KR20150138864A - 윤활제 조성물의 플루오로중합체 씰 상용성을 개선하기 위한 씰 상용성 첨가제 - Google Patents

윤활제 조성물의 플루오로중합체 씰 상용성을 개선하기 위한 씰 상용성 첨가제 Download PDF

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마이클 호이
데이비드 차산
스티븐 존스
알 정
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Abstract

본 개시내용은 플루오로중합체 씰과의 개선된 상용성을 제공하는 윤활제 조성물을 위한 첨가제 패키지에 관한 것이다. 첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제를 포함한다. 개시내용은 또한 베이스 오일 및 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물에 관한 것이다. 씰 상용성 첨가제는 얻어진 윤활제 조성물의 플루오로중합체 씰과의 상용성을 개선한다.

Description

윤활제 조성물의 플루오로중합체 씰 상용성을 개선하기 위한 씰 상용성 첨가제 {SEAL COMPATIBILITY ADDITIVE TO IMPROVE FLUOROPOLYMER SEAL COMPATIBILITY OF LUBRICANT COMPOSITIONS}
본 발명은 일반적으로 윤활제 조성물을 위한 씰 상용성(seal compatibility) 첨가제에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은, 씰 상용성 첨가제를 포함하는 첨가제 패키지, 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물, 및 윤활제 조성물로 플루오로중합체 씰을 포함하는 시스템을 윤활시키는 방법에 관한 것이다.
미네랄 또는 합성 오일을 기재로 하는 윤활제 조성물에 그의 성능 특성을 개선하기 위해 안정화제를 첨가하는 것은 공지되어 있고 통상적인 것이다. 일부 아민 화합물은 윤활제에 효과적인 안정화제이다. 예를 들어, 특정 아민 화합물은 그을음을 분산시키고 엔진 부품의 청정도를 유지하는 것을 도울 수 있고 다른 아민 화합물은 연소 과정 동안에 형성된 산을 중화시키는 것을 도울 수 있다. 그러나, 이러한 아민 화합물은 플루오로중합체 씰에 해로운 영향을 유발할 수 있다.
본 발명의 목적은 윤활제 조성물의 플루오로중합체 씰 상용성을 개선하는 새로운 첨가제를 제공하는 것이다.
<발명의 개요>
본 발명은 플루오로중합체 씰과 윤활제 조성물의 상용성을 개선시키는 윤활제 조성물을 위한 첨가제 패키지를 제공한다. 첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제를 포함한다.
본 발명은 또한 플루오로중합체 씰과의 개선된 상용성을 갖는 윤활제 조성물을 제공한다. 윤활제 조성물은 베이스 오일 및 씰 상용성 첨가제를 포함한다.
본 발명은 또한 플루오로중합체 씰을 포함하는 시스템을 윤활시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 베이스 오일 및 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물을 제공하는 것을 포함한다.
씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물은 CEC L-39-T96에 의해 입증된 바와 같은 플루오로중합체 씰과의 개선된 상용성을 나타낸다.
<개시내용의 상세한 설명>
윤활제 조성물을 위한 첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제를 포함한다. 대안으로, 윤활제 조성물을 위한 첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물을 포함한다. 첨가제 패키지를 종래의 윤활제 조성물에 첨가할 수 있다. 첨가제 패키지 및 얻어진 윤활제 조성물 (첨가제 패키지의 첨가시)이 모두 고려되고 본 개시내용에 총괄적으로 기재되어 있다.
씰 상용성 첨가제, 예컨대 적어도 하나의 아이오딘 원자를 포함하는 씰 상용성 첨가제는, 윤활제 조성물에서 유익한 씰 상용성 효과를 일으킨다. 특정 실시양태에서, 씰 상용성 첨가제는 아민 화합물과 조합해서 유익한 씰 상용성 효과를 나타낸다.
씰 상용성 첨가제는 적어도 하나의 할로겐 원자를 포함한다. 그 이상으로, 씰 상용성 첨가제는 수많은 형태를 취할 수 있다. 예를 들어, 씰 상용성 첨가제는 탄화수소 백본을 포함할 수 있다. 또한, 씰 상용성 첨가제는 알킬 할라이드 화합물을 포함할 수 있거나, 그에 결합된 적어도 하나의 할로겐 원자를 갖는 4급 아민 화합물일 수 있다. 대안으로 또한, 씰 상용성 첨가제는 원소 할로겐, 예컨대 Br2 및 I2일 수 있다.
적어도 하나의 실시양태에서, 씰 상용성 첨가제는 탄화수소 백본 및 탄화수소 백본 내의 탄소 원자에 결합된 적어도 하나의 할로겐 원자를 포함한다. 씰 상용성 첨가제는 선형 또는 분지형일 수 있다. 탄화수소 백본은 시클릭 또는 비-시클릭(acyclic)일 수 있다. 탄화수소 백본은 1 내지 30개, 2 내지 25개, 2 내지 20개, 2 내지 15개, 9 내지 15개, 또는 9 내지 12개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "비-시클릭"은 임의의 시클릭 구조가 없는 탄화수소 백본을 지칭하고 방향족 구조를 제외하는 것으로 의도된다.
일부 측면에서, 씰 상용성 첨가제는 적어도 하나의 펜던트 기를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 적어도 하나의 펜던트 기는, 각각 1 내지 30개, 1 내지 20개, 1 내지 15개, 또는 3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는, 알콜 기, 알콕시 기, 알케닐 기, 알키닐 기, 아민 기, 아릴 기, 알킬아릴 기, 아릴알킬 기, 헤테로아릴 기, 알킬 기, 시클로알킬 기, 시클로알케닐, 아미드 기, 에테르 기, 에스테르 기, 및 그의 조합으로부터 선택된다. 각각의 이들 펜던트 기는 씰 상용성 첨가제의 탄화수소 백본에 위치한 탄소 원자에 결합될 수 있다. 대안으로, 탄화수소 백본은 탄화수소 백본 내의 탄소 원자에 결합된 펜던트 또는 관능성 기를 포함할 수 없다.
한 실시양태에서, 씰 상용성 첨가제는 시클릭이며, 이는 씰 상용성 첨가제가 탄화수소 백본을 포함하고, 탄화수소 백본이 적어도 하나의 펜던트 시클릭 기를 포함하거나, 탄화수소 백본이 시클릭이거나, 또는 둘 다인 것을 의미한다. 또 다른 실시양태에서, 씰 상용성 첨가제는 비-시클릭이고, 이는 탄화수소 백본이 비-시클릭이고 씰 상용성 첨가제에 펜던트 시클릭 기가 없음을 의미한다.
탄화수소 백본은 적어도 하나의 관능성 기, 예컨대 히드록실, 카르복실, 카르보닐, 에폭시, 옥시드, 티오, 및 티올 기를 포함할 수 있다. 이러한 관능성 기 중 하나 이상은 씰 상용성 첨가제의 탄화수소 백본에 결합될 수 있다. 일부 실시양태에서, 탄화수소 백본은 또한 적어도 하나의 헤테로원자, 예컨대 산소, 황, 및 질소 헤테로원자; 또는 적어도 하나의 헤테로기, 예컨대 피리딜, 푸릴, 티에닐, 및 이미다졸릴 헤테로기를 포함할 수 있다. 부가적으로, 또는 대안으로서, 탄화수소 백본에는 헤테로원자 및/또는 헤테로기가 없을 수 있다. 탄화수소 백본은 포화 또는 불포화일 수 있다.
상기 기술된 바와 같이, 씰 상용성 첨가제는 플루오린 원자, 염소 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자, 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 대안으로, 씰 상용성 첨가제는 플루오린 원자, 브로민 원자, 아이오딘 원자, 및 그의 조합을 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 씰 상용성 첨가제에는 염소 원자가 없다. 각각의 이들 할로겐 원자는 씰 상용성 첨가제의 탄화수소 백본 내의 탄소 원자 또는 씰 상용성 첨가제의 탄화수소 백본의 펜던트 기 중 하나의 탄소 원자에 결합될 수 있다. 씰 상용성 첨가제는 분자당 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개, 또는 그 초과의 할로겐 원자를 포함할 수 있다. 또한 둘 이상의 상이한, 또는 둘 이상의 동일한 할로겐 원자가 동일한 씰 상용성 첨가제에 존재할 수 있는 것이 고려된다. 예를 들어, 씰 상용성 첨가제는 적어도 하나의 아이오딘 원자 및 적어도 하나의 브로민 원자를 포함할 수 있다.
또 하나의 실시양태로서, 씰 상용성 첨가제는 알킬 할라이드 화합물을 포함한다. 알킬 할라이드 화합물은 하기 화학식 I을 가질 수 있다:
<화학식 I>
CnH2n +2- mXm
화학식 I에서, n ≥ 1이고, 1 ≤ m ≤ (2n+2)이고, X는 할로겐 원자이다. X는 플루오린, 브로민, 아이오딘 및 그의 조합을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시양태에서, n은 1 내지 30, 2 내지 25, 2 내지 20, 2 내지 15, 9 내지 15, 또는 9 내지 12의 범위일 수 있고; m은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 또는 그 초과의 값을 가질 수 있다. 알킬 할라이드 화합물은 1급, 2급, 또는 3급일 수 있다. 알킬 할라이드 화합물은 일부 실시양태에서 모노-할라이드, 디-할라이드, 트리-할라이드, 또는 테트라할라이드일 수 있다. 또한 둘 이상의 상이한, 또는 둘 이상의 동일한 할로겐 원자가 동일한 알킬 할라이드 화합물에 존재할 수 있는 것이 고려된다. 예를 들어, 씰 상용성 첨가제는 1,4 디아이오도부탄 또는 1-아이오도-4-브로모부탄을 포함할 수 있다.
4급 할로겐 화합물은 그에 결합된 적어도 하나의 할로겐 원자를 포함하는 4급 아민 염으로서 이해될 수 있다. 할로겐 원자는 4급 아민 염의 몸체를 따라 결합될 수 있거나 할라이드 반대-이온으로서 4급 아민 염에 결합될 수 있다. 4급 아민 화합물은 1, 2, 3, 4, 5개, 또는 그 초과의 질소 원자를 포함할 수 있다. 4급 아민 화합물은 또한 1, 2, 3, 4, 5개, 또는 그 초과의 할로겐 원자를 포함할 수 있다. 또한 둘 이상의 상이한 할로겐 원자가 동일한 4급 아민 화합물에 존재할 수 있는 것이 고려된다. 4급 아민 화합물은, 각각 1 내지 30개, 1 내지 20개, 1 내지 15개, 또는 3 내지 12개의 탄소 원자를 갖는, 여러 가지 상이한 펜던트 기, 예컨대 알킬, 아릴, 알케닐, 알키닐, 시클로알킬, 아릴알킬, 또는 헤테로아릴 기를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 아민, 이민, 히드록실, 할로겐, 및/또는 카르복실 기에 의해 추가로 치환될 수 있다. 4급 아민 화합물은 시클릭 또는 비-시클릭일 수 있다.
예시적 씰 상용성 첨가제는:
테트라브로모에탄:
Figure pct00001
테트라플루오로에탄:
Figure pct00002
1,2-디브로모에탄:
Figure pct00003
디브로모에탄:
Figure pct00004
트리플루오로-1,2,2-디브로모에탄:
Figure pct00005
1-플루오로옥탄:
Figure pct00006
1-아이오도도데칸:
Figure pct00007
1-브로모도데칸:
Figure pct00008
에틸아이오다이드:
Figure pct00009
에틸브로마이드:
Figure pct00010
트리브로모프로판:
Figure pct00011
디브로모시클로헥산:
Figure pct00012
1-브로모, 4-플루오로 시클로헥산:
Figure pct00013
1-아이오도프로판:
Figure pct00014
1-브로모프로판:
Figure pct00015
옥틸브로마이드:
Figure pct00016
1-아이오도헥산:
Figure pct00017
1-브로모헥산:
Figure pct00018
부틸브로마이드:
Figure pct00019
3-아이오도-1-프로판올:
Figure pct00020
1,4-디브로모부탄:
Figure pct00021
1,4-디 아이오도부탄:
Figure pct00022
을 포함한다.
씰 상용성 첨가제는 50 내지 1500, 50 내지 1000, 100 내지 500, 150 내지 500, 200 내지 500, 또는 250 내지 500 범위의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다.
씰 상용성 첨가제는 1 기압에서, 50 내지 650℃, 100 내지 450℃, 135 내지 450℃, 140 내지 450℃, 145 내지 450℃, 150 내지 450℃, 155 내지 450℃, 또는 200 내지 400℃ 범위의 비점을 가질 수 있다. 대안으로, 씰 상용성 첨가제는 1 기압에서 100℃ 이상, 110℃ 이상, 120℃ 이상, 130℃ 이상, 140℃ 이상, 150℃ 이상, 또는 160℃ 이상, 및 1 기압에서 450℃ 미만, 400℃ 미만, 350℃ 미만, 300℃ 미만, 또는 250℃ 미만의 비점을 가질 수 있다.
씰 상용성 첨가제는 또한 10 내지 300℃, 25 내지 250℃, 50 내지 250℃, 75 내지 250℃, 또는 85 내지 200℃ 범위의 인화점을 갖는 것으로 특징지어질 수 있다. 대안으로, 씰 상용성 첨가제는 10℃ 이상, 15℃ 이상, 20℃ 이상, 25℃ 이상, 30℃ 이상, 35℃ 이상, 40℃ 이상, 45℃ 이상, 50℃ 이상, 55℃ 이상, 60℃ 이상, 65℃ 이상, 70℃ 이상, 75℃ 이상, 80℃ 이상, 또는 85℃ 이상의 인화점, 및 250℃ 미만, 225℃ 미만, 200℃ 미만, 175℃ 미만, 150℃ 미만, 또는 125℃ 미만의 인화점을 가질 수 있다.
특정 실시양태에서, 씰 상용성 첨가제는 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 또는 100℃의 온도, 및 1 기압에서 액체이다.
씰 상용성 첨가제는 다양한 방식으로 합성될 수 있다. 예를 들어, 씰 상용성 첨가제는 알켄을 할로겐화수소, 예컨대 염화수소 또는 브로민화수소와 반응시켜 상응하는 모노할로겐화 알칸을 수득함으로써 제조될 수 있다. 대안으로, 씰 상용성 첨가제는 알콜을 할로겐화수소와 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 대안으로 또한, 씰 상용성 첨가제는 알킬 알콜을 사브로민화탄소, 브로민화나트륨, 및 루테늄 촉매와, 전부 디메틸포름아미드 용매 중에서 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 사브로민화탄소는 브로마이드 외의 할로겐 원자를 포함하는 화합물이 요구되는 경우 다른 화합물로 대체될 수 있다.
특정 실시양태에서, 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물에서의 임의의 반응 전에 첨가제 패키지 및/또는 윤활제 조성물을 형성하는데 사용된 씰 상용성 첨가제의 총 중량을 기준으로 50 중량% 이상, 60 중량% 이상, 70 중량% 이상, 80 중량% 이상, 또는 90 중량% 이상의 씰 상용성 첨가제가 첨가제 패키지 및/또는 윤활제 조성물 중에 미반응 상태로 남아 있다. 대안으로, 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물에서의 임의의 반응 전에 씰 상용성 첨가제의 총 중량을 기준으로 95 중량% 이상, 96 중량% 이상, 97 중량% 이상, 98 중량% 이상, 또는 99 중량% 이상의 씰 상용성 첨가제가 첨가제 패키지 및/또는 윤활제 조성물 중에 미반응 상태로 남아 있다.
용어 "미반응된"은 미반응된 양의 씰 상용성 첨가제가 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물 중의 임의의 성분과도 반응하지 않는다는 사실을 나타낸다. 따라서, 씰 상용성 첨가제의 미반응된 일부분은 윤활제 조성물이 최종-사용 용도, 예컨대 내연 엔진에서 사용되기 전에 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물 중에 존재할 경우 그의 처음 상태로 남아 있다.
어구 "임의의 반응 전"은 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물 중의 씰 상용성 첨가제의 양의 기준을 나타낸다. 이 어구는 씰 상용성 첨가제가 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물 중의 다른 성분과 반응하는 것을 요구하지 않으며, 즉, 첨가제 패키지 및/또는 윤활제 조성물에서의 임의의 반응 전에 씰 상용성 첨가제의 총 중량을 기준으로 100 중량%의 씰 상용성 첨가제가 첨가제 패키지 및/또는 윤활제 조성물 중에 미반응 상태로 남아 있을 수 있다.
한 실시양태에서, 미반응 상태로 남아 있는 씰 상용성 첨가제의 백분율은 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물에 존재하는 모든 성분이 서로 평형에 도달한 후에 결정된다. 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물에서 평형에 도달하는데 필요한 시간 기간은 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 평형에 도달하는데 필요한 시간의 양은 1분 내지 수일, 또는 심지어는 수주의 범위일 수 있다. 특정 실시양태에서, 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물 중에 미반응 상태로 남아 있는 씰 상용성 첨가제의 백분율은 1분, 1시간, 5시간, 12시간, 1일, 2일, 3일, 1주, 1개월, 6개월, 또는 1년 후에 결정된다.
특정 실시양태에서, 씰 상용성 첨가제는 아민 화합물과 반응하여 반응 생성물 또는 다른 반응 중간체, 예컨대 염을 형성한다. 씰 상용성 첨가제의 조성에 따라, 염은 암모늄 할라이드일 수 있다. 대안으로, 씰 상용성 첨가제는 아민 화합물과 상호작용하여 반응 복합체를 형성할 수 있다. 그러한 것으로, 일부 실시양태에서, 윤활제 조성물 또는 첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물의 반응 또는 상호작용에 의해 형성된 반응 생성물, 반응 중간체, 또는 반응 복합체를 포함할 수 있다.
또한 씰 상용성 첨가제, 예컨대 적어도 하나의 아이오딘 원자를 포함하는 씰 상용성 첨가제는, 윤활제 조성물에서 유익한 항산화 효과를 일으키는 것으로 여겨진다. 이러한 유익한 항산화 이점을 정량하기 위하여 VIT (점도 증가 시험)가 사용될 수 있다. 항산화 이점은 KV 40이 초기 KV 40의 값에 비해 150%일 경우 측정된 시간 단위의 증가에 의해 정량화된다. KV40은 ASTM D445의 방법에 의해 결정된다. 특정 실시양태에서, 씰 상용성 첨가제의 첨가는 KV 40의 150% 점도에 이르는 시간의 수치를, 씰 상용성 첨가제 없이 동일한 윤활제 조성물에 의해 나타난 시간의 수치에 비해, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 또는 400% 이상만큼 증가시킨다.
TAN, TBN 크로스-오버점은 또한 유익한 항산화 효과의 지표로서 측정된다. 윤활제 조성물이 노화됨에 따라 TAN은 증가하고 한편 TBN은 감소한다. 이들이 서로 크로스되는 점을 TAN, TBN 크로스-오버점이라 부른다. 특정 실시양태에서, 씰 상용성 첨가제의 첨가는 TAN, TBN 크로스-오버점에 이르는 시간의 수치를, 씰 상용성 첨가제 없이 동일한 윤활제 조성물에 의해 나타난 시간의 수치에 비해, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 또는 400% 이상만큼 증가시킨다.
또한 씰 상용성 첨가제가 윤활제 조성물에서 유익한 침적-방지 효과를 일으키는 것으로 여겨진다. 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물을 포함하는 윤활제 조성물은 또한 윤활제 조성물에서 유익한 침적-방지 효과를 일으킬 수 있다. 이 유익한 침적-방지 효과를 정량화하기 위해서 TEOST (열-산화 엔진 오일 모의 시험(Thermo-oxidation Engine Oil Simulation Test))가 사용될 수 있다. 한 실시양태에서, 이 이점을 평가하기 위해서 TEOST MHT® (ASTM D 7097)가 사용될 수 있다. 이 MHT 시험에서, 촉매와 8.5 g의 샘플 오일을 285℃에서 24시간 동안 미리-칭량된 스틸 데포지터 로드(Depositor Rod) 위로 연속해서 통과시킨다. 침적물에 의해 유발되는 로드 중량의 증가를 오일 성능의 척도로서 사용하였다. 특정 실시양태에서, 씰 상용성 첨가제 및/또는 아민 화합물의 첨가는 침적물의 중량을, 씰 상용성 첨가제 및/또는 아민 화합물 없이 동일한 윤활제 조성물의 시험으로부터 생긴 침적물의 양에 비해, 0.5, 1, 5, 10, 15, 20, 30, 40, 또는 50 ㎎ 이상만큼 감소시킨다.
또한, 특정 실시양태에서, 씰 상용성 첨가제는 윤활제 조성물에서, 특히 구리에 대하여 유익한 마모-방지 효과를 일으키는 것으로 여겨진다. 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물을 포함하는 윤활제 조성물은 또한 윤활제 조성물에서, 특히 구리에 대하여 유익한 마모-방지 효과를 일으킬 수 있다. 이러한 유익한 마모-방지 효과를 정량하기 위해서 ASTM D 6594에 따른 고온 마모 벤치 시험 (HTCBT)이 사용될 수 있다.
첨가제 패키지의 맥락에서, 씰 상용성 첨가제는 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로, 0.1 내지 100 중량%, 5 내지 50 중량%, 또는 10 내지 40 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 윤활제 조성물의 맥락에서, 씰 상용성 첨가제는 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로, 0.01 내지 10 중량%, 0.05 내지 5 중량%, 0.1 내지 3 중량%, 0.1 내지 2 중량%, 또는 0.3 내지 1.5 중량% 범위의 양으로 존재할 수 있다. 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물은 상이한 씰 상용성 첨가제의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 첨가제 패키지는 1종 이상의 씰 상용성 첨가제로 이루어지거나, 본질적으로 이루어질 수 있다.
씰 상용성 첨가제는 윤활제 조성물 또는 첨가제 패키지 중의 아민 화합물과 조합될 수 있다. 상이한 아민 화합물의 혼합물 또한 윤활제 조성물 및/또는 첨가제 패키지 중의 씰 상용성 첨가제와 조합될 수 있다는 것을 알아야 한다.
아민 화합물은 적어도 하나의 질소 원자를 포함한다. 또한, 일부 구성에서, 아민 화합물은 시클릭 고리의 몸체에 세 개 이상의 질소 원자가 있는 경우 트리아졸, 트리아진, 또는 유사한 화합물을 포함하지 않는다. 아민 화합물은 지방족일 수 있다.
특정 실시양태에서, 아민 화합물은 ASTM D4739에 따라 시험할 경우 10 ㎎ KOH/g 이상의 총 염기가 (TBN) 값을 갖는다. 대안으로, 아민 화합물은 ASTM D4739에 따라 시험할 경우, 15 ㎎ KOH/g 이상, 20 ㎎ KOH/g 이상, 25 ㎎ KOH/g 이상, 90 ㎎ KOH/g 이상, 100 ㎎ KOH/g 이상, 110 ㎎ KOH/g 이상, 120 ㎎ KOH/g 이상, 130 ㎎ KOH/g 이상, 140 ㎎ KOH/g 이상, 150 ㎎ KOH/g 이상, 또는 160 ㎎ KOH/g 이상의 TBN 값을 갖는다. 대안으로 또한, 아민 화합물은 ASTM D4739에 따라 시험할 경우 80 내지 200 ㎎ KOH/g, 90 내지 190 ㎎ KOH/g, 100 내지 180 ㎎ KOH/g, 또는 100 내지 150 ㎎ KOH/g의 TBN 값을 가질 수 있다.
일부 실시양태에서, 아민 화합물은 윤활제 조성물의 TBN에 부정적으로 영향을 미치지 않는다. 대안으로, 아민 화합물은 윤활제 조성물의 TBN을, 0.5 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상, 1 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상, 1.5 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상, 2 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상, 2.5 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상, 3 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상, 3.5 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상, 4 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상, 4.5 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상, 5 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상, 10 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상, 또는 15 ㎎ KOH/g 아민 화합물 이상만큼 개선할 수 있다. 윤활제 조성물의 TBN 값은 ASTM D2896에 따라 결정될 수 있다.
일부 실시양태에서, 아민 화합물은 수소, 탄소, 질소, 및 산소로 이루어지거나, 본질적으로 이루어진다. 대안으로, 아민 화합물은 수소, 탄소, 및 질소로 이루어지거나, 본질적으로 이루어질 수 있다. 아민 화합물의 맥락에서, 어구 "본질적으로 이루어진"은 아민 화합물의 95 몰% 이상이 열거된 원자 (즉, 수소, 탄소, 질소, 및 산소; 또는 수소, 탄소, 및 질소)인 화합물을 지칭한다. 예를 들어, 아민 화합물이 수소, 탄소, 질소, 및 산소로 본질적으로 이루어진 경우, 아민 화합물의 95 몰% 이상은 수소, 탄소, 질소, 및 산소이다. 특정 구성에서, 아민 화합물의 96 몰% 이상, 97 몰% 이상, 98 몰% 이상, 99 몰% 이상, 또는 99.9 몰% 이상은 수소, 탄소, 질소 및 산소이거나, 다른 실시양태에서는, 탄소, 질소, 및 수소이다.
아민 화합물은 공유 결합으로 이루어질 수 있다. 어구 "공유 결합으로 이루어진"은 적어도 하나의 이온 원자 또는 화합물과의 이온 결합을 통해 아민 화합물에 결합하는 그러한 화합물을 제외하려는 것으로 의도된다. 즉, 아민 화합물이 공유 결합으로 이루어진 구성에서, 아민 화합물은 아민 화합물의 염, 예를 들어, 포스페이트 아민 염 및 암모늄 염을 제외한다. 그러한 것으로, 특정 실시양태에서, 윤활제 조성물에는 아민 화합물의 염이 없다. 보다 구체적으로, 윤활제 조성물에는 포스페이트 아민 염, 암모늄 염, 및/또는 아민 술페이트 염이 없을 수 있다.
아민 화합물은 500 미만의 중량 평균 분자량을 갖는 단량체성 비-시클릭 아민 화합물일 수 있다. 대안으로, 단량체성 비-시클릭 아민 화합물은 450 미만, 400 미만, 350 미만, 300 미만, 250 미만, 200 미만, 또는 150 미만의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 대안으로 또한, 아민 화합물은 30 이상, 50 이상, 75 이상, 100 이상, 150 이상, 200 이상, 또는 250 이상의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다.
용어 "비-시클릭"은 임의의 시클릭 구조가 없는 아민 화합물을 지칭하고 방향족 구조를 제외하려는 것으로 의도된다. 예를 들어, 단량체성 비-시클릭 아민 화합물은 시클릭 구조에 함께 결합된 적어도 3개의 원자를 갖는 고리를 갖는 화합물 및 벤질, 페닐, 또는 트리아졸 기를 포함하는 그러한 화합물을 포함하지 않는다.
단량체성 비-시클릭 아민 화합물은 하기 화학식 II에 의해 예시될 수 있다:
<화학식 II>
Figure pct00023
상기 식에서, 각각의 R은 독립적으로 수소 원자 또는 히드로카르빌 기이다. R로 지정된 각각의 히드로카르빌 기는 독립적으로 치환 또는 비치환된, 선형 또는 분지형, 알킬, 알케닐, 시클로알킬, 시클로알케닐, 아릴, 알킬아릴, 아릴알킬 기, 또는 그의 조합일 수 있다. R로 지정된 각각의 히드로카르빌 기는 독립적으로 1 내지 100개, 1 내지 50개, 1 내지 40개, 1 내지 30개, 1 내지 20개, 1 내지 15개, 1 내지 10개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 대안으로, R로 지정된 각각의 히드로카르빌 기는 독립적으로 20개 미만, 15개 미만, 12개 미만, 또는 10개 미만의 탄소 원자를 포함할 수 있다.
"비치환된"이란, 지정된 히드로카르빌 기 또는 탄화수소 기에 관능성 치환기, 예컨대 알콕시, 아미드, 아민, 케토, 히드록실, 카르복실, 옥시드, 티오, 및/또는 티올 기가 없고, 지정된 히드로카르빌 기 또는 탄화수소 기에 헤테로원자 및/또는 헤테로기가 없는 것으로 의도된다.
대안으로, R로 지정된 각각의 히드로카르빌 기는 독립적으로 치환될 수 있고, 적어도 하나의 헤테로원자, 예컨대 산소, 질소, 황, 염소, 플루오린, 브로민, 또는 아이오딘, 및/또는 적어도 하나의 헤테로기, 예컨대 피리딜, 푸릴, 티에닐, 및 이미다졸릴을 포함할 수 있다. 헤테로원자 및 헤테로기를 포함하는 것에 부가적으로, 또는 대안으로, R로 지정된 각각의 히드로카르빌 기는 독립적으로 알콕시, 아미드, 아민, 카르복실, 에폭시, 에스테르, 에테르, 히드록실, 케토, 금속 염, 술푸릴, 및 티올 기로부터 선택되는 적어도 하나의 치환기를 포함할 수 있다. 대안으로, R로 지정된 각각의 히드로카르빌 기는 독립적으로 비치환될 수 있다.
예시적 알킬 기는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 이소-아밀, 헥실, 2-에틸헥실, 옥틸 및 도데실 기를 포함한다. 예시적 시클로알킬 기 시클로프로필, 시클로펜틸 및 시클로헥실 기를 포함한다. 예시적 아릴 기는 페닐 및 나프탈레닐 기를 포함한다. 예시적 아릴알킬 기는 벤질, 페닐에틸, 및 (2-나프틸)-메틸을 포함한다.
단량체성 비-시클릭 아민은 모노아민 및 폴리아민 (두 개 이상의 아민 기를 포함)을 포함한다. 특정 실시양태에서, R로 지정된 기 중 적어도 하나는 비치환된다. 대안으로, R로 지정된 기 중 두 개 또는 세 개가 비치환된다. 대안으로 또한, R13으로 지정된 기 중 하나, 두 개 또는 세 개가 치환된 것으로 고려된다.
예시적 단량체성 비-시클릭 아민 화합물은 1급, 2급, 및 3급 아민을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니며, 예컨대:
메틸아민:
Figure pct00024
에탄올아민:
Figure pct00025
디메틸아민:
Figure pct00026
메틸에탄올아민:
Figure pct00027
트리메틸아민:
Figure pct00028
비스 (2-에틸헥실) 아민:
Figure pct00029
디트리데실아민:
Figure pct00030
단량체성 비-시클릭 아민 화합물은 대안으로 적어도 하나의 다른 1급 아민, 예컨대 에틸아민, n-프로필아민, 이소프로필아민, n-부틸아민, 이소부틸아민, sec-부틸아민, tert-부틸아민, 펜틸아민, 및 헥실아민; 화학식: CH3-O-C2H4-NH2, C2H5-O-C2H4-NH2, CH3-O-C3H6-NH2, C2H5-O-C3H6-NH2, C4H9-O-C4H8-NH2, HO-C2H4-NH2, HO-C3H6-NH2 및 HO-C4H8-NH2의 1급 아민; 2급 아민, 예를 들어 디에틸아민, 메틸에틸아민, 디-n-프로필아민, 디이소프로필아민, 디이소부틸아민, 디-sec-부틸아민, 디-tert-부틸아민, 디펜틸아민, 디헥실아민; 및 또한 화학식: (CH3-O-C2H4)2NH, (C2H5-O-C2H4)2NH, (CH3-O-C3H6)2NH, (C2H5-O-C3H6)2NH, (n-C4H9-O-C4H8)2NH, (HO-C2H4)2NH, (HO-C3H6)2NH 및 (HO-C4H8)2NH의 2급 아민; 및 폴리아민, 예컨대 n-프로필렌디아민, 1,4-부탄디아민, 1,6-헥산디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 및 테트라에틸렌펜타민, 및 또한 그의 알킬화 생성물, 예를 들어 3-(디메틸아미노)-n-프로필아민, N,N-디메틸에틸렌디아민, N,N-디에틸에틸렌디아민, 및 N,N,N',N'-테트라메틸디에틸렌트리아민을 포함할 수 있다.
대안으로, 아민 화합물은 단량체성 시클릭 아민 화합물일 수 있다. 단량체성 시클릭 아민 화합물은 100 내지 1200, 200 내지 800, 또는 200 내지 600의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 대안으로, 단량체성 시클릭 아민 화합물은 500 미만, 또는 50 이상의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 일부 실시양태에서, 단량체성 시클릭 아민 화합물에는 방향족 기, 예컨대 페닐 및 벤질 고리가 없다. 다른 실시양태에서, 단량체성 시클릭 아민 화합물은 지방족이다.
단량체성 시클릭 아민 화합물은 분자당 2개 이하의 질소 원자를 포함할 수 있다. 대안으로, 단량체성 시클릭 아민 화합물은 분자당 단지 1개의 질소를 포함할 수 있다. 어구 "분자당 질소"는 분자의 몸체 및 임의의 치환기를 포함하여, 전체 분자에서의 질소 원자의 총수를 지칭한다. 특정 실시양태에서, 단량체성 시클릭 아민 화합물은 단량체성 시클릭 아민 화합물의 시클릭 고리에서 1개 또는 2개의 질소 원자를 포함한다.
단량체성 시클릭 아민 화합물은 하기 화학식 III 또는 화학식 IV에 의해 예시될 수 있다:
<화학식 III>
Figure pct00031
<화학식 IV>
Figure pct00032
화학식 III 및 IV에서, Y는 화학식 III 또는 IV의 시클릭 고리를 완성하는데 필요한 원자의 수 및 유형을 나타낸다. Y로 지정된 고리는 2 내지 20개, 3 내지 15개, 5 내지 15개, 또는 5 내지 10개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. Y로 지정된 고리는 적어도 하나의 헤테로 원자, 예컨대 산소, 또는 황을 포함하는 치환 또는 비치환된, 분지형 또는 비분지형, 2가 탄화수소 기일 수 있고, 적어도 하나의 헤테로기를 포함할 수 있다. 헤테로원자 및/또는 헤테로기를 포함하는 것에 부가적으로, Y로 지정된 고리는, 화학식 II에서 R에 대해 상기에 기술된 바와 같은, 적어도 하나의 히드로카르빌 치환기를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, Y로 지정된 고리에는 질소 헤테로원자가 없거나, 임의의 헤테로원자가 없다. 헤테로원자, 헤테로기, 및/또는 치환기는 Y로 지정된 2가 탄화수소 기 내의 상이한 원자에 결합될 수 있다. 화학식 IV에서 치환 질소 원자는 적어도 하나의 수소 원자에 결합될 수 있거나, 1개 또는 2개의 히드로카르빌 기에 결합될 수 있다.
화학식 III에서, R1은 수소 원자 또는 히드로카르빌 기이다. R1로 지정된 히드로카르빌 기는 화학식 II에 대해 상기에 기술된 R과 동일한 의미를 가질 수 있다. 예를 들어, R1은 알콜 기, 아미노 기, 알킬 기, 아미드 기, 에테르 기, 또는 에스테르 기일 수 있다. R1은 1 내지 50개, 1 내지 25개, 1 내지 17개, 1 내지 15개, 1 내지 12개, 1 내지 8개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 가질 수 있다. R1은 선형 또는 분지형일 수 있다. 예를 들어, 각각의 R1은 백본 내의 탄소 원자 상의 다양한 위치에 결합된 지정된 관능성 기 (알콜 등), 헤테로원자, 또는 헤테로기를 갖는, 1 내지 50개의 탄소 원자를 갖는 알콜 기, 아미노 기, 알킬 기, 아미드 기, 에테르 기, 또는 에스테르 기일 수 있다. 화학식 IV에서 치환 질소 원자는 적어도 하나의 수소 원자에 결합될 수 있거나, R1에 대해 상기에 기술된 것과 같은, 1개 또는 2개의 히드로카르빌 기에 결합될 수 있다.
한 실시양태에서, 단량체성 시클릭 아민 화합물은 하기 화학식 V에 의해 예시될 수 있다:
<화학식 V>
Figure pct00033
화학식 V에서, 각각의 R2는 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기이다. R2로 지정된 히드로카르빌 기는 화학식 II에서의 R과 동일한 의미를 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 R2는 독립적으로 알콜 기, 아미노 기, 아미드 기, 에테르 기, 또는 에스테르 기로 치환될 수 있다. 각각의 R2는 독립적으로 1 내지 17개, 1 내지 15개, 1 내지 12개, 1 내지 8개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 특정 실시양태에서, R2로 지정된 기 중 적어도 하나는 비치환된다. 대안으로, R2로 지정된 기 중 적어도 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개, 또는 여섯 개가 비치환된다. 대안으로 또한, R2로 지정된 기 중 적어도 하나, 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개, 또는 여섯 개가 치환된 것이 고려된다. 예를 들어, 각각의 R2는 탄소 쇄 상의 다양한 위치에 결합된 지정된 관능성 기 (알콜 등)를 갖는, 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 알콜 기, 아미노 기, 알킬 기, 아미드 기, 에테르 기, 또는 에스테르 기일 수 있다.
예시적 단량체성 시클릭 아민 화합물은:
시클로펜틸아민:
Figure pct00034
시클로헥실아민:
Figure pct00035
아지리딘:
Figure pct00036
피페리딘:
Figure pct00037
n-메틸피페리딘:
Figure pct00038
을 포함한다.
일부 실시양태에서, 아민 화합물, 예컨대 단량체성 비-시클릭 아민 화합물 또는 단량체성 시클릭 아민 화합물은, 입체 장애 아민 화합물일 수 있다. 입체 장애 아민 화합물은 100 내지 1200의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 대안으로, 입체 장애 아민 화합물은 200 내지 800, 또는 200 내지 600의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 대안으로 또한, 입체 장애 아민 화합물은 500 미만의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "입체 장애 아민 화합물"은 2급 또는 3급 질소 원자에 대하여 적어도 하나의 알파-탄소에 결합된 2개 미만의 수소 원자를 갖는 유기 분자를 의미한다. 다른 실시양태에서, 용어 "입체 장애 아민 화합물"은 2급 또는 3급 질소 원자에 대하여 적어도 하나의 알파-탄소에 결합된 수소 원자를 갖지 않는 유기 분자를 의미한다. 또 다른 실시양태에서, 용어 "입체 장애 아민 화합물"은 2급 또는 3급 질소 원자에 대하여 적어도 두 개의 각각의 알파-탄소에 결합된 수소 원자를 갖지 않는 유기 분자를 의미한다.
입체 장애 아민 화합물은 하기 화학식 VI 또는 VII을 가질 수 있다:
<화학식 VI>
Figure pct00039
<화학식 VII>
Figure pct00040
화학식 VI에서, 각각의 R3은 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기이고, 여기서 R3 중 적어도 두 개는 한 분자 내의 알킬 기이고; R4는 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기이다. 화학식 VII에서, 각각의 R5는 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기이고, 여기서 R5 중 적어도 두 개는 알킬 기이고; 각각의 R5는 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기이다.
R3, R4, R5, 및 R6으로 지정된 기는 화학식 II에 대해 상기에 기술된 R과 동일한 의미를 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 R3, R4, R5, 및 R6은 독립적으로 알콜 기, 아미드 기, 에테르 기, 또는 에스테르 기로 치환될 수 있고, 각각의 R3, R4, R5, 및 R6은 독립적으로 1 내지 17개, 1 내지 15개, 1 내지 12개, 1 내지 8개, 1 내지 6개, 또는 1 내지 4개의 탄소 원자를 가질 수 있다.
특정 실시양태에서, R3, R4, R5, 및 R6으로 지정된 기 중 적어도 하나는 비치환된다. 대안으로, R3, R4, R5, 및 R6으로 지정된 기 중 적어도 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개, 또는 여섯 개가 비치환된다. 다른 실시양태에서, R3, R4, R5, 및 R6으로 지정된 모든 기가 비치환된다. 대안으로 또한, R3, R4, R5, 및 R6으로 지정된 기 중 적어도 하나, 두 개, 세 개, 네 개, 다섯 개, 또는 여섯 개가 치환된 것이 고려된다.
예시적인 R3, R4, R5, 및 R6 기는 메틸, 에틸, n-프로필, n-부틸, sec-부틸, tert-부틸, n-헥실, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-헥사데실, 또는 n-옥타데실로부터 독립적으로 선택될 수 있다.
화학식 VI에서, R3으로 지정된 기 중 적어도 두 개, 적어도 세 개, 또는 네 개 모두가 각각 독립적으로 알킬 기이다. 유사하게, 화학식 VII에서, R5로 지정된 기 중 적어도 두 개가 알킬 기이다. 대안으로, R5로 지정된 기 중 적어도 세 개, 또는 네 개 모두가 알킬 기이다.
화학식 VI의 입체 장애 아민 화합물은 하기 화합물에 의해 예시될 수 있다:
2,2,6,6-테트라메틸-4-옥틸피페리딘:
Figure pct00041
2,2,6,6-테트라메틸-4-데실피페리딘:
Figure pct00042
2,2,6,6-테트라메틸-4-부틸피페리딘:
Figure pct00043
2,2,6,6-테트라메틸-4-헥사데실피페리딘:
Figure pct00044
화학식 VII의 입체 장애 아민 화합물은 비-시클릭이다. 용어 "비-시클릭"은 화학식 VII의 입체 장애 아민 화합물에 임의의 시클릭 구조 및 방향족 구조가 없음을 의미하는 것으로 의도된다. 화학식 VII의 입체 장애 아민 화합물은:
N-tert-부틸-2-에틸-N-메틸-헥산-1-아민:
Figure pct00045
tert-아밀-tert-부틸아민:
Figure pct00046
N-tert-부틸헵탄-2-아민:
Figure pct00047
에 의해 예시될 수 있다.
입체 장애 아민 화합물은 대안으로 하기 화학식 VIII에 의해 예시될 수 있다:
<화학식 VIII>
Figure pct00048
화학식 VIII에서, 각각의 R3 및 R4는 상기에 기술된 바와 같고, 여기서 R3 중 적어도 세 개는 각각 독립적으로 알킬 기이다. 화학식 VIII의 입체 장애 아민 화합물은 하기 화합물에 의해 예시될 수 있다:
(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜) 옥타노에이트:
Figure pct00049
(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜) 데카노에이트:
Figure pct00050
(1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딜) 도데카노에이트:
Figure pct00051
(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜) 도데카노에이트:
Figure pct00052
입체 장애 아민 화합물은 단일 에스테르 기를 포함할 수 있다. 그러나, 입체 장애 아민 화합물에는 대안으로 에스테르 기가 없을 수 있다. 특정 실시양태에서, 입체 장애 아민 화합물은 적어도 하나, 또는 단지 하나의 피페리딘 고리를 포함할 수 있다.
사용된 경우, 윤활제 조성물은 아민 화합물을, 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 25 중량%, 0.1 내지 20 중량%, 0.1 내지 15 중량%, 또는 0.1 내지 10 중량%의 양으로 포함한다. 대안으로, 윤활제 조성물은 아민 화합물을, 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 5 중량%, 1 내지 3 중량%, 또는 1 내지 2 중량%의 양으로 포함할 수 있다.
아민 화합물이 첨가제 패키지에 포함된 경우, 첨가제 패키지는 아민 화합물을, 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%의 양으로 포함한다. 대안으로, 첨가제 패키지는 아민 화합물을, 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 1 내지 25 중량%, 0.1 내지 15 중량%, 1 내지 10 중량%, 0.1 내지 8 중량%, 또는 1 내지 5 중량%의 양으로 포함할 수 있다. 다양한 아민 화합물의 조합이 또한 고려된다.
윤활제 조성물 또는 첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제 및/또는 아민 화합물에 부가하여 분산제를 추가로 포함할 수 있다. 분산제는 폴리알켄 아민 또는 다른 아민 분산제일 수 있다. 그러한 것으로, 분산제의 조성에 따라, 분산제는 상기에 제공된 아민 화합물의 설명 중 적어도 하나에 의해 포함될 수 있다.
아민 분산제의 TBN 값은 15 ㎎ KOH/g 아민 분산제 이상, 25 ㎎ KOH/g 아민 분산제 이상, 또는 30 ㎎ KOH/g 아민 분산제 이상일 수 있다. 대안으로, 아민 분산제의 TBN 값은 15 내지 100 ㎎ KOH/g 아민 분산제, 15 내지 80 ㎎ KOH/g 아민 분산제, 또는 15 내지 75 ㎎ KOH/g 아민 분산제의 범위일 수 있다.
폴리알켄 아민은 폴리알켄 모이어티를 포함한다. 폴리알켄 모이어티는 동일하거나 상이한, 직쇄 또는 분지형 C2-6 올레핀 단량체의 중합 생성물이다. 적합한 올레핀 단량체의 예는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐, 1-펜텐, 2-메틸 부텐, 1-헥센, 2-메틸펜텐, 3-메틸펜텐, 및 4-메틸펜텐이다. 폴리알켄 모이어티는 200 내지 10000, 500 내지 10000, 또는 800 내지 5000의 중량 평균 분자량을 갖는다.
한 실시양태에서, 폴리알켄 아민은 폴리이소부텐으로부터 유도된다. 특히 적합한 폴리이소부텐은 말단 이중 결합의 높은 함량을 특징으로 하는 "고 반응성" 폴리이소부텐으로 공지되어 있다. 말단 이중 결합은 화학식 IX에 나타낸 유형의 알파-올레핀계 이중 결합이다:
<화학식 IX>
Figure pct00053
화학식 IX에 나타낸 결합은 비닐리덴 이중 결합으로서 공지되어 있다. 적합한 고 반응성 폴리이소부텐은, 예를 들어, 70몰%, 80몰%, 또는 85몰% 초과의 비닐리덴 이중 결합의 분율을 갖는 폴리이소부텐이다. 균일한 중합체 백본을 갖는 폴리이소부텐이 특히 바람직하다. 균일한 중합체 백본은 특히 85 중량%, 90 중량%, 또는 95 중량% 이상의 이소부텐 단위로 구성된 그러한 폴리이소부텐을 갖는다. 이러한 고 반응성 폴리이소부텐은 바람직하게는 상기 언급된 범위의 수-평균 분자량을 갖는다. 또한, 고 반응성 폴리이소부텐은 1.05 내지 7, 또는 1.1 내지 2.5의 다분산도를 가질 수 있다. 고 반응성 폴리이소부텐은 1.9 미만, 또는 1.5 미만의 다분산도를 가질 수 있다. 다분산도는 중량-평균 분자량 Mw를 수-평균 분자량 Mn으로 나눈 몫을 지칭한다.
아민 분산제는 숙신산 무수물로부터 유도되고 히드록실 및/또는 아미노 및/또는 아미도 및/또는 이미도 기를 갖는 모이어티를 포함할 수 있다. 예를 들어, 분산제는 500 내지 5000의 중량 평균 분자량을 갖는 통상의 또는 고 반응성 폴리이소부텐을 열 경로에 의해 또는 염소화 폴리이소부텐을 거쳐 말레산 무수물과 반응시킴으로써 수득가능한 폴리이소부테닐숙신산 무수물로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 지방족 폴리아민, 예컨대 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민 또는 테트라에틸렌펜타민을 갖는 유도체가 사용될 수 있다.
폴리알켄 아민을 제조하기 위해, 폴리알켄 성분은 공지된 방식으로 아민화될 수 있다. 예시적 방법은 히드로포르밀화 및 적합한 질소 화합물의 존재하의 후속적 환원성 아민화에 의한 옥소 중간체의 제조를 거쳐 진행된다.
분산제는 하기 화학식 X의 폴리(옥시알킬) 라디칼 또는 폴리알킬렌 폴리아민 라디칼일 수 있다:
<화학식 X>
R7-NH-(C1-C6-알킬렌-NH)m-C1-C6-알킬렌
상기 식에서, m은 1 내지 5의 정수이고, R7은 수소 원자, 또는 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기이며, C1-C6 알킬렌은 알킬 라디칼의 상응하는 가교된 유사체를 나타낸다. 분산제는 또한 1 내지 10개의 C1-C4 알킬렌 이민 기로 구성된 폴리알킬렌 이민 라디칼일 수 있거나; 이들이 결합되어 있는 질소 원자와 함께, 1 내지 3개의 C1-C4 알킬 라디칼에 의해 임의로 치환되고 1개의 추가의 고리 헤테로원자, 예컨대 산소 또는 질소를 임의로 보유하는 임의로 치환된 5- 내지 7-원 헤테로시클릭 고리이다.
적합한 알케닐 라디칼의 예는 2 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 알킬 라디칼의 단일- 또는 다중불포화, 바람직하게는 단일- 또는 이중불포화 유사체를 포함하며, 여기서 이중 결합은 탄화수소 쇄 내의 임의의 위치에 있을 수 있다. C4-C18 시클로알킬 라디칼의 예는 시클로부틸, 시클로펜틸 및 시클로헥실, 및 또한 1 내지 3개의 C1-C4 알킬 라디칼에 의해 치환된 그의 유사체를 포함한다. C1-C4 알킬 라디칼은, 예를 들어, 메틸, 에틸, 이소- 또는 n-프로필, n-, 이소-, sec- 또는 tert-부틸로부터 선택된다. 아릴알킬 라디칼의 예는 모노시클릭 또는 비시클릭 융합 또는 비융합된 4- 내지 7-원, 특히 6원, 방향족 또는 헤테로방향족 기, 예컨대 페닐, 피리딜, 나프틸 및 비페닐로부터 유도된 아릴 기 및 C1-C18 알킬 기를 포함한다.
상기에 기술된 분산제 외의 부가적인 분산제가 사용되는 경우, 이들 분산제는 다양한 유형을 가질 수 있다. 분산제의 적합한 예는 폴리부테닐숙신산 아미드 또는 -이미드, 폴리부테닐포스폰산 유도체 및 염기성 마그네슘, 칼슘 및 바륨 술포네이트 및 페놀레이트, 숙시네이트 에스테르 및 알킬페놀 아민 (만니히(Mannich) 염기), 및 그의 조합을 포함한다.
사용되는 경우에, 분산제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 분산제는, 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 15 중량%, 0.1 내지 12 중량%, 0.5 내지 10 중량%, 또는 1 내지 8 중량%의 양으로 윤활제 조성물 중에 존재할 수 있다. 대안으로, 분산제는, 각각 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 15 중량% 미만, 12 중량% 미만, 10 중량% 미만, 5 중량% 미만, 또는 1 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 상기 양은 윤활제 조성물 및/또는 첨가제 패키지에 사용되는 아민 화합물의 양에 부가하여 있을 수 있다.
첨가제 패키지에서, 분산제 및 씰 상용성 첨가제의 총 중량은 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 첨가제 패키지의 50 중량% 미만, 45 중량% 미만, 40 중량% 미만, 35 중량% 미만, 또는 30 중량% 미만이다.
윤활제 조성물은 베이스 오일을 포함할 수 있다. 베이스 오일은 미국 석유 협회(American Petroleum Institute) (API) 베이스 오일 호환성 가이드라인(Base Oil Interchangeability Guidelines)에 따라 분류된다. 다시 말해서, 베이스 오일은 베이스 오일의 다섯 유형 중 적어도 하나로서 추가로 기술될 수 있다: 그룹 I (황 함량 >0.03 중량%, 및/또는 <90 중량% 포화물, 점도 지수 80 내지 119); 그룹 II (황 함량 0.03 중량% 이하, 및 90 중량% 이상의 포화물, 점도 지수 80 내지 119); 그룹 III (황 함량 0.03 중량% 이하, 및 90 중량% 이상의 포화물, 점도 지수 119 이상); 그룹 IV (모든 폴리알파올레핀 (PAO)); 및 그룹 V (그룹 I, II, III, 또는 IV에 포함되지 않은 모든 다른 것).
일부 실시양태에서, 베이스 오일은 API 그룹 I 베이스 오일; API 그룹 II 베이스 오일; API 그룹 III 베이스 오일; API 그룹 IV 베이스 오일; API 그룹 V 베이스 오일; 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물에는 그룹 I, 그룹 II, 그룹 III, 그룹 IV, 또는 그룹 V 베이스 오일, 및 그의 조합이 없다. 한 실시양태에서, 베이스 오일은 API 그룹 II 베이스 오일을 포함한다.
베이스 오일은 100℃에서 ASTM D445에 따라 시험할 경우, 1 내지 50 cSt, 1 내지 40 cSt, 1 내지 30 cSt, 1 내지 25 cSt, 또는 1 내지 20 cSt의 점도를 가질 수 있다. 대안으로, 베이스 오일의 점도는 100℃에서 ASTM D445에 따라 시험할 경우, 3 내지 17 cSt, 또는 5 내지 14 cSt의 범위일 수 있다.
베이스 오일은 자동차 및 트럭 엔진, 2행정 엔진, 항공기 피스톤 엔진, 선박 엔진, 및 철도 디젤 엔진을 비롯한, 불꽃-점화 및 압축-점화 내연 엔진을 위한 크랭크케이스 윤활유로서 추가로 정의될 수 있다. 대안으로, 베이스 오일은 가스 엔진, 디젤 엔진, 고정식 동력 엔진, 및 터빈에 사용되는 오일로서 추가로 정의될 수 있다. 베이스 오일은 대형 또는 소형 엔진 오일로서 추가로 정의될 수 있다.
일부 실시양태에서, 윤활제 조성물은 1종 이상의 액체 성분을 포함하는 '습윤' 윤활제 조성물이다. 윤활제 조성물은 적절히 윤활시키는데 1종 이상의 액체 성분을 필요로 하므로 건조 윤활제가 아니다.
또 다른 실시양태에서, 베이스 오일은 1종 이상의 알킬렌 옥시드 중합체 및 혼성중합체, 및 그의 유도체를 포함하는 합성 오일로서 추가로 정의될 수 있다. 알킬렌 옥시드 중합체의 말단 히드록실 기는 에스테르화, 에테르화, 또는 유사한 반응에 의해 개질될 수 있다. 전형적으로, 이들 합성 오일은 폴리옥시알킬렌 중합체를 형성하도록 에틸렌 옥시드 또는 프로필렌 옥시드의 중합을 통해 제조되며 이를 더 반응시켜 합성 오일을 형성할 수 있다. 예를 들어, 이들 폴리옥시알킬렌 중합체의 알킬 및 아릴 에테르가 사용될 수 있다. 예를 들어, 1000의 중량 평균 분자량을 갖는 메틸폴리이소프로필렌 글리콜 에테르; 500 내지 1000의 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜의 디페닐 에테르; 또는 1,000 내지 1500의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리프로필렌 글리콜의 디에틸 에테르 및/또는 그의 모노- 및 폴리카르복실산 에스테르, 예컨대 아세트산 에스테르, 혼합된 C3-C8 지방산 에스테르, 및 테트라에틸렌 글리콜의 C13 옥소산 디에스테르가 또한 베이스 오일로서 이용될 수 있다. 대안으로, 베이스 오일은 실질적으로 불활성이고, 통상적으로 액체인, 유기 희석제, 예컨대 미네랄 오일, 나프타, 벤젠, 톨루엔, 또는 크실렌을 포함할 수 있다.
베이스 오일은 에스톨리드 화합물 (즉, 적어도 하나의 에스톨리드 기를 포함하는 화합물)을, 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 90 미만, 80 미만, 70 미만, 60 미만, 50 미만, 40 미만, 30 미만, 20 미만, 10 미만, 5 미만, 3 미만, 1 미만으로 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다.
베이스 오일은 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 99.9 중량%, 50 내지 99.9 중량%, 60 내지 99.9 중량%, 70 내지 99.9 중량%, 80 내지 99.9 중량%, 90 내지 99.9 중량%, 75 내지 95 중량%, 80 내지 90 중량%, 또는 85 내지 95 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재할 수 있다. 대안으로, 베이스 오일은 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 1, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 98, 또는 99 중량% 초과의 양으로 윤활제 조성물에 존재할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 완전히 배합된 윤활제 조성물 (존재하는 희석제 또는 담체 오일을 포함함) 중의 베이스 오일의 양은 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 50 내지 99 중량%, 60 내지 90 중량%, 80 내지 99.5 중량%, 85 내지 96 중량%, 또는 90 내지 95 중량%의 범위이다. 대안으로, 베이스 오일은 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%, 1 내지 25 중량%, 또는 1 내지 15 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 첨가제 패키지 (존재하는 희석제 또는 담체 오일을 포함함) 중의 베이스 오일의 양은, 포함된 경우, 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 50 중량%, 1 내지 25 중량%, 또는 1 내지 15 중량%의 범위이다.
적어도 하나의 실시양태에서, 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 3, 2, 1, 또는 0.5 중량% 이하의 황화 회분 함량을 갖는 저 SAPS 윤활제로서 분류될 수 있다. "SAPS"는 황화 회분, 인 및 황을 지칭한다.
윤활제 조성물은 ASTM D2896에 따라 시험할 경우, 1 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물 이상, 3 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물 이상, 5 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물 이상, 7 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물 이상, 9 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물 이상의 TBN 값을 가질 수 있다. 대안으로, 윤활제 조성물은 ASTM D2896에 따라 시험할 경우, 3 내지 100 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물, 3 내지 75 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물, 50 내지 90 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물, 3 내지 45 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물, 3 내지 35 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물, 3 내지 25 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물, 3 내지 15 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물, 또는 9 내지 12 ㎎ KOH/g 윤활제 조성물의 TBN 값을 갖는다.
특정 실시양태에서, 윤활제 조성물은 점도 기술어 SAE15WX, SAE 10WX, SAE 5WX 또는 SAE 0WX에 의해 식별되는 다등급(multigrade) 윤활제 조성물이고, 여기서 X는 8, 12, 16, 20, 30, 40, 또는 50이다. 상이한 점도 등급 중 적어도 하나의 특징은 SAE J300 분류표에서 찾을 수 있다.
윤활제 조성물은, ASTM D5185 표준에 따라 측정했을 때, 또는 ASTM D4951 표준에 따라 측정했을 때, 1500 ppm 미만, 1200 ppm 미만, 1000 ppm 미만, 800 ppm 미만, 600 ppm 미만, 400 ppm 미만, 300 ppm 미만, 200 ppm 미만, 또는 100 ppm 미만, 또는 0 ppm의 인 함량을 가질 수 있다. 윤활제 조성물은, ASTM D5185 표준에 따라 측정했을 때, 또는 ASTM D4951 표준에 따라 측정했을 때, 3000 ppm 미만, 2500 ppm 미만, 2000 ppm 미만, 1500 ppm 미만, 1200 ppm 미만, 1000 ppm 미만, 700 ppm 미만, 500 ppm 미만, 300 ppm 미만, 또는 100 ppm 미만의 황 함량을 가질 수 있다.
대안으로, 윤활제 조성물은 ASTM D5185 표준에 따라 측정했을 때, 1 내지 1000 ppm, 1 내지 800 ppm, 100 내지 700 ppm, 또는 100 내지 600 ppm의 인 함량을 가질 수 있다.
윤활제 조성물에는 카르복실산 에스테르 및/또는 포스페이트 에스테르가 없을 수 있거나 실질적으로 없을 수 있다. 예를 들어, 윤활제 조성물은 20 중량% 미만, 15 중량% 미만, 10 중량% 미만, 5 중량% 미만, 3 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만의 카르복실산 에스테르 및/또는 포스페이트 에스테르를 포함할 수 있다. 카르복실산 에스테르 및/또는 포스페이트 에스테르는 수-반응성 작동 유체 중의 통상적인 베이스 오일로서 포함될 수 있다. 윤활제 조성물에는, 25℃의 정상 상태 온도 및 1 기압의 정상 상태 압력에서 액체인, 카르복실산 에스테르 베이스 오일 및/또는 포스페이트 에스테르 베이스 오일이 없을 수 있다.
윤활제 조성물은 물과 반응하지 않을 수 있다. 물과 반응하지 않는다는 것은, 1 기압의 압력 및 25℃에서 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 또는 0.1 중량% 미만의 윤활제 조성물이 물과 반응한다는 것을 의미한다.
다양한 실시양태에서, 윤활제 조성물에는 물이 실질적으로 없고, 예를 들어, 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 미만, 4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 2 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만의 물을 포함한다. 대안으로, 윤활제 조성물에는 물이 전혀 없을 수 있다.
윤활제 조성물은 50 중량% 미만, 25 중량% 미만, 10 중량% 미만, 5 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.1 중량% 미만, 또는 0.01 중량% 미만의 플루오린화 베이스 오일을 포함할 수 있거나, 윤활제 조성물에 플루오린화 베이스 오일이 없을 수 있다. 플루오린화 베이스 오일은 임의의 플루오린화 오일 성분, 예컨대 퍼플루오로폴리에테르를 포함할 수 있다. 예시적 퍼플루오로폴리에테르는 하기에 기재되어 있다:
CF3CF2CF2-O-[CF(CF3)CF2-O]nCF2CF3,
CF3O[CF(CF3)CF2-O]y-[CF2-O]mCF3,
CF3O[CF2CF2-O-]z-[CF2-O-]pCF3,
CF3CF2CF2-O-[CF2CF2CF2-O-]qCF2CF3, 및
반복 기 -(CF2CFCl)r를 함유한 할로카본, 여기서 n은 0 내지 60의 정수이고; y는 0 내지 60의 정수이고; m은 0 내지 60의 정수이고; z는 0 내지 60의 정수이고; p는 0 내지 60의 정수이고; q는 0 내지 60의 정수이고; r은 2 내지 10의 정수이다.
플루오린화 베이스 오일 성분은 또한 일반적으로 분자당 5개, 10개, 15개, 또는 20개 초과의 플루오린 원자를 포함하는 임의의 성분으로서 정의될 수 있다.
한 실시양태에서, 윤활제 조성물은 인 함량에 대해 ASTM D4951에 합격한다. ASTM D4951은 유도 결합 플라스마 원자 방출 분광법 (ICP-OES)에 의한 윤활제 조성물 중의 첨가제 원소의 결정을 위한 표준 시험 방법이다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 ASTM D6795에 합격하며, 이는 물 및 드라이 아이스를 사용한 처리 및 짧은 (30 분) 가열 시간 후의 윤활제 조성물의 여과성에 대한 효과를 측정하기 위한 표준 시험 방법이다. ASTM D6795는 단기간 동안 가동된 후, 오일에서 약간의 물과 함께 장기간 보관된 새 엔진에서 일어날 수 있는 문제를 모방한다. ASTM D6795는 오일 필터를 폐색시킬 수 있는 침전물을 형성하는 윤활제 조성물의 경향을 결정하도록 설계된다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 ASTM D6794에 합격하며, 이는 다양한 양의 물을 사용한 처리 및 오랜 (6 h) 가열 시간 후의 윤활제 조성물의 여과성에 대한 효과를 측정하기 위한 표준 시험 방법이다. ASTM D6794는 단기간 동안 가동된 후, 오일에서 약간의 물과 함께 장기간 보관된 새 엔진 내에서 일어날 수 있는 문제를 모방한다. ASTM D6794는 또한 오일 필터를 폐색시킬 수 있는 침전물을 형성하는 윤활제 조성물의 경향을 결정하도록 설계된다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 ASTM D6922에 합격하며, 이는 윤활제 조성물에서의 균질성 및 혼화성을 결정하기 위한 표준 시험 방법이다. ASTM D6922는 윤활제 조성물이 균질하고 그 상태를 유지할지, 그리고 윤활제 조성물이 온도 변화의 규정된 사이클에 적용된 후에 특정 표준 기준 오일과 혼화될 수 있는지를 결정하도록 설계된다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 ASTM D5133에 합격하며, 이는 온도-스캐닝 기술을 사용한 윤활 오일의 저온, 저 전단 속도, 점도/온도 의존성에 대한 표준 시험 방법이다. 윤활제 조성물의 저온, 저-전단 점도 거동은, 윤활제 조성물이 즉시 또는 궁극적으로 저온 시동 후에 엔진 손상을 방지하기에 충분한 양으로, 섬프(sump) 입구 스크린, 이어서 오일 펌프, 이어서 윤활을 필요로 하는 엔진 내의 부위로 유동할지를 결정한다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 ASTM D5800 및/또는 ASTM D6417에 합격하며, 이들 모두 윤활제 조성물의 증발 손실을 결정하기 위한 시험 방법이다. 증발 손실은 엔진 윤활에서 특히 중요한데, 고온이 발생하는 곳에서, 윤활제 조성물의 일부분이 증발될 수 있고 따라서 윤활제 조성물의 특성을 변화시킬 수 있기 때문이다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 ASTM D6557에 합격하며, 이는 윤활제 조성물의 녹 방지 특성을 평가하기 위한 표준 시험 방법이다. ASTM D6577은 윤활제 조성물의 녹-방지 능력을 평가하기 위한 볼 러스트 시험(Ball Rust Test) (BRT) 절차를 포함한다. 이러한 BRT 절차는 저온 및 산성 사용 조건 하에 윤활제 조성물을 평가하는데 특히 적합하다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 황 함량에 대한 ASTM D4951에 합격한다. ASTM D4951은 ICP-OES에 의한 윤활제 조성물 중의 첨가제 원소를 결정하기 위한 표준 시험 방법이다. 부가적으로, 윤활제 조성물은 또한 ASTM D2622에 합격하며, 이는 파장 분산형 x-선 형광 분광법에 의한 석유 생성물 중의 황에 대한 표준 시험 방법이다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 ASTM D6891에 합격하며, 이는 시퀀스(sequence) IVA 불꽃-점화 엔진에서 윤활제 조성물을 평가하기 위한 표준 시험 방법이다. ASTM D6891은 장기간 엔진 공회전 차량 운행을 모방하도록 설계된다. 특히, ASTM D6891은 오버헤드 밸브-트레인(overhead valve-train) 및 슬라이딩 캠 팔로워(sliding cam follower)가 장착된 불꽃-점화 엔진을 위한 캠샤프트 로브 웨어(camshaft lobe wear)를 제어하는 윤활제 조성물의 능력을 측정한다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 ASTM D6593에 합격하며, 이는 가솔린을 공급받아 저온 소형 조건 하에 작동되는 불꽃-점화 내연 엔진에서의 침적물 형성을 억제하는 것에 대해 윤활제 조성물을 평가하기 위한 표준 시험 방법이다. ASTM D6593은 침적물 형성을 가속하도록 의도적으로 선택된 작동 조건하의 윤활제 조성물의 엔진 침적물 제어를 평가하도록 설계된다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 ASTM D6709에 합격하며, 이는 시퀀스 VIII 불꽃-점화 엔진에서 윤활제 조성물을 평가하기 위한 표준 시험 방법이다. ASTM D6709는 베어링 중량 손실로부터 엔진을 보호하는 것에 대해 윤활제 조성물을 평가하도록 설계된다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 ASTM D6984에 합격하며, 이는 시퀀스 IIIF 불꽃-점화 엔진에서 자동차 엔진 오일을 평가하기 위한 표준 시험 방법이다. 다시 말해서, 시험이 끝날 때의 윤활제 조성물의 점도 증가는 시험이 시작될 때의 윤활제 조성물의 점도에 비해 275% 미만이다.
또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 다음의 표준 시험 방법: ASTM D4951, ASTM D6795, ASTM D6794, ASTM D6922, ASTM D5133, ASTM D6557, ASTM D6891, ASTM D2622, ASTM D6593, 및 ASTM D6709 중 두 개, 세 개, 네 개, 또는 그 초과에 합격한다.
윤활제 조성물은, 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 3 중량% 이상, 4 중량% 이상, 5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 7 중량% 이상, 또는 8 중량% 이상의 총 첨가제 처리율을 갖는, 윤활제 조성물, 예컨대 크랭크케이스 윤활제 조성물일 수 있다. 대안으로, 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 3 내지 20 중량%, 4 내지 18 중량%, 5 내지 16 중량%, 또는 6 내지 14 중량% 범위의 총 첨가제 처리율을 가질 수 있다. 용어 "총 첨가제 처리율"은 윤활제 조성물에 포함된 첨가제의 총 중량%를 지칭한다. 총 첨가제 처리율에서 고려되는 첨가제는 씰 상용성 첨가제, 아민 화합물, 비-아민 분산제, 세제, 아민계 항산화제, 페놀계 항산화제, 거품-방지 첨가제, 마모방지 첨가제, 유동점 강하제, 점도 조정제, 및 그의 조합을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다. 특정 실시양태에서, 첨가제는, 베이스 오일 외의 윤활제 조성물 중의 임의의 화합물이다. 다시 말해서, 총 첨가제 처리율 계산에는 첨가제로서 베이스 오일을 고려하지 않는다.
첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제, 아민 화합물, 분산제, 세제, 아민계 항산화제, 페놀계 항산화제, 거품-방지 첨가제, 마모방지 첨가제, 유동점 강하제, 점도 조정제, 및 그의 조합을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지는 않는다. 윤활제 조성물은 첨가제 패키지를 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 중량% 이상, 1 중량% 이상, 2 중량% 이상, 3 중량% 이상, 4 중량% 이상, 5 중량% 이상, 6 중량% 이상, 7 중량% 이상, 또는 8 중량% 이상의 양으로 포함할 수 있다. 대안으로, 윤활제 조성물은 첨가제 패키지를 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 5 중량%, 0.5 내지 10 중량%, 1 내지 5 중량%, 3 내지 20 중량%, 4 내지 18 중량%, 5 내지 16 중량%, 또는 6 내지 14 중량%의 양으로 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 첨가제 패키지는 첨가제로서 베이스 오일의 중량을 고려하지 않는다. 요구되는 것은 아니지만, 첨가제 패키지는 베이스 오일 외의 윤활제 조성물 중의 모든 화합물을 포함한다. 그러나, 첨가제 패키지가 윤활제 조성물에 첨가되는 것과는 별개로, 특정 개별 성분이 윤활제 조성물에 독립적으로 및 개별적으로 첨가될 수 있고, 일단 윤활제 조성물에 개별적으로 첨가되었던 첨가제가 윤활제 조성물에 다른 첨가제와 함께 존재하면, 이것은 역시 첨가제 패키지의 일부로서 간주될 수 있다는 것을 알아야 한다.
첨가제 패키지는 용액, 혼합물, 농축물, 또는 블렌드, 예컨대 윤활제 조성물 중의 집합적 양의 씰 상용성 첨가제, 아민 화합물, 분산제, 세제, 아민계 항산화제, 페놀계 항산화제, 거품-방지 첨가제, 마모방지 첨가제, 유동점 강하제, 점도 조정제, 또는 그의 조합을 지칭한다. 일부 실시양태에서, 용어 "첨가제 패키지"는 이들 첨가제를 베이스 오일에 첨가하기 전에 함께 물리적으로 포장하거나 함께 블렌딩할 것을 요구하지 않는다. 따라서, 각각 베이스 오일에 개별적으로 첨가된 씰 상용성 첨가제 및 분산제를 포함하는 베이스 오일은, 씰 상용성 첨가제 및 분산제를 포함하는 첨가제 패키지를 포함하는 윤활제 조성물인 것으로 해석될 수 있다. 다른 실시양태에서, 첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제, 아민 화합물, 분산제, 세제, 아민계 항산화제, 페놀계 항산화제, 거품-방지 첨가제, 마모방지 첨가제, 유동점 강하제, 점도 조정제, 또는 그의 조합의 블렌드를 지칭한다. 첨가제 패키지를 베이스 오일로 블렌딩하여 윤활제 조성물을 제조할 수 있다.
첨가제 패키지가 미리 결정된 양의 베이스 오일과 조합될 경우 윤활제 조성물에서 원하는 농도를 제공하도록 첨가제 패키지를 배합할 수 있다. 본 개시내용 전반에 걸쳐 윤활제 조성물에 대한 대부분의 언급은 또한 첨가제 패키지의 설명에도 적용된다는 것을 알아야 한다. 예를 들어, 첨가제 패키지는, 비록 상이한 양으로라도, 윤활제 조성물과 동일한 성분을 포함할 수 있거나, 제외할 수 있다는 것을 알아야 한다.
윤활제 조성물은 베이스 오일, 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물, 예컨대 입체 장애 아민 화합물로 이루어지거나, 본질적으로 이루어질 수 있다. 또한 윤활제 조성물은 씰 상용성 첨가제의 관능성 또는 성능에 크게 영향을 미치지 않는 첨가제 중 하나 이상에 부가하여, 베이스 오일, 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물로 이루어지거나, 본질적으로 이루어질 수 있는 것이 고려된다. 예를 들어, 윤활제 조성물의 전체 성능에 크게 영향을 미치는 화합물은 윤활제 조성물의 TBN 증가, 윤활성, 플루오로중합체 씰 상용성, 부식 억제성, 또는 산성도에 영향을 주는 화합물을 포함할 수 있다.
다른 실시양태에서, 첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제로 이루어지거나, 본질적으로 이루어질 수 있고, 또는 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물로 이루어지거나, 본질적으로 이루어질 수 있다. 또한 첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제의 관능성 또는 성능을 손상시키지 않는 첨가제 중 하나 이상에 부가하여, 씰 상용성 첨가제, 및 아민 화합물로 이루어지거나, 본질적으로 이루어질 수 있는 것이 고려된다. 첨가제 패키지와 관련하여 사용될 경우, 용어 "본질적으로 이루어지는"은 첨가제 패키지의 전체 성능에 크게 영향을 미치는 화합물이 없는 첨가제 패키지를 지칭한다. 예를 들어, 첨가제 패키지의 전체 성능에 크게 영향을 미치는 화합물은 첨가제 패키지의 TBN 증가, 윤활성, 플루오로중합체 씰 상용성, 부식 억제성, 또는 산성도에 영향을 주는 화합물을 포함할 수 있다.
첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물을 1:100 내지 10:1, 1:80 내지 2:1; 1:50 내지 10:1, 또는 1:10 내지 10:1 범위의 중량비로 포함할 수 있다. 대안으로, 첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물을 1:3 내지 1:6 범위의 중량비로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 첨가제 패키지는 씰 상용성 첨가제 및 입체 장애 아민을 1:10 내지 10:1 범위의 중량비, 또는 1:3 내지 1:6 범위의 중량비로 포함할 수 있다.
윤활제 조성물 또는 첨가제 패키지는 임의로 인을 포함하는, 마모방지 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 마모방지 첨가제는 황- 및/또는 인- 및/또는 할로겐-함유 화합물, 예를 들어, 황화 올레핀 및 식물성 오일, 알킬화 트리페닐 포스페이트, 트리톨릴 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 염소화 파라핀, 알킬 및 아릴 디- 및 트리술피드, 모노- 및 디알킬 포스페이트의 아민 염, 메틸포스폰산의 아민 염, 디에탄올아미노메틸톨릴트리아졸, 비스(2-에틸헥실)아미노메틸톨릴트리아졸, 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸의 유도체, 에틸 3-[(디이소프로폭시포스피노티오일)티오]프로피오네이트, 트리페닐 티오포스페이트 (트리페닐포스포로티오에이트), 트리스(알킬페닐) 포스포로티오에이트 및 그의 혼합물, 디페닐 모노노닐페닐 포스포로티오에이트, 이소부틸페닐 디페닐 포스포로티오에이트, 3-히드록시-1,3-티아포스페탄 3-옥시드의 도데실아민 염, 트리티오인산 5,5,5-트리스[이소옥틸 2-아세테이트], 2-메르캅토벤조티아졸의 유도체, 예컨대 1-[N,N-비스(2-에틸헥실)아미노메틸]-2-메르캅토-1H-1,3-벤조티아졸, 에톡시카르보닐-5-옥틸디티오 카르바메이트, 및/또는 그의 조합을 포함할 수 있다.
일부 실시양태에서, 마모방지 첨가제는 디히드로카르빌 디티오포스페이트 염에 의해 예시될 수 있다. 디히드로카르빌 디티오포스페이트 염은 하기 화학식 XI에 의해 나타낼 수 있다:
<화학식 XI>
[R8O(R9O)PS(S)]2M
상기 식에서, R8 및 R9는 각각 독립적으로 1 내지 30개, 1 내지 20개, 1 내지 15개, 1 내지 10개, 또는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기이고, 여기서 M은 금속 원자 또는 암모늄 기이다. 예를 들어, R8 및 R9는 각각 독립적으로 C1-20 알킬 기, C2-20 알케닐 기, C3-20 시클로알킬 기, C1-20 아르알킬 기 또는 C3-20 아릴 기일 수 있다. R8 및 R9로 지정된 기는 치환 또는 비치환될 수 있다. R8 및 R9 기로 지정된 히드로카르빌 기는 화학식 I에서 R에 대해 상기에 기술된 바와 같은 동일한 의미를 가질 수 있다. 금속 원자는 알루미늄, 납, 주석, 망간, 코발트, 니켈, 또는 아연을 포함하는 군으로부터 선택될 수 있다. 암모늄 기는 암모니아 또는 1급, 2급, 또는 3급 아민으로부터 유도될 수 있다. 암모늄 기는 화학식 R10R11R12R13N+을 가질 수 있고, 여기서 R10, R11, R12, 및 R13은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 150개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기를 나타낸다. 특정 실시양태에서, R10, R11, R12, 및 R13은 각각 독립적으로 4 내지 30개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기일 수 있다. R10, R11, R12, 및 R13으로 지정된 히드로카르빌 기는 화학식 II의 R과 동일한 의미를 가질 수 있다. 한 실시양태에서, 디히드로카르빌 디티오포스페이트 염은 아연 디알킬 디티오포스페이트이다. 윤활제 조성물은 상이한 디히드로카르빌 디티오포스페이트 염의 혼합물을 포함할 수 있다.
특정 실시양태에서, 디히드로카르빌 디티오포스페이트 염은, R8 및 R9에 대해 1급 및 2급 알킬 기의 혼합물을 포함하고, 여기서 2급 알킬 기는 주요 몰 비율, 예컨대 디히드로카르빌 디티오포스페이트 염 내의 알킬 기의 몰의 수를 기준으로 60 몰% 이상, 75 몰% 이상, 또는 85 몰% 이상으로 존재한다.
일부 실시양태에서, 마모방지 첨가제는 회분이 없을 수 있다. 마모방지 첨가제는 포스페이트로서 추가로 정의될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 마모방지 첨가제는 포스파이트로서 추가로 정의된다. 또 다른 실시양태에서, 마모방지 첨가제는 포스포로티오네이트로서 추가로 정의된다. 마모방지 첨가제는 대안으로 포스포로디티오에이트로서 추가로 정의될 수 있다. 한 실시양태에서, 마모방지 첨가제는 디티오포스페이트로서 추가로 정의된다. 마모방지 첨가제는 또한 2급 또는 3급 아민과 같은 아민을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 마모방지 첨가제는 알킬 및/또는 디알킬 아민을 포함한다. 마모방지 첨가제의 적합한 비-제한적 예의 구조는 바로 하기에 제시되어 있다:
Figure pct00054
Figure pct00055
마모방지 첨가제는, 각각 윤활제 조성물의 충 중량을 기준으로 0.1 내지 20 중량%, 0.5 내지 15 중량%, 1 내지 10 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 0.1 내지 1 중량%, 0.1 내지 0.5 중량%, 또는 0.1 내지 1.5 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재할 수 있다. 대안으로, 마모방지 첨가제는, 각각 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 20 중량% 미만, 10 중량% 미만, 5 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다. 첨가제 패키지는 또한 인을 포함하는 마모방지 첨가제를, 각각 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 20 중량%, 0.5 내지 15 중량%, 1 내지 10 중량%, 0.1 내지 5 중량%, 0.1 내지 1 중량%, 0.1 내지 0.5 중량%, 또는 0.1 내지 1.5 중량%의 양으로 포함할 수 있다.
첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물은 얻어진 윤활제 조성물의 다양한 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하기 위해서 상기에 기술된 것 외에 1종 이상의 첨가제를 부가적으로 포함할 수 있다. 첨가제의 구체적 예는 마모-방지 첨가제, 항산화제, 금속 불활성화제 (또는 부동태화제), 녹 억제제, 점도 지수 개선제, 유동점 강하제, 분산제, 세제, 및 마찰방지 첨가제를 포함한다. 각각의 첨가제는 단독으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 사용될 경우에, 첨가제(들)는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물은 녹 및 산화 윤활제 제제, 유압 윤활제 제제, 터빈 윤활제 제제, 및 내연 엔진 윤활제 제제일 수 있다.
사용될 경우에, 항산화제는 다양한 유형을 가질 수 있다. 적합한 항산화제는 알킬화 모노페놀, 예를 들어 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 2-tert-부틸-4,6-디메틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-4-에틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-4-n-부틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-4-이소부틸페놀, 2,6-디시클로펜틸-4-메틸페놀, 2-(α-메틸시클로헥실)-4,6-디메틸페놀, 2,6-디옥타데실-4-메틸페놀, 2,4,6-트리시클로헥실페놀, 2,6-디-tert-부틸-4-메톡시메틸페놀, 2,6-디-노닐-4-메틸페놀, 2,4-디메틸-6(1'-메틸운데스-1'-일)페놀, 2,4-디메틸-6-(1'-메틸헵타데스-1'-일)페놀, 2,4-디메틸-6-(1'-메틸트리데스-1'-일)페놀 및 그의 조합을 포함한다.
적합한 항산화제의 추가의 예는 알킬티오메틸페놀, 예를 들어, 2,4-디옥틸티오메틸-6-tert-부틸페놀, 2,4-디옥틸티오메틸-6-메틸페놀, 2,4-디옥틸티오메틸-6-에틸페놀, 2,6-디도데실티오메틸-4-노닐페놀 및 그의 조합을 포함한다. 히드로퀴논 및 알킬화 히드로퀴논, 예를 들어, 2,6-디-tert-부틸-4-메톡시페놀, 2,5-디-tert-부틸히드로퀴논, 2,5-디-tert-아밀히드로퀴논, 2,6-디페닐-4-옥타데실옥시페놀, 2,6-디-tert-부틸히드로퀴논, 2,5-디-tert-부틸-4-히드록시아니솔, 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시아니솔, 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐 스테아레이트, 비스-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐) 아디페이트, 및 그의 조합이 또한 이용될 수 있다.
더욱이, 히드록실화 티오디페닐 에테르, 예를 들어 2,2'-티오비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀), 2,2'-티오비스(4-옥틸페놀), 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-3-메틸페놀), 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-2-메틸페놀), 4,4'-티오비스-(3,6-디-sec-아밀페놀), 4,4'-비스-(2,6-디메틸-4-히드록시페닐) 디술피드, 및 그의 조합이 또한 사용될 수 있다.
알킬리덴비스페놀, 예를 들어 2,2'-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-에틸페놀), 2,2'-메틸렌비스[4-메틸-6-(α-메틸시클로헥실)페놀], 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-시클로헥실페놀), 2,2'-메틸렌비스(6-노닐-4-메틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4,6-디-tert-부틸페놀), 2,2'-에틸리덴비스 (4,6-디-tert-부틸페놀), 2,2'-에틸리덴비스(6-tert-부틸-4-이소부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스 [6-(α-메틸벤질)-4-노닐페놀], 2,2'-메틸렌비스[6-(α,α-디메틸벤질)-4-노닐페놀], 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-tert-부틸페놀), 4,4'-메틸렌비스(6-tert-부틸-2-메틸페놀), 1,1-비스(5-tert-부틸-4-히드록시-2-메틸페닐)부탄, 2,6-비스(3-tert-부틸-5-메틸-2-히드록시벤질)-4-메틸페놀, 1,1,3-트리스(5-tert-부틸-4-히드록시-2-메틸페닐) 부탄, 1,1-비스(5-tert-부틸-4-히드록시-2-메틸-페닐)-3-n-도데실메르캅토 부탄, 에틸렌 글리콜 비스[3,3-비스(3'-tert-부틸-4'-히드록시페닐)부티레이트], 비스(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸-페닐)디시클로펜타디엔, 비스[2-(3'-tert-부틸-2'-히드록시-5'-메틸벤질)-6-tert-부틸-4-메틸페닐]테레프탈레이트, 1,1-비스-(3,5-디메틸-2-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스-(5-tert-부틸-4-히드록시-2-메틸페닐)-4-n-도데실메르캅토부탄, 1,1,5,5-테트라-(5-tert-부틸-4-히드록시-2-메틸 페닐)펜탄, 및 그의 조합이 윤활제 조성물에서 항산화제로서 이용될 수 있는 것이 또한 고려된다.
O-, N- 및 S-벤질 화합물, 예를 들어 3,5,3',5'-테트라-tert-부틸-4,4'-디히드록시디벤질 에테르, 옥타데실-4-히드록시-3,5-디메틸벤질메르캅토아세테이트, 트리스-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)아민, 비스(4-tert-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)디티올 테레프탈레이트, 비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)술피드, 이소옥틸-3,5-디-tert-부틸-4-히드록시 벤질메르캅토아세테이트, 및 그의 조합이 또한 이용될 수 있다.
히드록시벤질화 말로네이트, 예를 들어 디옥타데실-2,2-비스-(3,5-디-tert-부틸-2-히드록시벤질)-말로네이트, 디-옥타데실-2-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸벤질)-말로네이트, 디-도데실메르캅토에틸-2,2-비스-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)말로네이트, 비스 [4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페닐]-2,2-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)말로네이트, 및 그의 조합이 또한 항산화제로서 사용되기에 적합하다.
트리아진 화합물, 예를 들어, 2,4-비스(옥틸메르캅토)-6-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시아닐리노)-1,3,5-트리아진, 2-옥틸메르캅토-4,6-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시아닐리노)-1,3,5-트리아진, 2-옥틸메르캅토-4,6-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페녹시)-1,3,5-트리아진, 2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페녹시)-1,2,3-트리아진, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(4-tert-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질 2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐에틸)-1,3,5-트리아진, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐 프로피오닐)-헥사히드로-1,3,5-트리아진, 1,3,5-트리스-(3,5-디시클로헥실-4-히드록시벤질)-이소시아누레이트, 및 그의 조합이 또한 사용될 수 있다.
항산화제의 부가적인 예는 방향족 히드록시벤질 화합물, 예를 들어 1,3,5-트리스-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)-2,4,6-트리메틸벤젠, 1,4-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)-2,3,5,6-테트라메틸벤젠, 2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)페놀 및 그의 조합을 포함한다. 벤질포스포네이트, 예를 들어 디메틸-2,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스포네이트, 디에틸-3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스포네이트, 디옥타데실-3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스포네이트, 디옥타데실-5-tert-부틸-4-히드록시-3-메틸벤질포스포네이트, 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산의 모노에틸 에스테르의 칼슘 염, 및 그의 조합이 또한 이용될 수 있다. 부가적으로, 아실아미노페놀, 예를 들어 4-히드록실아우르아닐리드, 4-히드록시스테아르아닐리드, 옥틸 N-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)카르바메이트가 사용될 수 있다.
[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온산과 1가 또는 다가 알콜, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 옥타데칸올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 네오펜틸 글리콜, 티오디에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 펜타에리트리톨, 트리스(히드록시에틸) 이소시아누레이트, N,N'-비스(히드록시에틸)옥사미드, 3-티아운데칸올, 3-티아펜타데칸올, 트리메틸헥산디올, 트리메틸올프로판, 4-히드록시메틸-1-포스파-2,6,7-트리옥사비시클로[2.2.2]옥탄의 에스테르, 및 그의 조합이 또한 사용될 수 있다. β-(5-tert-부틸-4-히드록시-3-메틸페닐)-프로피온산과 1가 또는 다가 알콜, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 옥타데칸올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 네오펜틸 글리콜, 티오디에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 펜타에리트리톨, 트리스(히드록시에틸) 이소시아누레이트, N,N'-비스(히드록시에틸)옥사미드, 3-티아운데칸올, 3-티아펜타데칸올, 트리메틸헥산디올, 트리메틸올프로판, 4-히드록시메틸-1-포스파-2,6,7-트리옥사비시클로 옥탄의 에스테르, 및 그의 조합이 사용될 수 있는 것이 추가로 고려된다.
적합한 항산화제의 부가적인 예는 질소를 포함하는 것, 예컨대 β-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온산의 아미드, 예를 들어 N,N'-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐프로피오닐)헥사메틸렌디아민, N,N'-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐프로피오닐)트리메틸렌디아민, N,N'-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐프로피오닐)히드라진을 포함한다. 항산화제의 다른 적합한 예는 아민계 항산화제, 예컨대 N,N'-디이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민, N,N'-비스 (1,4-디메틸펜틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(1-에틸-3-메틸펜틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(1-메틸헵틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-디시클로헥실-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(2-나프틸)-p-페닐렌디아민, N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸-부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1-메틸헵틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-시클로헥실-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 4-(p-톨루엔술파모일)디페닐아민, N,N'-디메틸-N,N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민, 디페닐아민, N-알릴디페닐아민, 4-이소프로폭시디페닐아민, N-페닐-1-나프틸아민, N-페닐-2-나프틸아민, 옥틸화 디페닐아민, 예를 들어 p,p'-디-tert-옥틸디페닐아민, 4-n-부틸아미노페놀, 4-부티릴아미노페놀, 4-노나노일아미노페놀, 4-도데카노일아미노페놀, 4-옥타데카노일아미노페놀, 비스(4-메톡시페닐)아민, 2,6-디-tert-부틸-4-디메틸아미노메틸페놀, 2,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐메탄, N,N,N',N'-테트라메틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 1,2-비스[(2-메틸-페닐)아미노]에탄, 1,2-비스(페닐아미노)프로판, (o-톨릴)비구아니드, 비스[4-(1',3'-디메틸부틸)페닐]아민, tert-옥틸화 N-페닐-1-나프틸아민, 모노- 및 디알킬화 tert-부틸/tert-옥틸디페닐아민의 혼합물, 모노- 및 디알킬화 이소프로필/이소헥실디페닐아민의 혼합물, 모노- 및 디알킬화 tert-부틸디페닐아민의 혼합물, 2,3-디히드로-3,3-디메틸-4H-1,4-벤조티아진, 페노티아진, N-알릴페노티아진, N,N,N',N'-테트라페닐-1,4-디아미노부트-2-엔, N,N-비스(2,2,6,6-테트라메틸피페리드-4-일-헥사메틸렌디아민, 비스(2,2,6,6-테트라메틸 피페리드-4-일)세바케이트, 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-온 및 2,2,6,6-테트라메틸 피페리딘-4-올, 및 그의 조합을 포함한다.
적합한 항산화제의 또 다른 추가의 예는 지방족 또는 방향족 포스파이트, 티오디프로피온산 또는 티오디아세트산의 에스테르, 또는 디티오카르밤산 또는 디티오인산의 염, 2,2,12,12-테트라메틸-5,9-디히드록시-3,7,1트리티아트리데칸 및 2,2,15,15-테트라메틸-5,12-디히드록시-3,7,10,14-테트라티아헥사데칸, 및 그의 조합을 포함한다. 더욱이, 황화 지방 에스테르, 황화 지방 및 황화 올레핀, 및 그의 조합이 사용될 수 있다.
사용될 경우에, 항산화제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 항산화제는, 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 99 중량%, 1 내지 70 중량%, 5 내지 50 중량%, 또는 25 내지 50 중량% 범위의 양으로 첨가제 패키지에 존재할 수 있다. 항산화제는 전형적으로 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%, 0.1 내지 3 중량%, 또는 0.5 내지 2 중량% 범위의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다.
사용될 경우에, 금속 불활성화제는 다양한 유형을 가질 수 있다. 적합한 금속 불활성화제는 벤조트리아졸 및 그의 유도체, 예를 들어 4- 또는 5-알킬벤조트리아졸 (예를 들어 톨루트리아졸) 및 그의 유도체, 4,5,6,7-테트라히드로벤조트리아졸 및 5,5'-메틸렌비스벤조트리아졸; 벤조트리아졸 또는 톨루트리아졸의 만니히 염기, 예를 들어 1-[비스(2-에틸헥실)아미노메틸)톨루트리아졸 및 1-[비스(2-에틸헥실)아미노메틸)벤조트리아졸; 및 알콕시알킬벤조트리아졸, 예컨대 1-(노닐옥시메틸)벤조트리아졸, 1-(1-부톡시에틸)벤조트리아졸 및 1-(1-시클로헥실옥시부틸) 톨루트리아졸, 및 그의 조합을 포함한다.
적합한 금속 불활성화제의 부가적인 예는 1,2,4-트리아졸 및 그의 유도체, 예를 들어 3 알킬(또는 아릴)-1,2,4-트리아졸, 및 1,2,4-트리아졸의 만니히 염기, 예컨대 1-[비스(2-에틸헥실)아미노메틸-1,2,4-트리아졸; 알콕시알킬-1,2,4-트리아졸, 예컨대 1-(1-부톡시에틸)-1,2,4-트리아졸; 및 아실화 3-아미노-1,2,4-트리아졸, 이미다졸 유도체, 예를 들어 4,4'-메틸렌비스(2-운데실-5-메틸이미다졸) 및 비스[(N-메틸)이미다졸-2-일]카르비놀 옥틸 에테르, 및 그의 조합을 포함한다. 적합한 금속 불활성화제의 추가의 예는 황-함유 헤테로시클릭 화합물, 예를 들어 2-메르캅토벤조티아졸, 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸 및 그의 유도체; 및 3,5-비스[디(2-에틸헥실)아미노메틸]-1,3,4-티아디아졸린-2-온, 및 그의 조합을 포함한다. 금속 불활성화제의 또 다른 추가의 예는 아미노 화합물, 예를 들어 살리실리덴프로필렌디아민, 살리실아미노구아니딘 및 그의 염, 및 그의 조합을 포함한다.
사용될 경우에, 금속 불활성화제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 금속 불활성화제는 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 99 중량%, 1 내지 70 중량%, 5 내지 50 중량%, 또는 25 내지 50 중량% 범위의 양으로 첨가제 패키지에 존재할 수 있다. 금속 불활성화제는 전형적으로 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 0.1 중량%, 0.05 내지 0.01 중량%, 또는 0.07 내지 0.1 중량% 범위의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다.
사용될 경우에, 녹 억제제 및/또는 마찰 조정제는 다양한 유형을 가질 수 있다. 녹 억제제 및/또는 마찰 조정제의 적합한 예는 유기산, 그의 에스테르, 금속 염, 아민 염 및 무수물, 예를 들어 알킬- 및 알케닐숙신산, 및 알콜, 디올 또는 히드록시카르복실산과의 그의 부분 에스테르, 알킬- 및 알케닐숙신산, 4-노닐페녹시아세트산, 알콕시- 및 알콕시에톡시카르복실산, 예컨대 도데실옥시아세트산, 도데실옥시(에톡시)아세트산의 부분 아미드 및 그의 아민 염, 및 또한 N-올레오일사르코신, 소르비탄 모노올레에이트, 납 나프테네이트, 알케닐숙신산 무수물, 예를 들어, 도데세닐숙신산 무수물, 2-카르복시메틸-1-도데실-3-메틸글리세롤 및 그의 아민 염, 및 그의 조합을 포함한다. 추가의 예는 질소-함유 화합물, 예를 들어, 1급, 2급, 또는 3급 지방족 또는 시클로지방족 아민 및 유기산 및 무기산의 아민 염, 예를 들어 유용성 알킬암모늄 카르복실레이트, 및 또한 1-[N,N-비스(2-히드록시에틸)아미노]-3-(4-노닐페녹시)프로판-2-올, 및 그의 조합을 포함한다. 추가의 예는 헤테로시클릭 화합물, 예컨대 치환된 이미다졸린 및 옥사졸린, 및 2-헵타데세닐-1-(2-히드록시에틸)이미다졸린, 인-함유 화합물, 예를 들어: 인산 부분 에스테르 또는 포스폰산 부분 에스테르의 아민 염, 몰리브데넘-함유 화합물, 예컨대 몰리브데넘 디티오카르바메이트 및 다른 황 및 인 함유 유도체, 황-함유 화합물, 예를 들어: 바륨 디노닐나프탈렌술포네이트, 칼슘 페트롤레움 술포네이트, 알킬티오-치환된 지방족 카르복실산, 지방족 2-술포카르복실산의 에스테르 및 그의 염, 글리세롤 유도체, 예를 들어: 글리세롤 모노올레에이트, 1-(알킬페녹시)-3-(2-히드록시에틸)글리세롤, 1-(알킬페녹시)-3-(2,3-디히드록시프로필) 글리세롤 및 2-카르복시알킬-1,3-디알킬글리세롤, 및 그의 조합을 포함한다.
사용될 경우에, 녹 억제제 및/또는 마찰 조정제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 녹 억제제 및/또는 마찰 조정제는 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 0.1 중량%, 0.05 내지 0.01 중량%, 또는 0.07 내지 0.1 중량% 범위의 양으로 첨가제 패키지에 존재할 수 있다. 녹 억제제 및/또는 마찰 조정제는 전형적으로 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 0.1 중량%, 0.05 내지 0.01 중량%, 또는 0.07 내지 0.1 중량% 범위의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다.
사용될 경우에, 점도 지수 개선제 (VII)는 다양한 유형을 가질 수 있다. VII의 적합한 예는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 비닐피롤리돈/메타크릴레이트 공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리부텐, 올레핀 공중합체, 스티렌/아크릴레이트 공중합체 및 폴리에테르, 및 그의 조합을 포함한다.
사용될 경우에, VII는 다양한 양으로 사용될 수 있다. VII는 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 20 중량%, 1 내지 15 중량%, 또는 1 내지 10 중량% 범위의 양으로 첨가제 패키지에 존재할 수 있다. VII는 전형적으로 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 20 중량%, 1 내지 15 중량%, 또는 1 내지 10 중량% 범위의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다.
사용될 경우, 유동점 강하제는 다양한 유형을 가질 수 있다. 유동점 강하제의 적합한 예는 폴리메타크릴레이트 및 알킬화 나프탈렌 유도체, 및 그의 조합을 포함한다.
사용될 경우에, 유동점 강하제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 유동점 강하제는 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 99 중량%, 1 내지 70 중량%, 5 내지 50 중량%, 또는 25 내지 50 중량% 범위의 양으로 첨가제 패키지에 존재할 수 있다. 유동점 강하제는 전형적으로, 각각 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 0.1 중량%, 0.05 내지 0.01 중량%, 또는 0.07 내지 0.1 중량% 범위의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다.
사용될 경우에, 세제는 다양한 유형을 가질 수 있다. 세제의 적합한 예는 과염기화 또는 중성 금속 술포네이트, 페네이트 및 살리실레이트, 및 그의 조합을 포함한다.
사용될 경우, 세제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 세제는 전형적으로 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 99 중량%, 1 내지 70 중량%, 5 내지 50 중량%, 또는 25 내지 50 중량% 범위의 양으로 첨가제 패키지에 존재한다. 세제는 전형적으로 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%, 0.1 내지 4 중량%, 0.5 내지 3 중량%, 또는 1 내지 3 중량% 범위의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다. 대안으로, 세제는 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 미만, 4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 2 중량% 미만, 또는 1 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 첨가제 패키지에는 물이 실질적으로 없고, 예를 들어, 첨가제 패키지는 첨가제 패키지의 총 중량을 기준으로 5, 4, 3, 2, 1, 0.5, 또는 0.1 중량% 미만의 물을 포함한다. 대안으로, 첨가제 패키지에는 물이 전혀 없을 수 있다. 유사하게, 윤활제 조성물에는 물이 실질적으로 없을 수 있고, 예를 들어, 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 5 중량% 미만, 4 중량% 미만, 3 중량% 미만, 2 중량% 미만, 1 중량% 미만, 0.5 중량% 미만, 또는 0.1 중량% 미만의 물을 포함한다.
본 발명에 따라 사용하기 위해 제공되고 사용되는 윤활제 조성물은 CEC L-39-T96 씰 상용성 시험에 합격한 것들을 포함한다. 상기에 기술된 바와 같이, 첨가제 패키지는 CEC L-39-T96 씰 상용성 시험에 합격한 윤활제 조성물을 배합하는데 사용될 수 있다. CEC L-39-T96 시험은 플루오로중합체 씰의 시험 견본을 150℃에서 윤활제 조성물에서 유지함을 포함한다. 이어서 씰 견본을 꺼내고 건조시키고 씰 견본의 특성을 평가하고 윤활제 조성물에서 가열되지 않았던 씰 견본과 비교한다. 이들 특성의 % 변화를 평가하여 윤활제 조성물과의 플루오로중합체 씰의 상용성을 정량화한다. 씰 상용성 첨가제의 윤활제 조성물로의 혼입은 씰 상용성 첨가제가 없는 윤활제 조성물에 비해 씰을 열화시키는 윤활제 조성물의 경향을 감소시킨다.
합격/불합격 기준은 미리-노화 없이 신선한 오일에서의 7일 동안의 침지 후 특정 특성의 최대 변동을 포함한다. 각각의 특성에 대한 최대 변동은 사용되는 엘라스토머의 유형, 사용되는 엔진의 유형, 및 후처리 장치가 이용되는지의 여부에 좌우된다.
침지 전후에 측정되는 특성은 경도 DIDC (포인트); 인장 강도 (%); 파괴 신율 (%); 부피 변동 (%)을 포함한다. 대형 디젤 엔진에 대한, 합격/불합격 기준은 하기 표 1에 제시되어 있다:
<표 1> CEC L-39-T96에 대한 플루오로중합체 씰 상용성
Figure pct00056
이들 시험에서, 노출된 시험 견본이 -1% 내지 +5%의 경도의 변화; (미시험 견본에 비해) -50% 내지 +10%의 인장 강도의 변화; (미시험 견본에 비해) -60% 내지 +10%의 파괴 신율의 변화; 및 (미시험 견본에 비해) -1% 내지 +5%의 부피 변동의 변화를 나타내면, 윤활제 조성물은 시험에 합격한 것이다. 적어도 하나의 실시양태에서, 윤활제 조성물은 상기에 요약된 CEC L-39-T96 시험 파라미터에 합격한다.
윤활제 조성물이 대형 디젤 엔진에 대한 CEC L-39-T96에 따라 시험할 경우, 경도의 변화는 -1 내지 5%, -0.5 내지 5%, -0.1 내지 5%, 0.5 내지 5%, 또는 1 내지 5%의 범위일 수 있고; 인장 강도의 변화는 -20 내지 10%, -10 내지 10%, -5 내지 10%, 또는 -3 내지 5%의 범위일 수 있고; 파괴 신율의 변화는 -30 내지 10%, -20 내지 10%, -10 내지 5%, 또는 -10 내지 1%의 범위일 수 있고; 부피 변동의 변화는 -1 내지 5%, -0.75 내지 5%, -0.5 내지 5%, -0.1 내지 5%, 또는 0 내지 5%의 범위일 수 있다.
더욱이, 씰 상용성 첨가제는 또한 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물의 TBN 값에 부정적인 영향을 미치지 않는다. 첨가제 패키지 또는 윤활제 조성물의 TBN 값은 ASTM D2896 및 ASTM D4739에 따라 결정될 수 있다. TBN은 임의의 물질의 염기도를 수산화칼륨의 염기도와 연관시키기 위해 사용되는 산업 표준 측정치이다.
씰 상용성 첨가제는 윤활제 조성물의 부식 억제에 큰 영향을 미칠 수 없거나, 윤활제 조성물의 부식 억제를 개선할 수 있다. 부식 억제는 ASTM D6954 또는 ASTM D5185에 따라 측정될 수 있다.
상기에 기술된 화합물 중 일부는 윤활제 조성물에서 상호작용할 수 있어, 최종 형태의 윤활제 조성물의 성분은 초기에 첨가되거나 함께 조합된 그러한 성분과 상이할 수 있다. 그렇게 하여 형성된 일부 생성물은, 본 발명의 윤활제 조성물이 그의 의도된 용도에서 사용될 때 형성된 생성물을 포함하여, 용이하게 기술되거나 기술될 수 없다. 그럼에도 불구하고, 모든 그러한 개질물, 반응 생성물, 및 본 발명의 윤활제 조성물이 그의 의도된 용도에서 사용될 때 형성된 생성물은, 명백하게 고려되고 이로써 본원에 포함된다. 본 발명의 다양한 실시양태는, 상기에 기술된 바와 같은, 개질물, 반응 생성물, 및 윤활제 조성물의 사용으로부터 형성된 생성물 중 하나 이상을 포함한다.
시스템을 윤활시키는 방법이 또한 제공된다. 상기 방법은 시스템을 상기에 기술된 윤활제 조성물과 접촉시키는 것을 포함한다. 시스템은 내연 엔진을 포함할 수 있다. 대안으로, 시스템은 윤활제 조성물을 이용하는 임의의 연소 엔진 또는 응용품을 추가로 포함할 수 있다. 시스템은 플루오로중합체 씰을 포함한다.
플루오로중합체 씰은 플루오로엘라스토머를 포함할 수 있다. 플루오로엘라스토머는 예를 들어 FKM의 ASTM D1418 및 ISO 1629 규격 하에 분류될 수 있다. 플루오로엘라스토머는 헥사플루오로프로필렌 (HFP)과 비닐리덴 플루오라이드 (VDF 또는 VF2)의 공중합체, 테트라플루오로에틸렌 (TFE), 비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오로프로필렌의 삼원공중합체, 퍼플루오로메틸비닐에테르 (PMVE), TFE와 프로필렌의 공중합체 및 TFE, PMVE 및 에틸렌의 공중합체를 포함할 수 있다. 플루오린 함량은 예를 들어 플루오로중합체 씰의 총 중량을 기준으로 66 내지 70 중량%에서 달라진다. FKM은 중합체 쇄 상에 플루오로 및 퍼플루오로알킬 또는 퍼플루오로알콕시 치환기를 갖는 폴리메틸렌 유형의 플루오로-고무이다.
또한, 윤활제 조성물의 형성 방법이 제공된다. 상기 방법은 베이스 오일, 아민 화합물, 및/또는 씰 상용성 첨가제를 조합하는 것을 포함할 수 있다. 씰 상용성 첨가제 및/또는 아민 화합물을 임의의 편리한 방식으로 베이스 오일에 혼입시킬 수 있다. 따라서, 씰 상용성 첨가제는 이를 원하는 수준의 농도로 베이스 오일에 분산 또는 용해시킴으로써 베이스 오일에 직접 첨가할 수 있다. 대안으로, 씰 상용성 첨가제가 원하는 수준의 농도로 제공될 때까지 교반을 병행하면서 베이스 오일을 직접 씰 상용성 첨가제 및/또는 아민 화합물과 조합할 수 있다. 그러한 조합은 주위 온도 또는 더 낮은 온도, 예컨대 30, 25, 20, 15, 10, 또는 5℃에서 수행할 수 있다.
<실시예>
비-제한적으로, 하기 실시예에서, 균질성이 달성될 때까지 각각의 성분들을 함께 블렌딩함으로써 예시적 윤활제 조성물을 배합하였다.
윤활제 농축물 #1
세제, 아민계 항산화제, 페놀계 항산화제, 소포제, 베이스 오일, 유동점 강하제, 인을 포함한 마모방지제, 및 점도 조정제를 함유하는 제1 윤활제 농축물 (윤활제 농축물 #1)을 제조하였다. 참조 윤활제 (참조 윤활제 #1)는 비교예 C1에 따라 제조하였다. 상업용 크랭크케이스 윤활제를 대표하는, 이 윤활제 조성물을 기준치로서 사용하여, 씰 상용성 첨가제의 효과를 입증하였다.
윤활제 농축물 #1을 여러 가지 상이한 씰 상용성 첨가제 및 베이스 오일과 조합하여 플루오로중합체 씰과의 상용성에 미치는 씰 상용성 첨가제의 효과를 입증하였다. 다른 성분을 씰 상용성 첨가제와의 조합으로 윤활제 농축물과 조합하여 플루오로중합체 씰과의 상용성에 대한 씰 상용성 첨가제 및 이들 다른 성분 사이의 상승작용을 입증하였다.
작업 실시예 P4 및 P14 및 비교예 C2에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1-아이오도헥산이었다. 작업 실시예 P5 및 P15 및 비교예 C3에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1-브로모헥산이었다. 작업 실시예 P6 및 P16 및 비교예 C4에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 3-아이오도-프로판올이었다. 작업 실시예 P7, P17, 및 P21 및 비교예 C5에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1-아이오도도데칸이었다. 작업 실시예 P8, P18, 및 P22 및 비교예 C6에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1-브로모도데칸이었다. 작업 실시예 P9 및 P19 및 비교예 C7에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1,4-디아이오도부탄이었다. 작업 실시예 P10 및 P20 및 비교예 C8에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1,4-디브로모부탄이었다. 비교예 C10 및 C13에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1-클로로데칸이었다. 작업 실시예 P1 및 P11에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1-플루오로옥탄이었다. 비교예 C11 및 C14에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 4-브로모아니솔이었다. 작업 실시예 P2 및 P12에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1-아이오도프로판이었다. 작업 실시예 P3 및 P13에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1-브로모프로판이었다.
작업 실시예 P1 내지 P22 및 비교예 C9 내지 C15에서 사용되는 분산제는 대략 2250의 중량 평균 분자량을 갖는 비-붕산화 아민 분산제였다.
작업 실시예 P11 내지 P20 및 비교예 C12 내지 C14에서 사용되는 아민 화합물은 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜 도데카노에이트였다. 작업 실시예 P21 및 P22 및 비교예 C15에서 사용되는 아민 화합물은 비스-(2-에틸헥실)아민이었다.
각각의 실시예에 대한 참조 윤활제 #1 및 임의의 부가적인 성분들의 각각의 양은 하기 표 2 내지 8에 제시되어 있다:
<표 2> 비교예 1 - 8 (C1 - C8)의 제제
Figure pct00057
<표 3> 작업 실시예 1 - 5 (P1 - P5) 및 비교예 9 - 11 (C9 - C11)의 제제
Figure pct00058
<표 4> 작업 실시예 6 - 10 (P6 - P10)의 제제
Figure pct00059
<표 5> 작업 실시예 11 - 15 (P11 - P15) 및 비교예 12 - 14 (C12 - C14)의 제제
Figure pct00060
<표 6> 작업 실시예 16 - 20 (P16 - P20)의 제제
Figure pct00061
<표 7> 작업 실시예 21 - 22 (P21 - P22) 및 비교예 15 (C15)의 제제
Figure pct00062
예시적인 윤활제 조성물의 씰 상용성을 산업-표준 CEC L-39-T96 씰 상용성 시험에 따라 시험하였다. 씰을 윤활제 조성물에 침지시키고, 그 안에 함유된 씰과 윤활제 조성물을 승온으로 가열하고, 승온을 일정 기간 동안 유지함으로써 CEC-L-39-T96 씰 상용성 시험을 수행하였다. 이어서 씰을 꺼내고 건조시키고, 씰의 기계적 특성을 평가하고 윤활제 조성물에서 가열되지 않았던 씰 견본과 비교하였다. 이들 특성의 % 변화를 분석하여 윤활제 조성물과의 씰의 상용성을 평가하였다. 상용성 시험의 결과는 하기 표 8 내지 13에 제시되어 있다:
<표 8> 씰 상용성 시험 결과 - 비교예 1 - 8 (C1 - C8)
Figure pct00063
<표 9> 씰 상용성 시험 결과 - 작업 실시예 1 - 5 (P1 - P5) 및 비교예 9 - 11 (C9 - C11)
Figure pct00064
<표 10> 씰 상용성 시험 결과 - 작업 실시예 6 - 10 (P6 - P10)
Figure pct00065
<표 11> 씰 상용성 시험 결과 - 작업 실시예 11 - 15 (P11 - P15) 및 비교예 12 - 14 (C12 - C14)
Figure pct00066
<표 12> 씰 상용성 시험 결과 - 작업 실시예 16 - 20 (P16 - P20)
Figure pct00067
<표 13> 씰 상용성 시험 결과 - 작업 실시예 21 - 22 (P21 - P22) 및 비교예 15 (C15)
Figure pct00068
이들 실시예는 씰 상용성 첨가제가 플루오로중합체 씰과 윤활제 조성물의 상용성을 개선한다는 것을 입증한다. 예를 들어, 실시예는 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물이, 심지어는 윤활제 조성물의 씰 상용성에 대체로 부정적인 영향을 크게 미칠 것으로 예측되는 성분과 조합될 때에도, 개선된 인장 강도 및/또는 파괴 신율을 나타낸다는 것을 입증한다. 요약하면, 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물은 씰 상용성 첨가제를 포함하지 않는 윤활제 조성물과 비교했을 때 탁월한 결과를 나타낸다.
이들 실시예는 또한 씰 상용성 첨가제가, 아민 화합물과의 조합으로, 플루오로중합체 씰과 윤활제 조성물의 상용성을 개선한다는 것을 입증한다. 예를 들어, 실시예는, 아민 화합물과의 조합으로 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물이, 심지어는 윤활제 조성물의 씰 상용성에 대체로 부정적인 영향을 크게 미칠 것으로 예측되는 성분과 조합될 때에도, 개선된 인장 강도 및/또는 파괴 신율을 나타낸다는 것을 입증한다. 요약하면, 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물을 포함하는 윤활제 조성물은 씰 상용성 첨가제 및/또는 아민 화합물을 포함하는 않는 윤활제 조성물과 비교했을 때 탁월한 결과를 나타낸다.
하기 표 15 및 16은 아민 화합물, 예컨대 아민 분산제 및 실시예에서 사용되는 아민 화합물과의 조합으로 사용될 경우 씰 상용성 첨가제의 상승작용적 씰 상용성 효과를 보여준다. 보다 구체적으로, 표 15는 아민 분산제와의 조합으로 씰 상용성 첨가제를 포함하는 것의 정량적 상승작용 효과를 보여주고 표 16은 아민 화합물과의 조합으로 씰 상용성 첨가제를 포함하는 것의 정량적 상승작용 효과를 보여준다.
씰 상용성 첨가제 및 아민 분산제의 상승작용을 계산하기 위해서, 다음의 단계를 실시한다. 첫 번째로, 참조 윤활제 #1 (C1)의 씰 상용성 효과를 윤활제 농축물 #1 및 씰 상용성 첨가제 및 베이스 오일의 혼합물의 씰 상용성 효과와 비교한다 (비교예 C2 내지 C8 중 임의의 씰 상용성 효과에서 비교예 C1의 씰 상용성 효과를 뺀다). 하기 표 14로부터 쉽게 알 수 있듯이, 모든 씰 상용성 첨가제가 인장 강도 및 파괴 신율 시험에서 개선을 보여준다. 개선은 상응하는 씰 상용성 첨가제를 포함하는 것 (C2 내지 C8)에서 C1의 씰 상용성 결과를 뺌으로써 계산된다. 이러한 개선은 양의 정수에 의해 제시된다. 씰 상용성 첨가제에서 비롯된 씰 상용성 효과는 표 14에 나타나 있고, 하기에서 H-1은 1-아이오도헥산을 지정하고; H-2는 1-브로모헥산을 지정하고; H-3은 3-아이오도-프로판올을 지정하고; H-4는 1-아이오도도데칸을 지정하고; H-5는 1-브로모도데칸을 지정하고; H-6은 1,4-디아이오도부탄을 지정하고; H-7은 1,4-디브로모부탄을 지정한 것으로 나타나 있다.
<표 14> 씰 상용성 이점 - 씰 상용성 첨가제 대 참조 윤활제
Figure pct00069
두 번째로, 윤활제 농축물 #1, 아민 분산제, 및 베이스 오일의 혼합물의 씰 상용성 효과를 윤활제 농축물 #1, 씰 상용성 첨가제, 아민 분산제, 및 베이스 오일의 혼합물의 씰 상용성 효과와 비교한다 (작업 실시예 P4 내지 P10 중 임의의 씰 상용성 효과에서 비교예 C9의 씰 상용성 효과를 뺀다). 세 번째로, 아민 분산제와 조합한 씰 상용성 첨가제의 상승작용 효과는 제2 단계에서 계산된 씰 상용성 효과에서 제1 단계에서 계산된 씰 상용성 첨가제의 씰 상용성 효과를 뺌으로써 결정될 수 있다.
<표 15> 씰 상용성 상승작용 - 씰 상용성 첨가제 및 분산제
Figure pct00070
표 15로부터 쉽게 알 수 있듯이, 다수의 씰 상용성 첨가제는 파괴 신율 시험 결과의 개선에 의해 입증된 바와 같이 아민 분산제와의 조합으로 사용될 때 상승작용을 나타낸다. 이러한 개선은 양의 정수에 의해 제시된다.
씰 상용성 첨가제, 아민 분산제, 및 아민 화합물의 상승작용을 계산하기 위해서, 다음의 단계를 실시한다. 첫 번째로, 참조 윤활제 #1 (C1)의 씰 상용성 효과를 윤활제 농축물 #1, 씰 상용성 첨가제, 및 베이스 오일의 혼합물의 씰 상용성 효과와 비교한다 (비교예 C2 내지 C8 중 임의의 씰 상용성 효과에서 비교예 C1의 씰 상용성 효과를 뺀다) (상기 표 14에 나타냄). 두 번째로, 윤활제 농축물 #1, 아민 분산제, 아민 화합물, 및 베이스 오일의 혼합물의 씰 상용성 효과를 윤활제 농축물 #1, 씰 상용성 첨가제, 아민 분산제, 아민 화합물, 및 베이스 오일의 혼합물의 씰 상용성 효과와 비교한다 (작업 실시예 P14 내지 P20 중 임의의 씰 상용성 효과에서 비교예 C12의 씰 상용성 효과를 뺀다). 세 번째로, 아민 분산제 및 아민 화합물과 조합한 씰 상용성 첨가제의 상승작용 효과는 제2 단계에서 계산된 씰 상용성 효과에서 제1 단계에서 계산된 씰 상용성 첨가제의 씰 상용성 효과를 뺌으로써 결정될 수 있다. 씰 상용성 첨가제, 아민 분산제, 및 아민 화합물의 정량적 상승작용 효과는 하기 표 16에 나타나 있고, S-8은 1-아이오도헥산을 지정하고; S-9는 1-브로모헥산을 지정하고; S-10은 3-아이오도-프로판올을 지정하고; S-11은 1-아이오도도데칸을 지정하고; S-12는 1-브로모도데칸을 지정하고; S-13은 1,4-디아이오도부탄을 지정하고; S-14는 1,4-디브로모부탄을 지정한다.
<표 16> 씰 상용성 상승작용 - 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물
Figure pct00071
표 16으로부터 쉽게 알 수 있듯이, 모든 씰 상용성 첨가제는 파괴 신율 시험 결과의 개선에 의해 입증된 바와 같이 아민 분산제 및 아민 화합물과의 조합으로 사용될 때 상승작용을 나타낸다. 이러한 개선은 양의 정수에 의해 제시된다.
참조 농축물 #2
세제, 아민계 항산화제, 페놀계 항산화제, 마찰 조정제, 소포제, 베이스 오일, 유동점 강하제, 인을 포함한 마모방지제, 및 점도 조정제를 함유하는 제2 윤활제 농축물 (윤활제 농축물 #2)을 제조하여 침적에 미치는 다양한 씰 상용성 첨가제의 효과를 시험하였다. 제2 참조 윤활제 (참조 윤활제 #2)는 비교예 C16에 따라 제조하였다. 상업용 크랭크케이스 윤활제를 대표하는, 이 윤활제 조성물을 기준치로서 사용하여, 씰 상용성 첨가제의 침적-방지 효과를 입증하였다.
윤활제 농축물 #2를 여러 가지 상이한 씰 상용성 첨가제 및 베이스 오일과 조합하여 침적에 미치는 씰 상용성 첨가제의 효과를 입증하였다. 다른 성분을 씰 상용성 첨가제와의 조합으로 참조 윤활제와 조합하여 침적물과의 상용성에 대한 씰 상용성 첨가제 및 이들 다른 성분 사이의 상승작용을 입증하였다.
작업 실시예 P23 내지 P24에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1-아이오도도데칸이었다. 작업 실시예 P23 내지 P24 및 비교예 C16 내지 C17에서 사용되는 분산제는 대략 2250의 중량 평균 분자량을 갖는 비-붕산화 아민 분산제였다. 작업 실시예 P24 및 비교예 C17에서 사용되는 아민 화합물은 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜 도데카노에이트였다.
각각의 실시예에 대한 윤활제 농축물 #2 및 임의의 부가적인 성분들의 각각의 양은 하기 표 17에 제시되어 있다:
<표 17> 작업 실시예 23 - 24 (P23 - P24) 및 비교예 16 - 17 (C16 - C17)의 제제
Figure pct00072
예시적 윤활제 조성물의 침적-방지 효과를 TEOST MHT® 시험 (ASTM D 7097)에 따라 시험하였다. TEOST MHT® (ASTM D 7097) 시험은 촉매와 8.5 g의 샘플 오일을 285℃에서 24시간 동안 미리-칭량된 스틸 데포지터 로드 위로 연속해서 통과시킴으로써 수행되었다. 침적물에 의해 유발되는 로드 중량의 증가를 오일 성능의 척도로서 이용하였다. 침적-방지 시험의 결과는 하기 표 18에 제시되어 있다:
<표 18> TEOST MHT 시험 결과 - 작업 실시예 23 내지 24 (P23 - P24) 및 비교예 16 - 17 (C16 - C17)
Figure pct00073
이들 실시예는 예시적 씰 상용성 첨가제가 윤활제 조성물에 의해 형성된 침적물의 양을 감소시킨다는 것을 입증한다. 예를 들어, 실시예는 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물이 개선된 침적물 결과를 나타낸다는 것을 입증한다. 요약하면, 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물은 씰 상용성 첨가제를 포함하지 않는 윤활제 조성물과 비교했을 때 탁월한 결과를 나타낸다.
이들 실시예는 또한 씰 상용성 첨가제가, 아민 화합물과의 조합으로, 윤활제 조성물의 침적물의 양을 감소시킨다는 것을 입증한다. 예를 들어, 실시예는 아민 화합물과의 조합으로 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물이, 개선된 침적물 결과를 나타낸다는 것을 입증한다. 요약하면, 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물을 포함하는 윤활제 조성물은 씰 상용성 첨가제 및/또는 아민 화합물을 포함하지 않는 윤활제 조성물과 비교했을 때 탁월한 결과를 나타낸다.
참조 농축물 #3
세제, 아민계 항산화제, 페놀계 항산화제, 마찰 조정제, 소포제, 베이스 오일, 유동점 강하제, 인을 포함한 마모방지제, 및 점도 조정제를 함유하는 제3 윤활제 농축물 (윤활제 농축물 #3)을 제조하여 침적에 미치는 다양한 씰 상용성 첨가제의 효과를 시험하였다. 제3 참조 윤활제 (참조 윤활제 #3)는 비교예 C18에 따라 제조하였다. 상업용 크랭크케이스 윤활제를 대표하는, 이 윤활제 조성물을 기준치로서 사용하여, 씰 상용성 첨가제의 침적-방지 효과를 입증하였다.
윤활제 농축물 #3을 여러 가지 상이한 씰 상용성 첨가제 및 베이스 오일과 조합하여 항산화 효과에 미치는 씰 상용성 첨가제의 효과를 입증하였다. 다른 성분을 씰 상용성 첨가제와의 조합으로 참조 윤활제와 조합하여 항산화 효과에 대한 씰 상용성 첨가제 및 이들 다른 성분 사이의 상승작용을 입증하였다.
작업 실시예 P25 내지 P26에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1-아이오도도데칸이었다. 작업 실시예 P27 및 P28에서 사용되는 씰 상용성 첨가제는 1-아이오도헥산이었다. 작업 실시예 P29 및 P30에서 씰 상용성 첨가제는 1-브로모도데칸이었다. 작업 실시예 P31 및 P32에서 씰 상용성 첨가제는 1,4-디아이오도부탄이었다. 비교예 C20 및 C21에서 씰 상용성 첨가제는 아이오도시클로헥산이었다. 비교예 C22 및 C23에서 씰 상용성 첨가제는 브로모시클로헥산이었다. 비교예 C24 및 C25에서 씰 상용성 첨가제는 아이오도벤젠이었다. 비교예 C26 및 C27에서 씰 상용성 첨가제는 4-브로모아니솔이었다. 작업 실시예 P33 내지 P35에서 씰 상용성 첨가제는 1-아이오도도데칸이었다.
작업 실시예 P25 내지 P35 및 비교예 C18 내지 C28에서 사용되는 아민 분산제는 대략 2250의 중량 평균 분자량을 갖는 비-붕산화 아민 분산제였다.
작업 실시예 P26, P28, P30, P32, P34, 및 P35 및 비교예 C19 내지 C28에서 사용되는 아민 화합물은 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜도데카노에이트였다.
각각의 실시예에 대한 윤활제 농축물 #3 및 임의의 부가적인 성분들의 각각의 양은 하기 표 19 내지 22에 제시되어 있다:
<표 19> 작업 실시예 25 - 28 (P25 - P28) 및 비교예 18 - 19 (C18 - C19)의 제제
Figure pct00074
<표 20> 작업 실시예 29 - 32 (P29 - P32)의 제제
Figure pct00075
<표 21> 비교예 20 - 27 (C20 - C27)의 제제
Figure pct00076
<표 22> 작업 실시예 33 - 35 (P33 - P35) 및 비교예 28 (C28)의 제제
Figure pct00077
예시적 윤활제 조성물의 항산화 효과는 VIT에 따라 총 산가 (TAN)/TBN 크로스-오버점을 평가함으로써 시험되었다. TAN은 1 그램의 윤활제 조성물에서 산을 중화시키는데 필요한 밀리그램 단위의 수산화칼륨의 양에 의해 결정되는 산성도의 측정치이다. TBN은 1 그램의 윤활제 조성물에서 염기를 중화시키는데 필요한 밀리그램 단위의 수산화칼륨 등가물의 양을 기준으로 한 계산에 의해 결정되는 염기도의 측정치이다. VIT에 있어서, 항산화 이점은 노화된 윤활제 조성물과 노화되지 않은 윤활제 조성물 간의 KV 40에서의 차가 초기 KV 40의 값에 비해 150%일 때 시간 단위의 증가에 의해 정량화된다. TAN,TBN 크로스-오버점에 있어서, 윤활제 조성물은 노화되어, 이는 TAN을 증가시키고 TBN을 감소시킨다. 이들이 서로 크로스되는 시간 단위의 시점을 TAN, TBN 크로스-오버점이라 부른다. 이들이 150%의 KV 또는 TAN,TBN 크로스-오버점에 이를 때까지 더 긴 기간을 나타내는 윤활제 조성물은 더 큰 항산화 효과를 가질 것으로 예측될 것이다. 항산화 시험의 결과는 하기 표 22 내지 25에 제시되어 있다:
<표 23> 산화 시험 결과 - 작업 실시예 25 - 28 (P25 - P28) 및 비교예 18 - 19 (C18 - C19)
Figure pct00078
<표 24> 산화 시험 결과 - 작업 실시예 29 - 32 (P29 - P32)
Figure pct00079
<표 25> 산화 시험 결과 - 비교예 20 - 27 (C20 - C27)
Figure pct00080
<표 26> 산화 시험 결과 - 작업 실시예 33 - 35 (P33 - P35) 및 비교예 28 (C28)
Figure pct00081
이들 실시예는 예시적 씰 상용성 첨가제가 윤활제 조성물의 항산화 효과를 개선한다는 것을 입증한다. 예를 들어, 실시예는, 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물이, 이들이 150%의 KV 또는 TAN,TBN 크로스-오버점에 이를 때까지 기간의 증가에 의해 나타난 바와 같은 개선된 항산화 결과를 나타낸다는 것을 입증한다. 요약하면, 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물은 씰 상용성 첨가제를 포함하지 않는 윤활제 조성물과 비교했을 때 탁월한 결과를 나타낸다.
이들 실시예는 또한 씰 상용성 첨가제가, 아민 화합물과의 조합으로, 윤활제 조성물의 항산화 효과를 개선한다는 것을 입증한다. 예를 들어, 실시예는 아민 화합물과의 조합으로 씰 상용성 첨가제를 포함하는 윤활제 조성물이 개선된 항산화 결과를 나타낸다는 것을 입증한다. 요약하면, 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물을 포함하는 윤활제 조성물은 씰 상용성 첨가제 및/또는 아민 화합물을 포함하지 않는 윤활제 조성물과 비교했을 때 탁월한 결과를 나타낸다.
첨부된 청구범위는 상세한 설명에서 기술된 명백하고 특정한 화합물, 조성물, 또는 방법으로 제한되지 않고, 이는 첨부된 청구범위의 범주 내에 들어가는 특정 실시양태마다 다를 수 있다는 것을 이해해야 한다. 다양한 실시양태의 특정한 특징 또는 측면을 기술하기 위해 본원에서 의존되는 임의의 마쿠시 군과 관련해서, 모든 다른 마쿠시 구성원과는 독립적으로 각각의 마쿠시 군의 각각의 구성원으로부터 상이한, 특수한, 및/또는 예기치 않은 결과가 수득될 수 있다는 것을 알아야 한다. 마쿠시 군의 각각의 구성원은 개별적으로 및/또는 조합으로 의존될 수 있고 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대한 충분한 지지를 제공한다.
또한 본 발명의 다양한 실시양태를 기술함에 있어 의존되는 임의의 범위 및 부분범위는 독립적으로 및 집합적으로 첨부된 청구범위의 범주 내에 들어가고, 그 안의 전체적인 및/또는 부분적인 값을 포함하는 모든 범위를, 심지어는 그러한 값이 본원에 명백하게 기재되지 않은 경우에도, 기술하고 고려하는 것으로 이해된다는 것을 이해해야 한다. 통상의 기술자라면, 열거된 범위 및 부분범위가 본 발명의 다양한 실시양태를 충분히 기술하고 가능하게 하며, 그러한 범위 및 부분범위는 관련된 1/2, 1/3, 1/4, 1/5 등으로 추가로 묘사될 수 있다는 것을 용이하게 인식한다. 단지 한 예로서, "0.1 내지 0.9의 범위"의 범위는 하위 1/3, 즉 0.1 내지 0.3, 중위 1/3, 즉 0.4 내지 0.6, 및 상위 1/3, 즉 0.7 내지 0.9로 추가로 묘사될 수 있고, 이는 개별적으로 및 집합적으로 첨부된 청구범위의 범주 내에 있고, 개별적으로 및/또는 집합적으로 의존될 수 있고, 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대한 충분한 지지를 제공한다.
부가적으로, 범위를 정의 또는 수식하는 용어, 예컨대 "이상", "초과", "미만", "이하" 등과 관련해서, 그러한 용어는 부분범위 및/또는 상한 또는 하한을 포함한다는 것을 이해해야 한다. 또 다른 예로서, "10 이상"의 범위는 본래 10 이상 내지 35 범위의 부분범위, 10 이상 내지 25 범위의 부분범위, 25 내지 35의 부분범위 등을 포함하고, 각각의 부분범위는 개별적으로 및/또는 집합적으로 의존될 수 있고, 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대한 충분한 지지를 제공한다. 마지막으로, 개시된 범위 내의 개별적인 수치는 의존될 수 있고, 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대한 충분한 지지를 제공한다. 예를 들어, "1 내지 9의 범위"의 범위는 다양한 개별적인 정수, 예컨대 3 뿐만 아니라, 소수점을 포함하는 개별적인 수치 (또는 분수), 예컨대 4.1을 포함하고, 이는 의존될 수 있고 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대한 충분한 지지를 제공한다.
독립항 및 종속항 (단일 및 다중 인용 둘 다)의 모든 조합의 대상은, 개재하는 것이든 다른 것이든, 본원에서 명백히 고려된다. 예는 다음의 것들을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다:
청구항 3은 청구항 1 또는 2를 인용할 수 있고;
청구항 4는 청구항 1 내지 3을 인용할 수 있고;
청구항 5는 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 6은 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 7은 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 8은 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 11은 청구항 10을 인용할 수 있고;
청구항 12는 청구항 10 내지 11 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 13은 청구항 10 내지 12 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 14는 청구항 10 내지 13 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 15는 청구항 10 내지 14 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 16은 청구항 10 내지 15 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 17은 청구항 10 내지 16 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 18은 청구항 10 내지 17 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 19는 청구항 10 내지 18 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 20은 청구항 10 내지 19 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
청구항 21은 청구항 10 내지 20 중 어느 한 항을 인용할 수 있다.
상기 기술된 바와 같이, 윤활제 조성물은 상기 언급된 첨가제 중 하나 이상을 다양한 양으로 포함할 수 있다. 특정 첨가제의 대표적인 양은 하기에 기재되어 있다:
Figure pct00082
본 발명은 예시적 방식으로 기술되어 있으며 사용된 용어는 본질적으로 제한적 용어이기보다는 설명적 용어인 것으로 의도된 것임을 이해해야 한다. 상기 교시내용에 비추어 본 발명의 많은 개질 및 변경이 가능하고 본 발명은 구체적으로 기술된 바와 다르게 실행될 수 있다.

Claims (26)

  1. 플루오린, 브로민, 아이오딘 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 할로겐 원자, 및 적어도 하나의 탄소 원자를 포함하는 비-시클릭(acyclic) 탄화수소 백본을 포함하고, 여기서 상기 적어도 하나의 할로겐 원자가 상기 비-시클릭 탄화수소 백본 내의 상기 적어도 하나의 탄소 원자에 결합되어 있는 것인 씰 상용성(seal compatibility) 첨가제; 및
    아민 화합물
    을 포함하는, 윤활제 조성물을 위한 첨가제 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 씰 상용성 첨가제가 하기 화학식 I을 갖는 알킬 할라이드 화합물을 포함하는 것인 첨가제 패키지.
    <화학식 I>
    CnH(2n+2-m)Xm
    상기 식에서, n ≥ 1이고, 1 ≤ m ≤ (2n+2)이고, X는 플루오린, 브로민, 아이오딘 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 상기 할로겐 원자이다.
  3. 제2항에 있어서, X가 브로민인 첨가제 패키지.
  4. 제2항에 있어서, X가 아이오딘인 첨가제 패키지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 아민 화합물이 입체 장애 아민 화합물을 포함하는 것인 첨가제 패키지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아민 화합물이 하기 화학식 VIII을 갖는 입체 장애 아민 화합물을 포함하는 것인 첨가제 패키지.
    <화학식 VIII>
    Figure pct00083

    상기 식에서, 각각의 R3은 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기이고;
    R3으로 지정된 기 중 적어도 두 개는 알킬 기이고;
    각각의 R4는 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기이다.
  7. 제1항에 있어서, 상기 아민 화합물이 아민 분산제를 포함하는 것인 첨가제 패키지.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 인을 포함하는 마모방지제를 추가로 포함하는 첨가제 패키지.
  9. 베이스 오일;
    플루오린, 브로민, 아이오딘 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 할로겐 원자, 및 적어도 하나의 탄소 원자를 포함하는 비-시클릭 탄화수소 백본을 포함하고, 여기서 상기 적어도 하나의 할로겐 원자가 상기 비-시클릭 탄화수소 백본 내의 상기 적어도 하나의 탄소 원자에 결합되어 있는 것인 씰 상용성 첨가제; 및
    아민 화합물
    을 포함하는 윤활제 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 씰 상용성 첨가제가 하기 화학식 I을 갖는 알킬 할라이드 화합물을 포함하는 것인 윤활제 조성물.
    <화학식 I>
    CnH(2n+2-m)Xm
    상기 식에서, n ≥ 1이고, 1 ≤ m ≤ (2n+2)이고, X는 플루오린, 브로민, 아이오딘 및 그의 조합의 군으로부터 선택되는 상기 할로겐 원자이다.
  11. 제10항에 있어서, X가 브로민인 윤활제 조성물.
  12. 제10항에 있어서, X가 아이오딘인 윤활제 조성물.
  13. 제10항에 있어서, 상기 씰 상용성 첨가제가 브로모도데칸인 윤활제 조성물.
  14. 제10항에 있어서, 상기 씰 상용성 첨가제가 아이오도도데칸인 윤활제 조성물.
  15. 제9항에 있어서, 상기 씰 상용성 첨가제가 상기 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 10 중량% 범위의 양으로 존재하는 것인 윤활제 조성물.
  16. 제9항에 있어서, 상기 아민 화합물이 상기 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 10 중량% 범위의 양으로 존재하는 것인 윤활제 조성물.
  17. 제9항에 있어서, 상기 아민 화합물이 입체 장애 아민 화합물을 포함하는 것인 윤활제 조성물.
  18. 제9항에 있어서, 상기 아민 화합물이 하기 화학식 VIII을 갖는 입체 장애 아민 화합물을 포함하는 것인 윤활제 조성물.
    <화학식 VIII>
    Figure pct00084

    상기 식에서, 각각의 R3은 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기이고;
    R3으로 지정된 기 중 적어도 두 개는 알킬 기이고;
    각각의 R4는 독립적으로 수소 원자 또는 1 내지 17개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌 기이다.
  19. 제9항에 있어서, 상기 아민 화합물이 아민 분산제를 포함하는 것인 윤활제 조성물.
  20. 제9항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 인을 포함하는 마모방지제를 추가로 포함하는 윤활제 조성물.
  21. 제9항에 있어서, CEC L-39-T96에 따라 시험할 경우, 상기 윤활제 조성물에 침지된 플루오로중합체 씰이 -60 내지 10%의 신율의 변화 또는 -50 내지 10%의 인장 강도의 변화를 나타내도록 하는 플루오로중합체 씰 상용성을 갖는 윤활제 조성물.
  22. 베이스 오일, 씰 상용성 첨가제 및 아민 화합물을 포함하는 윤활제 조성물을 제공하는 것; 및
    플루오로중합체 씰을 윤활제 조성물과 접촉시키는 것
    을 포함하며,
    여기서 씰 상용성 첨가제는, 플루오린, 브로민, 아이오딘 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 할로겐 원자, 및 적어도 하나의 탄소 원자를 포함하는 비-시클릭 탄화수소 백본을 포함하고, 여기서 상기 적어도 하나의 할로겐 원자는 비-시클릭 탄화수소 백본 내의 적어도 하나의 탄소 원자에 결합되어 있는 것인,
    플루오로중합체 씰을 포함하는 시스템을 윤활시키는 방법.
  23. 제1항에 있어서, 상기 아민 화합물이 아민계 항산화제를 포함하는 것인 첨가제 패키지.
  24. 제23항에 있어서, 상기 아민계 항산화제가 디아민, 페닐렌디아민, 디페닐아민, 페닐나프틸아민 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 첨가제 패키지.
  25. 제9항에 있어서, 상기 아민 화합물이 아민계 항산화제를 포함하는 것인 윤활제 조성물.
  26. 제25항에 있어서, 상기 아민계 항산화제가 디아민, 페닐렌디아민, 디페닐아민, 페닐나프틸아민 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 윤활제 조성물.
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