KR20090096452A - A fluid composition having excellent fire-resistance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 일반적으로 공업용 유체 용도에 사용하기 위한 유체 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 우수한 내화성이 요구되는 유압식(hydraulic), 컴프레서, 기어, 베어링 또는 터빈 유체 조성물로서 사용하기 위한 유체 조성물에 관한 것이다.The present invention relates generally to fluid compositions for use in industrial fluid applications. More particularly, the present invention relates to fluid compositions for use as hydraulic, compressor, gear, bearing or turbine fluid compositions where good fire resistance is required.
많은 산업 분야에서, 당해 공업에 사용된 유체 조성물의 점화 및 후속 연소에 의해 유발된 화재는 매우 위험하다. 이는 통상적으로 유체 조성물이 당해 유체 조성물을 점화시키기에 충분히 고온에 적용되는 경우에 발생한다.In many industries, fires caused by ignition and subsequent combustion of fluid compositions used in the industry are very dangerous. This typically occurs when the fluid composition is applied at a high enough temperature to ignite the fluid composition.
내화성 유체 조성물은 당해 유체 조성물이 고온 표면 또는 기타 점화 소스에 아주 근접하게 놓여, 인간의 생명에 위험이 되는 경우의 공업 분야에 사용된다. 이들 전문화된 유체들은 또한 기계적 발화 억제 조치들이 실용적이지 않거나 또는 더욱 포괄적인 보호를 위한 기계적 발화 억제 시스템들과 조합되는 경우에 사용된다. 화재 위험이 존재하는 일반적인 공업적 용도들에서, 몇몇 수준으로 내화성 유체 조성물을 사용하는 것은 통상적으로 공업 설비용 보험을 획득하기 위한 필수 요건이다.Refractory fluid compositions are used in the industrial arts where the fluid compositions are placed in close proximity to hot surfaces or other ignition sources and are a risk to human life. These specialized fluids are also used when mechanical fire suppression measures are not practical or in combination with mechanical fire suppression systems for more comprehensive protection. In general industrial applications where fire hazards exist, the use of refractory fluid compositions at some level is usually a necessary requirement to obtain insurance for industrial equipment.
우수한 내화성을 요하는 유체 조성물의 주요 범주는 당해 유체가 유압식 시스템 내의 압력하에 존재하고 고도로 연소성인 유체 형태인 분무된 분무제 형태로 존재하면서 점화 소스와 접촉할 수 있다는 사실로 인해 유압식 유체 조성물이다. 내화성 유체 조성물은 또한 기어, 컴프레서 및 터빈 유체 조성물을 포함하는 유체 조성물의 다른 범주에 요구되기도 한다.The main category of fluid compositions requiring good fire resistance is hydraulic fluid compositions due to the fact that the fluids are in contact with the ignition source while under pressure in the hydraulic system and in the form of nebulized sprays in the form of highly combustible fluids. Refractory fluid compositions are also required for other categories of fluid compositions, including gears, compressors, and turbine fluid compositions.
내화성 유체 조성물을 위해 사용되는 통상적인 베이스스톡(basestock)은 에스테르, 폴리(알킬렌 글리콜), 식물 오일 및 포스페이트 에스테르를 포함한다. 폴리(알킬렌 글리콜)을 포함하는 유체 조성물은 컴프레서, 기어, 베어링, 유압식 및 터빈 시스템용의 윤활 용도에서 특히 그 용도를 찾게 된다. 유체 조성물은 통상적으로 당해 유체 조성물의 총 중량을 기준으로 당해 유체 조성물의 85중량부 이상의 양의 폴리(알킬렌 글리콜)를 포함한다. 에스테르는 컴프레서, 펌프 및 유압식 기계류를 위한 윤활 용도에 사용하기 위한 것으로 공지된 다른 부류의 성분들이다. 당해 에스테르는 폴리(알킬렌 글리콜)을 포함하는 유체 조성물에 대한 대안으로서 사용되고 있다.Typical basestocks used for refractory fluid compositions include esters, poly (alkylene glycols), plant oils and phosphate esters. Fluid compositions comprising poly (alkylene glycols) find particular use in lubricating applications for compressors, gears, bearings, hydraulic and turbine systems. Fluid compositions typically comprise poly (alkylene glycol) in an amount of at least 85 parts by weight of the fluid composition, based on the total weight of the fluid composition. Ester is another class of components known for use in lubrication applications for compressors, pumps and hydraulic machinery. These esters are used as an alternative to fluid compositions comprising poly (alkylene glycols).
여러 산업은 현재 FM 글로벌로 공지된 공장 상호 연구 협회(FMRC: Factory Mutual Research Corporation)를 포함하여 유압식 유체 조성물의 내화성에 관한 그들 고유의 표준을 창조해왔다. FM 글로벌은 유체들을 이들의 승인 표준 CN6930에 따른 내화물로서 증명하고, FM 글로벌 증명서는 공업계에서 널리 허용되는 표준이다. 예를 들면, 내화성 유압식 유체 조성물에 대한 FM 글로벌 증명서는 일반적으로 잠재적인 화재 위험이 있는 미국내 대부분의 공업용 설비에 판매하기 위한 요건이 다. 적용되는 경우, FM 글로벌 증명된 내화성 유압식 유체 조성물의 사용은 일반적으로 설비에 대한 보험을 획득하기 위한 요건이다.Several industries have created their own standards regarding the fire resistance of hydraulic fluid compositions, including the Factory Mutual Research Corporation (FMRC), now known as FM Global. FM Global certifies fluids as refractory according to their approved standard CN6930, and FM Global Certificate is a widely accepted standard in the industry. For example, the FM Global Certificate for Fire Resistant Hydraulic Fluid Compositions is generally a requirement for sale to most industrial installations in the United States where there is a potential fire hazard. Where applicable, the use of FM global certified fire resistant hydraulic fluid compositions is generally a requirement to insure the installation.
FM 글로벌이 내화성 유압식 유체 조성물을 증명함에 의한 표준은 최근에 변화되어 왔다. 최초의 FMRC는 그들의 표준 CN6930-1975에서 분무 가연성 시험 및 고온 채널 점화에 통과하기 위해 유압식 유체 조성물을 필요로 하였다. 수정된 FM 글로벌 승인 표준 CN 6930-1975에 반응하여, 에스테르계 조성물의 제형은 에스테르계 제형에 점성 변형 첨가제를 첨가하는 것이 당해 유체 조성물을 CN 6930 표준에 따라 승인되게 하는 한편, 점성 변형제가 없는 동일한 제형은 승인될 수 없음을 결정하였다. 그러나, 점성 변형 첨가제로 인한 내화성의 개선은 점성 변형 첨가제가 비교적 높은 분자량을 유지하는 것을 조건으로 하고, 이는 점성 변형제가 특히 민감한 통상적인 용법 하에 유체 조성물의 기계적 전단으로 인해 단기간 이상 동안의 공업적 용도에서는 불가능하였다. 폴리(알킬렌 글리콜)계 조성물에 의해 CN 69230에 따른 FM 글로벌 승인을 획득하기 위한 안티-미스트 첨가제의 사용은 Miller의 미국 특허 제 5,141,663호에 나타냈다. 점성 지수 변형제와 같은 안티-미스트 첨가제는 CN 6930-1975 표준 조건 하에 유체 조성물의 소점적 크기를 증가시키는 고분자량 화합물로 당해 유체가 시험에 통과하고 승인을 획득하게 허용하였다.The standards by which FM Global has demonstrated fire resistant hydraulic fluid compositions have changed recently. The first FMRCs required hydraulic fluid compositions to pass spray flammability tests and hot channel ignition in their standard CN6930-1975. In response to the revised FM Global Approval Standard CN 6930-1975, formulations of ester-based compositions result in the addition of viscosity modifying additives to the ester-based formulations, allowing the fluid composition to be approved according to the CN 6930 standard, while the same without viscosity modifiers. It was determined that the formulation could not be approved. However, the improvement of fire resistance due to the viscosity modifying additives is conditioned on the maintenance of the relatively high molecular weight of the viscosity modifying additives, which is due to the industrial use for more than a short time due to the mechanical shearing of the fluid composition under conventional applications where the viscosity modifying agents are particularly sensitive. It was impossible at. The use of anti-mist additives to obtain FM global approval according to CN 69230 with poly (alkylene glycol) based compositions is shown in Miller, US Pat. No. 5,141,663. Anti-mist additives, such as viscosity index modifiers, are high molecular weight compounds that increase the droplet size of a fluid composition under CN 6930-1975 standard conditions, allowing the fluid to pass the test and obtain approval.
2002년에 FM 글로벌은 오래된 표준을 대체하고, 윤활제, 유압식 전력 전송, 터빈 조속기(governor) 통제, 변환기 절연 및 냉각을 포함하지만, 이들로만 제한되지 않는 용도로 의도된 공업 유체의 가연성 분류 등급에 대한 요건을 재정의하는 수정된 CN 6930 표준을 발행하였다. 수정된 표준은 이들의 분무 가연성 파라메 터(S.F.P.) 값에 의해 유체의 내화성을 분류하였다. S.F.P.는 유체의 가연성 특성의 평가에 의해 유도된 계산된 값이다. S.F.P.는 다음과 같이 등식(1)에 따라 산출된다:In 2002, FM Global superseded old standards and applied flammable classification classes of industrial fluids intended for, but not limited to, lubricants, hydraulic power transmission, turbine governor control, converter insulation and cooling. We have issued a revised CN 6930 standard that redefines the requirements. The revised standard classifies the fire resistance of fluids by their spray flammability parameter (S.F.P.) values. S.F.P. is a calculated value derived by evaluating the flammability characteristics of a fluid. S.F.P. is calculated according to equation (1) as follows:
(1) (One)
상기 식에서 In the above formula
Qch는 화학적 열 방출 속도이고,Q ch is the chemical heat release rate,
pf는 유체 조성물의 밀도이고,p f is the density of the fluid composition,
qcr은 점화에 대한 임계 열 플럭스이고,q cr is the critical heat flux for ignition,
mf는 화학적 열 방출 속도를 측정하는 동안 유체 질량 유속이다.m f is the fluid mass flow rate during the measurement of the chemical heat release rate.
S.F.P.는 FM 글로벌에 위치한 공장 상호 10,000kW-스케일 파이어 프러덕츠 수집기를 사용하여 유체 조성물의 미세하게 분무된 분무제의 화학적 열 방출 속도(Qch)의 측정에 의해 입수된다. 당해 유체 조성물에 대한 점화를 위한 임계 열 플럭스(qcr)는 다음과 같이 등식 2로부터 발화점 값을 사용하여 유체 조성물의 발화점의 측정을 통해 입수된다:SFP is obtained by measuring the chemical heat release rate (Q ch ) of the finely sprayed spray of the fluid composition using a factory interconnected 10,000 kW-scale Fire Products collector located at FM Global. The critical heat flux (q cr ) for ignition for the fluid composition is obtained through the measurement of the flash point of the fluid composition using the flash point value from Equation 2 as follows:
(2) (2)
상기 식에서,Where
qcr은 상기 나타낸 바와 동일하고,q cr is the same as indicated above,
α는 유체 조성물의 흡수력(1로 가정됨)이고,α is the absorbency of the fluid composition (assumed to be 1),
σ는 스테판-볼츠만 상수(5.67 x 10-11 kW/m2K4)이고,σ is the Stefan-Boltzmann constant (5.67 x 10 -11 kW / m 2 K 4 ),
Tf는 유체 조성물의 발화점(°K)이다. T f is the flash point (° K) of the fluid composition.
연무 가연성 파라메터(S.F.P.)는 다음과 같이 등식 3을 사용함으로써 FM 글로벌 승인 표준; CN 6930(2002년 1월에 수정됨)에 기재된 바와 같이 추정될 수 있다:The fume flammability parameter (S.F.P.) is based on the FM global approval standard by using equation 3 as follows; It can be estimated as described in CN 6930 (modified January 2002):
(3) (3)
상기 식에서, S.F.P., pf 및 Tf는 상기 나타낸 바와 동일하고,Wherein SFP, p f and T f are the same as indicated above,
ΔHT는 순수한 연소 열이다.ΔH T is pure combustion heat.
유체 조성물에 대해 측정된 S.F.P.를 사용함으로써, FM 글로벌은 유체들을 그룹 0, 1 및 2로 분류하고, 단 그룹 0은 최고 내화성이고, 그룹 2는 최저 내화성이다. 2002년 1월의 특정 표준은 아래 표 1에 상세히 기재된다.By using S.F.P. measured for the fluid composition, FM Global classifies the fluids into groups 0, 1 and 2, with group 0 being the highest fire resistance and group 2 being the lowest fire resistance. Specific standards for January 2002 are detailed in Table 1 below.
[표 1]TABLE 1
S.F.P.를 결정하기 위한 계산은 가장 근접한 정수(whole number)로 근사된다. 예를 들면 5.8 x 104의 S.F.P.는 6 x 104로 반올림된다. 5.5 x 104의 S.F.P.는 내림되어 5 x 104로 보고된다.The calculation for determining the SFP is approximated to the nearest whole number. For example SFP of 5.8 x 10 4 is rounded to 6 x 10 4. The SFP of 5.5 x 10 4 is rounded down and reported as 5 x 10 4 .
2002년의 신규 CN6930 표준은 안티-미스트 및 점성 변형 첨가제가 이전의 CN6930-1975 표준 하의 승인을 획득하기 위해 사용되어오는 수단을 제거하였다. 그들의 높은 탄소 함량 및 낮은 발화점으로 인해, 이전의 CN6930-1975 표준 하에 승인된 많은 폴리(알킬렌 글리콜) 및 에스테르-계 조성물은 2000년의 신규 CN6930 표준 하에 단지 그룹 2 등급을 획득할 수 있었다. 유체 조성물의 밀도가 하나의 인자로 남겨지더라도, S.F.P.가 주로 유도됨에 따른 2가지 주요 특성은 상기한 바의 화학적 열 방출 속도(Qch) 및 임계 열 플럭스(qcr)이다. 화학적 열 방출 속도(Qch)는 유체의 탄소 함량에 기초하고, 그에 따라 변하기 어려운 한편, 임계 열 플럭스(qcr)는 유체 조성물의 발화점(Tf)에 직접적으로 관련되고 변형될 수 있다.The new CN6930 standard of 2002 eliminates the means by which anti-mist and viscous modifying additives are used to obtain approval under the previous CN6930-1975 standard. Due to their high carbon content and low flash point, many poly (alkylene glycol) and ester-based compositions approved under the previous CN6930-1975 standard could only achieve Group 2 ratings under the new CN6930 standard of 2000. Although the density of the fluid composition is left as a factor, two major properties as the SFP is primarily derived are the chemical heat release rate (Q ch ) and the critical heat flux (q cr ) as described above. The chemical heat release rate Q ch is based on the carbon content of the fluid and is therefore difficult to change, while the critical heat flux q cr can be directly related to and modified with the ignition point T f of the fluid composition.
그와 같이, 발화점(Tf)을 증가시키기 위해 유체 조성물에 다른 성분을 첨가함으로써 폴리(알킬렌 글리콜)을 포함하는 유체 조성물의 S.F.P.를 낮추는 것이 유리하게 되고, 임계 열 플럭스(qcr)의 증가 및 S.F.P.의 감소를 초래한다. 예를 들면, Totten 등의 PCT 출원 제WO 01/90232호는 S.F.P.를 감소시키기 위해 폴리(알킬렌 글리콜)를 포함하는 유체 조성물에 항산화제를 부가하는 것을 기재한다. 폴리(알킬렌 글리콜)이 매우 제한된 열적 산화 안정성을 갖고, 당해 유체 조성물이 내화성이 중요한 용도에 사용되어야 하는지 여부와 무관하게 폴리(알킬렌 글리콜)을 기준으로 모든 고성능 유체 조성물에 항산화제가 요구된다는 것은 당 분야에 잘 알려져 있다. 항산화제가 폴리(알킬렌 글리콜)의 S.F.P.를 특정 지점까지 감소시킬 수 있더라도, 보고된 S.F.P.를 획득하기 위해 Totten 등의 특허에 사용된 등식 및 그룹을 분류하기 위해 사용된 S.F.P. 범위는 FM 글로벌에 의해 변화되고 있음에 주의해야 하고, 그 결과는 Totten 등의 특허에 제공된 실시예들 중의 하나에 보고된 발화점은 Totten 등의 특허에 보고된 것보다 적은 내화성 분류를 초래한다는 것이다.As such, it is advantageous to lower the SFP of a fluid composition comprising poly (alkylene glycol) by adding other components to the fluid composition to increase the flash point (T f ), and to increase the critical heat flux (q cr ). And a decrease in SFP. For example, PCT application WO 01/90232 to Totten et al. Describes the addition of an antioxidant to a fluid composition comprising poly (alkylene glycol) to reduce SFP. The fact that poly (alkylene glycols) have very limited thermal oxidative stability and that antioxidants are required for all high performance fluid compositions on the basis of poly (alkylene glycols) regardless of whether the fluid composition should be used for applications where fire resistance is important. Well known in the art. Although antioxidants can reduce the SFP of poly (alkylene glycol) to a certain point, the range of SFPs used to classify the equations and groups used in Totten et al. Patents to obtain the reported SFPs varies by FM global. It should be noted that the result is that the ignition point reported in one of the embodiments provided in the patents of Totten et al. Results in less fireproof classification than reported in the patents of Totten et al.
2004년 5월에 FM 글로벌은 표준 CN6930에 대한 S.F.P. 분류를 2개의 범주로 변화시켰고; 즉 "FM 승인됨"은 더욱 큰 내화성이고, "규격 시험됨"은 더욱 적은 내화성이다. 새로운 분류는 표 2에 더욱 상세히 기재된다.In May 2004, FM Global established the S.F.P. The classification was changed into two categories; That is, "FM approved" is more fire resistant and "standard tested" is less fire resistant. The new classification is described in more detail in Table 2.
[표 2]TABLE 2
제한된 용도는 동일한 유체 조성물 중에서 폴리(알킬렌 글리콜)과 입체 장애 에스테르를 함께 배합하여 왔다. 더욱 상세하게는, 입체 장애 에스테르는 슬러지 억제제로서 폴리(알킬렌 글리콜)-계 컴프레서 윤활제 중에 사용되어 왔다. 예를 들면, Carswell 등의 미국 특허 제 4,302,343호는 입체 장애 에스테르 15 내지 45중량부 및 폴리(알킬렌 글리콜) 55 내지 85중량부를 포함하는 컴프레서 윤활제를 기재한다. 당해 에스테르는 슬러지의 형성을 억제하고, 그에 따라 컴프레서 윤활제의 유용한 수명을 연장시키기에 충분한 고온 안정성을 갖는다. 그러나, 에스테르는 가수 분해 불안정성이고, Carswell 등의 특허에 나타낸 양의 컴프레서 유체 중의 에스테르의 존재는 블렌드 점성의 증가를 유발할 수 있고, 따라서 유체 조성물에 대한 동일한 점성 등급을 유지하기 위해 더 낮은 점성의 폴리(알킬렌 글리콜)의 사용을 필요로 한다. 더욱 낮은 점성 및 그에 따른 더 낮은 분자량의 폴리(알킬렌 글리콜)은 더 낮은 발화점을 가질 것이고, 그에 따라 에스테르를 포함함으로써 획득한 발화점의 임의의 개선에 반작용한다. 따라서, 유체 조성물 중의 많은 양의 에스테 르는 많은 용도, 특히 가수분해 안정성 및 유체 점성이 중요한 용도에 바람직하지 않을 것이다.Limited applications have been blending poly (alkylene glycols) and sterically hindered esters together in the same fluid composition. More specifically, steric hindrance esters have been used in poly (alkylene glycol) -based compressor lubricants as sludge inhibitors. For example, US Pat. No. 4,302,343 to Carswell et al. Describes a compressor lubricant comprising 15 to 45 parts by weight of sterically hindered esters and 55 to 85 parts by weight of poly (alkylene glycol). The ester has sufficient high temperature stability to inhibit the formation of sludge and thus prolong the useful life of the compressor lubricant. However, the esters are hydrolytically unstable and the presence of esters in the compressor fluid in the amounts indicated in Carswell et al. Can cause an increase in blend viscosity, and thus lower viscosity poly to maintain the same viscosity grade for the fluid composition. Requires the use of (alkylene glycols). Lower viscosity and hence lower molecular weight poly (alkylene glycols) will have a lower flash point and thus counteract any improvement in the flash point obtained by including an ester. Thus, large amounts of esters in fluid compositions will not be desirable for many applications, especially those where hydrolytic stability and fluid viscosity are important.
선행 기술의 단점으로 인해, 오늘날까지 그와 같이 많은 양의 폴리(알킬렌 글리콜)에 의해, 심지어 항산화제를 부가함에 의해 획득될 수 없는 수준으로 유체 조성물의 S.F.P.를 감소시키도록 제형된 폴리(알킬렌 글리콜)를 85중량부 이상 갖는 유체 조성물을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.Due to the disadvantages of the prior art, poly (alkyl) formulated to reduce the SFP of fluid compositions to a level not obtainable by such large amounts of poly (alkylene glycols), even by adding antioxidants to this day. It may be desirable to provide a fluid composition having at least 85 parts by weight of lene glycol).
본 발명은, 유체 조성물의 총 중량을 기준으로 85중량부 이상의 양으로 존재하는 폴리(알킬렌 글리콜) 및 유체 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 15 중량부의 양으로 존재하는 입체 장애 에스테르를 포함하는 유체 조성물을 제공한다.The present invention includes poly (alkylene glycol) present in an amount of at least 85 parts by weight based on the total weight of the fluid composition and sterically hindered esters present in an amount of 0.5 to 15 parts by weight based on the total weight of the fluid composition. Provide a fluid composition.
유체 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 15 중량부의 양으로 존재하는 입체 장애 에스테르는 점성 및 가수분해 안정성과 같은 유체 조성물의 다른 물리적 특성에 물질적으로 영향을 미침이 없이 우수한 내화성을 당해 유체 조성물에 제공한다. 더욱 상세하게는, 입체 장애 에스테르는 우수한 내화성을 갖는 유체 조성물을 제공하기 위해 폴리(알킬렌 글리콜)보다 높은 발화점(Fp)을 갖고, 이는 당해 유체 조성물이 현행 표준 하의 공장 상호 공인 유체(Factory Mutual Approved Fluid)로서 평가되게 허용한다.The hindered esters present in amounts of 0.5 to 15 parts by weight, based on the total weight of the fluid composition, provide good fire resistance to the fluid composition without materially affecting other physical properties of the fluid composition, such as viscosity and hydrolytic stability. do. More specifically, sterically hindered esters have a higher flash point (F p ) than poly (alkylene glycol) to provide a fluid composition with good fire resistance, which means that the fluid composition is a Factory Mutual under current standards. Allowed to be evaluated as Approved Fluid.
컴프레서, 펌프 및 유압식 기계를 위한 윤활 용도에 특히 유용한 유체 조성물이 제공된다. 당해 유체 조성물은 아래 더욱 상세히 기재되는 바와 같이 당해 유체 조성물이 공장 상호(FM) 공인 유체로서 평가되도록 허용하는 우수한 내화성을 당해 유체 조성물에 제공하는 특정 양의 폴리(알킬렌 글리콜) 및 입체 장애 에스테르의 신규 조합을 포함한다. 당해 유체 조성물의 S.F.P.가 매우 낮다는 사실로 인해, 당해 유체 조성물은 화재 위험이 있는 윤활 용도에 이상적이다. 결과적으로, 유체 조성물의 낮은 S.F.P.는 더 낮은 보험 초과액(premium)을 유도하고, 그에 따라 더 낮은 작용 단가를 유도할 수 있다.Fluid compositions are particularly useful for lubricating applications for compressors, pumps and hydraulic machines. The fluid composition comprises a specific amount of poly (alkylene glycol) and sterically hindered esters that provide the fluid composition with good fire resistance that allows the fluid composition to be evaluated as a factory mutual (FM) certified fluid, as described in more detail below. New combinations. Due to the very low S.F.P. of the fluid composition, the fluid composition is ideal for lubricating applications at risk of fire. As a result, the low S.F.P. of the fluid composition can lead to a lower insurance premium and thus a lower cost of action.
상기 나타낸 바와 같이, 당해 유체 조성물은 폴리(알킬렌 글리콜)를 포함한다. 더욱 상세하게는, 유체 조성물은 폴리(알킬렌 글리콜)에 기초하고, 이는 당 분야에 공지된 많은 유리한 윤활 특성을 제공한다. 당해 폴리(알킬렌 글리콜)은 통상적으로 다음 화학식을 갖고:As indicated above, the fluid composition comprises poly (alkylene glycol). More specifically, the fluid composition is based on poly (alkylene glycol), which provides many of the advantageous lubricating properties known in the art. The poly (alkylene glycols) typically have the following formula:
상기 식에서,Where
R7은 C1 내지 C8 탄소 그룹을 포함하고, R8은 C2 내지 C4 탄소쇄이고, n은 적어도 1, 더욱 통상적으로는 4 내지 24이다. R7 및 R8은 직쇄 또는 분지쇄 분자일 수 있고, n이 1 이상인 경우, R8은 폴리(알킬렌 글리콜) 내에서 동일하거나 또는 상이할 수 있음이 인식되어야 한다. 예를 들면, 폴리알킬렌 글리콜은 R8이 각각의 유닛 내에서 동일한 단독 중합체일 수 있거나, 또는 R8이 폴리(알킬렌 글리콜) 전반에 걸쳐 C2, C3 또는 C4 탄소쇄인 상이한 조합을 갖는 랜덤 중합체일 수 있다.R 7 comprises a C 1 to C 8 carbon group, R 8 is a C 2 to C 4 carbon chain, n is at least 1, more typically 4 to 24. It is to be appreciated that R 7 and R 8 may be straight or branched chain molecules, and when n is at least 1, R 8 may be the same or different in the poly (alkylene glycol). For example, the polyalkylene glycol is R 8 is or may be of the same homopolymer in each of the units, or R 8 is a poly (alkylene glycol) across the C 2, C 3 or C 4 carbon chain of different combinations It may be a random polymer having a.
본 발명의 유체 조성물은 목적하는 용도 및 점도 등급을 기준으로 여러 가지 수평균 분자량(Mw)의 폴리(알킬렌 글리콜)를 포함할 수 있다. 더욱 상세하게는, 상이한 Mw를 갖는 폴리(알킬렌 글리콜)는 상이한 윤활 용도에 바람직할 수 있다. 예를 들면, 일부 용도는 특정 점도를 갖는 폴리(알킬렌 글리콜)를 요구할 수 있다. 점도는 Mw에 직접적으로 비례하고, 단 더 낮은 Mw는 더 낮은 점도에 상관된다. 당 분야에 공지된 바와 같이, Mw가 감소함에 따라 S.F.P.는 폴리(알킬렌 글리콜)에 대해 증가된다. 유체 조성물에 포함된 폴리(알킬렌 글리콜)는 상기 화학식을 만족시키는 임의의 폴리(알킬렌 글리콜)일 수 있고, 또한 상기 화학식에서 n에 대해 1보다 큰 임의의 값을 갖는 임의의 폴리(알킬렌 글리콜)일 수 있더라도, 본 발명은 1500g/몰 이하, 더욱 통상적으로 1000 내지 1500g/몰의 낮은 Mw를 갖는 폴리(알킬렌 글리콜)를 포함하는 유체 조성물에 특히 적합하다. 유체 조성물 중에 입체 장애 에스테르가 존재한다는 것은 낮은 Mw의 폴리(알킬렌 글리콜)를 포함하는 유체 조성물에 대한 S.F.P.를 조절하는 견지에서 더욱 중요할 것이다. 그러나, 본 발명은 임의의 분자량의 폴리(알킬렌 글리콜)을 포함하는 임의의 유체 조성물에 적합함이 인식되어야 한다.Fluid compositions of the present invention may comprise poly (alkylene glycols) of various number average molecular weights (M w ) based on the desired use and viscosity grade. More specifically, poly (alkylene glycols) with different M w may be desirable for different lubrication applications. For example, some applications may require poly (alkylene glycols) with certain viscosities. The viscosity is directly proportional to the M w and M w lower end is correlated to the lower viscosity. As is known in the art, SFP increases with respect to poly (alkylene glycol) as M w decreases. The poly (alkylene glycol) included in the fluid composition may be any poly (alkylene glycol) that satisfies the above formula, and also any poly (alkylene) having any value greater than 1 for n in the above formula. Glycols), however, are particularly suitable for fluid compositions comprising poly (alkylene glycols) having a low M w of 1500 g / mol or less, more typically 1000 to 1500 g / mol. The presence of sterically hindered esters in the fluid composition will be more important in terms of controlling SFP for fluid compositions comprising low M w poly (alkylene glycols). However, it should be appreciated that the present invention is suitable for any fluid composition comprising poly (alkylene glycol) of any molecular weight.
본 발명에 적합한 폴리(알킬렌 글리콜)는 통상적으로 알콜과 산화알킬렌의 반응 생성물을 포함하지만; 본 발명은 폴리(알킬렌 글리콜)를 형성하는 임의의 특정 방식으로 제한되지 않음이 인식되어야 한다.Poly (alkylene glycols) suitable for the present invention typically comprise the reaction product of an alcohol with an alkylene oxide; It should be appreciated that the present invention is not limited in any particular way to form poly (alkylene glycols).
알콜은 위로 산화알킬렌이 첨가되는 개시제 화합물로서 작용하고, 본 발명에 적합한 폴리(알킬렌 글리콜)의 대표적인 상기 화학식으로부터 명백하다. 당해 알콜은 통상적으로 1관능성 알콜이고, 직쇄 또는 분지쇄 분자일 수 있다. 그러나, 특정 실시예에서 2관능성 또는 다관능성 알콜이 역시 사용될 수 있음이 인식되어야 한다. 당해 알콜은 통상적으로 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는다. 적합한 1관능성 알콜은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 것들을 포함하지만, 이들로만 제한되지 않는다. 부탄올은 본 발명의 목적에 특히 적합하다. 본 발명의 목적에 특히 적합한 2관능성 알콜은 살리게닌, 카테콜, 리조르시놀, 하이드로퀴논 및 이들의 조합과 같은 디하이드릭 페놀을 포함한다.The alcohol acts as an initiator compound to which the alkylene oxide is added and is evident from the above representative formulas of poly (alkylene glycols) suitable for the present invention. The alcohol is typically a monofunctional alcohol and may be a straight or branched chain molecule. However, it should be appreciated that in certain embodiments bi- or polyfunctional alcohols may also be used. The alcohol typically has 1 to 8 carbon atoms. Suitable monofunctional alcohols include, but are not limited to, those selected from the group of methanol, ethanol, propanol, butanol, hexanol, and combinations thereof. Butanol is particularly suitable for the purposes of the present invention. Particularly suitable difunctional alcohols for the purposes of the present invention include dihydric phenols such as salgenin, catechol, resorcinol, hydroquinone and combinations thereof.
본 발명의 목적에 적합한 산화 알킬렌은 산화 에틸렌, 산화 프로필렌, 산화 부틸렌 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 더욱 상세하게는, 산화 에틸렌, 산화 프로필렌 및/또는 산화 부틸렌의 혼합물이 사용될 수 있다. 가장 바람직하게는, 산화 알킬렌은 약 100% 산화 프로필렌이다.Alkylene oxides suitable for the purposes of the present invention may be selected from the group of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide and combinations thereof. More specifically, a mixture of ethylene oxide, propylene oxide and / or butylene oxide may be used. Most preferably, the alkylene oxide is about 100% propylene oxide.
알콜과 산화 알킬렌의 반응 생성물을 포함하는 폴리(알킬렌 글리콜)의 예는 부탄올의 산화 프로필렌 부가물을 포함하고, 그의 특정 예는 Plurasafe WI-165 및 Plurasafe WI-285 프로폭실레이트 중합체를 포함하고, 이는 모두 뉴저지주 플로햄 파크 소재 BASF 코퍼레이션으로부터 입수할 수 있다. 가장 바람직하게는, 폴리(알킬렌 글리콜)는 부탄올의 산화프로필렌 부가물이다.Examples of poly (alkylene glycols) comprising reaction products of alcohols and alkylene oxides include propylene oxide adducts of butanol, specific examples of which include Plurasafe WI-165 and Plurasafe WI-285 propoxylate polymers All of which are available from BASF Corporation, Florham Park, NJ. Most preferably, the poly (alkylene glycol) is a propylene oxide adduct of butanol.
상기 나타낸 바와 같이, 유체 조성물은 폴리(알킬렌 글리콜)에 기초한다. 더욱 상세하게는, 폴리(알킬렌 글리콜)은 당해 유체 조성물의 총 중량을 기준으로 85중량부 이상, 더욱 통상적으로는 적어도 90중량부, 가장 통상적으로는 약 91 내지 약 96중량부의 양으로 유체 조성물 중에 존재한다. As indicated above, the fluid composition is based on poly (alkylene glycol). More specifically, the poly (alkylene glycol) is a fluid composition in an amount of at least 85 parts by weight, more typically at least 90 parts by weight, most typically from about 91 to about 96 parts by weight, based on the total weight of the fluid composition It exists in the middle.
입체 장애 에스테르는 당해 유체 조성물의 발화점을 증가시키고, 그에 따라 당해 유체 조성물의 S.F.P.를 감소시키기 위해 유체 조성물에 존재한다. "입체 장애"이라는 용어는 에스테르가 3차 탄소 원자 및 4차 탄소 원자의 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 탄소 원자를 갖는 것을 의미한다. 더욱 상세하게는, 입체 장애 에스테르는 3개 또는 4개의 다른 탄소 원자에 부착된 적어도 하나의 탄소 원자를 포함하고, 3차 탄소 원자 및 4차 탄소 원자, 다중 4차 탄소 원자 또는 다중 3차 탄소 원자를 모두 포함할 수 있다. 대안으로, 입체 장애 에스테르는 단일 3차 또는 4차 탄소 원자를 포함할 수 있다. 에스테르의 입체 장애성은 3차 및/또는 4차 탄소 원자를 포함하지 않는 미장애 에스테르와 반대로 당해 에스테르가 더욱 안정하고 분해되기 쉽게 한다. 입체 장애로 인한 입체 장애 에스테르는 아래 명시된 양으로 존재하는 경우 폴리(알킬렌 글리콜)를 포함하는 유체 조성물의 발화점을 상승시키고, 그에 따라 당해 유체 조성물의 S.F.P.를 감소시킨다.Steric hindrance esters are present in the fluid composition to increase the flash point of the fluid composition and thus to reduce the S.F.P. of the fluid composition. The term "stereoscopic disorder" means that the ester has at least one carbon atom selected from the group of tertiary carbon atoms and quaternary carbon atoms. More specifically, sterically hindered esters comprise at least one carbon atom attached to three or four different carbon atoms and comprise tertiary and quaternary carbon atoms, multiple quaternary carbon atoms or multiple tertiary carbon atoms It may include all. Alternatively, sterically hindered esters may comprise a single tertiary or quaternary carbon atom. The steric hindrance of the esters makes the esters more stable and easier to decompose, as opposed to unblocked esters that do not contain tertiary and / or quaternary carbon atoms. The steric hindrance esters due to steric hindrances, when present in the amounts specified below, raise the flash point of the fluid composition comprising poly (alkylene glycol), thereby reducing the S.F.P. of the fluid composition.
일 실시예에서, 입체 장애 에스테르는 다음 화학식을 갖고,In one embodiment, the sterically hindered ester has the formula
(상기 화학식에서, R1-R4은 각각 다음 화학식:(In the above formula, R 1 -R 4 are each the following formula:
을 갖는 에스테르 그룹인 C1 내지 C18 탄소 그룹C 1 to C 18 carbon groups which are ester groups with
(상기 화학식에서, R5는 C1 내지 C5 탄소 그룹을 포함하고, R6은 임의로 에틸렌 불포화 그룹을 포함하는 C4 내지 C18 탄소 그룹을 포함함)중의 그룹으로부터 선택되고, 단, R1-R4 중의 적어도 둘은 상기 에스테르 그룹 또는 이들의 조합을 포함한다. 더욱 상세하게는, 상기 식의 입체 장애 에스테르는 통상적으로 4차 탄소 원자를 갖고, 단 에스테르 그룹은 당해 4차 탄소 원자로부터 확장하는 4개의 분지들 중의 적어도 3개의 분지에 존재한다. 3차 탄소가 존재하는 경우, 에스테르 그룹은 당해 3차 탄소 원자로부터 확장하는 3개의 분지들에 역시 존재한다.Wherein R 5 comprises a C 1 to C 5 carbon group and R 6 comprises a C 4 to C 18 carbon group optionally comprising an ethylenically unsaturated group, provided that R 1 At least two of -R 4 include the above ester groups or combinations thereof. More specifically, sterically hindered esters of the formula typically have a quaternary carbon atom, provided that the ester group is present in at least three branches of four branches extending from the quaternary carbon atom. If tertiary carbon is present, the ester group is also present in three branches extending from the tertiary carbon atom.
본 발명의 목적에 적합한 입체 장애 에스테르의 특정 예들은 트리메틸올 프로판 트리올레에이트, 펜타에리트리톨 테트라올레에이트, 네오펜틸 글리콜 옥타노에이트 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있지만, 이들로만 제한되지 않는다.Specific examples of sterically hindered esters suitable for the purposes of the present invention may be selected from the group of, but not limited to, trimethylol propane trioleate, pentaerythritol tetraoleate, neopentyl glycol octanoate and combinations thereof .
상기 화학식으로 나타낸 입체 장애 에스테르는 통상적으로 입체 장애 폴리올과 지방산의 반응 생성물을 포함하지만; 본 발명은 입체 장애 에스테르의 임의의 특정 제조 방법으로 제한되지 않음이 인식되어야 한다. 입체 장애 폴리올은 적어도 2개의 하이드록실 작용기를 갖고, 4개 이상의 하이드록실 작용기를 가질 수 있고, 이들 각각은 지방산과 반응하는 경우 에스테르 결합을 형성하는 위치들을 제공한다. 더욱 상세하게는, 4차 탄소 원자는 당해 4차 탄소 원자로부터 연장되는 4개의 분지 중의 적어도 2개로부터 펜딩된 적어도 하나의 하이드록실 그룹을 갖는다. 3차 탄소 원자가 존재하는 경우, 하이드록실 그룹은 적어도 2개의 분지로부터 펜딩될 수 있고, 분지들 각각으로부터 펜딩될 수 있다. 통상적으로, 하이드록실 그룹은 1차 하이드록실 그룹이지만; 2차 하이드록실 그룹은 본 발명의 목적에 적합할 수도 있다.The hindered esters represented by the above formulas typically comprise the reaction product of a hindered polyol and a fatty acid; It should be appreciated that the present invention is not limited to any particular method of making sterically hindered esters. The sterically hindered polyols have at least two hydroxyl functionalities and may have four or more hydroxyl functionalities, each of which provides positions that form ester bonds when reacted with a fatty acid. More specifically, the quaternary carbon atom has at least one hydroxyl group pending from at least two of the four branches extending from the quaternary carbon atom. If tertiary carbon atoms are present, hydroxyl groups can be pending from at least two branches and from each of the branches. Typically, the hydroxyl group is a primary hydroxyl group; Secondary hydroxyl groups may be suitable for the purposes of the present invention.
본 발명의 목적에 적합한 입체 장애 폴리올의 특정 예는 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올 프로판, 트리메틸올 부탄, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 가장 바람직한 입체 장애 폴리올은 트리메틸올 프로판, 펜타에리트리톨, 및 이들의 조합을 포함한다.Specific examples of sterically hindered polyols suitable for the purposes of the present invention may be selected from the group of neopentyl glycol, trimethylol propane, trimethylol butane, pentaerythritol, dipentaerythritol and combinations thereof. Most preferred sterically hindered polyols include trimethylol propane, pentaerythritol, and combinations thereof.
지방산은 통상적으로 적어도 4개의 탄소 원자, 더욱 통상적으로 4 내지 18개의 탄소 원자를 갖고, 에틸렌성 불포화 그룹을 포함할 수 있다. 본 발명의 목적에 적합한 지방산의 특정 예는 부티르산, 도데카노산, 테트라데카노산, 헥사데카노산, 옥타데카노산 및 에이코사노산과 같은 포화 지방산; 알파-리놀렌산, 도코사헥사에노산, 에이코사펜타에노산, 리놀레산, 아라키돈산, 올레산, 및 에루신산과 같은 에틸렌성 불포화 지방산; 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로만 제한되지 않는다.Fatty acids typically have at least 4 carbon atoms, more typically 4 to 18 carbon atoms, and may comprise ethylenically unsaturated groups. Specific examples of fatty acids suitable for the purposes of the present invention include saturated fatty acids such as butyric acid, dodecanoic acid, tetradecanoic acid, hexadecanoic acid, octadecanoic acid and eicosanoic acid; Ethylenically unsaturated fatty acids such as alpha-linolenic acid, docosahexaenoic acid, eicosapentaenoic acid, linoleic acid, arachidonic acid, oleic acid, and erucic acid; And combinations thereof, but is not limited thereto.
대안으로, 입체 장애 에스테르는 입체 장애 폴리카복실산과 알콜의 반응 생성물을 포함할 수 있다. 적합한 폴리카복실산의 특정 예는 프탈산 및 트리멜리트산을 포함한다. 생성된 입체 장애 에스테르는 트리멜리테이트, 다이머레이트 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있지만, 이들로만 제한되지 않는다. 적합한 트리멜리테이트의 예는 다음 화학식을 갖는 것들이다:Alternatively, sterically hindered esters may comprise the reaction product of sterically hindered polycarboxylic acids with alcohols. Specific examples of suitable polycarboxylic acids include phthalic acid and trimellitic acid. The resulting hindered esters can be selected from the group of trimellitates, dimerates and combinations thereof, but are not limited to these. Examples of suitable trimellitates are those having the formula:
상기 식에서, R10, R11 및 R12는 독립적으로 분지된 C7 내지 C10 탄소쇄, 선형 C7 내지 C10 탄소쇄 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된다. 벤젠 고리로부터 펜딩된 그룹은 도시된 위치와 상이하게 배열될 수 있고, 단 상기 화학식은 단지 본 발명의 목적에 적합한 트리멜리테이트의 예를 제공하고, 임의의 트리멜리테이트는 본 발명의 목적에 적합함이 인식되어야 한다. 적합한 다이머레이트의 예는 디-2-에틸헥실 다이머레이트이다. 그러나, 임의의 다이머레이트는 본 발명의 목적에 적합함이 인식되어야 한다.Wherein R 10 , R 11 and R 12 are independently selected from the group of branched C 7 to C 10 carbon chains, linear C 7 to C 10 carbon chains and combinations thereof. The groups held from the benzene rings may be arranged differently from the positions shown, provided that the above formulas only provide examples of trimellitates suitable for the purposes of the present invention, and any trimellitate is suitable for the purposes of the present invention. Should be recognized. An example of a suitable dimerate is di-2-ethylhexyl dimerate. However, it should be appreciated that any dimerate is suitable for the purposes of the present invention.
입체 장애 에스테르는 당해 유체 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 15중량부, 더욱 통상적으로 0.5 내지 10중량부, 가장 통상적으로 1 내지 5중량부의 양으로 유체 조성물 중에 존재한다.The sterically hindered ester is present in the fluid composition in an amount of 0.5 to 15 parts by weight, more typically 0.5 to 10 parts by weight, most typically 1 to 5 parts by weight, based on the total weight of the fluid composition.
입체 장애 에스테르는 통상적으로 당해 유체 조성물의 S.F.P.가 공장 상호(FM) 승인된 유체로서 등급 매겨지도록 당해 유체 조성물에 대해 충분히 낮은 지점까지 당해 유체 조성물의 S.F.P.를 저하시키도록 상기 나타낸 바의 양으로 당해 유체 조성물 중에 존재하는 한편, 유체 조성물이 허용되는 가수분해 안정성을 유지하도록 여전히 허용한다. 그러나 본 발명은 임의의 특정 S.F.P.로 제한되지 않고, 당해 유체 조성물의 S.F.P.와 무관하게 청구된 양으로 존재하는 폴리(알킬렌 글리콜) 및 에스테르를 갖는 유체 조성물을 커버하는 것이 인식되어야 한다.The sterically hindered ester is typically present in the fluid in an amount as indicated above to lower the SFP of the fluid composition to a point low enough for the fluid composition such that the SFP of the fluid composition is graded as a factory mutual (FM) approved fluid. While present in the composition, it still allows the fluid composition to maintain acceptable hydrolysis stability. However, it is to be appreciated that the present invention is not limited to any particular S.F.P. and covers fluid compositions having poly (alkylene glycols) and esters present in claimed amounts regardless of the S.F.P. of the fluid composition.
FM 승인된 유체로서 등급 매겨질 수 있도록, 당해 유체 조성물은 현재 CN6930에 따라 측정된 바 5.5 이하의 S.F.P.를 가져야 한다. 당해 S.F.P.는 상기 발명의 배경 부분에 나타낸 바와 같이 산출된다.In order to be graded as an FM approved fluid, the fluid composition must have an S.F.P. of 5.5 or less as currently measured according to CN6930. The S.F.P. is calculated as shown in the background section of the invention.
유체 조성물의 화학적 열 방출 속도(Qch)는 폴리(알킬렌 글리콜) 및 에스테르 중의 탄소의 양에 기초한다. 그로써, 폴리(알킬렌 글리콜)을 85중량부 이상의 비교적 많은 양으로 포함하는 본 발명의 유체 조성물에 대해, 해 유체 조성물의 화학적 열 방출 속도(Qch)는 통상적으로 유체 조성물의 성분들을 전혀 변화시킴 없이 현저하게 변형될 수 없다. 그러나 유체 조성물의 발화점(Tf)은 통상적으로 상기 나타낸 양으로 유체 조성물 중에 입체 장애 에스테르를 포함시킴으로써 현저히 변형된다.The chemical heat release rate (Q ch ) of the fluid composition is based on the amount of carbon in the poly (alkylene glycol) and ester. As such, for fluid compositions of the present invention comprising poly (alkylene glycol) in relatively large amounts of at least 85 parts by weight, the chemical heat release rate (Q ch ) of the sea fluid composition typically changes the components of the fluid composition at all. It cannot be remarkably modified without. However, the flash point (T f ) of the fluid composition is typically significantly modified by including sterically hindered esters in the fluid composition in the amounts indicated above.
상기 나타낸 양으로 폴리(알킬렌 글리콜) 및 에스테르를 포함하는 본 발명의 유체 조성물은 550℉ 이상, 더욱 통상적으로는 600℉ 이상의 발화점(Tf)을 갖는다. 당 분야에 공지된 바와 같이, 발화점(Tf)은 당해 유체 조성물이 점화 후 적어도 5초 동안 계속 연소될 온도이다. 명시된 바의 발화점(Tf)을 갖는 유체 조성물, 특히 600℉ 이상의 발화점(Tf)을 갖는 것들은 통상적으로 5.5 이하인 S.F.P.를 갖는다. 더욱 상세하게는, 당해 S.F.P.는 유체 조성물의 발화점(Tf) 및 당해 유체 조성물의 순수한 완전 연소열의 측정을 통해 대략될 수 있다. Fluid compositions of the present invention comprising poly (alkylene glycol) and esters in the amounts indicated above have a flash point (T f ) of at least 550 ° F., more typically at least 600 ° F. As is known in the art, the flash point T f is the temperature at which the fluid composition will continue to burn for at least 5 seconds after ignition. The ignition point of the specified bar (T f) has a fluid composition, typically 5.5 or less, particularly SFP ones having a flash point over 600 ℉ (T f) with. More specifically, the SFP can be approximated by measuring the flash point (T f ) of the fluid composition and the pure heat of combustion of the fluid composition.
본 발명의 유체 조성물은 통상적으로 물이 실질적으로 없고, 무수 유체 조성물로서 당 분야에 언급될 수 있다. 더욱 상세하게는, 본 발명의 유체 조성물은 통상적으로 당해 유체 조성물의 총 중량을 기준으로 물을 0.1 중량% 이하 포함한다. 당해 유체 조성물은 실질적으로 물이 없음으로써 더 큰 물 함량을 갖는 유체 조성물에 의해 입수할 수 없는 산화 및 열 분해에 대한 저항을 제공한다. 또한, 가수 분해되기 쉬운 유체 조성물 중의 에스테르의 존재로 인해, 유체 조성물 중의 물의 실질적인 부재는 에스테르가 가수분해되는 것을 실질적으로 방지하고, 그에 따라 본 발명의 유체 조성물의 유효 수명을 최대화시킨다. Fluid compositions of the present invention are typically substantially free of water and may be referred to in the art as anhydrous fluid compositions. More specifically, fluid compositions of the present invention typically comprise up to 0.1% by weight of water, based on the total weight of the fluid composition. The fluid composition is substantially free of water, providing resistance to oxidation and thermal degradation that is not available with fluid compositions having a higher water content. In addition, due to the presence of the ester in the fluid composition susceptible to hydrolysis, the substantial absence of water in the fluid composition substantially prevents the ester from hydrolyzing, thus maximizing the useful life of the fluid composition of the present invention.
폴리(알킬렌 글리콜) 및 에스테르 외에, 유체 조성물은 분해에 대한 열적 산화 안정성을 제공하고 유체 조성물의 S.F.P.를 감소시키는데 조력하도록 항산화제를 추가로 포함할 수 있다. 항산화제의 특정 예는 프로필 갈레이트, 2,6-디-터셔리-부틸-4-메틸페놀(또는 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT), 비타민 E, 장애 페놀성 항산화제(예, 페노티아진), 아민계 항산화제(예, Irganox L06 및 Irganox L57, 모두 시바 스페셜티 케미컬스 코퍼레이션이 시판중임), 포스페이트, 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로만 제한되지 않는다. 바람직하게는, 항산화제는 아민계 항산화제를 포함한다. 사용되는 경우, 항산화제는 통상적으로 당해 유체 조성물의 총 중량을 기준으로 적어도 0.1 중량부, 더욱 통상적으로 0.1 내지 10, 가장 통상적으로 0.3 내지 2 중량부의 양으로 존재한다.In addition to poly (alkylene glycols) and esters, the fluid composition may further comprise an antioxidant to provide thermal oxidative stability against degradation and to help reduce S.F.P. of the fluid composition. Specific examples of antioxidants include propyl gallate, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol (or butylated hydroxytoluene (BHT), vitamin E, hindered phenolic antioxidants (eg phenothiazine) ), Amine based antioxidants (e.g. Irganox L06 and Irganox L57, both commercially available from Ciba Specialty Chemicals Corporation), phosphates, and combinations thereof, preferably, but are not limited to these. When used, antioxidants are typically present in an amount of at least 0.1 parts by weight, more typically 0.1 to 10, most typically 0.3 to 2 parts by weight, based on the total weight of the fluid composition.
본 발명의 유체 조성물은 또한 당해 유체 조성물 내에서 여러 가지 관능성을 제공하는 첨가제들을 포함할 수 있다. 당해 첨가제들은 바운더리 작용제, 내마모제, 및 극압 작용제(extreme pressure agents)와 같은 윤활 첨가제; 부식 억제제; 금속 패시베이터; 소포 첨가제; 염료; 향수; 세제 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있지만, 이들로만 제한되지 않는다.The fluid composition of the present invention may also include additives that provide various functionalities in the fluid composition. Such additives include lubricating additives such as boundary agents, antiwear agents, and extreme pressure agents; Corrosion inhibitors; Metal passivators; Antifoam additives; dyes; perfume; But may be selected from the group of detergents and combinations thereof.
윤활 첨가제의 예로는 4 내지 18, 더욱 통상적으로 7 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 유기산; 디티오포스페이트; 시바 스페셜티 케미컬스 코퍼레이션으로부터 입수할 수 있는 Irgalube 349와 같은 유기 아민/포스페이트 블렌드; 오르가노-몰리브덴 화합물; 포스포로티오네이트; 알킬화 포스페이트 에스테르; 트리페닐 포스페이트; 알킬화 트리페닐 포스페이트; 시바 스페셜티 케미컬스 코퍼레이션으로부터 입수할 수 있는 아민-O 및 사르코실-O와 같은 지방 아민; 및 이들의 조합을 포함하지만, 이들로만 제한되지 않는다. 사용되는 경우, 윤활 첨가제는 통상적으로 유체 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10, 더욱 통상적으로는 0.1 내지 5중량부의 양으로 유체 조성물 내에 존재한다.Examples of lubricating additives include organic acids having 4 to 18, more typically 7 to 12 carbon atoms; Dithiophosphate; Organic amine / phosphate blends such as Irgalube 349 available from Ciba Specialty Chemicals Corporation; Organo-molybdenum compounds; Phosphorothionates; Alkylated phosphate esters; Triphenyl phosphate; Alkylated triphenyl phosphate; Fatty amines such as amine-O and sarcosyl-O available from Ciba Specialty Chemicals Corporation; And combinations thereof, but is not limited thereto. When used, lubricating additives are typically present in the fluid composition in amounts of 0.1 to 10, more typically 0.1 to 5 parts by weight, based on the total weight of the fluid composition.
부식 억제제들의 예로는 유기 아민, 아민-유기산 착물, 유기 2산, 사르코신 및 숙신산 유도체, 알킬 및 아릴 포스파이트를 포함하지만, 이들로만 제한되지 않는다. 사용되는 경우, 부식 억제제는 통상적으로 유체 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 약 10, 더욱 통상적으로는 0.1 내지 5중량부의 양으로 유체 조성물 중에 존재한다.Examples of corrosion inhibitors include, but are not limited to, organic amines, amine-organic acid complexes, organic diacids, sarcosine and succinic acid derivatives, alkyl and aryl phosphites. When used, corrosion inhibitors are typically present in the fluid composition in an amount from 0.1 to about 10, more typically from 0.1 to 5 parts by weight, based on the total weight of the fluid composition.
금속 패시베이터의 예는 톨릴트리아졸 및 그의 유도체 및 벤조트리아졸 및 그의 유도체를 포함하지만, 이들로만 제한되지 않는다. 사용되는 경우, 금속 패시베이터는 통상적으로 유체 조성물의 총 중량을 기준으로 0.05 내지 5, 더욱 통상적으로는 0.05 내지 2중량부의 양으로 유체 조성물 중에 존재한다.Examples of metal passivators include, but are not limited to, tolyltriazole and its derivatives and benzotriazole and its derivatives. When used, metal passivators are typically present in the fluid composition in amounts of 0.05 to 5, more typically 0.05 to 2 parts by weight, based on the total weight of the fluid composition.
유체 조성물에 적합한 소포 첨가제, 염료, 향수 및 세제는 당분야에 공지되어 있으며, 사용되는 경우, 통상적으로 유체 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 2중량부의 합한 양으로 존재한다.Antifoam additives, dyes, perfumes and detergents suitable for fluid compositions are known in the art and, when used, are typically present in a combined amount of 0.1 to 2 parts by weight, based on the total weight of the fluid composition.
다음 실시예들은 본 발명을 예시하고자 의도되고, 어떠한 방식으로든지 본 발명의 범위를 제한하는 것으로서 검토되지 않아야 한다.The following examples are intended to illustrate the invention and should not be considered as limiting the scope of the invention in any way.
본 발명의 유체 조성물이 아래 표 1에 제공되고, 당해 유체 조성물의 관련된 물리적 특성이 도시된다. 유체 조성물의 비교예들 또한 표 1에 포함되고, 단 비교 유체 조성물의 관련된 물리적 특성들이 또한 표 1에 포함되었다.The fluid composition of the present invention is provided in Table 1 below, and the relevant physical properties of the fluid composition are shown. Comparative examples of fluid compositions are also included in Table 1, provided that the relevant physical properties of the comparative fluid compositions are also included in Table 1.
에스테르 A는 트리메틸올 프로판 트리올레에이트이다.Ester A is trimethylol propane trioleate.
에스테르 B는 펜타에리트리톨 테트라올레에이트이다.Ester B is pentaerythritol tetraoleate.
에스테르 C는 선형 및 분지된 지방산의 펜타에리트리톨 에스테르, CAS 번호 118685-24-8이다.Ester C is the pentaerythritol ester, CAS number 118685-24-8, of linear and branched fatty acids.
에스테르 D는 발레르산, 카프릴산 및 카프린산의 디펜타에리트리톨 에스테르, CAS 번호 68441-66-7이다.Ester D is the dipentaerythritol ester of valeric acid, caprylic acid and capric acid, CAS No. 68441-66-7.
에스테르 E는 트리메틸올프로판 에스테르의 혼합물, CAS 번호 11138-60-6이다.Ester E is a mixture of trimethylolpropane esters, CAS No. 11138-60-6.
에스테르 F는 카프릴산 및 카프린산의 펜타에리트리톨 에스테르, CAS 번호 68441-68-9이다.Ester F is the pentaerythritol ester of caprylic acid and capric acid, CAS No. 68441-68-9.
에스테르 G는 트리옥틸 트리멜리트산 에스테르, CAS 번호 3319-31-1이다.Ester G is trioctyl trimellitic acid ester, CAS No. 3319-31-1.
에스테르 H는 트리이소데실 트리데실 트리멜리트산 에스테르, CAS 번호 70225-05-7이다.Ester H is triisodecyl tridecyl trimellitic acid ester, CAS No. 70225-05-7.
에스테르 J는 디-2-에틸헥실 다이머레이트이다.Ester J is di-2-ethylhexyl dimerate.
에스테르 K는 디트리데실 아디페이트, CAS 번호 16958-92-2이다.Ester K is ditridecyl adipate, CAS No. 16958-92-2.
에스테르 L은 디-2-에틸헥실 세바케이트, CAS 번호 122-62-3이다.Ester L is di-2-ethylhexyl sebacate, CAS number 122-62-3.
항산화제는 페노티아진이다.Antioxidant is phenothiazine.
첨가제 A는 NY, 태리타운 소재 시바 스페셜티 케미컬 코퍼레이션으로부터 입수할 수 있는 인계 내마모성 첨가제이다.Additive A is a phosphorus based wear resistant additive available from Ciba Specialty Chemical Corporation, Tarrytown, NY.
첨가제 B는 시바 스페셜티 케미컬 코퍼레이션으로부터 입수할 수 있는 인계 내마모성 첨가제이다.Additive B is a phosphorus based wear resistant additive available from Ciba Specialty Chemical Corporation.
첨가제 C는 시바 스페셜티 케미컬 코퍼레이션으로부터 황색 금속 패시베이터이다.Additive C is a yellow metal passivator from Ciba Specialty Chemical Corporation.
PAG는 각각 1200 및 700의 수평균 분자량을 갖는 부탄올-개시된 산화프로필렌 중합체의 67/33 블렌드이다.PAG is a 67/33 blend of butanol-initiated propylene oxide polymers having a number average molecular weight of 1200 and 700, respectively.
결과result
상기 실시예들 및 비교예들을 참조하여, 실시예들의 발화점 대부분은 600℉ 이상이고, 그들 각각은 본 발명에 따른 양으로 존재하는 에스테르를 포함한다. 발화점이 600℉ 이하인 실시예들에 대해, 발화점들은 실험 오류 내에서 600℉에 충분 히 근접하고, 본 발명의 목적에 여전히 적합하다. 발화점이 600℉ 이상이고, S.F.P.가 5.5 미만인 비교예들에 대해, 가수분해 안정성은 "억제된 미네랄 오일의 산화 특성에 대한 표준 시험 방법(Standard Test Method for Oxidation Characteristics of Inhibited Mineral Oils)"라는 표제로 ASSTM D 943-99에 따라 시험된 경우 허용될 수 없을 정도로 불량하다. 또한, 나머지 비교예는 600℉보다 현저히 낮은 발화점을 갖고, 각각 허용될 수 없게 5.5를 초과하는 S.F.P.를 갖는다.With reference to the above examples and comparative examples, most of the flash points of the examples are at least 600 ° F., each of which comprises an ester present in an amount according to the invention. For embodiments where the flash point is below 600 ° F., the flash points are close enough to 600 ° F. within experimental error, and still suitable for the purposes of the present invention. For comparative examples where the flash point is above 600 ° F. and the SFP is less than 5.5, the hydrolysis stability is entitled “Standard Test Method for Oxidation Characteristics of Inhibited Mineral Oils”. If tested according to ASSTM D 943-99 it is unacceptably bad. In addition, the remaining comparative examples have flash points significantly lower than 600 ° F., each with unacceptably greater than 5.5 S.F.P.
본 발명은 예시된 방식으로 기재되었고, 사용된 용어는 제한하기보다는 오히려 설명하고자 하는 어휘의 특성에 속하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 분명히, 본 발명의 많은 변형 및 변화는 상기 내용에 비추어 가능하고, 본 발명은 그렇지 않으면 구체적으로 기재된 바와 달리 실시될지도 모른다.The invention has been described in an illustrated manner, and it is to be understood that the terminology which has been used is intended to be in the nature of the words of description rather than of limitation. Apparently, many modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings, and the invention may otherwise be practiced otherwise than as specifically described.
상술한 바와 같이, 본 발명은, 공업용 유체 용도에 사용하기 위한 유체 조성물과. 더욱 상세하게는, 우수한 내화성이 요구되는 유압식(hydraulic), 컴프레서, 기어, 베어링 또는 터빈 유체 조성물로 사용하기 위한 유체 조성물을 제공하는데 사용된다.As described above, the present invention is a fluid composition for use in industrial fluid applications. More specifically, it is used to provide a fluid composition for use as a hydraulic, compressor, gear, bearing or turbine fluid composition where good fire resistance is required.
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