KR20220076535A - 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 - Google Patents

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코넬리스 헨드리쿠스 마리아 본즈
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셰브런 오로나이트 테크놀로지 비.브이.
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Abstract

(a) 다량의 윤활 점도의 오일, 및 (b) 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물이 본원에 개시된다. (a) 다량의 윤활 점도의 오일, 및 (b) 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물이 또한 본원에 개시된다.

Description

선박 디젤 실린더 윤활유 조성물{MARINE DIESEL CYLINDER LUBRICANT OIL COMPOSITIONS}
본 발명은 대체로, 특히 선박 2-행정 크로스헤드 디젤 실린더 엔진을 윤활시키기 위한 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에 관한 것이다.
그리 멀지 않은 과거에, 빠르게 증가하는 에너지 비용, 특히 원유 및 액체 석유를 증류시키는데 부과된 비용은 수송 연료의 사용자들, 예컨대 해상 선박의 소유자 및 조작자들에게 부담이 되었다. 이에 응하여, 그러한 사용자들은 스팀 터빈 추진 유닛으로부터 멀리 떨어져, 더욱 연료 효율적인 대형 선박 디젤 엔진을 지지하는 쪽으로 작업을 조종하였다. 디젤 엔진은 일반적으로 저속, 중속 또는 고속 엔진으로 분류될 수 있으며, 저속 종류는 최대의, 깊은 샤프트 선박 용기 및 특정의 다른 산업 응용예에 사용된다.
저속 디젤 엔진은 크기 및 작동 방법이 독특하다. 엔진 자체는 부피가 크고, 더욱 큰 유닛은 중량 200 톤 그리고 길이 10 피트 이상, 및 높이 45 피트에 근접할 수 있다. 이러한 엔진의 출력은 60 내지 약 200, 분 당 회전수(rpm)의 엔진 회전율과 함께 100,000 브레이크 마력만큼 높게 도달할 수 있다. 저속 디젤 엔진은 전형적으로 크로스헤드 설계로 되어 있고, 2-행정 주기로 작동한다. 이러한 엔진은 전형적으로 잔여 연료(residual fuel)에서도 작동하지만, 일부는 또한 잔여물을 거의 또는 전혀 함유하지 않는 증류 연료에서도 작동할 수 있다.
한편, 중속 엔진은 전형적으로 약 250 내지 약 1100 rpm의 범위에서 작동하며, 4-행정 또는 2-행정 주기에서 작동할 수 있다. 이러한 엔진은 트렁크 피스톤 설계 또는 때때로는 크로스헤드 설계로 되어 있을 수 있다. 중속 엔진은 저속 디젤 엔진과 꼭 마찬가지로 전형적으로 잔여 연료에서도 작동할 수 있지만, 일부는 또한 잔여물을 전혀 또는 거의 함유하지 않는 증류 연료에서도 작동할 수 있다. 또한, 이러한 엔진은 또한 추진, 보조적 응용예 또는 둘 모두를 위해 심해 선박에 사용될 수 있다.
저속 및 중속 디젤 엔진은 또한 발전소 가동에 광범위하게 사용된다. 2-행정 주기로 작동하는 저속 또는 중속 디젤 엔진은 전형적으로 크로스헤드 구성의 직결(direct-coupled) 및 자기 역전(direct-reversing) 엔진이며, 여기서 격판 및 하나 이상의 스터핑 박스(stuffing box)는 연소 생성물이 크랭크실로 유입되어 크랭크실 오일과 혼합되는 것을 방지하기 위해 파워 실린더를 크랭크실로부터 분리한다. 연소 구역으로부터 크랭크실의 눈에 띄는 완전한 분리는, 당해 분야에서의 숙련가가 연소 챔버 및 크랭크실을 다양한 윤활유로 윤활시킬 수 있게 하였다.
선박 및 무거운 정지형 장비 응용예에 사용된 크로스헤드 유형의 대형 디젤 엔진에서, 실린더는 다른 엔진 부품과는 별도로 윤활된다. 실린더는 총 손실을 기준으로 윤활되는데, 여기서 실린더 오일은 실린더 라이너 주위에 배치된 윤활 장치에 의해 각각의 실린더 상의 퀼(quill)로 개별적으로 주입된다. 오일은 펌프에 의해 윤활 장치로 분배되는데, 상기 펌프는 현대 엔진 설계에서 오일을 링 위로 직접 적용하여 오일 낭비를 감소시키도록 작동된다.
이러한 엔진과 관련된 하나의 문제는, 엔진 제조업체가 공통적으로, 낮은 황 및 낮은 아스팔텐 함량을 갖는 좋은 품질의 증류 연료에서부터 일반적으로 높은 황 및 더 높은 아스팔텐 함량을 갖는 더욱 좋지 않은 품질의 중간 또는 무거운 연료, 예컨대 선박 잔여 연료까지 범위의 다양한 디젤 연료를 사용하도록 이러한 엔진을 설계한다는 점이다.
이러한 엔진에서 나타난 높은 스트레스 및 선박 잔여 연료의 사용은 윤활제에 높은 세정성이 필요하게 하며, 이는 오일이 단지 짧은 시간 기간 동안 열 및 다른 스트레스에 노출된다 하더라도 점성 증가에 기반한 산화에 대한 능력 및 더 나은 안정성을 무력화시킨다. 이러한 디젤 엔진에 공통적으로 사용된 잔여 연료는 전형적으로 상당량의 황을 함유하며, 이 황은 연소 과정에서 물과 조합되어 황산을 형성시키고, 이 황산의 존재는 부식성 마모를 초래한다. 특히, 선박용의 2-행정 엔진에서, 실린더 라이너 및 피스톤 링 주위의 영역은 산에 의해 부식되고 마모될 수 있다. 따라서, 디젤 엔진 윤활유가 그러한 부식 및 마모에 저항하는 능력을 갖는 것이 중요하다.
따라서, 선박 디젤 실린더 윤활제의 주요 기능 중 하나는, 저속 2-행정 크로스헤드 디젤 엔진에서 연소된 높은-황 연료 오일의 황 기반 산성 성분을 중화시키는 것이다. 이러한 중화는 선박 디젤 실린더 윤활제 중에 염기성 종, 예컨대 금속성 청정분산제(detergent)를 포함시킴에 의해서 수행된다. 불운하게도, 선박 디젤 실린더 윤활제의 염기성은, (엔진 중에서 윤활제가 받는 열 및 산화 스트레스에 의해 야기된) 선박 디젤 실린더 윤활제의 산화에 의해 감소되어, 윤활제의 중화 능력이 감소될 수 있다. 따라서, 산화 안정성은 선박 실린더 윤활제의 중요한 성능 측면 중 하나이다. 선박 디젤 실린더 윤활제가, 엔진 작동 동안 윤활제 중에 존재하는 것으로 일반적으로 알려져 있는 마모 금속과 같은 산화 촉매를 함유하는 경우에 산화는 가속될 수 있다.
전형적으로, 선박 디젤 엔진에 사용하기 위한 선박 실린더 윤활제는 100℃에서 9.3 내지 26.1 센티스토크 (cSt) 범위의 점도를 갖는다. 그러한 윤활제를 제형화하기 위해, 브라이트스톡(brightstock)을 낮은 점도 오일, 예를 들면, 100℃에서 4 내지 6 cSt의 점도를 갖는 오일과 조합시킬 수 있다. 그러나, 브라이트스톡의 공급업체들은 줄어들고 있고, 따라서 브라이트스톡은 선박 실린더 윤활제의 점도를 제조업체들이 추천하는 100℃에서 16.5 내지 25 cSt 범위로 증가시키기 위해 신뢰될 수 없다. 또한, (EP 1967571에서 참고된) 하트(Hart)의 논문 [Lubricant World, September 1997, pp. 27-28]에는, 선박 엔진에서 낮은 작동 속도 및 높은 부하 때문에, 높은 점도 오일 (SAE 40, 50, 및 60)이 전형적으로 필요함이 개시되어 있다. 수소화분해에 의해 베이스 스톡(base stock)의 점도 손실이 초래되기 때문에, 선박 유는 일반적으로 단지 수소화분해된 베이스 스톡만으로 제형화될 수 없고 상당량의 브라이트스톡의 사용을 필요로 한다. 그러나, 브라이트스톡의 사용은 산화적으로 불안정한 방향족화합물의 존재 때문에 바람직하지 않다.
이 문제에 대한 하나의 해결책은, 선박 실린더 윤활제를 증점시키는 증점제, 예컨대 폴리이소부틸렌 또는 점도 지수 증가제 화합물, 예컨대 올레핀 코폴리머를 사용하는 것이다. 그러나, 이러한 물질은 선박 실린더 윤활제의 비용을 부가시킨다. 또 하나의 해결책은, 더욱 낮은 점도의 선박 실린더 윤활제를 사용하는 것이지만, 낮은 점도 MCL의 마모 성능은 잘 연구되지 않았다.
선박 실린더 윤활제의 또 하나의 중요한 성능 측면은 거품형성 성능이다. 다량의 기체가 액체 중에 동반되는 경우에 거품이 형성된다. 거품형성은 특정응용예, 예컨대 부양, 세척 및 세정에서는 바람직하지만, 거품형성이 비효율적인 윤활을 초래하기 때문에 거품형성은 방해물이 될 수 있는 윤활제-관련 응용예에서는 바람직하지 않을 수 있다. 윤활제의 점도 및 표면 장력은 거품의 안정성에 기여한다. 낮은 점도 오일은 큰 기포를 갖는 거품을 생성시키며, 이는 신속하게 파괴되고 최소한으로 문제되는 경향이 있다. 그러나, 높은 점도 오일, 예컨대 선박 실린더 윤활제로 사용되는 것들은 미세한 기포를 함유하며 파괴시키기 어려운 안정한 거품을 생성시킨다. 선박 실린더 윤활제에 대하여, 거품형성은 피스톤 링 및 실린더 라이너 표면을 분리시켜서 유지하는 윤활제 막에서는 방해를 초래할 수 있다. 시간 경과에 따라서, 거품형성은 또한 윤활제의 산화 분해를 가속시킬 수 있고 또한 오일의 운송 및 펌핑 능력에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 선박 실린더 윤활제에 대해서는, 제조된 제품에 대해서 거품형성에 대한 사양이 종종 적소에 위치한다.
미국 특허 6,103,672 ("'672 특허")에는 다량의 윤활 점도의 오일을 함유하며, 상기 오일과, 소량의, a) 보레이트화된 분산제, 또는 지용성 또는 오일 분산성 붕소 화합물 중 적어도 하나; 및 b) 하나 이상의 과염기성(overbased) 금속 화합물을 혼합시켜서 제공된, 폴리부텐 비함유 선박 실린더 윤활제가 개시되어 있다. 상기 '672 특허에는 상기 폴리부텐 비함유 선박 실린더 윤활제가 개선된 점성 특성을 나타냈음이 추가로 개시되어 있다.
미국 특허 4,948,522 (" '522 특허")에는 보레이트화된 무회(ashless) 분산제, 과염기성 금속 화합물, 및 100,000 초과의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리부텐을 함유하는 선박 디젤 실린더 윤활제가 개시되어 있다. 상기 '522 특허에는, 상기 선박 디젤 실린더 윤활제가 증가된 산화, 마모 및 침전물을 제공함이 추가로 개시되어 있다.
미국 특허 출원 공개 2005/0153847에는, 적어도 30의 총 염기 가를 가지며 (a) 적어도 40 질량 백분율의 윤활 점도의 오일, (b) 적어도 2개의 계면활성제로부터 제조된 청정분산제, (c) 붕소 함유 분산제, 및 (d) 아연 함유 마모방지 첨가제를 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활제 조성물이 개시되어 있다.
WO 2011051261에는 베이스 오일, 및 설포네이트와 페네이트 청정분산제의 조합물을 포함하는, 지속된 고 부하 조건 하에서 작동된 내연 엔진, 예컨대 선박 디젤 엔진 및 전력 응용예에서 사용된 윤활 조성물이 교시되어 있다. WO 2011051261에 개시된 예들은, 조성물의 1.5중량%의 농도에서 고분자량 폴리이소부텐 숙신이미드를 사용한다.
따라서, 산화 안정성 뿐만 아니라 거품 조절력을 가지며, 윤활유 조성물에 사용되는 브라이트스톡의 양을 추가로 감소시킬 수 있는, 개선된 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물이 여전히 필요하다.
본 발명의 한 구현예에 따르면, (a) 다량의 윤활 점도의 오일, 및 (b) 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물이 제공된다.
본 발명의 제2 구현예에 따르면, 개선된 산화 안정성을 갖는 선박 디젤 실린더 윤활제 조성물을 사용하여 선박 2-행정 크로스헤드 디젤 엔진을 윤활시키는 방법으로서, 상기 방법이, (a) 다량의 윤활 점도의 오일, 및 (b) 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물을 사용하여 상기 엔진을 작동시키는 것을 포함하는, 엔진 윤활 방법이 제공된다.
본 발명의 제3 구현예에 따르면, 2-행정 크로스헤드 선박 디젤 엔진에서 개선된 산화 안정성을 갖는 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물을 제공하기 위해, (a) 다량의 윤활 점도의 오일을 포함하고 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에서, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제의 용도가 제공된다.
본 발명의 제4 구현예에 따르면, (a) 다량의 윤활 점도의 오일, 및 (b) 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물이 제공된다.
본 발명의 제5 구현예에 따르면, 개선된 산화 안정성을 갖는 선박 디젤 실린더 윤활제 조성물을 사용하여 선박 2-행정 크로스헤드 디젤 엔진을 윤활시키는 방법으로서, 상기 방법이, (a) 다량의 윤활 점도의 오일, 및 (b) 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물을 사용하여 상기 엔진을 작동시키는 것을 포함하는, 엔진 윤활 방법이 제공된다.
본 발명의 제6 구현예에 따르면, 2-행정 크로스헤드 선박 디젤 엔진에서 개선된 산화 안정성을 갖는 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물을 제공하기 위해, (a) 다량의 윤활 점도의 오일을 포함하고 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제의 용도가 제공된다.
본 발명은, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제, 또는 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 2-행정 크로스헤드 선박 디젤 엔진에 사용된, 약 5 내지 약 150의 TBN을 갖는 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 산화 안정성을 유리하게 개선시킨다는 놀라운 발견에 기반하고 있다. 또한, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제, 또는 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제는 또한 약 5 내지 약 150의 TBN을 갖는 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 거품형성을 유리하게 조절한다. 더욱이, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제, 또는 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제의 사용은, 약 5 내지 약 150의 TBN을 갖는 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물을 제형화시키는 경우에 더욱 적은 양의 브라이트스톡을 유리하게 허용한다.
정의
본원에 사용된 용어 "선박 디젤 실린더 윤활제" 또는 "선박 디젤 실린더 윤활유"는, 저속 또는 중속 2-행정 크로스헤드 선박 디젤 엔진의 실린더 윤활에 사용된 윤활제를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 선박 디젤 실린더 윤활제는 다수의 주입 지점을 통하여 실린더 벽으로 공급된다. 선박 디젤 실린더 윤활제는 실린더 라이너와 피스톤 링 사이에 막을 제공하며 부분적으로 연소된 연료 잔여물을 부유 상태로 유지되게 할 수 있어서, 엔진 청결을 촉진시키고 예를 들면, 연료 내 황 화합물의 연소에 의해 형성된 산을 중화시킨다.
"선박 잔여 연료"는, 국제 표준화 기구(ISO) 10370에서 정의된 (상기 연료의 총 중량에 대하여) 적어도 2.5중량% (예를 들면, 적어도 5중량% 또는 적어도 8중량%)의 탄소 잔여물, 50℃에서 14.0 cSt 초과의 점도를 갖는, 대형 선박 엔진에서 연소가능한 물질, 예를 들면, 내용 전체가 본원에 편입되는 국제 표준화 기구 사양 ISO 8217:2005, "석유 제품 - 연료 (부류 F) - 선박 연료의 사양"에서 정의된 선박 잔여 연료를 지칭한다.
"잔여 연료"는 ISO 8217:2010 국제 표준에 기재된 잔여 선박 연료의 사양을 충족시키는 연료를 지칭한다. "낮은 황 선박 연료"는, 또한 이 연료의 총 중량에 대하여 약 1.5중량% 이하, 또는 심지어는 약 0.5중량% 이하의 황을 갖는, ISO 8217:2010 사양에 기재된 잔여 선박 연료의 사양을 충족시키는 연료를 지칭한다.
"증류 연료"는, ISO 8217:2010 국제 표준에 기재된 증류 선박 연료의 사양을 충족시키는 연료를 지칭한다. "낮은 황 증류 연료"는, 또한 이 연료의 총 중량에 대하여 약 0.1중량% 이하, 또는 심지어는 약 0.005중량% 이하의 황을 갖는, ISO 8217:2010 국제 표준에 기재된 증류 선박 연료의 사양을 충족시키는 연료를 지칭한다.
당해 분야에서의 숙련가에 의해 사용된 용어 "브라이트스톡"은, 아스팔트 제거한 석유 진공 잔여물의 직접적인 생성물이거나 추가 가공, 예컨대 용매 추출 및/또는 디왁싱(dewaxing) 후에 아스팔트 제거된 석유 진공 잔여물로부터 유래되는 베이스 오일을 지칭한다. 본 발명의 목적상, 이것은 또한 진공 잔여물 공정의 아스팔트 제거된 증류물 컷을 지칭한다. 브라이트스톡은 일반적으로 28 내지 36 mm2/s의, 100℃에서의 동적 점도를 갖는다. 그러한 브라이트스톡의 한 예는 ESSOTM Core 2500 베이스 오일이다.
알케닐 또는 알킬 모노-, 비스-석신이미드 및 다른 더욱 고급의 유사화합물을 포함하는 용어 "석신이미드"는, 알케닐 치환된 석신산 또는 무수물과 폴리아민의 반응 생성물을 의미하는 것으로 일반적으로 해석된다.
용어 "비스-석신이미드"는, 주로 비스-석신이미드인 석신이미드 분산제를 설명한다. 주로 비스-석신이미드 분산제는 석신이미드 분산제 중에 존재할 수 있는 다른 화합물, 예컨대 모노-석신이미드에 비하여 다량의 비스-석신이미드를 함유한다. 하이드로카빌-치환된 석신산 아실화제와 알킬렌 폴리아민의 반응 생성물은, 모노-석신이미드 및 비스-석신이미드를 포함하는 화합물의 혼합물을 포함하는 석신이미드 분산제를 생성시킬 것이다. 생성된 모노 알케닐 석신이미드 및 비스 알케닐 석신이미드의 양은, 석신 기에 대한 알킬렌 폴리아민의 충전(charge) 몰 비, 및 사용된 특수한 폴리아민에 의존할 수 있다. 약 1:1의, 석신 기에 대한 알킬렌 폴리아민의 충전 몰 비는 주로 모노-석신이미드 분산제를 생성시킬 수 있다. 약 1:2의, 석신 기에 대한 알킬렌 폴리아민의 충전 몰 비는 주로 비스-석신이미드 분산제를 생성시킬 수 있다.
용어 "II족 금속" 또는 "알칼리 토금속"은 칼슘, 바륨, 마그네슘 및 스트론튬을 의미한다.
용어 "칼슘 염기"는 수산화칼슘, 산화칼슘, 알콕시화칼슘 등, 및 이들의 혼합물을 지칭한다
용어 "석회"는, 소석회(slaked lime) 또는 수화 석회로 또한 알려진 수산화칼슘을 지칭한다.
용어 "알킬페놀"은, 하나 이상의 알킬 치환체를 갖는 페놀 기로서, 상기 치환체 중 적어도 하나가, 생성되는 페네이트 첨가제에 오일 용해성을 제공하기에 충분한 탄소 원자 수를 갖는, 페놀 기를 지칭한다.
용어 "총 염기 가" 또는 "TBN"은, ASTM 표준 번호 D2896 또는 대등한 절차에 따라 부식성 산을 계속하여 중화시키는 조성물의 능력을 나타내는, 오일 샘플 내 알칼리성 수준을 지칭한다. 상기 시험에 의해 전기 전도도에서의 변화가 측정되며, 결과는 mg·KOH/g (생성물 1 그램을 중화시키는데 필요한 KOH 밀리그램의 등가 수)으로 표시된다. 따라서, 높은 TBN은 강한 과염기성의 생성물을 나타내며, 그 결과 산을 중화시키기 위해서 더 많은 염기가 예비된다.
본원에 사용된 용어 "베이스 오일"은, (공급원 또는 제조업체의 위치와는 무관하게) 단일 제조업체에 의해 동일한 사양으로 생산되고; 동일한 제조업체의 사양을 충족시키며; 독특한 제조법(formula), 제품 확인 번호, 또는 이둘 모두에 의해 확인되는 윤활제 성분인 베이스스톡 또는 베이스스톡의 블렌드를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
용어 "활성물 기준"은, 희석제 오일 또는 용매가 아닌 첨가제 물질을 지칭한다.
한 구현예에서, (a) 다량의 윤활 점도의 오일, 및 (b) 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물이 제공된다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 선박 실린더 윤활제로 사용하기에 적합한 임의의 TBN을 가질 수 있다. 몇몇 구현예에서, 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 TBN은 약 150 mg·KOH/g 미만이다. 다른 구현예에서, 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 TBN은 약 5 내지 약 150, 또는 약 5 내지 약 100, 또는 약 5 내지 약 70, 또는 약 5 내지 약 30, 또는 약 5 내지 약 25, 또는 약 10 내지 약 150, 또는 약 10 내지 약 70, 또는 약 10 내지 약 40, 또는 약 10 내지 약 30, 또는 약 15 내지 약 150, 또는 약 15 내지 약 100, 또는 약 15 내지 약 70, 또는 약 15 내지 약 30, 또는 약 15 내지 약 40, 또는 약 20 내지 약 150, 또는 약 20 내지 약 100, 또는 약 20 내지 약 70, 또는 약 20 내지 약 40, 또는 약 20 내지 약 30 mg KOH/g의 범위일 수 있다.
선박 엔진에서의 낮은 작동 속도 및 높은 부하 때문에, 높은 점도 오일 (SAE 40, 50, 및 60)이 전형적으로 필요하다. 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 100℃에서 약 12.5 내지 약 26.1 cSt, 또는 약 12.5 내지 약 21.9, 또는 약 16.3 내지 약 21.9 cSt 범위의 동적 점도를 가질 수 있다. 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 동적 점도는 ASTM D445에 의해서 측정된다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물을 제조하기 위한 당해 분야에서의 숙련가에게 알려진 임의 방법에 의해서 제조될 수 있다. 성분들은 임의 순서로 그리고 임의 방식으로 첨가될 수 있다. 임의의 적합한 혼합 또는 분산 장비가 성분의 블렌딩, 혼합 또는 가용화를 위해 사용될 수 있다. 상기 블렌딩, 혼합 또는 가용화는 블렌더, 진탕기, 분산기, 혼합기 (예를 들면, 유성식 혼합기 및 이중 유성식 혼합기), 균질기 (예를 들면, Gaulin균질기 또는 Rannie 균질기), 밀(mill) (예를 들면, 콜로이드 밀, 볼 밀 또는 샌드 밀) 또는 당해 분야에 알려진 임의의 다른 혼합 또는 분산 장비를 사용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활제 조성물은 다량의 윤활 점도의 오일을 포함한다. "다량"은, 선박 디젤 실린더 윤활제 조성물이 이 선박 디젤 실린더 윤활제 오일 조성물의 총 중량을 기준으로, 적어도 약 40중량%, 또는 적어도 약 50중량%, 또는 적어도 약 60중량%, 및 특히 적어도 약 70중량%의 하기 윤활 점도의 오일을 적절하게 포함함을 의미한다. 한 구현예에서, 윤활 점도의 오일은 선박 디젤 실린더 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 70중량% 내지 약 95중량%의 양으로 존재한다. 한 구현예에서, 윤활 점도의 오일은 선박 디젤 실린더 윤활제 조성물의 총 중량을 기준으로 70중량% 내지 약 85중량%의 양으로 존재한다.
윤활 점도의 오일은 예를 들면, 크로스-헤드 엔진을 포함하는 대형 디젤 엔진의 윤활에 적합한 임의의 오일일 수 있다. 윤활 점도의 오일은 천연 윤활유, 합성 윤활유 또는 이들의 혼합물로부터 유래된 베이스 오일일 수 있다. 적합한 베이스 오일은 합성 왁스 및 슬랙(slack) 왁스의 이성화에 의해 얻어진 베이스 스톡 뿐만 아니라, 원유의 방향족 및 극성 성분의 (용매 추출보다는) 수소화분해에 의해 생성된 수소화분해된 베이스 스톡을 포함한다.
적합한 천연 오일은 미네랄 윤활유, 예컨대, 예를 들면 액체 석유 오일, 파라핀성, 나프텐성 또는 혼합된 파라핀-나프텐성 유형의 용매 처리되거나 산 처리된 미네랄 윤활유, 석탄 또는 셰일로부터 유래된 오일, 식물성 오일 (예를 들면, 평지씨 오일, 피마자 오일 및 라드 오일) 등을 포함한다.
적합한 합성 윤활유는 탄화수소 오일 및 할로 치환된 탄화수소 오일, 예컨대 폴리머화 및 인터폴리머화 올레핀, 예를 들면, 폴리부틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌-이소부틸렌 코폴리머, 염소화된 폴리부틸렌, 폴리(1-헥센), 폴리(1-옥텐), 폴리(1-데센) 등, 및 이들의 혼합물; 알킬벤젠, 예컨대 도데실벤젠, 테트라데실벤젠, 디노닐벤젠, 디(2-에틸헥실)-벤젠 등; 폴리페닐, 예컨대 비페닐, 터페닐, 알킬화된 폴리페닐 등; 알킬화된 디페닐 에테르 및 알킬화된 디페닐 설파이드 및 유도체, 이들의 유사물 및 동족물 등을 비제한적으로 포함한다.
다른 합성 윤활유는 5개 미만의 탄소 원자의 올레핀, 예컨대 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 이소부텐, 펜텐, 및 이들의 혼합물을 중합시켜서 제조된 오일을 비제한적으로 포함한다. 그러한 폴리머 오일의 제조 방법은 당해 분야에서의 숙련가에게 잘 알려져 있다.
추가의 합성 탄화수소 오일은 적절한 점도를 갖는 알파 올레핀의 액체 폴리머를 포함한다. 특히 유용한 합성 탄화수소 오일은 C6 내지 C12 알파 올레핀의 수소화된 액체 올리고머, 예컨대, 예를 들면, 1-데센 트라이머이다.
또 하나의 부류의 합성 윤활유는, 말단 하이드록실 기가, 예를 들면, 에스테르화 또는 에테르화에 의해서 개질된 알킬렌 옥사이드 폴리머, 즉, 호모폴리머, 인터폴리머, 및 이들의 유도체를 비제한적으로 포함한다. 이러한 오일은, 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드, 이러한 폴리옥시알킬렌 폴리머의 알킬 및 페닐 에테르 (예를 들면, 1,000의 평균 분자량을 갖는 메틸 폴리 프로필렌 글리콜 에테르, 500-1000의 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜의 디페닐 에테르, 1,000-1,500의 분자량을 갖는 폴리프로필렌 글리콜의 디에틸 에테르 등) 또는 이것의 모노- 및 폴리카복실산 에스테르, 예컨대, 예를 들면, 아세트산 에스테르, 혼합된 C3-C8 지방산 에스테르, 또는 테트라에틸렌 글리콜의 C13 옥소산 디에스테르의 중합을 통하여 제조된 오일에 의해 예시된다.
더욱 또 하나의 부류의 합성 윤활유에는, 다양한 알콜, 예를 들면, 부틸 알콜, 헥실 알콜, 도데실 알콜, 2-에틸헥실 알콜, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노에테르, 프로필렌 글리콜 등과, 디카복실산, 예를 들면, 프탈산, 석신산, 알킬 석신산, 알케닐 석신산, 말레산, 아젤라산, 수베르산, 세박산, 푸마르산, 아디프산, 리놀레산 이합체, 말론산, 알킬 말론산, 알케닐 말론산 등의 에스테르가 포함되지만 이것들로 제한되지 않는다. 이러한 에스테르의 구체적인 예에는 디부틸 아디페이트, 디(2-에틸헥실)세바케이트, 디-n-헥실 푸마레이트, 디옥틸 세바케이트, 디이소옥틸 아젤레이트, 디이소데실 아젤레이트, 디옥틸 디프탈레이트, 디데실 디프탈레이트, 디에이코실 세바케이트, 리놀레산 이합체의 2-에틸헥실 디에스테르, 1몰의 세박산과 2몰의 테트라에틸렌 글리콜 및 2몰의 2-에틸헥산산을 반응시켜서 형성된 복합 에스테르 등이 포함되지만 이것들로 제한되지 않는다.
합성 오일로 유용한 에스테르에는 또한 약 5 내지 약 12개의 탄소 원자를 갖는 카복실산과 알콜, 예를 들면, 메탄올, 에탄올 등, 폴리올 및 폴리올 에테르, 예컨대 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올 프로판, 펜타에리쓰리톨, 디펜타에리쓰리톨, 트리펜타에리쓰리톨 등으로부터 제조된 것들이 포함되지만 이것들로 제한되지 않는다.
실리콘 기반 오일, 예컨대, 예를 들면, 폴리알킬-, 폴리아릴-, 폴리알콕시- 또는 폴리아릴옥시-실록산 오일 및 실리케이트 오일은 또 하나의 유용한 부류의 합성 윤활유를 포함한다. 이들의 구체적인 예에는 테트라에틸 실리케이트, 테트라-이소프로필 실리케이트, 테트라-(2-에틸헥실) 실리케이트, 테트라-(4-메틸-헥실)실리케이트, 테트라-(p-tert-부틸페닐)실리케이트, 헥실-(4-메틸-2-펜톡시)디실록산, 폴리(메틸)실록산, 폴리(메틸페닐)실록산 등이 포함되지만 이것들로 제한되지 않는다. 더욱 더 유용한 다른 합성 윤활유에는 인 함유 산의 액체 에스테르, 예를 들면, 트리크레실 포스페이트, 트리옥틸 포스페이트, 데칸 포스피온산의 디에틸 에스테르 등, 폴리머성 테트라하이드로푸란 등이 포함되지만 이것들로 제한되지 않는다.
윤활 점도의 오일은 천연, 합성의 정제되지 않은, 정제된 그리고 다시 정제된 오일, 또는 본원에서 이상에 개시된 유형의 이러한 것들 중 임의 것의 둘 이상의 혼합물로부터 유래될 수 있다. 정제되지 않은 오일은, 추가 정제 또는 처리 없이 천연 또는 합성의 공급원 (예를 들면, 석탄, 셰일, 또는 타르 샌드 역청)으로부터 직접 얻은 것들이다. 정제되지 않은 오일의 예에는, 건류(retorting) 조작으로부터 직접 얻은 셰일 오일, 증류로부터 직접 얻은 석유 오일, 또는 에스테르화 공정으로부터 직접 얻은 에스테르 오일이 포함되지만 이것들로 제한되지 않으며, 상기 오일의 각각은 이후에 추가 처리 없이 사용된다. 정제된 오일은, 이들이 하나 이상의 특성을 개선시키도록 하나 이상의 정제 단계에서 추가로 처리된 것을 제외하고 정제되지 않은 오일과 유사하다. 이러한 정제 기술은 당해 분야에서의 숙련가에게 알려져 있으며, 여기에는 예를 들면, 용매 추출, 2차 증류, 산 또는 염기 추출, 여과, 침출(percolation), 수소화처리, 디왁싱 등이 포함된다. 다시 정제된 오일은, 사용된 오일을, 정제된 오일을 얻는데 사용된 것과 유사한 공정으로 처리함에 의해서 얻어진다. 그러한 다시 정제된 오일은 또한 재생되거나 재가공된 오일로 알려져 있으며, 종종 소비된 첨가제 및 오일 분해된 생성물을 제거하기 위한 기술에 의해서 추가로 가공된다.
왁스의 수소첨가이성화(hydroisomerization)로부터 유래된 윤활유 베이스 스톡이 또한 단독으로 또는 상기 언급된 천연 및/또는 합성 베이스 스톡과 함께 사용될 수 있다. 그러한 왁스 이성질산염(isomerate) 오일은, 수소첨가이성화 촉매 위에서 천연 또는 합성 왁스, 또는 이들의 혼합물을 수소첨가이성화시켜서 생성된다.
천연 왁스는 전형적으로, 미네랄 오일의 용매 디왁싱에 의해 회수된 슬랙 왁스이며; 합성 왁스는 전형적으로 피셔-트롭쉬(Fischer-Tropsch) 공정에 의해 생성된 왁스이다.
한 구현예에서, 윤활 점도의 오일은 그룹 I 베이스스톡이다. 일반적으로, 본원에서 사용하기 위한 그룹 I 베이스스톡은 [API Publication 1509, 16th Edition, Addendum I, Oct., 2009]에서 규정된, 윤활 점도의 임의의 석유 유래된 베이스 오일일 수 있다. API 지침에서는, 베이스 스톡을 다양한 상이한 공정을 사용하여 제조될 수 있는 윤활제 성분으로 규정한다. 그룹 I 베이스 오일은 일반적으로 (ASTM D 2007에 의해 측정하여) 90중량% 미만의 포화물 함량 및/또는 (ASTM D 2622, ASTM D 4294, ASTM D 4297 또는 ASTM D 3120에 의해 측정하여) 300 ppm 초과의 총 황 함량을 갖는 석유 유래된 윤활 베이스 오일을 지칭하며, (ASTM D 2270에 의해 측정하여) 80 이상 120 미만의 점도 지수 (VI)를 갖는다.
그룹 I 베이스 오일은 진공 증류탑으로부터 가벼운 오버헤드 컷 및 더욱 무거운 사이드 컷을 포함할 수 있고, 이는 또한, 예를 들면, 라이트(Light) 뉴트럴(Neutral),미디엄(Medium) 뉴트럴, 및 헤비(Heavy) 뉴트럴 베이스 스톡을 포함할 수 있다. 석유 유래된 베이스 오일은 또한 잔여 스톡, 또는 하부 분류물, 예컨대, 예를 들면, 브라이트스톡을 포함할 수 있다. 브라이트스톡은 잔여 스톡 또는 하부로부터 통상적으로 생성되어 고도로 정제되고 디왁싱된 고 점도 베이스 오일이다. 브라이트스톡은 40℃에서 약 180 cSt 초과, 또는 심지어는 40℃에서 약 250 cSt 초과, 또는 심지어는 40℃에서 약 500 내지 약 1100 cSt 범위의 동적 점도를 가질 수 있다.
한 구현예에서, 하나 이상의 베이스스톡은 상이한 분자량 및 점도를 갖는 둘 이상, 셋 이상, 또는 심지어는 넷 이상의 그룹 I 베이스스톡의 블렌드 또는 혼합물일 수 있으며, 여기서 상기 블렌드는 임의의 적합한 방식으로 가공되어 선박 디젤 엔진에서의 사용에 적합한 특성 (예컨대, 이상에서 논의된 점도 및 TBN 값)을 갖는 베이스 오일이 생성된다. 한 구현예에서, 하나 이상의 베이스스톡은 ExxonMobil CORE®100, ExxonMobil CORE®150, ExxonMobil CORE®600, ExxonMobil CORE®2500, 또는 이들의 조합물 또는 혼합물을 포함한다.
또 하나의 구현예에서, 윤활 점도의 오일은 [API Publication 1509, 16th Edition, Addendum I, Oct., 2009]에서 규정된 그룹 II 베이스스톡이다. 그룹 II 베이스스톡은 (ASTM D 2622, ASTM D 4294, ASTM D 4927 또는 ASTM D 3120에 의해 측정하여) 300 백만분율(ppm) 이하의 총 황 함량, (ASTM D 2007에 의해 측정하여) 90 중량 백분율 이상의 포화물 함량, 및 (ASTM D 2270에 의해 측정하여) 80 내지 120의 점도 지수 (VI)를 갖는 석유 유래된 윤활 베이스 오일을 일반적으로 지칭한다.
또 하나의 구현예에서, 윤활 점도의 오일은 [API Publication 1509, 16th Edition, Addendum I, Oct., 2009]에서 규정된 그룹 III 베이스스톡이다. 그룹 III 베이스스톡은 (ASTM D 2770에 의해 측정하여) 0.03중량% 이하의 총 황 함량, (ASTM D 2007에 의해 측정하여) 90 중량% 이상의 포화물 함량, 및 (ASTM D 4294, ASTM D 4297 또는 ASTM D 3120에 의해 측정하여) 120 이상의 점도 지수 (VI)를 일반적으로 갖는다. 하나의 구현예에서, 베이스스톡은 그룹 III 베이스스톡, 또는 2개 이상의 상이한 그룹 III 베이스스톡이다.
일반적으로, 석유로부터 유래된 그룹 III 베이스스톡은 격심하게 수소화처리된(hydrotreating) 미네랄 오일이다. 수소화처리는 수소를 처리할 베이스스톡과 반응시켜 탄화수소로부터 헤테로원자를 제거하고 올레핀 및 방향족물질을 각각 알칸 및 사이클로파라핀으로 환원시키는 것을 포함하며, 매우 격심한 수소화처리에서는 나프텐성 고리 구조가 비-고리형의 일반적인 그리고 이소-알칸 ("파라핀")으로 개방된다. 한 구현예에서, 그룹 III 베이스스톡은 시험 방법 ASTM D 3238-95 (2005), "n-d-M 방법에 의한 석유의 탄소 분포 계산 및 구조 기 분석을 위한 표준 시험 방법"에 의해 측정하여 적어도 약 70%의 파라핀성 탄소 함량 (% Cp)을 갖는다. 또 하나의 구현예에서, 그룹 III 베이스스톡은 적어도 약 72%의 파라핀성 탄소 함량 (% Cp)을 갖는다. 또 하나의 구현예에서, 그룹 III 베이스스톡은 적어도 약 75%의 파라핀성 탄소 함량 (% Cp)을 갖는다. 또 하나의 구현예에서, 그룹 III 베이스스톡은 적어도 약 78%의 파라핀성 탄소 함량 (% Cp)을 갖는다. 또 하나의 구현예에서, 그룹 III 베이스스톡은 적어도 약 80%의 파라핀성 탄소 함량 (% Cp)을 갖는다. 또 하나의 구현예에서, 그룹 III 베이스스톡은 적어도 약 85%의 파라핀성 탄소 함량 (% Cp)을 갖는다.
또 하나의 구현예에서, 그룹 III 베이스스톡은 ASTM D 3238-95 (2005)에 의해 측정하여 약 25% 이하의 나프텐성 탄소 함량 (% Cn)을 갖는다. 또 하나의 구현예에서, 그룹 III 베이스스톡은 약 20% 이하의 나프텐성 탄소 함량 (% Cn)을 갖는다. 또 하나의 구현예에서, 그룹 III 베이스스톡은 약 15% 이하의 나프텐성 탄소 함량 (% Cn)을 갖는다. 또 하나의 구현예에서, 그룹 III 베이스스톡은 약 10% 이하의 나프텐성 탄소 함량 (% Cn)을 갖는다.
다수의 그룹 III 베이스스톡은 상업적으로 입수가능한 데, 예를 들면, Chevron UCBO 베이스스톡; Yukong Yubase 베이스스톡; Shell XHVI® 베이스스톡; 및 ExxonMobil Exxsyn® 베이스스톡이 있다.
한 구현예에서, 본원에서 사용하기 위한 그룹 III 베이스스톡은 피셔-트롭쉬 유래된 베이스 오일이다. 용어 "피셔-트롭쉬 유래된"은, 생성물, 분류물, 또는 공급물이 피셔-트롭쉬 공정으로부터 비롯되거나 일부 단계에서 생성됨을 의미한다. 예를 들면, 피셔-트롭쉬 베이스 오일은, 공급물이 피셔-트롭쉬 합성으로부터 회수된 왁스성 공급물인 공정으로부터 생성될 수 있으며, 예를 들면, 각각이 본원에 참고로 편입되는 미국 특허 출원 공개 2004/0159582; 2005/0077208; 2005/0133407; 2005/0133409; 2005/0139513; 2005/0139514; 2005/0241990; 2005/0261145; 2005/0261146; 2005/0261147; 2006/0016721; 2006/0016724; 2006/0076267; 2006/013210; 2006/0201851; 2006/020185, 및 2006/0289337; 미국 특허 7,018,525 및 7,083,713, 및 미국 출원 일련 번호 11/400570, 11/535165 및 11/613936을 참고한다. 일반적으로, 상기 공정은 파라핀을 선택적으로 이성화시킬 수 있는 촉매 또는 이중 기능 촉매를 사용하는 전체 또는 부분적인 수소첨가이성화 디왁싱 단계를 포함한다. 수소첨가이성화 디왁싱은, 왁스성 공급물을 수소화이성화 조건 하에서 이성화 구역 내에서 수소첨가이성화 촉매와 접촉시킴에 의해서 성취된다.
피셔-트롭쉬 합성 생성물은 잘 알려진 공정, 예컨대, 예를 들면, 상업적인 SASOL® 슬러리 상 피셔-트롭쉬 기술, 상업적인 SHELL® 중간 증류물 합성 (SMDS) 공정에 의해, 또는 비-상업적인 EXXON® 진보된 기체 전환 (AGC-21) 공정에 의해 얻어질 수 있다. 이러한 공정 및 기타 것들에 대한 상세사항은, 예를 들면, WO-A-9934917; WO-A-9920720; WO-A-05107935; EP-A-776959; EP-A-668342; 미국 특허 4,943,672, 5,059,299, 5,733,839, 및 RE39073; 및 미국 특허 출원 공개 2005/0227866에 기재되어 있다. 피셔-트롭쉬 합성 생성물은 1 내지 약 100개의 탄소 원자 또는, 몇몇 경우에는 100개 초과의 탄소 원자를 갖는 탄화수소를 함유할 수 있으며, 전형적으로 파라핀, 올레핀 및 산소화된 생성물을 포함한다.
또 하나의 구현예에서, 윤활 점도의 오일은 [API Publication 1509, 16th Edition, Addendum I, Oct., 2009]에서 규정된 그룹 IV 베이스스톡이다. 그룹 IV 베이스스톡, 또는 폴리알파올레핀 (PAO)은 저 분자량 알파-올레핀, 예를 들면, 적어도 6개의 탄소 원자를 함유하는 알파-올레핀의 올리고머화에 의해 전형적으로 제조된다. 한 구현예에서, 알파-올레핀은 10개의 탄소 원자를 함유하는 알파-올레핀이다. PAO는 이합체, 삼합체, 사합체 등과 원하는 최종 베이스스톡의 점도에 따라 정확한 혼합물과의 혼합물이다. PAO는 올리고머화 후에 임의의 잔류 불포화를 제거하도록 전형적으로 수소화된다.
그룹 V 베이스 오일은 그룹 I, II, III, 또는 IV에 포함되지 않은 다른 모든 베이스 오일을 포함한다.
이상에서 설명된 대로, 선박 디젤 엔진에 사용하기 위한 선박 실린더 윤활제는 전형적으로, 100℃에서 9.3 내지 26.1 cSt 범위의 동적 점도를 갖는다. 그와 같은 윤활제를 제형화하기 위해, 브라이트스톡을 저 점도 오일, 예를 들면, 100℃에서 4 내지 6 cSt의 점도를 갖는 오일과 조합시킬 수 있다. 그러나, 브라이트스톡의 공급업체들은 감소되고 있고 따라서 브라이트스톡은 선박 실린더 윤활제의 점도를 제조업체들이 권장하는 원하는 범위로 증가시키도록 신뢰될 수 없다. 이 문제에 대한 하나의 해결책은, 선박 실린더 윤활제를 증점시키는 증점제, 예컨대 폴리이소부틸렌 (PIB) 또는 점도 지수 개선제 화합물, 예컨대 올레핀 코폴리머를 사용하는 것이다. PIB는 몇몇의 제조업체로부터 상업적으로 입수가능한 물질이다. PIB는 약 1,000 내지 약 8,000, 또는 약 1,500 내지 약 6,000 범위의 중량 평균 분자량, 및 약 2,000 내지 약 5,000 또는 약 6,000 cSt (100℃) 범위의 점도를 갖는 전형적으로 점성의 오일-혼화성 액체이다. 선박 실린더 윤활제에 첨가된 PIB의 양은, 일반적으로 완성된 오일의 약 1 내지 약 20중량%, 또는 완성된 오일의 약 2 내지 약 15중량%, 또는 완성된 오일의 약 4 내지 약 12중량%일 것이다.
한 구현예에서, 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 추가로 포함한다. 일반적으로, 비스-석신이미드는 폴리알케닐-치환된 석신산 또는 무수물과 하나 이상의 폴리아민 반응물 사이의 반응으로부터의 완료된 반응 생성물이며, 상기 생성물이 1차 아미노 기와 무수물 모이어티의 반응으로부터 비롯되는 유형의 이미드 연결 이외에 아미드, 아미딘, 및/또는 염 연결을 가질 수 있는 화합물을 포함하도록 의도된다. 비스-석신이미드 분산제는 당해 분야에 잘 알려져 있는 방법에 따라서 제조되며, 예를 들면, 기술 용어 "석신이미드"에 의해 포함된 특정한 기본적인 유형의 석신이미드 및 관련된 물질은 예를 들면, 그 내용이 본원에 참고로 편입되는 미국 특허 2,992,708; 3,018,291; 3,024,237; 3,100,673; 3,219,666; 3,172,892; 및 3,272,746에 교시되어 있다.
한 구현예에서. 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제는, 하기 식 I의 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물을 폴리아민과 반응시켜서 얻어질 수 있다:
Figure pat00001
상기 식에서, R은 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 폴리알케닐 치환체이다. 한 구현예에서, R은 약 1500 내지 약 2500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 폴리알케닐 치환체이다. 한 구현예에서, R은 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리부텐으로부터 유래된 폴리부테닐 치환체이다. 또 하나의 구현예에서, R은 약 1500 내지 약 2500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리부텐으로부터 유래된 폴리부테닐 치환체이다.
식 I의 폴리알케닐 석신산 무수물은 예를 들면, Sigma Aldrich Corporation (St. Louis,Mo., U.S.A.)과 같은 공급처로부터 상업적으로 입수 가능하거나, 당해 분야에 잘 알려진 임의의 방법에 의해서 제조될 수 있다. 예를 들면, 폴리올레핀 및 말레산 무수물과의 반응에 의한 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물의 제조는 예를 들면, 미국 특허 3,018,250 및 3,024,195에 기재되었다. 그와 같은 방법은 폴리올레핀을 말레산 무수물과 열적으로 반응, 그리고 할로겐화된 폴리올레핀, 예컨대, 염소화된 폴리올레핀을 말레산 무수물과 반응시키는 것을 포함한다. 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물의 환원에 의해서 상응하는 알킬 유도체가 생성된다. 대안적으로, 폴리알케닐 치환된 석신산 무수물은 예를 들면, 본원에 참고로 편입되는 미국 특허 4,388,471 및 4,450,281에 기재된 대로 제조될 수 있다.
폴리알케닐 치환체의 크기는 유리하게는, 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 것이다. 한 구현예에서, 폴리알케닐 치환체의 크기는 유리하게는, 약 1500 내지 약 2500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 것이다. 또 하나의 구현예에서, 폴리알케닐 치환체의 크기는 유리하게는, 약 2300의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 것이다.
석신산 무수물, 예컨대 말레산 무수물과의 반응을 위한 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기는, 다량의 C2 내지 C5 모노-올레핀, 예를 들면, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 이소부틸렌 및 펜텐을 포함하는 폴리머이다. 상기 폴리머는 호모폴리머, 예컨대 폴리이소부틸렌 뿐만 아니라 그와 같은 올레핀의 둘 이상의 코폴리머, 예컨대 에틸렌과 프로필렌, 부틸렌과 이소부틸렌 등의 코폴리머일 수 있다. 다른 코폴리머는, 코폴리머 모노머의 소량, 예를 들면, 1 내지 20몰%가 C4 내지 C8 콘주게이트된 디올레핀인 것들, 예를 들면, 이소부틸렌과 부타디엔의 코폴리머, 또는 에틸렌, 프로필렌 및 1,4-헥산의 코폴리머 등이 포함된다.
약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 특히 바람직한 부류의 폴리알켄 기는, 1-부텐, 2-부텐 및 이소부텐 중 하나 이상의 중합에 의해서 제조되는 폴리부텐을 포함한다. 이소부텐으로부터 유래된 상당한 비율의 단위체를 함유하는 폴리부텐이 특히 바람직하다. 폴리부텐은, 폴리머 중에 혼입될 수 있거나 혼입되지 않을 수 있는 소량의 부타디엔을 함유할 수 있다. 가장 흔하게는 이소부텐 단위체가 폴리머 내 단위체의 약 80%, 또는 적어도 약 90%를 구성한다. 이러한 폴리부텐은 당해 분야에서의 숙련가에게 잘 알려진, 용이하게 입수가능한 상업적인 물질, 예를 들면, 본원에 참고로 편입되는 미국 특허 3,215,707; 3,231,587; 3,515,669; 3,579,450, 및 3,912,764에 기재된 것들이다.
비-보레이트화된 비스-석신이미드 분산제를 제조하는데 사용하기에 적합한 폴리아민은 폴리알킬렌 폴리아민을 포함한다. 그와 같은 폴리알킬렌 폴리아민은 전형적으로 약 2 내지 약 12개의 질소 원자 및 약 2 내지 24개의 탄소 원자를 함유할 것이다. 특히 적합한 폴리알킬렌 폴리아민은 식: H2N-(R1NH)c-H을 갖는 것들이며, 여기서 R1은 2 또는 3개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌 기이고, c는 1 내지 9이다. 적합한 폴리알킬렌 폴리아민의 대표적인 예에는 에틸렌디아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민, 테트라에틸렌펜타민 및 이들의 혼합물이 포함된다. 가장 바람직하게는, 폴리알킬렌 폴리아민은 테트라에틸렌펜타민이다.
본 발명에 사용하기에 적합한 다수의 폴리아민은 상업적으로 입수가능하며, 나머지 것들은 당해 분야에 잘 알려져 있는 방법에 의해서 제조될 수 있다. 예를 들면, 아민의 제조 방법 및 이들의 반응은 문헌 [Sidgewick's "The Organic Chemistry of Nitrogen", Clarendon Press, Oxford, 1966; Noller's "Chemistry of Organic Compounds", Saunders,Philadelphia, 2nd Ed., 1957; 및 Kirk-Othmer's "Encyclopedia of Chemical Technology", 2nd Ed., especially Volume 2, pp. 99 116]에 상술되어 있다.
적합한 폴리아민의 예에는 테트라에틸렌 펜타민, 펜타에틸렌 헥사민, 및 중(heavy) 폴리아민 (예를 들면, 메사추세츠 미드랜드에 위치한 Dow Chemical Company로부터 입수가능한, 275의 수 평균 분자량을 갖는 Dow HPA-X)이 포함된다. 그와 같은 아민은 이성체, 예컨대 분지쇄 폴리아민, 및 이전에 언급된 치환된 아민, 예컨대 하이드로카빌-치환된 폴리아민을 포함한다. HPA-X 중 폴리아민 ("HPA-X")은 분자 당 평균 대략 6.5개의 아민 질소 원자를 함유한다. 그와 같은 중 폴리아민은 일반적으로 우수한 결과를 제공한다.
일반적으로, 식 I의 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물은 약 130℃ 내지 약 220℃ 및 바람직하게는 약 145℃ 내지 약 175℃의 온도에서 폴리아민과 반응한다. 상기 반응은 불활성 대기, 예컨대 질소 또는 아르곤 하에서 수행될 수 있다. 반응에 사용된 식 I의 무수물의 양은 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 약 30 내지 약 95중량% 및 바람직하게는 약 40 내지 약 60중량%의 범위일 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에서, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제의 농도는 이 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 0.25중량% 초과, 또는 약 0.5중량% 초과, 또는 약 1.0중량% 초과, 또는 약 1.2중량% 초과, 또는 약 1.5중량% 초과, 약 1.8중량% 초과, 또는 약 2.0중량% 초과, 또는 약 2.5중량% 초과, 또는 약 2.8중량% 초과이다. 또 하나의 구현예에서, 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에서, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제의 양은 약 0.25 내지 10중량%, 또는 약 0.25 내지 8.0중량%, 또는 약 0.25 내지 5.0중량%, 또는 약 0.25 내지 4.0중량%, 또는 0.25 내지 3.0중량%, 또는 약 0.5 내지 10중량%, 또는 약 0.5 내지 8.0중량%, 또는 약 0.5 내지 5.0중량%, 또는 약 0.5 내지 4.0중량%, 또는 약 0.5 내지 3.0중량%, 또는 약 0.5 내지 10중량%, 또는 약 0.5 내지 8.0중량%, 또는 약 1.0 내지 5.0중량%, 또는 약 1.0 내지 4.0중량%, 또는 약 1.0 내지 3.0중량%, 또는 약 1.5 내지 10중량%, 또는 약 1.5 내지 8.0중량%, 또는 약 1.5 내지 5.0중량%, 또는 약 1.5 내지 4.0중량%, 또는 약 1.5 내지 3.0중량%, 또는 약 2.0 내지 10중량%, 또는 약 2.0 내지 8.0중량%, 또는 약 2.0 내지 5.0중량% 또는 약 2.0 내지 4.0중량%의 범위일 수 있다.
또 하나의 구현예에서, 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 고리형의 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 추가로 포함한다. 이 구현예의 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제는 상기와 같이, 즉 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물을 폴리아민과 반응시켜서 제조될 수 있다.
이 구현예에서, 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물은, 폴리알케닐 치환체가 약 500 내지 약 5000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄으로부터 유래되는, 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물일 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 본 구현예에 따른 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물은, 폴리알케닐 치환체가 약 700 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄으로부터 유래되는, 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물일 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 본 구현예에 따른 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물은, 폴리알케닐 치환체가 약 1000 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄으로부터 유래되는, 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물일 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 본 구현예에 따른 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물은, 폴리알케닐 치환체가 약 1300 내지 약 2500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄으로부터 유래되는, 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물일 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 본 구현예에 따른 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물은, 폴리알케닐 치환체가 약 1000 내지 약 2500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄으로부터 유래되는, 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물일 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 본 구현예에 따른 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물은, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 2500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄으로부터 유래되는, 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물일 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 본 구현예에 따른 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물은, 폴리알케닐 치환체가 약 2000 내지 약 2500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄으로부터 유래되는, 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물일 수 있다.
이 구현예의 폴리알케닐-치환된 석신산 무수물을 형성시키기 위한 폴리알켄 기는 이상에서 논의된 것들 중 임의 것일 수 있다. 특히 바람직한 부류의 폴리알켄 기는 1-부텐, 2-부텐 및 이소부텐 중 하나 이상의 중합에 의해서 제조되는 폴리부텐을 포함한다. 이소부텐으로부터 유래된 상당한 비율의 단위체를 함유하는 폴리부텐이 특히 바람직하다.
이 구현예의 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제는 고리형 카보네이트로 후-처리되어, 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가 형성된다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 고리형 카보네이트에는 1,3-디옥솔란-2-온 (에틸렌 카보네이트): 4-메틸-1,3-디옥솔란-2-온 (프로필렌 카보네이트); 4-하이드록시메틸-1,3-디옥솔란-2-온: 4,5-디메틸-1,3-디옥솔란-2-온; 4-에틸-1,3-디옥솔란-2-온 (부틸렌 카보네이트): 4,4-디메틸-1,3-디옥솔란-2-온: 4-메틸-5-에틸-1,3-디옥솔란-2-온; 4,5-디에틸-1,3-디옥솔란-2-온; 4,4-디에틸-1,3-디옥솔란-2-온; 1,3-디옥산-2-온; 4,4-디메틸-1,3-디옥산-2-온; 5,5-디메틸-1,3-디옥산-2-온; 5,5-디하이드록시메틸-1,3-디옥산-2-온; 5-메틸-1,3-디옥산-2-온; 4-메틸-1,3-디옥산-2-온, 5-하이드록시-1,3-디옥산-2-온; 5-하이드록시메틸-5-메틸-1,3-디옥산-2-온; 5,5-디에틸-1,3-디옥산-2-온; 5-메틸-5-프로필-1,3-디옥산-2-온; 4,6-디메틸-1,3-디옥산-2-온; 4,4,6-트리메틸-1,3-디옥산-2-온, 스피로[1,3-옥사-2-사이클로헥사논-5,5'-1',3'-옥사-2'-사이클로헥사논] 등이 포함되지만, 이것들로 제한되지 않는다. 다른 적합한 고리형 카보네이트는 당해 분야에 알려진 방법에 의해서 당류, 예컨대 소르비톨, 글루코스, 프럭토스, 갈락토스 등으로부터, 그리고 C1 내지 C30 올레핀으로부터 제조된 인접(vicinal) 디올로부터 제조될 수 있다.
이러한 고리형 카보네이트 중 몇몇은 상업적으로 입수가능하며, 예컨대 1,3-디옥솔란-2-온 또는 4-메틸-1,3-디옥솔란-2-온이다. 대안적으로, 고리형 카보네이트는 알려진 반응에 의해서 용이하게 제조될 수 있다. 예를 들면, 포스겐과 적합한 알파 알칸 디올 또는 알칸-1,3-디올의 반응에 의해서 본 발명에 사용하기 위한 고리형 카보네이트가 생성되며, 예를 들면, 그 내용이 본원에 참고로 편입되는 미국 특허 4,115,206를 참고한다. 마찬가지로, 본 발명에 유용한 고리형 카보네이트는 에스테르교환반응 조건 하에서 적합한 알파 알칸 디올 또는 알칸-1,3-디올을 예를 들면, 디에틸 카보네이트로 에스테르교환반응시킴에 의해서 제조될 수 있고, 예를 들면, 그 내용이 본원에 참고로 편입되는 미국 특허 4,384,115 및 4,423,205를 참고한다.
폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제는 당해 분야에 잘 알려진 방법에 따라서 고리형 카보네이트로 후-처리될 수 있다. 예를 들면, 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제는, 임의로 질소 퍼지 하에 반응기에 비스-석신이미드 분산제를 충전시키고 약 80℃ 내지 약 170℃의 온도에서 가열하는 것을 포함하는 방법에 의해서 제조될 수 있다. 임의로, 희석제 오일이 질소 퍼지 하에 동일한 반응기에 충전될 수 있다. 고리형 카보네이트는 임의로 질소 퍼지 하에 상기 반응기로 충전된다. 이 혼합물은 질소 퍼지 하에 약 130℃ 내지 약 200℃ 범위의 온도로 가열된다. 임의로, 진공이 상기 혼합물에 약 0.5 내지 약 2.0시간 동안 가해져서, 반응 중에 형성된 임의의 물이 제거된다.
일반적으로, 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 중에 존재하는 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제의 양은 이 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 0.25중량% 초과, 또는 약 0.5중량% 초과, 또는 약 1.0중량% 초과, 또는 약 1.2중량% 초과, 또는 약 1.5중량% 초과, 또는 약 1.8중량% 초과, 또는 약 2.0중량% 초과, 또는 약 2.5중량% 초과, 또는 약 2.8중량% 초과이다. 또 하나의 구현예에서, 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 중에 존재하는 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제의 양은 이 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 0.25 내지 10중량%, 또는 약 0.25 내지 8.0중량%, 또는 약 0.25 내지 5.0중량%, 또는 약 0.25 내지 4.0중량%, 또는 0.25 내지 3.0중량%, 또는 약 0.5 내지 10중량%, 또는 약 0.5 내지 8.0중량%, 또는 약 0.5 내지 5.0중량%, 또는 약 0.5 내지 4.0중량%, 또는 약 0.5 내지 3.0중량%, 또는 약 0.5 내지 10중량%, 또는 약 0.5 내지 8.0중량%, 또는 약 1.0 내지 5.0중량%, 또는 약 1.0 내지 4.0중량%, 또는 약 1.0 내지 3.0중량%, 또는 약 1.5 내지 10중량%, 또는 약 1.5 내지 8.0중량%, 또는 약 1.5 내지 5.0중량%, 또는 약 1.5 내지 4.0중량%, 또는 약 1.5 내지 3.0중량%, 또는 약 2.0 내지 10중량%, 또는 약 2.0 내지 8.0중량%, 또는 약 2.0 내지 5.0중량% 또는 약 2.0 내지 4.0중량%의 범위일 수 있다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 또한, 전술된 분산제 이외에 보조적인 기능을 부여하기 위한 통상적인 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 첨가제를 함유하여, 이러한 첨가제가 분산되거나 용해되는 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물을 제공할 수 있다. 예를 들면, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 산화방지제, 청정분산제, 마모방지제, 방청제, 헤이즈제거제(dehazing agent), 유화파괴제, 금속 불활성화제, 마찰 조절제, 유동점 강하제, 소포제, 공용매, 부식 억제제, 염료, 극압제 등, 및 이들의 혼합물과 블렌딩될 수 있다. 다양한 첨가제가 알려져 있고 상업적으로 입수가능하다. 이러한 첨가제, 또는 이들의 유사 화합물이 일반적인 블레딩 절차에 의해서 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물을 제조하는데 사용될 수 있다.
한 구현예에서, 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 필수적으로 증점제 (즉, 점도 지수 개선제)를 함유하지 않는다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 베이스 오일의 산화를 감소 또는 방지할 수 있는 하나 이상의 산화방지제를 함유할 수 있다. 당해 분야에서의 숙련가에게 알려진 산화방지제가 윤활유 조성물에 사용될 수 있다. 적합한 산화방지제의 비제한적인 예에는 아민-기반 산화방지제 (예를 들면, 알킬 디페닐아민, 예컨대 비스-노닐화 디페닐아민, 비스-옥틸화 디페닐아민, 및 옥틸화/부틸화 디페닐아민, 페닐-α-나프틸아민, 알킬 또는 아릴알킬 치환된 페닐-α-나프틸아민, 알킬화된 p-페닐렌 디아민, 테트라메틸-디아미노디페닐아민 등), 페놀성 산화방지제 (예를 들면, 2-tert-부틸페놀, 4-메틸-2,6-디-tert-부틸페놀, 2,4,6-트리-tert-부틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-p-크레졸, 2,6-디-tert-부틸페놀, 4,4'-메틸렌비스-(2,6-디-tert-부틸페놀), 4,4'-티오비스(6-디-tert-부틸-o-크레졸) 등), 황-기반 산화방지제 (예를 들면, 디라우릴-3,3'-티오디프로피오네이트, 황화된 페놀성 산화방지제 등), 인-기반 산화방지제 (예를 들면, 포스파이트 등), 아연 디티오포스페이트, 지용성 구리 화합물 및 이들의 조합물이 포함된다.
산화방지제의 양은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기반으로 약 0.01중량% 내지 약 10중량%, 약 0.05중량% 내지 약 5중량%, 또는 약 0.1중량% 내지 약 3중량%로 가변될 수 있다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 하나 이상의 청정분산제를 함유할 수 있다. 금속 함유 또는 회(ash) 형성 청정분산제는 침전물을 감소 또는 제거하는 둘 모두의 청정분산제로, 그리고 산 중화제 또는 방청제로 기능하여, 마모 및 부식을 감소시키며 엔진 수명을 연장시킨다. 청정분산제는 일반적으로 긴 소수성 꼬리와 함께 극성의 머리를 포함한다. 극성의 머리는 산성 유기 화합물의 금속 염을 포함한다. 상기 염은 실질적으로 화학양론적 양의 금속을 함유할 수 있고, 이 경우에 염은 보통은 표준적인 또는 중성의 염으로 설명된다. 과량의 금속 화합물 (예를 들면, 옥사이드 또는 하이드록사이드)을 산성 기체 (예를 들면, 이산화탄소)와 반응시킴에 의해서 다량의 금속 염기가 혼입될 수 있다.
사용될 수 있는 청정분산제는 금속, 특히 알칼리 또는 알칼리 토금속, 예를 들면, 바륨, 나트륨, 칼륨, 리튬, 칼슘 및 마그네슘의 지용성의 중성 및 과염기성 설포네이트, 페네이트, 황화된 페네이트, 티오포스포네이트, 살리실레이트 및 나프테네이트, 및 다른 지용성 카복실레이트를 포함한다. 가장 일반적으로 사용된 금속은 칼슘 및 마그네슘 (이 둘은 윤활제에 사용된 청정분산제 중에 존재할 수 있음), 및 칼슘 및/또는 마그네슘과 나트륨의 혼합물이다.
상업적인 제품은 중성 또는 과염기성으로 일반적으로 지칭된다. 과염기성 금속 청정분산제는, 탄화수소, 청정분산제 산, 예를 들면: 설폰산, 카복실레이트 등, 금속 옥사이드 또는 하이드록사이드 (예를 들면, 산화칼슘 또는 수산화칼슘) 및 프로모터, 예컨대 크실렌, 메탄올 및 물의 혼합물을 탄산염화시킴에 의해서 일반적으로 생성된다. 예를 들면, 탄산염화로 과염기성 칼슘 설포네이트를 제조하기 위해, 산화 또는 수산화칼슘을 기체상 이산화탄소와 반응시켜서 탄산칼슘을 형성시킨다. 설폰산을 과량의 CaO 또는 Ca(OH)2로 중화시켜서 설포네이트를 형성시킨다.
과염기성 청정분산제는 낮은 과염기성, 예를 들면, 100 미만의 BN을 갖는 과염기성 염일 수 있다. 한 구현예에서, 낮은 과염기성 염의 BN은 약 5 내지 약 50일 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 낮은 과염기성 염의 BN은 약 10 내지 약 30일 수 있다. 더욱 또 하나의 구현예에서, 낮은 과염기성 염의 BN은 약 15 내지 약 20일 수 있다.
과염기성 청정분산제는 중간 과염기성, 예를 들면, 약 100 내지 약 250의 BN을 갖는 과염기성 염일 수 있다. 한 구현예에서, 중간 과염기성 염의 BN은 약 100 내지 약 200일 수 있다. 또 하나의 구현예에서, 중간 과염기성 염의 BN은 약 125 내지 약 175일 수 있다.
과염기성 청정분산제는 높은 과염기성, 예를 들면, 250 초과의 BN을 갖는 과염기성 염일 수 있다. 한 구현예에서, 높은 과염기성 염의 BN은 약 250 내지 약 550일 수 있다.
한 구현예에서, 상기 청정분산제는 알킬-치환된 하이드록시방향족 카복실산의 하나 이상의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염일 수 있다. 적합한 하이드록시방향족 화합물은 1 내지 4개, 그리고 바람직하게는 1 내지 3개의 하이드록실 기를 갖는 단핵성 모노하이드록시 및 폴리하이드록시 방향족 탄화수소를 포함한다. 적합한 하이드록시방향족 화합물은 페놀, 카테콜, 레졸시놀, 하이드로퀴논, 피로갈롤, 크레졸 등을 포함한다. 바람직한 하이드록시방향족 화합물은 페놀이다.
알킬-치환된 하이드록시방향족 카복실산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염의 알킬 치환된 모이어티는 약 10 내지 약 80개의 탄소 원자를 갖는 알파 올레핀으로부터 유래된다. 사용된 올레핀은 선형, 이성화된 선형, 분지형 또는 부분적으로 분지된 선형일 수 있다. 상기 올레핀은 선형 올레핀의 혼합물, 이성화된 선형 올레핀의 혼합물, 분지형 올레핀의 혼합물, 부분적으로 분지된 선형 올레핀의 혼합물, 또는 전술된 것들 중 임의 것의 혼합물일 수 있다.
한 구현예에서, 사용될 수 있는 선형 올레핀의 혼합물은 분자 당 약 12 내지 약 30개의 탄소 원자를 갖는 올레핀으로부터 선택된 보통의 알파 올레핀의 혼합물이다. 한 구현예에서, 보통의 알파 올레핀은 고체 또는 액체 촉매 중 적어도 하나를 사용하여 이성화된다.
또 하나의 구현예에서, 올레핀은 약 20 내지 약 80개의 탄소 원자를 갖는 분지형 올레핀성 프로필렌 올리고머 또는 이것의 혼합물, 즉, 프로필렌의 중합으로부터 유래된 분지쇄 올레핀이다. 올레핀은 또한 다른 작용기, 예컨대 하이드록시 기, 카복실산 기, 헤테로원자 등으로 치환될 수 있다. 한 구현예에서, 분지형 올레핀성 프로필렌 올리고머 또는 이것의 혼합물은 약 20 내지 약 60개의 탄소 원자를 갖는다. 한 구현예에서, 분지형 올레핀성 프로필렌 올리고머 또는 이것의 혼합물은 약 20 내지 약 40개의 탄소 원자를 갖는다.
한 구현예에서, 알킬-치환된 하이드록시방향족 카복실산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염 내부에 함유된 알킬 기, 예컨대 알킬-치환된 하이드록시벤조산 청정분산제의 알칼리 토금속 염의 알킬 기의 적어도 약 75몰% (예를 들면, 적어도 약 80몰%, 적어도 약 85몰%, 적어도 약 90몰%, 적어도 약 95몰%, 또는 적어도 약 99몰%)는 C20 또는 그보다 높다. 또 하나의 구현예에서, 알킬-치환된 하이드록시방향족 카복실산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염은, 알킬 기가 적어도 75몰%의 C20 또는 그보다 높은 보통의 알파-올레핀을 함유하는 보통의 알파-올레핀의 잔여물인, 알킬-치환된 하이드록시벤조산으로부터 유래되는 알킬-치환된 하이드록시벤조산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염이다.
또 하나의 구현예에서, 알킬-치환된 하이드록시방향족 카복실산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염 내부에 함유된 알킬 기, 예컨대 알킬-치환된 하이드록시벤조산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염의 알킬 기의 적어도 약 50몰% (예를 들면, 적어도 약 60몰%, 적어도 약 70몰%, 적어도 약 80몰%, 적어도 약 85몰%, 적어도 약 90몰%, 적어도 약 95몰%, 또는 적어도 약 99몰%)는 약 C14 내지 약 C18이다.
수득되는 알킬-치환된 하이드록시방향족 카복실산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염은 오르쏘 및 파라 이성체의 혼합물일 것이다. 한 구현예에서, 상기 생성물은 약 1 내지 99% 오르쏘 이성체 및 99 내지 1%의 파라 이성체를 함유할 것이다. 또 하나의 구현예에서, 상기 생성물은 약 5 내지 70% 오르쏘 및 95 내지 30% 파라 이성체를 함유할 것이다.
알킬-치환된 하이드록시방향족 카복실산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염은 중성 또는 과염기성일 수 있다. 일반적으로, 알킬-치환된 하이드록시방향족 카복실산의 과염기성의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염은, 알킬-치환된 하이드록시방향족 카복실산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염의 BN을 염기 공급원 (예를 들면, 석회) 및 산성의 과염기화 화합물 (예를 들면, 이산화탄소)의 첨가와 같은 공정에 의해서 증가시킨 것이다.
설포네이트는 알킬 치환된 방향족 탄화수소, 예컨대 석유의 분별에 의해 얻어진 것들의 설폰화에 의해서, 또는 방향족 탄화수소의 알킬화에 의해서 전형적으로 얻어지는 설폰산으로부터 제조될 수 있다. 예에는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 나프탈렌, 디페닐 또는 이들의 수소 유도체를 알킬화시켜서 얻어진 것들이 포함된다. 알킬화는 촉매의 존재 하에 약 3 내지 70개 초과의 탄소 원자를 갖는 알킬화제를 사용하여 수행될 수 있다. 알크아릴 설포네이트는 보통 알킬 치환된 방향족 모이어티 당 약 9 내지 약 80개 또는 그 초과의 탄소 원자, 바람직하게는 약 16 내지 약 60개의 탄소 원자를 함유한다.
지용성 설포네이트 또는 알크아릴 설폰산은 금속의 옥사이드, 하이드록사이드, 알콕사이드, 카보네이트, 카복실레이트, 설파이드, 하이드로설파이드, 니트레이트, 보레이트 및 에테르로 중화될 수 있다. 금속 화합물의 양은 최종 생성물의 원하는 TBN을 고려하여 선택되지만, 전형적으로는 화학양론적으로 요구되는 것의 약 100 내지 약 220중량% (바람직하게는 적어도 약 125중량%)의 범위이다.
페놀 및 황화된 페놀의 금속 염은 적절한 금속 화합물, 예컨대 옥사이드 또는 하이드록사이드와의 반응에 의해서 제조되며, 중성 또는 과염기성 생성물은 당해 분야에 잘 알려진 방법에 의해서 얻어질 수 있다. 황화된 페놀은 페놀을 황 또는 황 함유 화합물, 예컨대 황화수소, 황 모노할라이드 또는 황 디할라이드와 반응시켜서, 일반적으로 둘 이상의 페놀이 황 함유 브릿지에 의해 브릿지되는 화합물의 혼합물인 생성물을 형성시킴에 의해서 제조될 수 있다.
일반적으로, 청정분산제의 양은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.001중량% 내지 약 25중량%, 또는 약 0.05중량% 내지 약 20중량%, 또는 약 0.1중량% 내지 약 15중량%일 수 있다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 이동하는 부분 사이의 마찰력을 낮출 수 있는 하나 이상의 마찰 조절제를 함유할 수 있다. 당해 분야에서의 숙련가에게 알려진 임의의 마찰 조절제가 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에 사용될 수 있다. 적합한 마찰 조절제의 비제한적인 예에는 지방 카복실산; 지방 카복실산의 유도체 (예를 들면, 알콜, 에스테르, 보레이트화된 에스테르, 아미드, 금속 염 등); 일-, 이- 또는 삼-알킬 치환된 인산 또는 포스폰산; 일-, 이- 또는 삼-알킬 치환된 인산 또는 포스폰산의 유도체 (예를 들면, 에스테르, 아미드, 금속 염 등); 일-, 이- 또는 삼-알킬 치환된 아민; 일- 또는 이-알킬 치환된 아미드, 및 이들의 조합물이 포함된다. 몇몇의 구현예에서, 마찰 조절제의 예에는 알콕실화 지방 아민; 보레이트화된 지방 에폭사이드; 지방 포스파이트, 지방 에폭사이드, 지방 아민, 보레이트화된 알콕실화 지방 아민, 지방산의 금속 염, 지방 산 아미드, 글리세롤 에스테르, 보레이트화된 글리세롤 에스테르; 및 본원에 참고로 편입되는 미국 특허 6,372,696에 개시된 지방 이미다졸린; 암모니아, 및 알칸올아민 등, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 C4 내지 C75, 또는 C6 내지 C24, 또는 C6 내지 C20, 지방산 에스테르와 질소 함유 화합물의 반응 생성물로부터 얻어진 마찰 조절제가 포함되지만 이것들로 제한되지 않는다.
마찰 조절제의 양은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01중량% 내지 약 10중량%, 약 0.05중량% 내지 약 5중량%, 또는 약 0.1중량% 내지 약 3중량%로 가변될 수 있다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 마찰 및 과도한 마모를 감소시킬 수 있는 하나 이상의 마모방지제를 함유할 수 있다. 당해 분야에서의 숙련가에게 알려진 임의의 마모방지제가 윤활유 조성물에 사용될 수 있다. 적합한 마모방지제의 비제한적인 예에는 아연 디티오포스페이트, 디티오포스페이트의 금속 (예를 들면, Pb, Sb, Mo 등) 염, 디티오카바메이트의 금속 (예를 들면, Zn, Pb, Sb, Mo 등) 염, 지방산의 금속 (예를 들면, Zn, Pb, Sb 등) 염, 붕소 화합물, 포스페이트 에스테르, 포스파이트 에스테르, 인산 에스테르 또는 티오인산 에스테르의 아민 염, 디사이클로펜타디엔과 티오인산의 반응 생성물, 및 이들의 조합물이 포함된다.
마모방지제의 양은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01중량% 내지 약 5중량%, 또는 약 0.05중량% 내지 약 3중량%, 또는 약 0.1중량% 내지 약 1중량%로 가변될 수 있다.
특정 구현예에서, 마모방지제는 디하이드로카빌 디티오포스페이트 금속 염, 예컨대 아연 디알킬 디티오포스페이트 화합물이거나 이것을 포함한다. 디하이드로카빌 디티오포스페이트 금속 염의 금속은 알칼리 또는 알칼리 토금속, 또는 알루미늄, 납, 주석, 몰리브덴, 망간, 니켈 또는 구리일 수 있다. 몇몇 구현예에서, 상기 금속은 아연이다. 다른 구현예에서, 디하이드로카빌 디티오포스페이트 금속 염의 알킬 기는 약 3 내지 약 22개의 탄소 원자, 약 3 내지 약 18개의 탄소 원자, 약 3 내지 약 12개의 탄소 원자, 또는 약 3 내지 약 8개의 탄소 원자를 갖는다. 추가 구현예에서, 알킬 기는 선형 또는 분지형이다.
본원에 개시된 윤활유 조성물 중의, 아연 디알킬 디티오포스페이트 염을 포함하는 디하이드로카빌 디티오포스페이트 금속 염의 양은, 이것의 인 함량으로 측정된다. 몇몇 구현예에서, 본원에 개시된 윤활유 조성물의 인 함량은 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01중량% 내지 약 0.14중량%이다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 오일 내 거품을 파괴시킬 수 있는 하나 이상의 거품 억제제 또는 항-거품제를 함유할 수 있다. 당해 분야에서의 숙련가에게 알려진 임의의 거품 억제제 또는 항거품제가 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에 사용될 수 있다. 적합한 거품억제제 또는 항거품제의 비제한적인 예에는 실리콘 오일 또는 폴리디메틸실록산, 플루오로실리콘, 알콕실화 지방족 산, 폴리에테르 (예를 들면, 폴리에틸렌 글리콜), 분지형 폴리비닐 에테르, 알킬 아크릴레이트 폴리머, 알킬 메타크릴레이트 폴리머, 폴리알콕시아민 및 이들의 조합물이 포함된다. 몇몇 구현예에서, 거품억제제 또는 항거품제는 글리세롤 모노스테아레이트, 폴리글리콜 팔미테이트, 트리알킬 모노티오포스페이트, 설폰화 리시놀레산의 에스테르, 벤조일아세톤, 메틸 살리실레이트, 글리세롤 모노올리에이트, 또는 글리세롤 디올리에이트를 포함한다.
거품억제제 또는 항거품제의 양은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.001중량% 내지 약 5중량%, 또는 약 0.05중량% 내지 약 3중량%, 또는 약 0.1중량% 내지 약 1중량%로 가변될 수 있다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 유동점을 저하시킬 수 있는 하나 이상의 유동점 강하제를 함유할 수 있다. 당해 분야에서의 숙련가에게 알려진 임의의 유동점 강하제가 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에 사용될 수 있다. 적합한 유동점 강하제의 비제한적인 예에는 폴리메타크릴레이트, 알킬 아크릴레이트 폴리머, 알킬 메타크릴레이트 폴리머, 디(테트라-파라핀 페놀)디프탈레이트, 테트라-파라핀 페놀의 축합물, 염소화된 파라핀과 나프탈렌의 축합물, 및 이들의 조합물이 포함된다. 몇몇 구현예에서, 유동점 강하제는 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 염소화된 파라핀과 페놀의 축합물, 폴리알킬 스티렌 등을 포함한다.
유동점 강하제의 양은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01중량% 내지 약 10중량%, 또는 약 0.05중량% 내지 약 5중량%, 또는 약 0.1중량% 내지 약 3중량%로 가변될 수 있다.
한 구현예에서, 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 하나 이상의 유화파괴제를 함유하지 않는다. 또 하나의 구현예에서, 본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 물 또는 증기에 노출되는 윤활유 조성물에서 오일-물 분리를 촉진시킬 수 있는 하나 이상의 유화파괴제를 함유할 수 있다. 당해 분야에서의 숙련가에게 알려진 임의의 유화파괴제가 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에 사용될 수 있다. 적합한 유화파괴제의 비제한적인 예에는 음이온성 계면활성제 (예를 들면, 알킬-나프탈렌 설포네이트, 알킬 벤젠 설포네이트 등), 비이온성 알콕실화 알킬 페놀 수지, 알킬렌 옥사이드의 폴리머 (예를 들면, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드의 블록 코폴리머 등), 지용성 산의 에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르 및 이들의 혼합물이 포함된다.
유화파괴제의 양은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01중량% 내지 약 10중량%, 또는 약 0.05중량% 내지 약 5중량%, 또는 약 0.1중량% 내지 약 3중량%로 가변될 수 있다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 부식을 감소시킬 수 있는 하나 이상의 부식 억제제를 함유할 수 있다. 당해 분야에서의 숙련가에게 알려진 임의의 부식 억제제가 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에 사용될 수 있다. 적합한 부식 억제제의 비제한적인 예에는 도데실석신산의 하프 에스테르 또는 아미드, 포스페이트 에스테르, 티오포스페이트, 알킬 이미다졸린, 사르코신 및 이들의 조합물이 포함된다.
부식 억제제의 양은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01중량% 내지 약 5중량%, 또는 약 0.05중량% 내지 약 3중량%, 또는 약 0.1중량% 내지 약 1중량%로 가변될 수 있다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 미끄러지는 금속 표면이 극압 조건 하에서 붙들리는 것을 방지할 수 있는 하나 이상의 극압 (EP)제를 함유할 수 있다. 당해 분야에서의 숙련가에게 알려진 임의의 극압제가 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 극압제는 금속과 화학적으로 결합되어, 고 부하 하에서 마주보는 금속 표면에서의 꺼칠거림의 결합(welding)을 방지하는 표면 막을 형성시키는 화합물이다. 적합한 극압제의 비제한적인 예에는 황화된 동물 또는 식물성 지방, 또는 오일, 황화된 동물 또는 식물성 지방산 에스테르, 인의 3가 또는 5가 산의 전체적으로 또는 부분적으로 에스테르화된 에스테르, 황화된 올레핀, 디하이드로카빌 폴리설파이드, 황화된 딜스-알더(Diels-Alder) 첨가생성물, 황화된 디사이클로펜타디엔, 지방산 에스테르와 일불포화된 올레핀의 황화된 또는 공동-황화된 혼합물, 지방산, 지방산 에스테르 및 알파-올레핀의 공동-황화된 블렌드, 작용적으로-치환된 디하이드로카빌 폴리설파이드, 티아-알데하이드, 티아-케톤, 에피티오 화합물, 황 함유 아세탈 유도체, 테르펜 및 비고리형 올레핀의 공동-황화된 블렌드, 및 폴리설파이드 올레핀 생성물, 인산 에스테르 또는 티오인산 에스테르의 아민 염 및 이들의 조합물이 포함된다.
극압제의 양은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01중량% 내지 약 5중량%, 또는 약 0.05중량% 내지 약 3중량%, 또는 약 0.1중량% 내지 약 1중량%로 가변될 수 있다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 철 함유 금속 표면의 부식을 억제할 수 있는 하나 이상의 방청제를 함유할 수 있다. 당해 분야에서의 숙련가에게 알려진 임의의 방청제가 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에 사용될 수 있다. 적합한 방청제의 비제한적인 예에는 비이온성 폴리옥시알킬렌 제제, 예를 들면, 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 고급 알콜 에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐 에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸 스테아릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 모노스테아레이트, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 모노올리에이트, 및 폴리에틸렌 글리콜 모노올리에이트; 스테아르산 및 다른 지방산; 디카복실산; 금속 비누(soap); 지방산 아민 염; 중(heavy) 설폰산의 금속 염; 다가알콜의 부분적인 카복실산 에스테르; 인산 에스테르; (단쇄) 알케닐 석신산; 이들의 부분 에스테르 및 이들의 질소 함유 유도체; 합성 알크아릴설포네이트, 예를 들면, 금속 디노닐나프탈렌 설포네이트; 등 및 이들의 혼합물이 포함된다.
방청제의 양은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01중량% 내지 약 10중량%, 또는 약 0.05중량% 내지 약 5중량%, 또는 약 0.1중량% 내지 약 3중량%로 가변될 수 있다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 하나 이상의 다기능성 첨가제를 함유할 수 있다. 적합한 다기능성 첨가제의 비제한적인 예에는 황화된 옥시몰리브덴 디티오카바메이트, 황화된 옥시몰리브덴 오가노포스포로디티오에이트, 옥시몰리브덴 모노글리세리드, 옥시몰리브덴 디에틸레이트 아미드, 아민-몰리브덴 복합 화합물, 및 황 함유 몰리브덴 복합 화합물이 포함된다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 하나 이상의 점도 지수 개선제를 함유할 수 있다. 적합한 점도 지수 개선제의 비제한적인 예에는 올레핀 코폴리머, 예컨대 에틸렌-프로필렌 코폴리머, 스티렌-이소프렌 코폴리머, 수화된 스티렌-이소프렌 코폴리머, 폴리부텐, 폴리이소부틸렌, 폴리메타크릴레이트, 비닐피롤리돈 및 메타크릴레이트 코폴리머, 및 분산제 유형의 점도 지수 개선제가 포함되지만 이것들로 제한되지 않는다. 이러한 점도 조절제는 그라프팅 물질, 예컨대, 예를 들면, 말레산 무수물로 임의로 그라프트될 수 있으며, 그라프트된 물질은 예를 들면, 아민, 아미드, 질소 함유 헤테로사이클릭 화합물 또는 알콜과 반응하여 다기능성 점도 조절제 (분산제-점도 조절제)를 형성시킬 수 있다. 점도 조절제의 다른 예에는 성형(star) 폴리머 (예를 들면, 이소프렌/스티렌/이소프렌 삼블록을 포함하는 성형 폴리머)가 포함된다. 점도 조절제의 또 다른 예에는 낮은 브룩필드 점도 및 높은 전단 안정성의 폴리 알킬(메트)아크릴레이트, 높은 브룩필드 점도 및 높은 전단 안정성의 분산제 특성을 갖는 작용화된 폴리 알킬(메트)아크릴레이트, 700 내지 2,500 Daltons 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 폴리이소부틸렌, 및 이들의 혼합물이 포함된다.
점도 지수 개선제의 양은 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.01중량% 내지 약 25중량%, 또는 약 0.05중량% 내지 약 20중량%, 또는 약 0.3중량% 내지 약 15중량%로 가변될 수 있다.
본 발명의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 하나 이상의 금속 불활성화제를 함유할 수 있다. 적합한 금속 불활성화제의 비제한적인 예에는 디살리실리덴 프로필렌디아민, 트리아졸 유도체, 티아디아졸 유도체, 및 머캅토벤즈이미다졸이 포함된다.
또한, 전술된 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 첨가제는, 이 첨가제가 상술된 대로 실질적으로 불활성의, 보통은 액체 유기 희석제 내로 혼입되는 첨가제 패키지 또는 농축물로 제공될 수 있다. 첨가제 패키지는 전형적으로, 필요한 양의 윤활 점도의 오일과의 직접적인 조합을 촉진시키는 원하는 양 및 비로, 이상에서 언급된 다양한 첨가제 중 하나 이상을 함유할 것이다.
하기 비제한적인 예는 본 발명을 예시한다.
본 발명의 이점은, 임의의 분산제 없이 동일한 기준선 제형을 함유하는 윤활유 조성물에 대하여, 기준선 제형 중에 가변되는 석신이미드 분산제를 함유하는 그룹 I 및 그룹 II 기반의 선박 실린더 윤활유 조성물을 평가함에 의해서 실증되었다.
본 발명의 선박 실린더 윤활유 조성물의 산화-기반 점도 증가에 대한 안정성 정도를, 변경된 석유 48 협회(the Modified Institute of Petroleum 48) ("MIP-48") 시험을 사용하여 평가하였다.
변경된 석유 48 협회 (MIP-48) 시험
MIP-48 시험은 열 및 산화 부분으로 이루어진다. 둘 모두의 시험 부분 동안,시험 샘플을 시간 주기 동안 가열한다. 상기 시험의 열 부분에서, 질소를 24시간 동안 가열된 오일 샘플로 통과시키고, 동시에 상기 시험의 산화 부분 동안에는 공기를 24시간 동안 가열된 오일 샘플로 통과시킨다. 샘플을 냉각시키고 둘 모두 샘플의 점도를 측정하였다. 산화에 의해 초래된 시험 오일의 점도 증가를 측정하고 열 효과에 대하여 보정한다. 각각의 선박 실린더 윤활유 조성물에 대한 산화-기반 점도 증가는, 공기 주입한 샘플에 대한 200℃에서의 동적 점도로부터 질소 팽창시킨 샘플에 대한 200℃에서의 동적 점도를 감하고, 이 감한 값을 질소 주입한 샘플에 대한 200℃에서의 동적 점도로 나누어서 계산하였다. 이것은 시험 동안의 잠재적 증발 효과, 또는 임의의 다른 열 효과를 보정하여 산화 영향에 집중하기 위해서 수행된다. 이 보정에 의해 음의 값이 얻어질 수 있다. 산화-기반 점도 증가에 대하여 더 나은 안정성을 나타내는 시험 오일은 더 낮은 %값을 나타낼 것이다.
또한, 거품형성을 조절하기 위한 본 발명의 선박 실린더 윤활유 조성물의 능력을 하기 거품 시험을 사용하여 평가하였다.
거품 시험
시험 방법의 요약
이 시험 방법은 24℃ 및 93.5℃에서 윤활유의 거품형성 특징의 측정을 포함한다. 24℃ (75°F)의 온도에서 유지한 샘플을 5분 동안 일정 속도에서 공기 주입한 다음, 10분 동안 그대로 둔다 ("순서 I"). 거품 용적을 둘 모두 기간의 마지막에 측정한다. 시험을 93.5℃ (200°F)에서 ("순서 II"), 그리고 그 후 거품을 붕괴시킨 후에 24℃ (75°F)에서 ("순서 III") 제2 샘플에 대하여 반복한다.
유의미성 및 용도
거품을 형성시키는 오일의 경향은 고속 기어링, 고 용적 펌핑 및 비산식 윤활과 같은 시스템에서 심각한 문제일 수 있다. 윤활제의 부적절한 윤활, 공동화, 및 범람 손실은 기계적 고장을 일으킬 수 있다. 이 시험 방법은 그와 같은 작동 조건에 대한 오일의 평가에 사용된다.
하기 성분들이 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물을 제형화하는데 아래에서 사용된다.
ExxonMobil CORE® 150N: ExxonMobil (Irving, TX.)로부터 입수가능한 그룹 I-기반 윤활유.
ExxonMobil CORE® 600N: ExxonMobil (Irving, TX.)로부터 입수가능한 그룹 I-기반 윤활유.
Esso Core® 2500BS: ExxonMobil (Irving, TX.)로부터 입수가능한 그룹 I 브라이트스톡.
Chevron 600N: Chevron Corporation (San Ramon, CA)으로부터 입수가능한 그룹 II-기반 윤활유.
Chevron RLOP 100: Chevron Corporation (San Ramon, CA)으로부터 입수가능한 그룹 II-기반 윤활유.
하기 실시예에 사용된 석신이미드 분산제가 이하에 기재되어 있다:
분산제 A: 1000의 수 평균 분자량 (Mn)을 갖는 폴리이소부틸렌 및 중 폴리아민/디에틸렌트리아민 (80/20중량/중량)으로부터 유래된, 주로 비스-석신이미드 분산제의 오일 농축물. 이 첨가제는 2.0% 질소, 약 32% 희석제 오일을 함유하며 38 mg·KOH/g의 TBN을 갖는다.
분산제 B: 1300의 Mn을 갖는 폴리이소부틸렌 및 중 폴리아민/디에틸렌트리아민 (80/20중량/중량)으로부터 유래된, 주로 비스-석신이미드 분산제의 오일 농축물. 이 첨가제는 1.45% 질소, 약 39% 희석제 오일을 함유하며 27 mg·KOH/g의 TBN을 갖는다.
분산제 C: 1300의 Mn을 갖는 폴리이소부틸렌 및 중 폴리아민으로부터 유래된 보레이트화되고 후-처리된, 주로 비스-석신이미드 분산제의 오일 농축물. 이 첨가제는 1.95% 질소, 0.63% 붕소, 약 37% 희석제 오일을 함유하며 43 mg·KOH/g의 TBN을 갖는다.
분산제 D: 2300의 Mn을 갖는 폴리이소부틸렌 및 중 폴리아민으로부터 유래된 에틸렌 카보네이트 후-처리된, 주로 비스-석신이미드 분산제의 오일 농축물. 이 첨가제는 1.0% 질소, 약 43% 희석제 오일 (약 57% 활성물)을 함유하며 12.5 mg·KOH/g의 TBN을 갖는다.
분산제 E: 2300의 Mn을 갖는 폴리이소부틸렌 및 중 폴리아민으로부터 유래된 비스-석신이미드 분산제의 오일 농축물. 이 첨가제는 1.25% 질소, 약 42% 희석제 오일을 함유하며 29 mg·KOH/g의 TBN을 갖는다. 이 분산제는, 에틸렌 카보네이트를 사용한 후-처리 단계 전, 분산제 D에 대한 석신이미드 전구체이다.
하기 표에 명시된 분산제 농도의 양은 활성 분산제의 양이 아니라 제형에 첨가된 오일 농축물의 양을 기준으로 한다. 상기 분산제는, 비스-석신이미드 분산제의 코어를 구성하는 아민의 몰에 의해 결정된 동등한 몰 기준에서 상기 조성물에 첨가되었고, 그 결과 실시예에서 분산제 A, B, C 및 E의 양은 몰 기준으로 5.0중량% (2.9중량% 활성물)의 분산제 D와 동등하였다. 그 후, 임계 농도 수준을 평가하기 위해서 분산제 D를 일부 실시예에서 2.5중량% 및 3.5중량% 첨가제 농축물 (각각 1.4중량% 활성물 및 2.0중량% 활성물)로 하류처리한다(downtreat).
실시예 1-7 및 비교예 1-5
실시예 1-7 및 비교예 1-5의 선박 실린더 윤활유 조성물을 하기 표 1에 기재된 대로 제조하였다. 각각의 선박 실린더 윤활유 조성물을 다량의 그룹 I 베이스스톡을 사용하여 SAE 50 점도 등급으로 제형화하였다. 실시예 5 및 7의 선박 실린더 윤활유 조성물은 하기 첨가제를 포함하였다: 114 BN 황화된 칼슘 알킬 페네이트 청정분산제의 오일 농축물, 260 BN 황화된 칼슘 알킬 페네이트 청정분산제의 오일 농축물, 410 BN 높은 과염기성의 알킬 방향족 칼슘 설포네이트 청정분산제의 오일 농축물, 2차 아연 디알킬디티오포스페이트 및 거품억제제. 표 1의 나머지 실시예의 선박 실린더 윤활유 조성물은 하기 첨가제들을 포함하였다: 114 BN 황화된 칼슘 알킬 페네이트 청정분산제의 오일 농축물, 선형 알킬-치환된 하이드록시벤조산의 칼슘 염을 포함하는 150 BN 과염기성 청정분산제의 오일 농축물, 410 BN 높은 과염기성의 알킬 방향족 칼슘 설포네이트 청정분산제의 오일 농축물, 및 거품억제제. 비교예 1은 임의의 석신이미드 분산제를 함유하지 않았으며 기준 오일이다. 비교예 3, 4 및 5, 및 본 발명의 실시예 6 및 7에서 분산제의 양은 등몰 기준으로 5.0중량% 분산제 D와 동등하였다. 실시예 6 및 7은 에틸렌 카보네이트로 후처리되지 않은 더 높은 분자량의 석신이미드 분산제를 함유한다.
Figure pat00002
Figure pat00003
표 1에 기재된 결과가 보이는 바와 같이, 실시예 1-7의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 놀랍게도, 비교예 1-5의 그룹 I 기반 실린더 윤활제와 비교하여, MIP-48 시험에 의해 측정된 대등하거나 더 낮은 % 점도 증가로 분명히 보여지듯이, 산화 기반 점도 증가보다 더 낫거나 이와 동등한 안정성을 나타냈으며, 실시예 1-7의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 거품형성 경향은 비교예와 비교하여 현격히 개선되었다. 또한, 실시예 1-7의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 비교예의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물보다 더 적은 브라이트스톡 (실시예에서 Esso Core 2500 BS로 명시됨)을 사용하여 원하는 점도를 성취하였다.
실시예 8-12 및 비교예 6-9
실시예 8-12 및 비교예 6-9의 선박 실린더 윤활유 조성물을 하기 표 2에 기재된 대로 제조하였다. 각각의 선박 실린더 윤활유 조성물을 다량의 그룹 II 베이스스톡을 사용하여 SAE 50 점도 등급으로 제형화하였다. 실시예 12의 선박 실린더 윤활유 조성물은 하기 것들을 추가로 포함하였다: 114 BN 황화된 칼슘 알킬 페네이트 청정분산제의 오일 농축물, 260 BN 황화된 칼슘 알킬 페네이트 청정분산제의 오일 농축물, 410 BN 높은 과염기성의 알킬 방향족 칼슘 설포네이트 청정분산제의 오일 농축물, 2차 아연 디알킬디티오포스페이트 및 거품 억제제. 표 2의 나머지 실시예의 선박 실린더 윤활유 조성물은 하기 첨가제들을 포함하였다: 114 BN 황화된 칼슘 알킬 페네이트 청정분산제의 오일 농축물, 선형 알킬-치환된 하이드록시벤조산의 칼슘 염을 포함하는 150 BN 과염기성 청정분산제의 오일 농축물, 410 BN 높은 과염기성의 알킬 방향족 칼슘 설포네이트 청정분산제의 오일 농축물, 및 거품 억제제. 비교예 6은 임의의 석신이미드 분산제를 함유하지 않았으며 기준 오일이다. 비교예 7, 8 및 9에서 분산제의 양은 등몰 기준으로 5.0중량%의 분산제 D와 동등하다.
Figure pat00004
Figure pat00005
표 2에 기재된 결과가 보이는 바와 같이, 실시예 9, 11 및 12의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 놀랍게도, 비교예 6-9의 그룹 II 기반 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물과 비교하여, MIP-48 시험에 의해 측정된 더 낮은 % 점도 증가로 분명히 보여지듯이, 산화 기반 점도 증가보다 더 나은 안정성을 나타냈으며, 실시예 9, 11 및 12의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 거품형성 경향은 비교예보다 현격히 더 나았다. 본 발명의 실시예 8 및 10은 대략 절반 몰 당량의 분산제를 사용하여 비교예보다 개선된 점도 증가 성능 및 대략 동등한 거품 성능을 나타냈다. 또한, 실시예 8-12의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 비교예의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물보다 더 적은 브라이트스톡을 사용하여 원하는 점도를 성취하였다.
실시예 13-14 및 비교예 10-14
실시예 13-14 및 비교예 10-14의 선박 실린더 윤활유 조성물을 하기 표 3에 기재된 대로 제조하였다. 각각의 선박 실린더 윤활유 조성물을 다량의 그룹 I 베이스스톡을 사용하여 SAE 50 점도 등급 오일로 제형화하였다. 각각의 선박 실린더 윤활유 조성물은 하기 첨가제를 추가로 포함하였다: 410 BN 높은 과염기성의 알킬 방향족 칼슘 설포네이트 청정분산제의 오일 농축물, 19 BN 비-과염기성의 알킬 방향족 칼슘 설포네이트 청정분산제의 오일 농축물, 2차 아연 디알킬디티오포스페이트, 아민성 산화방지제 및 거품 억제제. 비교예 10은 임의의 석신이미드 분산제를 함유하지 않았으며 기준 오일이다. 비교예 12, 13 및 14에서 분산제의 양은 등몰 기준으로 5.0중량%의 분산제 D와 동등하다.
Figure pat00006
Figure pat00007
표 3에 기재된 결과가 보이는 바와 같이, 실시예 13 및 14의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 비교예와 비교하여, MIP-48 시험에 의해 측정된 더 낮은 % 점도 증가로 분명히 보여지듯이, 산화 기반 점도 증가와 대등하고 놀랍게도 이보다 더 나은 안정성을 나타냈고, 실시예 13-14의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 거품형성 경향은 방향적으로(directionally) 더 나았다. 특히, 실시예 13은 비교예보다 더 낮은 몰 당량의 분산제에서 개선된 거품 성능을 나타냈다. 또한, 실시예 13-14의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 각각 비교예의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물보다 더 적은 브라이트스톡을 사용하여 원하는 점도를 성취하였다.
실시예 15-16 및 비교예 15-19
실시예 15-16 및 비교예 15-19의 선박 실린더 윤활유 조성물을 하기 표 4에 기재된 대로 제조하였다. 각각의 선박 실린더 윤활유 조성물을 다량의 그룹 II 베이스스톡을 사용하여 SAE 50 점도 등급 오일로 제형화하였다. 각각의 선박 실린더 윤활유 조성물은 하기 첨가제를 유사한 양으로 포함하였다: 410 BN 높은 과염기성의 알킬 방향족 칼슘 설포네이트 청정분산제의 오일 농축물, 19 BN 비-과염기성의 알킬 방향족 칼슘 설포네이트 청정분산제의 오일 농축물, 2차 아연 디알킬디티오포스페이트, 아민성 산화방지제 및 거품 억제제. 비교예 15는 임의의 석신이미드 분산제를 함유하지 않았으며 기준 오일이다. 비교예 17, 18 및 19에서 분산제의 양은 등몰 기준으로 5.0중량%의 분산제 D와 동등하다.
Figure pat00008
Figure pat00009
표 4에 기재된 결과가 보이는 바와 같이, 실시예 15 및 16의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 비교예 15-19의 그룹 II 기반 실린더 윤활제의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물과 비교하여, MIP-48 시험에 의해 측정된 더 낮은 % 점도 증가로 분명히 보여지듯이, 산화 기반 점도 증가와 대등하고 놀랍게도 이보다 더 나은 안정성을 나타냈고, 실시예 15-16의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 거품형성 경향은 비교예에 비하여 현격히 개선되었거나 이와 유사하였다. 특히, 실시예 15는 비교예보다 더 낮은 몰 당량의 분산제에서 개선된 거품 성능을 나타냈다. 또한, 실시예 15-16의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 비교예보다 더 적은 양의 브라이트스톡을 사용하여 원하는 점도를 성취하였다.
실시예 17 및 비교예 20-23
실시예 17 및 비교예 20-23의 선박 실린더 윤활유 조성물을 하기 표 5에 기재된 대로 제조하였다. 각각의 선박 실린더 윤활유 조성물을 다량의 그룹 II 베이스스톡을 사용하여 SAE 50 점도 등급 오일로 제형화하였다. 각각의 선박 실린더 윤활유 조성물은 하기 첨가제를 유사한 양으로 추가로 포함하였다: 114 BN 황화된 칼슘 알킬 페네이트 청정분산제의 오일 농축물, 410 BN 높은 과염기성의 알킬 방향족 칼슘 설포네이트 청정분산제의 오일 농축물, 19 BN 비-과염기성의 알킬 방향족 칼슘 설포네이트 청정분산제의 오일 농축물, 아민성 산화방지제 및 거품 억제제. 비교예 20은 임의의 석신이미드 분산제를 함유하지 않았으며 기준 오일이다. 비교예 21, 22 및 23에서 분산제의 양은 등몰 기준으로 5.0중량%의 분산제 D와 동등하다.
Figure pat00010
Figure pat00011
표 5에 기재된 결과가 보이는 바와 같이, 실시예 17의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 비교예 20-23의 그룹 II 기반 실린더 윤활제의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물과 비교하여, MIP-48 시험에 의해 측정된 더 낮은 % 점도 증가로 분명히 보여지듯이, 산화 기반 점도 증가보다 놀랍게도 더 나은 안정성을 나타냈고, 실시예 17의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 거품형성 경향은 비교예에 비하여 현격히 더 나았다. 또한, 실시예 17의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 비교예의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물보다 더 적은 양의 브라이트스톡을 사용하여 원하는 점도를 성취하였다.
실시예 18-19 및 비교예 24-27
실시예 18 및 19, 및 비교예 24-27의 선박 실린더 윤활유 조성물을 하기 표 6에 기재된 대로 제조하였다. 각각의 선박 실린더 윤활유 조성물을 다량의 그룹 I 베이스스톡을 사용하여 SAE 60 점도 등급 오일로 제형화하였다. 각각의 선박 실린더 윤활유 조성물은 하기 첨가제를 유사한 양으로 추가로 포함하였다: 114 BN 황화된 칼슘 알킬 페네이트 청정분산제의 오일 농축물, 410 BN 높은 과염기성의 알킬 방향족 칼슘 설포네이트 청정분산제의 오일 농축물, 260 BN 황화된 칼슘 알킬 페네이트 청정분산제, 2차 아연 디알킬디티오포스페이트 및 거품 억제제. 비교예 24는 임의의 석신이미드 분산제를 함유하지 않았으며 기준 오일이다. 비교예 25, 26 및 27에서 분산제의 양은 등몰 기준으로 5.0중량%의 분산제 D와 동등하다.
Figure pat00012
Figure pat00013
표 6에 기재된 결과가 보이는 바와 같이, 실시예 18 및 19의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 비교예 24-27의 그룹 I 기반 실린더 윤활제의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물과 비교하여, MIP-48 시험에 의해 측정된 더 낮은 % 점도 증가로 분명히 보여지듯이, 산화 기반 점도 증가보다 놀랍게도 더 나은 안정성을 나타냈으며, 실시예 18 및 19의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 거품형성 경향은 비교예와 대등하거나 이보다 현격히 더 나았다. 또한, 실시예 18 및 19의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물은 비교예의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물보다 더 적은 양의 브라이트스톡을 사용하여 원하는 점도를 성취하였다.
본원에 개시된 구현예에 대하여 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 상기 설명은 제한으로서가 아니라 단지 바람직한 구현예의 예시로서 해석되어야 한다. 예를 들면, 상술되고 본 발명을 구현하기 위한 최선의 모드로 실시된 기능은 단지 예시를 목적으로 한다. 다른 배열 및 방법이 본 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고 당해 분야에서의 숙련가에 의해서 실시될 수 있다. 또한, 당해 분야에서의 숙련가는 여기에 첨부된 청구범위의 범주 및 사상 내에서 다른 변형을 구상할 것이다.
본 발명의 예시적인 구현예의 항목이 이하에 나열되어 있으며, 이는 본 구상의 전체 범주를 제한하지 않는다:
1. (a) 다량의 윤활 점도의 오일, 및 (b) 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
2. 상기 항목 1에 있어서, 약 5 내지 약 100의 TBN을 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
3. 상기 항목 1에 있어서, 윤활 점도의 오일이 그룹 I 베이스 스톡을 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
4. 상기 항목 1에 있어서, 윤활 점도의 오일이 그룹 II 베이스 스톡을 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
5. 상기 항목 1에 있어서, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 2500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
6. 상기 항목 1에 있어서, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리부텐 기로부터 유래되는, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
7. 상기 항목 1에 있어서, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 2500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리부텐 기로부터 유래되는, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
8. 상기 항목 1에 있어서, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 0.25 내지 약 10중량%의 양으로 존재하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
9. 상기 항목 1에 있어서, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 1 내지 약 5중량%의 양으로 존재하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
10. 상기 항목 1에 있어서, 산화방지제, 청정분산제, 방청제, 헤이즈제거제, 유화파괴제, 금속 불활성화제, 마찰 조절제, 유동점 강하제, 소포제, 공용매, 부식 억제제, 염료, 극압제, 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 첨가제를 추가로 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
11. 개선된 산화 안정성을 갖는 선박 디젤 실린더 윤활제 조성물을 사용하여 선박 2-행정 크로스헤드 디젤 엔진을 윤활시키는 방법으로서, 상기 방법이, (a) 다량의 윤활 점도의 오일, 및 (b) 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물을 사용하여 상기 엔진을 작동시키는 것을 포함하는, 엔진 윤활 방법.
12. 상기 항목 11에 있어서, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물이 약 5 내지 약 100의 TBN을 갖는, 엔진 윤활 방법.
13. 상기 항목 11에 있어서, 점도 윤활 오일이 그룹 I 베이스 스톡 또는 그룹 II 베이스 스톡을 포함하는, 엔진 윤활 방법.
14. 상기 항목 11에 있어서, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 2500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 엔진 윤활 방법.
15. 상기 항목 11에 있어서, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리부텐 기로부터 유래되는, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 엔진 윤활 방법.
16. 상기 항목 11에 있어서, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 2500의 수 평균 분자량을 갖는 폴리부텐 기로부터 유래되는, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 엔진 윤활 방법.
17. 상기 항목 11에 있어서, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 0.25 내지 약 10중량%의 양으로 존재하는, 엔진 윤활 방법.
18. 상기 항목 11에 있어서, 하나 이상의 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 1 내지 약 5중량%의 양으로 존재하는, 엔진 윤활 방법.
19. 상기 항목 11에 있어서, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물이 산화방지제, 청정분산제, 방청제, 헤이즈제거제, 유화파괴제, 금속 불활성화제, 마찰 조절제, 유동점 강하제, 소포제, 공용매, 부식 억제제, 염료, 극압제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 첨가제를 추가로 포함하는, 엔진 윤활 방법.
20. (a) 다량의 윤활 점도의 오일 및 (b) 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하고, 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
21. 상기 항목 20에 있어서, 약 5 내지 약 100의 TBN을 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
22. 상기 항목 20에 있어서, 윤활 점도의 오일이 그룹 I 베이스 스톡을 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
23. 상기 항목 20에 있어서, 윤활 점도의 오일이 그룹 II 베이스 스톡을 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
24. 상기 항목 20에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 500 내지 약 5000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
25. 상기 항목 20에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 700 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
26. 상기 항목 20에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 500 내지 약 5000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리부텐 기로부터 유래되는, 하나 이상의 에틸렌 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
27. 상기 항목 20에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 700 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리부텐 기로부터 유래되는, 하나 이상의 에틸렌 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
28. 상기 항목 20에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 0.25 내지 약 10중량%의 양으로 존재하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
29. 상기 항목 20에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 1 내지 약 5중량%의 양으로 존재하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
30. 상기 항목 20에 있어서, 산화방지제, 청정분산제, 방청제, 헤이즈제거제, 유화파괴제, 금속 불활성화제, 마찰 조절제, 유동점 강하제, 소포제, 공용매, 부식 억제제, 염료, 극압제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 첨가제를 추가로 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
31. 개선된 산화 안정성을 갖는 선박 디젤 실린더 윤활제 조성물을 사용하여 2-행정 크로스헤드 디젤 엔진을 윤활시키는 방법으로서, (a) 다량의 윤활 점도의 오일, 및 (b) 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 150의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물을 사용하여 상기 엔진을 작동시키는 것을 포함하는, 엔진 윤활 방법.
32. 상기 항목 31에 있어서, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물이 약 5 내지 약 100의 TBN을 갖는, 엔진 윤활 방법.
33. 상기 항목 31에 있어서, 점도 윤활의 오일이 그룹 I 베이스 스톡 또는 그룹 II 베이스 스톡을 포함하는, 엔진 윤활 방법.
34. 상기 항목 31에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 500 내지 약 5000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 엔진 윤활 방법.
35. 상기 항목 31에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 700 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 엔진 윤활 방법.
36. 상기 항목 31에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 500 내지 약 5000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리부텐 기로부터 유래되는, 하나 이상의 에틸렌 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 엔진 윤활 방법.
37. 상기 항목 31에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 폴리알케닐 치환체가 약 700 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리부텐 기로부터 유래되는, 하나 이상의 에틸렌 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 엔진 윤활 방법.
38. 상기 항목 31에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 0.25 내지 약 10중량%의 양으로 존재하는, 엔진 윤활 방법.
39. 상기 항목 31에 있어서, 하나 이상의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 1 내지 약 5중량%의 양으로 존재하는, 엔진 윤활 방법.
40. 상기 항목 31에 있어서, 산화방지제, 청정분산제, 방청제, 헤이즈제거제, 유화파괴제, 금속 불활성화제, 마찰 조절제, 유동점 강하제, 소포제, 공용매, 부식 억제제, 염료, 극압제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 첨가제를 추가로 포함하는, 엔진 윤활 방법.
41. (a) 다량의 윤활 점도의 그룹 I 베이스 스톡 오일, 및 (b) 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 1.5 내지 약 8.0중량%의 양으로 존재하는 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 30의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
42. 상기 항목 41에 있어서, 수 평균 분자량이 약 1500 내지 약 2500인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
43. 상기 항목 41에 있어서, 폴리알킬렌 기가 폴리부텐 기인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
44. 상기 항목 41에 있어서, 산화방지제, 청정분산제, 방청제, 헤이즈제거제, 유화파괴제, 금속 불활성화제, 마찰 조절제, 유동점 강하제, 소포제, 공용매, 부식 억제제, 염료, 극압제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 첨가제를 추가로 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
45. 상기 항목 41에 있어서, 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
46. (a) 다량의 윤활 점도의 그룹 I 베이스 스톡 오일, 및 (b) 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 1.0 내지 약 5.0중량%의 양으로 존재하는 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 30 초과의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
47. 상기 항목 46에 있어서, 수 평균 분자량이 약 1500 내지 약 2500인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
48. 상기 항목 46에 있어서, 폴리알킬렌 기가 폴리부텐 기인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
49. 상기 항목 46에 있어서, 산화방지제, 청정분산제, 방청제, 헤이즈제거제, 유화파괴제, 금속 불활성화제, 마찰 조절제, 유동점 강하제, 소포제, 공용매, 부식 억제제, 염료, 극압제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 첨가제를 추가로 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
50. 상기 항목 46에 있어서, 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
51. (a) 다량의 윤활 점도의 그룹 II 베이스 스톡 오일, 및 (b) 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 1.5 내지 약 8.0중량%의 양으로 존재하는 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 5 내지 약 20의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
52. 상기 항목 51에 있어서, 수 평균 분자량이 약 1500 내지 약 2500인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
53. 상기 항목 51에 있어서, 폴리알킬렌 기가 폴리부텐 기인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
54. 상기 항목 51에 있어서, 산화방지제, 청정분산제, 방청제, 헤이즈제거제, 유화파괴제, 금속 불활성화제, 마찰 조절제, 유동점 강하제, 소포제, 공용매, 부식 억제제, 염료, 극압제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 첨가제를 추가로 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
55. 상기 항목 51에 있어서, 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
56. (a) 다량의 윤활 점도의 그룹 II 베이스 스톡 오일, 및 (b) 폴리알케닐 치환체가 약 1500 내지 약 3000의 수 평균 분자량을 갖는 폴리알켄 기로부터 유래되는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 약 1.0 내지 약 5.0중량%의 양으로 존재하는 비-보레이트화된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하며, 약 20 초과의 총 염기 가 (TBN)를 갖는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
57. 상기 항목 56에 있어서, 수 평균 분자량이 약 1500 내지 약 2500인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
58. 상기 항목 56에 있어서, 폴리알킬렌 기가 폴리부텐 기인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
59. 상기 항목 56에 있어서, 산화방지제, 청정분산제, 방청제, 헤이즈제거제, 유화파괴제, 금속 불활성화제, 마찰 조절제, 유동점 강하제, 소포제, 공용매, 부식 억제제, 염료, 극압제 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물 첨가제를 추가로 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
60. 상기 항목 56에 있어서, 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제가 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제인, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물.
61. 2-행정 크로스헤드 디젤 엔진에서 상기 항목 41 내지 60 중 어느 한 항목에서의 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 용도.
62. 선박 디젤 실린더 윤활 조성물에 대한 오일 증점제로서, 활성물 기준으로 적어도 1.0중량%의 고리형 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제의 용도.

Claims (1)

  1. 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 활성물 기준으로 적어도 1.0중량%의 양으로 존재하는 고리형의 카보네이트 후-처리된 폴리알케닐 비스-석신이미드 분산제를 포함하는, 선박 디젤 실린더 윤활유 조성물에 대한 오일 증점제.
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