KR20080058473A - 윤활 조성물 - Google Patents

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Abstract

선박용 디젤 2행정 엔진을 윤활 처리하는 방법으로서, (1) 상기 엔진의 성능 특징을 모니터하는 단계; (2) 상기 엔진의 성능 특징을 변화시키기 위해, (i) 1종 이상의 과염기성 청정제 및 경우에 따라 다른 성능 첨가제를 보유하는 첨가제 패키지를 함유하는 제1 유체; (ii) 1종 이상의 중성 청정제 또는 과염기성 청정제, 및 경우에 따라 다른 성능 첨가제를 보유하는 첨가제 패키지를 함유하되, 단 제1 유체의 Σ(과염기성 청정제의 wt%)/Σ(유체 중의 모든 첨가제의 wt%)의 비가 이 유체의 비보다 큰, 제2 유체; 및 (iii) 윤활성 점도의 오일을 함유하는 제3 유체로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 2종 이상의 다른 유체를 동일계내 조절 배합함으로써 제조되는 윤활 조성물을 선택하는 단계; 및 (3) 단계 (2)의 윤활 조성물을 엔진에 공급하는 단계를 포함하고, 이 윤활 조성물이 제1 유체 또는 제2 유체 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
윤활 조성물, 선박용 디젤 엔진, 과염기성 청정제, 중성 청정제, 조절 배합, 유체

Description

윤활 조성물{LUBRICATING COMPOSITIONS}
본 발명은 엔진 성능을 모니터하고, 이에 따라 첨가제 패키지(package)를 첨가하여 내연기관을 윤활 처리하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 3가지 이상의 유체로부터 제조된, 상기 방법에 적합한 조성물에 관한 것이다.
마모 감소 및 청정도 개선을 위해, 다양한 첨가제를 함유하는 40 TBN 또는 70 TBN 윤활제를 2행정 선박용 디젤 내연기관의 선박용 디젤 실린더에, 특히 실린더 라이너 및 피스톤 링에 공급하는 방법은 공지되어 있다. 종종 엔진 작동 온도 및 압력은 실린더 내벽 위에 윤활성 점도의 오일 막을 붕괴시키기에 충분하여, 침전물에 의한 기관 청정도 감소 및 마모 증가를 일으킨다.
또한, 일반적인 선박용 디젤 실린더 윤활제는 약 1.2 내지 1.3g/kW hr로 처리된다. 하지만, 통상적인 공급 속도로 처리되는 선박용 디젤 실린더 윤활제와 고유황 연료는 종종 SOx(황 산화물), NOx(질소 산화물) 및 분진, 예컨대 그을음 및 황 산화물의 배출량을 증가시킨다. 저유황 연료인 경우에 선박용 디젤 기관은 윤활제 공급 속도 및 SOx 및 NOx의 배출량을 감소시키면서 작동할 수 있다.
하지만, 연료의 유황 함량의 변동으로 인해, TBN의 필요량은 연소 변화 동 안 생산되는 황산을 중화시키는데 필요한 염기의 양으로서 달라진다. 청정제와 같이, TBN을 제공하는 첨가제 패키지 중에 과량의 미반응 화합물의 존재는 침전물의 형성에 기여할 수 있다. 연료에 존재하는 유황 함량의 차이를 극복하기 위해, TBN이 다양한 2종 이상의 윤활 조성물을 독립적으로 사용하는 것이 가능하다. 제1 윤활 조성물의 TBN은 저유황 함유 연료에 적합한 40 내지 50인 반면, 제2 윤활 조성물의 TBN은 70 이상이며, 고유황 함유 연료용으로 사용된다.
따라서, 윤활 조성물의 계량 속도를 변화시킬 수 있으면서, 황산의 중화를 최적화하는데 필요한 TBN의 양 및 그을음과 침전물의 형성을 제어하는 방법이 필요로 되고 있다. 본 발명은 이러한 방법을 제공한다.
미국 특허출원 2003/0196632 A1은 실제 엔진 조건에 따라 윤활제 유속을 변동시키는 기구를 이용하는 방법을 개시한다. 이 방법은 염기가(base number) 측정용 XRF 또는 IR과 같은 기구로 하나 이상의 엔진 파라미터를 정기적으로 모니터한다. 측정된 엔진 파라미터는 엔진에 공급되는 윤활제의 공급 속도를 계산하는데 사용된다.
미국 특허출원 2003/0159672 A1은 올로스(all-loss) 윤활 시스템의 1 이상의 엔진 파라미터를 정기적으로 모니터하는 단계 및 이러한 엔진 파라미터로부터 제2 유체의 양(기액(base oil)에 첨가되어 엔진 작동 동안 엔진에 적용되는 개질된 기본 윤활제를 생산하는데 필요한 양)을 계산하는 방법을 개시한다.
미국 특허출원 2003/0183188 A1은 실제 작동 조건에 반응하여 엔진 윤활유 성질을 실시간으로 최적화하는 장치 및 방법을 개시한다. 이 방법은 기본 윤활제를 재순환시키는 시스템 및 당해의 위치에서 1 이상의 시스템 조건 파라미터를 반복 측정하여 윤활제 성질을 온라인으로 개질시키는 단계를 포함한다. 이 방법은 그 다음 윤활제에 첨가할 제2 유체의 양을 계산한 다음, 기제 유체와 제2 유체를 혼합하여 개질된 염기 윤활제를 생산하고 당해 위치에 적용하는 단계를 포함한다.
국제출원 WO 99/64543 A1은 점도가 15 내지 27㎟/s(또는 cSt)이고, 점도 지수가 95 이상이며 TBN이 적어도 40mg KOH/g인 디젤 실린더 오일을 개시한다. 이 오일은 100℃에서 점도가 725 SUS 이하이고 이 오일의 2 내지 15wt%가 100℃에서 점도가 1500 내지 8000㎟/s(cSt)인 액형 폴리이소부틸렌인 중성 기액 스톡이다.
발명의 개요
일 양태에서, 본 발명은 선박용 디젤 2행정 엔진을 윤활 처리하는 방법으로서,
(1) 상기 엔진의 성능 특징을 모니터하는 단계;
(2) 상기 엔진의 성능 특징을 변화시키기 위해,
(i) 1종 이상의 과염기성 청정제 및 경우에 따라 다른 성능 첨가제를 보유하는 첨가제 패키지를 함유하는 제1 유체;
(ii) 1종 이상의 중성 청정제 또는 과염기성 청정제, 및 경우에 따라 다른 성능 첨가제와 함께 첨가제 패키지를 함유하되, 단 제1 유체의 Σ(과염기성 청정제의 wt%)/Σ(유체 중의 모든 첨가제의 wt%)의 비가 이 유체의 비보다 큰, 제2 유체; 및
(iii) 윤활성 점도의 오일을 함유하는 제3 유체로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 2종 이상의 다른 유체의 동일계내 조절 배합에 의해 제조되는 윤활 조성물을 선택하는 단계; 및
(3) 단계 (2)의 윤활 조성물을 엔진에 공급하는 단계를 포함하되, 단, 이 윤활 조성물은 제1 유체 또는 제2 유체 중 적어도 하나를 포함하는, 방법을 제공한다.
일 양태에서, 본 발명은 선박용 디젤 2행정 엔진을 윤활 처리하는 방법으로서,
(1) 상기 엔진의 성능 특징을 모니터하는 단계;
(2) 상기 엔진의 성능 특징을 변화시키기 위해,
(i) 1종 이상의 과염기성 청정제와 첨가제 패키지, 및 경우에 따라 다른 성능 첨가제를 함유하는 제1 유체;
(ii) 1종 이상의 중성 청정제 또는 과염기성 청정제, 및 경우에 따라 다른 성능 첨가제와 함께 첨가제 패키지를 함유하되, 단 제1 유체의 Σ(과염기성 청정제의 wt%)/Σ(유체 중의 모든 첨가제의 wt%)의 비가 이 유체의 비보다 큰, 제2 유체; 및
(iii) 윤활성 점도의 오일을 함유하는 제3 유체를 포함하는, 적어도 3종의 다른 유체의 동일계내 조절 배합에 의해 제조되는 윤활 조성물을 선택하는 단계; 및
(3) 단계 (2)의 윤활 조성물을 엔진에 공급하는 단계를 포함하는, 방법을 제공한다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 전술한 바와 같이 내연 기관을 윤활처리하는 방법을 제공한다.
여러 양태에서, 이 방법은 TBN(mg/KOH) 범위가 20 내지 100, 또는 30 내지 80이 되도록 2종 이상 및/또는 3종 이상의 다른 유체를 배합하여 제조한 윤활 조성물을 필요로 한다.
성능 특징의 모니터링
모니터될 수 있는 엔진의 성능 특징에는 마모, 엔진 부하, TBN의 변동, 침전물 또는 부식이 있으며, 이들은 직접 또는 간접적으로 모니터될 수 있다. 마모는 실린더 라이너로부터 긁혀 떨어져 윤활제에 존재하는 금속 또는 금속 산화물 입자를 측정하는 단계를 포함하는 다수의 기술로 측정할 수 있다. 엔진 성능을 모니터하는 다른 예에는 연료의 유황 함량, 엔진의 부하 및 윤활제의 TBN을 측정하는 단계를 포함한다. 엔진의 성능 특징을 모니터할 수 있는 기술의 더 상세한 설명은 미국 특허출원 2003/0159672에 개시되어 있다.
일 양태에서, 윤활제의 TBN의 측정은 (a) 사용된 윤활제에 침지된 전극들 사이에 AC 전압 시그널을 인가하는 단계, (b) 인가된 시그널에 대한 사용된 윤활제 의존적 반응을 측정하는 단계, 및 (c) 측정된 반응으로부터 사용된 윤활제 염기가를 결정하는 단계를 포함하여, 개방형 올로스(all-loss) 윤활 시스템 유래의 사용된 윤활제의 총 염기가(total base number: TBM)를 측정하는 방법으로 수행할 수 있다. 윤활제의 TBN을 측정하는 방법에 대한 더 상세한 설명은 공계류 중인 미국 특허출원 11/250274(발명자, Boyle, Kampe 및 Lvovich)에 개시되어 있다.
일 양태에서, 모니터되는 엔진의 성능 특징은 연료의 유황 함량 및/또는 윤활제의 TBN을 포함한다.
여러 양태에서, 엔진은 여러 윤활제 공급 속도에서 작동할 수 있다. 적당한 윤활제 공급 속도의 예에는 0.65 내지 1.3g/kW hr(즉, 엔진 동력 kW당 g/hr), 0.65 내지 1.2g/kW hr 또는 0.7 내지 1.1g/kW hr 범위이다.
윤활 조성물
본 발명의 방법은 엔진의 성능 특징을 변화시키기 위해 윤활 조성물을 선택해야만 한다. 윤활 조성물은 일 양태로서 3종 이상의 다른 유체, 또는 2종 이상의 다른 유체를 동일계에서 조절 배합하여 제조한다.
조절 배합은 엔진의 특징을 변화시키는데 필요한 윤활 조성물을 제공하도록 첨가제의 양이 계량되기만 한다면, 당업계에 공지된 임의의 배합 방법으로 수행할 수 있다.
일부 양태에서, 필요한 유체의 수는 2종 또는 3종 내지 8종, 또는 3종 내지 6종, 또는 3종 내지 4종 범위이다. 일 양태에서, 유체의 수는 3종이다.
Σ(과염기성 청정제의 wt%)/Σ(유체 중의 모든 첨가제의 wt%)의 비에서, 유체에 첨가된 모든 첨가제의 wt%는 과염기성 청정제의 wt%와 다른 성능 첨가제의 wt%를 포함한다.
일 양태에서, 제1 유체 및 제2 유체의 Σ(과염기성 청정제의 wt%)/Σ(유체 중의 모든 첨가제의 wt%)의 비는 모두 0이 아니다.
제1 유체 및/또는 제2 유체 중의 과염기성 청정제에는 살리실레이트, 살릭사레이트(salixarate), 설포네이트, 페네이트 또는 혼합 기질 청정제(mixed substrate detergent)가 있다.
제1 유체 및/또는 제2 유체 중의 중성 청정제에는 살리실레이트, 살릭사레이트(salixarate), 설포네이트, 페네이트 또는 혼합 기질 청정제가 있다.
과염기성 청정제는 통상 TBN이 200 이상, 또는 230 이상 또는 300 이상이다. TBN의 상한값에는 600, 550 또는 500이 있다. TBN의 적당한 범위에는 200 내지 600 또는 230 내지 550이 포함된다.
중성 청정제는 통상 TBN이 200 미만 또는 175 미만이다. 중성 청정제의 TBN 범위의 예에는 1 내지 200 또는 20 내지 175가 포함된다.
일 양태에서, 혼합 기질 청정제(종종 복합/혼성 청정제라고도 불린다)는 WO 97/46643, WO 97/46644, WO 97/46645, WO 97/46646 및 WO 97/46647에서와 같이 제조한다. 혼합 기질은 또한 미국 특허 출원 2005/0153847의 21 내지 26 문단에 설명되어 있다. 통상, 혼합 기질 청정제에는 살리실레이트가 경우에 따라 존재하는, 설포네이트와 페네이트의 복합물/혼성물이 있다.
통상, 제1 유체는 제2 유체에 비하여, 모든 첨가제에 대한 과염기성 청정제의 비가 더 높다.
일 양태에서, 제1 유체는 제2 유체의 과염기성 청정제의 wt%보다 더 높은 과염기성 청정제 wt%를 포함한다.
통상, 제1 유체는 존재하는 청정제의 총 함량 대비 50wt% 내지 100wt% 또는 55wt% 내지 90wt% 초과로 존재하는 과염기성 청정제의 wt%를 포함한다.
통상, 제2 유체는 존재하는 청정제의 총 함량 대비 0wt% 내지 50wt% 미만 또는 5wt% 내지 45wt% 범위로 존재하는 과염기성 청정제를 포함한다.
일 양태에서, 제1 유체는 TBN이 300 이상인 과염기성 설포네이트 청정제를 포함하며, 제2 유체는 TBN이 200 미만인 페네이트 청정제를 포함한다.
제3 유체
제3 유체는 윤활성 점도의 오일을 포함한다. 통상, 윤활성 점도의 오일은 2㎟/s 내지 40㎟/s 또는 50㎟/s 범위의 점도를 보유한다. 윤활성 점도의 오일로서 적당한 예에는 새(즉, 신품(fresh) 및/또는 미사용품) 시스템 오일 및/또는 사용된 시스템 오일(경질 중성 기유(light neutral base oil)라고도 불림), 중질 중성 기유, 브라이트스톡(bright stock) 또는 중합체 증점제 또는 이의 혼합물이 포함된다.
이러한 오일에는 천연 및 합성 오일, 수소첨가분해, 수소화 및 수소화정제(hydrofinishing) 유래의 오일, 미정제, 정제 및 재정제 오일 및 이의 혼합물이 있다. 수소화처리된 나프텐계 오일도 공지되어 있고, 뿐만 아니라 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 기액 합성 절차에 의해 제조된 오일 및 다른 기액 오일도 사용될 수 있다. 일 양태에서, 본 발명의 분산제 혼합물은 기액 오일에 이용될 때 유용하다.
일 양태에서, 제3 유체의 급원은 2행정 엔진 유래의 새 또는 사용된 크랭크케이스(crankcase) 시스템 오일 또는 추가 가공되지 않는, 시스템 오일 탱크 유래의 신품이다. 일 양태에서, 사용된 시스템 오일은 실린더 윤활제로서 유용해지도록 첨가제 패키지가 첨가된 것이다.
일 양태에서, 윤활 조성물은 SAE 50 등급의 윤활제이다.
중합체 증점제에는 스티렌-부타디엔 고무, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 수소화된 스티렌-이소프렌 중합체, 수소화된 라디칼 이소프렌 중합체, 폴리(메트)아크릴레이트 산 에스테르, 폴리알킬 스티렌, 폴리올레핀(예, 폴리이소부틸렌), 폴리알킬메타크릴레이트 및 말레산 무수물-스티렌 공중합체 에스테르가 있다. 일 양태에서, 중합체 증점제에는 폴리이소부틸렌이 없으며, 다른 양태에서 중합체 증점제는 폴리이소부틸렌이다. 일 양태에서, 중합체 증점제는 폴리(메트)아크릴레이트이다.
여러 양태에서 중합체 증점제는 중량평균분자량(Mw)이 8000 초과, 8400 이상, 10,000 이상 또는 15,000 이상 또는 25,000 이상 또는 35,000 이상이다. 중합체 증점제는 일반적으로 Mw에 상한선이 없으나, 일 양태에서 Mw는 2,000,000 미만, 다른 양태에서는 500,000 미만, 다른 양태에서는 150,000 미만이다. 적당한 Mw 범위의 예에는 일 양태에서 12,000 내지 1,000,000 범위, 다른 양태에서 20,000 내지300,000 범위, 다른 양태에서 30,000 내지 75,000 범위가 있다.
제1 유체 및 제2 유체 중의 성능 첨가제
본 발명은 일반적으로 제1 유체 및/또는 제2 유체 중 적어도 하나에 존재할 수 있는 다른 성능 첨가제를 추가로 제공한다. 경우에 따라, 윤활 조성물은 금속 실활제, 분산제, 산화방지제, 내마모제, 부식방지제, 스커프(scuff) 방지제, 극압제, 발포 억제제, 항유화제, 마찰 조정제, 유동점 강하제 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 1 이상의 성능 첨가제를 포함한다. 일반적으로, 최종 조제된 윤활유는 이러한 성능 첨가제를 1종 이상 함유할 것이다.
일 양태에서 존재하는 선택적 성능 첨가제의 총합량은 윤활 조성물의 0 또는 0.01 내지 25중량%, 다른 양태에서는 0 또는 0.01 내지 20중량%, 다른 양태에서는 0 또는 0.01 내지 15중량%, 또 다른 양태에서는 0.05 또는 0.1 또는 0.5 내지 10중량% 범위이다.
내마모제
본 발명의 일 양태에서, 윤활 조성물은 추가로 금속 하이드로카르빌 디티오포스페이트와 같은 내마모제를 포함한다. 금속 하이드로카르빌 디티오포스페이트의 예에는 아연 디하이드로카르빌 디티오포스페이트(종종 ZDDP, ZDP 또는 ZDTP라고도 불린다)가 있다. 적당한 아연 하이드로카르빌 디티오포스페이트 화합물의 예에는 부틸/펜틸, 헵틸, 옥틸, 노닐 디티오인산 아연 염 또는 이의 혼합물의 반응 산물(들)이 있다.
대안적 양태에서, 내마모제는 무회분성, 즉 내마모제는 무금속성이다. 일 양태에서, 무금속 내마모제는 아민 염이다. 무회분 내마모제는 종종 황, 인, 붕소를 포함하는 원자 또는 이의 혼합물을 함유한다.
분산제
본 발명은 경우에 따라 분산제를 추가로 포함한다. 분산제는 공지되어 있고 회분 함유 분산제 또는 무회분형 분산제가 있다. "무회분" 분산제는 윤활제의 다른 성분과 혼합하기 전에 황산회분(sulfated ash)을 형성하는 금속을 함유하지 않기 때문에, 그와 같이 명명된다. 물론 혼합 후에는 다른 성분 유래의 금속 이온을 획득할 수 있으나, 여전히 일반적으로 "무회분 분산제"라고 불린다. 이러한 분산제는 단독으로 사용되거나 또는 다른 분산제와 함께 사용될 수 있다. 일 양태에서, 무회분 분산제는 회분 형성 금속을 함유하지 않는다. 무회분형 분산제는 비교적 높은 분자량의 탄화수소 사슬에 부착된 극성 기를 특징으로 한다. 전형적인 무회분 분산제에는 N-치환된 장쇄 탄화수소 석신이미드, 예컨대 알케닐 석신이미드가 있다. N-치환된 장쇄 알케닐 석신이미드의 예에는 폴리이소부틸렌 치환체의 수평균분자량이, 일 양태에서 350 내지 5000 범위, 다른 양태에서 500 내지 3000 범위인 폴리이소부틸렌 석신이미드가 있다. 석신이미드 분산제 및 이의 제법은 예컨대 미국 특허 4,234,435에 개시되어 있다. 석신이미드 분산제는 일반적으로 폴리아민으로부터 형성된 이미드, 통상 폴리(에틸렌아민)이다.
본 발명의 일 양태에서, 분산제는 폴리이소부틸렌, 아민 및 산화아연에서 유래되는, 폴리이소부틸렌 석신이미드 아연 착물이다.
일 양태에서, 분산제는 장쇄 알케닐 석신산/무수물과 같은 장쇄 탄화수소 아실화제의 반에스테르, 에스테르 또는 염에서 유래된다.
무회분 분산제의 다른 종류는 만니히(Mannich) 염기이다. 만니히 분산제는 알데하이드(구체적으로, 포름알데하이드) 및 아민(구체적으로 폴리알킬렌 폴리아민)과 알킬 페놀의 반응 산물이다. 알킬 기는 일반적으로 30개 이상의 탄소 원자를 함유한다.
분산제는 또한 임의의 다양한 제제와의 반응에 의해 통상적인 방법으로 후처리될 수 있다. 이 중에는 우레아, 티오우레아, 디머캅토티아디아졸 또는 이의 유도체, 카본 디설파이드, 알데하이드, 케톤, 카르복시산, 탄화수소 치환된 석신산 무수물, 말레산 무수물, 아크릴로니트릴, 에폭사이드, 붕소 화합물 및 인 화합물이 있다.
본 발명의 일 양태에서, 분산제는 다양한 형태의 붕산(예컨대, 메타붕산, HBO2, 오르토붕산, H3BO3 및 테트라붕산, H2B4O7), 산화붕소, 삼산화 붕소 및 알킬 붕산염으로 이루어지는 그룹 중에서 선택되는 다양한 제제를 사용하여 붕산화된다.
붕산화된 분산제는 붕소 화합물과 N-치환된 장쇄 알케닐 석신이미드를 배합하고, 이 배합물을 일 양태에서는 80 내지 250℃, 다른 양태에서는 90 내지 230℃, 또 다른 양태에서는 100 내지 210℃의 적당한 온도에서, 원하는 반응이 일어날 때까지 가열하여 제조할 수 있다. 붕소 화합물 대 N 치환된 장쇄 알케닐 석신이미드의 몰비는 통상 10:1 내지 1:4 범위, 다른 양태에서는 4:1 내지 1:3 범위, 또 다른 양태에서는 약 1:2 범위이다. 반응을 수행하는데 있어서, 불활성 액체가 사용될 수 있다. 이러한 액체에는 톨루엔, 자일렌, 클로로벤젠, 디메틸포름아미드 및 이의 혼합물이 포함될 수 있다.
다른 성능 첨가제, 예컨대 디페닐아민, 힌더드 페놀, 몰리브덴 디티오카르바메이트, 황화된 올레핀 및 이의 혼합물을 포함하는 산화방지제(일 양태에서, 윤활 조성물에 산화방지제가 첨가되지 않는 경우도 있다); 옥틸아민 옥타노에이트를 포함하는 부식방지제; 폴리아민과 도데세닐 석신산 또는 무수물 및 올레산과 같은 지방산의 축합 산물; 벤조트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 벤즈이미다졸, 2-알킬디티오벤즈이미다졸 또는 2-알킬디티오벤조티아졸의 유도체를 포함하는 금속 실활제; 발포 억제제, 예컨대 에틸 아크릴레이트와 2-에틸헥실아크릴레이트 및 경우에 따라 비닐 아세테이트의 공중합체; 항유화제, 예컨대 트리알킬 포스페이트, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드 및 (에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드) 중합체; 유동점 강하제, 예컨대 말레산 무수물-스티렌의 에스테르, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트 또는 폴리아크릴아미드; 및 마찰 조정제, 예컨대 지방산 유도체, 예컨대 아민, 에스테르, 에폭사이드, 지방산 이미다졸린, 카르복시산과 폴리알킬렌-폴리아민의 축합 산물 및 알킬인산의 아민 염이 사용될 수 있다.
동일계내 배합 조건에는, 일 양태에서 15 내지 130℃, 다른 양태에서 20 내지 120℃, 또 다른 양태에서 25 내지 110℃의 온도; 및 일 양태에서 30초 내지 48시간, 다른 양태에서 2분 내지 24시간, 또 다른 양태에서 5분 내지 16시간 또는 20분 내지 4시간 범위의 시간 기간; 일 양태에서 86 내지 270kPa(650 내지 2000mmHg), 다른 양태에서 92 내지 200kPa(690 내지 1500mmHg), 다른 양태에서 95 내지 130kPa(715 내지 1000mmHg) 범위의 압력이 포함된다.
산업상 이용가능성
본 발명의 방법은 2행정 선박용 디젤 내연기관에 유용하다.
일 양태에서, 본 발명은 2행정 선박용 디젤 내연기관에 본 명세서에 기술된 바와 같은 조성물을 함유하는 윤활제를 공급하는 것을 포함하여, 상기 기관을 윤활처리하는 방법을 제공한다. 조성물의 사용은 TBN 조절, 청정성, 내마모 성능 및 침전물 제어 중 하나 이상의 성질을 부여할 수 있다.
이하 실시예는 본 발명을 예증하기 위한 것이다. 이러한 실시예는 본 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니며 이에 국한되지 않는다.
제조예 1 내지 3
제조예 1 내지 3은 각각 유체 1, 유체 2 및 유체 3이다.
유체 1은 기유, 400 TBN 설포네이트 30.8wt%, 150 TBN 페네이트 11.2wt%를 포함한다. 유체 1은 TBN이 140이다.
유체 2는 기유, 400 TBN 설포네이트 15.8wt%, 150 TBN 페네이트 11.2wt%를 포함한다. 유체 2는 TBN이 80이다.
유체 3은 선박용 디젤 시스템 오일을 포함한다.
실시예 1 내지 14
실시예 1 내지 14는 유체 1 내지 3을 배합하여 제조한 선박용 디젤 실린더 윤활제이다. 이 윤활제는 2행정 선박용 디젤 엔진으로 하여금 윤활제 공급 속도를 감소시키고(시키거나) 연료 유황 함량을 변화시킬 수 있도록 하기에 적합한, 효과적이고 충분한 청정도 및 내마모 성능을 제공한다. 제조된 윤활제는 표 1 내지 3에 제시했다.
Figure 112008033144175-PCT00001
Figure 112008033144175-PCT00002
Figure 112008033144175-PCT00003
이상 본 발명을 상세히 설명했지만, 이러한 명세서를 통해 당업자라면 다양한 변형을 쉽게 파악할 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 본 발명은 첨부되는 청구의 범위에 속하는 그러한 변형도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
앞에서 인용된 각 문헌들은 본 발명에 참고인용된 것이다. 실시예 외에 또는 달리 분명하게 표시된 경우 외에, 본 명세서 중의 물질의 양, 반응 조건, 분자량, 탄소 원자 수 등을 나타내는 모든 수치의 양은 "약"이란 용어로 수식된 것으로 이해되어야 한다. 달리 표현되지 않는다면, 본 명세서에 언급된 각 화학물질 또는 조성물은 이성질체, 부산물, 유도체, 희석 오일(시판 청정제의 35 내지 55%, 또는 약 45%인 것일 수 있다), 및 보통 시판품에 존재하는 것으로 알려진 다른 물질을 포함할 수 있는 시판 등급의 물질인 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 명세서에 제시된 양, 범위 및 비의 상한 및 하한의 범위는 독립적으로 조합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이와 마찬가지로, 본 발명의 각 요소들의 범위 및 양은 임의의 다른 요소들의 범위 또는 양과 함께 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용된 그룹(또는 리스트) 중의 임의의 구성원은 청구의 범위로부터 배제되는 경우도 있다.
본 명세서에 사용된, "하이드로카르빌 치환체" 또는 "하이드로카르빌 기"란 용어는 당업자에게 공지된 일반적인 의미로 사용되고 있다. 구체적으로, 탄소 원자가 분자의 나머지에 직접 부착되어 있고 주로 탄화수소 특성을 보유하는 기를 의미한다. 하이드로카르빌 기의 예에는
(i) 탄화수소 치환체, 즉 지방족(예, 알킬 또는 알케닐), 지환족(예, 사이클로알킬, 사이클로알케닐) 치환체, 및 방향족-, 지방족- 및 지환족-치환된 방향족 치환체, 및 분자의 다른 부분을 통해 고리가 완성되는 환형 치환체(예, 2개의 치환체가 함께 하나의 고리를 형성한다);
(ii) 치환된 탄화수소 치환체, 즉 본 발명 중에서, 치환체의 주요 탄화수소 성질을 개질시키지 않는 비탄화수소 기(예컨대, 할로(특히 클로로 및 플루오로), 하이드록시, 알콕시, 머캅토, 알킬머캅토, 니트로, 니트로소 및 설폭시)를 함유하는 치환체;
(iii) 헤테로 치환체, 즉 본 발명 중에서 주로 탄화수소성을 보유하지만, 고리 또는 달리 탄소 원자로 구성된 사슬에 탄소 이외의 다른 원자를 함유하는 치환체. 헤테로원자에는 황, 산소, 질소가 있으며, 피리딜, 푸릴, 티에닐 및 이미다졸릴과 같은 치환체도 포함된다. 일반적으로, 하이드로카르빌 기에는 10개의 탄소 원자마다 2개이하, 또는 1개 이하의 비탄화수소 치환체가 존재할 것이고; 보통 하이드로카르빌 기에는 비탄화수소 치환체가 존재하지 않는다.
전술한 물질 중 일부는 최종 배합물에서 상호작용하여, 최종 배합물의 성분들이 최초 첨가된 것과 상이할 수 있다. 이와 같이 형성된 산물에는 본 발명의 조성물을 의도한 용도에 사용할 때 형성된 산물이 있으며, 설명하기가 쉽지 않을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 개질과 반응 산물은 모두 본 발명의 범위에 포함되며; 본 발명은 전술한 성분들의 혼합에 의해 제조된 조성물을 포함한다.

Claims (12)

  1. 선박용 디젤 2행정 엔진을 윤활 처리하는 방법으로서,
    (1) 상기 엔진의 성능 특징을 모니터하는 단계;
    (2) 상기 엔진의 성능 특징을 변화시키기 위해,
    (i) 1종 이상의 과염기성 청정제 및 경우에 따라 다른 성능 첨가제를 보유하는 첨가제 패키지를 함유하는 제1 유체;
    (ii) 1종 이상의 중성 청정제 또는 과염기성 청정제, 및 경우에 따라 다른 성능 첨가제를 보유하는 첨가제 패키지를 함유하되, 단 제1 유체의 Σ(과염기성 청정제의 wt%)/Σ(유체 중의 모든 첨가제의 wt%)의 비가 이 유체의 비보다 큰, 제2 유체; 및
    (iii) 윤활성 점도의 오일을 함유하는 제3 유체로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 2종 이상의 다른 유체를 동일계내 조절 배합함으로써 제조되는 윤활 조성물을 선택하는 단계; 및
    (3) 단계 (2)의 윤활 조성물을 엔진에 공급하는 단계를 포함하고, 단 이 윤활 조성물은 제1 유체 및 제2 유체 중 적어도 하나를 포함해야 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 윤활 조성물의 TBN이 20 내지 100 범위인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 성능 특징이 연료의 유황 함량 또는 윤활제의 TBN을 포함하 는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 선박용 디젤 2행정 엔진이 윤활제 공급 속도 범위가 0.65 내지 1.3g/kW hr인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 윤활 조성물이 2 내지 8종, 또는 3 내지 4종의 다른 유체를 동일계내 조절 배합함으로써 제조되는, 방법.
  6. 제1항에 있어서, 유체 (i)의 과염기성 청정제가 TBN이 200 이상인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 중성 청정제가 TBN이 200 미만인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 중성 청정제 또는 과염기성 청정제가 살리실레이트, 살릭사레이트, 설포네이트, 페네이트 또는 혼합 기질 청정제를 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 제1 유체가 TBN이 300 이상인 과염기성 설포네이트 청정제를 포함하고; 제2 유체가 TBN이 200 미만인 페네이트 청정제를 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 제1 유체 및 제2 유체의 Σ(과염기성 청정제의 wt%)/Σ(유체 중의 모든 첨가제의 wt%)의 비가 모두 0이 아닌, 방법.
  11. 제1항에 있어서, 윤활성 점도의 오일이 새 시스템 오일, 사용된 시스템 오일, 중질 중성 기유, 브라이트 스톡(bright stock), 중합체 증점제 또는 이의 혼합물을 포함하는, 방법.
  12. 선박용 디젤 2행정 엔진을 윤활 처리하는 방법으로서,
    (1) 상기 엔진의 성능 특징을 모니터하는 단계;
    (2) 상기 엔진의 성능 특징을 변화시키기 위해,
    (i) 1종 이상의 과염기성 청정제 및 경우에 따라 다른 성능 첨가제를 보유하는 첨가제 패키지를 함유하는 제1 유체;
    (ii) 1종 이상의 중성 청정제 또는 과염기성 청정제 및 경우에 따라 다른 성능 첨가제를 보유하는 첨가제 패키지를 함유하되, 단 제1 유체의 Σ(과염기성 청정제의 wt%)/Σ(유체 중의 모든 첨가제의 wt%)의 비가 이 유체의 비보다 큰, 제2 유체; 및
    (iii) 윤활성 점도의 오일을 함유하는 제3 유체를 포함하는 3종 이상의 다른 유체를 동일계내 조절 배합함으로써 제조되는 윤활 조성물을 선택하는 단계; 및
    (3) 단계 (2)의 윤활 조성물을 엔진에 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
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