KR20140020938A

KR20140020938A - 고점도 윤활제 조성물

Info

Publication number: KR20140020938A
Application number: KR1020137025256A
Authority: KR
Inventors: 바수데반 바라수브라마니암; 우베 푀르슈터; 마크 위치거
Original assignee: 코그니스 아이피 매니지먼트 게엠베하
Priority date: 2011-03-08
Filing date: 2012-03-05
Publication date: 2014-02-19
Also published as: US9783761B2; US20120289445A1; CN103415605B; ES2897403T3; CN103415605A; WO2012119974A1; EP2683802A1; EP2683802B1

Abstract

하기를 포함하는 윤활제 조성물로서, 상기 윤활제 조성물이 75W-110 의 SAE 점도 분류를 갖는 다점도-그레이드 윤활제이고, API 카테고리 GL-5 수행 요건에 부합되는 것이 제안된다: (a) 저점도 PAO; (b) 에스테르; (c) 그룹 III 미네랄 기재 오일; (d) 고점도 PAO; (e) 올레핀 공중합체; (f) SAE J2360 수행성을 제공하는 첨가 패키지; (g) 유동점 강하제; 및 임의로는 (h) 소포제.

Description

고점도 윤활제 조성물 {HIGH VISCOSITY LUBRICANT COMPOSITIONS}

본 발명은, 특히 자동차 및 기계 산업에서의 기어, 변속기 및/또는 차축 적용과 관련하여 수많은 적용에서의 활용을 갖는 윤활제 조성물에 관한 것이다.

윤활제 조성물, 특히 기어 및 차축 윤활제 유체의 중요한 기능은 설치된 기기의 사용 수명 내에 신뢰성 및 내구성을 높은 정도로 제공하는 것이다. 일반적으로, 윤활유, 특히 기어 및 차축 윤활제는 빈번하게는 상업적 성공을 위한 비교적 대량의 수행 기준을 만족해야 한다. 예를 들어, 상업적으로 성공적인 차축 윤활제는 빈번하게는 높은 정도의 산화 안정성, 호환성, 전단 안정성, 부식 회피성 또는 저항성, 마모 보호성, 이동성 및 확대된 배수성을 처리하도록 요구될 것이다. 상기 이외에도, 고점도 윤활제 조성물이 저온 수행 요건에 부합되는 것이 요망된다. 이들 특성은 수행성 기준 세트를 달성하는 것의 곤란함을 나타낸다.

기어 윤활제 조성물은 "GL" 등급을 사용하는 American Petroleum Institute ("API") 에 의해 분류된다. 이들 분류는 6 개의 부류로 하위구분된다. 최저 등급, API GL-1 은 첨가제 없이 기본 오일로 이루어진 경질 조건에 사용되는 오일로 분류된다. 최고 등급, API GL-6 은 10% 이하의 고성능 안티스커핑 (antiscuffing) 첨가제를 포함하는, 고속의 슬라이딩 (sliding) 및 상당한 충격 적재 (shock loading) 와 같은 매우 중질의 조건을 위한 오일로 분류된다. 그러나, 부류 API GL-6 은, 부류 API GL-5 가 가장 극심한 요건에 부합될 것이라 간주되기 때문에, 더 이상 적용되지 않는다. API GL-5 수행 요건에 부합됨으로 분류된 윤활제 조성물은 일반적으로, 예를 들어 상당한 차축 변위를 갖는 하이포이드 (hypoid) 기어에 적용된다.

윤활 조성물의 점도-온도 관계식은 특정한 적용을 위한 윤활제의 선택시 간주되는 또 다른 중요한 기준이다. 단일 및 다중그레이드 윤활제를 위한 베이스로서 통상 사용되는 미네랄 오일은 온도 변화에 따른 점도의 비교적 큰 변화를 나타낸다. 온도에 따른 상기와 같은 점도의 비교적 큰 변화를 나타내는 유체는 낮은 점도 지수를 갖는다. Society of Automotive Engineers ("SAE") 공보 SAE J306 은 차축 및 기어 윤활제 조성물을 위한 점도계 자격조건을 기재한다. 상기 분류는 고온 및 저온 둘 모두에서 측정되는 윤활제 점도를 기준으로 한다. 고온 동점도 값을 ASTM D 445 에 따라 측정하며, 그 결과는 센티스트로크 (cSt) 로 보고된다. 저온 점도 값을 ASTM D 2983 에 따라 측정하고, 그 결과는 센티포이즈 (cP) 로 보고된다. 이들 2 개의 점도 단위는 하기와 같이 등식 1 과 관계가 있다:

(cP / (밀도, g / cm³)) = cSt (등식 1)

하기 표 1 은 차축 및 기어 윤활제 조성물의 자격조건을 위한 고온 및 저온 요건을 약술하고 있다.

이들 SAE 표준은, 그 점도에 대하여 윤활제를 라벨링하는 유류 판매업자 및 그 소유주의 매뉴얼 권고사항을 따르는 사용자를 위한 자동차 기어, 차축 및 수동 변속기 윤활제의 정의 및 권고로서 기기 제조업체에 의해 사용되도록 의도된다.

윤활제 조성물의 점도가 두 가지 방식으로 정의될 수 있다: (1) 그 동점도 기준; 또는 (2) 그 표면 (Brookfield) 점도 기준. 동점도는 중력으로 인한 윤활제 조성물의 유동 및 전단 저항성으로 정의된다. 표면 점도는 내부 마찰로 인한 윤활제 조성물의 유동 및 전단 저항성과 관련이 있다.

고온 점도는 유체의 수동력 윤활 특성에 관한 것이다. 일부 윤활제 조성물은 유체의 점도를 증가시키도록 기능하는 점도 개질제 또는 점도 지수 개선제로 공지된 고분자량 중합체를 포함할 수 있다. 그러나, 사용시에, 이들 중합체는 저분자량으로 전단됨으로 신규 유체보다 낮은 점도를 갖는 유체를 유도할 수 있다. 저온 점도 요건은 유체의 유동 능력에 관한 것이고, 낮은 주위 온도 조건 하에 중요 부분에 적절한 윤활을 제공한다.

SAE 점도 그레이드 75W-110 에 부합되는 윤활 조성물이 공지되어 있다. 예를 들어, EP 1191090 은 (a) 약 40-70 중량% 의 미네랄 오일, (b) 약 2-20 중량% 의 비닐 방향족-디엔 공중합체, 올레핀 공중합체 및 그 혼합물, (c) 약 2-20 중량% 의 고점도 폴리알파올레핀 및 (d) 약 3-20 중량% 의 기어 첨가 패키지를 포함하는 윤활 조성물을 개시한다.

그러나, 출원인은, 각종 요구되는 특성을 갖는 상당수의 윤활제 조성물이 제조될지라도 (이때, 상기 윤활제 조성물이 사용됨), 저온 수행 요건에 부합되는 개선된 고점도 윤활제 조성물을 제공하는 API 그룹 III 미네랄 기재 오일을 포함하는 윤활제 조성물에 대한 요구가 존재한다. 기어 오일의 허용가능한 수행성이 요건이지만, 또한 윤활제 조성물이 저렴하고 용이하게 제조될 수 있는 것이 매우 요망된다. 따라서, 당업계에서는, 이들 산업 표준에 부합되고, 추가로 용이하게 제조될 수 있는 비용-효율적인 대안을 제공하는 윤활제 조성물, 특히 GL-5 수행 요건에 부합되고, -40 ℃ 에서의 표면 점도가 약 150,000 cP 미만인 SAE 75W-110 으로 분류되는 윤활제 조성물에 대한 요구가 존재한다.

출원인은 개선된 윤활제 조성물 및 수많은 구현예에서, 상기 언급된 기준에 대해 비교적 높은 수준의 수행성을 만족하는 윤활제 조성물을 개발해왔다. 본원에 사용된 바와 같은 용어 "윤활제 조성물" 은 광의로는 유체의 하나 이상의 기능이 부분들 사이의 마찰을 억제 또는 감소시키는, 금속과 금속의 접촉 부분을 포함하는 적용에서 사용되는 유체 조성물을 포함하는 것으로 사용된다. 그 자체로, 본원에 사용된 바와 같은 용어 "윤활제 조성물" 은 기어 오일, 차축 오일 등을 포함한다.

특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 하기를 포함한다: (a) 베이스-스톡 (base-stock); (b) 점도 개선제; (c) 하나 이상의 첨가 패키지; (d) 하나 이상의 유동점 강하제; 및 임의로는 (e) 하나 이상의 소포제. 본 발명의 특정 윤활제 조성물은 하기를 포함한다: (a) (i) 하나 이상의 비교적 저점도 폴리알파올레핀 ("PAO"), (ii) 하나 이상의 에스테르 및 (iii) 하나 이상의 API 그룹 III 미네랄 기재 오일을 포함하는 베이스-스톡; (b) (i) 하나 이상의 비교적 고점도 PAO, 및 (ii) 하나 이상의 올레핀 공중합체를 포함하는 점도 개선제; (c) 윤활제가 사용되는 기기의 수행성 및/또는 윤활제의 하나 이상의 특성을 개선하는데 효과적인 하나 이상의 첨가제를 포함하는 수행성 첨가 패키지; (d) 하나 이상의 유동점 강하제; 및 임의로는 (e) 하나 이상의 소포제. 특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 약 -40 ℃ 이하의 최대 온도에서의 표면 점도가 150,000 cP 이고, 100 ℃ 에서의 동점도가 약 18.5 cSt 이상인 다점도-그레이드 윤활제이고, API GL-5 수행 요건에 부합되고, -40 ℃ 에서의 표면 점도가 150,000 cP 미만이다.

출원인은, 75W-110 의 SAE 점도 분류를 갖고, API GL-5 수행 요건에 부합되는 본 윤활제 조성물의 특정 구현예가 하기를 포함하는 것으로 밝혀냈다:

(a) 약 1-46 중량% 의 저점도 PAO;

(b) 약 5-30 중량% 의 에스테르;

(c) 약 1-23 중량% 의 그룹 III 미네랄 기재 오일;

(d) 약 10-30 중량% 의 고점도 PAO;

(e) 약 1-25 중량% 의 올레핀 공중합체;

(f) 약 5-12 중량% 의 첨가 패키지;

(g) 약 0.1-2 중량% 의 유동점 강하제; 및 임의로는

(h) 약 0.001-0.004 중량% 의 소포제.

출원인은, 본 발명의 특정 SAE 75W-110 윤활제 조성물이 API GL-5 수행 요건에 부합되고, 하나 이상, 바람직하게는 모든 하기 유리한 특성에 대해서 링 (ring) 및 피니언 (pinion) 기어에서 개선된 저온 수행성을 나타내는 비용-효율적인 윤활제 조성물을 제공하는 것으로 밝혀냈다: 리징 (ridging), 리플링 (rippling), 피팅 (pitting), 스폴링 (spalling), 스코어링 (scoring) 및 마모.

본 발명은 하나의 양태에서 하기를 포함하는 윤활제 조성물에 관한 것이다: (a) 베이스-스톡; (b) 점도 개선제; (c) 하나 이상의 첨가제; (d) 하나 이상의 유동점 강하제; 및 임의로는 (e) 하나 이상의 소포제. 특정 구현예에서, 윤활제 조성물은 약 -40 ℃ 이하의 최대 온도에서의 표면 점도가 150,000 cP 이고 100 ℃ 에서의 동점도가 약 18.5 cSt 이상인 다점도-그레이드 윤활제이고, API GL-5 수행 요건에 부합되고, -40 ℃ 에서의 표면 점도가 150,000 cP 미만이다. 특정 구현예에서, 본 발명의 베이스-스톡은 하기를 포함한다: (i) 저점도 PAO; (ii) 하나 이상의 에스테르; 및 (iii) 하나 이상의 그룹 III 미네랄 기재 오일. 특정 구현예에서, 본 발명의 점도 개선제는 하기를 포함한다: (i) 하나 이상의 비교적 고점도 PAO; 및 (ii) 하나 이상의 올레핀 공중합체. 특정 구현예에서, 수행성 첨가 패키지는 윤활제가 사용되는 기기의 하나 이상의 특성을 개선하는데 효과적인 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 본 발명은 또한 완전 제형화 헤비 듀티 (heavy duty) 차축 유체를 포함하는, 완전 제형화 윤활제의 제조 및 사용 방법을 상기 오일을 포함하는 차축, 기어, 변속기 또는 드라이브 시스템에 제공한다.

일반적으로, 본 발명의 이들 성분이 각 적용의 특정 요구에 따라 널리 가변적인 양으로 조성물 중에 존재할 수 있는 것으로 간주되고, 모든 상기 변이가 본 발명의 넓은 범위 내인 것으로 고려된다. 출원인은 링 및 피니언 기어와 관련해 사용시 본 발명의 특정 윤활제 조성물이 하나 이상, 바람직하게는 모든 하기에 대해서 유리한 특성을 나타내고/내거나 생성하는 것으로 밝혀냈다: 리징, 리플링, 피팅, 스폴링, 스코어링 및 마모.

본 발명의 PAO 는 전형적으로 1-옥텐 내지 1-도데센 범위의 선형 α-올레핀의 촉매적 올리고머화 (저분자량 절차로의 중합) 에 의해 제조될 수 있는 부류의 탄화수소를 포함하지만 (이때, 1-데센이 바람직한 물질임), 고급 올레핀과의 에틸렌의 공중합체를 포함해 에틸렌 및 프로필렌과 같은 저급 올레핀의 중합체를 또한 사용할 수 있다. 일반적으로, 수많은 특정 화합물 또는 화합물들의 조합이 본원에 기재된 바와 같은 각각의 성분들과 관련해 사용시 이용가능하다.

특정 구현예에서, 본 발명의 베이스-스톡은 하나 이상의 비교적 저점도 PAO, 하나 이상의 디에스테르 및 하나 이상의 API 그룹 III 미네랄 기재 오일을 포함한다. 본 발명의 저점도 PAO 에 관하여, 특정 구현예에서, 저점도 PAO 는 100 ℃ 에서의 점도가 약 4 cSt 인 폴리알파올레핀을 포함한다. 하나의 구현예에서, 본 발명의 저점도 PAO 는 PAO-4 를 포함한다. 상기 저점도 PAO 의 추가예는 당업자에 자명해야 한다. 본 발명의 에스테르에 관하여, 특정 구현예에서, 에스테르는 디에스테르, 바람직하게는 디-이소데실 아디페이트, 더 바람직하게는 Cognis Synative 2970 을 포함한다. 기타 구현예에서, 디에스테르는 데실 아디페이트, 훨씬 더 특히는 디-이소데실 아디페이트, 디-이소데실 아젤레이트 및 디-트리데실 아디페이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 아디페이트 에스테르를 포함한다. 기타 구현예에서, 디에스테르는 바람직하게는 트리메틸올프로판 트리올레에이트, 1,2 프로필렌 글리콜 디올레에이트, 네오펜틸글리콜 디올레에이트 및 그 혼합물의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 견줄만한 폴리올 에스테르로 치환될 수 있다. 본 발명의 API 그룹 III 미네랄 기재 오일에 대해서, API 는 그룹 III 기재 오일을 0.03 중량% 이하의 황, 90 부피% 이상의 포화도 및 120 초과의 점도 지수를 포함하는 것으로 카테고리화하였다. 특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 저점도 PAO 를 약 1-46 중량%, 바람직하게는 약 12-23 중량% 의 양으로 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 디에스테르를 약 5-30 중량%, 바람직하게는 약 7.5-20 중량% 의 양으로 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 그룹 III 미네랄 기재 오일을 약 1-23 중량%, 바람직하게는 12-23 중량% 의 양으로 포함한다. 특정 구현예에서, 에스테르는 저점도 PAO 및 API 그룹 III 미네랄 기재 오일의 조합으로 치환될 수 있다.

특정 구현예에서, 본 발명의 점도 개선제는 하나 이상의 비교적 고점도 PAO 및 하나 이상의 올레핀 공중합체를 포함한다. 본 발명의 고점도 PAO 에 관하여, 특정 구현예에서, 고점도 PAO 는 점도가 약 40 cSt 이상, 바람직하게는 약 40 내지 약 1000 cSt 인 폴리알파올레핀을 포함한다. 하나의 구현예에서, 본 발명의 고점도 PAO 는 ExxonMobil 또는 Chemtura PAO-100 을 포함한다. 상기 고점도 PAO 의 추가예는 당업자에 자명해야 한다. 본 발명의 올레핀 공중합체에 관하여, 특정 구현예에서 올레핀 공중합체는 분자량이 약 8,000 (MW) 내지 약 24,000 (MW) 범위이다. 올레핀 공중합체는 에틸렌 및 식 H₂C=CHR (식 중, R 은 1 내지 10 개의 탄소 원자의 탄화수소 라디칼임) 의 하나 이상의 알파-올레핀을 포함하는 에틸렌-알파-올레핀 공중합체이다. 공중합체-형성 단량체는 임의로는 공액 폴리엔을 포함할 수 있다. 바람직한 알파-올레핀은 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 3-메틸 펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐 및 1-데센을 포함한다. 임의의 비공액 폴리엔은 지방족 디엔, 예컨대 1,4-헥사디엔, 1,5-헥사디엔, 1,4-펜타디엔, 2-메틸-1,4-펜타디엔, 3-메틸-1,4-헥사디엔, 1,9-데카디엔, 및 엑소- 및 엔도-디시클로펜타디엔; 엑소- 및 엔도-알케닐노르보르넨, 예컨대 5-메틸-6-프로페닐노르보르넨; 알킬리덴노르보르넨, 예컨대 5-메틸렌, 5-에틸리덴 및 5-이소프로필리덴-2-노르보르넨, 비닐노르보르넨 및 시클로헥실노르보르넨; 알킬노르보르나디엔, 예컨대 메틸-, 에틸- 및 프로필노르보르나디엔; 및 시클로디엔, 예컨대 1,5-시클로옥타디엔 및 1,4-시클로옥타디엔을 포함한다. 상기 올레핀 공중합체의 추가예는 당업자에 자명해야 한다. 넓은 범위의 상대 농도의 상기 성분이 존재할 수 있는 것으로 간주되지만, 일반적으로 본 발명의 윤활제 조성물은 고점도 PAO 를 약 10-30 중량%, 바람직하게는 약 15-25 중량% 의 양으로 포함한다. 특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 올레핀 공중합체를 약 1-25 중량%, 바람직하게는 약 10-20 중량% 의 양으로 포함한다.

특정 구현예에서, 본 발명의 수행성 첨가 패키지는 윤활제가 사용되는 기기의 수행성 및/또는 윤활제의 하나 이상의 특성을 개선하는데 효과적인 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 특정 구현예에서, 수행성 첨가제는 황 화학 기재의 하나 이상의 첨가제 및 인 화학 기재의 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 전형적인 첨가 패키지는 통상적으로 하나 이상의 분산제, 항산화제, 부식 억제제, 마모 방지제, 녹 방지제 및 극압제를 포함할 것이다. 특정 구현예에서, 첨가 패키지는 전형적으로 분산제, 부식 억제제, 극압 첨가제, 마모 방지 첨가제, 녹 억제제, 항산화제, 탈취제, 소포제, 유탁화제, 염료, 마찰 개질제 및 형광 착색제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함한다. 첨가 패키지는, 존재할 필요가 없을지라도, 완전 제형화 첨가 패키지, 예컨대 API GL-5 및/또는 SAE J2360 수행성을 위한 요건에 부합되는 패키지일 수 있다. 기어 첨가 패키지에 존재하는 성분의 유형 및 양은 생성물의 의도되는 최종 용도에 따라 다를 것이다. 하나의 구현예에서, 첨가 패키지는 Lubrizol Ang 6004 및/또는 Afton HiTEC^® 385 를 포함한다. 상기 첨가제의 추가예는 당업자에 자명해야 한다. 특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 수행성 첨가제를 약 5-10 중량%, 바람직하게는 7.5-9 중량% 의 양으로 포함한다.

특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 감소된 온도에서 윤활제 조성물의 왁스 결정이 함께 응집 또는 용합되는 것을 방지하도록 고안된 유동점 강하제를 포함한다. 특정 구현예에서, 유동점 강하제는 HiTEC^® 5739 및/또는 HiTEC^® 5738 을 포함한다. 상기 유동점 강하제의 추가예는 당업자에 자명해야 한다. 특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 유동점 강하제를 약 0.1-2.0 중량%, 바람직하게는 약 0.1-1.0 중량% 의 양으로 포함한다.

특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 임의로는 소포제를 포함한다. 특정 구현예에서, 소포제는 실리콘 및 기타 유기 화합물을 포함한다. 특정 기타 구현예에서, 소포제는 저분자량 디메틸 실록산을 포함한다. 하나의 구현예에서, 소포제는 Dow Corning DC-200 / 300 내지 60,000 cSt 를 포함한다. 상기 소포제의 추가예는 당업자에 자명해야 한다. 특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 소포제를 약 0.001-0.004 중량% 의 양으로 포함한다.

본 윤활제 조성물을, 약 35 ℃ 내지 약 95 ℃, 바람직하게는 약 65 ℃ 내지 약 85 ℃ 의 온도에서 성분들을 함께 혼합하여 제조할 수 있다. 베이스-스톡, 점도 개선제 및 첨가제를 적합한 금속 또는 유리 용기에 둔다. 기계적 교반은 혼합을 촉진하는데 제공된다. 충분한 혼합 시간은 균일 생성물의 존재를 확보하는데 활용된다. 본 발명의 윤활제 조성물의 제조 방법이 본 개시물에 제시된 당업자에 공지되고 그에 의해 인지되어야 한다. 당업자는, 상기 제조 방법이 본 발명에 제한되지 않고, 하나 이상의 성분이 본원의 교시에 따라 개질될 수 있거나, 또는 당업계에 공지된 것으로 인지할 것이다.

본 발명의 윤활제 조성물은 바람직하게는 저온 및 고온 그레이드 윤활제 둘 모두의 요건에 부합되고, 특정 구현예에서 다점도-그레이드 윤활제이다. 본 발명의 특정 윤활제 조성물은 SAE 75W-110 윤활제로 분류되고, SAE 75W 의 경우에는 저온 요건 및 SAE 110 의 경우에는 고온 요건에 부합된다. 특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 SAE 75W-140 윤활제로 분류되고, SAE 140 의 경우에는 고온 요건에 부합된다. SAE 75W 로 분류되는 윤활제 조성물은 -40 ℃ 에서의 점도가 약 150,000 cP 이다. SAE 110 으로 분류되는 윤활제 조성물은 100 ℃ 에서의 동점도가 약 18.5 cSt 이상 및 약 24.0 cSt 미만인 것들이다. SAE 140 으로 분류되는 윤활제 조성물은 100 ℃ 에서의 동점도가 약 24.0 cSt 이상 및 약 32.5 cSt 미만인 것들이다. 바람직한 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 -40 ℃ 에서의 표면 점도가 약 150,000 cP 미만이다.

특정 구현예에서, 본 발명의 윤활제 조성물은 API 카테고리 GL-5 수행 요건에 부합되고, 기타 구현예에서, SAE J2360 수행성 표준에 부합된다. 본 발명의 특정 윤활제 조성물이 기어를 위해 의도된다. 특정 구현예에서, 윤활제 조성물이 고속/충격 적재 및 저속/고토크 (high-torque) 조건의 각종 조합 하에 작동되는, 하이포이드 기어가 구비된 자동차 차축의 기어를 위해 의도된다. 본 발명의 특정 윤활제 조성물은 하기 시험 및 허용 기준에 의해 약술되는 API 카테고리 GL-5 수행 요건에 부합된다: (1) L-42 의 표준 버전; (2) L-42 의 캐나다 버전; (3) 시험 방법 ASTM D 6121 의 표준 버전; (4) 시험 방법 ASTM D 6121 의 캐나다 버전; (5) 시험 방법 ASTM D 7038 또는 L-33; (6) 시험 방법 ASTM D 5704 또는 L-60; (7) 시험 방법 ASTM D 892; 및 (8) 시험 방법 ASTM D 130.

상기를 기준으로, 본 발명의 윤활제 조성물의 하나의 구현예는 하기를 포함하며: (a) 저점도 PAO; (b) 에스테르; (c) 그룹 III 미네랄 기재 오일; (d) 고점도 PAO; (e) 올레핀 공중합체; (f) SAE J2360 수행성을 제공하는 첨가 패키지; (g) 유동점 강하제; 및 임의로는 (h) 소포제; 이때 윤활제 조성물은 75W-110 의 SAE 점도 분류를 갖는 다점도-그레이드 윤활제이고, API 카테고리 GL-5 수행 요건에 부합된다. 출원인은, 특정 구현예에서 본 윤활제 조성물이 하기를 포함하는 것으로 밝혀냈다:

(a) 약 1-46 중량% 의 저점도 PAO;

(b) 약 5-30 중량% 의 에스테르;

(c) 약 1-23 중량% 의 그룹 III 미네랄 기재 오일;

(d) 약 10-30 중량% 의 고점도 PAO;

(e) 약 1-25 중량% 의 올레핀 공중합체;

(f) 약 5-10 중량% 의 첨가 패키지;

(g) 약 0.1-2.0 중량% 의 유동점 강하제; 및 임의로는

(h) 약 0.001-0.004 중량% 의 소포제.

특정 기타 구현예에서, 본 윤활제 조성물은 하기를 포함한다:

(a) 약 12-23 중량% 의 저점도 PAO;

(b) 약 7.5-20 중량% 의 디에스테르;

(c) 약 12-23 중량% 의 그룹 III 미네랄 기재 오일;

(d) 약 15-25 중량% 의 고점도 PAO;

(e) 약 10-20 중량% 의 올레핀 공중합체;

(f) 약 7.5-9 중량% 의 첨가 패키지;

(g) 약 0.1-1.0 중량% 의 유동점 강하제; 및 임의로는

(h) 약 0.001-0.004 중량% 의 소포제.

본 발명은 필수적으로 상기에 제한되지 않는다. 당업자는, 상기 구현예가 본 발명에 제한되지 않고, 하나 이상의 성분이 본원의 교시에 따라 개질될 수 있고, 당업계에 공지된 것으로 인지할 것이다.

실시예

하기 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위해 제공되지만, 그 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 윤활제 조성물 1 을, 하기와 같이 표 2 에 나타낸 바와 같은 성분들을 함께 혼합함으로써 제조하였다.

비교 윤활제 조성물이 하기 표에서 확인된다.

Brookfield 점도계에 의해 측정한 윤활제의 저온 점도 수행성: ASTM D 2983

상기 시험의 목적은 표면 점도를 직접 측정하는 것이다. 유성 유체 샘플을 예비가열하고, 실온에서 안정화시킨 후, 유리 셀 (cell) 내에 사전 측정된 깊이로 붓고, 절연 또는 비절연 스핀들을 특별한 스토퍼 (stopper) 를 통해 삽입하고, 클립으로 매달았다. 포함된 샘플을 16 시간 동안 사전 측정된 온도로 냉각하고, Brookfield 점도계로 분석하고, 사용된 점도계에 따라 시험 유체의 점도를 점도계로부터 직접 판독하거나, 또는 수득한 토크 판독을 선택된 온도에서 오일의 점도를 산출하는데 사용한다. -26 ℃ 및 -40 ℃ 에서의 Brookfield 점도계 시험의 결과가 하기 표 4 에 보고되어 있다.

윤활제의 동점도 수행성: ASTM D445

상기 시험의 목적은 동점도를 측정하는 것이다. 시간을 재현성 드라이빙 헤드 (driving head) 하에 및 엄밀히 조절되고 공지된 온도에서 칼리브레이션 점도계의 모세관을 통해 중력 하에 흐르는 고정 부피의 액체에 대해서 측정한다. 동점도는 점도계의 칼리브레이션 상수 및 측정된 유동 시간의 결과물이다. 2 개의 상기 측정을 2 개의 허용가능한 측정값의 평균인 동점도 결과를 산출하는데 수행한다. 18 시간 후에 100 ℃, 40 ℃ 및 -40 ℃ 에서의 동점도 시험의 결과가 하기 표 4 에 보고되어 있다. 또한, 40 ℃ 및 100 ℃ 에서 수득한 동점도 값으로부터 ASTM D 2270 에 따라 산출한, 각 시험 윤활제 조성물의 점도 지수가 표 4 에 보고되어 있다.

상기 표 4 로부터 나타날 수 있는바, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 저온 수행 요건에 부합되는 고점도 윤활제 조성물이다. 특히, 본 발명의 윤활제 조성물은 100 ℃ 에서 23.26 cSt 의 동점도를 달성하지만 (SAE 110 의 점도 그레이드), 또한 18 시간 동안 -40 ℃ 에서 146,169 cSt 의 동점도를 나타낸다.

Claims

하기를 포함하는, 금속과 금속의 접촉 이동 부분을 포함하는 장치와 관련해 사용되는 윤활제 조성물로서, 상기 윤활제 조성물이 American Petroleum Institute 의 GL-5 및 SAE J2360 수행성 분류 요건에 부합되고, -40 ℃ 에서의 점도가 약 150,000 cP 미만이고, -40 ℃ 에서의 동점도가 약 150,000 cSt 미만이고, 100 ℃ 에서의 동점도가 약 18.5 cSt 이상인 윤활제 조성물:
(a) 하기를 포함하는 베이스-스톡 (base-stock):
(i) 하나 이상의 비교적 저점도 폴리알파올레핀,
(ii) 하나 이상의 에스테르, 및
(iii) 하나 이상의 API 그룹 III 미네랄 기재 오일;
(b) 하기를 포함하는 점도 개선제:
(i) 하나 이상의 비교적 고점도 폴리알파올레핀, 및
(ii) 하나 이상의 올레핀 공중합체;
(c) 윤활제가 사용되는 기기의 수행성 및/또는 윤활제의 하나 이상의 특성을 개선하는데 효과적인 하나 이상의 첨가제를 포함하는 수행성 첨가제;
(d) 하나 이상의 유동점 강하제; 및 임의로는
(e) 하나 이상의 소포제.
제 1 항에 있어서, 디에스테르가 상기 윤활제 조성물 중에 존재하는 베이스-스톡의 약 53.5 중량% 이상을 차지하는 윤활제 조성물.
제 1 항에 있어서, 베이스-스톡이 100 ℃ 에서의 점도가 약 4 cSt 인 하나 이상의 폴리알파올레핀을 포함하는 윤활제 조성물.
제 1 항에 있어서, 점도 개선제가 100 ℃ 에서의 점도가 약 100 cSt 인 폴리알파올레핀을 포함하는 윤활제 조성물.
제 1 항에 있어서, 올레핀 공중합체가 약 8,000 MW 내지 약 24,000 MW 의 분자량 범위를 갖는 윤활제 조성물.
하기를 포함하는, 금속과 금속의 접촉 이동 부분을 포함하는 장치와 관련해 사용되는 윤활제 조성물로서, 상기 윤활제 조성물이 American Petroleum Institute 의 GL-5 및 SAE J2360 수행성 분류 요건에 부합되고, -40 ℃ 에서의 점도가 약 150,000 cP 미만이고, -40 ℃ 에서의 동점도가 약 150,000 cSt 미만이고, 100 ℃ 에서의 동점도가 약 18.5 cSt 이상인 윤활제 조성물:
(a) 약 1-46 중량% 의 저점도 폴리알파올레핀;
(b) 약 5-30 중량% 의 에스테르;
(c) 약 1-23 중량% 의 그룹 III 미네랄 기재 오일;
(d) 약 10-30 중량% 의 고점도 폴리알파올레핀;
(e) 약 1-25 중량% 의 올레핀 공중합체;
(f) 약 5-10 중량% 의 첨가 패키지;
(g) 약 0.1-2 중량% 의 유동점 강하제; 및 임의로는
(h) 약 0.001-0.004 중량% 의 소포제.
제 6 항에 있어서, 베이스-스톡이 100 ℃ 에서의 점도가 약 4 cSt 인 하나 이상의 폴리알파올레핀을 포함하는 윤활제 조성물.
제 6 항에 있어서, 점도 개선제가 100 ℃ 에서의 점도가 약 100 cSt 인 폴리알파올레핀을 포함하는 윤활제 조성물.
제 6 항에 있어서, 윤활제 조성물이 하기를 포함하는 윤활제 조성물:
(a) 약 12-23 중량% 의 저점도 폴리알파올레핀;
(b) 약 7.5-20 중량% 의 에스테르;
(c) 약 12-23 중량% 의 그룹 III 미네랄 기재 오일;
(d) 약 15-25 중량% 의 고점도 폴리알파올레핀;
(e) 약 10-20 중량% 의 올레핀 공중합체;
(f) 약 7.5-9 중량% 의 첨가 패키지;
(g) 약 0.1-1 중량% 의 유동점 강하제; 및 임의로는
(h) 약 0.001-0.004 중량% 의 소포제.