KR20180026388A - 유기 금속염 조성물, 이의 제조 방법 및 윤활제 첨가 조성물 - Google Patents

유기 금속염 조성물, 이의 제조 방법 및 윤활제 첨가 조성물 Download PDF

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Abstract

이 발명의 목적은 윤활 첨가제로서 및/또는 윤활 첨가제 조성물에서 유용한 유기 금속염 조성물을 제공하여 마찰 및 마모를 저감시키는 것이고, 또한 다양한 농도 및 다양한 조건하에서 4종의 모든 탄화수소 기유 (그룹 I~IV)중에서 용해도가 개선된 것이다. 유기 금속염 조성물은 1종 이상의 장쇄 모노카르복실산과 1종 이상의 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산과 조합한 단일 금속으로부터 유도된다. 조성물은 제1 금속 성분, 제2 금속 성분 및 제1 금속 성분을 포함하는 입자를 포함하는 활성 복합체와의 조합 형태가 특히 유용하다.

Description

유기 금속염 조성물, 이의 제조 방법 및 윤활제 첨가 조성물
이 발명은 신규한 유기 금속염 조성물 및 유기 금속염 조성물을 포함하는 윤활제 첨가 조성물에 관한 것이다. 또한, 이 발명은 유기 금속염 조성물의 제조 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로 말하자면, 이 발명은 조성물을 액체 형태로 사용 가능하게 하는 녹는점이 실온보다 낮은 유기 금속염 조성물에 관한 것이다. 이 유기 금속 조성물은 마찰을 감소시키고, 내마모성을 제공하며, 또 광범위한 탄화수소계 유류에 가용성인 윤활 첨가제의 성분으로서 유용하다.
지방산으로부터 제조되는 유기 금속염은 빈번하게 유류 및 그리스에 혼합되어 특수 성질의 윤활제 조성물을 제공한다 (예컨대, Synthetic Lubricants And High-Performance Functional Fluids, Edited by Leslie R. Rudnick 및 Ronald L . Shubkin, CRC Press 1999 참조). 특히, 포화 및 불포화 카르복실산염은 윤활유 내에서의 감마(減磨) 첨가제로 잘 알려져 있다 (Spikes, H.A. "Boundary Lubrication and Boundary Films." Proc. 19th Leeds-Lyon Symposium on Tribology, Leeds, Sept. 1992; Thin Films in Tribology, ed. D Dowson et al., Elsevier 1993). 유기 금속염은, 문헌 (Fuels and Lubricants Handbook: Technology Properties Performance and Testing Edited by George E Totten, Steven R. Vestbrook, Rajesh Shah (2003))에 기재된 바와 같이, 상이한 금속 원소에 기반할 수 있다. 구리계 첨가제는 그들의 윤활제 내에서의 효과 때문에 종종 선호된다. 디티오인산구리, 디티오카르밤산구리, 술폰산구리, 카르복실산구리, 아세틸아세톤, 페놀산구리, 스테아르산구리 및 팔미트산구리를 포함하는 몇 종의 구리 화합물은 마찰과 마모가 현저히 작다. 또한, 카르복실산구리, 예컨대 올레산구리는 항산화제로서 사용되고 있다 (엔진유 항산화제에 관한 영국 특허 제2,056,482호, 유럽 특허 제92946호). 구리계 유기 금속 화합물은 액체 윤활제 또는 그리스, 연료, 절삭유 및 유압유 내에서의 마찰과 마모를 감소시키기 위한 다기능성 첨가제를 사용하는 경우에 최대의 이익이 될 수 있다. 구리계 윤활 첨가제와 윤활유 제제 기술의 전적인 발전에도 불구하고, 내마모성이 더 우수하고 배기 가스 배출량 저감과 같이 환경적으로 유리한 특성을 제공하는 윤활유 첨가제에 대한 필요성이 잔존한다.
윤활 첨가제로서 유용한 유기 금속염은 다수의 상이한 반응 경로를 이용하여 합성될 수 있다. 금속 카르복실산염, 특히 장쇄(長鎖) 불포화 또는 포화 지방산계 금속염은 일반적으로 금속 탄산염과 지방산을 반응시킴으로써 제조된다. 올레산구리를 만드는 한 가지 잘 알려진 방법은 올레산을 탄산구리와 가열하는 것이다 (미국 특허 제1,013,538호). 다른 공정은 올레산나트륨 수용액과 소정 금속의 무기 용해성염, 예컨대 등몰량의 염화구리를 혼합하는 것이다. 생성된 금속 올레산염을 침전시킨 다음 여과 및 세척하고 건조하게 된다 (Ratoi, M., Bovington, C.와 Spikes, H. (2000) Mechanism of metal carboxylate friction modifier additive behaviour; International Tribology Conference, Nagasaki, JP).
윤활 제제에 첨가될 경우 소망하는 특성을 제공하고 부여하기 위한 윤활 첨가제의 설계 및 개발은 예상하기 어렵고 도전적인 과정이다. 더욱이, 금속 카르복실산염 첨가제의 물리적 특성, 용해도 및 성능은 유기 금속 화합물 등의 화학 구조만으로 예측하거나 측정할 수 없다. 이들 요소는 단순한 구조-활성 관계를 따르지 않는다 (Kenbeek, D., Buenemann, T.과 Rieffe, H., Review of Organic Friction Modifiers - Contribution to Fuel Efficiency, SAE Technical Paper 2000-01-1792, 2000).
대부분의 윤활제 조성물은 기유(基油)를 포함한다. 일반적으로, 이 기유는 탄화수소유 또는 탄화수소유들의 혼합물이다. 탄화수소유는 아메리칸 페트롤리움 인스티튜트 (American Petroleum Institute)에 의해 그룹 I, II, III 또는 IV에 속하는 것으로 지정되어 있다. 이들 중, 그룹 I, II 및 III에 속하는 기유는 천연 광유(鑛油)이다. 그룹 I에 속하는 기유는 용매 추출 공정으로 추가 정제하여 산화 방지와 같은 특성을 개선하고 왁스를 제거한 분별 증류된 석유로 구성된다. 그룹 II 기유는 수소화 분해되어 추가로 정제되고 정화 및 분별 증류된 석유로 구성된다. 그룹 III 기유는 특성이 그룹 II 기유와 유사하고, 그룹 II와 그룹 III 기유는 모두 다양한 단계를 거쳐 그들의 물리적 특성이 향상된 수소화 처리된 기유이다. 그룹 III 기유는 그룹 II 기유보다 점도 지수가 높고, 그룹 II 기유의 추가 수소화 분해 또는 수소 첨가 이성화 슬랙 왁스의 수소화 분해에 의해 제조되는데, 이는 일반적으로 다수의 유류에 사용되는 왁스 제거 공정의 부산물이다. 그룹 IV 기유는 합성 탄화수소유인데, 이는 폴리알파올레핀 (PAO)이라고도 불린다.
다양한 기유의 윤활 특성을 조절하기 위하여는, 첨가제들이 종종 사용된다. 이들 첨가제는, 예컨대 내마모제, 감마 첨가제, 항산화제, 분산제, 세제, 극한 압력 첨가제 및 방식제와 같은 기능을 하도록 설계된 재료를 포함한다. 모든 첨가제가 광범위한 기유에 가용성인 것이 매우 바람직하다. 양호한 첨가제 용해도는 제제화된 윤활제가 침강물을 분리하거나 형성하는 경향이 없이 안정하다는 것을 보장하는 것이 중요하다. 또한, 이들 첨가제를 적절히 용해시켜서 이들이 적절히 기능하고 효율적으로 수행되게 보장하는 것도 중요하다. 이들 조성물의 배송, 보관 및/또는 비교적 장기간의 사용이 가능하도록 첨가제의 용해도는 광범위한 온도 및 기타의 조건들에 걸쳐 바람직하게 유지된다. 그러나, 이들 소망하는 품질의 달성은 전반적인 성능을 희생해서는 안 된다. 불행하게도, 예컨대, 감마성 또는 내마모성과 같은 한 가지 이상의 이점을 제공하는 일부 첨가제는 용해도가 낮고, 이로 인해 상업적 가치가 제한되는 결점이 있다.
이 기술 분야의 숙련자들은 윤활 제제 중에서의 용해도가 낮은 첨가제를 시험하고 효율적으로 사용하기 위한 대안적인 해결책을 개발하기 위한 시도를 행하여 왔다. 한 가지 접근법에서는 윤활제 조성물 중에 합성 에스테르 또는 식물성유 등의 1종 이상의 보조 기유를 함유시켜 왔다. 예컨대, 이러한 목적으로 폴리알파올레틴과 함께 에스테르가 보조 기유로서 사용되어 왔다. 불행하게도, 이러한 에스테르는 가끔 불량한 가수 분해 안정성때문에 불리하므로, 용해성 문제에 대한 해결책을 얻기 위한 전반적인 성능에 허용될 수 없는 희생을 나타낼 수 있다.
낮은 용해도 문제를 해결하기 위한 다른 접근법에서는 고함량의 아연, 황 및/또는 인을 함유하는 대체 윤활 첨가제를 사용하여 왔다. 이들 윤활 첨가제는 감마성 및 내마모성의 면에서 적절한 성능을 제공할 수 있다. 그러나, 이들은 저인산, 저황 및 저황산 회분 기술에 기반한 우수하고 더 바람직한 첨가제에 비하여 종종 저효율성이다.
또한, 선행 기술은, 첨가제의 구조에 따라, 금속 표면간의 직접적인 접촉을 방지함으로써 기계적 방식으로 마찰을 감소시키고 내마모성을 제공하는 불용성 윤활 첨가제군(群)이 있다는 것도 역시 보여준다. 이러한 방식으로 기능하는 첨가제의 예에는 이황화몰리브덴과 테플론® 플루오로 탄소 중합체 (PTFE)가 있다. 이들 첨가제는 그리스 조성물에 성공적으로 사용될 수 있으나, 이들은 윤활유 조성물 내에서는 효율적이지 않다. 상기 윤활제는 불용성 물질의 응집 및 침강으로 인해 안정성이 불량하다는 것이 밝혀졌다. 결과적으로, 그 성능은 시간 경과에 따라 열화(劣化) 되고 특히 마찰 및 마모의 면에서 허용될 수 없게 된다.
그러나, 용해도가 낮은 또 다른 일군의 첨가제는 금속 분말, 예컨대 구리 합금으로 구성된다. 이들은 마찰과 마모를 저감시키는 것으로 일컬어지고 있다. 이들은 윤활제 내에서 효율적으로 사용되는 경우, 마찰면에 금속층을 형성할 수 있다. 마찰층은 이화학적 공정에 의해 금속 표면에 증착된다. 이는 움직이는 부품의 금속 표면에서의 마찰 조건을 개선하고 금속 표면의 하중 저항을 증가시킨다. 그러나, 이들 윤활제 조성물은 불용성 물질의 응집 및 침강으로 인하여 안정성이 불량한 것으로 밝혀졌다. 결과적으로, 또한 이들의 성능은 시간 경과에 따라 저하되고, 특히 마찰 및 마모의 면에서 허용될 수 없게 된다.
마찰 및 마모를 저감시키는 데 유용한 일군의 양호한 윤활 첨가제는 유기 금속염을 기재로 한 것이다. 이들의 예는 설명의 목정상 참고로 포함시킨 문헌 (Lubricant Additives: Chemistry and Applications, Second Edition, edited by Leslie R. Rudnick, CRC Press, 2009)에 개시되어 있다. 이는 예컨대, 다수의 구리 및 몰리브덴 화합물을 포함하는데, 구체적인 예로서는 올레산구리, 살리실산구리, 나프텐산구리 및 나프텐산몰리브덴이 있다. 이들 첨가제는 개별적으로 사용되거나, 좋기로는 다른 화합물과 혼합하여 사용되는 경우 매우 효율적인 감마제 또는 내마모제로서 기능할 수 있다. 이들 재료군의 단점은 특히 그룹 II, III 및 그룹 IV (PAO)와 같이 더 포화된 기유 및 파라핀계 수소화 분해 기유 또는 합성 기유에서 사용시 종종 상온(常溫)에서 고체이고, 유류 용해도가 제한적이라는 것이다. 이는 고성능 자동차, 산업용 및 오프-하이웨이 [off-highway] 윤활제에 이들 첨가제를 사용하는 것을 제약한다.
비록 상기 선행 기술은 유용한 첨가제 조성물이 이용 가능하다는 것을 보여주지만, 중요한 단점이 있다는 점도 역시 나타낸다. 특히, 그룹 I, II 및 그룹 IV (PAO)와 같은 더 포화된 기유 및 파라핀계 수소화 분해 기유 또는 합성 기유에 사용되는 경우, 가용성인 고성능 윤활 첨가제 조성물의 필요성이 계속되고 있다. 이러한 중요한 개선점들이 이 발명에서 달성된다.
녹는점이 약 55℃인 올레산구리는 그룹 I 기유에서 가용성이 높지만, 그룹 II, III 및 그룹 IV 기유에서는 용해도가 제한적이라는 것이 밝혀기제 되었다. 이는 올레산구리가 그 자체 또는 다른 적합한 성분과의 조합물 형태로 투입되지 않게 되어 그룹 II, III 및 IV 고품질 기유를 필요로 하는 다수의 용도를 위한 윤활제를 형성한다.
미국 특허 제5,994,277호에는 크랭크 케이스 윤활제의 항산화 개선용 조성물이 개시되어 있다. 이 조성물은 3 가지 필수 성분, 즉 구리, 몰리브덴 및 1종 이상의 유용성(油溶性) 방향족 아민을 포함한다. 구리는 C8 내지 C18 지방산의 염 형태로 첨가될 수 있다. 몰리브덴은 유용성 카르복실산몰리브덴 형태로 첨가되는 것이 좋다. 방향족 아민 또는 방향족 아민 혼합물은 알킬화 디페닐아민이어도 좋다. 구리가 올레산구리로서 첨가되고 몰리브덴이 2-에틸헥산산몰리브덴으로서 첨가되는 예가 제시되어 있다.
발명의 목적
이 발명의 목적은 전술한 단점들을 소거하기 위한 것이다.
이 발명의 특정 목적은 윤활 첨가제로서 및/또는 윤활 첨가제 조성물 내에서의 마찰 및 마모를 저감시키는 데에 유용하고, 또한 다양한 농도와 다양한 조건하에 4종의 모든 탄화수소 기유 (그룹 I~IV)중에서의 용해도가 개선된 유기 금속염 조성물을 제공하려는 것이다.
이 발명의 추가의 목적은 유기 금속염이 다른 적합한 성분과 조합물 형태로 구성된 첨가제 조성물을 제공하고자 하는 것인데, 상기 조성물은 다양한 농도 및 다양한 조건하에서 4종의 모든 탄화수소 기유 (그룹 I~IV)중에서 용해도가 개선된다. 용해도는 육안으로 평가되며, 상기 조성물은 기유와 완전히 혼합되는 경우 가용성인 것으로 여겨지고, 저장시에 침강물 또는 겔을 분리하거나 형성하지 않는다.
이 첨가제 조성물은 마찰과 연료 소비 및/또는 에너지 소비를 저감시켜준다. 더우기, 상기 윤활 첨가제 조성물은 내마모성 증대, 배유(排油) 및 그리스 교환 간격의 연장, 유지비 저감 및 작용 수명의 개선을 가능하게 해준다.
이 발명의 또 하나의 추가의 목적은 그룹 II, III 및 그룹 IV (PAO)와 같은 포화 기유 및 파라핀계 수소화 분해 기유 또는 합성 기유로 제제된, 해양용, 자동차용, 산업용 및 기타 모든 오프-하이웨이용 고성능 윤활제 및 그리스를 개발하기 위한 것으로, 기계 장기계의 작동 수명을 보장할 수 있고, 접촉 피로 손상으로부터 기계 부품을 보호할 수 있으며, 고하중 운반능을 제공하고, 기계 구성 요소의 마모를 저감시키며, 수소 마모로부터 마찰 표면을 보호할 수 있게 하고, 선택적 전달에 따른 마모 및 손상을 자가 치유 가능하게 해준다. 이는 이 발명의 첨가제 조성물을 포함하는 신규의 윤활제 조성물에 의하여 마찰 표면을 보호함으로써 달성된다.
이들 개선은 환경적인 결점이 없이 달성되어야 한다.
발명의 요약
이 발명의 목적상, 장쇄 카르복실산은 C13 내지 C22이다.
이 발명의 목적상, 단쇄(單鎖) 모노카르복실산은 C6 미만이다. 따라서, 단쇄 분지형 모노카르복실산은 탄소 원자 수가 4 또는 5개이다.
이 발명의 목적상, 중쇄(中鎖) 모노카르복실산은 C6 내지 C12이다.
제1 관점에서 보면, 이 발명은 1종 이상의 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산 2 내지 20 중량%과의 조합물 형태로 단일 금속 및 1종 이상의 장쇄 모노카르복실산 (지방산으로도 알려짐)으로부터 유도된 유기 금속염 조성물을 제공하여 그룹 I, II, III 또는 IV 탄화수소 기유 중에서의 용해도가 개선된 유기 금속염 조성물을 생산하는 것이다. 모든 탄화수소유 군중에서의 용해도는 0.1 중량%, 좋기로는 0.5 중량%를 초과한다.
또 다른 관점에 있어서, 이 발명은 1종 이상의 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산과 2 내지 20 중량%와의 조합물 형태로 단일 금속 및 1종 이상의 장쇄 모노카르복실산 (지방산으로도 알려짐)으로부터 유도된 유기 금속염 조성물의 제조 방법을 제공하여, 그룹 I, II, III 또는 IV 탄화수소 기유 중에서의 용해도가 개선된 유기 금속염 조성물을 제조하는 것이다. 모든 탄화수소유 군중에서의 용해도는 0.1 중량%, 좋기로는 0.5 중량%를 초과한다.
그러나, 또 다른 관점에 있어서, 이 발명은 1종 이상의 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산과 2 내지 20 중량%와의 조합물 형태로 단일 금속 및 1종 이상의 장쇄 모노카르복실산으로부터 유도된 유기 금속염 조성물을 포함하는 윤활제 첨가 조성물을 제공하고, 윤활제 첨가 조성물은 실온 조건하에서 안정한 액체이고, 응고, 분리, 겔화 또는 침강을 일으키는 경향이 감소된다.
전술한 윤활제 첨가 조성물은 다른 적합한 구성요소와 함께 형성될 수 있고, 감마성 그리고 연료 및/또는 에너지 소비 저감뿐만 아니라 배기가스 저감도 유도한다. 좋기로는, 이 발명에 따른 윤활제 첨가 조성물은 많은 양의 인계 화합물 또는 황계 화합물을 포함하지 않는 윤활제의 개발을 가능하게 해준다. 또한, 윤활제 첨가 조성물은 내마모성 증대, 배유 및 그리스 교환 간격의 연장 그리고 유지비 저감뿐만 아니라 작용 수명의 개선을 가능하게 해준다.
이 발명에 따른 윤활 첨가제 조성물의 특별한 특징은 실제 기계 작동 조건하에서 우수한 마모 보호를 제공하도록 설계되었다는 점이다. 표준 실험실 벤치, 리그 및 엔진 시험을 사용하여 개발되고 평가된 많은 선행기술의 내마모제는 문제점이 있다. 이러한 시험에서 마모율은 시간당 1 내지 10 마이크로미터 범위이다. 이는 빠른 결과를 나타내는 시험을 생성하기 위해 수행된다. 그러나, 작동 장비의 실제 마모율은 시간당 1 내지 10 나노미터 범위이다. 이는 수 단위가 더 낮다. 결과적으로, 이들 표준 산업 시험중 많은 부분이 실제 기계 작동 조건을 대표하지 않는다. 또한, 결과적으로, 선행 기술의 내마모제는 표준 시험에서 매우 양호한 결과를 나타내더라도, 현장에서 항상 효과적인 마모 보호를 제공하지는 않는다.
실제 현장 운전 조건을 대표하지 않는 표준 시험에서의 비현실적으로 높은 마모율에서 상이하고 이례적인 마모 메커니즘이 발생한다. 정상 조건에서 작동하는 것으로 알려진 다른 중요한 내마모 메커니즘은 높은 마모율에서 발생하는 것으로부터 방지된다. 예를 들어, 제3체 (第三體) 형성이 일어날 수 없다. 제3체는 즉시 붕괴되고 형성될 수 없다. 그러나, 이 발명을 비롯하여 많은 새로운 세대의 고성능 내마모제와 더불어 제3체 형성은 중요 기능이다. 높은 마모율에서는 가까운 표면 상호 혼합도 역시 발생하지 않을 수 있다.
정규의 마모율에서의 윤활 환경은 중요한 상호 작용하여 혼합 윤활제에서 내마모제와 금속 표면간에서 상호 작용을 일으킬 수 있다. 이는 독일 프라운호퍼 인스티튜트 (Fraunhofer Institute)에서 행해진 연구에서 증명되었다. 또한, 이들 연구는 이 발명에 의해 제공되는 우수한 내마모성도 역시 확인하였다. 개선된 성능은 특히 제3체 형성과 또한 기계 금속 부품의 표면 부근에 첨가제를 혼합시키는 것에 기인하는 것으로 밝혀졌다. 이는 다른 종래 기술과 비교하여 이 발명 기술의 효과 및 우수성을 나타내는 것이다.
발명의 상세한 설명
이 발명에서 유용한 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산을 가지는 장쇄 모노카르복실산으로부터 유도된 유기 금속염 조성물은 그의 일반화된 제조 경로와 이들 조성물 구조의 양자에 의해 특성화될 수 있다.
이 발명에 있어서의 유기 금속염의 제조 방법의 제1 단계는 일반적으로 금속 탄산염, 예컨대 탄산구리와 1종 이상의 장쇄 모노카르복실산, 예컨대 올레산의 반응을 포함한다. 광범위한 카르복실산의 비율이 사용될 수 있는데, 카르복실산 대 탄산염 반응물의 금속의 몰 비가 1:1 내지 20:1 범위일 수 있다.
이 발명에서 사용된 중간 유기 금속염은 더욱 구체적으로는 C13 내지 C22 범위인 모노카르복실산과 선택된 금속 탄산염의 반응으로부터 유도될 수 있다. 산의 예로는 라우르산, 미리스트산, 팔미트산 또는 스테아르산과 같은 포화 모노카르복실산이 포함된다. 좋기로는 리놀렌산, 리놀레산 및 올레산과 같은 불포화산이 사용되어야 한다. 또한, 포화 분지형 모노카르복실산 및 불포화 분지형 모노카르복실산, 예를 들어 이소스테아르산이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 나프텐산 또는 합성 카르복실산이 사용될 수 있다.
금속 탄산염은 금속 원소로서 은, 금, 팔라듐, 구리, 코발트, 납, 주석, 비스무트, 몰리브덴, 티타늄, 텅스텐 및 니켈 중 1종을 포함한다. 더 좋기로는,상기 금속 탄산염으로서는 구리 또는 코발트를 포함하고, 가장 좋기로는 구리 더 포함한다.
제2 단계에서는, 유기 금속염 조성물은 1종 이상의 장쇄 모노카르복실산으로부터 유도된 유기 금속염, 예컨대 올레산구리와 1종 이상의 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산, 예컨대 2-에틸헥산산의 반응으로 제조된다. 초기에, 카르복실산염이 액체로 될 때까지 약 60℃까지 가열한다. 격렬하게 혼합하면서 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산을 첨가한다. 유기 금속염 및 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산의 중량비가 2:1 내지 50:1의 범위일 수 있도록, 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산의 광범위한 분율이 적용될 수 있다. 5:1 내지 20:1 범위 비가 양호하고, 10:1 내지 20:1 범위가 가장 양호하다.
포화된 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산이 이 발명에서 양호하다. 이들은 1종 이상의 분지형 알킬기와 탄소 원자 수가 4 내지 11개 (C4 내지 C11), 좋기로는 탄소 원자 수가 6 내지 10개 (C6 내지 C10) 및 가장 좋기로는 탄소 원자 수 8개 (C8)를 함유해야 한다. 그 예로는 2-에틸헥산산, 2-메틸부티르산, 2-에틸부탄산, 2-메틸펜탄산, 3-메틸펜탄산, 4-메틸펜탄산, 2-메틸헥산산, 5-메틸헥산산, 4-메틸옥탄산, 4-메틸노난산을 들 수 있고, 더 좋기로는 2-에틸부티르산과 2-에틸헥산산이 포함되고, 가장 좋기로는 2-에틸헥산산을 들 수 있다.
좋기로는, 상기 윤활 첨가제는 초기 혼합 후 및 1주일 이상 경과 후 모두 탄화수소 기유에 가용성이다. 여기서 용해도 시험에서 사용된 온도는 실온을 포함하는데, 이 명세서의 목적에 부합하는 온도는 18~24℃이다.
윤활 첨가제로서 사용되는 통상적인 유기 금속염은 전형적으로 그룹 II, III 및 IV 탄화수소 기유에 현저히 용해되지 않는다. 이는 이전에 단지 통상의 저성능 첨가제가 사용될 수 있는 다수의 용도에 이 발명에 따른 우수한 첨가제 및 윤활제를 사용할 수 있음을 의미한다.
이 발명의 제법으로 얻은 유기 금속염 조성물, 예컨대 2-에틸헥산산과 반응되는 올레산구리는 유기 금속염 대 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산의 중량비가 5:1 내지 50:1 범위인 경우 실온에서 액체라는 놀랍고도 예측하지 못한 사실이 발견되었다. 예를 들어, 올레산구리 화합물과 2-에틸헥산산구리는 각각 모두 상온에서 고체이기 때문에 이는 매우 놀라운 것이다. 이 발명에 따른 유기 금속염 조성물을 포함하는 첨가제는 취급 특성이 개선된다.
중요하게는, 이 발명에 따른 유기 금속염 조성물은 그룹 I, II, III 또는 IV 탄화수소 기유에서 용해도가 개선되고, 또 감마성 그리고 연료 및/또는 에너지 소비의 저감뿐만 아니라 배기 가스의 저감을 제공하는 윤활제 첨가 조성물을 얻는 다른 적합한 성분과 함께 형성될 수 있다. 이 발명에 따른 윤활제 첨가 조성물은 다량의 인 화합물 또는 황 화합물을 포함하지 않는 윤활제의 개발을 가능하게 한다. 또한, 상기 윤활제 첨가 조성물은 내마모성을 증대시키고, 배유 및 그리스 교환 간격을 연장시키고, 유지비를 저감시킬 뿐만 아니라 운전 수명을 개선시킬 수 있다.
이 발명에 따른 유기 금속염 조성물은 제1 금속 성분과 제2 금속 성분을 함유하는 활성화 복합체와 조합시킬 수 있다. 입자, 좋기로는 나노 입자들이 형성되어 윤활제 첨가 조성물을 제공하며, 이들 입자는 금속 형태의 제1 금속 성분을 포함한다. 상기 제2 금속 성분은 제1 금속 성분 중의 금속 원소의 산화-환원 전위를 감소시킬 수 있다. 상기 제2 금속 성분은 제1 금속 성분 중의 금속 원소의 산화 환원 전위에 영향을 줄 수 있어야 한다. 활성화 착물은 리간드로서 기능하는 성분을 함유하여야 한다. 리간드는 계면 활성제 또는 분산제일 수 있는데, 예로서는 숙신이미드, 폴리에톡실레이트화 탈로우 아마이드 및 디에탄올아민이 있다. 활성화 착물은 제1 금속 성분 및 필요에 따라 제2 금속 성분을 포함하는 입자를 포함하여야 한다. 활성화 착물은 제1 금속 성분 중에서 산화형 금속 원소의 용해도를 개선시키는 1종 이상의 화합물을 함유하여야 하고, 예로서는 디에틸렌글리콜의 에폭시 수지 또는 에폭시화 디프로필렌 글리콜이 있다.
또한, 활성화 착물은 1종 이상의 환원제, 예를 들어 디페닐아민 또는 헥사데실아민을 포함할 수도 있다. 좋기로는, 제2 금속 성분의 금속 원소 및 제1 금속 성분의 금속 원소의 표준 전극 전위차는 각 금속 원소의 금속형 및 안정한 제1 산화 단계를 기준으로 0.2V 이상이다. 좋기로는, 제1 금속 성분은 금, 은, 구리, 팔라듐, 주석, 코발트, 아연, 비스무트, 망간 및/또는 몰리브덴을 포함하고, 특히 좋기로는 구리 및/또는 코발트, 더 좋기로는 구리를 포함한다. 좋기로는, 제2 금속 성분은 주석, 비스무트, 아연 및/또는 몰리브덴을 포함하고, 특히 좋기로는 주석, 비스무트 및/또는 아연, 더 좋기로는 주석을 포함한다. 또한, 좋기로는, 제2 금속 성분을 포함하는 입자는 금속형의 제1 금속 성분을 포함한다.
제1 금속 성분 및 필요에 따라 제2 금속 성분을 포함하는 입자는 직경이 1 내지 10,000 nm 범위, 좋기로는 5 내지 1,000 nm 범위, 더 좋기로는 10 내지 500 nm 범위, 특히 좋기로는 15 내지 400 nm 범위로 나타난다.
좋기로는, 전술한 윤활제 첨가 조성물은 제1 금속 성분으로부터 유도된 가용성 금속 화합물을 포함한다. 좋기로는 이 윤활제 첨가 조성물은 금속 도금을 형성할 수 있다. 이 윤활제 첨가 조성물은 그룹 I, II, III 또는 IV 탄화수소 기유 중에서 용해도가 0.1 중량% 초과, 좋기로는 모든 탄화수소유군 중에서 0.5 중량% 초과이다.
활성 착물의 제조에 있어서, 1종 이상의 알콜이 환원제, 용매 및/또는 공용매로서 유리하게 사용된다. 좋기로는, 예컨대 디에틸렌 글리콜과 같은 탄소 원자 수가 1 내지 20개인 알킬기로 알킬화된 글리콜과 같은 에테르기를 포함하는 알콜이 사용될 수 있다. 또한, 좋기로는 옥탄올과 같은 탄소 원자 수가 1 내지 20개, 좋기로는 탄소 원자 수가 4 내지 12개 존재하는 알콜이 유리하다.
좋기로는, 유기 금속염 조성물 대 활성 착물의 중량비는 10000:1 내지 1:1 범위이다.
이 발명에 따른 관련 활성 착물 및 유기 금속염 조성물과 이들 착물의 조성물을 제조하는 방법은 후술하는 실시예 12에 추가로 기재되어 있다. 전술한 활성 착물을 얻는 방법은 본 명세서에 참고로서 인용하는 국제 특허 출원 제PCT/EP2015/060811호에 보다 자세하게 개시되어 있다.
실시예 1: 이 발명에 따라 개질된 유기 금속염의 제조
이 발명의 개질된 유기 금속염은 금속염, 좋기로는 금속이 구리인 금속 탄산염을 지방산, 좋기로는 올레산과 반응시켜 제조될 수 있는데, 금속 카르복실산염의 금속 함량이 최종염 중의 금속 농도가 8~9 중량% 범위로 제공되도록 하고, 그 후에, 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산을 상기 금속 카르복실산염에 첨가한다. 탄산구리와 올레산을 150℃에서 무산소 환경에서 16시간 반응시킨다. 반응 후, 2-에틸헥산산을 혼합물의 총질량의 7.5%의 비율로 올레산구리에 첨가한다. 이것은 실온에서 액체이고 녹는점이 10℃인 구리계 유기 금속염 조성물을 생성하는 반면에, 금속 함량이 8~9% 범위인 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산을 함유하지 않는 올레산구리는 녹는점이 55℃이다. 녹는점을 육안으로 측정하였다. 금속 함량을 MP-AES로 분석하여 검증하였다.
실시예 2: 첨가된 단쇄 분지형 유기산의 양에 의해 녹는점이 받는 영향
이 발명에 따라, 개질된 유기 금속염의 총 중량의 11.25%의 양으로 2-에틸헥산산을 금속 함량이 8~9%인 올레산구리에 첨가함으로써 개질된 유기 금속염을 제조하였다. 2-에틸헥산산 11.25%의 첨가는 개질된 유기 금속염의 녹는점을 4℃로 낮추는 반면에, 2-에틸헥산산 7.5%를 함유하는 실시예 1의 개질된 유기 금속염은 녹는점이 10℃이고, 오로지 올레산구리만 포함하는 유기 금속염의 녹는점은 55℃이다. 녹는점을 육안으로 측정하였다.
실시예 3: 첨가된 단쇄 분지형 유기산의 양에 의해 녹는점이 받는 영향
이 발명에 따라, 개질된 유기 금속염의 총 중량의 15%의 양으로 2-에틸헥산산을 금속 함량이 8~9%인 올레산구리에 첨가함으로써 개질된 유기 금속염을 제조하였다. 2-에틸헥산산 15%의 첨가는 개질된 유기 금속염의 녹는점을 0℃ 미만으로 낮추는 반면에, 2-에틸헥산산 11.25%를 함유하는 실시예 2의 개질된 유기 금속염은 녹는 점이 4℃이고, 2-에틸헥산산 7.5%를 함유하는 실시예 1의 개질된 유기 금속염은 녹는점이 10℃이고, 오로지 올레산구리만으로 이루어진 유기 금속염은 녹는점이 55℃이다. 녹는점을 육안으로 측정하였다.
실시예 4: 금속 카르복실산염의 금속 함량과 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산의 양에 의해 녹는점이 받는 영향
금속 함량과 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산의 함량이 개질된 유기 금속염의 녹는점에 어떻게 영향을 주는지 측정하기 위해, 금속 함량dl 2~9% 범위 및 2-에틸헥산산 1~10% 범위인 올레산구리를 함유하는 이 발명에 의한 개질된 유기 금속염을 제조하였다. 녹는점을 육안으로 측정하였고, 표 1에 나열하였다. 금속 함량을 MP-AES로 분석하여 검증하였다.
2-에틸헥산산을 1~10% 범위로 첨가하여 금속 함량이 2~9% 범위인 구리계 개질된 유기 금속염의 녹는점
% Cu 0%
2- EHA 		1%
2- EHA 		2%
2- EHA 		3%
2- EHA 		4%
2- EHA 		5%
2- EHA 		6%
2- EHA 		7%
2- EHA 		8%
2- EHA 		9%
2- EHA 		10%
2- EHA
2.2% 16℃ 2℃ <0℃ <0℃ <0℃ <0℃ <0℃ <0℃ <0℃ <0℃ <0℃
4.4% 35℃ 21℃ 13℃ 6℃ 5℃ 3℃ 2℃ <0℃ <0℃ <0℃ <0℃
6.2% 40℃ >실온 >실온 >실온 >실온 14℃ 7℃ 4℃ 2℃ <0℃ <0℃
8.6% 50℃ >실온 >실온 >실온 >실온 >실온 >실온 10℃ 8℃ 5℃ 2℃
실시예 5: 이 발명에 따른 기타의 유기 금속염의 제조
진공하에 150℃에서 금속 탄산염과 올레산을 16 시간 반응시켜 금속 카르복실산염을 제조하였다. 사용된 금속 탄산염은 차탄산비스무트와 탄산코발트이었다. 금속 올레산염의 중량에 따른 금속 함량은 5~10%이었다. 유기 금속염의 녹는점이 0℃ 또는 0℃ 미만에 도달할 때까지 2-에틸헥산을 유기 금속염 총중량의 5%, 10% 및 15%로 첨가하였다. 녹는점을 표 2에 게재하였다.
비스무트계 유기 금속염 조성물 및 코발트계 유기 금속염 조성물의 녹는점
금속 카르복실산염 0%
2- EHA 		5%
2- EHA 		10%
2- EHA 		15%
2- EHA
올레산비스무트
( 5 % Bi ) 		3℃ <0℃ - -
올레산코발트
( 10 % Co) 		65℃ 35℃ 15℃ <0℃
실시예 6: 그룹 II 기유 중에서의 이 발명의 유기 금속염 조성물의 용해도
실시예 1, 2 및 3에서 제조된 이 발명의 구리계 개질된 유기 금속염을 농도가 0.3~3.0% 범위인 그룹 II 기유에 혼합하였다. 14주 동안 시료를 따라가면서 육안으로 용해도를 측정하였다. 결과를 표 3에 나타내었다. 시료의 상분리 또는 불투명도가 관찰되지 않으면, 개질된 유기 금속염은 가용성인 것으로 간주하였다.
그룹 II 기유 중에서의 용해도
이 발명의 유기 금속염 0%
2- EHA
대조군 		7.5%
2- EHA 		11.25%
2- EHA 		15%
2- EHA
0.3% 약간 불용성 가용성 가용성 가용성
0.5% 상분리 가용성 가용성 가용성
1% 상분리 가용성 가용성 가용성
1.5% 상분리 약간 불용성 약간 불용성 약간 불용성
2% 상분리 상분리 상분리 상분리
2.5% 상분리 상분리 상분리 상분리
3% 상분리 상분리 상분리 상분리
그룹 II 기유 중에서의 올레산구리 용해도는 0.3% 미만이다. 이 발명에 의하면, 올레산구리에 2-에틸헥산산을 첨가하는 것은 유기 금속염 조성물이 상기 기재 원료 중에서 용해도가 개선되도록 한다.
실시예 7: 그룹 II 기유 중에서의 이 발명의 용해도
실시예 1, 2 및 3에서 제조된 이 발명의 구리계 개질된 유기 금속염을 농도가 0.3%~3% 범위인 그룹 III 기유에 혼합하였다. 12주 동안 시료를 따라가면서 육안으로 용해도를 측정하였다. 결과를 표 4에 나타내었다. 시료의 상분리 또는 불투명도가 관찰되지 않으면, 개질된 유기 금속염은 가용성인 것으로 간주하였다.
그룹 III 기유 중에서의 용해도
이 발명의 유기 금속염 0%
2- EHA 		7.5%
2- EHA 		11.25%
2- EHA 		15%
2- EHA
0.3% 상분리 가용성 가용성 가용성
0.5% 상분리 가용성 가용성 가용성
1% 상분리 가용성 가용성 가용성
1.5% 상분리 가용성 가용성 가용성
2% 상분리 가용성 가용성 가용성
2.5% 상분리 약간 불용성 가용성 가용성
3% 상분리 약간 불용성 가용성 가용성
그룹 III 기유 중에서의 올레산구리는 불용성이다. 이 발명에 따르면, 올레산구리에 2-에틸헥산산을 첨가하는 것은 개질된 유기 금속염이 상기 기재 원료 중에서의 용해도가 개선되도록 한다.
실시예 8: 그룹 IV 기유 중에 이 발명의 용해도
실시예 1, 2 및 3에서 제조된 이 발명의 구리계 개질된 유기 금속염을 농도가 0.3~3.0% 범위인 그룹 II 기유에 혼합하였다. 14주 동안 시료를 따라가면서 육안으로 용해도를 측정하였다. 결과를 표 5에 나타내었다. 시료의 상분리 또는 불투명도가 관찰되지 않으면, 개질된 유기 금속염은 가용성인 것으로 간주하였다.
그룹 IV 기유 (PAO)중에서의 용해도
이 발명의 유기 금속염 0%
2- EHA
대조 		7.5%
2- EHA 		11.25%
2- EHA 		15%
2- EHA
0.3% 맑은
상분리		 가용성 가용성 가용성
0.5% 맑은
상분리		 가용성 가용성 가용성
1% 맑은
상분리		 약간 불용성 약간 불용성 약간 불용성
1.5% 맑은
상분리		 상분리 상분리 상분리
2% 맑은
상분리		 맑은 상분리 맑은 상분리 맑은 상분리
2.5% 맑은
상분리		 맑은 상분리 맑은 상분리 맑은 상분리
3% 맑은
상분리		 맑은 상분리 맑은 상분리 맑은 상분리
그룹 IV 기유 중에 올레산구리는 불용성이다. 이 발명에 따르면, 올레산구리에 2-에틸헥산산을 첨가하는 것은 개질된 유기 금속염이 상기 기재 원료 중에서 용해도가 개선되도록 한다.
실시예 9: 장쇄 분지형 모노카르복실산을 올레산구리에 첨가하여 유기 금속염을 제조하는 방법
녹는점이 실온 미만인 장쇄 분지형 모노카르복실산을 함유하는 개질된 유기 금속염을 생성할 가능성을 조사하기 위해서, 개질된 유기 금속염 총중량의 1~7%, 10% 및 15% 양인 이소-스테아르산을 금속 함량이 8~9% 범위인 올레산구리에 첨가함으로써 제조하였다. 격렬히 혼합하면서 이소-스테아르산을 60℃로 가열한 올레산구리에 첨가하였다. 시료를 15분간 교반하여 균질성을 확보하였다. 시료의 온도가 실온에 도달할 때 시료가 응고되었다.
실시예 10: 유기 금속염 조성물의 마찰 공학 효과
유기 금속염의 마찰 공학 효과를 볼-온-쓰리-플레이트 시스템상의 마찰 시험으로 입증하였다. 이 발명의 유기 금속염 조성물을 60~70℃의 격렬한 혼합하에서 올레산구리를 8 중량% 2-에틸헥산산과 혼합하여 제조하였다. 조성물을 농도가 0.3%, 1% 및 3%인 셰브론 타로 (Chevron Taro) 30 DP 40에 첨가하고 교반하면서 60~70℃로 15분간 가열하였다. 균질한 유류 혼합물을 상온 조건에서 냉각시켰다. 시료를 안톤 파아르 (Anton Paar) 회전식 유동계를 사용하는 마찰 측정으로 시험하였다.
시료의 평탄화 및 일정한 측정 조건을 보장하기 위해 측정은 조정상(調整相) (running-in phase)부터 시작한다. 이는 1200 rpm에서 30분간 수행된다. 조정 후, 그 후의 10분 동안에 마찰 거동을 "스트리벡상 (Striebeck phase)"에서 측정한다. 측정 방식은 0 rpm에서 시작하며, 속도는 10분 동안에 3000 rpm으로 증가한다. 측정 전반에 있어 수직 항력은 6N이고 온도는 100℃이다. 마찰 분석 후에 광학 현미경과 이미징 소프트웨어를 사용하여 플레이트상의 마모 흔적을 분석하여 마모를 측정하였다.
실시예 11 및 12에서, 마찰 및 마모 시험에 대하여 다음의 매개 변수가 사용된다.
Figure pct00001
이 시험의 결과는 표 6 및 7에 나타내었다.
시료의 마찰 거동
시료 설명 중량비 0.0001 m/s 에서 COF 0.001 m/s 에서 COF 0.01 m/s 에서 COF 0.1 m/s 에서 COF 1 m /s 에서 COF
표준 유류/
첨가제 없음		 100/0 0.121 0.121 0.0976 0.109 0.0987
유류/유기 금속염 조성물 99.7/0.3 0.0578 0.0767 0.0846 0.1035 0.0780
유류/유기 금속염 조성물 99/1 0.0538 0.0642 0.0782 0.0983 0.088
유류/유기 금속염 조성물 97/3 0.0506 0.0588 0.0694 0.0886 0.0591
시료의 마모 거동
시료 설명 중량비 마모율 [nm/h]
표준 유류/첨가제 없음 100/0 4192
유류/유기 금속염 조성물 99.7/0.3 2442
유류/유기 금속염 조성물 99/1 2176
유류/유기 금속염 조성물 97/3 3589
상기 마찰 측정으로부터, 이 발명의 조성물은 마찰 및 마모 거동에 대하여 유리한 영향이 있다는 것이 명백하게 되었다.
실시예 11: 윤활제 첨가 조성물의 마찰 공학 효과
볼-온-쓰리-플레이트 시스템상의 마찰 시험에서 윤활제 첨가 조성물의 마찰 공학 효과를 입증하기 위해 활성화 복합체를 환원성 부가물에 첨가하였다. 60~70℃의 격렬한 혼합하에서 국제 특허 출원 제PCT/EP2015/060811호에 기재된 활성화 복합체를 실시예 9에서 제조된 유기 금속염 조성물에 2.35 중량%의 비로 첨가함으로써 이 발명의 조성물을 제조하였다. 농도가 0.3%, 1% 및 3%인 셰브론 타로 (Chevron Taro) 30 DP 40에 이 발명의 조성물을 첨가하였고, 교반하면서 15분간 60~70℃로 가열하였다. 균질한 유류 혼합물을 주변 조건에서 냉각시켰다. 실시예 9에 기재된 조건에 따라 안톤 파아르 (Anton Paar) 회전 유동계를 사용하는 마찰 측정으로 시료를 시험하였다. 결과는 표 8 및 9에 나타내었다.
시료의 마찰 거동
시료 설명 중량비 0.0001 m/s에서 COF 0.001 m/s에서 COF 0.01 m/s에서 COF 0.1 m/s에서 COF 1 m/s에서
COF
표준 유류/첨가제 없음 100/0 0.121 0.121 0.0976 0.109 0.0987
유류/첨가 조성물 99.7/0.3 0.0706 0.0692 0.07745 0.0955 0.0755
유류/첨가 조성물 99/1 0.06875 0.06475 0.07435 0.0928 0.0755
유류/첨가 조성물 97/3 0.0539 0.05545 0.06805 0.0876 0.0825
시료의 마모 거동
시료 설명 중량비 마모율 [nm/h]
표준 유류/첨가제 없음 100/0 4192
유류/첨가 조성물 99.7/0.3 3059
유류/첨가 조성물 99/1 1924
유류/첨가 조성물 97/3 1870
상기 마찰 측정으로부터, 이 발명의 조성물은 마찰 및 마모 거동에 대하여 유리한 영향이 있다는 것이 명백하게 되었다.
실시예 12: 이 발명에 따른 활성 복합체 및 유기 금속염 조성물의 조합물의 조제 방법
a) 구리계 유기 금속염 조성물
활성 복합체의 제조 방법에는 3 단계 공정이 포함된다.
제1 단계는 염화구리 (II) 용액 제조 단계이다. 디에틸렌글리콜 (약 3.5 kg)을 교반기 및 가열능을 갖춘 유리 라이닝 용기에 넣었다. 이것을 약 40℃로 가열하고, 염화구리 (0.357 kg)를 교반하면서 천천히 첨가하여 물질이 완전히 용해되도록 하였다. 이어서, C-5A 숙신이미드 (2.1 kg)를 교반하면서 천천히 첨가하였으나 가열하지는 않았다. 그 다음, 디페닐아민 (1.72 kg)을 소량씩 첨가하고, 그 혼합물을 교반하여 균질하게 되도록 하였다. 마지막으로, DEG-1 에폭시 수지 (1.86 kg)를 첨가하고 충분히 교반하였다.
제2 단계는 염화주석 (IV) 용액 제조 단계이다. 교반기 및 가열능을 갖춘 분리된 유리 라이닝 용기에, 염화주석 (IV) 5수화물 (4.2 kg)을 약 40℃에서 혼합물을 교반하여 옥탄올 (약 9.8 kg)에 용해시켰다.
제3 단계는 활성 복합체를 만드는 단계이다. 교반기 및 가열능을 갖춘 분리된 유리 라이닝 용기에, 앞에서 제조된 염화주석 (IV) 용액을 역시 앞에서 제조된 염화구리 (II) 용액에 교반하면서 첨가하였다. 염화주석 (IV) 용액은 소량씩 첨가하고, 온도는 50℃ 미만으로 유지하여야 한다. 첨가 완료 후에, 혼합물을 추가 기간 동안 교반하여 균질화시켰다.
교반기 및 가열능을 갖춘 유리 라이닝 용기에서 활성 복합체 (3g)를 실시예 1에 따라 제조된 구리계 유기 금속염 조성물 용액 (125g)에 첨가하였다. 그 혼합물 온도를 약 60℃로 유지하고 추가 기간 동안 교반하여 균질화시켰다.
b) 코발트계 유기 금속염 조성물
탄산코발트와 올레산을 반응시킴으로써 이 발명에 의하여 개질된 유기 금속염을 제조하여, 상기 금속 카르복실산염의 금속 함량은 최종 염에서 금속 농도가 8~9 중량% 범위로 되도록 하였고, 그 후에 2-에틸헥산산을 상기 금속 카르복실산염에 첨가한다. 탄산코발트 6수화물 및 올레산을 150℃에서 무산소 환경에서 16시간 반응시킨다. 반응 후, 혼합물의 총질량의 10%의 비율로 2-에틸헥산산을 올레산코발트에 첨가한다. 이에 따라 실온에서 액체이고 녹는점이 15℃인 코발트계 유기 금속염 조성물을 생성하게 될 것이다. 녹는점을 육안으로 측정하였다. 금속 함량은 MP-AES로 분석하여 검증하였다.
전술한 바에 따라 활성 복합체의 제조를 수행한다.
교반기 및 가열능을 갖춘 유리 라이닝 용기에서 상기 제조된 활성 복합체 (3g)를 코발트계 유기 금속염 조성물 (125g)에 첨가하였다. 혼합물의 온도를 약 60℃로 유지하고 추가 기간 동안 교반하여 균질화시켰다.

Claims (17)

  1. - 1종 이상의 C13 내지 C22 모노카르복실산의 단일 금속염과,
    - 1종 이상의 C4 내지 C12 분지쇄 모노카르복실산
    을 포함하는 유기 금속염 조성물로서,
    상기 유기 금속염 조성물의 탄화수소유 중에서의 용해도는 모든 탄화수소 기유 그룹 I, II, III 및 IV 중의 0.1 중량%를 초과한다.
  2. 제1항에 있어서, 그룹 I, II, III 및 IV 탄화수소 기유 중에서의 용해도는 0.5 중량%를 초과하는 것인 유기 금속염 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 1종 이상의 포화 분지쇄는 메틸 또는 에틸인 1종 이상의 분지형 알킬기를 함유하는 것인 유기 금속염 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 1종 이상의 포화 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산은 2-에틸헥산산인 것인 유기 금속염 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 장쇄 카르복실산은 올레산인 것인 유기 금속염 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 1종 이상의 장쇄 카르복실산의 금속염은 올레산구리인 것인 유기 금속염 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 유기 금속염은 18 내지 24℃ 범위의 온도에서 1주일 이상 탄화수소유에 가용성인 것인 유기 금속염 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 그룹 II, III 및 IV 기유 중의 탄화수소유 대 유기 금속염 조성물의 비가 100:1 내지 200:1인 범위의 탄화수소유에 가용성인 것인 유기 금속염 조성물.
  9. - 장쇄 카르복실산을 은, 금, 팔라듐, 구리, 코발트, 납, 주석, 비스무트, 몰리브덴, 티타늄, 텅스텐 및 니켈 탄산염으로 이루어진 군 중에서 선택된 금속 탄산염과 반응시키는 단계와,
    - 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산을 최종 조성물 총량의 2 내지 20 중량% 범위의 중량으로 첨가하는 단계
    를 포함하는 유기 금속염 조성물의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 금속 탄산염은 탄산구리 또는 탄산코발트를 포함하는 것인 방법.
  11. 제9항 또는 10항에 있어서, 카르복실산 대 탄산염 반응물 금속의 몰비는 1:1 내지 20:1 범위인 것인 방법.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서, 유기 금속염을 약 60℃로 가열하고 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산을 격렬하게 혼합하면서 첨가하는 것인 방법.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 유기 금속염 조성물 제조용 유기 금속염 및 포화 단쇄 또는 중쇄 분지형 모노카르복실산의 중량비는 5:1 내지 50:1인 것인 방법.
  14. 제1항의 유기 금속염 조성물을 포함하고, 필요에 따라 추가의 첨가제 성분과 조합하는 것인 윤활제 첨가 조성물.
  15. 제14항에 있어서,
    - 제1 금속 성분 및 제2 금속 성분과,
    - 상기 제1 금속 성분 및 필요에 따라 상기 제2 금속 성분을 포함하는 입자
    를 함유하는 활성 복합체를 추가로 포함하는 것인 윤활제 첨가 조성물.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 윤활제 첨가 조성물은 그룹 I, II, III 또는 IV 탄화수소 기유 중에서의 용해도가 0.1 중량%를 초과하는 것인 윤활제 첨가 조성물.
  17. 윤활 표면의 마찰 및 마모를 저감시키기 위한 제1항 내지 제8항 및 제14항 내지 제16항 중 어느 하나의 항에 따른 조성물의 용도.
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