KR20080000599A - 폴리알킬메타크릴레이트 중합체의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 작용 유체의 배기를 개선시키기 위한 폴리알킬메타크릴레이트 중합체의 용도에 관한 것이다.
작용 유체, 폴리알킬메타크릴레이트 중합체, 배기

Description

폴리알킬메타크릴레이트 중합체의 용도{A USE OF A POLYALKYLMETHACRYLATE POLYMER}
본 발명은 폴리알킬메타크릴레이트 중합체의 용도에 관한 것이다.
윤활제는 통상의 작업 온도에서 충분한 점도를 부여하여 가동부(moving part)의 마찰과 마모를 감소시켜야 한다. 윤활 필름이 낮은 점도로 인해 너무 얇으면, 가동부는 적절하게 보호되지 않아 작동 수명이 감소될 수 있다. 최대 작업 온도에서의 극히 낮은 점도는 고착(seizure)/용접으로 인해 높은 비율로 마모 또는 장비 고장을 일으킬 수 있다. 유압 액체는 내부 펌프의 재순환 또는 누수를 최소화하기 위해 작업 온도에서 충분한 점도를 제공하여야 한다. 유압 유체의 점도가 바람직하지 않은 수준으로 떨어지면, 펌프 효율은 비허용적인 수준으로 떨어질 것이다. 펌프 효율이 나쁘면 필요한 것보다 더욱 높은 수준의 에너지가 소모된다.
많은 적용분야에서, 최대 유체 점도는 유압 유체나 윤활제의 배기 특성에 의해 제한된다. 유체가 시스템을 통해 이동할 때, 유체는 전형적으로 진탕, 튀김 현상 또는 압력 강하로 인해 일정량의 공기를 포집할 것이다. 시스템은 전형적으로 상기 유체가 포집된 공기 및/또는 열을 방출시키도록 유체를 소정의 시간 동안 정치시키는 오일통을 회전 경로 중에 구비하도록 고안된다. 표준 디자인 규칙은 유 압 유체 저장소를 펌프 유량의 2.5배 크기로 하는 것이다. (Kokernak, R.P., Fluid Power Technology, 1999). 상기 저장소는 가능한 크게 하는 것이 바람직하지만, 큰 저장소는 많은 적용분야(이동 장비 또는 국한된 공간)에서 실용적이지 않으며, 필요한 유체의 부피와 총 비용을 증가시킨다. 개선된 배기 특성을 갖는 유체를 사용하면 더 작은 저장소와 오일 충전량을 사용하게 되므로, 시스템 고안자는 비용을 줄이고/줄이거나 성능을 개선시킬 수 있다. 포집된 공기의 빠른 방출은 유압 유체 및 금속 세공 유체 뿐만 아니라, 엔진, 진동장치, 터빈, 압축기, 변속기 및 롤러 베어링에 사용되는 윤활제에서도 중요하다.
기포는 묽은 유체(물 또는 저점도 등급 오일)에서는 급속히 방출되고 점성 유체(겔 또는 고점도 등급 오일)에서는 더욱 천천히 방출되는 것으로 널리 알려져 있다. 점도 등급은 전형적으로 유체 점도의 다양한 카테고리를 기술하기 위해 사용되며, 요약하면 하기 표 1과 같다.
Figure 112007075066667-PCT00001
장비 제조자 및 지역 작업 그룹에 의해 설정된 다양한 유압 유체 규정들을 하기 표 2에 요약하였다. 덜 점성인 오일은 점도가 더 높은 오일보다 더욱 빨리 공기를 방출시킬 것임을 알 수 있다.
Figure 112007075066667-PCT00002
배기 성능은 전형적으로 ASTM D3427 또는 DIN 51 381 시험 방법에 의해 측정된다. 상기 시험 절차에서는, 180 ml의 유체를 50℃에서 안정화시키고 원래의 점도를 측정한다. 모세관을 통해 7분간 압축 공기의 스트림을 도입시킴으로써 유중 공기형(air-in-oil) 분산액을 제조한다. 유체를 그의 원래 밀도의 0.2% 이내로 복귀시키는데 필요한 시간을 측정하고 배기 시간으로 보고한다.
유체 또는 윤활제의 공기 함량이 너무 많으면, 유체는 접촉 대역에서 불완전한 오일 필름을 형성하거나 시스템 압력을 유지할 수 없게 될 수 있다. 포집된 공기의 수준이 높으면 또한 캐비테이션(cavitation), 부식 및 높은 노이즈 수준이 나타날 것이다. 액체 중에 기포를 압축시키면 마이크로-디젤 효과라고 알려져 있는, 기포 안에서의 증기의 점화를 일으킬 수 있다. 이러한 마이크로 폭발은 유체 손상을 가속화시키고(1000℃ 초과 온도에 도달한다), 금속 부품의 구조적 손상을 유발한다.
또한, 특정한 유체 및 윤활제 첨가제가 배기 성능에 악영향을 미칠 수 있음도 잘 알려져 있다. 발포 경향을 제어하기 위해 사용되는 특정한 첨가제는 배기 시간을 늦추는 것으로 밝혀졌다. 미국 특허 제5,766,513호에는 배기 특성을 손상시키지 않으면서 발포성을 감소시키는데 효과적인 플루오로실리콘 소포제와 폴리아크릴레이트 소포제의 조합이 개시되어 있다. 그러나, 배기 특성의 개선은 미국 특허 제5,766,513호에 따른 조합을 사용하여 달성할 수 없다.
대부분의 유체 또는 윤활제 첨가제는 배기 특성에 대해 임의의 심각한 악영향을 미치지 않으나, 배기 성능을 개선시키는 첨가제는 알려져 있지 않다. 유체가 산화 또는 오염(물, 먼지, 마모 찌꺼기, 금속 가루, 연소 잔류물)으로인해 작용 중에 손상됨에 따라, 배기 특성도 손상되는 것으로 알려져 있다. 새로운 유체의 배기 성능을 개선시키는 유일한 공지된 방법은 점도를 감소시키는 것이다. 사용된 유체는 여과 또는 탈수 기술에 의해 원래의 상태로 복구될 수 있다.
선행 기술을 고려한, 본 발명의 목적은 원하는 점도 등급에서 개선된 배기 특성을 갖는 이용가능한 작용 유체를 제조하는 것이다. 또한, 양호한 저온 특성을 갖는 작용 유체를 제공하는 것도 본 발명의 목적이다. 또한, 상기 유체를 간단하고 비용 효율적인 방식으로 제조할 수 있어야 한다. 추가로, 본 발명의 목적은 광범위한 온도 범위에 걸쳐 적용가능한 작용 유체를 공급하는 것이다. 또한, 상기 유체는 고압 적용분야에 적합하여야 한다.
이러한 목적들 및 명시된 것을 아니지만 도입부로부터 용이하게 유추되거나 전개될 수 있는 다른 목적들은 작용 유체의 배기 특성을 개선시키기 위해 폴리알킬메타크릴레이트를 사용함으로써 달성된다. 본 발명에 따른 유체의 적절한 변형은 하기 청구의 범위에 기재되어 있다.
작용 유체의 배기 특성을 개선시키기 위해 폴리알킬메타크릴레이트 중합체를 사용하면 동일한 원하는 점도 등급에서 개선된 배기 속도를 갖는 작용 유체를 제공할 수 있다.
동시에 다수의 다른 이점들도 본 발명에 따른 작용 유체를 통해 달성할 수 있다. 이들 중에는 하기 이점들이 있다.
본 발명의 작용 유체는 개선된 저온 성능과 보다 넓은 온도 작업 범위를 나타낸다.
본 발명의 작용 유체는 비용적으로 바람직하게 제조될 수 있다.
본 발명의 작용 유체는 산화에 대해 양호한 내성을 나타내며, 화학적으로 매우 안정하다.
본 발명의 작용 유체의 점도는 넓은 범위에 걸쳐 조정할 수 있다.
또한, 본 발명의 유체는 고압 적용분야에 적합하다. 본 발명의 작용 유체는 양호한 전단 안정성으로 인해 최소한의 점도 변화를 나타낸다.
본 발명의 유체는 폴리알킬메타크릴레이트 중합체를 포함한다. 알킬메타크릴레이트 단량체를 포함하는 조성물을 중합시켜 수득할 수 있는 이들 중합체는 당분야에 잘 알려져 있다. 바람직하게는, 이들 폴리알킬메타크릴레이트 중합체는 40 중량% 이상, 특히 50 중량% 이상, 더욱 바람직하게는 60 중량% 이상 및 가장 바람직하게는 80 중량% 이상의 메타크릴레이트 반복 단위를 포함한다. 바람직하게는, 이들 폴리알킬메타크릴레이트 중합체는 C9 내지 C24 메타크릴레이트 반복 단위 및 C1 내지 C8 메타크릴레이트 반복 단위를 포함한다.
바람직하게는, 폴리알킬메타크릴레이트 중합체를 수득할 수 있는 조성물은 특히 상이한 알코올 잔기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 말리에이트 및 푸마레이트를 함유한다. 용어 (메트)아크릴레이트는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트 및 이들 둘의 혼합물을 포함한다. 이러한 단량체는 대부분 공지되어 있다. 알킬 잔기는 직쇄, 사이클릭 또는 분지쇄일 수 있다.
바람직한 폴리알킬메타크릴레이트 중합체를 수득하기 위한 혼합물은 단량체 혼합물의 총 중량을 기준으로 0 내지 100 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 90 중량%, 특히 1 내지 80 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 2 내지 20 중량%의, 하나 이상의 하기 화학식 I의 에틸렌계 불포화 에스테르 화합물을 함유한다.
Figure 112007075066667-PCT00003
상기 식에서, R은 수소 또는 메틸이고, R1은 탄소수 1 내지 8의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 잔기이며, R2 및 R3은 독립적으로 수소 또는 화학식 -COOR'의 기이고, R'는 수소 또는 탄소수 1 내지 8의 알킬 기이다.
이들 성분 (a)의 예는, 다른 것들 중에서, 포화 알코올로부터 유래한 (메트)아크릴레이트, 푸마레이트 및 말리에이트, 예를 들어 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 이소프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 3급-부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트 및 헥실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 헵틸 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트; 사이클로펜틸 (메트)아크릴레이트, 3-비닐사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트와 같은 사이클로알킬 (메트)아크릴레이트이다.
또한, 본 발명에 유용한 폴리알킬메타크릴레이트를 제조하기 위한 단량체 조성물은 단량체 혼합물의 총 중량을 기준으로 0 내지 100 중량%, 바람직하게는 10 내지 99 중량%, 특히 20 내지 95 중량% 및 더욱 바람직하게는 30 내지 85 중량%의, 하나 이상의 하기 화학식 II의 에틸렌계 불포화 에스테르 화합물을 함유한다.
Figure 112007075066667-PCT00004
상기 식에서, R은 수소 또는 메틸이고, R4는 탄소수 9 내지 16의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 잔기이며, R5 및 R6은 독립적으로 수소 또는 화학식 -COOR"의 기이고, R"는 수소 또는 탄소수 9 내지 16의 알킬 기이다.
이들 중에는, 포화 알코올로부터 유래한 (메트)아크릴레이트, 푸마레이트 및 말리에이트, 예를 들어 2-3급-부틸헵틸 (메트)아크릴레이트, 3-이소프로필헵틸 (메트)아크릴레이트, 노닐 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트, 운데실 (메트)아크릴레이트, 5-메틸운데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 2-메틸도데실 (메트)아크릴레이트, 트리데실 (메트)아크릴레이트, 5-메틸트리데실 (메트)아크릴레이트, 테트라데실 (메트)아크릴레이트, 펜타데실 (메트)아크릴레이트, 헥사데실 (메트)아크릴레이트; 사이클로알킬 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 보르닐 (메트)아크릴레이트; 및 상응하는 푸마레이트 및 말리에이트가 있다.
더 나아가, 본 발명에 유용한 폴리알킬메타크릴레이트를 제조하기 위한 단량체 조성물은 단량체 혼합물의 총 중량을 기준으로 0 내지 80 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 60 중량%, 특히 1 내지 40 중량% 및 더욱 바람직하게는 2 내지 30 중량%의, 하나 이상의 하기 화학식 III의 에틸렌계 불포화 에스테르 화합물을 함유한다.
상기 식에서, R은 수소 또는 메틸이고, R7은 탄소수 17 내지 40의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 잔기이며, R8 및 R9는 독립적으로 수소 또는 화학식 -COOR"'의 기이고, R"'는 수소 또는 탄소수 17 내지 40의 알킬 기이다.
이들 중에는, 포화 알코올로부터 유래한 (메트)아크릴레이트, 푸마레이트 및 말리에이트, 예를 들어 2-메틸헥사데실 (메트)아크릴레이트, 헵타데실 (메트)아크릴레이트, 5-이소프로필헵타데실 (메트)아크릴레이트, 4-3급-부틸옥타데실 (메트)아크릴레이트, 5-에틸옥타데실 (메트)아크릴레이트, 3-이소프로필옥타데실 (메트)아크릴레이트, 옥타데실 (메트)아크릴레이트, 노나데실 (메트)아크릴레이트, 에이코실 (메트)아크릴레이트, 세틸에이코실 (메트)아크릴레이트, 스테아릴에이코실 (메트)아크릴레이트, 도코실 (메트)아크릴레이트, 및/또는 에이코실테트라트리아콘틸 (메트)아크릴레이트; 사이클로알킬 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 2,4,5-트리-t-부틸-3-비닐사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 2,3,4,5-테트라-t-부틸사이클로헥실 (메트)아크릴레이트가 있다.
장쇄 알코올 잔기를 갖는 에스테르 화합물, 특히 성분 (b) 및 (c)는, 예를 들어 (메트)아크릴레이트 푸마레이트, 말리에이트 및/또는 상응하는 산을 장쇄 지방 알코올과 반응시킴으로써 수득할 수 있으며, 일반적으로 상이한 장쇄 알코올 잔기들을 갖는 (메트)아크릴레이트와 같은 에스테르들의 혼합물이 생성된다.
이러한 지방 알코올은, 특히 옥소 알코올(Oxo Alcohol)
Figure 112007075066667-PCT00006
7911 및 옥소 알코올
Figure 112007075066667-PCT00007
7900, 옥소 알코올
Figure 112007075066667-PCT00008
1100; 알폴(Alfol)
Figure 112007075066667-PCT00009
610 및 알폴
Figure 112007075066667-PCT00010
810; 리알(Lial)
Figure 112007075066667-PCT00011
125 및 나폴(Nafol)
Figure 112007075066667-PCT00012
-타입스(Types)(사솔 올레핀스 앤드 서팩턴트 게 엠베하(Sasol Olefins & Surfactant GmbH)); 알파놀(Alphanol)
Figure 112007075066667-PCT00013
79(ICI); 에팔(Epal)
Figure 112007075066667-PCT00014
610 및 에팔
Figure 112007075066667-PCT00015
810(에틸 코포레이션(에틸 Corporation)); 라인볼(Linevol)
Figure 112007075066667-PCT00016
79, 라인볼
Figure 112007075066667-PCT00017
911 및 네오돌(Neodol)
Figure 112007075066667-PCT00018
25E(쉘 아게(Shell AG)); 데히다드(Dehydad)
Figure 112007075066667-PCT00019
-, 히드레놀(Hydrenol)- 및 로롤(Lorol)
Figure 112007075066667-PCT00020
-타입스(코그니스(Cognis)); 아크로폴(Acropol)
Figure 112007075066667-PCT00021
35 및 엑살(Exxal)
Figure 112007075066667-PCT00022
10(엑손 케미칼 게엠베하(Exxon Chemicals GmbH)); 칼콜(Kalcol)
Figure 112007075066667-PCT00023
2465(카오 케미칼스(Kao Chemicals))를 포함한다.
에틸렌계 불포화 에스테르 화합물중에서, (메트)아크릴레이트는 말리에이트 및 푸마레이트에 비해 특히 바람직하다. 즉, 특히 바람직한 실시태양에서 화학식 I, II 및 III의 R2, R3, R5, R6, R8 및 R9는 수소를 나타낸다.
성분 (d)는 특히 화학식 I, II 및/또는 III의 에틸렌계 불포화 에스테르 화합물과 공중합할 수 있는 에틸렌계 불포화 단량체를 포함한다.
하기 화학식에 상응하는 공단량체가 본 발명에 따른 중합반응에 특히 적합하다:
<화학식>
Figure 112007075066667-PCT00024
상기 식에서, R1* 및 R2*는 독립적으로 수소, 할로겐, CN, 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 1 내지 6, 특히 바람직하게는 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 기(1 내지 (2n+1)개의 할로겐 원자로 치환될 수 있으며, 이때 n은 알킬 기의 탄소수이다)(예를 들어, CF3), 탄소수 2 내지 10, 바람직하게는 2 내지 6, 특히 바람직하게는 2 내지 4의 α,β-불포화 직쇄 또는 분지쇄 알케닐 또는 알키닐 기(1 내지 (2n-1)개의 할로겐 원자, 바람직하게는 염소로 치환될 수 있으며, 이때 n은 알킬 기의 탄소수이다)(예를 들어, CH2=CCl-), 탄소수 3 내지 8의 사이클로알킬 기(1 내지 (2n-1)개의 할로겐 원자, 바람직하게는 염소로 치환될 수 있으며, 이때 n은 사이클로알킬 기의 탄소수이다); C(=Y*)R5*, C(=Y*)NR6*R7*, Y*C(=Y*)R5*, SOR5*, SO2R5*, OSO2R5*, NR8*SO2R5*, PR5* 2, P(=Y*)R5* 2, Y*PR5* 2, Y*P(=Y*)R5 2, NR8* 2(추가의 R8*에 의해 4급화될 수 있음), 아릴, 또는 헤테로아릴 기[이때, Y*는 NR8*, S 또는 O, 바람직하게는 O일 수 있고; R5*는 탄소수 1 내지 20의 알킬 기, 탄소수 1 내지 20의 알킬티오 기, OR15(R15는 수소 또는 알칼리 금속이다), 탄소수 1 내지 20의 알콕시, 아릴옥시 또는 헤테로사이클릴옥시이고; R6* 및 R7*는 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬 기이거나, R6* 및 R7*는 함께 탄소수 2 내지 7, 바람직하게는 2 내지 5의 알킬렌 기를 형성할 수 있고, 여기서 이들은 3 내지 8원, 바람직하게는 3 내지 6원 고리를 형성하며, R8*은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 아릴 기이다]로 이루어진 군으로부터 선택되고;
R3* 및 R4*는 독립적으로 수소, 할로겐(바람직하게는 불소 또는 염소), 탄소수 1 내지 6의 알킬 기 및 COOR9*로 이루어진 군으로부터 선택되고, 이때 R9*은 수소, 알칼리 금속 또는 탄소수 1 내지 40의 알킬 기이거나, 또는 R1* 및 R3*이 함께 1-2n' 할로겐 원자 또는 C1-C4 알킬 기로 치환될 수 있는 일반식 (CH2)n의 기를 형성할 수 있거나, 일반식 C(=O)-Y*-C(=O)의 기를 형성할 수 있고, 여기서 n'는 2 내지 6, 바람직하게는 3 또는 4이고, Y*는 상기 정의된 바와 같으며; 여기서, 잔기 R1*, R2*, R3* 및 R4*중 2개 이상은 수소 또는 할로겐이다.
이들은 특히 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 3-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 3,4-디하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2,5-디메틸-1,6-헥산디올 (메트)아크릴레이트, 1,10-데칸디올 (메트)아크릴레이트;
아미노알킬 (메트)아크릴레이트 및 아미노알킬 (메트)아크릴아미드, 예를 들어 N-(3-디메틸아미노프로필)메타크릴아미드, 3-디에틸아미노펜틸 (메트)아크릴레이트, 3-디부틸아미노헥사데실 (메트)아크릴레이트;
(메트)아크릴산의 니트릴 및 다른 질소-함유 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 N-(메타크릴로일옥시에틸)디이소부틸케트이민, N-(메타크릴로일옥시에틸)디헥사데실케트이민, (메트)아크릴로일아미도아세토니트릴, 2-메타크릴로일옥시에틸메틸시안아미드, 시아노메틸 (메트)아크릴레이트;
아릴 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 벤질 (메트)아크릴레이트 또는 페닐 (메트)아크릴레이트(여기서, 아릴 잔기는 각 경우에 있어서 비치환되거나 4회 이하로 치환될 수 있다);
카르보닐-함유 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 2-카르복시에틸 (메트)아크릴레이트, 카르복시메틸 (메트)아크릴레이트, 옥사졸리디닐에틸 (메트)아크릴레이트, (N-메타크릴로일옥시)포름아미드, 아세토닐 (메트)아크릴레이트, N-메타크릴로일모르핀, N-메타크릴로일-2-피롤리디논, N-(2-메타크릴옥시옥시에틸)-2-피롤리디논, N-(3-메타크릴로일옥시프로필)-2-피롤리디논, N-(2-메타크릴로일옥시펜타데실)-2-피롤리디논, N-(3-메타크릴로일옥시헵타데실-2-피롤리디논;
에테르 알코올의 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 테트라하이드로퍼푸릴 (메트)아크릴레이트, 비닐옥시에톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 메톡시에톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 1-부톡시프로필 (메트)아크릴레이트, 1-메틸-(2-비닐옥시)에틸 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실옥시메틸 (메트)아크릴레이트, 메톡시메톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 벤질옥시메틸 (메트)아크릴레이트, 퍼푸릴 (메트)아크릴레이트, 2-부톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-에톡시에톡시메틸 (메트)아크릴레이트, 2-에톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 에톡실화 (메트)아크릴레이트, 알릴옥시메틸 (메트)아크릴레이트, 1-에톡시부틸 (메트)아크릴레이트, 메톡시메틸 (메트)아크릴 레이트, 1-에톡시에틸 (메트)아크릴레이트, 에톡시메틸 (메트)아크릴레이트;
할로겐화 알코올의 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 2,3-디브로모프로필 (메트)아크릴레이트, 4-브로모페닐 (메트)아크릴레이트, 1,3-디클로로-2-프로필 (메트)아크릴레이트, 2-브로모에틸 (메트)아크릴레이트, 2-요오도에틸 (메트)아크릴레이트, 클로로메틸 (메트)아크릴레이트;
옥시라닐 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 2,3-에폭시부틸 (메트)아크릴레이트, 3,4-에폭시부틸 (메트)아크릴레이트, 10,11-에폭시운데실 (메트)아크릴레이트, 2,3-에폭시사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 옥시라닐 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 10,11-에폭시헥사데실 (메트)아크릴레이트, 글리시딜 (메트)아크릴레이트;
인-, 붕소- 및/또는 규소-함유 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 2-(디메틸포스페이토)프로필 (메트)아크릴레이트, 2-(에틸포스파이토)프로필 (메트)아크릴레이트, 2-디메틸포스피놀메틸 (메트)아크릴레이트, 디메틸포스포노에틸 (메트)아크릴레이트, 디에틸메타크릴로일 포스포노에이트, 디프로필메타크릴로일 포스페이트, 2-(디부틸포스포노)에틸 (메트)아크릴레이트, 2,3-부틸렌메타크릴로일에틸 보레이트, 메틸디에톡시메타크릴로일에톡시실란, 디에틸포스페이토에틸 (메트)아크릴레이트;
황-함유 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 에틸설피닐에틸 (메트)아크릴레이트, 4-티오시아네이토부틸 (메트)아크릴레이트, 에틸설포닐에틸 (메트)아크릴레이트, 티오시아네이토메틸 (메트)아크릴레이트, 메틸설피닐메틸 (메트)아크릴레이트, 비스(메타크릴로일옥시에틸) 설피드;
헤테로사이클릭 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 2-(1-이미다졸릴)에틸 (메트)아크릴레이트, 2-(4-모르폴리닐)에틸 (메트)아크릴레이트 및 1-(2-메타크릴로일옥시에틸)-2-피롤리돈;
비닐 할라이드, 예를 들어 비닐 클로라이드, 비닐 플루오라이드, 비닐리덴 클로라이드 및 비닐리덴 플루오라이드;
비닐 에스테르, 예를 들어 비닐 아세테이트;
방향족 기를 함유하는 비닐 단량체, 예를 들어 스티렌, 측쇄 상에 알킬 치환기를 갖는 치환된 스티렌, 예를 들어 α-메틸스티렌 및 α-에틸스티렌, 고리상에 알킬 치환기를 갖는 치환된 스티렌, 예를 들어 비닐톨루엔 및 p-메틸스티렌, 할로겐화 스티렌, 예를 들어 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 트리브로모스티렌 및 테트라브로모스티렌;
헤테로사이클릭 비닐 화합물, 예를 들어 2-비닐피리딘, 3-비닐피리딘, 2-메틸-5-비닐피리딘, 3-에틸-4-비닐피리딘, 2,3-디메틸-5-비닐피리딘, 비닐피리미딘, 비닐피페리딘, 9-비닐카르바졸, 3-비닐카르바졸, 4-비닐카르바졸, 1-비닐이미다졸, 2-메틸-1-비닐이미다졸, N-비닐피롤리돈, 2-비닐피롤리돈, N-비닐피롤리딘, 3-비닐피롤리딘, N-비닐카프로락탐, N-비닐부티로락탐, 비닐옥솔란, 비닐푸란, 비닐티오펜, 비닐티올란, 비닐티아졸 및 수소화 비닐티아졸, 비닐옥사졸 및 수소화 비닐옥사졸;
비닐 및 이소프레닐 에테르;
말레산 유도체, 예를 들어 말레산 무수물, 메틸말레산 무수물, 말레인이미 드, 메틸말레인이미드;
푸마르산 및 푸마르산 유도체, 예를 들어 푸마르산의 모노- 및 디에스테르를 포함한다.
분산성 작용기를 갖는 단량체도 또한 공단량체로서 사용될 수 있다. 이러한 단량체는 당분야에 잘 알려져 있으며 통상적으로 산소 및/또는 질소와 같은 헤테로 원자를 함유한다. 예를 들어, 전술한 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 아미노알킬 (메트)아크릴레이트 및 아미노알킬 (메트)아크릴아미드, 에테르 알코올의 (메트)아크릴레이트, 헤테로사이클릭 (메트)아크릴레이트 및 헤테로사이클릭 비닐 화합물이 분산성 공단량체로서 고려되고 있다.
특히 바람직한 혼합물은 메틸 메타크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트 및/또는 스테아릴 메타크릴레이트를 함유한다.
화합물은 개별적으로 또는 혼합물로서 사용될 수 있다.
알킬(메트)아크릴레이트 중합체의 분자량은 중요하지 않다. 통상적으로 알킬(메트)아크릴레이트 중합체는 300 내지 1,000,000 g/mol 범위, 바람직하게는 10000 내지 200,000 g/mol의 범위 및 특히 바람직하게는 25000 내지 100,000 g/mol의 범위의 분자량을 갖지만, 이들로 제한되지 않는다. 이들 수치는 다분산성 중합체의 중량 평균 분자량을 지칭한다.
이하에 의해 제한을 가하려는 의도 없이, 알킬(메트)아크릴레이트 중합체는 1 내지 15, 바람직하게는 1.1 내지 10, 특히 바람직하게는 1.2 내지 5 범위의 다분 산도(중량 평균 분자량 대 수 평균 분자량의 비 Mw/Mn로 나타냄)를 나타낸다.
전술한 단량체 혼합물은 임의의 공지된 방법에 의해 중합될 수 있다. 통상적인 라디칼 개시제를 사용하여 정형적인 라디칼 중합반응을 수행할 수 있다. 이러한 개시제는 당분야에 잘 알려져 있다. 이러한 라디칼 개시제의 예는 아조 개시제, 예를 들어 2,2'-아조디이소부티로니트릴(AIBN), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴) 및 1,1-아조비스사이클로헥산 카르보니트릴; 퍼옥사이드 화합물, 예를 들어 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 아세틸 아세톤 퍼옥사이드, 디라우릴 퍼옥사이드, 3급-부틸 퍼-2-에틸 헥사노에이트, 케톤 퍼옥사이드, 메틸 이소부틸 케톤 퍼옥사이드, 사이클로헥사논 퍼옥사이드, 디벤조일 퍼옥사이드, 3급-부틸 퍼벤조에이트, 3급-부틸 퍼옥시 이소프로필 카르보네이트, 2,5-비스(2-에틸헥사노일-퍼옥시)-2,5-디메틸헥산, 3급-부틸 퍼옥시 2-에틸 헥사노에이트, 3급-부틸 퍼옥시-3,5,5-트리메틸 헥사노에이트, 디쿠멘 퍼옥사이드, 1,1-비스(3급-부틸 퍼옥시) 사이클로헥산, 1,1-비스(3급-부틸 퍼옥시) 3,3,5-트리메틸 사이클로헥산, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드 및 3급-부틸 하이드로퍼옥사이드이다.
저분자량 폴리(메트)아크릴레이트는 쇄 전달제를 사용하여 수득할 수 있다. 이러한 기술은 보편적으로 공지되어 있고 중합체 산업에서 실시되고 있으며 문헌[Odian, Principles of Polymerization, 1991]에 기재되어 있다. 쇄 전달제의 예는 황 함유 화합물, 예를 들어 티올, 예를 들어 n- 및 t-도데칸티올, 2-머캅토에탄올 및 머캅토 카르복실산 에스테르, 예를 들어 메틸-3-머캅토프로피오네이트이 다. 바람직한 쇄 전달제는 20개 이하, 특히 15개 이하, 및 더욱 바람직하게는 12개 이하의 탄소 원자를 포함한다. 또한, 쇄 전달제는 1개 이상, 특히 2개 이상의 산소 원자를 함유할 수 있다.
또한, 저분자량 폴리(메트)아크릴레이트는 전이금속 착체, 예를 들어 저 스핀(low spin) 코발트 착체를 사용하여 수득할 수 있다. 이러한 기술은 잘 알려져 있으며 예를 들어 USSR 특허 940,487-A 및 문헌[Heuts, et al., Macromolecules 1999, pp 2511-2519 and 3907-3912]에 기재되어 있다.
나아가, ATRP(원자 전달 라디칼 중합반응) 및/또는 RAFT(가역적 부가 단편화 쇄 전달)과 같은 새로운 중합 기술들을 사용하여 유용한 폴리(메트)아크릴레이트를 수득할 수 있다. 이들 방법들은 잘 공지되어 있다. ATRP 반응 방법은, 예를 들어 문헌[J-S. Wang, et al., J. Am. Chem. Soc., Vol. 117, pp. 5614-5615 (1995)] 및 문헌[Matyjaszewski, Macromolecules, Vol. 28, pp. 7901-7910 (1995)]에 기재되어 있다. 더구나, 특허 출원 제WO 96/30421호, 제WO 97/47661호, 제WO 97/18247호, 제WO 98/40415호 및 제WO 99/10387호는 상기 설명한 ATRP의 변형방법들을 개시하고 있으며, 이들은 명백히 개시 목적으로 참조된다. RAFT 방법은 예를 들어 제WO 98/01478호에 광범위하게 제시되어 있으며, 이는 명백히 개시 목적으로 참조된다.
중합반응은 정상압, 감압 또는 승압에서 수행될수 있다. 중합반응 온도도 또한 중요하지 않다. 그러나, 일반적으로 -20 내지 200℃, 바람직하게는 0 내지 130℃, 특히 바람직하게는 60 내지 120℃의 범위이며, 이들로 제한되지 않는다.
중합반응은 용매의 존재 또는 부재하에 수행될 수 있다. 용매란 용어는 본 원에서 광범위하게 이해되어야 한다.
작용 유체는 작용 유체의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 50 중량%, 특히 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 5 내지 20 중량5의 하나 이상의 폴리알킬메타크릴레이트 중합체를 포함할 수 있다.
본 발명의 작용 유체는 베이스스톡(base stock)을 포함할 수 있다. 이러한 베이스스톡은 광유 및/또는 합성유를 포함할 수 있다.
광유는 실질적으로 공지되어 있으며 시판되고 있다. 이들은 일반적으로 석유 또는 원유로부터 증류 및/또는 정련 및 선택적으로 추가의 정제 및 가공 방법에 의해 수득되며, 특히 원유 또는 석유의 고비점 분획물이 광유에 포함된다. 일반적으로, 광유의 비점은 5000Pa에서 200℃보다 높고, 바람지하게는 300℃보다 높다. 혈암유의 저온 증류, 무연탄의 코킹(coking), 공기를 제외한 환경에서의 갈탄의 증류 및 무연탄 또는 갈탄의 수소화에 의한 제조물도 가능하다. 소량의 광유가 또한 식물 기원의 원료(예를 들어, 호호바 오일, 평지씨(캐놀라) 오일, 해바라기 오일, 대두 오일)로부터 제조되거나 동물 기원(예를 들어, 우지 또는 우족유)의 원료로부터 제조될 수 있다. 따라서, 광유는 각각의 기원에 따라 상이한 양의 방향족, 사이클릭, 분지쇄 및 직쇄 탄화수소를 나타낸다.
일반적으로, 원유 또는 광유에서 파라핀-기재, 나프텐계 및 방향족 분획들을 분리하며, 여기서 파라핀-기재 분획이란 장쇄 또는 고도 분지쇄 이소알칸류를 나타내고, 나프텐계 분획이란 사이클로알칸류를 나타낸다. 게다가, 광유는 기원 및 가공에 따라 각각 n-알칸류, 낮은 분지도를 갖는 이소알칸류, 소위 모노메틸-분지된 파라핀, 및 극성이 부여된 헤테로원자, 특히 O, N 및/또는 S를 갖는 화합물의 상이한 분획들을 나타낸다. 그러나, 개개의 알칸 분자는 장쇄 분지된 사이클로알칸 잔기 및 방향족 성분을 둘다 가질 수 있기 때문에 속성들은 다르다. 본 발명의 목적에서, DIN 51 378에 따라 등급화할 수 있다. 극성 성분은 또한 ASTM D2007에 따라 결정할 수 있다.
바람직한 광유에서 n-알칸의 분획은 3 중량% 미만이고, O, N 및/또는 S-함유 화합물의 분획은 6 중량% 미만이다. 방향족 화합물 및 모노메틸-분지된 파라핀의 분획은 일반적으로 각각 0 내지 40 중량% 범위이다. 흥미로운 태양에서, 광유는 주로 나프텐계 및 파라핀-기재 알칸류를 포함하며, 이들은 일반적으로 13개 초과, 바람직하게는 18개 초과 및 특히 바람직하게는 20개 초과의 탄소 원자들을 갖는다. 이들 화합물의 분획은 일반적으로 60 중량% 이상, 바람직하게는 80 중량% 이상이지만, 이들로 제한되지 않는다. 바람직한 광유는 광유의 총 중량을 기준으로 각각 0.5 내지 30 중량%의 방향족 성분, 15 내지 40 중량%의 나프텐계 성분, 35 내지 80 중량%의 파라핀-기재 성분, 3 중량% 이하의 n-알칸 및 0.05 내지 5 중량%의 극성 성분을 포함한다.
우레아 탈왁스화 및 실리카겔상의 액체 크로마토그래피와 같은 전통적인 방법에 의해 특히 바람직한 광유를 분석한 결과는, 예를 들어 하기 성분들을 보여준다(여기서 백분율은 당해 광유의 총 중량을 기준으로 한다):
탄소수 약 18 내지 31의 n-알칸: 0.7-1.0%,
탄소수 18 내지 31의 저 분지쇄 알칸: 1.0-8.0%,
탄소수 14 내지 32의 방향족 화합물: 0.4-10.7%,
탄소수 20 내지 32의 이소- 및 사이클로알칸: 60.7-82.4%,
극성 화합물: 0.1-0.8%,
나머지: 6.9-19.4%.
광유 분석과 관련된 유의한 참고사항 및 다른 조성을 갖는 광유 목록은, 예를 들어 문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Edition on CD-ROM, 1997, under the entry "lubricants and related products."]에서 찾아볼 수 있다.
바람직하게는, 작용 유체는 I족, II족 또는 III족 유래의 광유를 기재로 한다.
합성유는, 다른 성분들중에서, 유기 에스테르, 예를 들어 카르복실산 에스테르 및 포스페이트 에스테르: 유기 에테르, 예를 들어 실리콘 오일 및 폴리알킬렌 글리콜; 및 합성 탄화수소, 특히 폴리올레핀이다. 이들 대부분은 광유보다 다소 비싸지만, 성능면에서는 이점을 갖는다. 이에 대한 설명은 베이스 오일 유형들의 5 API 등급들을 참조한다(API: 미국 석유 협회).
인 에스테르 유체는, 예를 들어 알킬 아릴 포스페이트 에스테르; 트리알킬 포스페이트, 예를 들어 트리부틸 포스페이트 또는 트리-2-에틸헥실 포스페이트; 트리아릴 포스페이트, 예를 들어 혼합된 이소프로필페닐 포스페이트, 혼합된 t-부틸페닐 포스페이트, 트리크실레닐 포스페이트, 또는 트리크레실포스페이트이다. 유 기인 화합물의 추가 계열들은 포스포노에이트 및 포스피네이트이며, 이들은 알킬 및/또는 아릴 치환기를 포함할 수 있다. 디알킬 포스포네이트, 예를 들어 디-2-에틸헥실포스포네이트; 알킬 포스피네이트, 예를 들어 디-2-에틸헥실포스피네이트가 가능하다. 여기서, 알킬 기로는, 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄 알킬이 바람직하다. 여기서, 아릴 기로는, 알킬에 의해 치환될 수 있는 탄소수 6 내지 10의 아릴이 바람직하다. 통상적으로 작용 유체는 0 내지 60 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량%의 유기인 화합물을 함유한다.
카르복실산 에스테르로는, 알코올, 예를 들어 다가 알코올, 일가 알코올 등과 지방산, 예를 들어 모노 카르복실산, 폴리 카르복실산 등의 반응 생성물을 사용할 수 있다. 이러한 카르복실산 에스테르는 물론 부분 에스테르일 수 있다.
카르복실산 에스테르는 하나의 일반식 R-COO-R의 카르복실산 에스테르 기를 가질 수 있으며, 여기서 R은 독립적으로 탄소수 1 내지 40의 기이다. 바람직한 에스테르 화합물은 둘 이상의 에스테르 기를 포함한다. 이러한 화합물은 둘 이상의 산성 기를 갖는 폴리 카르복실산 및/또는 둘 이상의 하이드록실 기를 갖는 폴리올을 기재로 할 수 있다.
폴리 카르복실산 잔기는 통상적으로 2 내지 40개, 바람직하게는 4 내지 24개, 특히 4 내지 12개의 탄소 원자를 갖는다. 유용한 폴리카르복실산 에스테르는, 예를 들어 아디프산, 아젤라산, 세바크산, 프탈레이트 및/또는 도데칸산의 에스테르들이다. 폴리카르복실산 화합물의 알코올 성분은 바람직하게는 1 내지 20개, 특히 2 내지 10개의 탄소 원자를 포함한다.
유용한 알코올의 예는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올, 헵탄올 및 옥탄올이다. 또한, 옥소알코올, 예를 들어 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 내지 데카메틸렌 글리콜을 사용할 수 있다.
특히 바람직한 화합물은 하나의 하이드록실 기를 포함하는 알코올과 폴리카르복실산의 에스테르이다. 이러한 화합물의 예는 문헌[Ullmanns Encyclopaedie der Technischen Chemie, third edition, vol. 15, page 287 -292, Urban & Schwarzenber (1964))]에 기재되어 있다.
본 발명의 또다른 실시태양에 따르면, 작용 유체는 폴리-알파 올레핀(PAO), 카르복실산 에스테르(디에스테르, 또는 폴리올 에스테르), 포스페이트 에스테르(트리알킬, 트리아릴, 또는 알킬 아릴 포스페이트), 및/또는 폴리알킬렌 글리콜(PAG)을 포함하는 합성 베이스스톡을 기재로 한다.
본 발명의 작용 유체는 당업계에 잘 알려져 있는 추가의 첨가제, 예를 들어 점도 지수 개선제, 산화방지제, 내마모제, 부식억제제, 세제, 분산제, EP 첨가제, 소포제, 마찰감소제, 유동점 강하제, 염료, 취기제 및/또는 탈유화제(demulsifier)를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제들은 통상적인 양으로 사용된다. 일반적으로 작용 유체는 0 내지 10 중량%의 첨가제를 함유한다.
소비자의 욕구에 따라, 본 발명의 작용 유체의 점도는 광범위한 범위내에서 조절될 수 있다. 예를 들면, ISO(국제 표준화 기구) VG 15, VG 22, VG 32, VG 46, VG 68, VG 100, VG 150, VG 1500 및 VG 3200 유체 등급들을 달성할 수 있다.
Figure 112007075066667-PCT00025
전술한 점도 등급은 규정된 ISO 점도 등급으로 고려될 수 있다. 바람직하게는, ISO 점도 등급은 15 내지 3200의 범위, 더욱 바람직하게는 22 내지 150의 범위이다.
본 발명의 추가 양태에 따라, 바람직한 ISO 점도 등급은 150 내지 3200, 더욱 바람직하게는 1500 내지 3200의 범위이다.
규정된 ISO 점도 등급을 달성하기 위해, 바람직하게는 저점도 등급의 베이스스톡을 폴리알킬메타크릴레이트 중합체와 혼합한다.
바람직하게는 ASTM D 445에 따른 40℃에서의 동력학적 점도는 15 mm2/s 내지 150 mm2/s, 바람직하게는 28 mm2/s 내지 110 mm2/s의 범위이다. 본 발명의 작용 유체는 고점도 지수를 갖는다. 바람직하게는 ASTM D 2270에 따른 점도 지수는 120 이상, 더욱 바람직하게는 150, 특히 180 이상 및 더욱 바람직하게는 200 이상이다.
작용 유체 및 윤활제의 배기 성능은 전형적으로 ASTM D3427 또는 DIN 51 381 에 따라 측정된다. 이러한 방법은 거의 동일하며, 주요 지역의 유압 유체 표준들, 예를 들어 ASTM D 6158(북미), DIN 51524(유럽), 및 JCMAS HK(일본)에서 사용되는 가장 널리 참조되고 있는 시험 방법들이다. 이러한 방법들은 또한 터빈 윤활제 및 기어 오일의 배기 특성들을 측정하는 경우에 대해서도 구체화되어 있다.
전형적인 장치는 도 1에서 찾아볼 수 있다. 상기 방법의 더욱 자세한 설명은 실시예에 기술되어 있다.
공기 유입 모세관이 장착된 자켓형 시료관, 배플 플레이트(baffle plate), 및 공기 배출관으로 이루어진, 도 2에 도시된 바와 같은 추가의 특정한 유리 시험 용기가 요구된다.
바람직하게는 작용 유체의 배기 특성은 본 특허 출원의 실시예에 언급된 방법에 따라 측정시 7분 미만, 바람직하게는 6분 미만 및 바람직하게는 5분 미만이다.
본 발명의 작용 유체는 양호한 저온 성능을 갖는다. 저온 성능은 ASTM D 2983에 따른 브룩필드(Brookfield) 점도측정계에 의해 평가할 수 있다.
본 발명의 작용 유체는 고압 적용분야에서 사용될 수 있다. 바람직한 실시태양은 0 내지 700bar, 구체적으로 70 내지 400bar의 압력에서 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 작용 유체는 낮은 유동점을 가지며, 이는 예를 들어 ASTM D 97에 따라 측정될 수 있다. 바람직한 유체는 -30℃ 이하, 특히 -40℃ 이하 및 더욱 바람직하게는 -45℃ 이하의 유동점을 갖는다.
본 발명의 작용 유체는 광범위한 온도 범위에서 사용할 수 있다. 예를 들 어, 유체는 -40℃ 내지 120℃의 온도 작업 범위에서 사용될 수 있으며, 최소 및 최대 점도를 위한 장비 제조 요구조건을 만족시킨다. 주요 장비 제조사들의 점도 가이드라인의 요약서를 문헌[National Fluid Power Association recommended practice T2.13.13-2002]에서 찾아볼 수 있다.
본 발명의 작용 유체는, 예를 들어 산업에서, 자동차용, 광업용, 발전용, 해운업용 및 군용 유압 유체 적용분야들에 유용하다. 이동 장비 적용분야는 건축업, 임업, 배달 차량 및 시영 차량들(manicipal fleet)(쓰레기 수집차, 제설차 등)을 포함한다. 해운업 적용분야는 선박 갑판 크레인을 포함한다.
본 발명의 작용 유체는 전기유압식 터빈 제어 시스템과 같은 발전 유압 장비에서 유용하다.
또한, 본 발명의 작용 유체는 변압기 액체 또는 켄치(quench) 오일로서 유용하다.
본 발명을 하기 실시예 및 비교예에 의해 더욱 자세히 상술하지만, 이러한 실시예로 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3
실시예 1 내지 10 및 비교예 A 내지 C의 유체 조성물을 I족 광유 베이스스톡을 혼합하여 제조하였다(70N 광유 = 70 SUS 용매 제련된 I족 파라핀계 광유; 100N 광유 = 100 SUS 용매 제련된 I족 파라핀계 광유; 150N 광유 = 150 SUS 용매 제련된 I족 파라핀계 광유; 600BS 광유 = 600 SUS 브라이트 스톡(bright stock) I족 광유 의 조합). 유체들을 하기 표 3에 개시된 바와 같이 점도 데이타를 달성하기 위해 혼합하였다. 사용된 PAMA 중합체는 로맥스 오일 어디티브스(RohMax Oil Additives)로부터 구입가능한 비스코플렉스(VISCOPLEX) 8-219이었다. 40 및 50℃에서 PAMA 중합체의 존재 또는 부재하에 동일한 점도를 달성하기 위해서 약간 상이한 비율의 베이스 오일이 요구되었다. 이들 유체의 배기 시간은 ASTM D 3427에 따라 측정하였다..
배기 시험의 세부사항:
180 ml의 유체 시료를 깨끗한 유리관에 옮기고 오일이 원하는 시험 온도로 평형되도록 하였다. 시험 절차는 40℃에서 9 내지 90cSt의 점도를 갖는 오일을 50℃에서 평가하는 것인데, 상기 온도는 많은 유형의 유압 장비에서의 전형적인 오일통 온도이다. 이러한 점도 범위는 가장 널리 사용되는 ISO 점도 등급 15, 22, 32, 46, 및 68을 기술한다. 유체가 50℃에서 안정화되었을 때, 원래 밀도를 밀도 저울을 사용하여 측정하였다. 밀도 저울을 제거하고 공기 유입 모세관을 오일에 삽입하였다. 필요한 시험 장비의 레이아웃은 도 1에서 찾을 수 있다.
압축 공기 유동을 20kPa의 게이지 압력상에서 시작하였을 때 시험을 개시하였다. 모세관을 통해 오일에 압축 공기의 스트림을 도입시킴으로써 유중 공기형(air-in-oil) 분산액을 생성하였다. 공기를 도입하는 기간 동안 격렬한 기포화가 관찰될 수 있다. 7.0분 후에, 공기 유동을 중단시키고, 모세관을 유체로부터 제거하고, 타이머를 작동시켰다. 밀도 저울의 추(sinker)를 유체내에 침지시키고 밀도를 측정하였다.
유체가 그의 원래 밀도의 0.2% 이내로 복귀하는데 필요한 시간을 측정하고 배기 시간으로 기록하였다.
결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Figure 112007075066667-PCT00026
이러한 전개는 PAMA 함유 유체가 동일한 ISO 등급 및 점도 특성을 갖는 표준 유체에 비해 더욱 빠른 배기 시간을 나타낼 것임을 지시하는 것이다. 상기 표는 또한 고점도 등급 유체가 이제 PAMA 비함유 표준 유체로부터 예상할 수 있는 손상의 위험 없이 개선된 윤활 또는 펌프 효율 성능을 달성하기 위해 사용될 수 있음을 보여준다. 상기 표 3은 또한 PAMA를 함유하는 더욱 점성인 유체 등급이 덜 점성인 표준 유체에 비해 더욱 양호한 배기 특성을 가짐을 보여준다. 따라서, 비교예 1은 실시예 5 내지 8에 비해 더욱 느린 배기 특성을 갖는다. 유사하게, 비교예 2는 실시예 9 및 10에 비해 더욱 느린 배기 특성을 갖는다.
PAMA 첨가제를 함유하는 이러한 ISO 68 및 ISO 100 유체가 이제 ISO VG 46 유체에서 예상되는 세계적 배기 규정 요구조건들을 모두 만족시킨다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 이러한 성능적 이점은 작업자 및 시스템 고안자에게 상당한 이점을 제공한다.

Claims (19)

  1. 작용 유체의 배기를 개선시키기 위한 폴리알킬메타크릴레이트 중합체의 용도.
  2. 제1항에 있어서, 작용 유체가 규정된 ISO(International Standardization Organization, 국제 표준화 기구) 점도 등급을 갖는 것인 용도.
  3. 제2항에 있어서, ISO 점도 등급이 15 내지 3200 범위인 용도.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리알킬메타크릴레이트 중합체가 40 중량% 이상의 메타크릴레이트 반복 단위를 포함하는 것인 용도.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 작용 유체가 120 이상의 점도 지수를 갖는 것인 용도.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 작용 유체가 1 내지 30 중량%의 폴리알킬메타크릴레이트 중합체를 포함하는 것인 용도.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리알킬메타크릴레이트 중합체 가 10000 내지 200000 g/mol, 구체적으로 25000 내지 100000 g/mol 범위의 분자량을 갖는 것인 용도.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리알킬메타크릴레이트 중합체가 C9 내지 C24 메타크릴레이트 반복 단위 및 C1 내지 C8 메타크릴레이트 반복 단위를 포함하는 것인 용도.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리알킬메타크릴레이트 중합체가 분산제 단량체로부터 유래한 반복 단위를 포함하는 것인 용도.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리알킬메타크릴레이트 중합체가 스티렌으로부터 유래한 반복 단위를 포함하는 것인 용도.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리알킬메타크릴레이트 중합체가 에톡실화 및/또는 하이드록실화 메타크릴레이트 단량체로부터 유래한 반복 단위를 포함하는 것인 용도.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 작용 유체가 산화방지제, 부식억제제 및/또는 소포제를 포함하는 것인 용도.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 작용 유체가 광유, 바람직하게는 API(American Petroleum Institute, 미국 석유 협회) 그룹 I, II 또는 III 유래의 오일을 기재로 하는 것인 용도.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 작용 유체가 하나 이상의 합성 베이스스톡(basestock), 바람직하게는 API 그룹 IV 및 V로부터의 베이스스톡을 기재로 하는 것인 용도.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 합성 베이스스톡이 폴리-알파 올레핀(PAO), 카르복실산 에스테르(디에스테르, 또는 폴리올 에스테르), 포스페이트 에스테르(트리알킬, 트리아릴, 또는 알킬 아릴 포스페이트), 및/또는 폴리알킬렌 글리콜(PAG)을 포함하는 것인 용도.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리알킬메타크릴레이트 중합체가,
    (a) 에틸렌계 불포화 단량체의 총 중량을 기준으로 하나 이상의 하기 화학식 I의 에틸렌계 불포화 에스테르 화합물 0 내지 100 중량%:
    <화학식 I>
    Figure 112007075066667-PCT00027
    [상기 식에서, R은 수소 또는 메틸이고, R1은 탄소수 1 내지 8의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 잔기이며, R2 및 R3은 독립적으로 수소 또는 화학식 -COOR'의 기이고, R'는 수소 또는 탄소수 1 내지 8의 알킬 기이다],
    (b) 에틸렌계 불포화 단량체의 총 중량을 기준으로 하나 이상의 하기 화학식 II의 에틸렌계 불포화 에스테르 화합물 0 내지 100 중량%:
    <화학식 II>
    Figure 112007075066667-PCT00028
    [상기 식에서, R은 수소 또는 메틸이고, R4는 탄소수 9 내지 16의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 잔기이며, R5 및 R6은 독립적으로 수소 또는 화학식 -COOR"의 기이고, R"는 수소 또는 탄소수 9 내지 16의 알킬 기이다],
    (c) 에틸렌계 불포화 단량체의 총 중량을 기준으로 하나 이상의 하기 화학식 III의 에틸렌계 불포화 에스테르 화합물 0 내지 80 중량%:
    <화학식 III>
    Figure 112007075066667-PCT00029
    [상기 식에서, R은 수소 또는 메틸이고, R7은 탄소수 17 내지 40의 직쇄 또는 분지쇄 알킬 잔기이며, R8 및 R9는 독립적으로 수소 또는 화학식 -COOR"'의 기이고, R"'는 수소 또는 탄소수 17 내지 40의 알킬 기이다], 및
    (d) 에틸렌계 불포화 단량체의 총 중량을 기준으로 공단량체 0 내지 50 중량%
    로 이루어진, 올레핀계 불포화 단량체들의 혼합물을 중합시켜 수득할 수 있는 것인 용도.
  17. 제16항에 있어서, 올레핀계 불포화 단량체들의 혼합물이 50 내지 95 중량%의 성분 (b)를 포함하는 것인 용도.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 올레핀계 불포화 단량체들의 혼합물이 1 내지 30 중량%의 성분 (a)를 포함하는 것인 용도.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 작용 유체가 유압 유체인 용도.
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