KR20090113856A - 윤활제 베이스 오일 및 윤활제 조성물 및 이의 제조 방법 - Google Patents

윤활제 베이스 오일 및 윤활제 조성물 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

하기 성분 (i) 및 성분 (ii) 를 포함하는 액체 윤활제 베이스 오일 조성물은 이 성분들을 함께 블렌딩함으로써 제조될 수 있고, 상기 조성물은 선박용 엔진 윤활제와 같은 적용물에 사용할 수 있는 윤활제 조성물에서 하나 이상의 첨가제와 함께 사용될 수 있다: (i) 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡, 예를 들어, 그룹 II 베이스 스톡, 그룹 III 베이스 스톡, 및/또는 Fischer-Tropsch 합성된, 왁스성, 파라핀계 탄화수소 물질 유래 베이스 스톡, 및 (ii) 0.2 내지 30 중량% 의 방향족 추출물 (이는 디메틸 설폭사이드로 추출가능한 폴리시클릭 방향족을 3 중량% 미만의 함량으로 가짐).

Description

윤활제 베이스 오일 및 윤활제 조성물 및 이의 제조 방법 {LUBRICANT BASE OILS AND LUBRICANT COMPOSITIONS AND METHODS FOR MAKING THEM}
본 발명은 조성물 및 방법, 특히 윤활제 베이스 오일 (base oil) 및 윤활제 조성물 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
윤활제 조성물은 일반적으로 베이스 오일 및 하나 이상의 첨가제를 포함한다. API 표준 1509, "ENGINE OIL LICENSING AND CERTIFICATION SYSTEM", 2004 년 11 월 판, 제 15 판, 부록 E 에 따르면, 베이스 오일에 사용되는 베이스 스톡 (base stock) 은 하기 표 I 에 개시되는 다섯 그룹 중 하나에 속하는 것으로서 정의된다.
[표 I]
그룹 포화 탄화수소 함량 (중량%) 황 함량 (중량%) 점도 지수
I < 90 및/또는 > 0.03 및 ≥80 및 <120
II ≥90 및 ≤0.03 및 ≥80 및 <120
III ≥90 및 ≤0.03 및 ≥120
IV 폴리알파 올레핀
V 그룹 I, II, III 또는 IV 에 속하지 않는 모든 베이스 스톡
선박용 2-행정 및 4-행정 엔진, 특히 중질유로 작동하는 엔진용 윤활제 조성물의 제조에 있어서, 그룹 I 베이스 스톡이 일반적으로 그룹 II 베이스 스톡보다 바람직하다. 그러나, 그룹 II 베이스 스톡이 점점 더 쉽게 이용가능해졌는데, 이는 그룹 I 베이스 스톡용의 더 노후한 제조 설비가 폐쇄되고, 신규 제조 설비로 그룹 II 베이스 스톡을 제조하는 경향이 있기 때문이다.
그룹 II 베이스 스톡은, 일부 윤활제 조성물, 예를 들어, 선박용 윤활제에 사용될 때, 그룹 I 베이스 스톡에 비해 몇몇 성능 단점을 가질 수 있다. 이러한 단점에는 불량한 분산성, 불량한 씰 팽윤 성능, 불량한 첨가제 용해도, 선박용 엔진 적용물에서의 연료유와의 낮은 혼화성 (이는, 예를 들어, 엔진의 차가운 부분에서, 침전 형성을 야기할 수 있음), 및/또는, 일부 양태에서, 불량한 산화 안정성이 포함될 수 있다.
수소공정화된 베이스 스톡은 산업적 윤활제 적용물 (Deckman D. E. 등, Hart's Lubricants World, 1997 년 9 월, 20 ~ 26 쪽) 에 및 상업용, 개인용 자동차 및 선박 엔진유 (Deckman D. E. 등, Hart's Lubricants World, 1997 년 9 월, 27 ~ 28 쪽) 에 사용시 장점 및 단점을 가질 수 있다 (Deckman, D.E. 등, Hart's Lubricants World, 1997 년 7 월, 46 ~ 50 쪽).
문헌 (Deckman D. E. 등, Hart's Lubricants World, 1997 년 9 월, 27 ~ 28 쪽) 에 따르면, "수소화분해는 베이스 스톡의 점도 손실을 유발하기 때문에, 선박용 오일은 일반적으로 수소화분해된 베이스 스톡만으로는 제형화될 수 없고, 상당량의 브라이트 스톡 (bright stock) 의 이용을 필요로 한다. 그러나, 브라이트 스톡은 산화적으로 불안정한 방향족의 존재로 인하여 사용이 바람직하지 않다".
그룹 II 및 그룹 III 베이스 스톡을 포함하는, 수소화공정화에 의해 제조된 베이스 스톡은 그룹 I 베이스 스톡보다 낮은 방향족 함량 및 낮은 황 함량을 갖는 다.
폴리알파올레핀인 베이스 스톡 (그룹 IV) 은 또한 높은 수준의 포화를 가질 수 있다.
Fischer-Tropsch 합성된, 왁스성, 파라핀계 탄화수소 물질 유래의 베이스 스톡은 또한 낮은 방향족 함량을 갖고, 이에 따라 또한 그룹 I 베이스 스톡과 비교시 그룹 II 및 그룹 III 베이스 스톡의 불량한 성능 중 적어도 일부를 나타낼 수 있다. WO 00/14187 및 WO 2005/066314 는 Fischer Tropsch 유래 베이스 스톡을 포함하는 윤활제 조성물에 관한 것이다.
이러한 문제를 극복하거나 또는 적어도 완화시키는 베이스 오일 조성물에 대한 요구가 남아 있다.
포화 탄화수소를 95 중량% 이상 포함하는 베이스 스톡을 포함하는 베이스 오일 중에 방향족 추출물을 0.2 내지 30 중량% 로 사용하면 이러한 문제를 극복하거나 또는 적어도 완화시킬 수 있다는 것을 이제 발견하였다.
따라서, 본 발명의 첫번째 양태에 따르면, 하기를 포함하는 액체 윤활제 베이스 오일 조성물이 제공된다: (i) 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡, 및 (ii) 0.2 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 18 중량% 또는 1 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 18 중량% 의 방향족 추출물 (여기서, 방향족 추출물은, 디메틸 설폭사이드로 추출가능한 폴리시클릭 방향족을 3 중량% 미만의 함량으로 가짐).
본 발명의 두번째 양태에 따르면, 본원에 정의되는 액체 윤활제 베이스 오일 조성물의 제조 방법으로서, 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡을, 디메틸 설폭사이드로 추출가능한 폴리시클릭 방향족을 3 중량% 미만의 함량으로 갖는 충분한 방향족 추출물과 블렌딩하여, 본원에 정의되는 액체 윤활제 베이스 오일 조성물을 생성하는 것을 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 세번째 양태에 따르면, 본원에 정의되는 윤활제 베이스 오일 조성물 및 하나 이상의 첨가제 (바람직하게는 세정제, 분산제, 항마모 첨가제, 산화방지제, 소포제, 부식 억제제, 유동점 강하제, 마찰 개질제, 점착제 및 점도 지수 개선제로 이루어지는 군으로부터 선택됨) 를 포함하는 액체 윤활제 조성물이 제공된다.
본 발명은, 액체 윤활제 베이스 오일 조성물 (이 베이스 오일은 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡을 포함함) 중에, 디메틸 설폭사이드로 추출가능한 폴리시클릭 방향족을 3 중량% 미만의 함량으로 갖는 방향족 추출물을 0.2 내지 30 중량% 사용함으로써 앞서 정의된 문제를 해결한다. 이는 상기 베이스 스톡과 연관될 수 있는 결점 중 적어도 일부를 극복하거나 또는 적어도 완화시키는 윤활제 베이스 오일을 제공한다.
본 발명의 윤활제 베이스 오일 조성물은 0.2 내지 30 중량% 의 방향족 추출물을 포함한다. 바람직하게는, 본 발명의 윤활제 베이스 오일 조성물이 0.2 내지 18 % 또는 1.0 내지 30 중량% 의 방향족 추출물을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 본 발명의 윤활제 베이스 오일 조성물이 1.0 내지 18 중량% 의 방향족 추출물을 포함한다.
바람직하게는, 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡이 수소공정화된 베이스 스톡 및/또는 Fischer-Tropsch 합성된, 왁스성, 파라핀계 탄화수소 물질 유래의 베이스 스톡을 포함한다. 본 발명은 상기 베이스 스톡과 연관될 수 있는 결점, 예를 들어, 불량한 분산성 (예를 들어, 그을음 및/또는 침전의 불량한 분산성), 불량한 씰 팽윤 성능, 선박용 엔진 적용물에서의 연료유와의 낮은 혼화성 (이는, 예를 들어, 엔진의 차가운 부분에서, 침전 형성을 야기할 수 있음), 및 또한, 일부 양태에서는, 불량한 산화 안정성으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 결점 중 적어도 일부를 극복하거나 또는 적어도 완화시키는 윤활제 베이스 오일을 제공한다.
따라서, 본 발명의 추가적 양태에 따르면, 불량한 분산성, 불량한 씰 팽윤 성능, 불량한 첨가제 용해도 및 선박용 엔진 적용물에서의 연료유와의 낮은 혼화성으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 베이스 스톡의 결점 중 하나 이상을 완화시키기 위한, 액체 윤활제 베이스 오일 조성물 (이 베이스 오일은 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡을 포함함) 중에서의, 디메틸 설폭사이드로 추출가능한 폴리시클릭 방향족을 3 중량% 미만의 함량으로 갖는 방향족 추출물 0.2 내지 30 중량% 의 용도가 제공된다.
특히, 본 발명은, 예를 들어, 그룹 II 베이스 스톡 및/또는 그룹 III 베이스 스톡을 포함할 수 있는 수소공정화된 베이스 스톡을 이용하고/하거나, 폴리알파올레핀을 포함할 수 있는 베이스 스톡을 이용하고/하거나, Fischer-Tropsch 합성된, 왁스성, 파라핀계 탄화수소 물질 유래의 베이스 스톡을 이용하는 베이스 오일을 만들기 위해, 한정된 양의 방향족 추출물을 사용하는 방법을 제공한다. 이 베이스 오일은 그룹 I 베이스 스톡이 통상적으로 사용되는 적용물, 예컨대, 선박용 엔진 적용물, 예를 들어, 2-행정 선박용 디젤 엔진 실린더유, 2-행정 선박용 디젤 엔진 및 4-행정 선박용 디젤 엔진 크랭크실 윤활제 조성물에 사용될 수 있다.
방향족 추출물은 바람직하게는 용매 추출 공정에서의 하나 이상의 정련 공정스트림의 처리에 의해 만든다. 적절한 용매 추출 공정은 하나 이상의 정련 공정스트림을 용매, 예컨대 풀루랄, n-메틸피롤리돈, 황 다이옥사이드, Duo-Sol™ 또는 페놀과 접촉시켜, 정련 스트림, 방향족 및 헤테로시클릭 물질로부터 선택적으로 추출하고, 용매 중에 이들 물질의 용액을 형성하는 것을 포함한다. 이후, 추출 공정으로의 재순환을 위해 용매를 용액으로부터 회수한다; 얻어진 생성물이 방향족 추출물이다.
방향족 추출물의 제조는 당업계에 공지되어 있으며, 예를 들어, ("Lubricant base oil and wax processing" A. Sequeira, 81 ~ 118 쪽, pub. Marcel Dekker Inc. New York, 1994) 에 기재되어 있다.
방향족 추출물은, 탈아스팔트화를 위한 용매로서 Duo-Sol™, 프로판, 부탄 또는 이의 혼합물을 이용하여 만든 용매 탈아스팔트화 감압잔사유 (DAO 라고도 알려짐) 의, 추출 공정에서의 처리에 의해 만들어 질 수 있는, 잔류 방향족 추출물일 수 있다.
방향족 추출물은 진공 증류 공정으로부터의 증류물 스트림의, 추출 공정에서의 처리에 의해 만들어진 방향족 추출물인 증류물 방향족 추출물 (DAE) 일 수 있다. 바람직하게는, 증류물 방향족 추출물이, 하나 이상의 추가적 처리에 적용된 증류물 방향족 추출물인 처리된 증류물 방향족 추출물이다. 적절하게는, 하나 이상의 추가적 처리가 수소화처리, 수소화, 수소화탈황반응, 점토 처리, 산 처리 및 추가적 용매 추출로 이루어지는 군으로부터 선택된다.
방향족 추출물은 방향족 함량이 60 내지 85 중량% 일 수 있다 (ASTM D 2007 에 의해 측정될 수 있음).
방향족 추출물은 (Concawe Product Dossier 92/101 "Aromatic Extracts") 에 기재된 것과 같은 특성을 가질 수 있다.
증류물 방향족 추출물은 250 ~ 680 ℃ 범위의 비등점을 가질 수 있다 (ASTM D 2887 에 따라 측정될 수 있음). 증류물 방향족 추출물은 40 ℃ 에서 5 ~ 18000 mm2/s 범위의 동적 점성도를 가질 수 있다 (ASTM D 445 에 따라 측정될 수 있음). 증류물 방향족 추출물은 100 ℃ 에서 3 ~ 60 mm2/s 범위의 동적 점성도를 가질 수 있다 (ASTM D 445 에 따라 측정될 수 있음). 증류물 방향족 추출물은 300 ~ 580 범위의 평균 분자 질량을 가질 수 있다 (ASTM D 2887 에 따라 측정될 수 있음). 증류물 방향족 추출물은 C15 ~ C54 범위의 탄소수를 가질 수 있다 (ASTM D 2887 에 따라 측정될 수 있음). 증류물 방향족 추출물은 65 ~ 85 중량% 범위의 방향족 함량을 가질 수 있다 (ASTM D 2007 에 따라 측정될 수 있음).
잔류 방향족 추출물은 380 ℃ 초과의 비등점을 가질 수 있다 (ASTM D 2887 에 따라 측정될 수 있음). 잔류 방향족 추출물은 40 ℃ 에서 4000 mm2/s 초과의 동적 점성도를 가질 수 있다 (ASTM D 445 에 따라 측정될 수 있음). 잔류 방향족 추출물은 100 ℃ 에서 60 ~ 330 mm2/s 범위의 동적 점성도를 가질 수 있다 (ASTM D 445 에 따라 측정될 수 있음). 잔류 방향족 추출물은 400 초과의 평균 분자 질량을 가질 수 있다 (ASTM D 2887 에 따라 측정될 수 있음). 잔류 방향족 추출물은 C25 초과의 탄소수 범위를 가질 수 있다 (ASTM D 2887 에 따라 측정될 수 있음). 잔류 방향족 추출물은 60 ~ 85 중량% 범위의 방향족 함량을 가질 수 있다 (ASTM D 2007 에 따라 측정될 수 있음).
방향족 추출물은 폴리시클릭 방향족 화합물 (PAC) 을 포함할 수 있는데, 이의 일부는 발암물질이다. 디메틸 설폭사이드 (DMSO) 로 추출될 수 있는 물질의 양 (중량%) 은 방향족 추출물 내에서 허용불가능한 물질 (폴리시클릭 방향족 화합물 포함) 의 양의 표시로서 사용된다. IP 346 (Institute of Petroleum Test Method 346) 은 DMSO 추출물의 중량% 측정을 위해 사용되는 방법이다. 디메틸 설폭사이드로 추출가능한 폴리시클릭 방향족의 함량이 3 중량% 를 초과하는 방향족 추출물은 발암물질로서 분류되며, 몇몇 관할권에서는 상기 물질에 건강, 안정성 및 환경적 위험성을 알리는 특정 기호 및 위험 문구를 표시해야한다. 적어도 이러한 이유로 방향족 추출물은 디메틸 설폭사이드로 추출가능한 폴리시클릭 방향족을 3 중량% 미만의 함량으로 갖는다 (낮은 PCA 추출물). 더욱 바람직하게는, 방향족 추출물이 디메틸 설폭사이드로 추출가능한 폴리시클릭 방향족을 3 중량% 미만의 함량으로 갖는 잔류 방향족 추출물 또는 처리된 증류물 방향족 추출물이다.
바람직하게는, 방향족 추출물이 임의의 유의한 양의 왁스를 함유하지 않는데, 이는, 존재할 경우, 사용시 왁스가 침전될 수 있기 때문이다.
포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 본 발명의 베이스 스톡은 수소공정화된 베이스 스톡 및 Fischer-Tropsch 합성된, 왁스성, 파라핀계 탄화수소 물질 유래의 베이스 스톡의 두 가지를 모두 포함할 수 있다. 적절하게는, 포화 탄화수소를 95 중량% 이상 포함하는 본 발명의 베이스 스톡이 수소공정화된 베이스 스톡 또는 Fischer-Tropsch 합성된, 왁스성, 파라핀계 탄화수소 물질 유래의 베이스 스톡을 포함할 수 있다.
수소공정화된 베이스 스톡은 바람직하게는 API 표준 1509, "ENGINE OIL LICENSING AND CERTIFICATION SYSTEM", 2004 년 11 월판, 제 15 판 부록 E 에 따라 정의된 그룹 II 및/또는 그룹 III 베이스 스톡이다.
포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡은 바람직하게는 포화 탄화수소를 95 중량% 이상 포함하는, API 표준 1509, "ENGINE OIL LICENSING AND CERTIFICATION SYSTEM", 2004 년 11 월판, 제 15 판 부록 E 에 따라 정의된 그룹 II 및/또는 그룹 III 베이스 스톡을 포함한다.
바람직하게는, 그룹 II 베이스 스톡 또는 그룹 III 베이스 스톡이, 바람직하게는 진공 증류물 또는 탈아스팔트화 감압잔사유의 수소공정화에 의하거나, 또는 청정 연로 수소첨가분해로로부터의 바닥 스트림의 수소화이성화에 의해 만들어질 수 있는 수소공정화된 베이스스톡이다. 수소공정화에 의한 베이스스톡의 제조는 당업계에 공지되어 있고, 예를 들어, "Lubricant base oil and wax processing" A. Sequeira, 119 ~ 152 쪽, pub. Marcel Dekker Inc. New York, 1994) 에 기술되어 있다.
포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡은 하나 이상의 폴리알파올레핀을 포함할 수 있다.
Fischer-Tropsch 합성된, 왁스성, 파라핀계 탄화수소 물질 유래의 베이스 스톡은 Fischer Tropsch 공정으로부터의 베이스 스톡의 제조용으로 공지된 임의의 적절한 공정에 의해 만들어 질 수 있다. 사용될 수 있는 Fischer-Tropsch 합성된, 왁스성, 파라핀계 탄화수소 물질 유래의 베이스 스톡의 제조 공정이, 예를 들어, US4943672, EP-A-0668342 및 EP-A-0776959 에 기재되어 있고, 그 내용은 본원에 참조로서 포함된다. 따라서, 베이스 스톡은 하기 (i) ~ (iv) 의 단계에 의해 만들어질 수 있다: (i) 합성가스 (Syngas) 의 제조, (ii) 합성가스로부터의 탄화수소의 Fischer-Tropsch 합성, (iii) 왁스성 파라핀계 잔류물과 함께 나프타 및 디젤/케로센 연료 공정 스트림의 생성을 위한 탄화수소의 수소화분해, 및 (iv) 베이스 스톡의 제조를 위한 왁스성 잔류물의 수소화이성화.
본 발명에 따른 액체 윤활제 베이스 오일 조성물은, 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡을 충분한 방향족 추출물과 블렌딩하여, 윤활제 베이스 오일 조성물을 생성함으로써 만들 수 있다. 블렌딩은 회분식 블렌딩 공정 또는 연속식 블렌딩 공정으로 수행할 수 있다. 회분식 블렌딩은 블렌딩 성분을 교반 및/또는 휘저으면서 베이스 스톡 및 방향족 추출물을 블렌딩 케틀에 도입함으로써 수행할 수 있다. 연속적 블렌딩은 인-라인 혼합기를 이용하여 수행하여, 베이스 스톡 및 방향족 추출물을 블렌딩할 수 있다. 방향족 추출물의 취급을 용이하기 위해서는 블렌딩 동안 가열이 필요할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 액체 윤활제 베이스 오일 조성물이 100 ℃ 에서 7 내지 40 cSt 범위의 점도를 갖는다.
본 발명의 액체 윤활제 베이스 오일 조성물은 특히 2-행정 선박용 디젤 엔진 실린더유, 2-행정 선박용 디젤 엔진 시스템유 또는 4-행정 선박용 디젤 엔진 크랭크실 윤활제 조성물의 제조용으로 유용하다.
본 발명에 따른 액체 윤활제 조성물은 본원에 정의되는 액체 윤활제 베이스 오일 조성물 및 하나 이상의 첨가제, 바람직하게는 세정제, 분산제, 항마모 첨가제, 산화방지제, 소포제, 부식 억제제, 유동점 강하제, 마찰 개질제, 점착제 및 점도 지수 개선제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가제를 포함한다.
본 발명에 따른 윤활제 조성물 내에서의 첨가제의 농도는 윤활제 조성물의 의도된 용도에 의존한다.
하나 이상의 산화방지제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 1 중량% 의 총 농도로, 통상 0.5 중량% 이하의 농도로 존재할 수 있다.
하나 이상의 항마모 첨가제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 2 중량%, 통상 1 중량% 이하의 농도로 존재할 수 있다.
하나 이상의 고(high) 과염기화 세정제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 40 중량% 의 총 농도로 존재할 수 있다.
하나 이상의 저(low) 염기 세정제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 10 중량% 의 총 농도로 존재할 수 있다.
하나 이상의 중성 세정제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 2 중량% 의 총 농도로 존재할 수 있다.
하나 이상의 분산제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 10 중량% 의 총 농도로 존재할 수 있다.
하나 이상의 소포제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 0.1 중량% 의 총 농도로 존재할 수 있다.
하나 이상의 부식 억제제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 1 중량% 의 총 농도로 존재할 수 있다.
하나 이상의 유동점 강하제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 1 중량% 의 총 농도로 존재할 수 있다.
하나 이상의 마찰 개질제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 5 중량% 의 총 농도로 존재할 수 있다.
하나 이상의 점착제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 15 중량% 의 총 농도로 존재할 수 있다.
하나 이상의 점도 지수 개선제가 윤활제 조성물 내에서 0 내지 20 중량% 의 총 농도로 존재할 수 있다.
첨가제의 농도 범위는 서로 독립적일 수 있다. 대안적으로는, 임의의 특정 윤활제 조성물에 대하여 상기 농도 범위의 조합이 이용될 수 있다.
본 발명의 액체 윤활제 조성물은 2-행정 선박용 디젤 엔진 실린더유, 2-행정 선박용 디젤 엔진 시스템유 또는 4-행정 선박용 디젤 엔진 크랭크실 윤활제 조성물로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 이러한 윤활제 조성물용 첨가제를 위한 농도 범위는 하기 표 II 에 제공된다. 이러한 농도 범위는 서로 독립적일 수 있다. 대안적으로는, 이러한 농도 범위의 조합이 임의의 특정 윤활제 조성물에 사용될 수 있다.
[표 II]
Figure 112009050869630-PCT00001
이제 오직 실시예와 도 1 (이는 다양한 양의 방향족 추출물을 갖는 베이스 오일의 성능의 그래프임) 을 참고로 하여 본 발명을 설명할 것이다.
이러한 실험에서, 수소공정화된 베이스 스톡은 포화 탄화수소를 97 중량% 이상으로 포함하는 그룹 II 베이스 스톡이었다. 방향족 추출물은 Shell 사에 의해 제공된 저 PCA 브라이트스톡 (brightstock) 추출물 (3 % 미만의 폴리시클릭 방향족, 브라이트스톡 풀루랄 추출물) 이었다. 이들 성분의 특성은 하기 표 II 에 제공된다.
[표 III]
Figure 112009050869630-PCT00002
베이스 스톡 및 방향족 추출물은 임의의 유의한 양의 왁스성 물질을 함유하지 않는 것으로 보였다. 방향족 추출물 (AE) 을 다양한 양의 그룹 II 베이스 스톡과 블렌딩하여 베이스 오일 조성물을 제조했다. 베이스 오일 조성물의 특성은 하기 표 IV 에 제공된다.
[표 IV]
Figure 112009050869630-PCT00003
그룹 II 베이스 스톡 및 방향족 추출물을 다른 양으로 사용하여 추가적 베이스 오일을 제조했다. 베이스 오일의 산화 특성을 Institute of Petroleum 절차 IP48 에 따라 시험했으며, 결과를 하기 표 V 에 나타내었다:
[표 V]
Figure 112009050869630-PCT00004
실험 A 는 본 발명을 따르는 것이 아닌데, 이는 이것이 임의의 방향족 추출물을 함유하지 않기 때문이다.
베이스 오일 내에서의 상이한 농도의 방향족 추출물에서의 점성도 비율 및 탄소의 변화 (Δ 탄소) 의 결과가 또한 도 1 에 제시된다.
Δ 탄소 및 점성도 비율의 결과는 방향족 추출물이 약 12 중량% 이하의 방향족 추출물 농도일 때 Δ 탄소에서 개선을 제공하며, 30 중량% 이하의 방향족 추출물 농도일 때 점성도 비율에서 개선을 제공함을 보여준다.
이러한 결과는, 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡을 포함하는 베이스 오일 조성물 내에 방향족 추출물이 0.2 내지 30 중량% 로 존재하는 것의 유익한 효과를 보여준다.
상이한 양의 방향족 추출물을 포함하는 베이스 오일 및 살리실레이트-풍부 첨가제 패키지를 이용하여, 중질유를 이용하는 선박용 4-행정 엔진에 사용하기에 적합한 윤활제 조성물을 제조했다.
제형된 윤활제 조성물의 특성을 하기 표 VI 에 나타내었다.
[표 VI]
Figure 112009050869630-PCT00005
윤활제 조성물의 산화 특성을 측정했다. 결과를 하기 표 VII 에 나타내었다.
[표 VII]
Figure 112009050869630-PCT00006
표 VII 에서의 결과는, 방향족 추출물이 12 및 24 중량% 일 때, 인-하우스 (in-house) 방법에 따라 수행된, 강철 패널을 사용하는 패널 코커 시험 (Panel Coker Test) 에서 일부 개선이 관찰됨을 보여주며, 이는 방향족 추출물이 사용되는 경우, 윤활제 조성물 내에서 용해력이 개선됨을 의미한다.
윤활제 조성물의 마모 특성을 Cameron Plint 시험을 이용하여 측정했다. 결과를 하기 표 VIII 에 나타내었다.
[표 VIII]
Figure 112009050869630-PCT00007
양호한 마모 성능 및 불량한 마모 성능을 갖는 참조용 윤활제 제형물과 마모 특성을 비교했다. 그 결과, 방향족 추출물을 12 중량% 로 포함하는 베이스 오일을 갖는 윤활제 조성물에서 예외적으로 양호한 마모 성능이 보여졌다. 그러 나, 베이스 오일 내에서 방향족 추출물이 24 중량% 초과의 농도일 때, 그룹 II 베이스 오일을 100 % 로 갖는 조성물과 비교시 마모 성능에서 유의한 개선이 없었다. 이 데이터는 마모 특성에 있어서 방향족 추출물의 최적 농도가 존재함을 의미한다.

Claims (9)

  1. 하기를 포함하는 액체 윤활제 베이스 오일 조성물:
    (i) 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡, 및
    (ii) 0.2 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 18 % 또는 1 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 1.0 내지 18 중량% 의 방향족 추출물 (여기서, 방향족 추출물은, 디메틸 설폭사이드로 추출가능한 폴리시클릭 방향족을 3 중량% 미만의 함량으로 가짐).
  2. 제 1 항에 있어서, 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡이, 수소공정화된 베이스 스톡 및/또는 Fischer-Tropsch 합성된, 왁스성, 파라핀계 탄화수소 물질 유래의 베이스 스톡을 포함하는, 액체 윤활제 베이스 오일 조성물.
  3. 제 2 항에 있어서, 수소공정화된 베이스 스톡이 그룹 II 베이스 스톡 및/또는 그룹 III 베이스 스톡인 액체 윤활제 베이스 오일 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 베이스 스톡이 그룹 II 베이스 스톡 및/또는 그룹 III 베이스 스톡을 포함하는 액체 윤활제 베이스 오일 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 베이스 스톡이 하나 이상의 폴리알파올레핀을 포함하는 액체 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 액체 윤활제 베이스 오일 조성물의 제조 방법으로서, 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡을, 디메틸 설폭사이드로 추출가능한 폴리시클릭 방향족을 3 중량% 미만의 함량으로 갖는 충분한 방향족 추출물과 블렌딩하여, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 정의되는 액체 윤활제 베이스 오일 조성물을 생성하는 것을 포함하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 따른 액체 윤활제 베이스 오일 조성물, 및 하나 이상의 첨가제, 바람직하게는 세정제, 분산제, 항마모 첨가제, 산화방지제, 소포제, 부식 억제제, 유동점 강하제, 마찰 개질제, 점착제 및 점도 지수 개선제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가제를 포함하는 액체 윤활제 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서, 2-행정 선박용 디젤 엔진 실린더유, 2-행정 선박용 디젤 엔진 시스템유 또는 4-행정 선박용 디젤 엔진 크랭크실 윤활제 조성물로서 사용되는 액체 윤활제 조성물.
  9. 불량한 분산성, 불량한 씰 팽윤 성능, 불량한 첨가제 용해도 및 선박용 엔진 적용물에서의 연료유와의 낮은 혼화성으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 베이스 스톡의 결점 중 하나 이상을 완화시키기 위한, 액체 윤활제 베이스 오일 조성물 (이 베이스 오일은 포화 탄화수소를 95 중량% 이상으로 포함하는 베이스 스톡을 포함함) 중에서의, 디메틸 설폭사이드로 추출가능한 폴리시클릭 방향족을 3 중량% 미만의 함량으로 갖는 방향족 추출물 0.2 내지 30 중량% 의 용도.
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