KR20170134779A - 마모 성질이 개량된 유압 조성물 - Google Patents

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KR20170134779A
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Abstract

본 발명은 마찰조정제를 함유하고 향상된 내마모 성능을 공급하는 저황 윤활 조성물을 사용하여 기계 장치를 윤활처리하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 여기에 사용된 윤활 조성물을 제공한다.

Description

마모 성질이 개량된 유압 조성물{HYDRAULIC COMPOSITION WITH IMPROVED WEAR PROPERTIES}
본 발명은 마찰조정제를 함유하고 향상된 내마모 성능을 공급하는 윤활 조성물을 사용하여 기계 장치를 윤활처리하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 여기에 사용된 윤활 조성물을 제공한다.
유압 시스템, 순환 오일 또는 다른 산업용 오일에 적합한 윤활 조성물에는 아연 함유 내마모제와 같은 금속 함유 내마모제를 이용하는 것이 알려져 있다. 하지만, 이러한 제제들은 유압 시스템에 수지, 슬러지 및 바니시와 같은 침전물을 형성할 수 있다. 이러한 침전물은 밸브 점착 및 반응이 늦은 조절을 유발하여 유압 시스템의 성능을 저하시킨다. 또한, 상기 침전물은 기계적 마모 없이 제거하기 어렵기 때문에 상기 시스템의 세척은 어렵다.
국제공개번호 WO96/035765는 녹 저감 또는 방지량의 0.1 내지 3 wt%의 금속 합성 아릴 설포네이트와 0.01 내지 2 wt%의 지방족 석신산 또는 무수물을 보유하는 윤활 조성물을 개시한다. 또한, 치환된 폴리이소부틸렌 석신산 또는 폴리올 에스테르의 무수물 유도체 또는 폴리아민의 사용은 이러한 첨가제를 함유하는 윤활 조성물이 용인할 수 있는 방청성을 나타내지 않기 때문에 배제한다.
미국 특허 4,419,251 및 4,419,252는 분산제/유화제 시스템 및 내마모/방청성 패키지를 함유하는 수중유 특성의 수성 윤활제를 개시한다.
미국 특허 5,262,073은 아연 분산제, 0.3 내지 1 wt%의 칼슘 노닐 디-나프탈렌 합성 설포네이트 청정제 및 0.09 내지 0.85 wt%의 칼슘 알킬페네이트를 함유하는 윤활 조성물을 개시한다.
미국 특허 6,677,281은 금속 설포네이트, 무회분 알케닐 석신이미드 및 붕산화된 폴리올레핀 분산제를 함유하는 윤활 조성물을 개시한다.
미국 특허 4,466,894는 인 티오-알콜의 금속 염, 가황 페네이트 및 벤조트리아졸을 함유하는 조성물을 개시한다.
국제공개번호 WO 93/03121은 설포네이트, 카르복실레이트 및 페네이트의 적어도 하나의 금속 염을 지방족 카르복시산 또는 이의 무수물과 함께 개시한다.
윤활처리되는 장치에 침전물 형성이 저하 및/또는 방지되면서 용인할 수 있고(또는) 향상된 내마모 성능을 제공하는 저황 윤활 조성물은 여전히 필요로 되고 있다. 또한, 조성물의 항유화성과 같은 임의의 다른 성능 분야에 부정적인 영향을 미침이 없이 상기 개선사항 중 하나 이상을 제공하는 윤활 조성물이 필요한 실정이다. 본 발명은 상기한 성질을 보유하는 저황 윤활 조성물 및 이러한 조성물을 사용하여 장치를 윤활처리하는 방법을 제공한다.
본 발명은 (I) (a) 황이 실질적으로 없는 윤활 점도의 오일; 및 (b) 마찰 조정제를 함유하는 윤활 조성물을 기계 장치에 공급하여, 장치에 마모 감소, 마찰 감소 또는 이의 조합을 제공하는 단계를 포함하여, 산업용 유체, 유압 유체, 터빈유, 순환 오일 또는 이의 배합물을 필요로 하는 기계 장치를 윤활처리하는 방법을 제공한다.
성분 (a)는 그룹 II 오일, 그룹 III 오일, 기액 오일, 폴리-알파-올레핀 또는 이의 배합물을 포함할 수 있다. 윤활 조성물은 추가로 분산제, 산화방지제, 부식억제제, 카르복시산 또는 무수물, 청정제, 내마모제, 소포제, 금속 불활성화제, 항유화제, 청정제 안정제 또는 이의 배합물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 윤활 조성물이 추가로 금속 이탄화수소 치환된 디티오포스페이트를 포함하고, 여기서 적어도 하나의 탄화수소 기가 분지형 1차 탄화수소 기인 전술한 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 윤활 조성물이 무-금속 이탄화수소 치환된 디티오포스페이트를 포함하고, 여기서 적어도 하나의 탄화수소 기가 분지형 1차 탄화수소 기인 전술한 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 애프터마켓 처리로서 본 명세서에 기술된 마찰조정제를 윤활 점도의 오일 및/또는 조제된 유압 유체에 첨가하여 제조한 윤활 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 실질적으로 황이 없는 윤활 점도의 오일; (b) 마찰 조정제; (c) 분산제; (d) 금속 이탄화수소 치환된 디티오포스페이트; 및 (e) 경우에 따라 점도 지수 향상 중합체를 포함하고, 상기 탄화수소 기 중 적어도 하나는 분지형 1차 탄화수소 기인 윤활 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 실질적으로 황이 없는 윤활 점도의 오일; (b) 마찰 조정제; (c) 분산제; (d) 탄화수소 기 중 적어도 하나가 분지형 1차 탄화수소 기인, 금속 이탄화수소 치환된 디티오포스페이트; 및 (e) 경우에 따라 점도 지수 향상 중합체를 포함하는 윤활 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 (a) 실질적으로 황이 없는 윤활 점도의 오일; (b) 마찰 조정제; (c) 분산제; (d) 탄화수소 기 중 적어도 하나가 분지형 1차 탄화수소 기인, 무금속 이탄화수소 치환된 디티오포스페이트; 및 (e) 경우에 따라 점도 지수 향상 중합체를 포함하는 윤활 조성물을 제공한다.
본 발명은 앞에서 정의한 윤활 조성물 및 방법을 제공한다. 본 명세서에 사용된, 물과 관련하여 "실질적으로 없는"이란 용어는 윤활 조성물이 오염량 이하의 물을 함유하는, 예컨대 물이 윤활 조성물의 약 1 wt% 이하, 바람직하게는 약 0.5 wt% 이하, 또는 심지어 약 0.2 wt% 이하로 존재하는 것을 의미한다.
하지만, 산업용 유체, 유압 유체, 터빈유, 순환 오일 또는 이의 배합물에 윤활 조성물을 적용하는 동안 외래의 물이 시스템에 혼입될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 외래의 물은 앞에서 개시한 오염량의 물에 포함되지 않는다.
한 양태에서, 윤활 조성물은 물이 실질적으로 없거나 전혀 없는 것이다. 한 양태에서, 윤활 조성물은 수중유 유탁액이 아니다.
한 양태에서, 본 발명의 방법은 유압 유체의 내마모 성능(또는 마모 성능)을 향상시키는 수단을 제공한다. 다른 양태에서, 본 발명은 유체의 항유화성에 악영향을 미침이 없이 저황 유압 유체의 내마모 성능을 향상시키는 수단을 제공한다. 또 다른 양태에서, 본 발명은 분산제를 함유하는 저황 유압 유체의 내마모 성능을 향상시키는 수단을 제공한다. 이러한 양태의 일부에서, 분산제는 금속, 예컨대 아연을 함유할 수 있다. 전술한 각 양태에서, 유압 유체는 그룹 II 또는 유사 오일을 기반으로 할 수 있다. 전술한 임의의 양태는 무아연 또는 무금속 또는 무회분성(즉, 오염량과 관련된 양보다 많은 양의 금속을 함유하지 않는)인 유압 유체 조성물을 산출할 수 있다. 또 다른 양태에서, 전술한 임의의 양태는 점도 조정제가 없을 수도 있고, 또 다른 양태의 세트에서 전술한 임의의 양태는 추가로 점도 조정제를 포함할 수도 있다.
윤활 점도의 오일
윤활 조성물은 윤활 점도의 오일을 포함한다. 이러한 오일은 천연 및 합성 오일, 수소화분해 오일, 수소화 오일, 및 수소화피니싱 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 근원으로부터 직접 수득되는 것이다.
정제 오일은 하나 이상의 정제 단계로 하나 이상의 성질을 향상시키기 위해 추가 처리한 것을 제외하고는 미정제 오일과 유사하다. 정제 기술은 당업계에 공지되어 있고, 용매 추출, 증류, 산 또는 염기 추출, 여과, 퍼콜레이션 등을 포함한다.
재정제 오일은 또한 재생 오일 또는 재가공 오일로도 알려져 있고, 정제 오일을 수득하는데 사용된 것과 유사한 방법에 의해 수득되며, 종종 소비된 첨가제와 오일 분해 산물의 제거에 관한 기술에 의해 추가 가공된다.
본 발명의 윤활제를 제조하는데 유용한 천연 오일로는 동물 오일, 식물 오일(예, 피마자유, 라드유), 액체 석유 오일과 같은 무기 윤활유, 파라핀계, 나프텐계 또는 혼합 파라핀계-나프텐계 타입의 용매-처리된 또는 산-처리된 무기 윤활유 및 석탄 또는 셰일 유래의 오일, 또는 이의 혼합물을 포함한다.
합성 윤활유가 유용하며, 탄화수소 오일, 예컨대 중합 및 공중합된 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); 알킬화된 디페닐 에테르 및 알킬화된 디페닐 설파이드 및 이의 유도체, 유사체 및 동족체 또는 이의 혼합물을 포함한다.
다른 합성 윤활유로는 인-함유 산의 액체 에스테르(예, 트리크레실 포스페이트, 트리옥틸 포스페이트 및 데칸 포스폰산의 디에틸 에스테르) 및 중합체성 테트라하이드로푸란을 포함한다. 합성 오일은 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 반응에 의해 생산될 수 있고, 일반적으로 수소첨가이성체화된 피셔-트롭쉬 탄화수소 또는 왁스일 수 있다. 한 양태에서, 오일은 피셔-트롭쉬 기액 합성 절차에 의해 제조될 수 있고, 뿐만 아니라 다른 기액 오일일 수 있다.
윤활 점도의 오일은 또한 미국석유협회(API) 기유 호환성 안내서에 명시된 바와 같이 정의될 수 있다. 5가지 기유 그룹은 다음과 같다: 그룹 I(황 함량 > 0.03 wt% 및/또는 <90wt% 포화물, 점도 지수 80-120); 그룹 II(황 함량 ≤ 0.03wt%, 및 ≥90wt% 포화물, 점도 지수 80-120); 그룹 III(황 함량 ≤0.03wt% 및 ≥90wt% 포화물, 점도 지수 ≥120); 그룹 IV(모든 폴리알파올레핀(PAO)); 및 그룹 V(그룹 I, II, III 또는 IV에 포함되지 않는 기타 전부). 윤활 점도의 오일은 API 그룹 I, 그룹 II, 그룹 III, 그룹 IV, 그룹 V 오일 또는 이의 혼합물을 포함한다. 종종, 윤활 점도의 오일은 API 그룹 I, 그룹 II, 그룹 III, 그룹 IV 오일 또는 이의 혼합물이다. 대안적으로, 윤활 점도의 오일은 종종 API 그룹 II, 그룹 III 오일 또는 이의 혼합물이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 오일은 실질적으로 황이 없는 것으로, 이는 오일 성분이 3000 ppm 이하의 황, 1500 ppm 이하의 황 또는 1000 ppm 이하의 황을 함유하는 것을 의미한다. 다른 양태에서, 오일 성분은 500 ppm 이하의 황, 300 ppm 이하의 황 또는 150 ppm 이하의 황을 함유할 수 있다. 일부 양태에서, 이러한 황 함량에 대한 한계는 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있는 전체 윤활 조성물에 적용되기도 한다.
본 발명에 사용하기에 적합한 오일은 (i) 황 함량이 0.03 wt% 이하이거나, (ii) 적어도 90 wt% 포화물을 함유하거나, (iii) 점도 지수가 적어도 120이거나, 또는 (iv) 이의 조합을 보유할 수 있다. 일부 양태에서, 조성물에 사용된 각 오일은 이러한 요건들 중 임의의 요건을 충족하지 않아도 좋지만, 2종 이상의 오일의 혼합물일 수 있는 전체 오일 성분은 전술한 요건들 중 적어도 하나를 충족해야 한다. 일부 양태에서, 오일은 그룹 II, 그룹 III 또는 그룹 IV 오일이다. 다른 양태에서, 본 발명의 조성물은 그룹 I 오일이 없는 것이다. 또 다른 양태에서, 본 발명의 조성물은 10 wt% 이하의 그룹 I 오일을 함유한다.
본 발명은 저황 유압 유체의 마모성 개량에 초점을 맞추고 있다. 그룹 I 기유를 함유하는 유압 유체는 일반적으로 유황 수준이 비교적 높아서, 본 발명의 사용이 필요 없을 정도로 양호한 마모성을 본래 보유하고 있다. 이에 반해, 그룹 II 기유 및 유사 저황 오일을 함유하는 것과 같은 저황 유압 유체는 마모성이 더욱 좋지 않다. 본 발명의 조성물은 이러한 문제점을 해결하고 이러한 유체의 마모성을 향상시킨다. 일부 양태에서, 이러한 향상은 유체의 항유화성에 좋지 않은 영향을 미침이 없이 달성된다.
윤활 점도의 오일은 천연 또는 합성 윤활유 및 이의 혼합물을 포함한다. 천연 오일로는 동물 오일, 무기 윤활유, 및 용매 또는 산 처리된 광유를 포함한다. 합성 윤활유로는 탄화수소 오일(폴리알파-올레핀), 할로-치환된 탄화수소 오일, 알킬렌 옥사이드 중합체, 디카르복시산과 폴리올의 에스테르, 인-함유 산의 에스테르, 중합체성 테트라하이드로푸란 및 규소계 오일을 포함한다. 윤활 점도의 오일은 수소-처리된 광유 또는 합성 윤활유, 예컨대 폴리올레핀인 것이 바람직하다. 유용한 윤활 점도 오일의 예로는 XHVI 베이스 스톡, 예컨대 100N 이성체화된 왁스 베이스 스톡(0.01% 황/141 VI), 120N 이성체화된 왁스 베이스 스톡(0.01% 황/149 VI), 170N 이성체화된 왁스 베이스 스톡(0.01% 황/142 VI), 및 250N 이성체화된 왁스 베이스 스톡(0.01% 황/146 VI); 정제된 베이스 스톡, 예컨대 250N 용매 정제된 파라핀계 광유(0.16% 황/89 VI), 200N 용매 정제된 나프텐계 광유(0.2% 황/60 VI), 100N 용매 정제된/수소화처리된 파라핀계 광유(0.01% 황/98 VI), 240N 용매 정제된/수소화처리된 파라핀계 광유(0.01% 황/98 VI), 80N 용매 정제된/수소화처리된 파라핀계 광유(0.08% 황/127 VI), 및 150N 용매 정제된/수소화처리된 파라핀계 광유(0.17% 황/127 VI)를 포함한다. 윤활 점도 오일의 설명은 미국 특허 4,582,618에 기재되어 있다(컬럼 2, 라인 37 내지 컬럼 3, 라인 63 포함해서).
일부 양태에서, 본 발명의 조성물에 사용된 오일은 Chevron™ RLOP, Motiva™ Star 및 Petro Canada™ Group II 오일뿐만 아니라 이의 혼합물을 포함한다. 다른 양태에서, 오일은 황 함량이 0 내지 50 ppm이고(또는) 점도 지수가 130 이하이다. 적당한 오일은 2종 이상의 오일의 혼합물, 예컨대 황 함량, 점도 지수 및/또는 점도가 다른 오일의 혼합물일 수 있다.
한 양태에서, 윤활 점도의 오일은 폴리알파-올레핀(PAO)이다. 일반적으로, 폴리알파-올레핀은 탄소 원자 4 내지 30, 또는 4 내지 20, 또는 6 내지 16개인 단량체에서 유래한다. 유용한 PAO의 예로는 데센에서 유래한 것을 포함한다. 이러한 PAO는 점도가 100℃에서 3 내지 150, 또는 4 내지 100, 또는 4 내지 8 cSt일 수 있다. PAO의 예로는 4 cSt 폴리올레핀, 6 cSt 폴리올레핀, 40 cSt 폴리올레핀 및 100 cSt 폴리알파올레핀을 포함한다.
한 양태에서, 윤활 조성물은 요오드가가 9 이하인 윤활 점도의 오일을 함유한다. 요오드가는 ASTM D-460에 따라 측정한다. 한 양태에서, 오일은 요오드가가 8 이하, 또는 6 이하, 또는 4 이하이다.
한 양태에서, 윤활 점도의 오일은 D445에 따라 측정했을 때 동점도(KV)가 100℃에서 적어도 3.5 cSt, 또는 적어도 4.0 cSt인 윤활 조성물을 제공하는 것으로 선택한다. 한 양태에서, 윤활 조성물은 SAE 기어 점도 등급이 적어도 SAE 75W인 것이다. 다른 양태에서, 본 발명의 윤활 조성물은 KV가 40C서 30 내지 60 cSt, 40C에서 35 내지 46 cSt 또는 40C에서 약 46 cSt인 것이다. 이러한 양태들은 또한 점도 지수(VI)가 50 내지 200, 50 내지 150, 75 내지 125, 또는 약 100일 수 있다.
또한, 윤활 조성물은 소위 멀티그레이드 등급, 예컨대 SAE 75W-80, 75W-90, 75W-140, 80W-90, 80W-140, 85W-90 또는 85W-140을 보유할 수 있다. 멀티그레이드 윤활제는 상기 윤활제 그레이드를 제공하기 위해 윤활 점도의 오일과 배합되는 점도 향상제를 포함할 수 있다. 유용한 점도 향상제로는 폴리올레핀, 예컨대 에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 폴리부틸렌 고무, 예컨대 수소화된 고무, 예컨대 스티렌-부타디엔 또는 스티렌-이소프렌 고무; 또는 폴리아크릴레이트, 예컨대 폴리메타크릴레이트를 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 한 양태에서, 점도 향상제는 폴리올레핀 또는 폴리메타크릴레이트이다. 시중에서 입수할 수 있는 점도 향상제로는 롬 앤드 하아스에서 입수할 수 있었던 Viscoplex™ 계열에 포함되는 Acryloid™ 점도 향상제; 셀 케미컬에서 입수할 수 있는 Shellvis™ 고무; 켐투라에서 입수할 수 있는 Trilene™ CP-40과 같은 Trilene™ 중합체 및 더 루브리졸 코포레이션에서 입수할 수 있는 Lubrizol® 3174와 같은 Lubrizol 3100 시리즈 및 8400 시리즈 중합체를 포함한다. 이러한 첨가제뿐 아니라 본 발명의 조성물에 사용될 수 있는 추가 첨가제는 이하 문단들에 더 상세하게 설명된다. 다른 양태에서, 본 발명의 윤활 조성물은 KV가 40C에서 20 내지 40 cSt, 40C에서 25 내지 35 cSt 또는 40C에서 약 32 cSt이다. 이러한 양태들은 또한 점도 지수(VI)가 200 이상, 300 이상, 400 이상 또는 약 425일 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명의 윤활 조성물은 KV가 40C에서 20 내지 100 cSt이고 VI가 80 내지 450이며, 또는 KV가 40C에서 25 내지 55 100 cSt이고 VI가 140 내지 180일 수 있다.
한 양태에서, 윤활 점도의 오일은 적어도 하나의 디카르복시산 에스테르를 포함한다. 일반적으로, 이 에스테르는 각 에스테르 기마다 4 내지 30개, 바람직하게는 6 내지 24개, 또는 7 내지 18개 탄소 원자를 함유한다. 여기서, 뿐만 아니라 본 명세서와 청구항의 다른 어디서든지, 범위와 비의 한계는 조합될 수 있다. 디카르복시산의 예로는 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산 및 세바스산을 포함한다. 에스테르 기의 예로는 헥실, 옥틸, 데실, 도데실 및 트리데실 에스테르 기를 포함한다. 이러한 에스테르 기로는 선형뿐 아니라 분지형 에스테르 기, 예컨대 에스테르 알킬 기의 이소 배열을 포함한다. 디카르복시산의 특히 유용한 에스테르는 디이소데실 아젤레이트이다. 일부 양태에서, 윤활 점도의 오일은 에스테르가 실질적으로 없거나 또는 심지어 에스테르 또는 전술한 특정 에스테르 중 어느 하나 또는 그 이상이 없는 것이다.
윤활 점도의 오일은 60 내지 99.9 wt%, 또는 65 내지 95 wt% 또는 70 내지 85 wt%의 범위로 존재할 수 있다. 다른 양태에서, 윤활 점도의 오일은 90 내지 99.9 wt%, 95 내지 99.9 wt% 또는 98 내지 99.5 wt%로 존재한다.
윤활 조성물은 농축물 및/또는 완전 조제된 윤활제 형태일 수 있다. 본 발명의 윤활 조성물이 농축물 형태(추가 오일과 배합하여 전적으로 또는 부분적으로 마무리처리된 윤활제를 형성할 수 있다)이면, 첨가제 (a) 내지 (d) 대 윤활 점도의 오일 및/또는 희석제 오일의 비는 중량 기준으로 약 1:99 내지 약 99:1, 또는 중량 기준으로 약 80:20 내지 약 10:90 범위를 포함한다.
마찰 조정제
본 발명의 방법 및 조성물에 사용된 마찰 조정제는 일반적으로 마찰 조정제 및/또는 윤활 보조제로 알려진 첨가제를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제의 유용한 목록은 미국 특허 4,792,410에 포함되어 있다. 미국 특허 5,110,488은 마찰 조정제로서 유용한 지방산의 금속 염, 특히 아연 염을 개시한다. 또한, 지방산은 유용한 마찰 조정제이다. 본 발명에 적합한 마찰 조정제의 목록으로는, (i) 지방 포스파이트 및/또는 포스포네이트; (ii) 지방산 아미드; (iii) 지방 에폭사이드; (iv) 붕산화된 지방 에폭사이드; (v) 지방 아민; (vi) 글리세롤 에스테르; (vii) 붕산화된 글리세롤 에스테르; (viii) 알콕시화된 지방 아민; (ix) 붕산화 알콕시화된 지방 아민; (x) 지방산의 금속 염; (xi) 가황 올레핀; (xii) 지방 이미다졸린; (xiii) 카르복시산 또는 등가물과 폴리알킬렌-폴리아민의 축합 산물; (xiv) 알킬 살리실레이트의 금속 염; (xv) 알킬인산의 아민 염; (xvi) 지방 에스테르; (xvii) 카르복시산 또는 등가물과 폴리올의 축합 산물 및 이의 혼합물을 포함한다.
이러한 유형의 각 마찰 조정제의 대표예는 공지되어 시판되고 있다. 예를 들어, (i)은 일반적으로 화학식 (RO)2PHO; (RO)(HO)PHO; 및 P(OR)(OR)(OR)인 성분을 포함한다. 이러한 화학식에서, "R"이란 용어는 통상적으로 알킬 기를 지칭할 수 있지만, 수소일 수도 있다. 물론, 알킬 기는 실제 알케닐이고, 이에 따라 본 명세서에 사용된 "알킬" 및 "알킬화된"이란 용어는 포화 알킬기 외에 다른 기를 성분 내에 포함하는 것도 가능하다. 이 성분은 실질적으로 친유성을 제공하기 위해 충분한 탄화수소 기를 보유해야 한다. 일부 양태에서, 탄화수소 기는 실질적으로 미분지형이다. 많은 적합한 이러한 성분은 시판되고 있고 미국 특허 4,752,416에 기술된 바와 같이 합성될 수 있다. 일부 양태에서, 이러한 성분은 각 R 기 내에 탄소 원자 8 내지 24개를 함유한다. 다른 양태에서, 성분은 각 지방 라디칼에 12 내지 22개의 탄소 원자 또는 16 내지 20개의 탄소 원자를 함유하는 지방 포스파이트일 수 있다. 한 양태에서, 지방 포스파이트는 올레일 기로 제조될 수 있어, 각 지방 라디칼에 18개 탄소 원자를 보유한다.
(iv) 붕산화된 지방 에폭사이드는 캐나다 특허 1,188,704에 공지되어 있다. 이러한 오일-용해성 붕소 함유 조성물은 80℃ 내지 250℃의 온도에서 붕산 또는 삼산화붕소를 하기 화학식의 적어도 하나의 지방 에폭사이드와 반응시켜 제조한다:
Figure pat00001
이 식에서, R1, R2, R3 및 R4는 각각 수소 또는 지방족 라디칼이거나, 또는 이 중 임의의 2가지는 이들이 부착된 원자 또는 에폭시 탄소 원자와 함께 환형 라디칼을 형성한다. 지방 에폭사이드는 적어도 8개의 탄소 원자를 함유하는 것이 바람직하다.
붕산화된 지방 에폭사이드는 2종의 물질의 반응을 수반하는 제조방법을 특징으로 할 수 있다. 시약 A는 삼산화붕소 또는 붕산의 임의의 다양한 형태, 예컨대 메타붕산(HBO2), 오르토붕산(H3BO3) 및 테트라붕산(H2B4O7)을 포함한다. 붕산, 특히 오르토붕산이 바람직하다. 시약 B는 상기 화학식으로 표시되는 적어도 하나의 지방 에폭사이드일 수 있다. 이 식에서, 각 R기는 대부분 수소 또는 지방족 라디칼로서, 적어도 하나는 적어도 6개 탄소 원자를 함유하는 탄화수소 또는 지방족 라디칼이다. 시약 A 대 시약 B의 몰 비는 일반적으로 1:0.25 내지 1:4이다. 1:1 내지 1:3의 비가 바람직하고, 약 1:2가 특히 바람직한 비이다. 붕산화된 지방 에폭사이드는 2종의 시약을 단순히 블렌딩하고 이를 80 내지 250℃, 바람직하게는 100 내지 200℃의 온도에서 반응이 일어나기에 충분한 시간 동안 가열하여 제조할 수 있다. 필요하다면, 반응은 실질적으로 불활성인 일반적으로 액체인 유기 희석제의 존재 하에 실행할 수 있다. 반응 동안, 물이 발생되고 증류 제거할 수 있다.
(iii) 상기 "시약 B"에 해당하는 비-붕산화된 지방 에폭사이드도 마찰 조정제로서 유용하다.
붕산화된 아민은 일반적으로 미국 특허 4,622,158에 공지되어 있다. 붕산화된 아민 마찰 조정제(예컨대, (ix) 붕산화 알콕시화된 지방 아민 포함)는 통상적으로 전술한 붕소 화합물과 대응하는 아민과의 반응에 의해 제조된다. 이러한 아민은 단순 지방 아민 또는 하이드록시 함유 3차 아민일 수 있다. 붕산화된 아민은 전술한 붕소 반응물을 아민 반응물에 첨가하고, 수득되는 혼합물을 교반 하에 50 내지 300℃, 바람직하게는 100 내지 250℃ 또는 130 내지 180℃에서 가열하여 제조할 수 있다. 반응은 반응 완료를 나타내는 부산물인 물이 반응 혼합물로부터 발생되지 않을 때까지 계속한다.
붕산화된 아민을 제조하는데 유용한 아민 중에는 악조 노벨에서 입수할 수 있고 상표명 "ETHOMEEN"으로 알려진 시판 알콕시화된 지방 아민이 있다. 이러한 ETHOMEEN™ 물질의 대표예는 ETHOMEEN™ C/12(비스[2-하이드록시에틸]-코코-아민); ETHOMEEN™ C/20(폴리옥시에틸렌[10]코코아민); ETHOMEEN™ S/12(비스[2-하이드록시에틸]소이아민); ETHOMEEN™ T/12 (비스[2-하이드록시에틸]-탈로우-아민); ETHOMEEN™ T/15(폴리옥시에틸렌-[5]탈로우아민); ETHOMEEN™ O/12(비스[2-하이드록시에틸]올레일-아민); ETHOMEEN™ 18/12(비스[2-하이드록시에틸]옥타데실아민); 및 ETHOMEEN™ 18/25(폴리옥시에틸렌[15]옥타데실아민)이다. 지방 아민 및 에톡시화된 지방 아민은 또한 미국 특허 4,741,848에 기술되어 있다. 디하이드록시에틸 탈로우아민(ENT-12™로 시판됨)은 이러한 유형의 아민에 포함된다.
(viii) 알콕시화된 지방 아민, 및 (v) 지방 아민 자체(예컨대, 올레일아민 및 디하이드록시에틸 탈로우아민)는 일반적으로 본 발명의 마찰 조정제로서 유용하다. 이러한 아민은 시판되고 있다.
붕산화 및 미붕산화된 글리세롤의 지방산 에스테르는 모두 마찰 조정제로서 사용될 수 있다. (vii) 붕산화된 글리세롤의 지방산 에스테르는 글리세롤의 지방산 에스테르를 반응 물을 제거하면서 붕산으로 붕산화하여 제조한다. 각 붕소는 반응 혼합물에 존재하는 1.5 내지 2.5개 하이드록시기와 반응할 정도로 충분하게 존재하는 것이 바람직하다. 반응은 임의의 적당한 유기 용매, 예컨대 메탄올, 벤젠, 자일렌, 톨루엔 또는 오일의 존재 또는 부재 하에 60℃ 내지 135℃ 범위의 온도에서 수행할 수 있다.
(vi) 글리세롤의 지방산 에스테르 자체는 당업계에 공지된 다양한 방법으로 제조할 수 있다. 이러한 에스테르의 대부분, 예컨대 글리세롤 모노올레이트 및 글리세롤 탈로우에이트는 상업적 규모로 제조된다. 유용한 에스테르는 오일-용해성이고, 천연 산물에서 발견되고 이하에 더 상세하게 기술되는 바와 같은 C8 내지 C22 지방산 또는 이의 혼합물로부터 제조되는 것이 바람직하다. 글리세롤의 지방산 모노에스테르가 바람직하지만, 모노에스테르와 디에스테르의 혼합물이 사용되어도 좋다. 예를 들어, 시판 글리세롤 모노올레이트는 45 내지 55 중량%의 모노에스테르와 55 내지 45%의 디에스테르의 혼합물을 함유할 수 있다.
지방산은 상기 글리세롤 에스테르를 제조하는데 사용될 수 있고; 또한 이들의 (x) 금속 염, (ii) 아미드 및 (vii) 이미다졸린을 제조하는데 사용될 수도 있으며, 이들 모두는 마찰 조정제로서 사용될 수도 있다. 바람직한 지방산은 탄소 원자 10 내지 24개 또는 12 내지 18개를 함유하는 것이다. 산은 분지쇄 또는 직쇄 포화 또는 불포화 산일 수 있다. 일부 양태에서, 산은 직쇄 산이다. 다른 양태에서, 산은 분지쇄이다. 적당한 산으로는 데칸산, 올레산, 스테아르산, 이소스테아르산, 팔미트산, 미리스트산, 팔미트올레산, 리놀레산, 라우르산 및 리놀레산, 및 천연 산물, 우지, 팜유, 올리브유, 땅콩유, 옥수수유, 코코넛유 및 니트 풋유(Neat's foot oil) 유래의 산을 포함한다. 특히 바람직한 산은 올레산이다. 바람직한 금속 염은 아연 염 및 칼슘 염을 포함한다. 예컨대, 과염기화된 칼슘 염 및 염기성 올레산-아연 염 착물, 예컨대 아연 올레이트가 있고, 이는 화학식 Zn4올레이트6O1로 표시될 수 있다. 바람직한 아미드는 에틸아민 및 디에탄올아민과 같은 1차 또는 2차 아민과 또는 암모니아와의 축합에 의해 제조되는 것이다. 지방 이미다졸린은 디아민 또는 폴리아민, 예컨대 폴리에틸렌폴리아민과 산의 환형 축합 산물이다. 이미다졸린은 일반적으로 하기 화학식으로 표시된다:
Figure pat00002
식에서, R은 알킬 기이고, R'는 수소 또는 탄화수소 기 또는 치환된 탄화수소 기, 예컨대 -(CH2CH2NH)n- 기이다. 바람직한 양태에서, 마찰 조정제는 C10 내지 C24 지방산과 폴리알킬렌 폴리아민의 축합 산물, 특히 이소스테아르산과 테트라에틸렌펜타민과의 산물이다.
카르복시산과 폴리알킬렌아민의 축합 산물(xiii)은 일반적으로 이미다졸린 또는 아미드일 수 있다. 이 축합 산물은 전술한 임의의 카르복시산과 본 명세서에 기술된 임의의 폴리아민으로부터 유래될 수 있다.
가황 올레핀(xi)은 마찰 조정제로서 사용되는 공지된 시판물이다. 특히 바람직한 가황 올레핀은 미국 특허 4,957,651 및 4,959,168의 상세한 교시에 따라 제조되는 것이다. 여기에 기술된 것은 (1) 적어도 하나의 다가 알콜의 지방산 에스테르, (2) 적어도 하나의 지방산, (3) 적어도 하나의 올레핀 및 (4) 적어도 하나의 1가 알콜의 지방산 에스테르로 이루어진 그룹 중에서 선택되는 2종 이상의 반응물의 공동-가황 혼합물이다. 반응물(3)인 올레핀 성분은 적어도 하나의 올레핀을 함유한다. 이 올레핀은 보통 탄소 원자 4 내지 40개를 함유하고 바람직하게는 8 내지 36개를 함유하는 지방족 올레핀인 것이 바람직하다. 말단 올레핀 또는 알파-올레핀이 바람직하며, 특히 탄소 원자 12 내지 20개를 보유한 것이 좋다. 이러한 올레핀의 혼합물은 시판되고 있고, 이러한 혼합물은 본 발명에 사용하기 위해 고찰된다. 2종 이상의 반응물의 공동-가황 혼합물은 적당한 반응물의 혼합물을 황 급원과 반응시켜 제조한다. 가황될 혼합물은 10 내지 90부의 반응물 (1), 또는 0.1 내지 15 중량부의 반응물 (2); 또는 10 내지 90부, 종종 15 내지 60부, 더욱 종종 25 내지 35 중량부의 반응물 (3) 또는 10 내지 90 중량부의 반응물 (4)를 함유할 수 있다. 본 발명에서 혼합물은 반응물 (3) 및 반응물 (1), (2) 및 (4)로 표시된 반응물 그룹 중 적어도 하나의 다른 멤버를 포함한다. 가황 반응은 일반적으로 승온에서 교반 하에, 경우에 따라 불활성 대기 및 불활성 용매의 존재 하에 실시한다. 본 발명의 과정에 유용한 가황제는 바람직한 원소 황, 황화수소, 할로겐화된 황 + 황화나트륨, 및 황화수소와 황 또는 이산화황의 혼합물을 포함한다. 일반적으로, 올레핀계 결합 1몰당 황 0.5 내지 3 몰이 종종 이용된다. 가황 올레핀은 또한 식물유, 라드유, 올레산 및 올레핀 혼합물과 같은 가황 오일을 포함할 수 있다.
알킬 살리실레이트의 금속 염(xiv)은 장쇄(예, C12 내지 C16) 알킬-치환된 살리실산의 칼슘 염 및 다른 염을 포함한다.
알킬인산의 아민 염(xv)은 이하에 기술되는 바와 같은 아민과 인산의 올레일 및 다른 장쇄 에스테르의 염을 포함한다. 이와 관련하여 유용한 아민은 상표명 Primene™ 하에 판매되는 3차-지방족 1차 아민이다.
일부 양태에서, 마찰 조정제는 지방산 또는 지방 오일, 지방산의 금속 염, 지방 아미드, 가황 지방 오일 또는 지방산, 알킬 포스페이트, 알킬 포스페이트 아민 염; 카르복시산과 폴리아민의 축합 산물, 붕산화된 지방 에폭사이드, 지방 이미다졸린 또는 이의 배합물이다.
다른 양태에서, 마찰 조정제는 이소스테아르산과 테트라에틸렌 펜타민의 축합 산물, 이소스테아르산과 1-[트리스(하이드록시메틸)]메틸아민의 축합 산물, 붕산화된 폴리테트라데실옥시란, 아연 올레이트, 하이드록시에틸-2-헵타데세닐 이미다졸린, 디올레일 수소 포스페이트, C14-C18 알킬 포스페이트 또는 이의 아민 염, 가황 식물유, 가황 라드유, 가황 올레산, 가황 올레핀, 올레일 아미드, 글리세롤 모노올레이트, 대두유 또는 이의 혼합물일 수 있다.
*또 다른 양태에서, 마찰 조정제는 글리세롤 모노올레이트, 올레일아미드, 이소스테아르산과 2-아미노-2-하이드록시메틸-1,3-프로판디올의 반응 산물, 소르비탄 모노올레이트, 9-옥타데센산, 이소스테아릴 아미드, 이소스테아릴 모노올레이트 또는 이의 배합물일 수 있다.
마찰 조정제의 양은 윤활 조성물의 0.01 내지 2 wt% 또는 0.03 내지 1 wt%일 수 있고, 일부 양태에서는 0.05 내지 1.5 wt%, 0.05 내지 0.5 wt%, 0.08 내지 1 wt%, 또는 0.075 내지 0.3 wt%이다. 하지만, 일부 양태에서, 마찰 조정제의 양은 0.5 wt% 이하, 0.2 wt% 이하로 존재하거나, 또는 0.2 내지 0.5 wt%로 존재한다. 다른 양태에서, 마찰 조정제는 500 ppm 이상, 1000 ppm 이상, 1500 ppm 이상 또는 2000 ppm 이상으로 존재하지만, 이러한 각 양태에서, 상한선은 5000 ppm 이하, 3000 ppm 이하, 또는 2000 ppm 이하일 수 있다. 이러한 범위는 조성물에 존재하는 각 마찰 조정제의 양 또는 조성물에 존재하는 전체 마찰 조정제 성분에 적용될 수 있고, 이는 2종 이상의 마찰 조정제의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 많은 마찰 조정제는 유화제로서 작용하는 경향이 있다. 이것은 종종 마찰 조정제가 종종 비극성 지방 꼬리 및 극성 헤드 기를 보유하는 사실 때문이다. 유화성, 또는 다소 감소된 항유화성은 유압 유체에 바람직하지 않은 결과이며, 이때 상기 조성물은 유체가 접촉하게 될 수 있는 임의의 물로부터 분리된 상태를 유지하여 임의의 물을 탑재하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명의 마찰 조정제는 유압 유체의 내마모 성능을 향상시키는데 사용할 수 있지만, 일부 양태에서는 유체의 항유화성에 악영향을 미칠 수 있는 수준의 마찰 조정제의 사용을 피하도록 주의를 기울여야 한다.
본 발명의 조성물은 또한 추가 첨가제 또는 첨가제 패키지를 포함할 수 있다. 사용될 수 있는 많은 첨가제는 이하에 더 상세하게 기술되며, 이러한 첨가제는 각각 또는 첨가제 패키지로서 첨가될 수 있다. 첨가제 패키지는 본 명세서에 기술된 하나 이상의 첨가제를 함유할 수 있고, 또한 약간의 양의 희석 오일 및/또는 용매를 함유할 수도 있다. 첨가제 패키지는 0.2 내지 4.0 wt%, 0.5 내지 3.0 wt% 또는 0.6 내지 2.0 wt%로 존재할 정도로 본 발명의 조성물에 첨가될 수 있다.
금속 함유 분산제
본 발명의 조성물은 경우에 따라 금속 함유 분산제를 함유할 수 있다. 분산제는 0 내지 5 wt%, 또는 0.05 내지 2.5 wt%, 또는 0.1 내지 1.5 wt%의 범위로 존재할 수 있다. 다른 양태에서, 금속 함유 분산제는 0.2 wt%, 0.3 wt%, 0.5 wt%, 0.7 wt%, 0.9 wt% 또는 1.1 wt%로 존재한다.
금속 함유 분산제의 금속은 아연, 구리, 마그네슘, 바륨 또는 칼슘을 포함한다. 한 양태에서, 금속은 아연이다.
분산제는 N-치환된 장쇄 알케닐 석신이미드 또는 장쇄 알케닐 에스테르, 부분 에스테르 또는 이의 염을 포함할 수 있다.
N-치환된 장쇄 알케닐 석신이미드의 예는 폴리이소부틸렌 치환체의 수평균분자량이 약 350 내지 약 5000, 또는 약 500 내지 약 3000 범위인 폴리이소부틸렌 석신이미드를 포함한다.
장쇄 알케닐 에스테르, 부분 에스테르 또는 이의 염은 알케닐 치환된 아실화제(예, 폴리이소부틸렌 석신산)와 폴리올을 반응시켜 제조할 수 있다.
적당한 폴리올의 예로는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 펜타에리트리톨, 만니톨, 소르비톨, 글리세롤, 디글리세롤, 트리글리세롤, 테트라글리세롤, 에리트리톨, 2-하이드록시메틸-2-메틸-1,3-프로판디올(트리메틸올에탄), 2-에틸-2-(하이드록시메틸)-1,3-프로판디올(트리메틸올프로판), 1,2,4-헥산트리올 및 이의 혼합물을 포함한다.
석신이미드는 폴리아민으로부터 제조할 수 있다. 적당한 폴리아민으로는 알킬렌디아민, 폴리알킬렌폴리아민, 예컨대 폴리에틸렌폴리아민 또는 이의 혼합물을 포함한다. 폴리아민의 유용한 예는 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 1,3-디아미노프로판, N-메틸에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 트리스(2-아미노에틸)아민 및 폴리에틸렌폴리아민 잔액(HPAX® 아민, 다우 케미컬스 제품)이다.
한 양태에서, 본 발명은 또한 아연 화합물 또는 양이온과 폴리이소부틸렌 석신이미드 착물 또는 염을 형성하는, 폴리이소부테닐 석신산 무수물, 아민 및 산화아연 유래의 적어도 하나의 분산제를 포함한다. 아연과의 폴리이소부틸렌 석신이미드 착물은 단독으로 사용하거나 또는 다른 분산제와 함께 사용할 수 있다. 아연과의 폴리이소부틸렌 석신이미드 착물의 제조 방법은 미국 특허 3,636,603에 더 상세하게 기술되어 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 비금속 함유 분산제를 포함할 수 있다. 이러한 분산제는 금속과 염 형성이 일어나기 전에 전술한, N-치환된 장쇄 알케닐 석신이미드 또는 장쇄 알케닐 에스테르, 이의 부분 에스테르일 수 있다. 전술한 임의의 분산제의 붕산화된 형태 및/또는 다른 유도체도 사용될 수 있다.
금속 이탄화수소 치환된 디티오포스페이트
본 발명의 조성물은 추가로 금속 이탄화수소 디티오포스페이트를 포함할 수 있다. 본 발명에 사용하기에 적합한 금속 이탄화수소 디티오포스페이트는 적어도 하나의 분지형 탄화수소 기를 함유한다. 탄화수소 디티오포스페이트는 하기 식으로 표시되는 것을 포함한다:
Figure pat00003
여기서, M'는 금속을 포함하고; R1 및 R2는 둘 다 탄화수소 기 또는 이의 혼합물이며, 단 R1과 R2 중 적어도 하나는 분지형 1차 탄화수소 기 또는 이의 혼합물이다. 한 양태에서, R1과 R2는 분지형 1차 탄화수소 기이다.
각 분지형 탄화수소 기는 탄소 원자 약 3 내지 약 20개, 또는 약 8 내지 약 16개, 또는 약 8 내지 약 14개를 함유할 수 있다. 적당한 분지형 탄화수소 기의 예로는 2-에틸헥실, 이소-옥틸, 이소-노닐, 이소-데실, 이소-도데실, 이소-펜타데실, 2-메틸-1-펜틸, 이소부틸, 2-프로필-1-데실 또는 이의 혼합물을 포함한다. 한 양태에서, 분지형 탄화수소 기는 2-에틸헥실, 이소-노닐, 이소-데실 또는 이의 혼합물의 적어도 하나를 포함한다.
R1 및 R2 중 하나만이 분지형일 때, 비-분지형 기는 선형 알킬 또는 아릴일 수 있다. 한 양태에서, R1 및 R2는 모두 분지형이다.
M'는 금속이고, n은 M'의 유효 원자가와 동일한 정수이다. M'는 1가, 2가 또는 3가이고, 한 양태에 따르면 2가이고, 다른 양태에 따르면 2가 전이 금속이다. 한 양태에서, M'는 아연이다. 한 양태에서, M'는 칼슘이다. 한 양태에서, M'는 바륨이다. 금속 탄화수소 디티오포스페이트의 예는 아연 이탄화수소 디티오포스페이트(종종, ZDDP, ZDP 또는 ZDTP라고도 지칭)를 포함한다.
금속 이탄화수소 디티오포스페이트는 윤활 조성물에 약 0.01 내지 약 5 wt%, 약 0.1 내지 약 2wt%, 약 0.2 내지 약 1 wt%의 범위로 존재할 수 있다. 다른 양태에서, 금속 이탄화수소 디티오포스페이트는 약 0.3 wt%, 또는 약 0.5 wt%, 또는 약 0.7 wt%, 또는 약 0.9 wt%로 존재한다.
또한, 본 발명의 조성물은 비금속 함유 이탄화수소 디티오포스페이트를 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 금속과의 염 형성이 일어나기 전에 전술한 물질로부터 유도된 이탄화수소 디티오포스페이트 에스테르 또는 이의 부분 에스테르일 수 있다. 이러한 첨가제는 디티오인산 에스테르를 포함한다.
추가 첨가제
조성물은 경우에 따라 청정제, 산화방지제, 부식 억제제 또는 이의 혼합물을 포함하는 하나 이상의 첨가제를 포함할 수 있다.
청정제
윤활제 조성물은 경우에 따라 추가로 공지된 중성 또는 과염기화된 청정제, 즉 당업계에 공지된 통상적인 방법에 의해 제조된 것을 포함한다. 적당한 청정제 기질로는 페네이트, 황 함유 페네이트, 설포네이트, 살릭사레이트, 살리실레이트, 카르복시산, 인산, 모노- 및/또는 디- 티오인산, 알킬 페놀, 황 커플링된 알킬 페놀 화합물 또는 살리제닌을 포함한다. 청정제는 천연 또는 합성일 수 있다. 한 양태에서, 청정제는 합성이다.
한 양태에서, 청정제는 설포네이트 청정제를 포함한다. 설포네이트 청정제는 또한 부식 억제제 성질을 보유하기도 한다.
조성물의 설포네이트 청정제는 하기 화학식 (I)로 표시되는 화합물을 포함한다:
화학식 (I)
(R1)k-A-SO3M
식에서, 각 R1은 한 양태에 따르면 탄소 원자 약 6 내지 약 40개, 또는 약 8 내지 약 35개, 또는 약 8 내지 약 30개를 함유하는 탄화수소 기이고; A는 독립적으로 환형 또는 비환형 이가 또는 다가 탄화수소 기일 수 있고, 일반적으로 방향족일 수 있고; M은 수소, 금속 이온의 원자가, 암모늄 이온 또는 이의 혼합물이고; k는 0 내지 약 5의 정수이고, 예컨대 0, 1, 2, 3, 4, 5이다. 한 양태에서, k는 1, 2 또는 3이고, 다른 양태에서는 1 또는 2이며, 다른 양태에서는 2이다.
한 양태에서, k는 1이고, R1은 탄소 원자 약 6 내지 약 40개인 분지형 알킬 기이다. 한 양태에서, k는 1이고 R1은 탄소 원자 약 6 내지 약 40개인 선형 알킬 기이다.
적당한 R1 선형 알킬 기의 예로는 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 펜타데실, 헥사데실, 에이코실 또는 이의 혼합물을 포함한다.
M이 금속 이온의 원자가일 때, 금속은 1가, 2가, 3가 또는 이러한 금속의 혼합물일 수 있다. 1가일 때, 금속 M은 리튬, 나트륨 또는 칼륨과 같은 알칼리 금속을 포함하고, 2가일 때, 금속 M은 마그네슘, 칼슘 또는 바륨과 같은 알칼리 토금속을 포함한다. 한 양태에서, 금속은 알칼리 토금속이다. 한 양태에서, 금속은 칼슘이다.
A가 환형 탄화수소 기일 때, 적당한 기는 페닐렌 또는 융합 환형 기를 보유한 것, 예컨대 나프틸렌, 인데닐렌, 인다닐렌, 바이사이클로펜타디에닐렌 또는 이의 혼합물을 포함한다. 한 양태에서, A는 나프탈렌 고리를 포함한다.
다른 양태에서, 청정제는 중성 또는 과염기화된 청정제이다. 한 양태에서, 청정제는 중성이다.
*적당한 청정제의 예는 칼슘 디오닐 나프탈렌 설포네이트, 칼슘 디데실 나프탈렌 설포네이트, 디도데실 나프탈렌 설포네이트, 칼슘 디펜타데실 나프탈렌 설포네이트, 또는 이의 혼합물 중 적어도 하나를 포함한다. 한 양태에서, 청정제는 중성 또는 약간 과염기화된 칼슘 디노닐 나프탈렌 설포네이트 또는 이의 혼합물을 포함한다.
청정제는 윤활 조성물에 0 내지 약 3 wt%, 약 0.001 내지 약 1.5 wt% 또는 약 0.01 내지 약 0.75 wt%의 범위로 존재할 수 있다. 다른 양태에서, 청정제는 윤활 조성물의 약 0.08 wt%, 또는 약 0.1 wt%, 또는 약 0.2 wt%, 또는 약 0.4 wt% 또는 약 0.6 wt%로 존재할 수 있다.
*산화방지제. 산화방지제 화합물은 공지되어 있고 알킬화된 디페닐아민, 힌더드 페놀, 몰리브덴 디티오카바메이트 및 이의 혼합물을 포함한다. 적당한 산화방지제는 또한 알킬화된 알파-페닐 나프틸 아민을 포함한다. 산화방지제 화합물은 단독 사용할 수도 있고 또는 다른 산화방지제와 배합하여 사용할 수도 있다.
힌더드 페놀 산화방지제는 종종 입체 방해기로서 2차 부틸 및/또는 3차 부틸 기를 함유한다. 페놀 기는 종종 탄화수소 기 및/또는 2차 방향족 기에 대한 가교 기 결합으로 추가 치환된다. 적당한 힌더드 페놀 산화방지제의 예로는 2,6-디-tert-부틸페놀, 4-메틸-2,6-디-tert-부틸페놀, 4-에틸-2,6-디-tert-부틸페놀, 4-프로필-2,6-디-tert-부틸페놀, 4-부틸-2,6-디-tert-부틸페놀 또는 2,6-디-tert-부틸페놀을 포함한다. 한 양태에 따르면, 힌더드 페놀 산화방지제는 에스테르이고, 예컨대 시바 제품인 Irganox™ L-135를 포함할 수 있다. 산화방지제로서 사용될 수 있는 몰리브덴 디티오카르바메이트의 적당한 예는 상표명 Vanlube 822™ 및 Molyvan™ A(R.T. Vanderbilt Co., Ltd. 제품) 및 Adeka Sakura-Lube™ S-100, S-165 및 S-600(Asahi Denka Kogyo K.K 제품) 하에 판매되는 시판물 및 이의 혼합물을 포함한다.
*적당한 알킬화된 디페닐아민으로는 비스-노닐화된 디페닐아민, 노닐 디페닐아민, 옥틸 디페닐아민, 비스-옥틸화된 디페닐아민, 디-이소부틸화된 디페닐아민, 비스-데실화된 디페닐아민, 데실 디페닐아민, 비스-스티렌화된 디페닐아민(즉, 비스-펜에틸화된 디페닐아민), 스티렌화된 디페닐아민(즉, 펜에틸화된 디페닐아민) 및 이의 혼합물을 포함한다.
산화방지제는 0 내지 약 3 wt% 범위, 또는 약 0.01 내지 약 1.5 wt% 범위, 또는 약 0.05 내지 약 0.8 wt% 범위로 윤활 조성물에 존재할 수 있다.
부식 억제제. 윤활 조성물은 경우에 따라 추가로 부식 억제제를 포함한다. 부식 억제제의 예로는 벤조트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 벤즈이미다졸, 2-알킬디티오벤즈이미다졸, 2-알킬디티오벤조티아졸, 2-(N,N-디알킬디티오카르바모일)벤조티아졸, 2,5-비스(알킬-디티오)-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(N,N-디알킬디티오카르바모일)-1,3,4-티아디아졸, 2-알킬디티오-5-머캅토 티아디아졸 또는 이의 혼합물을 포함한다. 한 양태에서, 부식 억제제는 벤조트리아졸이다. 한 양태에서, 부식 억제제는 2,5-비스(알킬-디티오)-1,3,4-티아디아졸이다. 부식 억제제는 단독으로 사용해도 좋고, 또는 다른 부식 억제제와 함께 사용해도 좋다.
*벤조트리아졸은 다른 고리 위치 1- 또는 2- 또는 4- 또는 5- 또는 6- 또는 7- 중 적어도 하나에 탄화수소 치환체를 함유할 수 있다. 탄화수소 기는 탄소 원자 1 내지 약 30개, 또는 1 내지 약 15개, 또는 1 내지 약 7개를 함유할 수 있다. 한 양태에서, 부식 억제제는 톨릴트리아졸이다. 한 양태에서, 4- 또는 5- 또는 6- 또는 7- 위치에 치환된 탄화수소 벤조트리아졸은 다시 알데하이드 및 2차 아민과 추가 반응할 수 있다.
알데하이드 및 2차 아민과 추가 반응하는 적당한 탄화수소 벤조트리아졸의 예는 N,N-비스(헵틸)-ar-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메탄아민, N,N-비스(노닐)-ar-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메탄아민, N,N-비스(데실)-ar-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메탄아민, N,N-비스(운데실)-ar-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메탄아민, N,N-비스(도데실)-ar-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메탄아민, N,N-비스-(에틸헥실)-ar-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메탄아민 및 이의 혼합물을 포함한다. 한 양태에서, 부식 억제제는 N,N-비스(2-에틸헥실)-ar-메틸-1H-벤조트리아졸-1-메탄아민이다.
한 양태에서, 부식 억제제는 2,5-비스(알킬-디티오)-1,3,4-티아디아졸이다. 2,5-비스(알킬-디티오)-1,3,4-티아디아졸의 알킬 기는 탄소 원자 1 내지 약 30개, 또는 약 2 내지 약 25개, 또는 4 내지 약 20개, 또는 약 6 내지 약 16개를 함유한다. 적당한 2,5-비스(알킬-디티오)-1,3,4-티아디아졸의 예는 2,5-비스(tert-옥틸디티오)-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(tert-노닐디티오)-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(tert-데실디티오)-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(tert-운데실디티오)-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(tert-도데실디티오)-1,3,4-티아디아졸 또는 이의 혼합물을 포함한다.
*부식 억제제는 윤활 조성물의 약 0 내지 약 1.5 중량%, 약 0.0003 내지 약 1.5 중량%, 또는 약 0.0005 내지 약 0.5 중량%, 또는 약 0.001 내지 약 0.1 중량%의 범위로 존재할 수 있다.
점도 조정제. 윤활 조성물은 경우에 따라 추가로 점도 조정제를 포함한다. 본 명세서에 사용된 "(메트)아크릴레이트"란 용어는 메타크릴레이트 및/또는 아크릴레이트를 포함한다. 본 발명에 사용하기에 적합한 점도 조정제(종종 점도지수 향상제로도 불린다)는 스티렌-부타디엔 고무, 올레핀 공중합체, 수소화된 스티렌-이소프렌 중합체, 수소화된 라디칼 이소프렌 중합체, 폴리(메트)아크릴산 에스테르, 폴리(알킬스티렌), 알케닐아릴 접합된-디엔 공중합체, 말레산 무수물-스티렌 공중합체의 에스테르 또는 이의 혼합물을 포함하는 중합체 물질을 포함한다.
일부 양태에서, 점도 조정제는 폴리(메트)아크릴산 에스테르, 올레핀 공중합체 또는 이의 혼합물이다.
폴리(메트)아크릴산 에스테르 점도 조정제는 (a) 에스테르 기에 탄소 9 내지 30개를 함유하는 (메트)아크릴산 에스테르, (b) 에스테르 기에 탄소 7 내지 12개를 함유하는 (메트)아크릴산 에스테르(여기서, 에스테르 기는 2-(C1-4 알킬)-치환체를 함유한다) 및 경우에 따라 (c) 에스테르 기에 탄소 원자 2 내지 8개를 함유하고, 상기 (a) 및 (b)에 사용된 (메트)아크릴산 에스테르와 다른, (메트)아크릴산 에스테르를 포함하는 적어도 하나의 단량체의 공중합체를 포함한다. 한 양태에서, (메트)아크릴산 에스테르는 메타크릴레이트로부터 유래된다.
점도 조정제는 올레핀 공중합체로부터 유래될 수 있다. 올레핀 공중합체는 2 내지 4개의 다른 올레핀 단량체를 함유하는 주쇄, 한 양태에 따르면, 2 내지 3개의 다른 올레핀 단량체, 또 다른 양태에 따르면 2개의 다른 올레핀 단량체를 함유하는 주쇄를 가진 공중합체를 포함한다. 올레핀 단량체는 2 내지 20개의 탄소 원자, 한 양태에 따르면 2 내지 10개의 탄소 원자, 또 다른 양태에 따르면 2 내지 6개의 탄소 원자 및 또 다른 양태에 따르면 2 내지 4개의 탄소 원자를 함유한다.
올레핀 공중합체는 에틸렌 단량체 및 화학식 H2C=CHR3으로 표시되는 알파-올레핀 유래의 적어도 하나의 다른 공단량체를 포함한다(식에서, R3은 탄화수소 기이고, 한 양태에 따르면 탄소 원자 1 내지 18개, 1 내지 10개, 1 내지 6개 또는 1 내지 3개를 함유하는 알킬 라디칼이다). 탄화수소 기는 직쇄, 분지쇄 또는 이의 혼합물인 알킬 라디칼을 포함한다.
적당한 공단량체의 예로는 프로필렌, 1-부텐, 1-헥센, 1-옥텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-데센, 1-도데센, 1-트리데센, 1-테트라데센, 1-펜타데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-노나데센 또는 이의 혼합물을 포함한다. 공단량체는 1-부텐, 프로필렌 또는 이의 혼합물일 수 있다. 올레핀 공중합체의 예는 에틸렌-프로필렌 및 에틸렌-1-부텐 공중합체 및 이의 혼합물을 포함한다.
점도 조정제는 무-오일 기준으로 조성물의 0 wt% 내지 30 wt%, 0.1 wt% 내지 30 wt%, 1 wt% 내지 25 wt%, 3 wt% 내지 20 wt% 또는 5 wt% 내지 12 wt%로 존재한다. 한 양태에서, 점도 조정제는 존재한다. 한 양태에서, 점도 조정제는 존재하지 않는다.
경우에 따라, 윤활 조성물은 추가로 적어도 하나의 방청제, 소포제, 항유화제, 유동점강하제 또는 이의 혼합물을 포함한다. 소포제, 항유화제, 유동점 강하제의 총합량은 윤활 조성물의 0 내지 약 10 wt%, 또는 0 내지 약 5 wt%, 또는 약 0.0001 내지 약 1 wt% 범위일 수 있다.
방청제는 카르복시산의 아민 염, 예컨대 옥틸아민 옥타노에이트, 도데세닐 석신산 또는 이의 무수물 또는 지방산, 예컨대 올레산과 폴리아민, 예컨대 폴리알킬렌 폴리아민, 예컨대 트리에틸렌테트라민과의 축합 산물, 및 알케닐 라디칼이 약 8 내지 약 24개의 탄소 원자를 함유하는 알케닐 석신산과 알콜, 예컨대 폴리글리콜과의 1/2 에스테르를 포함한다. 방청제는 또한 중성 나프탈렌 설포네이트를 포함한다. 방청제는 단독으로 사용해도 좋고 또는 다른 방청제와 배합 사용해도 좋다.
소포제, 예컨대 폴리아크릴레이트, 예를 들어 에틸 아크릴레이트와 2-에틸헥실아크릴레이트, 및 경우에 따라 비닐 아세테이트와의 공중합체; 항유화제, 예컨대 폴리글리콜 유도체, 트리알킬 포스페이트, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리에테르 및 (에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드) 중합체; 유동점 강하제, 예컨대 말레산 무수물-스티렌의 에스테르, 폴리(메트)아크릴레이트, 폴리아크릴레이트 또는 폴리아크릴아미드도 본 발명의 윤활 조성물에 사용될 수 있다.
일부 양태에서, 본 발명의 조성물은 아연이 실질적으로 없거나, 또는 전혀 없을 수 있지만, 다른 금속은 함유할 수 있다. 다른 양태에서, 조성물은 무회분으로 간주될 수 있도록 모든 금속이 실질적으로 없거나, 또는 전혀 없는 것이다.
산업상 이용가능성
본 발명의 방법 및 윤활 조성물은 적당한 산업용 유체, 유압 유체, 터빈유, 순환 오일 또는 이의 배합물일 수 있다. 다른 양태에서, 윤활 조성물은 산업 시스템, 유압 시스템 또는 터빈을 비롯한 다양한 기계 장치에 적합하다. 한 양태에서, 윤활 조성물은 유압 시스템에 적합하다.
일부 양태에서, 본 발명의 방법 및 조성물은 유압 펌프에 사용된다. 한 양태에서, 펌프는 유압 피스톤 펌프이다. 한 양태에서, 펌프는 베인 펌프이다. 다른 양태에서, 펌프는 유압 하이브리드 피스톤 및 베인 펌프이다.
한 세트의 양태에서, 본 발명의 유압 유체는 그룹 II 오일, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 마찰 조정제(예컨대, 지방산 에스테르), 및 아연 함유 분산제, 적어도 하나의 산화방지제, 적어도 하나의 내마모 첨가제, 소포제, 부식 억제제, 및 금속 불활성화제를 함유하는 첨가제 패키지를 포함한다. 이러한 첨가제 패키지는 전술한 범위의 임의의 양으로, 또는 0.8 내지 2 wt%로 존재할 수 있다. 이러한 양태에서, 유압 유체는 아연 함유 모노그레이드 포뮬레이션이다.
다른 세트의 양태에서, 본 발명의 유압 유체는 그룹 II 오일, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 마찰 조정제(예컨대, 지방산 에스테르), 및 점도 조정제, 적어도 하나의 산화방지제, 소포제, 내마모제, 부식 억제제 및 금속 불활성화제를 함유하는 첨가제 패키지를 함유한다. 이러한 첨가제 패키지는 전술한 범위 중 임의의 양, 또는 0.4 내지 1.5 wt%로 존재할 수 있다. 이러한 양태에서, 유압 유체는 무회분/무아연 멀티그레이드 포뮬레이션이다.
실시예
이하 실시예는 본 발명의 예시를 제공한다. 이 실시예는 비-배타적이며 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.
피스톤 펌프 검사
비교예 1. 유압 유체 조성물은 첨가제 패키지 A를 1.62 wt% 수준으로 Petro Canada™ 그룹 II 오일에 첨가하여 제조했다. 첨가제 패키지 A는 폴리이소부틸렌 석신산 무수물 유래의 아연 함유 분산제, 디알킬디페닐아민 산화방지제, 힌더드 페놀 산화방지제, 아연 디알킬 디티오포스페이트, 소포제, 부식 억제제 및 금속 불활성화제를 함유한다. Petro Canada™ 그룹 II 오일은 본질적으로 무황 오일이다.
비교예 2. 유압 유체 조성물은 첨가제 패키지 B를 0.85 wt% 수준으로 ExxonMobil™ Esso Asia Pacific/Europe 그룹 I 오일에 첨가하여 제조했다. 첨가제 패키지 B는 폴리이소부틸렌 석신산 무수물 분산제, 알킬 페놀 산화방지제, 아연 알킬 디티오포스페이트 산화방지제, 청정제, 소포제, 금속 불활성화제, 부식 억제제 및 항유화제를 함유한다. ExxonMobil™ Esso Asia Pacific/Europe 그룹 I 오일은 황 함량이 3500 내지 4000 ppm인 오일이다.
비교예 3. 유압 유체 조성물은 ExxonMobil™ Esso Asia Pacific/Europe Group I 오일을 Petro Canada™ 그룹 II 오일로 교체한 것을 제외하고는 비교예 2의 절차에 따라 제조했다. Petro Canada™ 그룹 II 오일은 본질적으로 무황 오일이다.
실시예 1. 유압 유체 조성물은 5000 ppm의 글리세롤 모노올레이트를 Motiva™ Star 그룹 II 오일에 첨가하여 제조했다. 다른 첨가제는 첨가하지 않았다. Motiva™ Star 그룹 II 오일은 약 9 ppm 황을 함유한다.
실시예 2. 유압 유체 조성물은 1000 ppm의 글리세롤 모노올레이트를 Motiva™ Star 그룹 II 오일에 첨가하여 제조했다. 다른 첨가제는 첨가하지 않았다.
실시예 3. 유압 유체 조성물은 500 ppm의 글리세롤 모노올레이트를 비교예 1의 조성물에 첨가하여 제조했다.
실시예 4. 유압 유체는 1000 ppm의 글리세롤 모노올레이트를 비교예 1의 조성물에 첨가하여 제조했다.
실시예 5. 유압 유체는 1000 ppm의 이소스테아르산과 테트라에틸렌 펜타민의 축합 산물을 비교예 1의 조성물에 첨가하여 제조했다.
실시예 6. 유압 유체는 1000 ppm의 올레일 아미드를 비교예 1의 조성물에 첨가하여 제조했다.
실시예 및 첨가제가 첨가되지 않은 그룹 I 및 그룹 II 오일의 기본은 Parker Denison Hydraulics에서 공개된 파커 데니슨 절차 A-TP-30533에 상관 짓기 위해 의도된 피스톤 펌프 스크리닝 검사로 검사했다.
검사 방법은 4000 psi, 140℃에서 24시간 동안 작동되는 표준 피스톤 펌프를 이용한다. 검사한 기본은 비교예 3에서 사용된 황 함량이 3500 내지 4000 ppm인 ExxonMobil™ 그룹 I 오일 및 본질적으로 황이 없는 Petro Canada™ 그룹 II 오일이다. 검사가 수행된다. 검사 결과는 이하 표에 정리했다. 반복이 끝나면 두 결과를 기록한다.
표 1 - 피스톤 펌프 스크린 검사
Figure pat00004
1 - 이 검사의 통과 결과는 총 피스톤 중량 감소가 300 mg 이하인 것이다.
2 - 비교예 1의 실패 결과의 차이는 이 검사가 검사 후 피스톤 펌프 표면 상의 마모를 측정할 때 일반적이다. 실패 검사는 300mg 실패 한계를 통과한 즉시 종종 급속히 악화하는 부품 마모를 유발한다.
3 - 실시예 3은 비교예 1과 동일한 기유와 첨가제 패키지를 사용한다. 결과는 여전히 실패이지만, 실시예 3은 비교예 1보다 향상된 마모 검사 결과를 보여준다.
이러한 결과는 그룹 I 기반 유압 유체 및 그룹 II 기반 유압 유체의 마모 성능의 유의적인 차이 및 그룹 II 기반 유체와 황 함량이 유사한 유체에서의 마모 성능의 개량 필요성을 보여준다. 그룹 I 기반 유압 유체는 아마도 비교예 2에 의해 증명된 바와 같은 높은 유황 함량 때문에 훨씬 양호한 마모성을 나타낸다. 다양한 환경 및 정상 한계는 기유 유황 수준의 감소 및 그룹 II 기반 및 이와 유사한 유압 유체쪽으로의 이동을 초래하는 바, 내마모성은 더욱 문제가 되고 있다.
또한, 상기 결과는 마찰 조정제, 예컨대 글리세롤 모노올레이트의 첨가가 유압 유체에 의해 전달된 내마모성을 현저하게 향상시킬 수 있다(마모를 감소시킨다)는 것을 보여준다.
항유화성 검사
실시예 7. 유압 유체 조성물은 상기 비교예 1에 기술된 첨가제 패키지 A를 1.62 wt%의 수준으로 Motiva Star 그룹 II 오일에 첨가하여 제조했다. 이 유체를 그 다음 3부분으로 나누고 각각 다른 수준의 글리세롤 모노올레이트, 하나는 500ppm, 하나는 1000ppm, 하나는 5000ppm으로 처리했다.
실시예 8. 유압 유체 조성물은 상기 비교예 1에 기술된 첨가제 패키지 A를 1.62 wt%의 수준으로 Motiva Star 그룹 II 오일에 첨가하여 제조했다. 이 유체를 그 다음 3부분으로 나누고 각각 다른 수준의 이소스테아르산과 테트라에틸렌 펜타민의 축합 산물로, 하나는 500ppm, 하나는 1000ppm, 하나는 5000ppm으로 처리했다.
실시예 9. 첨가제 패키지 A가 1.42 wt%의 수준으로 존재하고 각 샘플이 500ppm, 1000 ppm, 및 2500 ppm의 마찰 조정제로 처리된다는 것을 제외하고는 실시예 8에 따라 제조했다.
실시예 10. 한 세트의 유압 유체 조성물을 마찰 조정제로서 하이드록시에틸-2-헵타데세닐 이미다졸린을 사용한 것을 제외하고는 실시예 9에 따라 제조했다.
실시예 11. 한 세트의 유압 유체 조성물을 마찰 조정제로서 디올레일 수소 포스파이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 9에 따라 제조했다.
실시예 12. 한 세트의 유압 유체 조성물을 마찰 조정제로서 올레일 아미드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 9에 따라 제조했다.
실시예 13. 한 세트의 유압 유체 조성물은 마찰 조정제로서 C14-C18 알킬 포스페이트 아민 염을 사용하고 각 샘플을 500ppm 및 1000ppm의 마찰 조정제로 처리한 것을 제외하고는 실시예 9에 따라 제조했다.
실시예 14. 한 세트의 유압 유체를 마찰 조정제로서 탈로우 아민-2-에톡실레이트를 사용한 것을 제외하고는 실시예 13에 따라 제조했다.
실시예 15. 한 세트의 유압 유체를, 소량의 아연 디알킬 디티오포스페이트를 함유하고 소량의 폴리이소부틸렌 석신산 무수물을 함유하는 것을 제외하고는 전술한 첨가제 패키지 A와 동일한 첨가제 패키지 A의 변형물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 9에 따라 제조했다. 모든 샘플은 폴리에테르 항유화제 40ppm으로 탑 처리하고 사용된 마찰 조정제는 글리세롤 모노올레이트였다. 각 샘플은 1000 ppm, 1500 ppm, 2000 ppm 및 3000 ppm의 마찰 조정제로 처리했다.
실시예 16. 한 세트의 유압 유체를, 모든 샘플에 폴리에테르 항유화제가 100 ppm으로 존재하는 것을 제외하고는 실시예 15에 따라 제조했다.
실시예들의 항유화성을 평가하기 위해 검사했다. 샘플은 ASTM D1401 수 분리 검사 프로토콜에 따라 80ml 샘플을 54.4℃에서 검사했고 결과는 일련의 숫자: XX-YY-ZZ(min)로 기록했다: 첫번째 숫자(XX)는 오일 상의 양을 나타내고, 두번째 숫자(YY)는 수상의 양을 나타내며, 세번째 숫자(ZZ)는 존재하는 임의의 유탁액 상의 양을 나타낸다. 이 값들은 80ml 검사 샘플의 ml 판독값이다. 괄호안의 최종 숫자는 판독이 수행될 때의 시간(분)이다. 샘플의 판독은 혼합 후 수상과 오일상의 완전한 분리가 일어나서 유탁액 상이 전혀 존재하지 않을 때 측정한다; 하지만, 유탁액 상이 15분째에도 임의의 양이 여전히 존재하면, 기록 판독값은 유탁액이 3ml 이하로 존재할 때 측정한다; 30분째 유탁액 상이 3ml보다 많이 존재하면, 판독값은 30분째 측정하고 검사를 끝낸다. 샘플 포뮬레이션과 검사 결과는 이하 표에 정리했다. 샘플 ID는 검사된 포뮬레이션에 대한 정보와 존재하는 마찰 조정제(FM)의 종류를 나타낸다. 그 다음, 컬럼들은 다양한 처리 수준의 마찰 조정제를 나타낸다. 여러 샘플을 반복했다. 반복이 끝나면 두 판독값을 이하 표에 기록했다.
표 2 - 항유화 검사
Figure pat00005
표 3 - 항유화 검사
Figure pat00006
결과는 본 발명의 조성물이 다양한 마찰 조정제의 다양한 처리율에서 허용되는 항유화성을 나타낸다는 것을 보여준다. 본 발명의 방법 및 조성물은 허용되는 항유화성을 유지하면서 개량된 마모성을 제공한다.
본 명세서에서, 본 명세서에 사용된, "탄화수소 치환체" 또는 "탄화수소 기"는 당업자에게 공지된 통상적인 의미로 사용되고 있다. 구체적으로, 이것은 주로 탄소와 수소원자로 구성되고 탄소 원자를 통해 분자의 나머지에 부착된 기를 의미하며, 주로 탄화수소 특성이 있는 분자를 손상시키기에 충분하지 않은 비율로 다른 원자 또는 기가 존재하는 것을 배제하지 않는다. 일반적으로, 2종 이하, 바람직하게는 1종 이하의 비-탄화수소 치환체가 탄화수소 기의 10개 탄소 원자마다 존재할 것이며; 전형적으로는 탄화수소 기에 비-탄화수소 치환체가 존재하지 않을 것이다. "탄화수소 치환체" 또는 "탄화수소 기"란 용어의 더 상세한 정의는 미국 특허 6,583,092에 기술되어 있다.
앞에서 언급한 각 문헌들은 참고 인용된 것이다. 실시예 또는 다른 분명하게 제시된 경우 외에, 본 명세서에서 물질의 양, 반응 조건, 분자량, 탄소 원자의 수 등을 표현한 모든 수치 양은 "약"이란 용어가 꾸미고 있는 것으로 이해해야 한다. 다른 표시가 없는 한, 중량%에서의 모든 %값과 모든 ppm 값은 중량 대 중량을 기준으로 한다. 다른 표시가 없는 한, 여기에 언급된 각 화학물질 또는 조성물은 이성질체, 부산물, 유도체 및 시판 등급에 존재하는 것으로 보통 이해되고 있는 여타 물질을 함유할 수 있는 시판 등급의 물질인 것으로 해석되어야 한다. 하지만, 각 화학 성분의 양은 다른 표시가 없는 한 통상적으로 시판 물질에 존재할 수 있는 임의의 용매 또는 희석제를 제외한 값이다. 여기에 제시된 상위 및 하위의 양, 범위 및 비율 한계는 독립적으로 조합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 이와 마찬가지로, 본 발명의 각 요소의 범위 및 양은 임의의 다른 요소들의 범위 또는 양과 함께 사용될 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, "로 본질적으로 이루어진"이란 표현은 고찰 중인 조성물의 기본 특성과 신규 특성에 중요한 영향을 미치지 않는 물질의 포함을 허용한다.
이상 본 발명은 바람직한 양태와 관련하여 설명했지만, 당업자는 이 명세서를 통해 다양한 변형을 분명하게 알 수 있을 것이다. 따라서, 이러한 변형이 후속되는 특허청구범위에 속할 때 본 명세서에 개시된 본 발명은 그러한 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (8)

  1. (a) 윤활 점도의 오일로서, API 그룹 II 오일을 포함하는 오일,
    (b) 글리세롤 모노올레이트 500 내지 2500 ppm을 함유하는 마찰 조정제,
    (c) 적어도 하나의 탄화수소 기가 분지형 1차 탄화수소 기인 무-금속 이탄화수소 치환된 디티오포스페이트,
    (d) 산화방지제,
    (e) 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리에테르, 또는 (에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드) 중합체를 함유하는 항유화제, 및
    (f) 선택적으로, 점도 지수 향상 중합체
    를 포함하고, 황을 1,000ppm 미만으로 함유하는 윤활 조성물
    을 유압 펌프에 공급하는 단계
    를 포함하는, 유압 펌프의 윤활 방법.
  2. 제1항에 있어서, 윤활 조성물이 추가로 분산제, 부식억제제, 카르복시산 또는 무수물, 또는 이의 배합물을 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 윤활 조성물이 추가로 청정제, 내마모제, 소포제, 청정제 안정제 또는 이의 배합물을 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 윤활 조성물에 금속이 없는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 윤활 조성물에 마찰 조정제의 양이 0.03 내지 1 wt%이고, 이 방법이 윤활 조성물의 물과의 향상된 항유화성을 제공하는 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 윤활 조성물이 윤활 점도의 오일에 애프터마켓 처리로서 마찰 조정제를 첨가하여 제조되는 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 점도 지수 향상 중합체가 폴리메타크릴레이트 중합체인 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 항산화제가 몰리브덴 디티오카바메이트가 아닌 방법.
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