KR20170026345A - 변속기 유체에 양호한 마찰 성능을 제공하는 마찰조정제 혼합물 - Google Patents

변속기 유체에 양호한 마찰 성능을 제공하는 마찰조정제 혼합물 Download PDF

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Abstract

마찰조정제의 혼합물은 변속기 유체에 우수한 마찰 성능을 제공하고, 이 마찰조정제는 탄소 원자 12 내지 22개의 하이드로카르빌 기를 2개 이상 함유하는 N-치환된 옥살산 비스아미드 또는 아미드-에스테르를 포함하고; 아미드 또는 티오아미드는 R1R2N-C(X)R3으로 표시되는 것이며, 식에서 X는 O 또는 S이고, R1 및 R2는 6개 이상의 탄소 원자를 가진 하이드로카르빌 기이고, R3은 1 내지 6개의 탄소 원자를 가진 하이드록시알킬 기 또는 이의 축합물이다.

Description

변속기 유체에 양호한 마찰 성능을 제공하는 마찰조정제 혼합물{MIXTURES OF FRICTION MODIFIERS TO PROVIDE GOOD FRICTION PERFORMANCE TO TRANSMISSION FLUIDS}
개시 기술은 자동변속기 유체와 같은 변속기용 유체 및 첨가제에 관한 것이다.
중량을 줄이고 변속기 능력을 증가시키려는 염원에 의해 엔지니어링 변화가 빨라지고 있는 자동변속기 시장에서는 클러치 유지력 향상을 위해 높은 정지마찰계수를 나타내는 자동변속기 유체를 필요로 한다. 예를 들어, 연속 활주(slipping) 토크 컨버터 클러치는 자동변속기 유체(ATF)에 정확한 마찰 요건을 부과한다. 이 유체는 마찰 대 활주 속도 관계가 양호해야만 하고, 또는 차량에서 셔더(shudder)라 불리는 불쾌한 현상이 일어날 것이다. 변속기 셔더는 흔히 "스틱-슬립(stick-slip)" 또는 "동적마찰 진동"이라 불리고 일반적으로 활주 토크 컨버터 클러치에서 일어나는 자려(self-excited) 진동 상태이다. 이 유체 및 물질 시스템의 마찰 특성은 변속기의 기계적 디자인 및 제어와 함께 변속기의 셔더 감수성을 결정한다. 측정한 마찰계수(μ) 대 활주 속도(V)의 플롯팅은 흔히 μ-V 곡선이라 불리며, 변속기 셔더와 상관성이 있는 것으로 밝혀져 있다. 이론과 실험은 모두 이 μ-V 곡선의 포지티브 내지 약간의 네거티브 기울기 영역이 변속기 유체의 양호한 셔더 방지 성능과 상관성이 있음을 뒷받침한다. 차량이 진동 또는 셔더 없이 작동하도록 하는 유체는 "셔더방지" 성능이 양호한 것이라고 한다. 이 유체는 이의 이용 수명동안 상기 특징들을 유지해야 한다. 차량에서 셔더방지 성능의 수명은 일반적으로 "셔더방지 내구성"이라고 불린다. 가변 속도 마찰 시험기(VSFT)는 변속기 클러치에서 확인되는 속도, 하중 및 마찰 재료를 모의하는 활주 속도에 대한 마찰계수를 측정하고, 실제 사용 중에 관찰되는 성능과 상관성이 있다. 이 절차들은 문헌에 잘 기록되어 있다; 예컨대 자동차 기술자 협회 발행 #941883 참조. 또한, 마찰 성능이 양호한 윤활제를 제공하여 습식 클러치를 가진 자동변속기의 양호한 토크 용량을 수득하는 것도 바람직하다.
높은 정적 마찰계수와 지속적인 포지티브 기울기의 복합 요건들은 종종 특허 문헌에 매우 잘 기술되어 있는 통상적인 ATF 마찰조정제와 비융화성이다. 일반적으로 사용되는 많은 마찰조정제는 낮은 정적 마찰계수를 초래하고, 포지티브 기울기에서 충분하게 사용될 수 있는 내구성이 충분하지 않다.
미국 특허 8,691,740(Vickerman et al., 2014.4.8.)은 12 내지 22개의 탄소 원자로 이루어진 하이드로카르빌 기를 2개 이상 보유하는 N-치환된 옥살산 비스아미드 또는 아미드-에스테르를 함유하는 자동변속기용 마찰조정제로써 사용하기에 적합한 조성물을 개시한다. 다른 보조 마찰조정제도 존재할 수 있다. 또한 존재할 수 있는 다른 물질로는 내마모제, 예컨대 무엇보다도 타르트레이트, 타르트라미드, 타르트리미드 및 시트레이트와 같은 하이드록시 카르복시산의 다양한 장쇄 유도체를 포함한다.
미국 특허 8,148,306(Bartley et al., 2012.4.3)은 자동변속기 유체에 적합한 마찰조정제로써 하이드록시 산과 아민의 산물을 개시한다. 한 예는 화학식 R1R2N-C(X)R3으로 표시되는 아미드 또는 티오아미드이다(여기서, X는 O 또는 S이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 적어도 6개의 탄소 원자를 가진 하이드로카르빌 기이고, R3은 1 내지 6개의 탄소 원자를 가진 하이드록시알킬 기 또는 이 하이드록시알킬 기가 이의 하이드록시 기를 통해 아실화제와 축합하여 형성된 기이다).
미국 특허 8,450,255(Sumiejski et al., 2013.5.28.)는 적어도 2개의 하이드로카르빌 기가 극성 기 또는 원자(예, 질소 원자)에 부착되어 있는 마찰조정제를 개시하며, 이 마찰조정제는 (a) 적어도 하나의 카르복시산 또는 이의 등가물과 적어도 하나의 아미노알코올의 반응 산물, (b) 적어도 하나의 카르복시산 또는 이의 등가물과 적어도 하나의 폴리아민의 반응 산물, (c) 화학식 R1R2N-C(X)R3으로 표시되는 아미드 또는 티오아미드(여기서, X는 O 또는 S이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 적어도 약 6개의 탄소 원자를 가진 하이드로카르빌 기이며, R3은 1 내지 약 6개의 탄소 원자를 가진 하이드록시알킬 기 또는 하이드록시알킬 기와 이의 하이드록시 기를 통한 아실화제와의 축합에 의해 형성된 기이다), (d) 2개의 하이드로카르빌 기와 폴리하이드록실-함유 알킬 기 또는 폴리하이드록실-함유 알콕시알킬 기를 함유하는 적어도 하나의 3차 아민, 또는 (e) 상기 (a), (b), (c) 및 (d) 중 2 이상의 혼합물이다.
개시 기술은 (a) 윤활 점도의 오일; (b) 탄소 원자가 약 12 내지 약 22개(또는 12 내지 20개 또는 12 내지 18개 또는 12 내지 16개 또는 12 내지 14개 또는 14 내지 20개 또는 14 내지 18개 또는 14 내지 16개)인 하이드로카르빌 기를 2개 이상 함유하는 N-치환된 옥살산 비스아미드 또는 아미드-에스테르 0.05 내지 3.0 중량% (또는 0.1 내지 2 또는 0.3 내지 1 또는 약 0.7%); 및 (c) 화학식 R1R2N-C(X)R3(여기서, X는 O 또는 S이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 적어도 6개(또는 8 내지 24개 또는 10 내지 18개)의 탄소 원자를 가진 하이드로카르빌 기이며, R3은 1 내지 6개의 탄소 원자를 가진 하이드록시알킬 기 또는 이 하이드록시알킬 기가 이의 하이드록시 기를 통해 아실화제와축합하여 형성한 기이다)로 표시되는 아미드 또는 티오아미드 0.05 내지 3.0 중량%(또는 0.1 내지 2% 또는 0.3 내지 1 또는 약 0.7%)를 함유하는 조성물을 제공한다.
한 양태에 따르면, 조성물은 추가로 (d) 하나 이상의 석신이미드 분산제를 함유하는 분산제 성분 1 내지 6 중량%(또는 2 내지 5.5 또는 3 내지 5%)를 함유하며, 상기 분산제 성분은 0.05 내지 1 중량%(또는 0.1 내지 0.5 또는 0.2 내지 0.4%)의 붕소를 함유하고 TBN(무 오일)이 40 내지 90(또는 45 내지 70 또는 50 내지 68)이다.
자동변속기 유체는 정적 마찰(이하에 더 상세히 설명됨)을 약 0.135 초과 값으로 증가시킴이 없이, 약 0.092의 통상 달성되는 값보다 이상적으로 더 높아서, 높은 준정적(quasi-static) 마찰(이하에 더 상세히 설명됨)을 나타내는 것이 바람직하다. 또한, 이 값들은 경시적으로 안정해야 하고, 즉 500회의 시험 사이클에서의 값부터 2500회 또는 10,000회까지 마찰계수의 감소가 최소인 것이 바람직하다. 이러한 양호한 성능은 변속기 작동 온도 범위에서 지속적인 것이 이상적이다. 이러한 목표에 부합하면 양호한 토크 용량, 셔더방지 성능 및 내구성의 성질을 가진 유체의 제공을 도울 것이다. 본 발명의 물질은 이러한 목적들 중 하나 이상을 충족시키는데 적합할 것이다.
다양한 특징과 양태들은 비제한적 예시로써 이하에 설명될 것이다.
개시 기술의 특정 양태들에 사용되는 한가지 성분은 윤활 점도의 오일이다. 이 오일은 천연 오일 및 합성 오일, 수소화분해, 수소화 및 수소화피니싱 유래의 오일, 미정제 오일, 정제 오일 및 재정제 오일 및 이의 혼합물을 포함한다.
미정제 오일은 일반적으로 추가 정제 처리 없이(또는 거의 없이), 천연 또는 합성 급원으로부터 직접 수득되는 오일이다.
정제 오일은 하나 이상의 성질을 향상시키기 위해 하나 이상의 정제 단계들로 추가 처리된 것을 제외하고는 미정제 오일과 유사하다. 정제 기술은 당업계에 공지되어 있고, 용매 추출, 2차 증류, 산 또는 염기 추출, 여과, 퍼콜레이션(percolation) 등을 포함한다.
재정제 오일은 또한 재생(reclaimed) 또는 재가공 오일이라고도 알려진 것으로, 정제 오일을 수득하기 위해 사용했던 것과 유사한 공정에 의해 수득되고, 종종 소비된 첨가제 및 오일 분해 산물의 제거에 관한 기술에 의해 추가로 가공처리된다.
본 발명의 윤활제를 제조하는데 유용한 천연 오일은 동물 오일, 식물 오일(예, 피마자유), 광물성 윤활 오일, 예컨대 액체 석유 오일 및 파라핀형, 나프텐형 또는 혼합 파라핀-나프텐형의 용매-처리된 또는 산-처리된 광물성 윤활 오일 및 석탄 또는 셰일(shale) 유래의 오일 또는 이의 혼합물을 포함한다.
합성 윤활 오일이 유용하고, 탄화수소 오일, 예컨대 중합된 올레핀 및 상호중합된 올레핀(예, 폴리부틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌-이소부틸렌 공중합체); 폴리(1-헥센), 폴리(1-옥텐), 폴리(1-데센), 및 이의 혼합물; 알킬-벤젠(예, 도데실벤젠, 테트라데실벤젠, 디노닐벤젠, 디-(2-에틸헥실)-벤젠); 폴리페닐(예, 비페닐, 터페닐, 알킬화된 폴리페닐); 디페닐 알칸, 알킬화된 디페닐 알칸, 알킬화된 디페닐 에테르 및 알킬화된 디페닐 설파이드 및 이의 유도체, 유사체 및 동족체 또는 이의 혼합물을 포함한다.
다른 합성 윤활 오일로는 폴리올 에스테르(예, Priolube®3970), 디에스테르, 인-함유 산의 액체 에스테르(예, 트리크레실 포스페이트, 트리옥틸 포스페이트 및 데칸 포스폰산의 디에틸 에스테르), 또는 중합체성 테트라하이드로푸란을 포함한다. 합성 오일은 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 반응으로 생산할 수 있고, 일반적으로 수소화이성체화된 피셔-트롭쉬 탄화수소 또는 왁스일 수 있다. 한 양태에 따르면, 오일은 피셔-트롭쉬 기액 합성 절차로 제조할 수 있고, 뿐만 아니라 다른 기액 오일일 수 있다.
윤활 점도의 오일은 또한 미국 석유협회(API) 기유 호환성 지침서에 명시된 바와 같이 정의될 수 있다. 5가지 기유 그룹은 다음과 같다: 그룹 I(황 함량 >0.03 wt% 및/또는 <90 wt% 포화물, 점도 지수 80-120); 그룹 II(황 함량 ≤0.03 wt% 및 ≥90 wt% 포화물, 점도 지수 80-120); 그룹 III(황 함량 ≤0.03 wt% 및 ≥90 wt% 포화물, 점도 지수 ≥120); 그룹 IV(모든 폴리알파올레핀(PAO)); 및 그룹 V(그룹 I, II, III 또는 IV에 포함되지 않는 기타 모든 것). 또한, 윤활 점도의 오일은 API 그룹 II+ 기유일 수 있고, 이 용어는 점도 지수가 110 이상 120 미만인 그룹 II 기유를 의미하며, 이에 대해서는 SAE 간행물 ["Design Practice: Passenger Car Automatic Transmissions", fourth Edition, AE-29, 2012, page 12-9] 뿐 아니라 US 8,216,448 컬럼 1, 57줄에 설명되어 있다.
윤활 점도의 오일은 API 그룹 IV 오일, 또는 이의 혼합물, 즉 폴리알파올레핀일 수 있다. 폴리알파올레핀은 메탈로센 촉매 공정에 의해 또는 비-메탈로센 공정으로부터 제조될 수 있다.
윤활 점도의 오일은 API 그룹 I, 그룹 II, 그룹 III, 그룹 IV, 그룹 V 오일 또는 이의 혼합물을 함유한다.
종종 윤활 점도의 오일은 API 그룹 I, 그룹 II, 그룹 II+, 그룹 III, 그룹 IV 오일 또는 이의 혼합물이다. 대안적으로, 윤활 점도의 오일은 종종 API 그룹 II, 그룹 II+, 그룹 III 또는 그룹 IV 오일 또는 이의 혼합물이다. 대안적으로, 윤활 점도의 오일은 종종 API 그룹 II, 그룹 II+, 그룹 III 오일 또는 이의 혼합물이다.
윤활 점도의 오일의 존재량은 일반적으로 전술한 첨가제의 양과 기타 성능 첨가제의 양의 합을 100wt%에서 뺀 후 남는 잔여량이다.
윤활 조성물은 농축물 및/또는 완전 배합 윤활제의 형태일 수 있다. 본 발명의 윤활 조성물이 농축물 형태라면(추가 오일과 배합하여 전체가 또는 일부가 최종 윤활제를 형성할 수 있음), 본 발명의 성분 대 윤활 점도의 오일 및/또는 희석 오일의 비는 1:99 내지 99:1 (중량 기준), 또는 80:20 내지 10:90 (중량 기준)의 범위를 포함한다.
현 기술은 한가지 성분으로써, 탄소 원자가 12 내지 22개인 하이드로카르빌 기를 2개 이상 함유하는 N-치환된 옥살산 비스아미드 또는 아미드-에스테르를 제공한다. 특정 양태에 따르면, 이 화합물은 1차 아민 기를 함유하지 않는다(이 기는 세부적인 화학적 본성이 무엇이든 간에, 그리고 기타 성분들의 존재 또는 부재하에, 임의의 양태들에는 존재하지 않을 수 있다.) 이 물질은 마찰조정제로써 유용하며, 특히 자동변속기를 윤활처리하는데 유용하다. 이 성분은 비스아미드로써 하기 화학식으로 나타낼 수 있다:
Figure pct00001
이 구조에서 2개 이상의 R들은 독립적으로 탄소 원자가 1 내지 22개인 하이드로카르빌 기를 함유하는 기이고, 최대 2개의 R 기들은 수소 또는 탄소 원자 10개 이하의 하이드로카르빌 기이다. 다른 양태들에서, 하나 이상의 R 기들은 독립적으로 12 내지 20개, 12 내지 18개 또는 12 내지 16개, 12 내지 14개, 14 내지 20개, 14 내지 18개 또는 14 내지 16개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 탄소 원자가 12 내지 22개인 하이드로카르빌 기가 2개 있다면, 둘 다 동일한 질소 위에 있거나, 또는 다른 질소 원자 위에 있을 수 있고; 즉 R3 및 R4 또는 대안적으로 R1 및 R4는 수소일 수 있다. 하이드로카르빌 기는 전체 조성물 중에서 주어진 분자 내에서 또는 분자의 혼합물 내에서 동일하거나 상이한 것일 수 있다.
R1, R2, R3 및 R4 기들 중 적어도 2개의 기는 12 내지 22개 탄소 원자의 하이드로카르빌 기를 함유하므로, 이러한 기들은 예컨대 12 내지 22개 탄소 원자의 알킬 기와 같은 하이드로카르빌 기일 수 있다. 대안적으로, 이 기들은 더 큰 구조의 일부와 같은 하이드로카르빌 기를 함유할 수 있다. 즉, 이 기들은 R5R6N-R9-와 같은 일반 구조를 가진 것일 수 있고, 여기서 R5 및 R6 중 하나 또는 둘 모두는 12 내지 22개의 탄소를 가진 하이드로카르빌 기이며, 경우에 따라 R5 및 R6 중 하나는 수소이거나 더 짧은 하이드로카르빌 기일 수 있다. R9는 하이드로카르빌렌 결합 기, 예컨대 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 또는 부틸렌일 것이고, 몇몇 경우에는 1,3-프로필렌 기일 것이다. 특정 양태에서, 12 내지 22개 탄소 원자의 알킬 기는 선형 종 및 환형 종을 둘 다 함유할 수 있고, 예컨대 20% 이하의 환형 종을 함유할 수 있다.
몇몇 양태들에 따르면, 치환된 옥살산 비스아미드는 대략 R1, R2, R3 및 R4 중 2개가 독립적으로 탄소 원자 12 내지 22개의 알킬 기인 구조의 물질을 함유할 수 있다. 이러한 물질들은 다음과 같은 구조를 보유할 수 있다:
Figure pct00002
여기서, 각 R1 및 R2는 독립적으로 예컨대 12 내지 18개 탄소 원자의 알킬 기이다. 이러한 물질은 에틸 옥사메이트와 같은 알킬 옥사메이트와 디알킬아민을 반응시키는 공정과 같은 공지된 방법을 통해 수득하거나 수득할 수 있다.
다른 양태에 따르면, N-치환된 옥살산 비스아미드 또는 아미드-에스테르는 하기 식으로 표시되는 아미드-에스테르를 함유한다:
Figure pct00003
이 양태에서, 각 R1 및 R2는 독립적으로 본 명세서의 다른 곳에서 정의된 바와 같은 12 내지 22개 탄소 원자의 하이드로카르빌 기일 수 있고, R10은 1 내지 22개 탄소 원자의 하이드로카르빌 기일 수 있다. 특정 양태에서, R10은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸 또는 t-부틸이다.
장쇄 모노알킬 아민 및 디알킬 아민은 시중에서 입수할 수 있다. 아민의 하이드로카르빌 기 또는 기들은 장쇄 하이드로카르빌 기라고 표현할 수 있고, 이에 따라 일반적으로 12 내지 22개의 탄소 원자를 함유하는 하이드로카르빌 기를 의미한다. 모노알킬 아민, 즉 1차 아민의 경우, 하이드로카르빌 기는 일반적으로 12 내지 22개 탄소 원자 범위에 속하는 다양한 탄소 수를 가진 여러 분자들 위에 개별 기들의 혼합물을 함유할 수 있지만, 이 범위 밖의 하이드로카르빌 기를 가진 분자도 존재할 수 있다. 하이드로카르빌 기의 혼합물이 존재한다면, 탄소 수는 많은 자연 발생 물질에서 유래하는 기의 특징과 같이 주로 짝수의 탄소 수(예컨대, 12, 14, 16, 18, 20 또는 22개)일 수 있고, 또는 짝수와 홀수의 혼합 탄소 수이거나, 또는 대안적으로 홀수의 탄소 수 또는 혼합 홀수일 수 있다. 이 기들은 분지형, 선형 또는 환형일 수 있고, 포화되거나 또는 불포화되거나, 또는 이의 혼합일 수 있다. 특정 양태에 따르면, 하이드로카르빌 기는 16 내지 18개의 탄소 원자를 함유할 수 있고, 때로는 주로 16개 또는 주로 18개를 함유할 수 있다. 구체 예로는 코코아민(주로 C12 및 C14 아민) 유래의 혼합 "코코" 기, 즉 코코알킬 기, 및 탈로우아민(주로 C16 및 C18 기) 유래의 혼합 "탈로우(tallow)" 기, 즉 탈로우알킬 기, 및 이소스테아릴 기를 포함한다. 탈로우 기는 경우에 따라 수소화될 수 있다. 이와 마찬가지로, 디알킬 아민, 즉 2차 아민은 입수용이한 것으로, 전술한 바와 같은 하나의 장쇄 알킬 기와 탄소 원자 1 내지 10개의 하나의 단쇄 알킬 기를 보유할 수 있거나, 또는 2개의 장쇄 알킬 기를 보유할 수 있다. 후자의 예로는 디코코아민(Armeen 2C™으로 이용할 수 있음) 및 디탈로우아민을 포함한다. 기타, 예컨대 이소스테아릴-코코 아민은 일반적으로 이하 제조예 B에 설명된 바와 같이 합성할 수 있다.
또한, R1, R2, R3 및 R4 기 중 2개 이상이 독립적으로 N-하이드로카르빌-치환된 또는 이치환된 아미노알킬 기일 수 있고, 이 하이드로카르빌 치환체 또는 치환체들은 12 내지 22개의 탄소 원자를 함유하고 알킬 모이어티는 1 내지 4개의 탄소 원자를 함유하는 것인 것이 고찰된다. 이의 일반 구조를 나타내는 화학식은 다음과 같이 나타낼 수 있다:
Figure pct00004
이 식에서, R5 및 R7은 독립적으로 약 12 내지 약 22개의 탄소 원자의 하이드로카르빌 기이고, R6 및 R8은 독립적으로 수소 또는 탄소 원자 1 내지 22개의 하이드로카르빌 기, 예컨대 탄소 원자 10개 이하의 하이드로카르빌 기 또는 탄소 원자 약 12 내지 약 22개의 하이드로카르빌 기이다. 이러한 산물을 제조하는데 적합한 디아민은 예컨대 다음과 같은 화학식으로 표시되는, Akzo에서 입수할 수 있는 "Duomeen" 시리즈의 디아민을 포함한다:
Figure pct00005
이러한 폴리아민은 모노아민 R3R4NH를 아크릴로니트릴에 첨가하여 하기 식으로 표시되는 알킬 니트릴 아민을 제조하고, 그 다음 니트릴 기를, 예컨대 Pd/C 촉매 상의 H2를 사용하여 촉매적 환원시켜 디아민을 제공함으로써 제조할 수 있다:
Figure pct00006
관련된 양태에 따르면, N-치환된 옥살산 비스아미드 또는 아미드-에스테르는 하기 식으로 표시되는 아미드-에스테르를 함유할 수 있다:
Figure pct00007
이 식에서, R5 및 R6은 독립적으로 전술한 바와 같은 12 내지 22개의 탄소 원자를 가진 하이드로카르빌 기이고, R10은 1 내지 22개의 탄소 원자를 가진 하이드로카르빌 기, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸 또는 t-부틸일 수 있다.
개시 기술의 이 성분에 대한 몇몇 구체적인 물질의 예로는 하기 화학식으로 표시되는 것을 포함한다:
Figure pct00008
여기서, 코코 및 탈로우는 앞서 정의된 바와 같고, 이소스테아릴은 이소스테아르산의 탄소 구조를 나타낸다.
본원에 개시된 비스아미드는 미국 특허 8,691,740의 제조예에 예시된 바와 같이 옥살산 또는 이의 반응성 등가물, 예컨대 에틸 옥사미드 또는 디메틸 옥살레이트와 적당한 아민의 반응과 같은 공지된 기술로 제조할 수 있다. 아미드-에스테르는 조절된 양의 아민(약 1:1 몰 비)을 사용하여 디알킬 옥살레이트와 적당한 아민을 반응시켜 제조하거나, 또는 반에스테르(half ester)-반클로라이드(half-chloride)(예, 에틸 2-클로로-2-옥소-아세테이트)와 아민을 반응시켜 제조할 수 있다. 소량의 아미드-에스테르는 비스아미드의 제법에 따라 제조할 수 있고, 상대적 양은 공지된 기술로 조정할 수 있다.
완전 배합된 윤활제에서 옥살산 비스아미드 또는 아미드 에스테르의 양은 0.05 내지 3 중량%, 또는 0.1 내지 2, 0.3 내지 1 또는 약 0.7 중량%일 수 있다.
개시된 기술의 다른 성분인 성분 (c)는 화학식 R1R2N-C(X)R3으로 표시되는 아미드 또는 티오아미드(적어도 하나의 아미드 또는 티오아미드)이고, 이 식에서 X는 O 또는 S이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 적어도 약 6개(또는 8개 내지 24개 또는 10개 내지 18개) 탄소 원자를 가진 하이드로카르빌 기이며, R3은 탄소 원자 1 내지 약 6개의 하이드록시알킬 기 또는 이 하이드록시알킬 기와 이의 하이드록시 기를 통해 아실화제와의 축합에 의해 형성된 기이다. 이 성분은 하이드록시 산 또는 티오산(이하에 설명됨)과 2차 아민의 축합 산물로 간주될 수 있고, 이 또한 마찰조정제로써 사용될 수 있다. 아민은 치환체 하이드로카르빌 기, 예컨대 알킬 기를 함유할 것이다. 이 아민은 화학식 R1R2NH로 나타낼 수 있고, 이때 R1 및 R2는 각각 독립적으로 적어도 6개의 탄소 원자(예컨대, 6 내지 30개의 탄소 원자 또는 8 내지 24개의 탄소 원자, 또는 10 내지 20개 또는 10 내지 18개 또는 12 내지 16개)를 가진 하이드로카르빌 기이다. R1 및 R2 기는 선형 또는 분지형, 포화 또는 불포화된, 지방족, 방향족 또는 혼합 지방족 및 방향족일 수 있다. 특정 양태에서, 이 기들은 알킬 기이고, 특히 선형 알킬 기이다. R1 및 R2 기는 동일하거나 상이할 수 있다. 적당한 아민의 상품 예로는 2개의 C12 알킬 기를 보유하는 것으로 생각되는 상표명 Armeen 2C™으로 판매되는 것이다. 한 양태로, 아민은 디-코코알킬 아민 또는 동족 아민을 포함한다. 디-코코알킬 아민(또는 디-코코아민)은 상기 식에서 2개의 R 기가 코코넛 오일에서 유래되는 주로 C12 기(C8 내지 C18의 양들은 일반적으로 존재하지만)인 2차 아민이다. 특정 양태에 따르면, R1 및 R2 기 중 하나 또는 둘 모두는 2-에틸헥실 기일 수 있다. 한 양태에 따르면, 아미드 또는 티오아미드의 아민 모이어티(또는 "치환된 질소 모이어티") R1R2N-은 (2-에틸헥실)(수소화된 탈로우) 아민 모이어티를 함유하고, 여기서 "수소화된 탈로우" 모이어티는 주로 C18 기를 보유하는 탈로우에서 유래된다. 시중에서 입수할 수 있는 디알킬아민은 특정량의 모노알킬아민 및/또는 트리알킬아민을 함유하는 것으로 이해하고, 이러한 시판 물질로 제조된 산물은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 고찰되어야 한다(임의의 트리알킬아민 성분은 아미드를 형성하기 위해 반응할 것으로 생각되지 않는다는 것을 알 수 있다).
본 발명의 아미드 또는 티오아미드는 전술한 아민과 하이드록시 산 또는 하이드록시 티오산 또는 이의 반응성 등가물과의 축합 산물로써 간주될 수 있다. X가 O인 경우에, 아미드는 화학식 R3COOH로 표시될 수 있는 하이드록시 산의 유도체이다. 하이드록시 산(또는 경우에 따라 하이드록시 티오산)에서 R3은 탄소 원자 1 내지 6개의 하이드록시알킬 기 또는 이러한 하이드록시알킬 기가 이의 하이드록시 기를 통해 아실화제(함황 아실화제를 포함할 수도 있다)와 축합하여 형성한 기이다. 즉, R3 에 존재하는 -OH 기는 그 자체가 잠재적으로 반응성이고, 다른 산성 물질 또는 이의 반응성 등가물과 축합하여, 예컨대 에스테르를 형성할 수 있다. 즉, 하이드록시 산은 예컨대 글리콜산과 같은 산의 하나 이상의 추가 분자와 축합할 수 있다. 적당한 하이드록시 산의 예는 글리콜산, 즉 하이드록시아세트산, HO-CH2-COOH이다. 글리콜산은 실질적으로 순수한 형태로 또는 70% 수용액으로 시중에서 쉽게 입수할 수 있다. R3이 1개보다 많은 탄소 원자를 함유할 때, 하이드록시 기는 1번 탄소(α) 또는 사슬 중의 다른 탄소(예, β 또는 ω)에 존재할 수 있다. 탄소 사슬자체는 선형, 분지형 또는 환형일 수 있다.
본 발명의 조성물에 존재하는 성분(c)의 양은 최종 유체 포뮬레이션의 0.05 내지 3.0 중량%일 수 있다. 대안적인 양은 중량 기준으로 0.1 내지 2%, 0.3 내지 1%, 또는 약 0.7%를 포함한다. 농축물인 경우, 그 양은 비례적으로 더 높을 것이다.
존재할 수 있는 다른 성분은 분산제 성분이고, 이는 단일 분산제 종 또는 복수의 분산제 종을 포함할 수 있다. 분산제는 전술한 몇몇 화합물들이 약간의 분산제 특성을 나타낼 수 있는 경우에, "전술한 화합물 외에 다른 것"으로 표현할 수 있다. 한 예로써, "카르복시 분산제"의 예는 주로 미국 특허, 예컨대 3,219,666, 3,316,177, 3,340,281, 3,351,552, 3,381,022, 3,433,744, 3,444,170, 3,467,668, 3,501,405, 3,542,680, 3,576,743, 3,632,511, 4,234,435, Re 26,433 및 6,165,235에 기술되어 있다.
카르복시 분산제의 일종인 석신이미드 분산제는 전술한 아민과 하이드로카르빌-치환된 석신산 무수물(또는 이의 반응성 등가물, 예컨대 산, 산 할라이드 또는 에스테르)을 반응시켜 제조한다. 하이드로카르빌 치환 기는 일반적으로 평균 적어도 8개, 또는 20개, 또는 30개 또는 35개 내지 최대 350개, 또는 최대 200개, 또는 최대 100개의 탄소 원자를 보유한다. 한 양태에 따르면, 하이드로카르빌 기는 폴리알켄에서 유래된다. 이러한 폴리알켄은
Figure pct00009
(수평균분자량, Mn 으로 기재할 수도 있다)이 적어도 500인 것을 특징으로 할 수 있다. 일반적으로, 폴리알켄은
Figure pct00010
이 500 또는 700 또는 800 또는 900, 최대 5000, 또는 최대 2500, 또는 최대 2000 또는 최대 1500인 것을 특징으로 한다. 다른 양태에 따르면,
Figure pct00011
은 500 또는 700 또는 800부터 1200 또는 1300까지 다양하다. 한 양태에 따르면, 다분산도(
Figure pct00012
)는 적어도 1.5이다.
폴리알켄은 탄소 원자가 2 내지 16 또는 2 내지 6, 또는 2 내지 4개인 중합성 올레핀 단량체들의 단독중합체 및 상호중합체를 포함한다. 올레핀은 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 이소부텐 및 1-옥텐과 같은 모노올레핀; 또는 1,3-부타디엔 및 이소프렌과 같은 디올레핀계 단량체 등의 폴리올레핀계 단량체일 수 있다. 한 양태에 따르면, 중합체는 단독중합체이다. 중합체의 한 예는 폴리부텐이다. 한 예로, 폴리부텐의 약 50%는 이소부틸렌에서 유래된다. 폴리알켄은 통상의 절차에 따라 제조할 수 있다.
한 양태에 따르면, 석신계 아실화제는 폴리알켄을 과량의 말레산 무수물과 반응시켜, 치환 기의 각 당량당 석신산 기의 수가 적어도 1.3, 예컨대 1.5 또는 1.7 또는 1.8인 치환된 석신계 아실화제를 제공하여 제조한다. 치환기 당 석신 기의 최대 수는 일반적으로 4.5 또는 2.5 또는 2.1 또는 2.0을 초과하지 않을 것이다. 치환기가 상기 폴리올레핀으로부터 유래되는 치환된 석신계 아실화제의 제법 및 용도는 미국 특허 4,234,435에 기술되어 있다. 석신계 아실화제는 염소 보조 경로 또는 가열("엔(ene)") 반응으로 제조할 수 있다. 이 합성 경로는 미국 특허 7,615,521(컬럼 3 내지 5 참조)에 더 상세히 설명되어 있다.
치환된 석신계 아실화제는 전술한 아민 및 아민 스틸 보텀(still bottom)으로 알려진 중질 아민 산물을 비롯한 아민과 반응할 수 있다. 아실화제와 반응한 아민의 양은 일반적으로 CO:N의 몰 비가 1:2 내지 1:0.25, 또는 1:2 내지 1:0.75, 또는 1:1.4 내지 1:0.95의 몰 비를 제공하는 양이다. 다른 양태에서, CO:N 비는 1:0.2 내지 1:0.3일 수 있고, 이러한 비인 경우 또는 임의의 다른 비인 경우, 최종 분산제는 예컨대 디머캅토티아디아졸에 의해 추가로 처리될 수 있다. 아민이 1차 이민인 경우, 이미드에 대한 완전한 축합이 일어날 수 있다. 또한, 다양한 양의 아미드 산물, 예컨대 아미드산이 존재할 수도 있다. 반응이 오히려 알코올과 이루어진다면, 최종 분산제는 에스테르 분산제일 것이다. 별도의 분자에든지 또는 동일한 분자(전술한 축합된 아민에서처럼)에든지 아민 및 알코올 작용기가 둘 다 존재한다면, 아미드, 에스테르 및 아마도 이미드 작용기의 혼합물이 존재할 수 있다. 이 분산제는 소위 에스테르-아미드 분산제이다.
"아민 분산제"는 비교적 고 분자량의 지방족 또는 지환족 할라이드 및 아민의 반응 산물, 예컨대 폴리알킬렌 폴리아민이다. 이의 예는 미국 특허 3,275,554, 3,438,757, 3,454,555 및 3,565,804에 기술되어 있다.
"마니히 분산제"는 알킬 기가 적어도 30개의 탄소 원자를 보유하는 알킬 페놀과 알데하이드(특히, 포름알데하이드) 및 아민(특히 폴리알킬렌 폴리아민)의 반응 산물이다. 이의 예는 다음과 같은 미국 특허에 기술된 물질들이다: 3,036,003, 3,236,770, 3,414,347, 3,448,047, 3,461,172, 3,539,633, 3,586,629, 3,591,598, 3,634,515, 3,725,480, 3,726,882 및 3,980,569.
또한, 후처리된 분산제들도 개시 기술의 일부일 수 있다. 이 분산제는 일반적으로 카르복시 분산제, 아민 분산제 또는 마니히 분산제를 우레아, 티오우레아, 이황화탄소, 알데하이드, 케톤, 카르복시산, 탄화수소-치환된 석신산 무수물, 니트릴, 에폭사이드, 붕소 화합물, 예컨대 붕산("붕산화된 분산제"를 제공함), 인 화합물, 예컨대 인의 산 또는 무수물, 또는 2,5-디머캅토티아디아졸(DMTD)과 같은 시약과 반응시킴으로써 수득된다. 특정 양태에서, 하나 이상의 개별 분산제들은 붕소 또는 DMTD에 의해, 또는 붕소와 DMTD 둘 모두에 의해 후처리될 수 있다. 이러한 종류의 물질의 예는 다음과 같은 미국 특허에 기술되어 있다: 3,200,107, 3,282,955, 3,367,943, 3,513,093, 3,639,242, 3,649,659, 3,442,808, 3,455,832, 3,579,450, 3,600,372, 3,702,757 및 3,708,422.
한 양태에 따르면, 분산제 성분은 윤활제 포뮬레이션의 1 내지 6 중량%의 양으로, 또는 대안적으로 2 내지 5.5 또는 3 내지 5%의 양으로 존재할 것이다. 이 양이 1종보다 많이 존재한다면, 존재할 수 있는 각 분산제들의 합계를 나타낸다. 한 양태에 따르면, 분산제 성분은 하나 이상의 석신이미드 분산제를 함유한다. 한 양태에 따르면, 석신이미드 분산제 또는 분산제들은 붕산화될 것이고, 즉 붕소를 함유하거나 또는 붕소 종 또는 붕산화제와 반응할 것이며, 그 결과 분산제 성분은 전체적으로 0.05 내지 1 중량% 붕소, 또는 대안적으로 0.1 내지 0.7% 또는 0.2 내지 0.6%를 함유할 것이다. 다수의 석신이미드 분산제가 존재한다면, 붕소는 하나 이상의 분산제에 보유되어 있거나 또는 결합되어 있을 수 있고, 반면 하나 이상의 다른 분산제는 붕산화되지 않을 것이다. (붕소와 분산제 종과의 반응 또는 결합의 형태는 제한적인 것이 아니다). 전체 분산제 성분의 TBN은 무오일 기준으로 나타내면 40 내지 100, 또는 40 내지 95, 또는 40 내지 90, 또는 45 내지 70, 또는 50 내지 68일 수 있다(TBN, 또는 총 염기가는 샘플을 특정 종점까지 적정하는데 필요한 샘플 g당 KOH의 밀리그램으로 나타낸 산의 양이며, ASTM D-794에 정의되어 있다).
한 양태에 따르면, 분산제 성분은 붕소 함량이 약 0.1 내지 약 1 중량%, 또는 0.3 내지 0.8, 또는 0.5 내지 0.7 중량%이고 TBN이 특정 양태에서 4 내지 90 또는 50 내지 70인 제1 붕산화된 석신이미드 분산제 성분(즉, 하나 이상의 개별 종)을 함유한다. 이 양태에서, 분산제 성분은 또한 붕산화되지 않거나, 또는 제1 분산제 성분보다 덜 붕산화된 제2 분산제 성분(하나 이상의 개별 종)을 함유할 수도 있다. 따라서, 제2 석신이미드 분산제 성분은 붕소 함량이 0.1 중량% 미만, 또는 0.05 또는 0.01 중량% 미만일 수 있고, 또는 붕소를 함유하지 않을 수도 있다. 제2 석신이미드 분산제 성분의 TBN은 특정 양태에 따르면 40 내지 80, 40 내지 70 또는 50 내지 60일 수 있다.
특정 양태들에서, 분산제 성분은 하나보다 많은 개별 분산제 종, 예컨대 하나보다 많은 개별 석신이미드 분산제 종을 함유한다. 이들 중 하나 이상은 테레프탈산, 무기 인 화합물 또는 디머캅토티아디아졸 화합물 중 적어도 하나와 반응하는(또는 후처리되는) 석신이미드 분산제일 수 있다. 예를 들어, 한 양태에 따르면 3개의 개별 석신이미드 분산제 종이 존재할 수 있는데, 여기서 하나는 붕소 및 테레프탈산으로 처리될 수 있고, 두 번째는 붕소, 테레프탈산 및 디머캅토티아디아졸로 처리될 수 있으며, 세 번째는 어떠한 후처리제로도 처리되지 않을 수 있다. 개별 분산제들의 많은 이러한 조합들은 당업자에게 자명할 것이고; 이러한 조합은 전체 분산제 성분에서 특정한 양의 붕소가 충족되도록 선택할 수 있다.
개시 기술의 윤활제에는 다른 첨가제들이 존재할 수 있다. 흔히 사용되는 한가지 성분은 점도개질제이며, 점도향상제라고도 불린다. 점도개질제(VM) 및 분산제 점도개질제(DVM)는 잘 알려져 있다. VM 및 DVM의 예로는 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리올레핀, 스티렌-말레산 에스테르 공중합체, 및 이와 유사한 중합체 물질, 예컨대 단독중합체, 공중합체 및 그래프트(graft) 공중합체를 포함할 수 있다. DVM은 질소-함유 메타크릴레이트 중합체, 예컨대 메틸 메타크릴레이트와 디메틸 아미노프로필아민에서 유래되는 질소-함유 메타크릴레이트 중합체를 함유할 수 있다.
시중에서 입수할 수 있는 VM, DVM 및 이의 화학적 종류의 예로는 다음과 같은 것을 포함할 수 있다: 폴리이소부틸렌(예, Indopol™ (BP Amoco) 또는 Parapol™ (ExxonMobil); 올레핀 공중합체(예, Lubrizol™ 7060, 7065 및 7067(Lubrizol) 및 Lucant™ HC-2000L 및 HC-600(Mitsui)); 수소화된 스티렌-디엔 공중합체(예, Shellvis™ 40 및 50 (Shell) 및 LZ® 7308 및 7318(Lubrizol); 분산제 공중합체인 스티렌/말리에이트 공중합체(예, LZ® 3702 및 3715, Lubrizol); 폴리메타크릴레이트, 이 중 몇몇은 분산제 성질을 갖고 있다(예, Viscoplex™ 시리즈(RohMax), Hitec™ 시리즈(Afton), LZ 7702™, LZ 7727™, LZ 7725™ 및 LZ 7720C™ (Lubrizol)); 올레핀-그래프트-폴리메타크릴레이트 중합체(예, Viscoplex™ 2-500 및 2-600 (RohMax)); 및 수소화된 폴리이소프렌 성상(star) 중합체(예, Shellvis™ 200 및 260, Shell). 또한, Lubrizol의 Asteric™ 중합체(방사상 또는 성상 구조를 가진 메타크릴레이트 중합체)도 포함된다. 사용될 수 있는 점도개질제는 미국 특허 5,157,088, 5,256,752 및 5,395,539에 기술되어 있다. VM 및/또는 DVM은 기능성 유체에 최대 20중량%의 농도로 사용될 수 있다. 1 내지 12중량% 또는 3 내지 10중량%의 농도도 사용될 수 있다.
본 기술에 사용된 조성물에 사용될 수 있는 다른 성분은 보조 마찰조정제이다. 이 마찰조정제는 당업자에게 잘 알려져 있다. 사용될 수 있는 마찰조정제의 목록은 미국 특허 4,792,410, 5,395,539, 5,484,543 및 6,660,695에 포함되어 있다. 미국 특허 5,110,488은 마찰조정제로써 유용한 지방산의 금속 염, 특히 아연 염을 개시한다. 사용될 수 있는 보조 마찰조정제의 목록은 다음과 같은 것을 포함할 수 있다:
지방 포스파이트 붕산화된 알콕시화된 지방 아민
지방산 아미드 지방산의 금속염
지방 에폭사이드 황화된 올레핀
붕산화된 지방 에폭사이드 지방 이미다졸린
전술한 지방 아민외에 카르복시산과 폴리알킬렌-폴리아민의
다른 지방 아민 축합 산물
글리세롤 에스테르 알킬 살리실레이트의 금속 염
붕산화된 글리세롤 에스테르 알킬인산의 아민 염
알콕시화된 지방 아민 에톡시화된 알코올
옥사졸린 이미다졸린
하이드록시알킬 아미드 폴리하이드록시 3차 아민
및 이의 2종 이상의 혼합물.
이러한 종류의 각 마찰조정제의 대표예는 공지되어 있고 시중에서 입수할 수 있다. 예를 들어, 지방 포스파이트는 일반적으로 화학식 (RO)2PHO 또는 (RO)(HO)PHO일 수 있고, 여기서 R은 오일 용해성을 부여하기에 충분한 길이의 알킬 또는 알케닐 기일 수 있다. 적당한 포스파이트는 시중에서 입수할 수 있고, 미국 특허 4,752,416에 기술된 바와 같이 합성될 수 있다.
사용될 수 있는 붕산화된 지방 에폭사이드는 캐나다 특허 1,188,704에 개시되어 있다. 이러한 오일 용해성 붕소-함유 조성물은 붕산 또는 붕소 삼산화물과 같은 붕소 급원을 적어도 8개의 탄소 원자를 함유할 수 있는 지방 에폭사이드와 반응시켜 제조할 수 있다. 비-붕산화된 지방 에폭사이드도 보조 마찰조정제로써 유용할 것이다.
사용될 수 있는 붕산화된 아민은 미국 특허 4,622,158에 개시되어 있다. 붕산화된 아민 마찰조정제(예, 붕산화된 알콕시화된 지방 아민)는 전술한 붕소 화합물을 대응하는 아민, 예컨대 단순 지방 아민 및 하이드록시 함유 3차 아민과 반응시켜 제조할 수 있다. 붕산화된 아민을 제조하는데 유용한 아민은 상표명 "ETHOMEEN"으로 알려져 있고 Akzo Nobel에서 입수할 수 있는 시판 알콕시화된 지방 아민을 포함할 수 있고, 그 예로는 비스[2-하이드록시에틸]-코코아민, 폴리옥시에틸렌[10]코코아민, 비스[2-하이드록시에틸]-소이아민, 비스[2-하이드록시에틸]-탈로우아민, 폴리옥시에틸렌-[5]탈로우아민, 비스[2-하이드록시에틸]올레일아민, 비스[2-하이드록시에틸]옥타데실아민, 및 폴리옥시에틸렌[15]-옥타데실아민이 있다. 이러한 아민은 미국 특허 4,741,848에 기술되어 있다.
알콕시화된 지방 아민 및 지방 아민 자체(예, 올레일아민)은 마찰조정제로써 유용할 수 있다. 이 아민들은 시중에서 입수할 수 있다.
글리세롤의 붕산화된 지방산 에스테르 및 글리세롤의 미붕산화된 지방산 에스테르는 둘 다 마찰조정제로써 사용될 수 있다. 글리세롤의 붕산화된 지방산 에스테르는 글리세롤의 지방산 에스테르를 붕산과 같은 붕소 급원으로 붕산화시켜 제조할 수 있다. 글리세롤의 지방산 에스테르 자체는 당업계에 공지된 다양한 방법으로 제조할 수 있다. 이러한 많은 에스테르, 예컨대 글리세롤 모노올리에이트 및 글리세롤 탈로우에이트는 상업적 규모로 제조된다. 상업적 글리세롤 모노올리에이트는 45 내지 55중량%의 모노에스테르와 55 내지 45중량%의 디에스테르의 혼합물을 함유할 수 있다.
지방산은 상기 글리세롤 에스테르를 제조하는데 사용될 수 있다: 지방산은 또한 이의 금속 염, 아미드 및 이미다졸린을 제조하는데 사용될 수 있고, 이들 모두 마찰조정제로써 사용될 수도 있다. 지방산은 6 내지 24개의 탄소 원자, 또는 8 내지 18개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 유용한 산은 올레산일 수 있다.
지방산의 아미드는 암모니아 또는 1차 아민 또는 2차 아민, 예컨대 디에틸아민 및 디에탄올아민과의 축합에 의해 제조된 것일 수 있다. 지방 이미다졸린은 디아민 또는 폴리아민, 예컨대 폴리에틸렌폴리아민과 산의 환형 축합 산물을 포함할 수 있다. 한 양태로, 마찰조정제는 폴리알킬렌 폴리아민과 C8 내지 C24 지방산의 축합 산물, 예컨대 테트라에틸렌펜타민과 이소스테아르산의 산물일 수 있다. 카르복시산과 폴리알킬렌아민의 축합 산물은 이미다졸린 또는 아미드일 수 있다.
또한, 지방산은 이의 금속 염, 예컨대 아연 염으로 존재할 수도 있다. 이 아연 염은 산성, 중성 또는 염기성(과염기화된)일 수 있다. 이 염은 아연 함유 시약과 카르복시산 또는 이의 염을 반응시켜 제조할 수 있다. 이러한 염을 제조하는데 유용한 방법은 카르복시산과 산화아연을 반응시키는 것이다. 유용한 카르복시산은 전술한 것이다. 적당한 카르복시산은 화학식 RCOOH로 표시되는 것을 포함하고, 이 식에서 R은 지방족 또는 지환족 탄화수소 라디칼이다. 이 중에는 R이 지방 기, 예컨대 스테아릴, 올레일, 리놀레일 또는 팔미틸인 것이 있다. 또한, 아연이 중성 염을 제조하는데 필요한 양보다 화학량론적 과량으로 존재하는 아연 염도 적합하다. 아연이 화학량론적 양의 1.1 내지 1.8배, 예컨대 아연의 화학량론적 양의 1.3 내지 1.6배로 존재하는 염이 사용될 수 있다. 이러한 아연 카르복실레이트는 당업계에 공지되어 있고, 미국 특허 3,367,869에 기술되어 있다. 또한, 금속 염도 칼슘 염을 포함할 수 있다. 그 예로는 과염기화된 칼슘 염을 포함할 수 있다.
또한, 황화 올레핀은 마찰조정제로써 사용되는 공지된 시판 물질이다. 적당한 황화 올레핀은 미국 특허 4,957,651 및 4,959,168의 상세한 교시에 따라 제조되는 것이다. 또한, 다가 알코올의 적어도 하나의 지방산 에스테르, 적어도 하나의 지방산, 적어도 하나의 올레핀 및 1가 알코올의 적어도 하나의 지방산 에스테르로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 2 이상의 반응물들의 공-황화된(cosulfurized) 혼합물일 수도 있다. 올레핀 성분은 보통 4 내지 40개의 탄소 원자를 함유하는 지방족 올레핀일 수 있다. 이 올레핀의 혼합물은 시중에서 입수할 수 있다. 본 발명의 방법에 유용한 황화제로는 원소 황, 황화수소, 할로겐화 황 + 황화나트륨, 및 황화수소와 황 또는 이산화황의 혼합물을 포함한다.
알킬 살리실레이트의 금속 염은 장쇄(예, C12 내지 C16) 알킬-치환된 살리실산의 칼슘 염 및 기타 염을 포함한다.
알킬인산의 아민 염은 3차-지방족 1차 아민과 같은 아민과 인산의 올레일 및 기타 장쇄 에스테르의 염을 포함하며, 이는 상표명 Primene™으로 판매되고 있다.
보조 마찰조정제의 양은 존재한다면 윤활 조성물의 중량을 기준으로 0.1 내지 1.5%, 예컨대 0.2 내지 1.0 또는 0.25 내지 0.75%일 수 있다. 하지만, 몇몇 양태들에서, 보조 마찰조정제의 양은 0.2중량% 미만 또는 0.1중량% 미만, 예컨대 0.01 내지 0.1%로 존재한다.
본 기술의 조성물은 또한 청정제를 포함할 수도 있다. 본원에 사용되는 청정제는 유기산의 금속 염이다. 청정제의 유기 산 부위는 설포네이트, 카르복실레이트, 페네이트 또는 살리실레이트일 수 있다. 청정제의 금속 부위는 알칼리 또는 알칼리토금속일 수 있다. 적당한 금속은 나트륨, 칼슘, 칼륨 및 마그네슘을 포함한다. 일반적으로, 청정제는 과염기화되고, 이는 중성 금속 염을 형성하는데 필요한 양보다 화학량론적 과량의 금속 염기가 존재하는 것을 의미한다.
적당한 과염기화된 유기 염은 실질적으로 친유성 특성이 있고 유기 물질로부터 제조되는 설포네이트 염을 포함한다. 유기 설포네이트는 윤활제 및 청정제 기술분야에 잘 알려진 물질이다. 설포네이트 화합물은 평균 10 내지 40개의 탄소 원자, 예컨대 12 내지 36개의 탄소 원자, 또는 14 내지 32개의 탄소 원자를 함유할 것이다. 이와 마찬가지로, 페네이트, 살리실레이트 및 카르복실레이트는 실질적으로 친유성 특성이 있다.
본 발명은 방향족 형태 또는 파라핀 형태의 탄소 원자를 허용하지만, 특정 양태들에서는 알킬화된 방향족이 이용된다. 나프탈렌계 물질이 이용될 수 있지만, 최상의 방향족은 벤젠 모이어티이다.
따라서, 적당한 조성물은 과염기화된 모노설폰화된 알킬화된 벤젠, 예컨대 모노알킬화된 벤젠을 포함한다. 일반적으로, 알킬 벤젠 분획은 스틸 보텀 급원으로부터 수득되고 모노알킬화 또는 디알킬화된다. 본 발명에서는 모노알킬화된 방향족이 디알킬화된 방향족보다 전체적인 성질이 우수한 것으로 여겨진다.
때로는 본 발명에서 모노알킬화된 염(벤젠 설포네이트)을 수득하기 위해 모노알킬화된 방향족(벤젠)의 혼합물이 이용되는 것이 바람직하다. 조성물의 상당 부분이 알킬 기의 급원으로써 프로필렌의 중합체를 함유하는 혼합물은 염의 용해성에 도움을 줄 수 있다. 단일작용기성(예, 모노설폰화된) 물질의 이용은 분자의 가교를 피하여 윤활제로부터 염이 더 적게 침전되게 한다. 또한, α-올레핀으로 알킬화하여 제조한 알킬화된 벤젠을 사용하는 것도 종종 바람직하다.
염은 "과염기화"될 수 있다. 과염기화란, 금속 염기의 화학량론적 과량이 중성 염의 음이온에 필요한 양 이상으로 존재하는 것을 의미한다. 과염기화로부터 과량의 금속은 윤활제에서 축적될 수 있는 산을 중화시키는 효과가 있다. 일반적으로, 과량의 금속은 음이온을 중화시키는데 필요한 양 이상으로, 당량 기준으로 최대 30:1, 예컨대 5:1 내지 18:1의 비(ratio)로 존재할 것이다. 과염기화된 물질은 종종 탄산화되고, 즉 이산화탄소와 반응하여 금속의 초과 당량의 허용에 도움을 줄 수 있다.
조성물에 이용된 과염기화된 염의 양은 일반적으로 무오일 기준으로 0.025 내지 3중량%, 예컨대 0.1 내지 1.0%이다. 다른 양태에 따르면, 최종 윤활 조성물은 청정제를 함유하지 않거나 또는 실질적으로 함유하지 않거나 또는 소량의 청정제만을 함유할 수 있다. 즉, 예컨대 칼슘 과염기화된 청정제인 경우, 그 양은 250 ppm 미만의 칼슘, 예컨대 0 내지 250, 1 내지 200 또는 10 내지 150 또는 20 내지 100 또는 30 내지 50 ppm의 칼슘을 제공할 정도이거나, 또는 0이 아닌 전술한 임의의 양보다 적은 양으로 존재할 수 있다. 이것은 300 내지 600 ppm의 칼슘을 제공하기에 충분한 칼슘 청정제를 함유할 수 있는 더욱 통상적인 포뮬레이션들과는 대조적이다. 과염기화된 염은 일반적으로 약 50% 이하의 오일을 보유하고 TBN 범위는 10 내지 180 또는 10 내지 600(무오일 기준)이다. 붕산화 및 미붕산화된 과염기화된 청정제는 미국 특허 5,403,501 및 4,792,410에 기술되어 있다.
본 발명의 조성물은 또한 적어도 하나의 인의 산, 인의 산 염, 인의 산 에스테르 또는 이의 유도체, 예컨대 함황 유사체를 0.002 내지 1.0 중량%의 양으로 포함할 수 있다. 이러한 인의 산, 염, 에스테르 또는 이의 유도체는 인산, 아인산, 인의 산 에스테르 또는 이의 염, 아인산염, 인-함유 아미드, 인-함유 카르복시산 또는 에스테르, 인-함유 에테르 및 이의 혼합물을 포함한다.
한 양태에 따르면, 인의 산, 에스테르 또는 유도체는 유기 또는 무기 인의 산, 인의 산 에스테르, 인의 산 염, 또는 이의 유도체일 수 있다. 인의 산으로는 인산, 포스폰산, 포스핀산 및 티오인산, 예컨대 디티오인산 뿐 아니라 모노티오인산, 티오포스핀산 및 티오포스폰산을 포함한다. 인 화합물의 한 그룹은 하기 식으로 표시되는 알킬인산 모노 알킬 1차 아민 염이다:
Figure pct00013
여기서, R1, R2, R3은 알킬 또는 하이드로카르빌 기이고, 또는 R1 및 R2 중 하나는 H일 수 있다. 이 물질은 디알킬 인산 에스테르와 모노알킬 인산 에스테르의 1:1 혼합물일 수 있다. 이러한 종류의 화합물은 미국 특허 5,354,484에 기술되어 있다.
85% 인산은 완전 배합된 조성물에 첨가하기에 적합한 물질이고 조성물의 중량을 기준으로 0.01 내지 0.3중량%의 수준, 예컨대 0.03 내지 0.2 또는 0.03 내지 0.1%의 수준으로 포함될 수 있다.
존재할 수 있는 다른 인-함유 물질로는 디알킬포스파이트(때로, 디알킬 수소 포스포네이트라 불린다), 예컨대 디부틸 포스파이트를 포함한다. 또 다른 인 물질로는 포스포로티오산의 포스포릴화된 하이드록시-치환된 트리에스테르 및 이의 아민 염, 뿐만 아니라 인산의 무황 하이드록시-치환된 디에스테르, 인산의 무황 포스포릴화된 하이드록시-치환된 디에스테르 또는 트리에스테르, 및 이의 아민 염을 포함한다. 이러한 물질들은 미국 특허출원 US 2008-0182770에 더 상세히 설명되어 있다.
다른 물질도 경우에 따라 본 기술의 조성물에 포함될 수 있으며, 다만 전술한 필요 성분들 또는 사양들과 비융화성은 아니어야 한다. 이러한 물질로는 산화방지제(즉, 산화억제제), 예컨대 힌더드 페놀계 산화방지제, 2차 방향족 아민 산화방지제, 예컨대 디노닐디페닐아민, 뿐만 아니라 모노옥틸 또는 디옥틸과 같은 다른 알킬 치환체를 가진 모노노닐디페닐아민 및 디페닐아민과 같은 공지된 변형체, 황화된 페놀계 산화방지제, 오일-용해성 구리 화합물, 인-함유 산화방지제, 및 유기 설파이드, 디설파이드, 및 폴리설파이드, 예컨대 2-하이드록시알킬, 알킬 티오에테르 또는 1-t-도데실티오-2-프로판올 또는 황화된 4-카르보부톡시사이클로헥센 또는 기타 황화된 올레핀을 포함한다. 또한, 톨릴 트리아졸 및 디머캅토티아디아졸 및 이러한 물질들의 오일 용해성 유도체와 같은 부식 억제제도 포함될 수 있다. 기타 선택적 성분들로는 씰의 유연성을 유지하기 위해 구현된 이소데실 설폴란 또는 프탈레이트 에스테르와 같은 씰 팽창(seal swell) 조성물을 포함한다. 또한, 유동점 강하제, 예컨대 알킬나프탈렌, 폴리메타크릴레이트, 비닐 아세테이트/푸마레이트 또는 /말리에이트 공중합체, 및 스티렌/말리에이트 공중합체도 포함될 수 있다. 기타 물질은 내마모제, 예컨대 아연 디알킬디티오포스페이트, 트리데실 아디페이트, 및 하이드록시 카르복시산의 다양한 장쇄 유도체, 예컨대 타르트레이트, 타르트라미드, 타르트리미드, 및 미국 출원 2006-0183647에 기술된 시트레이트이다. 이러한 선택적 물질들은 당업자에게 공지되어 있고, 일반적으로 시중에서 입수용이하며, 공개된 유럽특허출원 761,805에 더 상세하게 설명되어 있다. 또한, 부식 억제제(예, 톨릴트리아졸, 디머캅토티아디아졸), 염료, 유동화제, 악취 차단제, 및 소포제와 같은 공지된 물질도 포함될 수 있다. 유기 붕산염 에스테르 및 유기 붕산염도 포함될 수 있다.
상기 성분들은 완전 배합된 윤활제의 형태로 또는 더 소량의 윤활 오일 내에 농축물 형태로 존재할 수 있다. 이들이 농축물로 존재한다면, 이들의 농도는 일반적으로 최종 블렌드에 희석 형태로 존재하는 농도에 정비례할 것이다.
본원에 사용된, "하이드로카르빌 치환체" 또는 "하이드로카르빌 기"란 용어는 당업자에게 공지된 통상의 의미로 사용된다. 구체적으로, 탄소 원자가 분자의 나머지에 직접 부착되어 있고 주로 탄화수소 특성을 가진 기를 의미한다. 하이드로카르빌 기의 예로는 다음과 같은 것을 포함한다:
- 탄화수소 치환체, 즉 지방족(예, 알킬 또는 알케닐), 지환족(예, 사이클로알킬, 사이클로알케닐) 치환체 및 방향족-, 지방족- 및 지환족-치환된 방향족 치환체, 뿐만 아니라 고리가 분자의 다른 부위를 통해 완성되는 환형 치환체(예컨대 2개의 치환체가 함께 고리를 형성함);
- 치환된 탄화수소 치환체, 즉 본 발명의 상황에서 치환체의 주요 탄화수소 성질을 변경시키는 않는 비-탄화수소 기를 함유하는 치환체(예, 할로(특히 클로로 및 플루오로), 하이드록시, 알콕시, 머캅토, 알킬머캅토, 니트로, 니트로소 및 설폭시);
- 헤테로 치환체, 즉 본 발명의 상황에서 주로 탄화수소 특성이 있지만, 탄소 원자로 구성된 고리 또는 사슬에 탄소 외에 다른 원자를 함유하고 피리딜, 푸릴, 티에닐 및 이미다졸릴과 같은 치환체를 포함하는 치환체. 헤테로원자는 황, 산소 및 질소를 포함한다. 일반적으로, 헤테로원자는 하이드로카르빌 기의 탄소 원자 10개당 2개 이하 또는 1개 이하로 존재할 것이다; 일반적으로 하이드로카르빌 기에 헤테로원자는 존재하지 않을 것이다.
전술한 몇몇 물질들은 최종 포뮬레이션에서 상호작용하여 최종 포뮬레이션의 성분들은 초기 첨가된 것과 달라질 수 있음은 알려져 있다. 예를 들어, 금속 이온(예컨대, 청정제의 금속 이온)은 다른 분자의 다른 산성 또는 음이온성 부위로 이동할 수 있다. 이와 같이 형성된 산물, 예컨대 목적한 용도에 본 발명의 조성물을 이용할 때 형성된 산물은 용이하게 설명하기가 쉽지 않다. 그럼에도, 이러한 모든 변형 및 반응 산물은 본 발명의 범위 내에 포함되고; 본 발명은 전술한 성분들을 혼합하여 제조한 조성물을 포괄한다.
본 발명의 조성물에 존재하는 인-함유 화합물 또는 화합물들의 양은 특정 양태에 따르면, 0.01 내지 2중량%, 대안적으로 0.02 내지 1 중량% 또는 0.05 내지 0.5 중량%일 수 있다. 이에 대응하여, 조성물의 총 인 함량은 물론 선택된 특정 화합물의 인 함량에 따라서, 예컨대 0.01 내지 0.3 중량%, 0.003 또는 0.03 내지 0.20 중량% 또는 0.05 내지 0.15 중량%일 수 있다. 특정 양태에 따르면, 개시 기술의 포뮬레이션은 인을 아연 디알킬디티오포스페이트의 형태로 함유하거나 또는 함유하지 않을 수 있다. 몇몇 양태들에는 아연 디알킬디티오포스페이트가 0.1중량% 미만 또는 0.01 중량% 미만으로 존재한다. 이러한 물질은 하기 식으로 표시될 수 있다:
Figure pct00014
여기서, R8 및 R9는 독립적으로 탄소 원자 3 내지 20개, 또는 3 내지 16개 또는 3 내지 12개를 가진 알킬, 사이클로알킬, 아르알킬 또는 알카릴 기와 같은 하이드로카르빌 기이다. 이 물질은 일반적으로 2차 알코올과 1차 알코올의 혼합물, 예컨대 이소프로판올과 4-메틸-2-펜탄올의 혼합물일 수 있는 알코올 R8OH 및 R9OH 중 하나 또는 이의 혼합물을 오황화인과 반응시켜 산을 제공한 뒤, 이를 산화아연으로 중화시켜 제조한다.
조성물이 농축물 형태일 때, 다양한 성분들의 상대적 양은 10과 같은 배율 등으로 비례적으로 증가할 것이다(윤활 점도의 오일은 제외, 이는 상응하게 감소함)
본원에 사용된 "축합 산물"이란 용어는 에스테르, 아미드, 이미드 및 축합 반응이 실제 산물로 직접 유도되도록 수행되는지에 상관없이, 알코올 또는 아민과 산 또는 산의 반응성 등가물(예, 산 할라이드, 무수물 또는 에스테르)의 축합 반응에 의해 제조될 수 있는 기타 물질들을 포괄하려는 것이다. 따라서, 예컨대 특정 에스테르는 직접 축합 반응이 아닌 에스테르교환 반응에 의해 제조될 수 있다. 그 결과 산출되는 산물은 여전히 축합 산물로 간주된다.
기술된 각 화학 성분의 양은 다른 언급이 없는 한 시판 물질에 통상적으로 존재할 수 있는 임의의 용매 또는 희석 오일을 배제한 양, 즉 활성 화학물질을 기준으로 한 양이다. 하지만, 다른 표시가 없는 한, 본원에 언급된 각 화학물질 또는 조성물은 이성질체, 부산물, 유도체 및 보통 상업적 등급에 존재하는 것으로 알고 있는 기타 물질을 보유할 수 있는 시판 등급의 물질인 것으로 해석되어야 한다.
본원에 사용된, "하이드로카르빌 치환체" 또는 "하이드로카르빌 기"란 용어는 당업자에게 공지된 통상적인 의미로 사용된다. 구체적으로, 이 용어는 분자의 나머지에 직접 부착된 탄소 원자가 있고 주로 탄화수소 특성을 나타내는 기를 의미한다. 하이드로카르빌 기의 예로는 탄화수소 치환체, 예컨대 지방족, 지환족 및 방향족 치환체; 치환된 탄화수소 치환체, 즉 본 발명의 상황에서 주로 치환체의 탄화수소 본성을 변경시키지 않는 비-탄화수소 기를 함유하는 치환체; 및 헤테로 치환체, 즉 마찬가지로 주로 탄화수소 특성을 갖지만, 고리 또는 사슬에 탄소 외에 다른 원자를 함유하는 치환체를 포함한다. "하이드로카르빌 치환체" 또는 "하이드로카르빌 기"란 용어의 더 상세한 설명은 공개 출원 US 2010-0197536의 문단 [0137] 내지 [0141]에서 발견된다.
전술한 몇몇 물질은 최종 포뮬레이션에서 상호작용하여, 최종 포뮬레이션의 성분들은 초기 첨가된 성분과 다를 수 있다는 것은 공지되어 있다. 예를 들어, 금속 이온(예컨대, 청정제의 금속 이온)은 다른 분자의 다른 산성 또는 음이온성 부위로 이동할 수 있다. 이와 같이 형성된 산물, 예컨대 목적한 용도에 본 발명의 조성물을 이용할 때 형성되는 산물은 용이하게 설명하기가 쉽지 않다. 그럼에도, 이러한 모든 변형과 반응 산물들은 본 발명의 범위내에 포함된다; 본 발명은 전술한 성분들을 혼합하여 제조한 조성물을 포괄한다.
본 발명은 변속기 유체에 양호한 마찰 성능을 제공하는데 유용하고, 이는 이하 실시예를 참고로 하면 더 잘 이해될 것이다.
실시예
이하의 포뮬레이션들은 시험을 위해 제조했다:
자동변속기의 전형적인 또는 통상적인 윤활제를 나타내는 출발 윤활제는 다음 성분들을 함유하는 것으로 제조했다(오일 외의 각 성분들은 무오일 기준으로 나타냈고, 모든 %는 중량을 기준으로 한다):
윤활 점도의 오일(총 100%를 만드는 양);
폴리메타크릴레이트 점도 조정제, 3.4%
유동점 강하제, 0.2%
내마모제: 0.28%, 예컨대 디부틸 포스파이트 및 디(장쇄 알킬) 포스파이트
석신이미드 분산제: 4.28%, 예컨대 붕산화된 석신이미드 분산제(들) 및 디머캅토티아디아졸-처리된 분산제(들)
씰 팽창제: 0.5%
부식 억제제: 0.06%
산화방지제: 1.1%, 예컨대, 힌더드 페놀계 에스테르 산화방지제 및 방향족 아민 산화방지제 포함
청정제: 0.18% 과염기화된 칼슘 설포네이트 청정제(저 TBN 및 고 TBN 물질)
통상적인 마찰조정제 패키지: 0.61%, 예컨대 인산(85%), 붕산염 에스테르, 폴리옥시에틸렌 탈로우알킬아민, 하이드록시에틸 헵타데세닐 이미다졸린, 및 장쇄 하이드록시알킬아민
소량의 기타 통상적인 첨가제(예컨대, 소포제, 염료 및 향료 첨가제(들) 포함).
실시예 1은 추가로 출발 윤활제내에 디코코아민과 글리콜산의 축합 산물(아미드) 0.70 중량% 및 디메틸옥살레이트와 N,N-디(C18 알킬) 프로필렌-1,3-디아민의 반응에 의해 형성된 비스아미드 0.70 중량%를 함유한다(C18 알킬 기는 이소스테아르산 구조의 특징이다).
실시예 2. 실시예 1과 동일한 출발 윤활제를 사용하지만, 단 장쇄 하이드록시알킬아민의 양이 0.01%의 양 정도 적고, 산화방지제 성분이 추가로 0.4%의 치환된 하이드로카르빌 설파이드를 함유하며, 기타 통상적인 첨가제는 특정 소량이 약간 다르다. 실시예 2의 포뮬레이션은 변형된 출발 윤활제 내에 디메틸 옥살레이트와 N,N-디(C18알킬)프로필렌-1,3-디아민(C18 알킬 기는 이소스테아르산 구조의 특징이다)의 반응에 의해 형성된 비스아미드 0.70 중량%를 함유한다.
참고예 B(138), C(129) 및 D(123)를 위해서는 유사한 출발 윤활제를 사용하되, 임의의 특정 성분의 조성 및 양이 일반적으로 다음과 같이 다르다:
참고예 B(138): 내마모 성분의 양: 0.28%
분산제 성분의 양: 3.71%
산화방지제 성분의 양: 1.5%
청정제 성분의 양: 0.29%
통상적인 마찰조정제 성분의 양: 0.51%
참고예 B(138)는 추가로 디메틸 옥살레이트와 N,N-디(C18 알킬)프로필렌-1,3-디아민의 반응에 의해 형성된 비스아미드 0.60 중량%를 함유한다.
참고예 C(129): 내마모 성분의 양: 0.2%
분산제 성분의 양: 3.77%
부식 억제제 성분의 양: 0.11%
산화방지제 성분의 양: 1.5%
청정제 성분의 양: 0.23%
통상적인 마찰조정제 성분의 양: 0.62%
참고예 C(129)는 추가로 디코코아민과 글리콜산의 축합 산물(아미드)을 0.75중량% 함유한다.
참고예 D(123): 내마모 성분의 양: 0.2%
분산제 성분의 양: 3.99%
부식억제제 성분의 양: 0.12%
산화방지제 성분의 양: 1.5%
청정제 성분의 양: 0.10%
통상적인 마찰조정제 성분의 양: 0.57%
참고예 D(123)는 추가로 디코코아민과 글리콜산의 축합 산물(아미드)을 0.66 중량% 함유한다.
이와 같이 제조된 포뮬레이션들은 종이계 마찰 디스크와 윤활처리된 강철 클러치 판의 반복적인 체결과 해리를 수반하는 마찰 시험으로 처리했다. 이 시험은 SAE No.2 Universal Wet Friction Material Test Machine에서, 또는 GK 또는 DKA 사양에 따르는 등가의 기계에서 수행했다. 측정 값들은 500회, 2500회 및 10,000회의 해리 사이클에서 기록했다.
모든 측정은 100℃에서 유지되는 윤활제 포뮬레이션을 가지고 수행했다. 첫 번째 측정은 "준정적" 마찰 계수이다. 이 측정을 위해, 고온 조건에서 270℃ 강철판 온도에 도달하기 위해 10 rpm으로 변속후 즉시 클러치를 풀었다. 준정적 마찰계수는 분리가 개시되고 활주 속도가 안정화된 후 0.5초 후에 측정했다. 두번째 측정은 "정적" 마찰계수로써, 이 조건은 클러치 판을 해리한 직후 이 판이 10 rpm의 상대적 속도로 이동할 때의 마찰계수로써 정의된다. 이와 마찬가지로, 동적 마찰계수는 클러치 체결 시 90%, 50% 및 10% 활주 속도에서 기록했다.
시험 결과는 이하 표에 제시했다. 각 엔트리마다 관련 마찰계수를, 즉 500 사이클(시험 초반), 2500 사이클(시험 중반) 및 10,000 사이클(시험 종반)에서 기록했다:
Figure pct00015
결과들은 옥살산 비스아미드와 성분 (c)의 아미드를 둘 다 함유하는 본 발명의 실시예가 이 시험에서 500 내지 10,000 사이클 동안 비교적 안정하게 유지되는 우수한 마찰 성능을 나타낸다는 것을 보여준다. 준정적 마찰계수는 1.02 내지 1.09의 높고 안정한 값이다. 정적 마찰계수는 실질적으로 0.135를 초과하지 않는 안정된 값이다.
앞에서 구체적으로 나열되거나 나열되지 않은, 우선권이 주장된 모든 선행 출원을 비롯해서 앞에서 언급한 문헌들은 각각 본원에 참고 인용된다. 어떠한 문헌의 언급은 이 문헌이 선행 기술로써의 자격이 있거나, 임의의 사법권에서 숙련된 자의 일반 지식을 구성하는 것임을 인정하는 것이 아니다. 본 명세서에서 물질의 양, 반응 조건, 분자량, 탄소 원자의 수 등을 명시한 모든 수치 양들은 실시예를 제외하고 또는 다른 분명한 표시가 있는 경우를 제외하고는, "약"이란 단어가 경우에 따라 수식하고 있는 것으로써 이해되어야 한다. 본원에 제시된 상한 및 하한의 양, 범위 및 비의 한계들은 독립적으로 조합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이와 마찬가지로, 본 발명의 각 성분의 범위 및 양은 임의의 다른 성분의 범위 또는 양과 함께 사용될 수 있다.
본원에 사용된, "함유하는"이란 전이어는 "포함하는", "보유하는" 또는 "특징으로 하는"과 동의어이며, 내포적 또는 개방적이고, 추가 언급되지 않은 성분 또는 방법 단계들을 배제하지 않는다. 하지만, 본원에서 "함유하는"이란 언급마다, 이 용어가 또한 대안적 양태들로써 "본질적으로 이루어지는" 및 "이루어지는"이란 어구도 포괄하고 있고, 이 "이루어지는"은 명시되지 않은 임의의 성분 또는 단계는 배제하고, "본질적으로 이루어지는"은 고찰 중인 조성물 또는 방법의 필수 또는 기본 및 신규 특성들에 중대한 영향을 미치지 않는 언급되지 않은 추가 성분들 또는 단계들의 내포를 허용하려고 한다. "이루어지는" 또는 "본질적으로 이루어지는"이란 표현은 청구항의 한 성분에 적용되었을 때, 청구항의 다른 곳에서 "함유하는"이란 존재가 있음에도 불구하고, 그 성분으로 표현되는 종류의 모든 종을 제한하려는 것이다.
특정 대표적인 양태들과 세부사항들은 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 나타냈지만, 당업자에게는 다양한 변화 및 변형이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 제조될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 이와 관련하여, 본 발명의 범위는 이하 청구항들에 의해서만 제한되어야 한다. 특정 사법권에서, 수치 범위 중 하나 이상의 더 좁은 값들의 언급 또는 더 넓은 목록으로부터 성분들의 더 좁은 선택의 언급은, 이러한 언급들이 바람직한 양태를 나타낸다는 것을 의미한다.

Claims (16)

  1. (a) 윤활 점도의 오일;
    (b) 탄소 원자가 약 12 내지 약 22개, 또는 12 내지 20개 또는 12 내지 18개 또는 12 내지 16개 또는 12 내지 14개 또는 14 내지 20개 또는 14 내지 18개 또는 14 내지 16개인 하이드로카르빌 기를 2개 이상 함유하는 N-치환된 옥살산 비스아미드 또는 아미드-에스테르 약 0.05 내지 약 3.0 중량%, 또는 0.1 내지 2 또는 0.3 내지 1 또는 약 0.7%; 및
    (c) 화학식 R1R2N-C(X)R3(여기서, X는 O 또는 S이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 적어도 약 6개, 또는 8개 내지 24개 또는 10 내지 18개의 탄소 원자를 가진 하이드로카르빌 기이며, R3은 1 내지 약 6개의 탄소 원자를 가진 하이드록시알킬 기 또는 이 하이드록시알킬 기와 이의 하이드록시 기를 통해 아실화제와 축합에 의해 형성한 기이다)로 표시되는 아미드 또는 티오아미드 약 0.05 내지 약 3.0 중량%, 또는 0.1 내지 2 또는 0.3 내지 1 또는 약 0.7%를 함유하는 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 추가로 (d) 하나 이상의 석신이미드 분산제를 함유하는 분산제 성분 약 1 내지 약 6 중량% 또는 2 내지 5.5 또는 3 내지 5%를 함유하며, 상기 분산제 성분은 약 0.05 내지 1 중량% 또는 0.1 내지 0.7 또는 0.2 내지 0.6%의 붕소를 함유하고 TBN(무 오일)이 약 40 내지 약 100, 또는 40 내지 90, 또는 45 내지 70, 또는 50 내지 68인 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, N-치환된 옥살산 비스아미드 또는 아미드 에스테르가 하기 화학식으로 표시되는 비스아미드를 함유하는 조성물:
    Figure pct00016

    [식에서, R1, R2, R3 및 R4 중 적어도 2개는 독립적으로 탄소원자 약 12 내지 약 22개의 하이드로카르빌 기를 함유하는 기이고, 이 R1, R2, R3 및 R4 기 중 2개 이하는 독립적으로 수소 또는 탄소 원자 10개 이하의 하이드로카르빌 기이다].
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, N-치환된 옥살산 비스아미드 또는 아미드 에스테르가 하기 화학식으로 표시되는 비스아미드를 함유하는, 조성물:
    Figure pct00017

    [식에서, 각 R1 및 R2는 독립적으로 약 12 내지 약 18개 탄소 원자의 알킬 기이다].
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, N-치환된 옥살산 비스아미드 또는 아미드-에스테르가 하기 화학식으로 표시되는 아미드-에스테르를 함유하는, 조성물:
    Figure pct00018

    [식에서, R1 및 R2는 독립적으로 약 12 내지 약 22개 탄소 원자를 가진 하이드로카르빌 기이고, R10은 1 내지 약 22개의 탄소 원자를 가진 하이드로카르빌 기이다].
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, (b) N-치환된 옥살산 비스아미드 또는 아미드 에스테르가 하기 화학식으로 표시되는 비스아미드를 함유하는, 조성물:
    Figure pct00019

    [식에서, 각 R5 및 R7은 독립적으로 약 12 내지 약 22개의 탄소 원자의 하이드로카르빌 기이고, 각 R6 및 R8은 독립적으로 수소 또는 탄소 원자 1 내지 약 22개의 하이드로카르빌 기이다].
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, (c) 아미드 또는 티오아미드에서, 각 R1 및 R2는 독립적으로 2-에틸헥실 기 또는 약 10 내지 약 18개 탄소 원자를 가진 기인, 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, (c) 아미드 또는 티오아미드 중에서 아미드인 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, (c) 아미드 또는 티오아미드가, 디-코코알킬아민 모이어티 또는 (2-에틸헥실)(수소화된 탈로우)아민 모이어티를 함유하는 치환된 질소 모이어티 R1R2N- 및 글리콜계 모이어티를 함유하는 카르복시 모이어티 -C(O)R3을 함유하는, 조성물.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, (d) 분산제 성분이 약 0.1 내지 약 1 중량% 또는 0.3 내지 0.8 또는 0.5 내지 0.7 중량%의 붕소 함량을 갖고 TBN(무오일)이 약 50 내지 약 100 또는 70 내지 90인 제1 붕산화된 석신이미드 분산제 성분; 및 약 0.1 중량% 미만의 붕소 함량을 갖고 TBN(무오일)이 약 40 내지 약 80 또는 40 내지 70 또는 50 내지 60인 제2 석신이미드 분산제 성분을 함유하는 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 제2 석신이미드 분산제 성분이 붕소를 함유하지 않는 것인, 조성물.
  12. 제2항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, (d) 분산제 성분이 테레프탈산 또는 무기 인 화합물 또는 디머캅토티아디아졸 화합물 중 적어도 하나와 반응하는 석신이미드 분산제를 하나 이상 함유하는 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로 청정제, 산화방지제, 부식 억제제, 씰 팽창제, 내마모제, 유기 붕산염 에스테르, 유기 붕산염 염, 소포제, 점도향상제 또는 성분 (b) 또는 성분 (c)의 것과 다른 마찰조정제를 하나 이상 함유하는 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 성분을 혼합하여 제조한 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 공급하는 단계를 함유하여, 윤활처리된 클러치로 장치를 윤활처리하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 장치가 자동변속기를 함유하는, 방법.
KR1020167033091A 2014-06-27 2015-06-25 변속기 유체에 양호한 마찰 성능을 제공하는 마찰조정제 혼합물 KR102425108B1 (ko)

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