KR20190023066A - 가스 엔진용 윤활제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 엔진을 윤활시키기 위해, 적어도 하나의 광물성 기유(mineral base oil), 및 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르를 포함하는 윤활제 조성물의 용도에 관한 것이다.

Description

가스 엔진용 윤활제 조성물
본 발명은 가스 엔진, 바람직하게는 고정 가스 엔진(stationary gas engines)용 윤활제의 분야에 관한 것이다. 본 발명은, 보다 상세하게는 가스 엔진, 바람직하게는 고정 가스 엔진을 윤활시키기 위해, 적어도 하나의 광물성 기유(mineral base oil), 및 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르를 포함하는 윤활제 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 가스 엔진, 바람직하게는 고정 가스 엔진의 윤활 방법에 관한 것이다.
가스 엔진, 바람직하게는 고정 가스 엔진의 윤활을 위해 특별히 개발된 윤활제가 수년간 공지되어 있다. 본 출원 전용의(dedicated) 제 1 윤활제는 API 분류에 따른 그룹 I 기유를 함유했다. 이들 윤활제는 고온에서 양호한 성질을 제공하며, 특히 어떠한, 또는 소량의 증착물(deposits)도 형성하지 않지만, 산화, 특히 질산화(nitroxidation)에 대한 제한적인 내성을 갖고 있었다. 질산화는 질소 산화물(NOx)과의 접촉에 의한 산화를 의미한다.
내산화성을 향상시키기 위해 윤활제는 API 그룹 II 기유를 포함했다. 그러나, 특히 매우 고전력인 가스 엔진의 경우, 이들 윤활제의 사용은 고온 증착물(또는 바니시)의 형성을 초래했다. 이는 API 분류에 따른 그룹 III 및 그룹 IV 기유 기반의 윤활제에도 적용된다.
따라서, 만족스럽거나 심지어 개선된 내산화성, 특히 내질산화성을 나타내면서, 양호한 세척성(detergency properties)을 가짐으로써 특히 고온에서 증착물을 형성하지 않거나 소량으로 형성하는, 가스 엔진, 바람직하게는 고정 가스 엔진의 윤활을 위한 윤활제 조성물에 대한 요구가 있다.
적어도 하나의 광물성 기유와, 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르의 결합물이, 특히 고온에서 소량의 증착물을 갖거나 전혀 갖지 않는, 내산화성, 특히 만족스럽거나 개선된 내질산화성을 제공하는, 가스 엔진, 바람직하게는 고정 가스 엔진의 윤활 전용의 윤활제 조성물을 제공할 수 있게 하는 것이 현재 알려져 있다.
따라서, 본 발명은 가스 엔진, 바람직하게는 고정 가스 엔진의 윤활을 위해 의도된 윤활제 조성물의 문제점의 전부 또는 일부에 대한 해결책을 제공할 수 있게 하는 윤활제 조성물을 제공한다.
따라서, 본 발명은 가스 엔진을 윤활시키기 위해, 적어도 하나의 광물성 기유, 및 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르를 포함하는 윤활제 조성물의 용도에 관한 것이다.
놀랍게도, 본 출원인은 가스 엔진, 바람직하게는 고정 가스 엔진용 윤활제 조성물에서의 적어도 하나의 광물성 기유와, 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르의 결합물이 윤활제 조성물의 내산화성, 특히 내질산화성을 향상시킬 수 있게 하는 것을 알 수 있었다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 특히 고온에서 증착물의 형성을 감소시키거나 심지어 제거하면서, 양호한 내산화성, 특히 내질산화성을 모두 제공한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 양호한 내산화성, 특히 내질산화성, 및 가스 엔진에서 실시되고 그 제제(formulation)가 용이하게 실시될 때에는 세척성을 제공한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 양호한 내산화성, 특히 내질산화성, 및 경시 안정적이고, 특히 저장 시에 안정적인 가스 엔진에서 실시될 때에는 세척성을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 가스 엔진은 고정 가스 엔진이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 광물성 기유는 API 분류에 따른 그룹 II 기유 또는 그룹 III 기유, 바람직하게는 API 분류에 따른 그룹 II 기유로부터 선택된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 적어도 50중량%, 바람직하게는 50중량% 내지 90중량%의 광물성 기유를 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 에스테르는 적어도 8개의 탄소 원자를 포함하는 포화 또는 불포화, 직쇄상 또는 분기상 카복실 및 폴리올 에스테르 중에서 선택된다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 카복실산은 직쇄상 또는 분기상의, 포화 또는 불포화 모노카복실산이다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 카복실산은 8개 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 18개의 탄소 원자를 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 폴리올은 적어도 3개의 -OH기, 바람직하게는 3개 내지 8개의 -OH기를 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 폴리올은 3개 내지 10개의 탄소 원자를 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 폴리올 에스테르는 상기 정의된 폴리올 및 모노카복실산의 적어도 하나의 제 1 에스테르와, 상기 정의되고 제 1 에스테르와는 상이한, 폴리올 및 모노카복실산의 적어도 하나의 제 2 에스테르의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 에스테르는 상기 정의된 폴리올과, 상기 정의된 적어도 하나의 제 1 모노카복실산과, 적어도 16개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 또는 분기상의, 포화 또는 불포화 디카복실산으로부터 선택되는 적어도 하나의 제 2 카복실산 사이의 에스테르화 반응에 의해 얻어진다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 적어도 2중량%, 바람직하게는 적어도 5중량%의 폴리올 에스테르를 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 윤활제 조성물은 폴리이소부틸렌을 더 포함한다.
본 발명은 또한 가스 엔진을 윤활시키기 위한, 윤활제 조성물에서의 상기 정의된 적어도 하나의 광물성 기유, 및 상기 정의된 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한 엔진의 적어도 하나의 기계 부품을 상기 정의된 윤활제 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 가스 엔진의 윤활 방법에 관한 것이다.
하기에 제공된 백분율은 활성 성분의 중량 백분율에 상응한다.
본 발명에 따른 윤활제 조성물은 적어도 하나의 광물성 기유를 포함한다.
본 발명에 따른 윤활제 조성물에 사용되는 광물성 기유는 API 분류에서 정의된 분류에 따라 그룹 I, II 또는 III에 속하는 광물 기원의 오일(또는 ATIEL 분류에 따른 등가물)(표 A) 또는 그들의 혼합물일 수 있다.
[표 A]
Figure pct00001
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 기유는 API 분류에 따른 그룹 II 기유 또는 그룹 III 기유이다.
본 발명의 보다 바람직한 실시형태에서, 기유는 API 분류에 따른 그룹 II 기유이다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서, 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 적어도 50중량%, 바람직하게는 50중량% 내지 90중량%, 보다 바람직하게는 60중량% 내지 90중량%, 더욱 바람직하게는 65중량% 내지 90중량%, 유리하게는 65중량% 내지 85중량%의 광물성 기유를 포함한다.
본 발명의 다른 보다 바람직한 실시형태에서, 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 적어도 70중량%, 바람직하게는 70중량% 내지 90중량%, 보다 바람직하게는 75중량% 내지 90중량%, 유리하게는 75중량% 내지 85중량%의 광물성 기유를 포함한다.
본 발명에 따른 윤활제 조성물은 또한 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르를 포함한다.
본 발명에 따른 폴리올 에스테르는 적어도 하나의 카복실산을 적어도 하나의 폴리올로 에스테르화함으로써 얻어지는 임의의 에스테르를 의미한다.
본 발명에 따른 카복실산은 모노카복실산 및 폴리카복실산을 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 에스테르는 적어도 8개의 탄소 원자를 포함하는, 카복실산의 포화 또는 불포화, 직쇄상 또는 분기상 폴리올 에스테르 중에서 선택된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 카복실산은 직쇄 또는 분기상의, 포화 또는 불포화 모노카복실산이다.
따라서, 카복실산은:
- 포화 직쇄상 모노카복실산;
- 불포화 직쇄상 모노카복실산;
- 포화 분기상 모노카복실산;
- 불포화 분기상 모노카복실산
중에서 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서, 카복실산은 8개 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 18개의 탄소 원자를 포함한다.
본 발명의 상세한 실시형태에서, 카복실산은 14개 내지 18개의 탄소 원자, 바람직하게는 16개 내지 18개의 탄소 원자를 포함한다.
본 발명의 다른 상세한 실시형태에서, 카복실산은 8개 내지 12개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 10개의 탄소 원자를 포함한다.
따라서, 카복실산은:
- 8개 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 18개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 14개 내지 18개의 탄소 원자, 유리하게는 16개 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 포화 직쇄상 모노카복실산;
- 8개 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 18개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 14개 내지 18개의 탄소 원자, 유리하게는 16개 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 불포화 직쇄상 모노카복실산;
- 8개 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 18개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 14개 내지 18개의 탄소 원자, 유리하게는 16개 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 포화 분기상 모노카복실산;
- 8개 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 18개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 14개 내지 18개의 탄소 원자, 유리하게는 16개 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 불포화 분기상 모노카복실산
중에서 선택될 수 있다.
카복실산은 또한:
- 8개 내지 12개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 포화 직쇄상 모노카복실산;
- 8개 내지 12개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 불포화 직쇄상 모노카복실산;
- 8개 내지 12개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 포화 분기상 모노카복실산;
- 8개 내지 12개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 불포화 분기상 모노카복실산
중에서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 카복실산의 예로는 펠라르곤산, 스테아르산, 이소스테아르산 또는 올레산을 들 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서, 폴리올은 적어도 3개의 -OH기, 바람직하게는 3개 내지 8개의 -OH기, 보다 바람직하게는 3개 내지 6개의 -OH기를 포함한다.
본 발명의 보다 바람직한 실시형태에서, 폴리올은 3개, 4개 또는 6개의 -OH기를 포함한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시형태에서, 폴리올은 3개 내지 10개의 탄소 원자, 바람직하게는 3개 내지 8개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3개 내지 6개의 탄소 원자를 포함한다.
본 발명에 따른 폴리올의 예로는 글리세롤, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨 또는 디펜타에리스리톨을 들 수 있다.
본 발명의 상세한 실시형태에서, 폴리올 에스테르는 상기 정의된 폴리올 및 모노카복실산의 적어도 하나의 제 1 에스테르와, 상기 정의되고 제 1 에스테르와는 상이한, 폴리올 및 모노카복실산의 적어도 하나의 제 2 에스테르의 혼합물을 포함한다.
본 발명의 보다 상세한 실시형태에서, 에스테르는:
- 폴리올 및 모노카복실산의 적어도 하나의 트리에스테르,
- 폴리올 및 모노카복실산의 적어도 하나의 디에스테르
의 혼합물을 포함하며,
여기서 폴리올 및 모노카복실산은 상기에 정의되었다.
본 발명의 더욱 상세한 실시형태에서, 에스테르는:
- 트리메틸프로판, 및 포화 또는 불포화 모노카복실산, 바람직하게는 14개 내지 18개의 탄소 원자, 유리하게는 16개 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 포화 모노카복실산의 적어도 하나의 트리에스테르,
- 트리메틸프로판, 및 포화 또는 불포화 모노카복실산, 바람직하게는 14개 내지 18개의 탄소 원자, 유리하게는 16개 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 포화 모노카복실산의 적어도 하나의 디에스테르
의 혼합물을 포함한다.
본 발명에 따른 폴리올 에스테르의 예로서, Oleon사에서 판매되는 Radialube 7250®을 언급할 수 있다.
본 발명의 다른 상세한 실시형태에서, 에스테르는 상기 정의된 폴리올과, 상기 정의된 적어도 하나의 제 1 모노카복실산과, 적어도 16개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 또는 분기상의, 포화 또는 불포화 디카복실산으로부터 선택되는 적어도 하나의 제 2 카복실산 사이의 에스테르화 반응에 의해 얻어진다.
본 발명의 다른 보다 상세한 실시형태에서, 에스테르는:
- 3개 또는 4개의 -OH기 및 3개 내지 6개의 탄소 원자를 포함하는 폴리올과,
- 8개 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 또는 분기상의, 적어도 하나의 제 1 포화 모노카복실산과,
- 적어도 16개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 또는 분기상의 포화 디카복실산 중에서 선택되는 적어도 하나의 제 2 카복실산
사이의 에스테르화 반응에 의해 얻어진다.
본 발명의 다른 보다 상세한 실시형태에서, 에스테르는:
- 펜타에리스리톨 또는 트릴메틸올프로판으로부터 선택되는 폴리올과,
- 8개 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 또는 분기상의, 적어도 하나의 제 1 포화 또는 불포화 모노카복실산과,
- 16개 내지 36개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 또는 분기상의 포화 디카복실산으로부터 선택되는 적어도 하나의 제 2 카복실산
사이의 에스테르화 반응에 의해 얻어진다.
본 발명의 다른 보다 상세한 실시형태에서, 에스테르는:
- 펜타에리스리톨과,
- 18개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 또는 분기상의, 적어도 하나의 제 1 포화 또는 불포화 모노카복실산과,
- 16개 내지 36개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 또는 분기상의 포화 디카복실산 중에서 선택되는 적어도 하나의 제 2 카복실산
사이의 에스테르화 반응에 의해 얻어진다.
본 발명에 따른 폴리올 에스테르의 예로서, Croda사에서 판매되는 Priolube 1847®, 또는 NYCO사에서 판매되는 Nycobase 8851®을 언급할 수 있다.
본 발명의 다른 상세한 실시형태에서, 에스테르는 상기 정의된 폴리올과, 8개 내지 12개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 또는 분기상의, 적어도 하나의 포화 또는 불포화 모노카복실산 사이의 에스테르화 반응에 의해 얻어진다.
본 발명의 다른 보다 상세한 실시형태에서, 에스테르는:
- 디펜타에리스리톨과,
- 8개 내지 12개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 또는 분기상의, 적어도 하나의 포화 또는 불포화 모노카복실산
사이의 에스테르화 반응에 의해 얻어진다.
본 발명의 일 실시형태에서, 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 적어도 2중량%, 바람직하게는 적어도 5중량%, 보다 바람직하게는 5중량% 내지 30중량%, 유리하게는 5중량% 내지 25중량%, 또는 5중량% 내지 15중량%의 폴리올 에스테르를 포함한다.
본 발명에 따른 윤활제 조성물은 또한, 본 발명에 따른 폴리올 에스테르를 제외하고, 상기 정의된 API 분류에 따른 그룹 I, IV 또는 V 오일로부터 선택되는 추가의 기유를 포함할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 추가의 기유는 폴리알킬렌글리콜과 같은 합성유, 및 폴리알파올레핀(polyalphaolefins) 중에서 선택될 수 있다. 기유로서 사용되는 폴리알파올레핀은, 예를 들어, 4개 내지 32개의 탄소 원자를 포함하는 모노머, 예를 들어 옥텐 또는 데센으로부터 얻어지며, ASTM D445에 따른 이들의 100℃에서의 동점도는 1.5mm2·s-1 내지 15mm2·s-1이다. ASTM D5296에 따른 이들의 평균 분자량은 일반적으로 250 내지 3000이다.
본 발명에 따라 사용되는 윤활제 조성물에 많은 첨가제가 사용될 수 있다.
특히, 본 발명에 따라 사용되는 윤활제 조성물에 대한 첨가제는 마찰 조정제(friction modifiers), 세척제(detergents), 마모 방지제(antiwear additives), 극압제(extreme pressure additives), 점도 지수 향상제(viscosity index improvers), 분산제(dispersants), 산화 방지제(antioxidants), 유동점 개선제(pour point improvers), 소포제(defoamers), 증점제(thickeners) 및 이들의 혼합물 중에서 선택될 수 있다.
마모 방지제 및 극압제는 표면에 흡착된 보호 필름을 형성함으로써 마찰 표면을 보호한다.
다양한 마모 방지제가 있다. 본 발명에 따른 윤활제 조성물에 대한 바람직한 방법에서, 마모 방지제는 금속 알킬티오포스페이트, 특히 아연알킬티오포스페이트, 보다 상세하게는 아연디알킬디티오포스페이트(ZnDTP)와 같은 인-황 함유 첨가제 중에서 선택된다. 식 Zn((SP(S)(OR1)(OR2))2를 갖는 화합물이 바람직하며, 여기서 서로 같거나 상이할 수 있는 R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 바람직하게는 1개 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기를 나타낸다.
아민포스페이트 또한 본 발명에 따른 윤활제 조성물에 사용될 수 있는 마모 방지제이다. 그러나, 이들 첨가제가 제공하는 인은 자동차의 촉매 시스템의 독으로 작용할 수 있는데, 이들 첨가제가 재를 생성하기 때문이다. 이러한 결과는 아민포스페이트를, 예를 들어 폴리술피드, 특히 황 함유 올레핀과 같은 비인첨가제(non-phosphorus additives)로 부분 치환함으로써 최소화될 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 윤활제 조성물, 마모 방지제 및 극압제의 총 중량에 대해 0.01중량% 내지 6중량%, 바람직하게는 0.05중량% 내지 4중량%, 보다 바람직하게는 0.1중량% 내지 2중량%를 포함할 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 적어도 하나의 마찰 조정제를 포함할 수 있다. 마찰 조정제는 금속 원소 및 재가 없는(ash-free) 화합물을 제공하는 화합물로부터 선택될 수 있다. 금속 원소를 제공하는 화합물 중에서, Mo, Sb, Sn, Fe, Cu 및 Zn과 같은 전이 금속 착체를 언급할 수 있으며, 이들의 리간드는 산소, 질소, 황 또는 인을 포함하는 탄화수소 화합물일 수 있다. 재가 없는 마찰 조정제는 일반적으로 유기물 기원이며, 알콕시화 아민, 알콕시화 지방족 아민, 지방족 에폭시드, 보레이트 지방족 에폭시드, 또는 지방족 아민 중에서 선택될 수 있다. 본 발명에 따르면, 지방족 화합물은 10개 내지 24개의 탄소 원자를 포함하는 적어도 하나의 탄화수소기를 포함한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 윤활제 조성물 및 마찰 조정제의 총 중량에 대해 0.01중량% 내지 2중량% 또는 0.01중량% 내지 5중량%, 바람직하게는 0.1중량% 내지 1.5중량% 또는 0.1중량% 내지 2중량%를 포함할 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 적어도 하나의 산화 방지제를 포함할 수 있다.
산화 방지제는 일반적으로, 사용되는 윤활제 조성물의 분해를 지연시키는 역할을 한다. 이러한 분해는, 특히 증착물의 형성, 슬러지의 존재, 또는 윤활제 조성물의 점도의 증가를 야기할 수 있다.
산화 방지제는, 특히 과산화수소의 라디칼 억제제 또는 파괴자(destroyers)로서 작용한다. 흔히 사용되는 산화 방지제 중에서, 페놀형의 산화 방지제, 아민형의 산화 방지제, 산화 방지 인 황 첨가제(antioxidant phosphosulfur additives)를 언급할 수 있다. 이들 산화 방지제 중 일부, 예를 들어 산화 방지 인 황 첨가제는 재를 생설할 수 있다. 산화 방지 페놀 첨가제는 재가 없거나, 중성 또는 염기성 금속염의 형태일 수 있다. 산화 방지제는, 특히 입체장애(sterically hindered) 페놀, 입체장애 페놀 에스테르, 및 티오에테르 가교, 디페닐아민, 적어도 하나의 C1-C12 알킬기로 치환된 디페닐아민 및 N,N'-디알킬-아릴디아민을 포함하는 입체장애 페놀 및 이들의 혼합물 중에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따르면, 입체장애 페놀은, 알코올 기능을 갖는 탄소의 적어도 하나의 인접한 탄소가 적어도 하나의 C1-C10 알킬기, 바람직하게는 C1-C6 알킬기, 바람직하게는 C4 알킬기, 바람직하게는 tert-부틸기로 치환된 페놀기를 포함하는 화합물 중에서 선택된다.
아미노 화합물은 산화 방지 페놀 첨가제와 선택적으로 결합하여 사용될 수 있는 또 다른 종류의 산화 방지제이다. 아민 화합물의 예는 방향족 아민, 예를 들어 식 NR3R4R5의 방향족 아민이며, 여기서 R3은 선택적으로 치환된 지방족기 또는 방향족기를 나타내고, R4는 선택적으로 치환된 방향족기를 나타내며, R5는 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 식 R6S(O)zR7의 기를 나타내고, 여기서 R6은 알킬렌기 또는 알케닐렌기를 나타내며, R7은 알킬기, 알케닐기 또는 아릴기를 나타내고, z는 0, 1 또는 2를 나타낸다.
황화 알킬페놀, 또는 이들의 알칼리염 및 알칼리 토금속염 또한 산화 방지제로서 사용될 수 있다.
산화 방지제의 또 다른 종류는 구리 화합물, 예를 들어 구리 티오- 또는 디티오-포스페이트, 구리염 및 카복실산염, 디티오카바메이트, 술포네이트, 페네이트, 구리아세틸아세토네이트이다. 구리염 I 및 II, 숙신산염 또는 무수염 또한 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 윤활제 조성물은 당업자에게 공지되어 있는 모든 유형의 산화 방지제를 함유할 수 있다.
유리하게는, 윤활제 조성물은 적어도 하나의 재가 없는 산화 방지제를 포함할 수 있다.
또한 유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 0.5중량% 내지 2중량%의, 적어도 하나의 산화 방지제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 윤활제 조성물은 또한 적어도 하나의 세척제를 포함할 수 있다.
세척제는 일반적으로 2차 산화물 및 연소 생성물을 용해시킴으로써 금속 부품의 표면 상의 증착물의 형성을 감소시킬 수 있게 한다.
본 발명에 따른 윤활제 조성물에 사용될 수 있는 세척제는 일반적으로 당업자에게 공지되어 있다. 세척제는 길이가 긴 친유성 탄화수소쇄 및 친수성 머리를 포함하는 음이온성 화합물일 수 있다. 결합되는 양이온은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 금속 양이온일 수 있다.
세척제는 바람직하게는 카복실산의 알칼리 금속염 또는 알칼리 토금속염, 술포네이트염, 살리실레이트염, 나프테네이트염 및 페네이트염으로부터 선택된다. 알칼리 금속 및 알칼리 토금속은 바람직하게는 칼슘, 마그네슘, 나트륨 또는 바륨이다.
이들 금속염은 일반적으로 화학량론적 양 또는 과잉으로, 따라서 화학량론적 양보다 많은 양으로 금속을 포함한다. 이는 과염기성 세척제에 관한 것이며; 여기서 세척제에 과염기 특성을 부여하는 과량의 금속은 일반적으로 오일에 불용성인 금속염의 형태, 예를 들어 카보네이트, 히드록시드, 옥살레이트, 아세테이트, 글루타메이트, 바람직하게는 카보네이트이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대하여 0.5중량% 내지 4중량%의 세척제를 포함할 수 있다.
또한 유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 또한 적어도 하나의 유동점 저하제를 포함할 수 있다.
파라핀 결정의 형성을 느리게 함으로써, 유동점 저하제는 일반적으로 본 발명에 따른 윤활제 조성물의 저온 거동을 향상시킨다.
유동점 저하제의 예로서, 알킬폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아릴아미드, 폴리알킬페놀, 폴리알킬나프탈렌 및 알킬화 폴리스티렌을 언급할 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 또한 적어도 하나의 분산제를 포함할 수 있다.
분산제는 만니히 염기(Mannich bases), 숙신이미드 및 그 유도체로부터 선택될 수 있다.
또한 유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 0.2중량% 내지 10중량%의 분산제를 포함할 수 있다.
본 발명의 윤활제 조성물은 또한, 예를 들어 폴리이소부틸렌 또는 그 유도체와 같은 적어도 하나의 증점제를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 윤활제 조성물은 증점제로서 폴리이소부틸렌을 포함할 수 있다.
특히, 이러한 실시형태는, 특히 고온에서의 윤활제 조성물의 세척성을 더 향상시킬 수 있게 한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 0.1중량% 내지 5중량%의 증점제를 포함할 수 있다.
본 발명의 윤활제 조성물은 또한 적어도 하나의 점도 지수 향상제를 포함할 수 있다. 점도 지수를 향상시키는 첨가제의 예로는 중합성 에스테르, 호모폴리머 또는 코폴리머, 수소화 또는 비수소화 스티렌, 부타디엔 및 이소프렌, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트(PMA), 또는 대체적으로는 올레핀 코폴리머, 특히 에틸렌/프로필렌 코폴리머를 들 수 있다.
본 발명에 따른 윤활제 조성물은 다양한 형태로 존재할 수 있다. 본 발명에 따른 윤활제 조성물은, 특히 무수 조성물로 존재할 수 있다.
바람직하게는, 상기 윤활제 조성물은 에멀전이 아니다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 12cSt 이상, 바람직하게는 12cSt 내지 17cSt의 KV100(ASTM D445에 따라 측정)을 특징으로 한다.
상기 정의된 윤활제 조성물은 가스 엔진을 윤활시키는데 사용된다.
상기 정의된 윤활제 조성물은 임의의 유형의 가스, 특히 바람직하게는 80 미만, 보다 바람직하게는 60 미만의 저메탄수를 갖는 가스를 사용한 가스 엔진을 윤활시키는데 사용된다.
메탄수의 값이 낮을수록, 가스의 연소 품질이 낮다는 것을 이해해야 한다.
본 발명에 따른 가스 엔진은 보다 상세하게는:
- 고정 가스 엔진;
- 이동 가스 엔진(mobile gas engines), 특히: 대형 수송차, 또는 버스와 같은 대중교통 차량뿐만 아니라, 보트와 같은 해양 차량을 포함하는 차량용 가스 엔진을 의미한다.
바람직한 실시형태에서, 상기 정의된 윤활제 조성물은 고정 가스 엔진을 윤활시키는데 사용된다.
본 발명은 또한 가스 엔진을 윤활시키기 위한, 윤활제 조성물에서의 적어도 하나의 광물성 기유, 및 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르의 용도에 관한 것이다.
상기 광물성 기유, 폴리올 에스테르 및 가스 엔진에 대해 기재된 모든 특성 및 선호도 또한 상기 용도에 적용된다.
본 발명은 또한 엔진의 적어도 하나의 기계 부품을, 적어도 하나의 광물성 기유, 및 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르를 포함하는 윤활제 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 가스 엔진의 윤활 방법에 관한 것이다.
상기 윤활제 조성물 및 가스 엔진에 대해 기재된 모든 특성 및 선호도 또한 상기 방법에 적용된다.
본 발명의 다양한 양태는 하기 비제한적 실시예에 의해 예시될 수 있다:
실시예 1: 본 발명에 따른 윤활제 조성물의 제조
본 발명에 따른 윤활제 조성물 CL1의 다양한 성분은 표 1에 나타낸 생성물의 성질 및 양의 함수로서 혼합된다. 표시된 백분율은 중량 백분율에 상응한다.
[표 1]
Figure pct00002
실시예 2: CL1 윤활제 조성물의 산화 성능의 평가
이 평가는 150℃의 온도에서 48시간 동안 질소 산화물로 윤활제 조성물에 산화를 실시하는 단계로 이루어진다.
내산화성은 산화 전후에 ASTM D445에 따라 측정되는 100℃에서의 동점도의 차이를 측정함으로써 평가되어 점도의 증가율로서 표현되며; 상기 백분율이 낮을수록 내산화성이 양호하다.
35% 이하의 점도의 증가율은 허용 가능한 내산화성에 상응한다.
결과는 표 2에 기재된다.
[표 2]
Figure pct00003
상기 결과는 본 발명에 따른 윤활제 조성물이 허용 가능한 내산화성을 갖는 것을 나타낸다.
실시예 3: 본 발명에 따른 윤활제 조성물의 제조
본 발명에 따른 윤활제 조성물 CL2, CL3 및 CL4, 및 비교 윤활제 조성물 CC1의 다양한 성분은 표 3에 나타낸 생성물의 성질 및 양에 따라 혼합된다.
표시된 백분율은 질량 백분율에 상응한다.
[표 3]
Figure pct00004
실시예 4: CL2, CL3 및 CL4 윤활제 조성물의 저장 안정성 평가
이 시각 평가는 실온에서 행해지며, 조성물 중 헤이즈의 출현에 기초한다.
결과는 표 4에 기재된다.
[표 4]
Figure pct00005
상기 결과는 본 발명에 따른 윤활제 조성물이 경시에 안정적인 것을 나타낸다.
실시예 5: 윤활제 조성물 CL2 및 CC1의 세척성의 평가
이 평가는 GFC Lu29-A-15에 따른 PCT 테스트에 의해 행해진다.
평가의 값이 높을수록 윤활제 조성물의 세척성이 양호하다.
결과는 표 5에 기재된다.
[표 5]
Figure pct00006
상기 결과는 본 발명에 따른 윤활제 조성물이, 특히 고온에서 향상된 세척성을 갖는 것을 나타낸다.
실시예 6: 본 발명에 따른 윤활제 조성물의 제조
본 발명에 따른 윤활제 조성물 CL5, CL6, CL7, CL8, CL9 및 CL10, 및 비교 윤활제 조성물 CC2의 다양항 성분은 표 6에 나타낸 생성물의 성질 및 양에 따라 혼합된다. 표시된 백분율은 중량 백분율에 상응한다.
[표 6]
Figure pct00007
실시예 7: CL5, CL6, CL7, CL8, CL9 및 CL10 윤활제 조성물의 저장 안정성 평가
이 시각 평가는 실시예 4의 평가와 동일하다.
결과는 표 7에 기재된다.
[표 7]
Figure pct00008
상기 결과는 본 발명에 따른 윤활제 조성물이 경시에 안정적인 것을 나타낸다.
실시예 8: 윤활제 조성물 CL5, CL6, CL8, CL9, CL10 및 윤활제 조성물 CC2의 내산화성의 평가
이 평가는 실시예 2에 기재된 평가와 동일하다.
결과는 표 8에 기재된다.
[표 8]
Figure pct00009
상기 결과는 본 발명에 따른 윤활제 조성물이 양호한 내산화성을 갖는 것을 나타낸다.
실시예 9: 윤활제 조성물 CL5, CL7 및 CL9의 세척성의 평가
이 평가는 실시예 5에 기재된 평가와 동일하다.
결과는 표 9에 기재된다.
[표 9]
Figure pct00010
상기 결과는 본 발명에 따른 윤활제 조성물이, 특히 고온에서 향상된 세척성을 갖는 것을 나타낸다.
실시예 10: 윤활제 조성물 CL5, CL6, CL7, CL8, CL9 및 CL10의 세척성의 평가
이 평가는 GFC L-27-T-07에 따른 MCT 테스트에 의해 행해진다. 평가의 값이 높을수록 윤활제 조성물의 세척성이 양호하다.
제 1 바니시의 출현의 온도가 높을수록 고온에서의 세척성이 양호하다.
결과는 표 10에 기재된다.
[표 10]
Figure pct00011
상기 결과는 본 발명에 따른 윤활제 조성물이, 특히 고온에서 향상된 세척성을 갖는 것을 나타낸다.
상기 결과는 또한 폴리이소부틸렌의 첨가가, 특히 고온에서 세척성을 더 향상시킬 수 있게 하는 것을 나타낸다.
실시예 11: 본 발명에 따른 윤활제 조성물의 제조
본 발명에 따른 윤활제 조성물 CL11의 다양한 성분은 표 11에 나타낸 생성물의 성질 및 양에 따라 혼합된다.
표시된 백분율은 중량 백분율에 상응한다.
[표 11]
Figure pct00012
실시예 12: 윤활제 조성물 CL11의 내산화성의 평가
이 평가는 실시예 2에 기재된 평가와 동일하다.
결과는 표 12에 기재된다.
[표 12]
Figure pct00013
상기 결과는 본 발명에 따른 윤활제 조성물이 양호한 내산화성을 갖는 것을 나타낸다.
실시예 13: 윤활제 조성물 CL11의 세척성의 평가
이 평가는 실시예 5 및 실시예 10에 기재된 평가와 동일하다.
결과는 표 13에 기재된다.
[표 13]
Figure pct00014
상기 결과는 본 발명에 따른 윤활제 조성물이, 특히 고온에서 향상된 세척성을 갖는 것을 나타낸다.

Claims (15)

  1. 가스 엔진을 윤활시키기 위해, 적어도 하나의 광물성 기유(mineral base oil), 및 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르를 포함하는 윤활제 조성물의 용도로서,
    여기서 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 적어도 50중량%의 광물성 기유 및 적어도 5중량%의 폴리올 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 용도.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 엔진이 고정 가스 엔진(stationary gas engine)인, 용도.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 광물성 기유가 API 분류에 따른 그룹 II 기유 또는 그룹 III 기유, 바람직하게는 API 분류에 따른 그룹 II 기유로부터 선택되는, 용도.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윤활제 조성물이 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 50중량% 내지 90중량%의 광물성 기유를 포함하는, 용도.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에스테르가 적어도 8개의 탄소 원자를 포함하는, 폴리올 및 카복실산의 포화 또는 불포화, 직쇄상 또는 분기상 에스테르 중에서 선택되는, 용도.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 카복실산이 직쇄상 또는 분기상의 포화 또는 불포화 모노카복실산인, 용도.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카복실산이 8개 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 8개 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는, 용도.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리올이 적어도 3개의 -OH기, 바람직하게는 3개 내지 8개의 -OH기를 포함하는, 용도.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리올이 3개 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는, 용도.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리올 에스테르가 청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 폴리올 및 모노카복실산의 적어도 하나의 제 1 에스테르와, 제 1 에스테르와는 상이한, 청구항 6 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 기재된 폴리올 및 모노카복실산의 적어도 하나의 제 2 에스테르의 혼합물을 포함하는, 용도.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에스테르가 청구항 8 또는 청구항 9에 기재된 폴리올과, 청구항 6 또는 청구항 7에 기재된 적어도 하나의 제 1 모노카복실산과, 적어도 16개의 탄소 원자를 포함하는 직쇄상 또는 분기상의, 포화 또는 불포화 디카복실산으로부터 선택되는 적어도 하나의 제 2 카복실산 사이의 에스테르화 반응에 의해 얻어지는, 용도.
  12. 청구항 1 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윤활제 조성물이 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 5중량% 내지 30중량%, 유리하게는 5중량% 내지 25중량%, 또는 5중량% 내지 15중량%의 폴리올 에스테르를 포함하는, 용도.
  13. 청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윤활제 조성물이 폴리이소부틸렌을 더 포함하는, 용도.
  14. 가스 엔진을 윤활시키기 위한, 윤활제 조성물에서의 적어도 하나의 광물성 기유, 및 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르의 용도.
  15. 엔진의 적어도 하나의 기계 부품을, 적어도 하나의 광물성 기유, 및 폴리올 에스테르 중에서 선택되는 적어도 하나의 에스테르를 포함하는 윤활제 조성물과 접촉시키는 단계를 포함하는 가스 엔진의 윤활 방법으로서,
    여기서 조성물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 적어도 50중량%의 광물성 기유 및 적어도 5중량%의 폴리올 에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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