 기술한다. 이러한 성분들의 조합은 윤활유에 대한 향상된 침착 제어와 향상된 산화 제어를 제공한다고 한다.
미국 특허 제6,339,052호는 윤활 점성을 갖는 오일 주 분량; 증류되고 수소화된 캐슈 너트 쉘 액체로부터 유래된 황화된 과염기성 칼슘 페네이트 세제인 성분 A 0.1 내지 20.0 % w/w; 및 캐슈 너트 쉘 액체로부터 유래된 특정 식의 포스포로디티오산의 아민염인 성분 B 0.1 내지 10.0 % w/w를 포함하는 가솔린 및 디젤 내부 연소 엔진용 윤활유 조성물을 기술하고 있다.
2004년 1월29일 출원된 임시출원 일련번호 60/539,590호는 산성 유기 화합물, 보론 화합물, 및 염기성 유기 화합물의 반응 산물을 포함하는 조성물을 기술하고 있다.
본 발명에 따르면, 금속-유리(free) 세제 및 항산화제가 산성 유기 화합물 및 보론 화합물을 반응시킴으로써 제조된다.
보다 구체적으로, 양호한 윤활성, 세정력, 녹 보호성 및 항산화 성질을 지닌 윤활 첨가제는 먼저 살리실산을 바람직하게는 적어도 6개의 탄소 원자를 갖는 올레핀과 알킬화하여 알킬 살리실산을 생성함으로써 제조된다. 이 알킬 살리실산은 붕산과 반응하여 상기 언급된 바의 성질을 갖는 양호한 연료 및 윤활 가용성을 지닌 반응 산물을 생성한다.
바람직하게, 산성 유기 화합물은 알킬 치환 살리실산, 이-치환 살리실산, 지용성 하이드록시 카복실산, 살리실산 칼릭사렌(calixarenes), 황-함유 칼릭사렌, 및 미국 특허 제2,933,520호; 3,038,935호; 3,133,944호; 3,471,537호; 4,828,733호; 6,310,011호; 5,281,346호; 5,336,278호; 5,356,546호; 및 5,458,793호에 기재된 산성 구조물로 구성된 군중에서 선택된다.
보론 화합물은 예컨대, 붕산, 각 알킬기가 1 내지 4개의 탄소 원자를 바람직하게 포함하는 트리알킬 보레이트, 알킬 붕산, 디알킬 붕산, 산화 붕소, 붕산 착물, 사이클로알킬 붕산, 아릴 붕산, 디사이클로알킬 붕산, 디아릴 붕산, 또는 알콕시, 알킬, 및/또는 알킬기들을 갖는 이들의 치환 산물 등일 수 있다.
반응 산물은 패널 코커 시험(panel coker test)을 사용하여 평가하였을 때 오일에 대하여 탁월한 세정력(detergency) 및 세정성(cleanliness)을 제공하며 압력 시차 주사 열량계(PDSC)를 사용하여 평가하였을 때 탁월한 항산화 성능을 제공한다.
보다 구체적으로, 본 발명은 산성 유기 화합물과 보론 화합물의 반응 산물을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
다른 일면에서, 본 발명은
(A) 윤활제, 및
(B) 산성 유기 화합물과 보론 화합물의 적어도 하나의 반응 산물을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
또 다른 일면에서, 본 발명은
(A) 탄화수소 연료, 및
(B) 산성 유기 화합물과 보론 화합물의 적어도 하나의 반응 산물을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
또 다른 일면에서, 본 발명은 산성 유기 화합물과 보론 화합물의 반응 산물을 마찰력을 감소시키는 유효량으로 함유하는 윤활유로 엔진을 작동하는 것으로 이루어지는 내부 연소 엔진에서 마찰력 감소 방법에 관한 것이다.
본 발명은 보론을 포함하는 첨가제를 포함하는 윤활 조성물에 관한 것으로, 이는 내부 연소 엔진 오일에서 향상된 세정력과 산화 안정성을 제공한다. 윤활 조성물은 (a) 다량의 윤활유와 같은 윤활제 및 (b) 소량의 산성 유기 화합물과 보론 화합물의 반응 산물인 첨가제를 포함한다.
산성 유기 화합물
본 발명의 실행에서 사용되는 산성 유기 화합물은 알킬 치환 살리실산, 이-치환 살리실산, 지용성 하이드록시 카복실산, 살리실산 칼릭사렌, 황-함유 칼릭사렌, 및 미국 특허 제2,933,520호; 3,038,935호; 3,133,944호; 3,471,537호; 4,828,733호; 6,310,011호; 5,281,346호; 5,336,278호; 5,356,546호; 및 5,458,793호에 기재된 산성 구조물을 포함하나, 이에 국한되지는 않는다.
본 발명의 실행에서 사용되는 치환 살리실산은 상업적으로 구입가능하거나 또는 예컨대, 미국 특허 제5,023,366호와 같이 업계에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 이들 살리실산은 하기식을 갖는다:
Figure 112007006028861-PCT00001
상기식에서, R1은 바람직하게 1 내지 30 개의 탄소 원자의 하이드로카빌기이고, a는 1 또는 2 정수이다. a가 2일 때, R1기는 독립적으로 선택, 즉 다시 말해 동일하거나 상이할 수 있다.
본원에서 사용되는 바의 "하이드로카빌"이란 용어는 탄화수소는 물론이거니와 실질적인 탄화수소기를 포함한다. "실질적인 탄화수소"란 이의 우세한 탄화수소 성질을 바꾸지 않는 이종원자 치환체를 함유하는 기를 말한다.
하이드로카빌기의 예들은 하기를 포함한다:
(1) 탄화수소 치환체, 즉, 지방족(예, 알킬 또는 알케닐), 지환족(예, 사이클로알킬, 사이클로알케닐) 치환체, 방향족 치환체, 방향족-, 지방족-, 및 지환족-치환 방향족 치환체 등 그리고 고리가 분자의 다른 부분을 통해 완성되는 고리 치환체(즉, 예컨대, 임의 두 개의 지정된 치환체가 함께 지환족 라디칼을 형성할 수 있다);
(2) 치환 탄화수소 치환체, 즉, 본 발명의 맥락에서 치환체의 우세한 탄화수소 성질을 바꾸지 않는 비-탄화수소기를 함유하는 그러한 치환체; 당업자들은 그러 한 기들을 인식할 것이다(예, 할로, 하이드록시, 머캅토, 니트로, 니트로소, 설폭시 등);
(3) 이종원자 치환체, 즉, 본 발명의 맥락에서 우세한 탄화수소 성질을 가지는 한편, 탄소 원자로 달리 구성된 고리 또는 사슬내 존재하는 탄소 이외의 원자를 함유할 치환체(예, 알콕시 또는 알킬티오). 적당한 이종원자는 당업자에게 자명할 것이며, 예컨대, 황, 산소, 질소, 및 피리딜, 퓨릴, 티에닐, 이미다졸릴 등과 같은 치환체를 포함한다. 바람직하게, 기껏해야 약 2개, 보다 바람직하게는 많아야 한 개의 이종 치환체가 하이드로카빌기의 매 10개의 탄소 원자를 위해 존재할 것이다. 가장 바람직하게는, 하이드로카빌기내에 그러한 이종원자 치환체가 없는 즉, 하이드로카빌기가 순수 탄화수소인 것이 가장 바람직하다.
앞서 기술한 식에서, R1은 하이드로카빌이다. R1의 예들은
미치환 페닐;
하나 또는 그 이상의 알킬기, 예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 이들의 이성체 등으로 치환된 페닐;
하나 또는 그 이상의 알콕시기, 예컨대, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시, 헥속시, 헵톡시, 옥톡시, 노녹시, 데콕시, 이들의 이성체 등으로 치환된 페닐;
하나 또는 그 이상의 알킬 아미노 또는 아릴 아미노기로 치환된 페닐;
나프틸 및 알킬 치환 나프틸;
메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 올레일, 노나데실, 에이코실, 헤네이코실, 도코실, 트리코실, 테트라코실, 펜타코실, 트리아콘틸, 이들의 이성체 등을 포함하나 이에 국한되지 않는, 1에서 50개의 탄소 원자를 함유하는 직쇄 또는 측쇄 알킬 또는 알케닐기; 및
사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸, 및 사이클로도데실과 같은 고리형 알킬기를 포함하나 이에 국한되지는 않는다.
이들 살리실산 유도체는 식에서 a가 각각 1 또는 2일 때 일치환되거나 또는 이치환될 수 있는 것으로 이해될 것이다.
살리실산 칼릭사렌, 예컨대 미국 특허 제6,200,936호에 기술된 것들은 본 발명의 산성 화합물로서 사용될 수 있으며, 상기 특허의 기재 내용은 본원에 전체로써 참조 통합된다. 이러한 칼릭사렌은 고리를 형성하기 위해 함께 결합된 화학식(Ia):
Figure 112007006028861-PCT00002
의 m 단위와 화학식(Ib):
Figure 112007006028861-PCT00003
n 단위를 포함하는 고리 화합물을 포함하나 이에 국한되지는 않으며, 상기 식들에서, 각각의 Y는 각 단위에서 동일하거나 상이할 수 있는 이가의 브리징기이며; R0는 H이거나 또는 1 내지 6개의 탄소 원자의 알킬기이며; R5는 H이거나 또는 1 내지 60개의 탄소 원자의 알킬기이며; j는 1 또는 2이며; R3은 수소, 하이드로카빌, 또는 이종-치환된 하이드로카빌기이며; R1은 히드록시이고 R2 및 R4는 독립적으로 수소, 하이드로카빌, 또는 이종-치환된 하이드로카빌이거나, 또는 R2 및 R4가 하이드록실이고 R1이 수소, 하이드로카빌 또는 이종-치환된 하이드로카빌이며; m은 1 내지 8이며; n은 적어도 3이며, 그리고 m + n은 4 내지 20이다.
하나보다 많은 살리실산 단위가 고리 내 존재할 때(즉, m>1), 살리실산 단위(식 (Ia))와 페놀 단위(식 (Ib))는 무작위로 분포하나, 이는 일부 고리에서 연속하여 함께 결합된 여러 개의 살리실산 단위가 있을 수 있는 가능성을 배제하지 않는다.
각각의 Y는 식(CHR6)d에 의해 독립적으로 나타낼 수 있으며, 여기에서 R6은 수소 또는 하이드로카빌이며, d는 적어도 1인 정수이다. 한 양태에서, R6은 1 내지 6개의 탄소 원자를 함유하며, 한 양태에서 이는 메틸이다. 한 양태에서, d는 1 내지 4이다. Y는 분자내 혼입되는 황의 함량이 50 몰%까지 되도록 임의로 단위의 50%까지 (CHR6)d라기 보다는 황일 수 있다. 한 양태에서, 황의 함량은 8과 20 몰% 사이이며, 한 양태에서 화합물은 황이 없다.
편의상, 이들 화합물은 때때로 "살릭사렌(salixarenes)"으로 그리고 이들의 금속염은 "살릭사레이트(salixarates)"로 지칭한다.
한 양태에서, Y는 CH2이며; R1은 하이드록실이며; R2 및 R4는 독립적으로 수소, 하이드로카빌 또는 이종-치환된 하이드로카빌이며; R3은 하이드로카빌이거나 또는 이종-치환된 하이드로카빌이며; R0은 수소이며; R5는 6 내지 50개의 탄소 원자, 바람직하게 6 내지 40개의 탄소 원자, 보다 바람직하게 6 내지 25개의 탄소 원자의 알킬기이며; m + n은 적어도 5, 바람직하게는 적어도 6, 보다 바람직하게는 적어도 8의 값을 가지며, 여기에서 m은 1 또는 2이다. 바람직하게 m은 1이다.
다른 양태에서, R2 및 R4는 수소이며; R3은 하이드로카빌, 바람직하게는 4개보다 큰 탄소 원자, 보다 바람직하게는 9개보다 큰 탄소 원자의 알킬이며; R5는 수소이며; m + n은 6 내지 12이며; 그리고 m은 1 또는 2이다.
칼릭사렌에 대해서는 문헌(Monographs in Supramolecular Chemistry by C. David Gutsche, Series Editor-J. Fraser Stoddart, the Royal Society of Chemistry에 의해 출판, 1989) 참조. 치환체 하이드록실기 또는 기들을 갖는 칼릭사렌은 호모칼릭사렌, 옥사칼릭사렌, 호모옥사칼릭사렌, 및 헤테로칼릭사렌을 포함한다.
황-함유 칼릭사렌, 예컨대, 미국 특허 제 6,268,320호에 기술된 것들도 본 발명의 산 화합물로서 사용될 수 있으며, 상기 특허는 전체로써 본원에 참조 통합된다. 그러한 칼릭사렌은 하기 식(II)에 의해 표현되는 화합물을 포함하나, 이에 국한되지는 않는다:
Figure 112007006028861-PCT00004
상기식에서, Y는 이가 브릿징기이며, 이들 브릿징기들중 적어도 하나는 황 원자이며; R3은 수소 또는 하이드로카빌기이며; R1은 하이드록실이고 R2 및 R4는 독립적으로 수소 또는 하이드로카빌이거나, 또는 R2 및 R4는 하이드록실이고 R1은 수소 또는 하이드로카빌이며; n은 적어도 4의 값을 갖는 수이다.
식(II)에서, Y는 이가 브릿징기이거나 또는 황 원자로서 단 적어도 하나의 Y 기는 황 원자이다. 황 원자가 아닐 때, 이가 브릿징기는 1 내지 18개의 탄소 원자, 바람직한 양태에서는 1 내지 6개의 탄소 원자의 이가 탄화수소기이거나 또는 이가 이종-치환 탄화수소기일 수 있다. 이종원자는 -O-, -NH-, 또는 -S-일 수 있다. n은 적어도 4, 바람직하게는 4 내지 12, 보다 바람직하게는 4 내지 8의 값을 전형적으로 갖는 정수이다. 한 양태에서, Y기의 n-2 내지 n-6는 황 원자이며, 다른 양태에서, Y기의 n-3 내지 n-10은 황 원자이며, 세 번째 양태에서, Y기의 하나는 황 원자이다. 바람직하게 칼릭사렌내 혼입된 황 함량은 5와 50 몰% 사이로서 식(II) 내 Y기의 5 내지 50%가 황 원자이다. 보다 바람직하게, 황 원자의 함량은 8과 20 몰% 사이이다.
한 양태에서, Y가 황 원자가 아닐 때, 이는 식 (CHR6)d에 의해 표현되는 이가기로서, 여기에서 R6은 수소 또는 하이드로카빌기이며, d는 적어도 1인 정수이다. R6은 바람직하게 1 내지 18개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자의 하이드로카빌기이다. 예로써, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 이들의 이성체 등을 포함한다. 바람직하게, d는 1 내지 3, 보다 바람직하게는 1 내지 2이며, 가장 바람직하게 d는 1이다. 상기에서 정의한 바와 같이 "하이드로카빌기"란 이종-치환된 하이드로카빌기를 포함하며, 바람직하게는 이종원자, 전형적으로 -O-, -NH, 또는 -S-가 탄소 원자의 사슬, 예컨대 2 내 지 20개의 탄소의 알콕시-알킬기를 방해하는 것들이다.
R3은 수소 또는 하이드로카빌기이며, 이는 폴리올레핀, 예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 또는 폴리이소부틸렌, 또는 폴리올레핀 공중합체, 예컨대 에틸렌/프로필렌 공중합체로부터 유래될 수 있다. R3의 예들은 도데실 및 옥타데실을 포함한다. 존재한다면, 이종원자는 다시 -O-, -NH, 또는 -S-일 수 있다. 이들 하이드로카빌기는 바람직하게 1 내지 20개의 탄소 원자, 보다 바람직하게 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다.
R1이 하이드록실이고, R2 및 R4가 독립적으로 수소 또는 하이드로카빌이거나, 또는 R2 및 R4가 하이드록실이고, R1이 독립적으로 수소 또는 하이드로카빌이다. 한 양태에서, 식(II)에서 R1은 수소이고, R2 및 R4는 하이드록실이고, R3은 수소 또는 하이드로카빌이며, 칼릭사렌은 레조시나렌(resorcinarene)이다. 하이드로카빌기는 바람직하게 1 내지 24개의 탄소 원자, 보다 바람직하게 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는다. 이종 원자가 존재할 때, 이는 -O-, -NH, 또는 -S-일 수 있다.
한 양태에서, Y는 황 또는 (CR7R8)e로서, 여기에서, R7 및 R8 중 어느 하나는 수소이고 다른 하나는 수소 또는 하이드로카빌이며; R2 및 R4는 독립적으로 수소 또는 하이드로카빌이고, R3은 하이드로카빌이며; n은 6이며, 그리고 e는 적어도 1, 바 람직하게는 1 내지 4, 보다 바람직하게는 1이다. 바람직하게, R2 및 R4는 수소이고 R3은 하이드로카빌, 바람직하게는 4보다 크고, 보다 바람직하게는 9보다 크고, 가장 바람직하게는 12보다 큰 탄소 원자의 하이드로카빌이며; R7 또는 R8 중 하나는 수소이고 다른 하나는 수소 또는 알킬, 바람직하게는 수소이다.
전술한 황-함유 칼릭사렌은 전형적으로 1880 미만의 분자량을 갖는다. 바람직하게, 황-함유 칼릭사렌의 분자량은 460 내지 1870, 보다 바람직하게 460 내지 1800, 가장 바람직하게 460 내지 1750이다.
미국 특허 제2,933,520호; 3,038,935호; 3,133,944호; 3,471,537호; 4,828,733호; 5,281,346호; 5,336,278호; 5,356,546호; 5,458,793호; 및 6,310,011호에 기재된 산들도 본 발명의 산 화합물로서 사용될 수 있으며, 이들 특허에 개시된 내용은 본원에 전체로써 참조 통합된다.
보다 구체적으로, 그러한 산은 하기식의 화합물을 포함하나 이에 국한되지는 않는다:
Figure 112007006028861-PCT00005
상기식에서, R1은 탄화수소 또는 할로겐이며, R2는 탄화수소이며, Ar은 치환 또는 미치환 아릴이다. 이에 유사한 유용한 화합물은 3,5,3',5'-테트라-치환 4,4'-디하이드록시메틸 카복실산, 하기식의 산을 포함한다:
Figure 112007006028861-PCT00006
상기식에서, X 및 X'는 수소, 하이드로카빌, 할로겐으로 구성된 군중에서 독립적으로 선택되며, R은 폴리메틸렌 또는 분지 또는 미분지 알킬렌이며, x는 0 또는 1, 즉, x가 0일 때 R은 비어 있으며 x가 1일 때, R은 존재하며, 그리고 R1은 수소 또는 하이드로카빌이다.
미국 특허 제5,281,346호; 5,336,278호; 5,356,546호; 5,458,793호; 및 6,310,011호에 기술된 산 및 염도 상기와 유사하며 하기식의 것들로서 본 발명의 실행에서 사용될 수 있는 것으로 고려된다:
Figure 112007006028861-PCT00007
상기식에서, R1 및 R2는 수소, 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 하이드 로카빌기, 또는 4 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 3차 알킬 또는 아릴알킬기이며, 단 R1 및 R2 둘 모두는 수소가 될 수 없으며, R3 및 R4는 수소, 하이드로카빌기, 아릴알킬기 및 사이클로알킬기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, x는 0 내지 24이다.
12-하이드록시 스테아르산, 알파 하이드록시 카복실산 등을 포함하나 이에 국한되지 않는 지용성 하이드록시 카복실산도 본 발명의 산성 화합물로서 사용될 수 있다.
보론 화합물
보론 화합물은 예컨대, 각 알킬기가 1 내지 4개의 탄소 원자를 바람직하게 포함하는 트리알킬 보레이트, 알킬 붕산, 디알킬 붕산, 산화 붕소, 붕산 착물, 사이클로알킬 붕산, 아릴 붕산, 디사이클로알킬 붕산, 디아릴 붕산, 또는 알콕시, 알킬, 및/또는 알킬기들을 갖는 이들의 치환 산물 등일 수 있다. 붕산이 선호된다.
보론 화합물과 본 발명의 산성 화합물의 반응은 임의 적당한 방식으로 수행될 수 있다.
한 방법에서, 산성 화합물과 보론 화합물을 나프타 및 극성 용매, 예컨대, 물 및 메탄올을 포함하는 적당한 용매의 존재하여 환류시킨다. 충분한 시간 후 보론 화합물은 녹는다. 특히 증류에 의해 용매의 제거 동안에 점성을 조절할 필요가 있으면 희석 오일을 첨가할 수 있다.
지방족 및 방향족 알코올을 포함하는 알코올 또는 지방족 및 방향족 머캅탄 을 포함하는 머캅탄을 반응 분량에 포함시킬 수 있다. 바람직한 지방족 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올, 옥탄올, 노난올, 데칸올, 운데칸올, 도데칸올, 트리데칸올, 테트라데칸올, 펜타데칸올, 헥사데칸올, 헵타데칸올, 옥타데칸올, 노나데칸올, 에이코산올, 이들의 이성체 등을 포함한다. 바람직한 방향족 알코올은 페놀, 크레솔, 크실레놀 등을 포함한다. 알코올 또는 방향족 페놀 성분을 알콕시 또는 티오알콕시기로 치환할 수 있다. 바람직한 머캅탄은 부틸 머캅탄, 펜틸 머캅탄, 헥실 머캅탄, 헵틸 머캅탄, 옥틸 머캅탄, 노닐 머캅탄, 데실 머캅탄, 운데실 머캅탄, 도데실 머캅탄 등과 티오페놀, 티올크레솔, 티오크실레놀 등을 포함한다.
본 발명의 세제/항산화 첨가제의 정교한 구조는 완전히 이해되지는 않는다. 그러나, C16 알킬 살리실산이 붕산과 반응한 한 바람직한 양태에서, 질량 분광학 분석은 반응 산물의 구조가 하기와 같음을 보여주었다:
Figure 112007006028861-PCT00008
이리하여 당업자들은 상기식으로부터 본 발명의 특정 일면에 대해 하기와 같은 일반화된 구조식이 유도됨을 이해할 수 있을 것이다:
Figure 112007006028861-PCT00009
상기식에서, R1은 바람직하게 하이드로카빌기로서, 바람직하게는 알킬, 바람직하게는 1 내지 50개의 탄소 원자를 갖으며; a는 1 또는 2 정수이며(a가 2일 때, R1기들은 독립적으로 선택, 즉, 이들을 동일하거나 상이할 수 있다); R2는 독립적으로 선택된 하이드로카빌기로서, 바람직하게는 알킬, 바람직하게는 1 내지 50개의 탄소 원자를 가지며; 그리고 R3은 수소이거나 또는 알킬로서 바람직하게는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는다.
명백히, 상기 기술된 바와 같이 대안적 출발 물질의 사용은 본 발명의 범위 내에서 상이하지만 유사한 구조를 유도할 것이다.
본 발명의 첨가제는 많은 상이한 윤활유 및 연료 조성물 내 성분으로 특히 유용하다. 본 첨가제는 천연 및 합성 윤활유 및 이의 혼합물을 포함하는 윤활 점성을 지닌 다양한 오일에 포함할 수 있다. 본 첨가제는 스파크-점화 및 압축-점화 내부 연소 엔진용 크랭크실(crankcase) 윤활유에 포함할 수 있다. 본 조성물은 또한 기체 엔진 윤활제, 터빈 윤활제, 자동 변속액, 기어 윤활제, 압축 윤활제, 금속-작동 윤활제, 유압액 및 기타 윤활유 및 그리스(grease) 조성물에서 사용할 수 있다. 본 첨가제는 또한 모터 연료 조성물에 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물은 오일, 연료 또는 그리스에 약 0.01 내지 약 15 wt% 범위의 농도로 포함될 수 있다.
다른 첨가제의 사용
본 발명의 첨가제는 현재 사용중인 세제의 부분적 대체물로 사용할 수 있다. 또한 연료 및 모터 오일, 예컨대, 세제, 분산제, 항마모제, 극압제, 부식/녹 억제제, 항산화제, 항포말제(anti-foamants), 마찰 변형제, 밀봉 팽윤제(seal swell agents), 항유화제, 점도 지수(Viscosity Index; VI) 향상제, 금속 부동태화제, 및 유동점 강하제에서 전형적으로 발견되는 다른 윤활 첨가제와 조합하여 사용할 수 있다. 유용한 윤활유 조성물 첨가제의 기재내용에 대해서는 미국 특허 제5,498,809호를 참조하며, 이의 기재내용은 전체로써 본원에 참조 통합된다.
분산제의 예들은 폴리이소부틸렌 숙신이미드, 폴리이소부틸렌 숙신에이트 에스테르, 만니치 베이스 에쉬리스(Mannich Base ashless) 분산제 등을 포함한다. 세제의 예들은 설폰산, 카복실산, 알킬 페네이트 및 알킬 살리실산의 중성 및 과염기성 알칼리 및 알카리토금속염을 포함한다.
항산화제의 예들은 알킬화된 디페닐아민, N-알킬화된 페닐렌디아민, 페닐-
Figure 112007006028861-PCT00010
-나프틸아민, 알킬화된 페닐-
Figure 112007006028861-PCT00011
-나프틸아민, 디메틸퀴놀린, 트리메틸디하이드로퀴놀린, 및 이로부터 유래된 올리고 조성물, 힌더드(hindered) 페놀릭, 알킬화된 하이드로퀴논, 하이드록시화된 티오디페닐에테르, 알킬리덴비스페놀, 티오프로피오네이트, 금속성 디티오카바메이트, 1,3,4-디머캅토티아디아졸 및 유도체, 지용성 구리 화합물 등을 포함한다. 하기는 이러한 첨가제의 예로써 Crompton Corporation으로부터 상업적으로 구입가능하다: 그 중에서도 Naugalube
Figure 112007006028861-PCT00012
438, Naugalube 438L, Naugalube 640, Naugalube 635, Naugalube 680, Naugalube AMS, Naugalube APAN, Naugard PANA, Naugalube TMQ, Naugalube 531, Naugalube 431, Naugard
Figure 112007006028861-PCT00013
BHT, Naugalube 403, 및 Naugalube 420.
본 발명의 첨가제와 조합하여 사용하여 있는 항마모 첨가제의 예들은 유기-보레이트, 유기-포스파이트, 유기-포스페이트, 유기 황-함유 화합물, 황화 올레핀, 황화 지방산 유도체(에스테르), 염소화 파라핀, 아연 디알킬티오포스페이트, 아연 디아릴디티오포스페이트, 인황화(phosphosulfurized) 탄화수소 등을 포함한다. 하기는 이러한 첨가제의 예로써 The Lubrizol Corporation으로부터 상업적으로 구입가능하다: 그 중에서도 Lubrizol 611 A, Lubrizol 1095, Lubrizol 1097, Lubrizol 1360, Lubrizol 1395, Lubrizol 5139, 및 Lubrizol 5604.
마찰 변형제의 예들은 지방산 에스테르 및 아미드, 유기 몰리브데늄 화합물, 몰리브데늄 디알킬디티오카바메이트, 몰리브데늄 디알킬디티오포스페이트, 몰리브데늄 디설파이드, 트리-몰리브데늄 클러스터 디알킬디티오카바메이트, 비-황 몰리브데늄 화합물 등을 포함한다. 하기는 이러한 첨가제의 예로써 Asahi Denka Kogyo K.K.로부터 상업적으로 구입가능하다: 그 중에서도 SAKURA-LUBE 100, SAKURA-LUBE 165, SAKURA-LUBE 300, SAKURA-LUBE 31 OG, SAKURA-LUBE 321 , SAKURA-LUBE 474, SAKURA-LUBE 600, SAKURA-LUBE 700. 하기는 또한 그러한 첨가제의 예로써, Akzo Nobel Chemicals GmbH로부터 상업적으로 구입가능하다: 그 중에서도 Ketjen-Ox
77M, Ketjen-Ox 77TS.
항포말제의 예는 폴리실록산 등이다. 녹 억제제의 예들은 폴리옥시알킬렌 폴리올, 벤조트리아졸 유도체 등이다. VI 향상제의 예들은 올레핀 공중합체 및 분산 올레핀 공중합체 등을 포함한다. 유동점 강하제의 예는 폴리메타크릴레이트 등이다.
윤활 조성물
이들 첨가제를 함유할 때 조성물은 첨가제가 이들의 정상적인 수반 기능을 제공하기에 효과적이게 하는 양으로 기재 오일 내로 전형적으로 혼합된다. 이러한 첨가제의 대표적인 유효량은 표 1에 예시되어 있다.
첨가제 바람직한 중량% 더욱 바람직한 중량%
V.I. 향상제 1-12 1-4
부식 억제제 0.01-3 0.01-1.5
산화 억제제 0.01-5 0.01-1.5
분산제 0.1-10 0.1-5
윤활유(lube oil) 유동 향상제 0.01-2 0.01-1.5
세제/녹 억제제 0.01-6 0.01-3
유동점 강하제 0.01-1.5 0.01-0.5
항포말제 0.001-0.1 0.001-0.01
항마모제 0.001-5 0.001-1.5
밀봉 팽윤제 0.1-8 0.1-4
마찰 변형제 0.01-3 0.01-1.5
윤활 기재 오일 나머지 나머지
다른 첨가제를 사용할 때, 이는 비록 필요하지는 않지만 본 발명의 대상 첨가제의 분산물 또는 농축된 용액(상기에서 기술된 농축 함량으로)을 하나 또는 그 이상의 상기 다른 첨가제와 함께(첨가제-패키지로서 여기에서 지칭되는 첨가 혼합물을 구성할 때 상기 농축물) 포함하는 첨가 농축물을 제조하는 것이 바람직할 수 있어서, 여러 개의 첨가제가 윤활유 조성물을 형성하기 위해 기재 오일에 동시에 첨가될 수 있다. 윤활유 내로의 첨가제 농축물의 용해는 용매에 의해 그리고 따뜻한 가열이 수반되는 혼합에 의해 가속될 수 있으나, 이는 필수적이진 않다. 농축물 또는 첨가제-패키지는 첨가제-패키지가 미리 예정된 양의 기재 윤활제와 합해질 때 최종 조제물 내 바람직한 농도를 제공하기에 적절한 양으로 첨가제를 함유하도록 전형적으로 조제될 것이다. 즉, 본 발명의 대상 첨가제는 첨가제의 전형적으로 약 2.5 내지 90 중량%, 바람직하게 15 내지 75 중량%, 보다 바람직하게 25 내지 60 중량%의 총체적 함량으로 활성 성분을 함유하는 첨가제-패키지를 적절한 비율로 나머지는 기재 오일이 되도록 형성하도록 다른 바람직한 첨가제와 함께 적은 함량의 기재 오일 또는 다른 상용가능한 용매에 더해질 수 있다. 최종 조제물은 전형적으로 1 내지 20 중량%의 첨가제-패키지와 나머지로 기재 오일을 사용할 수 있다.
본원에 표현되는 중량 퍼센트 모두(달리 지적되지 않는다면)는 첨가제의 활성 성분(AI) 함량, 및/또는 각 첨가제의 AI 질량과 전체 오일 또는 희석제의 질량의 합계가 될 임의 첨가제-패키지, 또는 조제물의 전체 질량에 기초한다.
일반적으로, 본 발명의 윤활 조성물은 약 0.05 내지 30 중량% 범위 농도로 첨가제를 함유한다. 오일 조성물의 전체 질량에 대해 약 0.1 내지 약 10 중량% 범위의 첨가제 농도 범위가 선호된다. 보다 바람직한 농도는 약 0.2 내지 5 중량%이다. 첨가제의 오일 농축물은 윤활유 점성의 희석 오일 또는 담체 내에서 첨가제 반응 산물의 약 1 내지 약 75 중량%을 함유한다.
일반적으로, 본 발명의 첨가제는 다양한 윤활유 베이스 스톡에 유용하다. 윤활유 베이스 스톡은 100℃에서 약 2 내지 200 cSt, 보다 바람직하게 약 3 내지 약 150 cSt, 및 가장 바람직하게 약 3 내지 약 100 cSt의 동적 점성도를 갖는 천연 또는 합성 윤활유 베이스 스톡 분획이다. 윤활유 베이스 스톡은 천연 윤활유, 합성 윤활유 또는 이의 혼합물로부터 유래될 수 있다. 적절한 윤활유 베이스 스톡은 합성 왁스 및 왁스의 이성체화에 의해 얻어지는 베이스 스톡, 및 조물질(crude)의 방향족 및 극성 성분을 수소화분해(hydrocracking)함에 의해(용매 추출이라기 보다는) 생성되는 수소화분해된 베이스 스톡을 포함한다. 천연 윤활유는 동물성 오일, 예컨대, 라드 오일, 식물성 오일(예, 카놀라 오일, 캐스터 오일, 해바라기 오일), 석유 오일, 미네랄 오일, 및 석탄 또는 셰일(shale)을 포함한다.
많은 합성 윤활제가 당업계에 알려져 있으며, 이들은 본 첨가제를 함유하는 윤활 조성물용 기재 윤활유로서 유용하다. 합성 윤활제에 대한 조사는 출판물[SYNTHETIC LUBRICANTS, R. C. Gunderson 및 A. W. Hart 저술, Reinhold (N. Y., 1962)에 의해 출판, LUBRICATION AND LUBRICANTS, E. R. Braithwaite 편집, Elsevier Publishing Co.(N. Y., 1967)에 의해 출판, 4장, 166-196쪽, "Synthetic Lubricants", 및 SYNTHETIC LUBRICANTS, M. W. Ranney 저술, Noyes Data Corp. (Park Ridge, NJ., 1972)에 의해 출판]에 들어 있다. 이들 출판물은 본 발명의 첨가제와 조합하여 사용할 수 있는 합성 윤활제의 일반적 및 특정 유형 모두를 확인하는 것과 관련하여 현 기술 수준을 확립하기 위해서 본원에 참조 통합된다.
이리하여, 유용한 합성 윤활 기재 오일은 올레핀, 예컨대, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌 및 프로필렌-이소부틸렌 공중합체의 중합화 또는 공중합화로부터 유래된 탄화수소 오일 및 할로탄화수소 오일, 예컨대, 염소화된 폴리부틸렌을 포함한다. 다른 유용한 합성 기재 오일은 알킬 벤젠, 예컨대, 도데실벤젠, 테트라-데실벤젠에 기초한 것들, 및 폴리페닐, 예컨대, 비페닐 및 터페닐에 기초한 것들을 포함한다.
본 윤활 조성물용 기재 오일로서 유용한 합성 오일의 공지된 또 다른 류는 알킬렌 산화물 중합체 및 인터폴리며(interpolymers)에 기초한 것들, 및 이들 중합체의 말단 하이드록시기의 변형에 의해 얻어지는(즉, 하이드록시기의 에스테르화 또는 에테르화에 의해) 그러한 오일이다. 즉, 유용한 기재 오일은 중합화된 에틸렌 산화물 또는 프로필렌 산화물 또는 에틸렌 산화물 및 프로필렌 산화물의 공중합체로부터 얻어진다. 유용한 오일은 중합화된 알킬렌 산화물의 알킬 및 아릴 에테르, 예컨대 메틸폴리이소프로필렌 글리콜 에테르, 폴리에틸렌 글리콜의 디페닐 에테르 및 프로필렌 글리콜의 디에틸 에테르를 포함한다. 또 다른 유용한 일련의 합성 기재 오일은 중합화된 알킬렌 산화물의 말단 하이드록시기의 모노- 또는 폴리카복실산으로의 에스테르화로부터 유래된다. 이들 일련의 예들은 테트라에틸렌 글리콜의 C13 옥소산 디에스테르의 혼합 C3-C8 지방산 에스테르 또는 아세트산 에스테르이다.
또 다른 적절한 계열의 합성 윤활유는 다양한 알코올로의 디카복실산의 에스테르를 포함한다. 합성 오일로서 유용한 에스테르는 또한 C5 내지 C12 모노카복실산 및 폴리올 및 폴리올 에테르로부터 만들어진 것들을 포함한다. 합성 오일로서 유용한 다른 에스테르는 짧거나 중간 사슬 길이 알코올로 에스테르화된 디카복실산과
Figure 112007006028861-PCT00014
-올레핀의 공중합체로부터 만들어진 것들을 포함한다. 하기는 이러한 첨가제의 예로써 Akzo Nobel Chemicals SpA로부터 상업적으로 구입가능하다: 그 중에서도, Ketjenlubes 115, 135,165,1300, 2300, 2700, 305, 445, 502, 522, 및 6300.
실리콘-기재 오일, 예컨대, 폴리알킬-, 폴리아릴-, 폴리알콕시-, 또는 폴리아릴옥시-실록산 및 실리케이트 오일은 또 다른 유용한 계열의 합성 윤활유를 포함한다. 다른 합성 윤활유는 인-함유 산, 중합체성 테트라하이드로퓨란, 폴리
Figure 112007006028861-PCT00015
-올레핀 등을 포함한다.
윤활유는 미정제(unrefined), 정제, 재-정제 오일 또는 이의 혼합물로부터 유래될 수 있다. 미정제 오일은 천연 또는 합성원(예컨대, 석탄, 셰일, 또는 타르 및 비투멘(bitumen))으로부터 추가 정제 또는 처리 없이 바로 얻어진다. 미정제 오일의 예들은 레토르트(retorting) 작동으로부터 바로 얻어지는 셰일 오일, 증류로부터 바로 얻어지는 석유 오일, 또는 에스테르화 공정으로부터 바로 얻어지는 에스테르 오일을 포함하며 이들 각각은 추가 처리없이 사용된다. 정제 오일은 정제 오일이 하나 또는 그 이상의 정제 공정에서 처리되어서 하나 또는 그 이상의 성질을 개선하였다는 점을 제외하고는 미정제 오일과 유사하다. 적절한 정제 기술은 증류, 수소화처리, 밀랍제거, 용매 추출, 산 또는 염기 추출, 여과, 침출(percolation) 등을 포함하며 이들 모두는 당업자에게 잘 알려져 있다. 재-정제 오일은 정제 오일을 얻기 위해 사용되는 것과 유사한 공정으로 정제 오일을 처리함으로써 얻어진다. 이들 재-정제 오일은 또한 재생(reclaimed) 또는 재조작(reprocessed) 오일로도 알려져 있으며 종종 소비된 첨가제의 제거 및 오일 분해 산물용 기술에 의해 추가 조작될 수 있다.
왁스의 수소이성체화로부터 유래된 윤활유 베이스 스톡은 또한 전술한 천연 및/또는 합성 베이스 스톡과 조합하거나 또는 단독으로 사용할 수 있다. 이러한 왁스 이성질체 오일은 수소이성체화 촉매 상에서 천연 또는 합성 왁스 또는 혼합물의 수소이성체화에 의해 생성된다. 천연 왁스는 미네랄 오일의 용매 왁스제거에 의해 회수되는 전형적으로 슬랙 왁스이며; 합성 왁스는 전형적으로 피셔-트롭쉬 공정에 의해 생성되는 왁스이다. 결과 이성질체 산물은 특정 점도 범위를 갖는 다양한 분획을 회수하기 위하여 용매 왁스제거 및 분획화에 전형적으로 처해진다. 왁스 이성질체는 또한 매우 높은 점도 지수, 일반적으로 최소 130의 VI, 바람직하게 최소 135 또는 그 이상을 가지며, 그리고 왁스제거 후 약 -20℃ 또는 이하의 유동점을 갖는 것이 특징적이다.
본 발명의 이점 및 중요 특징은 하기 실시예로부터 더욱 자명해질 것이다.
세정력 성능-패널 코커 시험
크랭크실 오일의 세정력 효율은 패널 코커 시험에서 직사각형 Al-강철 패널 상에서 침착물 형성 경향에 의해 알 수 있다. 이 시험에서, 200 ml의 시험 샘플을 크랭크실에서 취하여 100℃로 가열한다. 6시간의 기간 동안 이 가열된 오일을 Al-강철 패널 상에 아슬아슬하게 튀기고 이의 온도를 310℃에서 유지한다. 시험의 종결 후, 패널 상의 임의 침착물의 무게를 잰다. 세제 첨가제를 결여하는 유사 조성물과 비교하여 침착물 중량의 감소는 향상된 세정력을 가리킨다.
항산화 성능-압력 시차 주사 열량계( PDSC )
PDSC(DuPont 모델-910/1090B)를 조성물의 상대적 항산화 성능 평가를 위해 사용할 수 있다. 이 방법에서, 샘플 보트에서 취한 시험 샘플(10 mg)을 500 psi 산소압력 하에서 분당 10℃의 속도로 100-300℃ 가열한다. 산화 온도의 개시는 항산화 성능의 평가를 위한 기준으로 채택된다. 일반적으로 산화 온도 개시에서의 증가는 항산화 성능의 향상을 나타낸다. J. A. Walker 및 W. Tsang, "Characterization of Lubrication Oils by Differential Scanning Calorimetry", SAE Technical Paper Series, 801383 (Oct. 20-23, 1980) 참조.
실시예 1
살리실산 207 그램을 온도계, 교반기, 및 반응 용기를 덮는 질소원이 설치된 삼구 플라스크에 첨가하였다. 다음 354 그램의 C16 알파 올레핀을 첨가한 뒤 43.5 그램의 메탄 설폰산을 가하였다. 혼합물을 질소 블랭킷 하에서 24 시간 동안 120℃로 가열한 다음 촉매를 제거하였다. 산물은 143 밀리당량의 KOH/그램 산가 및 약 90% 알킬 살리실산 수율을 가졌다.
실시예 2
실시예 1로부터 알킬 살리실산 41 그램을 교반기 및 온도계가 설치된 삼구 플라스크에 가하였다. 그리고나서, 메탄올 30 그램, 물 15 그램, 용매 정제 기재 오일 40 그램, 및 나프타 50 그램을 첨가하였다. 혼합물을 30℃로 가열하고 붕산 15 그램을 추가하였다. 다음 2 시간에 걸쳐서, 혼합물을 215℃로 가열하여 용매를 제거하였다. 결과 산물은 맑고 유체였으며 82.8 밀리당량의 샘플 KOH/그램 산가를 가졌다.
시험:
A) 실시예 2의 산물을 5 wt%의 물질로 처리된 오일의 침착물 형성 경향을 알아보기 위하여 패널 코커 시험에서 평가하였다. 시험 말기에, 침착물 1.2 밀리그램이 발견됨에 반해 첨가물 없이 평가된 SAE 50 기재 오일은 150 밀리그램보다 많은 침착물을 생산하였다.
B) 실시예 1의 알킬 살리실산을 또한 패널 코커 시험에서 평가하였고 이는 191.1 밀리그램의 침착물을 생산하였다.
C) ASTM D-6079를 약 13 ppm 황을 함유하는 저황 디젤 연료에서 윤활 성능을 위해 실시예 1의 산물을 평가하기 위해 사용하였다. 시험은 저황 연료에서 실시예 1의 산 150 ppm에서 행해졌고 412 ㎛ 마모흔경을 초래하였다. 산물의 성능은 탈오일지방산과 유사한데, 이는 415 ㎛의 마모흔을 가졌으며 610 ㎛의 마모흔을 생산하는 비-첨가된(non-additized) 디젤 엔진보다 우수하였다.
D) 실시예 2를 ASTM D665 녹 시험에서 시험하였고 이의 성능을 상업적 칼슘 디노닐 나프탈렌 설포네이트(Nasul 729 King Industry로부터)와 비교하였다. 오일내 0.75%의 처리에서 보론 에스테르는 48 시간을 통과하는 반면에 상업적 설포네이트는 수많은 녹 반점을 가진 채 시험에 실패하였다.
본 발명의 기초가 되는 원리를 벗어나지 않은 채 많은 변화와 변경이 행해질 수 있다는 점에서 본 발명에 제공되는 보호 범위의 이해를 위해서는 부속된 청구의 범위가 기준이 되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. (A) 윤활제, 및
    (B) 산성 유기 화합물과 보론 화합물의 적어도 하나의 반응 산물을 포함하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 산성 유기 화합물이 알킬 치환 살리실산, 이-치환 살리실산, 지용성 하이드록시 카복실산, 살리실산 칼릭사렌, 황-함유 칼릭사렌, 및 하기 구조:
    Figure 112007006028861-PCT00016
    (여기에서, X 및 X'는 수소, 하이드로카빌, 할로겐으로 구성된 군중에서 독립적으로 선택되며, R은 폴리메틸렌 또는 분지 또는 미분지 알킬렌이며, x는 0 또는 1이며, 그리고 R1은 수소 또는 하이드로카빌이다) 또는
    Figure 112007006028861-PCT00017
    (여기에서, R1 및 R2는 수소, 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 하이드로카빌기, 또는 4 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 3차 알킬 또는 아릴알킬기이며, 단 R1 및 R2 둘 모두는 수소가 아니며, R3 및 R4는 수소, 하이드로카빌기, 아릴알킬기 및 사이클로알킬기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, x는 0 내지 24이다)의 산으로 구성된 군으로부터 선택되는 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 보론 화합물이 붕산, 트리알킬 보레이트, 알킬 붕산, 디알킬 붕산, 산화 붕소, 붕산 착물, 사이클로알킬 붕산, 아릴 붕산, 디사이클로알킬 붕산, 디아릴 붕산, 및 알콕시, 알킬, 및/또는 알킬기들을 지닌 이들의 치환 산물로 구성된 군으로부터 선택되는 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 보론 화합물이 붕산인 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 반응 산물이 하기 구조를 갖는 조성물:
    Figure 112007006028861-PCT00018
    상기식에서, R1은 하이드로카빌기이며; a는 1 또는 2 정수이며, a가 2이면 R1기들은 독립적으로 선택되며; R2는 독립적으로 선택되는 하이드로카빌기이며; 그리고 R3은 수소 또는 알킬이다.
  6. 제1항에 있어서, 윤활제가 윤활유인 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 산성 유기 화합물이 알킬 치환 살리실산, 디-치환 살리실산, 지용성 하이드록시 카복실산, 살리실산 칼릭사렌, 황-함유 칼릭사렌, 및 하기 구조:
    Figure 112007006028861-PCT00019
    (여기에서, X 및 X'는 수소, 하이드로카빌, 할로겐으로 구성된 군중에서 독립적으로 선택되며, R은 폴리메틸렌 또는 분지 또는 미분지 알킬렌이며, x는 0 또는 1이며, 그리고 R1은 수소 또는 하이드로카빌이다) 또는
    Figure 112007006028861-PCT00020
    (여기에서, R1 및 R2는 수소, 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 하이드로 카빌기, 또는 4 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 3차 알킬 또는 아릴알킬기이며, 단 R1 및 R2 둘 모두는 수소가 아니며, R3 및 R4는 수소, 하이드로카빌기, 아릴알킬기 및 사이클로알킬기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, x는 0 내지 24이다)의 산으로 구성된 군으로부터 선택되는 조성물.
  8. 제6항에 있어서, 보론 화합물이 붕산, 트리알킬 보레이트, 알킬 붕산, 디알킬 붕산, 산화 붕소, 붕산 착물, 사이클로알킬 붕산, 아릴 붕산, 디사이클로알킬 붕산, 디아릴 붕산, 및 알콕시, 알킬, 및/또는 알킬기들을 지닌 이들의 치환 산물로 구성된 군으로부터 선택되는 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 보론 화합물이 붕산인 조성물.
  10. 제6항에 있어서, 반응 산물이 하기 구조를 갖는 조성물:
    Figure 112007006028861-PCT00021
    상기식에서, R1은 하이드로카빌기이며; a는 1 또는 2 정수이며, a가 2이면 R1기들은 독립적으로 선택되며; R2는 독립적으로 선택되는 하이드로카빌기이며; 그 리고 R3은 수소 또는 알킬이다.
  11. (A) 탄화수소 연료, 및
    (B) 산성 유기 화합물과 보론 화합물의 적어도 하나의 반응 산물을 포함하는 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 산성 유기 화합물이 알킬 치환 살리실산, 이-치환 살리실산, 지용성 하이드록시 카복실산, 살리실산 칼릭사렌, 황-함유 칼릭사렌, 및 하기 구조:
    Figure 112007006028861-PCT00022
    (여기에서, X 및 X'는 수소, 하이드로카빌, 할로겐으로 구성된 군중에서 독립적으로 선택되며, R은 폴리메틸렌 또는 분지 또는 미분지 알킬렌이며, x는 0 또는 1이며, 그리고 R1은 수소 또는 하이드로카빌이다) 또는
    Figure 112007006028861-PCT00023
    (여기에서, R1 및 R2는 수소, 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 하이드로 카빌기, 또는 4 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 3차 알킬 또는 아릴알킬기이며, 단 R1 및 R2 둘 모두는 수소가 아니며, R3 및 R4는 수소, 하이드로카빌기, 아릴알킬기 및 사이클로알킬기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, x는 0 내지 24이다)의 산으로 구성된 군으로부터 선택되는 조성물.
  13. 제11항에 있어서, 보론 화합물이 붕산, 트리알킬 보레이트, 알킬 붕산, 디알킬 붕산, 산화 붕소, 붕산 착물, 사이클로알킬 붕산, 아릴 붕산, 디사이클로알킬 붕산, 디아릴 붕산, 및 알콕시, 알킬, 및/또는 알킬기들을 지닌 이들의 치환 산물로 구성된 군으로부터 선택되는 조성물.
  14. 제13항에 있어서, 보론 화합물이 붕산인 조성물.
  15. 제11항에 있어서, 반응 산물이 하기 구조를 갖는 조성물:
    Figure 112007006028861-PCT00024
    상기식에서, R1은 하이드로카빌기이며; a는 1 또는 2 정수이며, a가 2이면 R1기들은 독립적으로 선택되며; R2는 독립적으로 선택되는 하이드로카빌기이며; 그 리고 R3은 수소 또는 알킬이다.
  16. 산성 유기 화합물과 보론 화합물의 반응 산물을 마찰을 감소시키는 유효량으로 함유하는 윤활유로 엔진을 작동하는 것으로 이루어지는 내부 연소 엔진에서 마찰을 감소시키는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 산성 유기 화합물이 알킬 치환 살리실산, 디-치환 살리실산, 지용성 하이드록시 카복실산, 살리실산 칼릭사렌, 황-함유 칼릭사렌, 및 하기 구조:
    Figure 112007006028861-PCT00025
    (여기에서, X 및 X'는 수소, 하이드로카빌, 할로겐으로 구성된 군중에서 독립적으로 선택되며, R은 폴리메틸렌 또는 분지 또는 미분지 알킬렌이며, x는 0 또는 1이며, 그리고 R1은 수소 또는 하이드로카빌이다) 또는
    Figure 112007006028861-PCT00026
    (여기에서, R1 및 R2는 수소, 1 내지 18개의 탄소 원자를 함유하는 하이드로카빌기, 또는 4 내지 8개의 탄소 원자를 함유하는 3차 알킬 또는 아릴알킬기이며, 단 R1 및 R2 둘 모두는 수소가 아니며, R3 및 R4는 수소, 하이드로카빌기, 아릴알킬기 및 사이클로알킬기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택되며, x는 0 내지 24이다)의 산으로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 보론 화합물이 붕산, 트리알킬 보레이트, 알킬 붕산, 디알킬 붕산, 산화 붕소, 붕산 착물, 사이클로알킬 붕산, 아릴 붕산, 디사이클로알킬 붕산, 디아릴 붕산, 및 알콕시, 알킬, 및/또는 알킬기들을 지닌 이들의 치환 산물로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  19. 제18항에 있어서, 보론 화합물이 붕산인 방법
  20. 제16항에 있어서, 반응 산물이 하기 구조를 갖는 방법:
    Figure 112007006028861-PCT00027
    상기식에서, R1은 하이드로카빌기이며; a는 1 또는 2 정수이며, a가 2이면 R1기들은 독립적으로 선택되며; R2는 독립적으로 선택되는 하이드로카빌기이며; 그리고 R3은 수소 또는 알킬이다.
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