KR20210024442A - 생분해성이 개선된 합성 유체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 높은 생분해성, 낮은 유동점, 높은 산화 안정성 및 낮은 슬러지 형성 경향을 갖는 저점도 폴리알파올레핀 (PAO) 조성물, 뿐만 아니라, 청구된 PAO 조성물의 선택적 제조를 위한 개선된 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 높은 생분해성, 낮은 유동점, 높은 산화 안정성 및 낮은 슬러지 형성 경향을 특징으로 하는 저점도 폴리알파올레핀 (PAO) 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 100 ℃ 에서 개선된 동점도를 갖는 PAO 조성물, 및 개선된 조성물의 선택적 제조를 위한 개선된 방법을 제공한다.
알파 올레핀의 올리고머 (선형 알파 올레핀 또는 비닐 올레핀으로도 알려짐), 이들의 제조 방법, 및 합성 및 반-합성 윤활제의 제제에서의 이들의 용도는 당업계에 공지되어 있다. PAO 올리고머의 몇가지 대표적인 제조 방법은 미국 특허 제 3,682,823 호; 제 3,763,244 호; 제 3,769,363 호; 제 3,780,123 호; 제 3,798,284 호; 제 3,884,988 호; 제 3,097,924 호; 제 3,997,621 호; 제 4,045,507 호; 및 제 4,045,508 호를 포함한다.
전통적으로, 합성 베이스 유체로서 유용한 것으로 입증된 알파 올레핀 올리고머는 주로 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센 및 이의 혼합물과 같은, 약 8 내지 14 개의 탄소 원자를 함유하는 선형 말단 올레핀으로부터 제조된다. 가장 널리 사용되는 알파 올레핀 중 하나는 1-데센이며, 이것은 단독으로 또는 다른 알파 올레핀과의 혼합물로 사용될 수 있다. 선형 알파 올레핀이 사용되는 경우, 올리고머 생성물은 다양한 양의 이량체, 삼량체, 사량체, 오량체 및 고급 올리고머를 포함하는 혼합물을 포함한다. 올리고머 생성물은 전형적으로 열 및 산화 안정성을 개선하기 위해서 수소화되며, 특정한 용도에 유용하도록 추가로 분별되어야 한다. 이러한 수소화된 및 분별된 올리고머 생성물은 이들의 우수한 성능, 긴 사용 수명, 낮은 휘발성, 낮은 유동점 및 높은 점도 지수가 공지되어 있다. 바람직하게는, 생분해성을 포함하는 개선된 특성을 갖는 베이스 유체 조성물이 존재할 것이며, 보다 간단한 제조 방법이 요구될 것이다.
통상적인 폴리알파올레핀 공정에 있어서, 생성물 동점도는 특정한 용도에 대한 원하는 점도를 갖는 조성물을 제공하기 위해서, 고급 또는 저급 올리고머를 제거하거나 또는 첨가함으로써 조정될 수 있다. 100 ℃ 에서 2 내지 150 센티스토크 (cSt) 의 범위의 점도가 통상적으로 요구되며, 바람직한 점도는 2 내지 10 cSt 의 범위이다.
이들 저점도 유체는 마찰을 최소화하고, 따라서 연비를 개선하기 위해서, 엔진 윤활유와 같은 에너지 절약 용도에 특히 유용하다. 단독으로 또는 미네랄 오일과의 배합물로서 사용하는 경우, 이들은, 예를 들어, SAE 0W-XX 또는 SAE 5W-XX 크랭크 케이스 (crankcase) 오일에 해당하는 점도를 갖는 윤활유를 제공할 수 있다.
특히 이 특성이 낮은 노아크 (Noack) 휘발성, 낮은 유동점, 유용한 저온 점도 및 높은 점도 지수와 조합되는 경우, 100 ℃ 에서 2.5 내지 4.5 cSt 의 동점도를 갖는 합성 윤활제 베이스 스톡에 대해 특히 큰 시장이 존재한다. 4 cSt PAO 는 알코올과 같은 촉진제와 함께 BF3 와 같은 프리델-크라프츠 촉매를 사용하여 1-데센의 데센 올리고머화에 의해 제조될 수 있다.
그러나, 1-데센은 매우 다양한 다른 알파 올레핀과 함께 제조되는 부산물이기 때문에, 공급이 제한적이다. 실질적으로 유사한 점도 특성을 갖는 올리고머를 제조하면서, 보다 넓은 범위의 알파 올레핀을 사용하여 합성 베이스 스톡을 제조할 때, 더욱 많은 유연성을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
1-데센 또는 다른 알파 올레핀으로부터 올리고머 오일을 제조하는 것과 관련한 추가의 문제점은, 올리고머 생성물 혼합물이 통상적으로 주어진 점도 (예를 들어, 100 ℃ 에서 2, 4, 6 또는 8 cSt) 의 오일을 수득하기 위해서 상이한 부분으로 분별되어야 한다는 것이다. 상기에서 기술한 상업적 제조 방법은 분별될 때, 시장 수요에 상응하는 상대적인 양의 각각의 점도 생성물을 제조하는 올리고머 생성물 혼합물을 제공한다. 결과적으로, 필요한 양의 다른 생성물을 수득하기 위해서 과량의 하나의 생성물이 종종 제조된다.
또한, 상업적으로 입수 가능한 PAO 생성물은 유용한 특성 균형을 제공하지만, 좁은 범위의 특정한 점도를 필요로 하는 용도, 예를 들어, 4 cSt 물질 (주로 데센 삼량체 또는 C30) 은 복잡한 올리고머 혼합물로부터 증류되어야 한다. 증류 공정은 또한 보다 무거운 부산물을 생성한다. 이 때문에, 4 내지 5.5 cSt 의 점도를 갖는 데센 유래의 PAO 는 4 cSt PAO 및 보다 높은 점도의 PAO 와 사후-배합되어야 한다.
그러므로, 제한된 데센 공급으로 인해, 데센 이외의 공급 원료로부터의 데센-기반 오일과 비교하여, 비슷하거나 또는 보다 양호한 특성을 갖는 2.5 내지 4.5 cSt 조성물을 제조하는 것이 바람직하다. 또한, 선택적으로 및 임의의 부산물 또는 사후-배합의 필요성 없이, 상기에서 언급한 2.5 내지 4.5 cSt 조성물을 제조하는 것이 바람직하다.
다른 선형 알파올레핀으로부터 유도되는 폴리알파올레핀은 당업계에 공지되어 있다.
순수한 테트라데센으로부터 유도되는 폴리알파올레핀은 특히 보다 높은 유동점 및 -40 ℃ 점도 특성을 갖는 것으로 알려져 있다.
동일한 조건하에서 제조한 폴리알파올레핀 삼량체의 경우, 출발 알파올레핀의 사슬 길이가 증가함에 따라, 점도 지수는 증가하는 것으로 입증되었다. 반대로, 출발 알파올레핀의 사슬 길이가 증가함에 따라, 휘발성은 감소한다. 높은 점도 지수 및 낮은 휘발성이 윤활제에 바람직한 특성이라는 점을 감안할 때, 폴리알파올레핀의 제조에서 긴 탄소수의 알파올레핀을 사용하는 방법이 오랫동안 모색되어 왔다.
불행하게도, 출발 알파올레핀의 사슬 길이가 증가함에 따라, 유동점 및 저온 점도는 또한 증가하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 데센 (C10) 폴리알파올레핀 삼량체는 -65 ℃ 미만의 유체로 유동한다. 반면에, 한가지 자료 ("Synthetic Lubricant Base Stock Processes and Products" Margaret M. Wu, Suzzy C. Ho, and T. Rig Forbus 참조) 에 따르면, 테트라데센 (C14) 폴리알파올레핀 삼량체는 -20 ℃ 에서 고체로 동결된다.
표 1: Margaret Wu, Et Al 에 의한 PAO 특성.
Shubkin 은 유의한 양의 테트라데센 이량체를 함유하는 테트라데센 올리고머의 경우에도, 조성물이 -18 ℃ 내지 -20 ℃ 에서 고체로 동결된다는 것을 보여주었다 (Shubkin et. Al., "Tailor Making Polyalphaolefins" in Engine oils and Automotive Lubrication; ed. Wilfred Bartz, 1993, pub Verlag 참조).
표 2: 생성물 특성에 대한 올레핀 사슬 길이의 영향 (Shubkin Table 2.5.9):
베이스 스톡이 SAE 5W 모터 오일에서 사용하기에 적합하려면, 오일은 콜드 크랭킹 (cold cranking) 요건을 충족시키기 위해서 -30 ℃ 에서 유체이어야 하는 것으로 알려져 있다. SAE 0W 오일에 대한 요건은 훨씬 더 엄격하다 - 베이스 스톡은 콜드 크랭킹 요건을 충족시키기 위해서 -35 ℃ 에서 유체이어야 한다.
많은 산업용 오일은 또한 테트라데센으로부터 유도되는 것과 같은, 불량한 저온 유동성을 갖는 임의의 베이스 스톡의 사용을 배제하는 -40 ℃ 브룩피일드 (Brookfield) 점도 요건을 가진다.
베이스 유체 조성물로서 사용하는데 적합한 PAO 를 제조하기 위한 종래 기술의 방법은 수많은 결점을 겪고 있으므로, 보다 개선된 PAO 조성물 및 상기 폴리알파올레핀의 개선된 제조 방법에 대한 요구가 남아 있다. 본 발명은 낮은 유동점, 양호한 저온 점도 특성, 높은 점도 지수 및 양호한 생분해성을 특징으로 하는, 단일-단계 저점도 폴리알파올레핀 제조 방법 및 조성물을 제공함으로써, 이들 요구를 해결한다.
본 발명은 높은 생분해성, 낮은 유동점, 높은 산화 안정성 및 낮은 슬러지 형성 경향을 특징으로 하는 저점도 폴리알파올레핀 (PAO) 조성물을 청구하며, 보다 구체적으로 100 ℃ 에서 약 2.5 내지 4.5 cSt 의 범위의 동점도를 갖는 PAO 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 BF3 및 알코올 알콕실레이트 촉진제를 포함하는 촉매계를 사용하여, 제 2 공단량체의 부재 또는 존재하에서 1-테트라데센의 올리고머화에 의한, 상기에서 언급한 조성물의 선택적 제조를 위한 개선된 방법을 청구한다. 본 발명의 방법은 70 % 초과의 C28 이량체 (또는 공-이량체) 선택성을 가지며, 바람직한 생성물을 선택적으로 제조하기 위해서 추가의 분별 (잔류 미반응 단량체의 제거 후) 을 필요로 하지 않는다. 청구된 발명은 또한 초저-점도 엔진 오일 용도 (예를 들어, 0W-16) 에 유용한 조성물, 및 이러한 제제의 저온 특성을 개선하는 그룹 III 오일 및 GTL 과 배합된 조성물에 관한 것이다.
청구된 발명은 또한 해양 윤활 등과 같은 환경에 민감한 용도에 대한 윤활제로서 유용한, 유의하게 생분해 가능한 저점도 오일의 제조 방법을 포함한다.
상기 저점도 오일의 특성은 약 35 중량% 이하, 및 바람직하게는 0.1 내지 30 중량% 의 총량의 통상적인 윤활제 첨가제의 사용에 의해 추가로 향상될 수 있다. 이러한 첨가제는, 예를 들어, 분산제, 산화방지제, 마모 방지제, 소포제, 부식 억제제, 세제, 시일 팽윤제 및 점도 지수 개선제를 포함한다. 이들 유형의 첨가제는 당업계에 충분히 공지되어 있다. 이러한 첨가제는 그 자체로 실질적으로 생분해 가능할 수 있지만, 이것은 요건이 아니다.
상기 저점도 오일 첨가제의 바람직한 구현예는 아연 디알킬-디티오포스페이트, 칼슘 아릴 술포네이트, 오버베이스 칼슘 아릴 술포네이트, 바륨 페네이트, 오황화인과 고분자량 올레핀의 테르펜의 산화 바륨-중화된 반응 생성물, 힌더드 알킬 페놀, 메틸렌-비스-디알킬 페놀, 디부틸 주석 술파이드, 디부틸 하이드로겐 포스포네이트, 트리-크레실-포스페이트, 테트라에틸렌-폴리아민과 같은 에틸렌-폴리아민의 고분자량 알킬 숙신이미드, 황-가교된 알킬 페놀, 황화된 지방산 에스테르 및 아미드, 실리콘 및 디알킬 에스테르를 포함한다. 특정한 베이스 오일 및 용도에 맞게 조정되는 이러한 첨가제의 독점적인 조합인 "첨가제 패키지" 는 Afton Corporation, Lubrizol 또는 Infineum 을 포함하는 여러 공급사로부터 상업적으로 입수 가능하다. 점도 지수 (VI) 개선제는 별도로 입수 가능하다.
본 발명의 유체는 다른 베이스 오일 또는 첨가제 오일과 함께 사용될 수 있다. 이들 베이스 오일은, 비제한적으로, C6-C10 1-올레핀-기반 PAO, 미네랄 오일, 또는 합성 에스테르를 포함한다.
본 발명의 유체를 함유하는 제제의 전체 생분해성은 전체 기능성 유체, 또는 윤활제 첨가제를 포함하는 윤활제 배합물에 따라 달라질 것이다. 마지막으로, 본 발명은 SAE 0W-8, SAE 0W-12 및 SAE 0W-16 점도 등급 엔진 오일에서 또는 해양 윤활제에서, 단독으로 또는 다른 윤활유 (예를 들어, 그룹 I, 그룹 II, 그룹 III, 그룹 III+ 미네랄 오일, GTL) 와 함께, 베이스 유체로서 상기 폴리알파올레핀 유체의 사용을 청구한다.
하나 이상의 알파 올레핀 성분의 올리고머화로부터 제조되는 올리고머를 포함하는 폴리알파올레핀 유체가 청구된다. 바람직한 구현예에 있어서, 알파 올레핀 성분은 C14 알파올레핀을 포함하는 제 1 올레핀 및 C12 내지 C20 사이의 짝수 탄소수를 갖는 제 2 올레핀 0 중량% 내지 약 70 중량% 를 포함한다. 제 2 올레핀의 구조는, R' 가 수소 (H) 이고, R" 가 C10 내지 C18 히드로카르빌인 경우, 또는 R' 및 R" 가 독립적으로 변하며, 모두 히드로카르빌인 경우, 및 R' 와 R" 의 합이 C10 내지 C18 인 경우, 하기에 나타낸다:
본 발명의 유체는 삼불화 붕소 촉매 및 알코올 알콕실레이트 (Ra-O-CHRb-CHRc-O-)n-H 조촉매 또는 "촉진제" 를 사용하여, 올레핀 또는 상기에서 기술한 올레핀을 양이온성 올리고머화시킴으로써, 수소화 후에, 100 ℃ 에서 약 2.5 내지 약 4.6 ㎟/s 의 동점도를 가지며, OECD 301B 시험에 의해 결정되는 바와 같은 약 50 % 이상의 생분해성을 갖는 유체를 생성함으로써 제조된다. OECD 301B 생분해 시험 (수정된 Sturm 시험) 은 수생 환경에서 유기 화학 물질의 생분해성을 결정하기 위해서, 분해에 대한 OECD 전문가 그룹에 의해 권장되었다. 이 시험은 가용성 및 불용성의 비-휘발성 유기 화합물에 적합하며, 방출된 CO2 의 양을 측정함으로써, "완전한" 생분해의 표시를 제공한다. 시험 물질은 미네랄 기질 및 세균 접종물을 함유하는 플라스크에 주입된다. 초음파 진동 후, 플라스크 내용물은 CO2-비함유 공기로 폭기된다. 대조군 (예를 들어, 나트륨 벤조에이트 20 mg C/L) 은 병렬로 실행된다. EPA 는 대조 물질로서 아닐린 (새로 증류됨) 의 사용을 권장한다. 방출된 임의의 CO2 는 수산화 바륨의 용액을 함유하는 플라스크에 흡수되며, 이의 농도는 염산으로의 적정에 의해 주기적으로 결정된다. 생분해는 시험 물질이 생성할 수 있는 이론적인 CO2 에 대한, 시험 동안에 방출된 CO2 의 총량 (대조군에 대해 보정됨) 의 백분율로서 표현된다. 통상적으로, 시험은 28 일 동안 지속되지만, 더 빨리, 즉, 생분해 곡선이 적어도 3 회 측정으로 정점에 도달하자 마자 종료될 수 있다. 반면, 곡선이 처음 28 일 이내에 생분해가 시작되었지만, 28 일 까지 정점에 도달하지 않았다는 것을 나타내는 경우, 시험은 28 일을 넘어 연장될 수 있다.
알코올 알콕실레이트 (Ra-O-CHRb-CHRc-O-)n-H 의 경우, Ra 는 1 내지 24 개의 탄소를 함유하는 히드로카르빌 및 이의 혼합물이고, Rb 및 Rc 는 독립적으로 수소, 메틸 또는 에틸이며, n 은 평균 1 내지 15 이다. 바람직한 알코올 알콕실레이트 촉진제는 2-메톡시에탄올 및 1-메톡시-2-프로판올을 포함한다.
또한, 올레핀을 삼불화 붕소 및 알코올 알콕실레이트 (상기에서 기술한 바와 같은 (Ra-O-CHRb-CHRc-O-)n-H) 로 이루어진 촉매와 접촉시켜, 약 70 중량% 이상의 상기 올레핀 단량체의 이량체 (또는 공-이량체) 를 함유하며, 약 1 초과의 이량체 대 삼량체 비율을 갖는 올리고머 반응 생성물을 제조하는 것을 포함하는, 1-테트라데센을 포함하는 제 1 올레핀 및 0-70 중량% 의 제 2 올레핀 (상기에서 기술한 바와 같은 R'R"C=CH2) 으로부터 폴리알파올레핀 유체를 제조하는 방법이 청구된다. 바람직한 구현예에 있어서, 이 구현예의 1-테트라데센은 90 % 초과의 폴리알파올레핀 혼합물을 포함한다.
본 발명의 바람직한 구현예에 있어서, 제 2 올레핀은 C8 알파 올레핀의 이량체, 즉, 2-n-헥실-1-데센을 포함하며, 이것은 미국 특허 제 8,455,416 호 (이의 개시 내용은 본원에서 참고로 포함된다) 에 기재된 바와 같이, C8 알파 올레핀을 트리에틸알루미늄 등과 같은 알루미늄 알킬 촉매와 접촉시킴으로써 제조된다. 대안적으로, 이량체는 US 6,548,723 (이의 개시 내용은 본원에서 참고로 포함된다) 에 기재된 바와 같이, C8 알파 올레핀을, 유기 알루미늄 화합물 및 히드로카르빌붕소 화합물로 활성화된 주기율표 IVB 족 메탈로센 촉매와 접촉시킴으로써 제조된다.
본 발명의 폴리알파올레핀 유체는 임의의 부산물 없이, 및 미반응 단량체 이외의 임의의 성분의 사후-배합 또는 오버헤드 증류 없이 제조된다.
본 발명의 폴리알파올레핀 유체는 SAE 0W-8, 0W-12 및 SAE 0W-16 점도 등급 엔진 오일에서, 또는 선박 일반 허가 (VGP) 요건을 충족시키는 해양 윤활제에서, 단독으로, 또는 다른 석유 유래의 미네랄 윤활유 (즉, 그룹 I, 그룹 II, 그룹 III, 그룹 III+ 미네랄 오일), 피셔 트롭쉬 촉매 작용을 사용하여 메탄에서 유래하는 합성 오일 (즉, 예를 들어, 기체-액체 유체 또는 석탄-액체 유체) 과 함께, 베이스 유체로서 사용하는데 적합하다.
본 발명의 바람직한 구현예는 100 ℃ 에서 약 4 cSt 의 점도, 19 % 미만의 노아크 250 ℃ 휘발성 중량 손실 및 4 % 미만의 노아크 200 ℃ 휘발성 중량 손실, 125 초과의 점도 지수, -35 ℃ 미만의 유동점, 및 -35 ℃ 에서 1,500 cP 미만의 콜드 크랭크 시뮬레이터 (Cold Crank Simulator) 점도를 갖는 수소화된 조성물을 제공한다. 본 발명의 보다 바람직한 구현예는 100 ℃ 에서 약 4 cSt 의 점도, 13.9 % 의 250 ℃ 노아크 휘발성 중량 손실, 대략 -59 ℃ 의 유동점, 및 -35 ℃ 에서 1,700 cP 미만의 콜드 크랭크 시뮬레이터 점도를 갖는 수소화된 조성물을 제공한다.
본 발명의 또다른 구현예는 100 ℃ 에서 약 3.4 cSt 의 점도, 4 % 의 노아크 200 ℃ 휘발성 중량 손실, 대략 -50 ℃ 의 유동점, 및 -40 ℃ 에서 1,750 cP 미만의 브룩피일드 점도를 갖는 수소화된 조성물을 제공한다.
본 발명의 폴리알파올레핀은 우수한 저온 특성 및 탁월한 고온 안정성과 유의한 생분해성을 조합시킨다. 이들 폴리알파올레핀은 단독 베이스 유체로서, 또는 식물성 또는 합성 에스테르, 다른 폴리알파올레핀 (PAO), 미네랄 오일, 기체-액체 유체, 첨가제 등과 조합으로, 매우 다양한 환경 친화적 윤활제에 대한 베이스 유체로서 사용하는데 적합하다.
본 발명의 유체가 유리하게 사용될 수 있는 환경 친화적 오일은, 비제한적으로, 다음을 포함한다:
2-사이클 엔진 오일
에어 툴 윤활제
체인 및 케이블 윤활제
엘리베이터 윤활제
콘크리트 및 아스팔트 방출 유체
레일 트랙 그리스
다목적 그리스
거치형 또는 이동형 장비용 유압 유체
기계 오일
금속 주조 금형 방출 유체
락 드릴 오일
변압기 및 송전선 냉각 유체
슬라이드 방식 윤활제
총 손실 윤활제
와이어 로프 윤활제
선미 관 윤활제
임업 오일.
반드시 환경 친화적인 것으로 간주되지는 않지만, 본 발명의 유체가 또한 유리하게 사용될 수 있는 오일은, 비제한적으로, 다음을 포함한다:
산업용 기어 윤활제
운송용 기어 윤활제
압축기 오일
가솔린 엔진 크랭크 케이스 윤활제
디젤 엔진 크랭크 케이스 윤활제
변속기 오일
터빈 오일.
특히, 본 발명의 폴리알파올레핀은 0W-8, 0W-12 및 0W-16 엔진 오일에서 베이스 유체로서 사용하기 위한 자동차 기술자 협회 (SAE) 에 의해 정의되는 점도 특성 요건을 충족시킨다.
또한, 본 발명의 폴리알파올레핀은 식물성 에스테르, 에스톨라이드, 또는 천연/합성 에스테르 유도체가 용도를 발견하는 경우, 임의의 윤활제 유형으로 사용될 수 있다. 해양 선미 관 윤활제, 오픈 기어 오일, 와이어 로프 오일, 임업 오일 및 유압 유체는, 본 발명의 폴리알파올레핀의 첨가로부터 이익을 얻을 수 있는 모든 용도이다. 이 범주의 오일은 첨가제 및 증점제의 적절한 선택에 의해 유의하게 생분해 가능할 수 있다.
상기에 따른 제제화된 유체의 하나의 바람직한 구현예는 a) 본 발명의 폴리알파올레핀 유체 1 내지 97 %, b) 합성 에스테르, 합성 탄화수소 유체, 미네랄 오일, 천연 에스테르, 또는 천연 및 석유 유래의 원료 유래의 탄화수소 오일로 이루어진 군에서 선택되는 유체 0 내지 60 %, 및 c) 분산제, 산화방지제, 마모 방지제, 소포제, 부식 억제제, 세제, 시일 팽윤제, 점도 개선제 및 이의 조합과 같은 첨가제 0.1 내지 30 % 의 혼합물을 포함하며, 이로써 전체 조성물은 SAE 0W-XX 등급 (XX 는 16 이하임) 의 점도 특성 요건을 충족시킨다.
상기 기능성 유체 또는 윤활제 조성물의 또다른 바람직한 구현예는 a) 본 발명의 폴리알파올레핀 유체 1 내지 97 %, b) 합성 에스테르, 합성 탄화수소 유체, 미네랄 오일, 천연 에스테르, 또는 천연 및 석유 유래의 원료 유래의 탄화수소 오일로 이루어진 군에서 선택되는 유체 0 내지 60 %, 및 c) 분산제, 산화방지제, 마모 방지제, 소포제, 부식 억제제, 세제, 시일 팽윤제 및 점도 개선제와 같은 첨가제 0.1 내지 70 % 를 포함하는 혼합물을 포함하며, 이로써 전체 조성물은 CEC L-33 A94 시험 (또는 등가물) 에 의해 결정되는 바와 같은 50 % 이상의 생분해성을 나타내고, 상기 조성물은 의도적으로 또는 의도하지 않게 환경으로 배출될 수 있다.
또다른 바람직한 구현예에 있어서, 기능성 유체 또는 윤활제 조성물이 제공되며, 상기 조성물은 a) 본 발명의 폴리알파올레핀 유체 1 내지 98 % 와 b) 천연 또는 합성 에스테르, 천연 또는 합성 탄화수소 유체, 또는 천연 및 석유 유래의 원료 유래의 탄화수소 오일에서 선택되는 하나 이상의 성분 0 내지 60 % 의 혼합물을 포함하고, c) 분산제, 산화방지제, 마모 방지제, 소포제, 부식 억제제, 세제, 시일 팽윤제 및 점도 개선제와 같은 첨가제 0.1 내지 70 % 를 함유한다. 이 구현예는 체인 톱, 선외 모터, 농기구, 토공 장비, 또는 해양 또는 해저 유체의 작업을 포함하는 용도에 특히 바람직할 수 있다. 해양-특이적 용도에 있어서, 전체 조성물은 EPA 선박 일반 허가 (VGP) 명령의 요건을 충족시키는데 적합할 수 있다.
실시예
INEOS Oligomers 사에서 상업적으로 제조된 1-테트라데센 (C14) 을 입수한 그대로 사용하였다; 이것은 다른 공급사로부터의 1-테트라데센으로 대체될 수 있다. 모든 공정 단계는 배치식, 반-배치식 또는 연속식으로 수행될 수 있다. 반응은 직렬 또는 병렬, 또는 이의 조합의 2 내지 5 개의 연속 교반 탱크 반응기 (CST) 를 사용하여 연속 방식으로 수행될 수 있다.
비교예 1
:
자켓형 가열 및 내부 냉각을 구비한 1-갈론 Parr 반응기에, 1,200 g 의 1-테트라데센 및 3.0 g 의 1-부탄올 (1-BuOH) 을 충전하고, 교반하면서 50 ℃ 로 가열하였다. 삼불화 붕소 (BF3) 를 기체로서 주입하고, 이것을 40 psig 의 정상 상태 압력으로 조정하였다. 반응물을 90 분 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 400 ml 의 8 % NaOH 로 급냉시키고, 이어서 증류수로 세정하였다. 감압 (220 ℃, 0.1 mmHg) 하에서 휘발성 오버헤드 분획으로서 잔류 미반응 단량체의 제거는, 하부 분획으로서 837.1 g 의 투명한 유체의 분리를 유도하였으며, 이것을 일련의 표준 수소화 조건 (170 ℃ 에서, 400 psi 수소, Ni/규조토 촉매 사용) 하에서 수소화시켜, 하기의 특성을 갖는 합성 베이스 스톡을 제조하였다:
표 1: 비교예 1 의 특성
본 발명의 실시예 2
:
자켓형 가열 및 내부 냉각을 구비한 1-갈론 Parr 반응기에, 1,400 g 의 1-테트라데센 및 4.2 g 의 1-메톡시-2-프로판올 (1-MOP) 을 충전하고, 교반하면서 50 ℃ 로 가열하였다. 삼불화 붕소 (BF3) 를 기체로서 주입하고, 이것을 20 psig 의 정상 상태 압력으로 조정하였다. 반응물을 120 분 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 400 ml 의 8 % NaOH 로 급냉시키고, 이어서 증류수로 세정하였다. 감압 (220 ℃, 0.1 mmHg) 하에서 휘발성 오버헤드 분획으로서 잔류 미반응 단량체의 제거는, 하부 분획으로서 1,063.1 g 의 투명한 유체의 분리를 유도하였으며, 이것을 일련의 표준 수소화 조건 (170 ℃ 에서, 400 psi 수소, Ni/규조토 촉매 사용) 하에서 수소화시켜, 하기의 특성을 갖는 본 발명의 합성 베이스 스톡을 제조하였다:
표 2: 본 발명의 구현예 A 의 특성
상기 표는 잔류 미반응 단량체가 제거되면, 생성된 PAO 는 점도 특성의 독창적인 균형을 가지며, 추가의 증류없이 제조되는 직선형 단일 레시피 4 cSt 유체인 것을 보여준다. 이것은 또한 높은 점도 지수, 양호한 노아크 휘발성을 갖는 4 cSt 유체이며, 1-부탄올 (1-BuOH) 과 같은 통상적인 알코올에 의해 촉진된 BF3 촉매계로 제조되는 통상적인 C14 올리고머와 비교하여, 유의하게 개선된 유동점 특성을 가진다.
표 3: 본 발명의 구현예 A 대 비교예 1 의 유동점
GC 에 의한 실시예 2 로부터의 본 발명의 PAO 의 올리고머 조성물은 하기의 조성을 나타냈다:
C28 (이량체): 88.0 면적%
C42+ (삼량체 및 고급): 12.0 면적%
본 발명의 실시예 3
:
실시예 2 에서 기술한 절차를 파일럿 규모로 실행하였다. 생성물은 하기의 특성을 가졌다:
표 4: 본 발명의 구현예 A 의 특성
본 발명의 실시예 4
:
자켓형 가열 및 내부 냉각을 구비한 1-갈론 Parr 반응기에, 1,200 g 의 1-테트라데센 및 3.1 g 의 2-메톡시에탄올 (2-MOE) 을 충전하고, 교반하면서 50 ℃ 로 가열하였다. 삼불화 붕소 (BF3) 를 기체로서 주입하고, 이것을 40 psig 의 정상 상태 압력으로 조정하였다. 반응물을 90 분 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 400 ml 의 8 % NaOH 로 급냉시키고, 이어서 증류수로 세정하였다. 감압 (220 ℃, 0.1 mmHg) 하에서 휘발성 오버헤드 분획으로서 잔류 미반응 단량체의 제거는, 하부 분획으로서 737.3 g 의 투명한 유체의 분리를 유도하였으며, 이것을 일련의 표준 수소화 조건 (170 ℃ 에서, 400 psi 수소, Ni/규조토 촉매 사용) 하에서 수소화시켜, 하기의 특성을 갖는 합성 베이스 스톡을 제조하였다:
표 5: 본 발명의 구현예 A1 의 특성
본 발명의 실시예 5
:
자켓형 가열 및 내부 냉각을 구비한 1-갈론 Parr 반응기에, 476 g 의 1-테트라데센, 924 g 의 1-도데센, 및 4.2 g 의 1-메톡시-2-프로판올 (1-MOP) 을 충전하고, 교반하면서 50 ℃ 로 가열하였다. 삼불화 붕소 (BF3) 를 기체로서 주입하고, 이것을 20 psig 의 정상 상태 압력으로 조정하였다. 반응물을 120 분 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 400 ml 의 8 % NaOH 로 급냉시키고, 이어서 증류수로 세정하였다. 감압 (220 ℃, 0.1 mmHg) 하에서 휘발성 오버헤드 분획으로서 잔류 미반응 단량체 분획의 제거는, 하부 분획으로서 993.9 g 의 투명한 유체의 분리를 유도하였으며, 이것을 일련의 표준 수소화 조건 (170 ℃ 에서, 400 psi 수소, Ni/규조토 촉매 사용) 하에서 수소화시켜, 하기의 특성을 갖는 합성 베이스 스톡을 제조하였다:
표 6: 본 발명의 구현예 B 의 특성
본 발명의 실시예 6
:
조촉매로서 2-메톡시에탄올 (2-MOE) 을 사용하여 실시예 4 를 반복하였다.
생성물은 표 6 에 나타낸 특성을 가졌다.
표 7: 본 발명의 구현예 B 의 특성
본 발명의 실시예 7
:
자켓형 가열 및 내부 냉각을 구비한 1-갈론 Parr 반응기에, 515.0 g 의 1-테트라데센, 885.0 g 의 2-n-헥실-1-데센 (US 8,455,416 에 따른 1-옥텐의 이량체화 생성물), 및 1.4 g 의 1-메톡시-2-프로판올 (1-MOP) 을 충전하였다. 혼합물을 교반하면서 30 ℃ 로 가열하였다. 삼불화 붕소 (BF3) 를 기체로서 주입하고, 이것을 20 psig 의 정상 상태 압력으로 조정하였다. 반응물을 90 분 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 400 ml 의 8 % NaOH 로 급냉시키고, 이어서 증류수로 세정하였다. 감압 (220 ℃, 0.1 mmHg) 하에서 휘발성 오버헤드 분획으로서 잔류 미반응 단량체의 제거는, 하부 분획으로서 1,162.0 g 의 투명한 유체의 분리를 유도하였으며, 이것을 일련의 표준 수소화 조건 (170 ℃ 에서, 400 psi 수소, Ni/규조토 촉매 사용) 하에서 수소화시켜, 하기의 특성을 갖는 합성 베이스 스톡을 제조하였다:
표 7: 본 발명의 구현예 C 의 특성
본 발명의 폴리알파올레핀의 생분해성
물질은 미생물에 의해 효율적으로 분해될 수 있으면, 생분해 가능한 것으로 간주된다. 생분해성을 평가하는데 사용될 수 있는, 및 사용된 수많은 절차가 있다. OECD 에 의해 승인되고, 파라핀계 탄화수소의 연구에 충분히 적합한 하나의 시험 프로토콜은 301B "즉시 생분해성" 시험 (수정된 Sturm 시험으로도 알려짐) 이다.
실시예 8:
OECD 301B 시험에 있어서, 시험 샘플을 활성화된 하수 슬러지, 및 21 ℃ 에서 유지시킨 시일된 튜브에서의 배양 배지에 노출시킨다. 28 일의 기간에 걸쳐 생성된 이산화탄소를 측정하여, 시험 물질의 분해를 평가한다. 또한, 하수 미생물 및 표준 물질을 함유하는 대조 용액을 실행한다.
이 시험을 사용하여, 실시예 7 의 폴리알파올레핀은 28 일 후 100 % 분해 및 10 일 후60 % 분해를 달성하였다.
반면에, 동일 점성 1-데센 유래의 PAO 는 28 일 후 단지 28 % 분해를 달성하였다. 다른 비교는 하기 표 8 에서 확인할 수 있다:
표 8: 실시예 7 (본 발명의 구현예 C) 의 생분해성
1. 수정된 Sturm 시험으로도 알려진 OECD 301B 시험은, 생분해가 진행됨에 따라 시험 보틀로부터 방출되는 CO2 를 측정한다. 이론적인 CO2 값은, 시험 화합물에서의 모든 탄소가 CO2 로 대사된다고 가정하여 계산한다. 시험은 28 일 동안 실행한다.
2. "즉시 생분해성" 기준은, 이론적으로 10 % 생분해 임계 값에 도달한 후 10 일 이내에 생성될 수 있는 60 % 이상의 CO2 의 생성을 요구한다. 미생물은 일부 탄소를 사용하여 새로운 미생물을 성장시킬 것이기 때문에, CO2 의 이론적인 값의 전부가 생성되지는 않을 것이다.
실시예 9
본 발명의 실시예 3 의 생성물인, 1-테트라데센에서 완전히 유래하는 폴리알파올레핀은 28 일 후 OECD 301B 생분해 시험에서 54 % 분해를 달성하였다.
실시예 10
본 발명의 실시예 5 의 생성물인, 1-테트라데센 및 1-도데센에서 유래하는 폴리알파올레핀은 28 일 후 OECD 301B 생분해 시험에서 87.3 % 분해를 달성하였다.
본 발명을 함유하는 제제화된 오일
본 발명의 유체는 일반적으로 크랭크 케이스 윤활제, 산업용 및 자동차용 기어 오일, 변속기 오일 등과 같이, 실질적으로 생분해 가능하도록 설계되지는 않았지만, 환경으로의 우연한 배출이 가능한 제제화된 윤활제 제품에서 사용될 수 있다.
생분해성, 저온 특성 및 열-산화 안정성의 특별한 균형으로 인해, 본 발명의 유체는 환경으로의 배출이 우연히 (예를 들어, 해양 윤활제) 또는 의도적으로 (예를 들어, 임업 윤활제) 예상될 수 있는 윤활제에서 사용하는데 특히 충분히 적합하다. 이들 윤활제 부류의 경우, 본 발명의 유체의 유의한 생분해성은 플러스이다.
유압 오일, 제지 공장 오일, 체인 톱 윤활제, 선외 모터 윤활제, 터빈 오일, 압축기 오일, 그리스 등과 같이, 실질적으로 생분해 가능하도록 제제화된 윤활제 제품에 있어서, 본 발명의 유체는 단독 베이스 유체로서, 또는 다른 베이스 유체와 조합으로 사용될 수 있다. 이상적으로, 이들 다른 유체는 타당한 내지 양호한 고유의 생분해성을 가질 것이다. 본 발명의 유체와 함께 사용될 수 있는 예시적인 유체는 식물성 오일 (예를 들어, 유채씨유, 카놀라유 등), 식물성 오일 유도체 (예를 들어, 에스톨라이드 에스테르), 또는 심지어 높은 생분해성 및 양호한 점도 특성을 갖는 합성 디카르복실산 에스테르를 포함한다.
높은 전체 생분해성이 요구되지 않는 용도에 있어서, 본 발명의 생성물은 전체 제제의 미량 성분으로서 사용되는 경우, 통상적인 폴리알파올레핀 (즉, 수소화된 1-알켄 탄화수소 액체 올리고머), 미네랄 오일, 또는 기체-액체 유체와 함께 사용될 수 있다.
첨가제는 종종 본 발명의 유체가 혼입될 수 있는 제제화된 오일의 특정한 성능 속성을 향상시키기 위해서 필요하다. 이들 첨가제는 그 자체로 생분해 가능할 수 있거나 또는 생분해 가능하지 않을 수 있으며, 마모 억제제, 세제, 점도 지수 개선제, 마찰 개질제, 연비 첨가제, 산화방지제 또는 열 안정화제, 분산제, 극압제, 점착성 첨가제, 녹 억제제, 왁스 개질제, 발포 억제제, 구리 부동태화제, 황 스캐빈저, 시일 팽윤제, 색상 안정화제 등의 물질을 포함한다.
본 발명의 유체는 그 자체가 생분해 가능하도록 설계된 첨가제와 함께 사용될 수 있다.
가능한 경우, 첨가제는 적어도 전체 조성물의 생분해성을 실질적으로 방해하지 않도록 선택되어야 한다.
실시예 11:
본 발명의 3.9 cSt 유체가 혼입된 실증용 트랙터 유체
표 9
1. Afton 사에서 상업적으로 입수 가능한 트랙터 유압 첨가제 패키지; Hitec 8703
2. 실시예 7 에 따른 본 발명의 유체
3. Evonik 사에서 상업적으로 입수 가능한 전단 안정성 점도 개선제; Viscoplex 8-219
4. 이 시험 방법은 표준 교정 물질의 생분해성에 대해, 2-사이클 선외 엔진 윤활제 또는 다른 오일의 비교 생분해성을 평가하기 위한 절차를 제공한다.
실시예 12:
본 발명의 3.9 cSt 유체가 혼입된 실증용 환경 친화적 체인 오일
표 10
1. 상업적으로 입수 가능한 첨가제 패키지; 특히 Afton Hitec 2211
2. 실시예 7 에 따른 본 발명의 유체
3. Archer Daniels Midland 사에서 상업적으로 입수 가능한 카놀라유
4. 실시예에 따른 본 발명의 유체
실시예 13:
본 발명의 유체가 혼입된 실증용 2 사이클 해양 오일
표 11
1. NMMA TC W3 를 충족하는 상업적으로 입수 가능한 첨가제 패키지; 특히 Lubrizol 424
2. 실시예 7 에 따른 본 발명의 유체
3. 상업적으로 입수 가능한 포화 선형 산 복합 합성 에스테르; 특히 Nycobase 8306
4. 상업적으로 입수 가능한 부분 불포화 선형 산 복합 합성 에스테르; 특히 Nycobase 4045
5. 이 시험 방법은 표준 교정 물질의 생분해성에 대해, 2-사이클 선외 엔진 윤활제 또는 다른 오일의 비교 생분해성을 평가하기 위한 절차를 제공한다.
실시예 14:
실증용 생분해성 해양 다등급 기어 오일/선미 관 오일
표 12
1. Functional Products 사의 상업적 생분해성 기어 오일 패키지; GA-502
2. Inolex 사의 상업적 바이오-기반 복합 에스테르 증점제; 100 ℃ 에서 293 cSt, 40 ℃ 에서 3,113 cSt
67 % 바이오-함량; Lexolube CG-3000
3. Cargill 사에서 상업적으로 입수 가능한 카놀라유, 100 ℃ 에서 8.53 cSt, 40 ℃ 에서 38.71 cSt
4. 실시예 2 에 따른 본 발명의 유체
5. 75W 오일은 100 ℃ 에서 24 내지 41 ㎟/s 의 최소 점도를 가져야 한다.
통상적인 윤활제
본 발명의 합성 유체는, 유사한 점도의 수소화된 1-데센 올리고머가 사용되는 모든 경우에 사용될 것으로 예상된다. 그 용도는, 비제한적으로, 자동차 크랭크 케이스 오일, 중량 (heavy duty) 디젤 오일, 자동 변속기 유체, 무단 변속기 유체, 및 산업용 및 자동차용 기어 오일, 압축기/터빈 오일, 및 특히 저 및 초저-점도 0W-XX 엔진 오일 (X 는 16 이하임) 과 같은 저점도 유체에서의 고유의 에너지 절약 기능의 혜택을 받는 용도를 포함한다. 다수의 0W -XX 제제에 대한 본 발명의 유체의 적합성을 설명하기 위해서, 여러 실증용 제제가 고안되었다.
승용차 모터 오일
본 발명에 의해 제조된 합성 유체는 내연 기관에서 사용되는 완전 합성 및/또는 반-합성 윤활유의 성분으로서 이상적으로 적합하다. 본 발명의 유체는 전체 베이스 윤활제로서 사용될 수 있거나, 또는 그룹 I, II 또는 III 미네랄 오일, GTL (기체에서 액체) 오일, 합성 에스테르 오일 (예를 들어, 디-2-에틸헥실 아디페이트, 트리메틸올프로판 트리펠라르고네이트 등), 알킬 나프탈렌 오일 (예를 들어, 디-도데실나프탈렌, 디-테트라데실나프탈렌 등) 등을 포함하는 다른 윤활유와 배합될 수 있다. 내연 기관에서 사용되는 윤활유는 전형적으로 통상적인 윤활유 첨가제, 예컨대 칼슘 아릴 술포네이트, 오버베이스 칼슘 술포네이트, 칼슘 또는 바륨 페네이트, 오버베이스 마그네슘 알킬벤젠 술포네이트, 아연 디알킬디티오포스페이트, VI 개선제 (예를 들어, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리알킬메타크릴레이트 등), 무회 분산제 (예를 들어, 테트라에틸렌 펜타민의 폴리이소부틸렌숙신이미드, 폴리이소부틸렌페놀-포름알데히드-테트라에틸렌 펜타민 만니히 축합 생성물 등), 유동점 강하제, 마찰 개질제, 녹 억제제, 탈유화제, 오일 가용성 산화방지제 (예를 들어, 힌더드 페놀 또는 알킬화된 디페닐 아민), 다양한 황화 성분, 및 발포 억제제 (소포제) 를 함유하도록 제제화된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 합성 오일 또는 베이스 스톡은 인공적으로 제조된 화학적 화합물에서 유도되는 윤활제이다. 합성 윤활제는, 알파-올레핀이 유도되는 출발 물질인 에틸렌과 같은 화학적으로 개질된 석유 성분을 사용하여 제조될 수 있거나, 또는 다른 비-석유 원료로부터 합성될 수 있다. 인공적인 합성 베이스 스톡은 자연 발생 탄화수소1 의 복잡한 혼합물인 미네랄 베이스 오일과는 달리, 통상적으로 예측 가능한 특성을 갖는 제어된 분자 구조를 가진다.
미네랄 오일 또는 석유-정제된 오일은 API 그룹 I, II, II+, III 및 III+ 베이스 오일 스톡으로서 정의된다.
API 그룹 III 베이스 오일은 때때로 완전히 합성인 것으로 간주되지만, 본원에서 사용되는 바와 같이, 그룹 III / 그룹 III+ 베이스 오일은 미네랄-베이스 스톡으로서 분류된다.
합성 윤활제를 함유하며, API 그룹 I, II, II+, III 및 III+ 미네랄-베이스 스톡의 내용물이 없는 윤활제는 완전히 합성인 것으로 간주된다. API 그룹 I, II, II+, III 및 III+ 베이스 스톡과 함께 사용되는 합성 윤활제를 함유하는 윤활제는 "반-합성" 또는 "부분 합성" 인 것으로 간주된다.
부분 합성 및 완전 합성 오일 모두에 있어서, 베이스 스톡은 첨가제 패키지, 개별 성능 첨가제, 및 에스테르 (전형적으로 API 그룹 V) 또는 다른 용해도 향상제와 조합된다.
첨가제 패키지라고 불리는, 이러한 첨가제의 독점적 조합은 특정한 베이스 오일 및 용도에 맞게 조정되며, Lubrizol, Infineum 및 Afton Corporations 를 포함하는 여러 공급사로부터 상업적으로 입수 가능하다. 점도 지수 (VI) 개선제는 이들 및 다른 공급사로부터 입수 가능하다.
본 발명의 유체는 이들의 에너지 보존 품질에 바람직한 0W-XX 점도 등급 승용차 모터 오일을 제제화시키는데 사용될 수 있다.
실시예 15:
승용차 실증용 오일
본 발명의 유체를 함유하는 하기의 0W-16 완전 및 부분 합성 승용차 모터 오일을 제제화시켰다.
표 13
완전 합성 0W-16 PCMO
1. 상업적 분산제/억제제 패키지. Infineum P5707, API SN, ILSAC GF5/GF6B
2. 실시예 7 에 따른 본 발명의 유체
3. 실시예 3 에 따른 본 발명의 유체
4. 실시예 5 에 따른 본 발명의 유체
5. INEOS 사의 상업적 수소화된 1-도데센 폴리알파올레핀; 100 ℃ 에서 5.1 cSt
6. INEOS 사의 상업적 수소화된 1-데센 폴리알파올레핀; 100 ℃ 에서 3.93 cSt
7. 상업적 그룹 II 미네랄 오일; Puralub 75, 100 ℃ 에서 3.1 cSt, 102 VI, -15 ℃ 유동점
8. Shell 사의 PAO6 중의 수소화된 스티렌 폴리이소프렌 중합체의 상업적 15 % m/m 용액; SV261
9. Croda 사의 에스테르; P3970, 100 ℃ 에서 4.9 cSt, 213 VI
실시예 16:
6 cSt 그룹 III 오일 및 유동점 강하제와의 배합물에서 4 cSt 그룹 III 미네랄 오일을 본 발명의 4 cSt 유체로 대체하는 경우, 생성된 배합물은 보다 낮은 유동점, -30 ℃ 및 -35 ℃ 에서 보다 낮은 콜드 크랭킹 점도 및 보다 높은 인화점을 가졌다.
1. 실시예 3 에 따른 본 발명의 유체
2. 4 cSt 그룹 III 미네랄 오일; S-Oil Ultra S4, 100 ℃ 에서 4.2 cSt, 125 VI, -21 ℃ 유동점. 14.2 % 노아크 휘발성
3. 6 cSt 그룹 III 미네랄 오일; S-Oil Ultra S6, 100 ℃ 에서 5.9 cSt, 127 VI, -15 ℃ 유동점. 8.2 % 노아크 휘발성
4. 유동점 강하제; Afton Hitec 623
실시예 17:
부분 합성 0W-16 PCMO
1. 상업적 분산제/억제제 패키지. Infineum P5707, API SN, ILSAC GF5/GF6B
2. 그룹 III Plus 미네랄 오일; Yubase 4+, 4.1 cSt, 134 VI
3. 실시예 7 에 따른 본 발명의 유체
4. Shell 사의 PAO6 중의 수소화된 스티렌 폴리이소프렌 중합체의 상업적 15 % m/m 용액; SV261
5. Croda 사의 에스테르; P3970, 100 ℃ 에서 4.9 cSt, 213 VI
Claims (16)
- 하기의 단계를 포함하는, 소정의 특성을 갖는 폴리알파올레핀 유체의 제조 방법:
a. 약 30 내지 약 100 % 의 1-테트라데센 (C14) 을 함유하는 하나 이상의 알파 올레핀을 포함하는 알파 올레핀 성분을 알코올 알콕실레이트 촉진제와 조합된 BF3 로 이루어진 촉매계의 존재하에서 반응시켜, 반응한 하부 생성물 및 미반응 잔류 단량체를 제조하는 단계;
b. 오버헤드 분획으로서 증류에 의해 미반응 잔류 단량체를 제거하는 단계; 및
c. 상기 하부 생성물의 적어도 일부를 수소화시켜, 약 2.5 내지 약 4.6 센티스토크의 100 ℃ 점도를 갖는 수소화된 유체를 수득하는 단계. - 제 1 항에 있어서, 알파 올레핀 성분이 90 % 초과의 C14 알파 올레핀을 포함하는 제조 방법.
- 제 2 항에 있어서, 폴리알파올레핀 유체의 이량체 C28 함량이 70 % 초과인 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 알파 올레핀 성분이 제 1 알파 올레핀 및 제 2 알파 올레핀을 포함하고, 제 1 알파 올레핀이 C14 알파 올레핀이며, 제 2 올레핀이 C12 알파 올레핀인 제조 방법.
- 제 4 항에 있어서, 폴리알파올레핀 유체의 C14/C12 공-이량체 함량이 80 % 초과인 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 알파 올레핀 성분이 제 1 알파 올레핀 및 제 2 알파 올레핀을 포함하고, 제 1 알파 올레핀이 C14 알파 올레핀이며, 제 2 올레핀이 C8 알파 올레핀의 이량체인 제조 방법.
- 제 6 항에 있어서, 폴리알파올레핀 유체의 C14/C16 공-이량체 함량이 80 % 초과인 제조 방법.
- 약 4 cSt 의 100 ℃ 점도, 19 % 미만의 250 ℃ 노아크 휘발성 중량 손실 및 4 % 미만의 200 ℃ 노아크 휘발성 중량 손실, 125 초과의 점도 지수, -35 ℃ 미만의 유동점, 및 1,500 cP 미만의 -35 ℃ 콜드 크랭크 시뮬레이터 점도를 갖는 윤활제 조성물.
- 약 3.4 cSt 의 100 ℃ 점도, 4 % 의 200 ℃ 노아크 휘발성 중량 손실, 대략 -50 ℃ 의 유동점, 및 1,750 cP 미만의 -40 ℃ 브룩피일드 점도를 갖는 윤활제 조성물.
- 약 4 cSt 의 100 ℃ 점도, 13.9 % 의 250 ℃ 노아크 휘발성 중량 손실, 대략 -59 ℃ 의 유동점, 및 1,700 cP 미만의 -35 ℃ 콜드 크랭크 시뮬레이터 점도를 갖는 윤활제 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 단계 (a) 에서의 알코올 알콕실레이트 촉진제가 2-메톡시에탄올인 제조 방법.
- 제 1 항에 있어서, 단계 (a) 에서의 알코올 알콕실레이트 촉진제가 1-메톡시-2-프로판올인 제조 방법.
- 약 2.5 내지 약 4.6 센티스토크의 100 ℃ 점도를 갖는 수소화된 유체를 포함하는 제제화된 완전 또는 부분 합성 윤활유.
- 제 13 항에 있어서, 다음의 혼합물을 포함하는 제제화된 윤활유:
a. 약 2.5 내지 약 4.6 센티스토크의 100 ℃ 점도를 갖는 상기 수소화된 유체 1 내지 97 %; 및
b. 합성 에스테르, 합성 탄화수소 유체, 미네랄 오일, 천연 에스테르, 또는 천연 및 석유 유래의 원료 유래의 탄화수소 오일 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 유체 0 내지 60 %; 및
c. 분산제, 산화방지제, 마모 방지제, 소포제, 부식 억제제, 세제, 시일 팽윤제, 점도 개선제 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제 0.1 내지 30 %. - 제 13 항에 있어서, 다음의 혼합물을 포함하는 제제화된 윤활유:
a. 약 2.5 내지 약 4.6 센티스토크의 100 ℃ 점도를 갖는 상기 수소화된 유체 1 내지 97 %; 및
b. 천연 또는 합성 에스테르, 천연 또는 합성 탄화수소 유체, 또는 천연 및 석유 유래의 원료 유래의 탄화수소 오일 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 성분 0 내지 60 %; 및
c. 분산제, 산화방지제, 마모 방지제, 소포제, 부식 억제제, 세제, 시일 팽윤제, 점도 개선제 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제 0.1 내지 70 %. - 제 13 항에 있어서, 다음의 혼합물을 포함하는 제제화된 윤활유:
a. 약 2.5 내지 약 4.6 센티스토크의 100 ℃ 점도를 갖는 상기 수소화된 유체 1 내지 98 %; 및
b. 천연 또는 합성 에스테르, 천연 또는 합성 탄화수소 유체, 또는 천연 및 석유 유래의 원료 유래의 탄화수소 오일 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 성분 0 내지 60 %; 및
c. 분산제, 산화방지제, 마모 방지제, 소포제, 부식 억제제, 세제, 시일 팽윤제, 점도 개선제 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제 0.1 내지 70 %.
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