KR20220149549A - 오일-기반 부식 저해제 - Google Patents

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Abstract

a) 금속 세제 및 b) 적어도 하나의 히드로카르빌-치환된 카르복시산을 포함하는 산을 포함하는 조성물. 금속 세제는 적어도 하나의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이의 조합을 포함한다. 금속 세제 a) 대 산 b)의 중량비는 50:1 내지 1:10, 또는 25:1 내지 1:10, 또는 10:1 내지 1:10, 또는 5:1 내지 1:7, 또는 2:1 내지 1:3의 범위이다. 조성물은 금속 구성성분의 부식을 감소시키기 위해 산업용 코팅물 또는 윤활 조성물에 첨가될 수 있다.

Description

오일-기반 부식 저해제
개시된 기술 분야는 일반적으로 윤활 조성물에서 사용하기 위한 오일-기반 부식 저해제에 관한 것이다.
오일-기반 부식 저해제는 엔진 오일로부터 유압 유체, 금속 형성 유체에 이르는 범위의 무수한 산업, 자동차, 및 제조 유체에 대한 필수적 구성성분이다. 이러한 물질은 분명히 우수한 부식 보호를 나타내야 하는 한편, 이는 또한 비용이 저렴하고 제조가 지속 가능해야 한다. 금속가공(metalworking) 윤활제에서 사용되는 통상적으로 사용된 부식 저해제는 핵심 구성성분으로서 석유 왁스를 필요로 한다(예를 들어 Lubrizol의 ALOX 2100). 석유 왁스는 점점 부족해지고 있으므로, I군 정유소의 쇠퇴로 인해 원료 물질로서 사용하기에 더 비싸지고 있다. 따라서, 석유 왁스를 필요로 하지 않는 부식 저해제가 요구되고 있다.
약 200 내지 500 mg/KOH/g의 높은 총 염기가(TBN: Total Base Number)를 갖는 과염기화 금속 술포네이트는 이의 염기도가 윤활제에 존재할 수 있는 부식성 산을 중성화시킬 수 있기 때문에 효과적인 부식 저해제인 것으로 알려져 있다. 본 발명 이전에, 약한 과염기화 금속 술포네이트(TBN 약 40-50 mgKOH/g)는 이것이 덜 염기성이기 때문에 불량한 부식 저해제인 경향이 있다.
그러나, 본 발명의 기술의 발명자들은, 유기 술폰산과 적어도 하나의 카르복시산의 산 혼합물과 반응된 과염기화 금속 술포네이트의 생성물이 놀랍게도 효과적인 부식 저해제인 낮은 TBN 세제를 야기하였음을 밝혀냈다. 이러한 생성물은 석유-왁스 비함유이어서, 이를 더 지속가능하게-공급되는 물질로 만든다. 또한, 이러한 신규한 물질은 현재 이용가능한 많은 부식 저해제보다 덜 비싸고 제조하기 더 용이하다. 또한, 개시된 부식 저해제는 이것이 오일-기반 부식 저해제 또는 박막 녹 방지제로서 잘 기능하기 때문에, 다양한 기술 적용에서 사용되기에 충분히 다용성이다. 이러한 다용성은, 다양한 목적을 제공하기 위해 단일 물질을 공급하기를 원하는 윤활제 조제자에게 매력적일 수 있다.
따라서, 금속 세제; 및 적어도 하나의 히드로카르빌-치환된 카르복시산을 포함하는 산을 포함하는 조성물이 개시된다. 금속 세제는 적어도 하나의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 금속 세제 a) 대 산 b)의 중량비는 50:1 내지 1:10, 또는 25:1 내지 1:10, 또는 10:1 내지 1:10, 또는 5:1 내지 1:7, 또는 2:1 내지 1:3의 범위일 수 있다.
일부 실시형태에서, 금속 세제는 적어도 하나의 페네이트, 살리실레이트, 살릭사레이트, 술포네이트, 또는 이의 조합을 포함한다. 금속 세제는 금속 과염기화 세제일 수 있다. 적합한 금속은 제한 없이, 칼슘, 나트륨, 바륨, 마그네슘, 또는 이의 조합을 포함한다.
일부 실시형태에서, 산은 또한 적어도 하나의 히드로카르빌-치환된 유기 술폰산을 포함한다. 적어도 하나의 유기 술폰산 대 적어도 하나의 카르복시산의 중량비는 15:1 내지 3:1의 범위일 수 있다. 다른 실시형태에서, 히드로카르빌-치환된 유기 술폰산은 1치환 또는 2치환된 알킬술폰산, 예를 들어, 나프탈렌 술폰산, 알킬벤젠술폰산, 또는 이의 조합일 수 있다.
일부 실시형태에서, 적어도 하나의 카르복시산은 적어도 하나의 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 폴리카르복시산을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 산은 적어도 2개의 카르복시산을 포함할 수 있고, 여기서 카르복시산 중 적어도 하나는 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 폴리카르복시산이다. 보다 다른 실시형태에서, 카르복시산 중 적어도 하나는 모노카르복시산이고, 여기서 폴리카르복시산 대 모노카르복시산의 중량비는 10:1 내지 1:1, 또는 3:1의 범위이다.
모노카르복시산은 선형 또는 분지형 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산일 수 있다. 일부 실시형태에서, 모노카르복시산은 포화 또는 불포화 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산일 수 있다. 따라서, 일부 실시형태에서, 모노카르복시산은 선형 불포화 C8, C10, C12, 또는 C14 내지 C36, 또는 C10 내지 C18 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산일 수 있다.
일부 실시형태에서, 폴리카르복시산은 산 관능기를 분리하는 적어도 4개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 보다 다른 실시형태에서, 폴리카르복시산은 산 관능기를 분리하는 4 내지 18개의 탄소 원자를 가질 수 있다.
일부 실시형태에서, 적어도 하나의 카르복시산은 히드록시알킬 카르복시산-에스테르를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 폴리카르복시산은 디카르복시산, 트리카르복시산, 또는 이의 혼합물이다. 적합한 디카르복시산은 C36 디카르복시산, C21 트리카르복시산, 및 이의 조합을 포함한다. 따라서, 일부 실시형태에서, 디카르복시산은 C36 디카르복시산일 수 있고, 모노카르복시산은 선형 불포화 C14 내지 C18 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산일 수 있다.
다양한 바람직한 특징 및 실시형태가 비제한적 예시의 방식으로 이하 기재될 것이다. 개시된 기술은 놀랍게도 약한 과염기화 금속 술포네이트보다 부식 저해제로서 더 잘 수행하는 조성물에 관한 것이다. 신규한 조성물은 a) 금속 세제 및 b) 적어도 하나의 히드로카르빌-치환된 카르복시산을 포함하는 산을 포함한다. 금속 세제는 적어도 하나의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이의 조합을 포함할 수 있다. 금속 세제 a) 대 산 b)의 중량비는 50:1 내지 1:10, 또는 25:1 내지 1:10, 또는 10:1 내지 1:10, 또는 5:1 내지 1:7, 또는 2:1 내지 1:3의 범위일 수 있다.
일부 실시형태에서, 금속 세제는 적어도 하나의 페네이트, 살리실레이트, 살릭사레이트, 술포네이트, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 금속 세제는 금속 술포네이트 세제이다. 금속 술포네이트는 전형적으로 탄화수소 오일 중의 용해성을 제공하기에 충분한 길이의 하나 이상의 히드로카르빌 또는 알킬 기를 갖는 알킬아릴술포네이트의 염일 수 있다. "충분한 길이"는 조합된 알킬 또는 히드로카르빌 기 또는 대안적으로는 하나 초과가 있는 경우 상기 기 중 가장 긴 기에서의 적어도 12개의 탄소 원자 및 200개 이하의 탄소 원자, 예컨대 18 내지 100개 또는 24 내지 48개의 탄소 원자일 수 있다. 일 실시형태에서, 각각의 히드로카르빌 또는 알킬 기는 개별적으로 적어도 8개 또는 적어도 12개의 탄소 원자, 및 200개 이하의 탄소 원자, 또는 18 내지 100개 또는 24 내지 48개의 탄소 원자를 함유할 수 있다. 금속 술포네이트 염의 예는 상대적으로 낮은 분자량의 염, 예컨대 칼슘 모노-, 디-, 또는 트리-노닐 나프탈렌 술포네이트(또는 모노-, 디-, 및 트리-알킬 종의 혼합물), 및 상대적으로 더 높은 분자량의 염, 예컨대 칼슘 올리고- 또는 폴리-프로펜 벤젠술포네이트 또는 -톨루엔술포네이트를 포함한다.
이는 중성 염 또는 과염기화 염일 수 있다. 중성 염은 알카릴술폰산의 산 관능성을 중성화시키기 위해 대략적 또는 정확한 화학량론적 양의 금속 이온을 함유하는 것이다. 과염기화 염은, 염기성 화합물의 형태, 예컨대 칼슘의 경우, 옥사이드, 히드록사이드, 또는 궁극적으로는 이산화탄소에 의한 처리의 결과로서 카르보네이트의 형태로, 화학량론적 과량의 금속, 예컨대 칼슘, 바륨, 마그네슘, 칼륨, 아연, 또는 나트륨과의 반응에 의해 제조된다. 따라서, 일부 실시형태에서, 금속 세제는 금속 과염기화 세제일 수 있다. 과염기화 물질은 과염기화 세제로서 윤활제 산업에서 잘 알려져 있고, 또한 계면활성제 또는 습윤제로서 기능할 수 있다. 특정 실시형태에서, 염은 칼슘, 바륨, 또는 나트륨 염일 수 있다. 보다 다른 실시형태에서, 염은 칼슘 또는 마그네슘 염일 수 있다. 금속 세제의 TBN은 15 내지 500 mg KOH/g, 또는 25 내지 400 mg KOH/g의 범위일 수 있다. TBN은 윤활제 첨가제 및/또는 윤활제의 염기도를 기재하는 데 흔히 사용되는 표현이다. 이는 적정 및 지시약에서와 같이 브로모페놀 블루를 사용하여 시험되는 샘플 1 g을 중화시키는 데 필요한 칼륨 히드록사이드의 양(mg KOH)이다. 상기 TBN 적정 방법은 당업계에 잘 알려져 있고, ASTM D2896에서와 같이 산업계에서 표준화되어 있다.
일부 실시형태에서, 금속 술포네이트는9 내지 200개, 또는 12 내지 200개, 또는 18 내지 100개, 또는 25 내지 50개, 또는 30 내지 40개의 탄소 원자의 알킬 기를 함유하는 알카릴술폰산의 염일 수 있다. 상기 물질은 전형적으로, 이들이 흔히 제조되는, 소정량의 희석 오일, 전형적으로 미네랄 오일 예컨대 API I군 오일의 존재 하에 상업적 형태로 제공된다. 금속 알킬아릴술포네이트 염과 관련되고 이를 동반할 수 있는 소정량의 희석제 오일은 1:5 내지 5:1의 염 대 오일의 비율일 수 있다. 과염기화 세제는 미국 특허 제2,501,731호; 제2,616,905호; 제2,616,911호; 제2,616,925호; 제2,777,874호; 제3,256,186호; 제3,384,585호; 제3,365,396호; 제3,320,162호; 제3,318,809호; 제3,488,284호; 및 제3,629,109호에 상세하게 기재된다. 따라서, 일부 실시형태에서, 금속 세제는 칼슘 술포네이트 세제일 수 있다. 칼슘 술포네이트 세제는 중성이거나 과염기화될 수 있다. 보다 다른 실시형태에서, 금속 세제는 과염기화 칼슘 술포네이트 세제이다.
개시된 조성물 중의 금속 세제(예를 들어 금속 술포네이트)의 양은 오일-비함유 기준으로, 2 내지 30의 중량 백분율, 또는 3 내지 30의 중량 백분율, 또는 3 내지 25의 중량 백분율, 또는 4 내지 20의 중량 백분율, 또는 5 내지 15의 중량 백분율의 범위일 수 있다. 상기 언급된 양은 존재할 수 있는 임의의 휘발성 희석제의 양을 배제한다.
일부 실시형태에서, 신규한 조성물을 제조하는 데 사용된 산은 적어도 하나의 히드로카르빌-치환된 유기 술폰산을 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 유기 술폰산 대 적어도 하나의 카르복시산의 중량비는 15:1 내지 3:1의 범위일 수 있다. 다른 실시형태에서, 히드로카르빌-치환된 유기 술폰산은 1치환 또는 2치환된 알킬술폰산, 예를 들어, 나프탈렌 술폰산, 알킬벤젠술폰산, 또는 이의 조합일 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "히드로카르빌 치환기" 또는 "히드로카르빌 기"는 당업자에게 잘 알려진 이의 통상적인 의미로 사용된다. 구체적으로, 이는 분자의 나머지에 직접 부착된 탄소 원자를 갖고 주로 탄화수소 특징을 갖는 기를 나타낸다. 히드로카르빌 기의 예는 하기를 포함한다:
탄화수소 치환기, 즉 지방족(예를 들어, 알킬 또는 알케닐), 지환족(예를 들어, 시클로알킬, 시클로알케닐) 치환기, 및 방향족-, 지방족- 및 지환족-치환된 방향족 치환기, 뿐만 아니라 고리가 분자의 또 따른 부분을 통해 완성되는 시클릭 치환기(예를 들어, 2개의 치환기는 함께 고리를 형성함);
치환된 탄화수소 치환기, 즉 본 발명의 맥락에서, 치환기(예를 들어, 할로(특히 클로로 및 플루오로), 히드록시, 알콕시, 메르캅토, 알킬메르캅토, 니트로, 니트로소 및 술폭시)의 주로 탄화수소 성질을 변경시키지 않는, 비-탄화수소 기를 함유하는 치환기;
헤테로 치환기, 즉, 본 발명의 맥락에서, 주로 탄화수소 특징을 갖는 한편, 다르게는 탄소 원자로 구성된 고리 또는 사슬에 탄소 이외의 다른 것을 함유하고, 피리딜, 푸릴, 티에닐 및 이미다졸릴로서 치환기를 포함하는 치환기. 헤테로 원자는 황, 산소, 및 질소를 포함한다. 일반적으로, 히드로카르빌 기의 10개의 탄소 원자마다 2개 이하, 또는 1개 이하의 비-탄화수소 치환기가 존재할 것이고; 대안적으로, 히드로카르빌 기에 비-탄화수소 치환기가 없을 수 있다.
개시된 기술은 또한 히드로카르빌-치환된 카르복시산을 포함한다. 산은 1산일 수 있거나 이는 다중산일 수 있다. "다중산"은 둘 이상의 카르복시산 기를 갖는 물질을 의미한다. 일부 실시형태에서, 산은 적어도 8개의 탄소 원자를 갖는 폴리카르복시산일 수 있다.
적합한 다중산은 2산을 포함한다. 2산의 한 유형은 2량체 산 또는 2량체화 산으로 알려져 있다. 2량체 산은 전형적으로 장쇄, 예를 들어, C18, 불포화 지방산의 2량체화에 의해 제조된 생성물이다. 이는 흔히 올레산 또는 톨 오일(tall oil) 지방산의 자가-축합에 의해 제조된다. 2량체 산은 상대적으로 높은 분자량 물질(약 560)의 혼합물이지만 실온에서 액체이다. 이는 디엘스-알더(Diels-Alder) 반응 또는 자유 라디칼 경로 또는 클레이와 같은 기재 상의 촉매에 의해 제조될 수 있는 시판 물질이다. 2량체 산 및 이의 제조는 문헌[Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Third Edition, volume 7, pages 768 - 782, John Wiley & Sons, New York (1979)]에서 광범위하게 논의된다.
또 다른 실시형태에서, 2산은 숙신산 모이어티의 4개의 탄소 원자를 포함하여 적어도 14개의 탄소 원자를 갖는 히드로카르빌-치환된 숙신산, 예를 들어 10-탄소 알킬로 치환된 숙신산을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 상기 알킬 치환기에 적어도 12, 14, 16, 또는 18개의 탄소 원자(16, 18, 20, 또는 22개의 탄소 원자의 총 수의 경우)가 있을 것이다. 알킬 치환기의 원자의 수는 최대 36 또는 30 또는 24 또는 22개의 탄소 원자일 수 있다.
또 다른 실시형태에서, 2산은 적어도 10 또는 12개의 탄소 원자, 및 예를 들어 최대 36 또는 24 또는 18개의 탄소 원자의 α, ω-알킬렌 2산일 수 있다. 예는 1,10-데칸이산, 1,12-도데칸이산, 및 1,18-옥타데칸이산을 포함한다. 일 실시형태에서, 히드로카르빌-치환된 카르복시산은 C36 카르복시 2량체 산을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 적어도 하나의 카르복시산은 적어도 하나의 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 폴리카르복시산을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 산은 적어도 2개의 카르복시산을 포함할 수 있고, 여기서 카르복시산 중 적어도 하나는 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 폴리카르복시산이다. 일부 실시형태에서, 폴리카르복시산은 산 관능기를 분리하는 적어도 4개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 보다 다른 실시형태에서, 폴리카르복시산은 산 관능기를 분리하는 4 내지 18개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 상기 실시형태에서 분리 탄소 원자는 전형적으로 비방향족이고, 일 실시형태에서, 이는 탄소 사슬을 포함하고, 즉 삽입된 산소 또는 질소 원자에 의한 방해가 없다. 특정 실시형태에서, 카르복시 기는 8 내지 24개의 탄소 원자, 또는 10 내지 20개, 또는 12 내지 20개, 또는 14 내지 18개의 탄소 원자에 의해 분리될 수 있다.
일부 실시형태에서, 카르복시산 중 적어도 하나는 모노카르복시산이고, 여기서 폴리카르복시산 대 모노카르복시산의 중량비는 10:1 내지 1:1, 또는 3:1의 범위이다. 모노카르복시산은 적어도 10개의 탄소 원자를 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 이는 8 내지 24개의 탄소 원자의 탄소 사슬을 가질 수 있다. 상기 산은 흔히 천연 오일 또는 지방의 가수분해에 의해 유래된다. 이는 포화 또는 불포화될 수 있고, 추가적 치환기, 예컨대 히드록시 기를 함유할 수 있다. 때때로 지방산으로 나타내어지는 이러한 산은 잘 알려져 있고, 전형적으로 스테아르산, 히드록시스테아르산, 또는 올레산을 포함할 수 있다. 따라서, 일 실시형태에서, 히드로카르빌-치환된 카르복시산은 올레산을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 모노카르복시산은 선형 또는 분지형 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산일 수 있다. 일부 실시형태에서, 모노카르복시산은 포화 또는 불포화 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산일 수 있다. 따라서, 일부 실시형태에서, 모노카르복시산은 선형 불포화 C8, C10, C12, 또는 C14 내지 C36, 또는 C10 내지 C18 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산일 수 있다.
일부 실시형태에서, 적어도 하나의 카르복시산은 히드록시알킬 카르복시산-에스테르, 예컨대 도데세닐숙신산, 히드록시프로필 모노-에스테르를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 적어도 하나의 폴리카르복시산은 디카르복시산, 트리카르복시산, 또는 이의 혼합물이다. 적합한 디카르복시산은 C36 디카르복시산을 포함한다. 적합한 C21 트리카르복시산은 트리아진-트리일트리이미노 트리스-헥산산을 포함한다. 따라서, 일부 실시형태에서, 디카르복시산은 C36 디카르복시산일 수 있고, 모노카르복시산은 선형 불포화 C14 내지 C18 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산일 수 있다.
일부 실시형태에서, 적어도 하나의 카르복시산은 적어도 하나의 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 폴리카르복시산을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 산 혼합물은 적어도 2개의 카르복시산을 포함하고, 카르복시산 중 적어도 하나는 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 폴리카르복시산이다. 보다 또 다른 실시형태에서, 히드로카르빌-치환된 카르복시산은 C36 카르복시 2량체 산 및 C21 트리카르복시산을 포함할 수 있다.
따라서, 개시된 기술에서 사용하기에 적합한 특정 카르복시산은 비제한적으로, C36 2량체 카르복시산, C21 트리카르복시산, 아디프산(C6 2산), 올레산(C18 선형-불포화 카르복시산), 네오다콘산(C10 분지형-포화 카르복시산), 코코아 지방산(C12 선형-포화 카르복시산), 히드록시알킬 카르복시산-에스테르, 또는 이의 조합을 포함한다. 일 실시형태에서, 조성물은 C36 2량체 카르복시산 및 올레산을 포함할 수 있다.
상기 기재된 카르복시산의 양은, 개시된 조성물에서 1산, 2산, 또는 다중산인지 관계 없이, 임의의 휘발성 희석제 또는 희석 오일의 존재를 배제하고 계산된 4 내지 25 중량 백분율, 또는 6 내지 10 중량 백분율일 수 있다.
조성물은 또한 알킬아릴술폰산의 금속 염을 용해시키기에 충분한 양으로 오일을 함유할 것이다. 오일은 천연 또는 합성 오일, 수소화분해(hydrocracking), 수소화, 및 수소화처리(hydrofinishing)로부터 유래된 오일, 비정제, 정제, 재정제 오일, 또는 이의 혼합물일 수 있다. 비정제, 정제 및 재정제 오일의 더 상세한 설명은 국제 공개 WO2008/147704호, 단락 [0054] 내지 [0056] 및 미국 특허출원공개 US-2010-0197536호의 상응하는 단락에 제공되어 있다. 천연 및 합성 윤활 오일의 더 상세한 설명은 각각 국제공개 WO2008/147704호의 단락 [0058] 내지 [0059]에 기재되어 있다. 합성 오일은 또한 피셔-트롭시(Fischer-Tropsch) 반응에 의해 제조될 수 있고, 전형적으로 수소이성질화 피셔-트롭시 탄화수소 또는 왁스일 수 있다. 일 실시형태에서 오일은 피셔-트롭시 기체 액화(gas-to-liquid) 합성 절차뿐만 아니라 기타 기체 액화 오일에 의해 제조될 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 오일은 미국 석유 협회(API: American Petroleum Institute) 베이스 오일 호환성 가이드라인에 명시된 I군 내지 V군의 베이스 오일 중 어느 하나로부터 선택될 수 있다. 5가지 베이스 오일 군은 하기와 같다: I군: >0.03% 황 및/또는 <90% 포화물 및 점도 지수(VI) 80 내지 120; II군: ≤0.03% 황 및 ≥90% 포화물 및 VI군 80 내지 120; III군: ≤0.03% 황 및 ≥90% 포화물 및 VI군 >120; IV군: 모든 폴리알파올레핀; V군: 모든 기타. I군, II군 및 III군은 미네랄 오일 베이스 스톡이다. 천연 오일은 또한 식물성 오일, 예컨대 코코넛 오일, 피마자 오일, 올리브 오일, 땅콩 오일, 평지씨(카놀라) 오일, 옥수수 오일, 참깨씨 오일, 면실 오일, 대두 오일, 팜 오일, 해바라기 오일, 홍화 오일, 아마인 오일, 및 오동 오일을 포함한다. 일 실시형태에서, 오일은 탄화수소 오일이다. 다른 실시형태에서, 오일은 미네랄 오일일 수 있거나, 이는 미네랄 오일 이외의 다른 것, 예를 들어, 폴리-α-올레핀 오일, 트리메틸올프로판 트리올레에이트(TMP-TO), 폴리알킬렌 글리콜, 또는 식물성 오일, 등일 수 있다.
개시된 조성물에서 오일, 예컨대 탄화수소 오일의 양은 2 내지 80 중량 백분율, 5 내지 70 또는 10 내지 45 또는 15 내지 35 중량 백분율, 또는 2 내지 30 중량 백분율일 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 오일, 예컨대 탄화수소 오일은 조성물의 70 내지 98%일 수 있다. 일 실시형태에서, 금속 세제의 양은 2 내지 30 중량 백분율이고, 적어도 하나의 카르복시산의 양은 4 내지 25 중량 백분율이고, 탄화수소 오일의 양은 45 내지 94 중량 백분율이다.
조성물은 또한 선택적으로는 휘발성 희석제를 함유할 수 있다. "휘발성 희석제"는 일반적으로 오일, 예컨대 미네랄 오일의 것 초과의 휘발성을 갖는 액체 구성성분을 의미한다. 휘발성 희석제는 물 또는 하나 이상의 유기 용매를 포함할 수 있다. 따라서 희석제는 휘발성 유기 용매, 예컨대 나프타(석유 에테르로 또한 알려짐), 미네랄 스피릿(mineral spirit), 케로센, 또는 에틸 락테이트를 포함할 수 있다. 이들 중에서 물질은 탄화수소 용매일 수 있다. 상기 물질은 30 내지 60℃ 이상의 온도, 최대 175 내지 280℃의 범위의 비점을 가질 수 있다. 일부 상기 휘발성 희석제는 130-210℃의 비등 범위를 가질 수 있고; 다른 것들은 196-205℃의 비등 범위를 가질 수 있다. 전반적으로, 희석제는 이의 비점이 280℃ 미만인 경우 휘발성으로 여겨질 수 있다.
휘발성 희석제는, 비록 가장 통상적으로 희석제, 또는 대부분의 희석제가 완전히 제형화된, 희석된 조성물의 제조시에 첨가될 것이나, 원하는 경우 상기 구성성분의 농축물에 존재할 수 있다. 희석제의 양은 전형적으로 조성물이 기재, 예컨대 금속성 물품 또는 표면에 적용될 수 있도록, 적절한 점도 및 유동학적 성능을 제공하기 위한 양일 것이다. 따라서, 농축액이 최종 조성물에서 20%로 희석되는 경우, 희석제의 총량은 전형적으로 희석액을 제조하기 위해 (휘발성 희석제의 양으로 계산되지 않는 금속 염을 용해시키는 오일에 추가로) 80%의 추가 용매 또는 희석제일 것이다. 희석제(존재하는 경우)의 전체 총량은, 물론 최종 조성물을 제조하는 데 사용된 희석액의 양에 따라 가변적일 것이므로, 40 내지 98 중량 백분율, 또는 60 내지 98 중량 백분율, 또는 40 내지 95 중량 백분율, 또는 60 내지 88 중량 백분율, 또는 80 내지 86 중량 백분율, 또는 82 내지 84 중량 백분율일 수 있다. 다른 구성성분의 양은 전형적으로 100 중량%에서 선택적 휘발성 희석제의 양, 예컨대 2 내지 60 중량% 및 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있는 다른 양을 뺀 것일 것이다.
금속 세제 및 적어도 하나의 히드로카르빌-치환된 카르복시산을 포함하는 산을 포함하는 조성물은 적어도 10 내지 65 mg KOH/g의 범위의 총 염기가("TBN")를 가질 수 있다. 다른 실시형태에서, TBN은 20 내지 60 mg KOH/g; 40 내지 60 mg KOH/g; 또는 25 내지 55 mg KOH/g의 범위일 수 있다. 선택적 오일 또는 용매가 존재하는 경우, TBN은 오일 또는 용매를 포함할 수 있다. 용매 및/또는 오일 희석된 조성물에 대한 TBN은 0.1 내지 50 mg KOH/g, 또는 0.1 내지 40 mg KOH/g의 범위일 수 있다.
본원에 개시된 조성물은 아래 표 1에 정의된 조성을 가질 수 있다.
Figure pct00001
금속 구성성분의 부식을 감소시키는 방법이 또한 개시된다. 방법은 상기 기재된 조성물에 의한 금속 구성성분의 코팅을 포함할 수 있다. 개시된 조성물은 유체, 예컨대 코팅, 산업용 기어 오일, 또는 유압 오일에서 사용되어, 상기 유체가 접촉되는 금속의 부식을 감소시킬 수 있다. 일부 실시형태에서, 조성물은 상기 기재된 금속 세제 및 산과 함께 용매(예를 들어 미네랄 스피릿 또는 나프타), 오일(예를 들어 I군 또는 II군 파라핀계 오일), 또는 이의 혼합물을 포함하는 코팅 조성물이다. 일부 실시형태에서, 조성물은 상기 기재된 금속 세제 및 산과 함께 I군 베이스스톡을 포함하는 산업용 기어 오일 조성물이다. 보다 다른 실시형태에서, 조성물은 상기 기재된 금속 세제 및 산과 함께 II군 베이스스톡을 포함하는 유압 오일 조성물이다.
산업적 적용
개시된 조성물은 부식 저해제로서 사용될 수 있다. 개시된 조성물 중 일부는 오일 또는 용매에 가용성일 수 있고, 일부 조성물은 심지어 오일 및 용매 모두에 가용성일 수 있다. 개시된 조성물은 또한 코팅 조성물 또는 다른 금속 가공 유체에서 희석 및 사용되고 금속 구성성분에 적용되어 금속 구성성분의 부식을 감소시킬 수 있다. 개시된 조성물은 코팅 조성물 또는 금속 가공 유체로서 사용하기 위해 희석제 오일 또는 용매 중에 약 1 내지 60 중량%로 존재할 수 있다.
개시된 조성물은 또한 유압 오일 및 산업용 기어 오일 적용물에서 사용될 수 있다. 개시된 조성물이 어떻게 사용될 수 있는 지에 대한 추가 상세한 사항은 아래 기재되어 있다.
금속 가공 유체
일 실시형태에서, 윤활 조성물은 금속 가공 유체이다. 전형적 금속 가공 유체 적용은 예를 들어 코팅 조성물에서의 금속 제거, 금속 형성, 금속 처리 및 금속 보호를 포함할 수 있다.
코팅 조성물은 또한 미국 석유 협회에 의해 정의된 바와 같은 I군, II군 또는 III군 또는 나프텐계 베이스스톡을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 코팅 조성물은 IV군 또는 V군 베이스스톡과 혼합될 수 있다.
일부 실시형태에서, 코팅 조성물은 오일을 포함할 수 있다. 오일은 대부분의 액체 탄화수소, 예를 들어, 파라핀계, 올레핀계, 나프텐계, 방향족, 포화 또는 불포화 탄화수소를 포함할 수 있다. 일반적으로, 오일은 물-비혼화성, 유화성 탄화수소이고, 일부 실시형태에서, 오일은 실온에서 액체이다. 다양한 공급원으로부터의 오일, 예컨대 천연 및 합성 오일 및 이의 혼합물이 사용될 수 있다.
천연 오일은 동물성 오일 및 식물성 오일(예를 들어, 대두 오일, 라드 오일) 뿐만 아니라 파라핀계, 나프텐계, 또는 혼합 파라핀계-나프텐계 유형의 용매-정제 또는 산-정제된 미네랄 오일을 포함한다. 석탄 또는 셰일로부터 유래된 오일이 또한 유용하다. 합성 오일은 탄화수소 오일 및 할로-치환된 탄화수소 오일, 예컨대 중합 및 혼성중합된 올레핀, 예를 들어 폴리부틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌-이소부틸렌 공중합체, 염소화 폴리부틸렌; 알킬 벤젠, 예를 들어 도데실벤젠, 테트라데실벤젠, 디노닐벤젠, 또는 디-(2-에틸헥실) 벤젠을 포함한다.
사용될 수 있는 합성 오일의 또 다른 적합한 부류는 디카르복시산(예를 들어, 프탈산, 숙신산, 알킬 숙신산, 말레산, 아젤라산, 수베르산, 세바스산, 푸마르산, 아디프산, 리놀레산 2량체, 말론산, 알킬 말론산, 알케닐 말론산, 등)과 다양한 알코올(예를 들어, 부틸 알코올, 헥실 알코올, 도데실 알코올, 2-에틸헥실 알코올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노에테르, 프로필렌 글리콜, 펜타에리트리톨 등)의 에스테르를 포함한다. 이러한 에스테르의 특정 예는 디부틸 아디페이트, 디(2-에틸헥실)-세바케이트, 디-n-헥실 푸마레이트, 디옥틸 세바케이트, 디이소옥틸 아젤레이트, 디이소데실 아젤레이트, 디옥틸 프탈레이트, 디데실 프탈레이트, 디에이코실 세바케이트, 리놀레산 2량체의 2-에틸헥실 디에스테르, 또는 1몰의 세바스산과 2몰의 테트라에틸렌 글리콜 및 2몰의 2-에틸- 헥산산을 반응시켜 형성된 착물 에스테르를 포함한다.
합성 오일로서 유용한 에스테르는 또한 C5 내지 C12 모노카르복시산 및 폴리올 및 폴리올 에테르, 예컨대 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올 프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 트리펜타에리트리톨 등으로부터 제조된 것을 포함한다.
상기 본원에 개시된 유형의 비정제, 정제 및 재정제 오일(및 각각의 서로와의 혼합물)이 사용될 수 있다. 비정제 오일은 추가 정제 처리 없이 천연 또는 합성 공급원으로부터 직접 수득된 것이다. 예를 들어, 리토르트 처리(retorting) 작업으로부터 직접 수득된 셰일 오일, 증류로부터 직접 수득된 석유 오일, 또는 에스테르화 방법으로부터 직접 수득되고 추가 처리 없이 사용된 에스테르 오일은 비정제 오일일 것이다. 정제 오일은 이들이 하나 이상의 특성을 개선하기 위해 하나 이상의 정제 단계에서 추가 처리된 것을 제외하고는 비정제 오일과 유사하다. 많은 상기 정제 기술, 예컨대 용매 추출, 증류, 산 또는 염기 추출, 여과, 삼출 등은 당업자에게 알려져 있다. 재정제 오일은 서비스에서 이미 사용된 정제 오일에 적용된 정제 오일을 수득하는 데 사용된 것과 유사한 방법에 의해 수득된다. 상기 재정제 오일은 또한 재생 오일 또는 재가공 오일로 알려져 있고, 흔히 사용된 첨가제 및 오일 분해 생성물의 제거를 위한 기술에 의해 추가로 처리된다.
선택적 추가 물질이 본원에 개시된 코팅 조성물에 혼입될 수 있다. 전형적인 완성된 코팅 조성물은 윤활제, 예컨대 지방산 및 왁스, 항-마멸제, 분산제, 부식 저해제(본원에 개시된 신규한 조성물에 추가로), 일반 및 과염기화 세제, 해유화제, 살생물제, 금속 탈활성화제, 소포제, 또는 이의 혼합물을 포함할 수 있다.
왁스의 예는 석유, 합성, 및 천연 왁스, 산화 왁스, 미정질 왁스, 양모 그리스(wool grease)(라놀린) 및 다른 왁스성 에스테르, 및 이의 혼합물을 포함한다. 석유 왁스는 일부 정제 방법을 통해 미정제 오일로부터 단리된 파라핀계 화합물, 예컨대 슬랙 왁스 및 파라핀계 왁스이다. 합성 왁스는 석유화학물질, 예컨대 에틸렌 또는 프로필렌으로부터 유래된 왁스이다. 합성 왁스는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함한다. 천연 왁스는 식물 및/또는 동물 또는 곤충에 의해 생성된 왁스이다. 이러한 왁스는 밀랍, 대두 왁스 및 카르나우바 왁스를 포함한다. 곤충 및 동물 왁스는 밀랍, 또는 경랍을 포함한다. 광유 및 산화 광유 또한 이러한 조성물에서 사용될 수 있다. 광유 및 산화 광유는 각각 석유 및 이의 산화 생성물로부터 유래된 반고체 탄화수소의 정제된 혼합물로서 정의될 수 있다. 미정질 왁스는 광유로부터 정제된 높은 용융점 왁스로서 정의될 수 있다. 왁스(들)은 0.1 중량% 내지 75 중량%, 예를 들어, 0.1 중량% 내지 50 중량%로 금속 가공 조성물에 존재할 수 있다.
적합한 마찰 개질제의 예는 아민, 지방 에스테르, 또는 지방 에폭시드의 장쇄 지방산 유도체; 지방 이미다졸린, 예컨대 카르복시산 및 폴리알킬렌-폴리아민의 축합 생성물; 알킬인산의 아민 염; 지방 포스포네이트; 지방 포스파이트; 붕산화 포스포리피드, 붕산화 지방 에폭시드; 글리세롤 에스테르; 붕산화 글리세롤 에스테르; 지방 아민; 알콕시화 지방 아민; 붕산화 알콕시화 지방 아민; 히드록실 및 폴리히드록시 지방 아민, 예컨대 3차 히드록시 지방 아민; 히드록시 알킬 아미드; 지방산의 금속 염; 알킬 살리실레이트의 금속 염; 지방 옥사졸린; 지방 에톡시화 알코올; 카르복시산 및 폴리알킬렌 폴리아민의 축합 생성물; 또는 지방 카르복시산과 구아니딘, 아미노구아니딘, 우레아, 또는 티오우레아로부터의 반응 생성물 및 이의 염을 포함한다. 마찰 개질제와 관련하여 본원에서 사용된 용어 "지방 알킬" 또는 "지방"은 10 내지 22개의 탄소 원자를 갖는 탄소 사슬, 전형적으로 탄소 직쇄를 의미한다. 대안적으로, 지방 알킬은 전형적으로 β-위치에 분지를 갖는, 모노 분지형 알킬 기일 수 있다. 모노 분지형 알킬 기의 예는 2-에틸헥실, 2-프로필헵틸 또는 2-옥틸도데실을 포함한다.
마찰 개질제는 또한 물질 예컨대 황화된 지방 화합물 및 올레핀, 몰리브데늄 디알킬디티오포스페이트, 몰리브데늄 디티오카르바메이트, 또는 다른 유용성 몰리브데늄 착물 예컨대 Molyvan® 855(R.T. Vanderbilt, Inc사로부터 시판됨) 또는 Sakuralube® S-700 또는 Sakuralube® S-710(Adeka, Inc사로부터 시판됨)을 포함할 수 있다. 유용성 몰리브데늄 착물은 마찰을 저하시키는 것을 돕지만, 밀봉 적합성을 손상시킬 수 있다.
일 실시형태에서, 마찰 개질제는 유용성 몰리브데늄 착물일 수 있다. 유용성 몰리브데늄 착물은 몰리브데늄 디티오카르바메이트, 몰리브데늄 디티오포스페이트, 몰리브데늄 블루 옥사이드 착물 또는 다른 유용성 몰리브데늄 착물 또는 이의 혼합물을 포함할 수 있다. 유용성 몰리브데늄 착물은 몰리브데늄 옥사이드와 히드록사이드의 믹스(mix), 소위 "블루" 옥사이드일 수 있다. 몰리브데늄 블루 옥사이드는 5 내지 6의 평균 산화 상태의 몰리브데늄을 갖고 MoO2(OH) 내지 MoO2.5(OH)0.5의 혼합물이다. 유용성의 예는 상표명 Luvodor® MB 또는 Luvador® MBO(Lehmann and Voss GmbH사로부터 시판됨)로 알려진 몰리브데늄 블루 옥사이드 착물이다. 유용성 몰리브데늄 착물은 금속-가공 조성물의 0 중량% 내지 5 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 5 중량% 또는 1 내지 3 중량%로 존재할 수 있다.
일 실시형태에서, 마찰 개질제는 장쇄 지방산 에스테르일 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 장쇄 지방산 에스테르는 모노-에스테르일 수 있고, 또 다른 실시형태에서, 장쇄 지방산 에스테르는 해바라기 오일 또는 대두 오일과 같은 트리글리세리드 또는 폴리올과 지방족 카르복시산의 모노에스테르일 수 있다. 상기 기재된 마찰 개질제는 금속-가공 조성물 / 코팅 조성물의 0 중량% 내지 6 중량%, 또는 0.01 중량% 내지 4 중량%, 또는 0.05 중량% 내지 2 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 2 중량%로 존재할 수 있다.
본원에서 유용한 지방산은 8 내지 35개의 탄소 원자, 및 일 실시형태에서 16 내지 24개의 탄소 원자의 모노카르복시산을 포함한다. 상기 모노카르복시산의 예는 불포화 지방산, 예컨대 미리스톨레산, 팔미톨레산, 사피엔산, 올레산, 엘라이드산, 박센산, 리놀레산, 리노엘라이드산; α-리놀렌산; 아라키돈산; 에이코사펜타엔산; 에루스산, 도코사헥사엔산; 및 포화 지방산, 예컨대 카프릴산; 카프르산; 라우르산, 미리스트산; 팔미트산; 스테아르산, 아라키드산, 베헨산; 리그노세르산, 세로트산, 이소스테아르산, 가돌레산, 톨 오일 지방산, 또는 이의 조합을 포함한다. 이러한 산은 포화, 불포화될 수 있거나, 히드로카르빌 백본으로부터, 12-히드록시 스테아르산에서와 같이 히드록시 기와 같은 다른 관능기를 가질 수 있다. 다른 예시적 카르복시산은 미국 특허 제7,435,707호에 기재되어 있다. 지방산(들)은 0.1 중량% 내지 50 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 25 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 10 중량%로 금속 가공 조성물에 존재할 수 있다.
적합한 금속 세제는 상기 기재된 세제를 포함한다. 금속 세제는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 금속 세제는 조성물의 0.1 중량% 내지 20%의 범위; 예컨대 적어도 1 중량% 또는 10 중량% 이하로 존재할 수 있다.
예시적 계면활성제는 비이온성 폴리옥시에틸렌 계면활성제 예컨대 에톡시화 알킬 페놀 및 에톡시화 지방족 알코올, 지방, 수지 및 톨 오일 산의 폴리에틸렌 글리콜 에스테르 및 지방산의 폴리옥시에틸렌 에스테르 또는 음이온성 계면활성제 예컨대 선형 알킬 벤젠 술포네이트, 알킬 술포네이트, 알킬 에테르 포스포네이트, 에테르 술페이트, 술포숙시네이트, 및 에테르 카르복실레이트를 포함한다. 계면활성제(들)은 0.0001 중량% 내지 10 중량%, 또는 0.0001 중량% 내지 2.5 중량%로 금속 가공 조성물에 존재할 수 있다.
소포제는 유기 실리콘 및 비(非)실리콘 발포 저해제를 포함할 수 있다. 유기 실리콘의 예는 디메틸 실리콘 및 폴리실록산을 포함한다. 비실리콘 발포 저해제의 예는 폴리에테르, 폴리아크릴레이트 및 이의 혼합물뿐만 아니라 에틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 및 선택적으로는 비닐 아세테이트의 공중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 소포제는 폴리아크릴레이트일 수 있다. 소포제는 0.001 중량% 또는 심지어 0.0025 중량% 내지 0.10 중량%로 조성물에 존재할 수 있다.
본원에서 유용한 해유화제는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 알코올 옥사이드(에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드) 중합체, 폴리옥시알킬렌 알코올, 알킬 아민, 아미노 알코올, 에틸렌 옥사이드 또는 치환된 에틸렌 옥사이드 혼합물과 순차적으로 반응되는 디아민 또는 폴리아민, 트리알킬 포스페이트, 및 이의 조합을 포함한다. 해유화제(들)은 0.0001 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어, 0.0001 중량% 내지 2.5 중량%로 부식-저해 조성물에 존재할 수 있다.
예시적 화합물 이외에 다른 부식 저해제는 또한 본원에 제공된 조성물에서 사용될 수 있다. 사용될 수 있는 부식 저해제는 티아졸, 트리아졸 및 티아디아졸을 포함한다. 예는 벤조트리아졸, 톨릴트리아졸, 옥틸트리아졸, 데실트리아졸, 도데실트리아졸, 2-메르캅토벤조티아졸, 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸, 2-메르캅토-5-히드로카르빌티오-1,3,4-티아디아졸, 2-메르캅토-5-히드로카르빌디티오-1,3,4-티아디아졸, 2,5-비스(히드로카르빌티오)-1,3,4-티아디아졸, 및 2,5-비스-(히드로카르빌디티오)-1,3,4-티아디아졸을 포함한다. 다른 적합한 부식 저해제는 에테르 아민; 폴리에톡시화 화합물 예컨대 에톡시화 아민, 에톡시화 페놀, 및 에톡시화 알코올; 이미다졸린을 포함한다. 다른 적합한 부식 저해제는 알케닐 기가 10개 이상의 탄소 원자를 함유하는 알케닐숙신산 예컨대, 예를 들어 테트라프로페닐숙신산, 테트라데세닐숙신산, 헥사데세닐숙신산; 600 내지 3000의 분자량 범위의 장쇄 알파, 오메가-디카르복시산; 및 다른 유사 물질을 포함한다. 상기 저해제의 다른 비제한적 예는 미국 특허 제3,873,465호, 제3,932,303호, 제4,066,398호, 제4,402,907호, 제4,971,724호, 제5,055,230호, 제5,275,744호, 제5,531,934호, 제5,611,991호, 제5,616,544호, 제5,744,069호, 제5,750,070호, 제5,779,938호, 및 제5,785,896호; 문헌[Corrosion Inhibitors, C. C. Nathan, ed., NACE, 1973]; 문헌[I. L. Rozenfeld, Corrosion Inhibitors, McGraw-Hill, 1981]; 문헌[Metals Handbook, 9th Ed., Vol. 13-Corrosion, pp. 478497]; 문헌[Corrosion Inhibitors for Corrosion Control, B. G. Clubley, ed., The Royal Society of Chemistry, 1990]; 문헌[Corrosion Inhibitors, European Federation of Corrosion Publications Number 11, The Institute of Materials, 1994]; 문헌[Corrosion, Vol. 2-Corrosion Control, L. L. Sheir, R. A. Jarman, and G. T. Burstein, eds., Butterworth-Heinemann, 1994, pp. 17:10-17:39]; 문헌[Y. I. Kuznetsov, Organic Inhibitors of Corrosion of Metals, Plenum, 1996]; 및 문헌[V. S. Sastri, Corrosion Inhibitors: Principles and Applications, Wiley, 1998]에서 찾을 수 있다. 다른 부식 저해제(들)은 0.0001 중량% 내지 5 중량%, 예를 들어, 0.0001 중량% 내지 3 중량%로 금속-가공 조성물에 존재할 수 있다.
조성물에 포함될 수 있는 분산제는 유용성 중합체성 탄화수소 백본을 갖고 분산되는 입자와 관련될 수 있는 관능기를 갖는 것을 포함한다. 중합체성 탄화수소 백본은 750 내지 1500 달톤의 범위의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 예시적 관능기는 흔히 가교 기를 통해, 중합체 백본에 부착되는 아민, 알코올, 아미드, 및 에스테르 극성 모이어티를 포함한다. 예시적 분산제는, 미국 특허 제3,697,574호 및 제3,736,357호에 기재된 만니히(Mannich) 분산제; 미국 특허 제4,234,435호 및 제4,636,322호에 기재된 무회 숙신이미드 분산제; 미국 특허 제3,219,666호, 제3,565,804호, 및 제5,633,326호에 기재된 아민 분산제; 미국 특허 제5,936,041호, 제5,643,859호, 및 제5,627,259호에 기재된 코흐(Koch) 분산제, 및 미국 특허 제5,851,965호, 제5,853,434호, 및 제5,792,729호에 기재된 폴리알킬렌 숙신이미드 분산제를 포함한다. 분산제(들)은 0.0001 중량% 내지 10 중량%, 예를 들어, 0.0005 중량% 내지 2.5 중량%로 금속-가공 조성물에 존재할 수 있다.
극압제는 황 및/또는 인 및/또는 염소를 함유하는 화합물일 수 있다. 극압제의 예는 폴리술파이드, 황화 올레핀, 티아디아졸, 염소화 파라핀, 과염기화 술포네이트 또는 이의 혼합물을 포함한다.
티아디아졸의 예는 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸, 또는 이의 올리고머, 히드로카르빌-치환된 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸, 히드로카르빌티오-치환된 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸, 또는 이의 올리고머를 포함한다. 히드로카르빌-치환된 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸의 올리고머는 전형적으로 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸 단위들 사이에 황-황 결합을 형성함으로써 형성되어, 상기 티아디아졸 단위 중 둘 이상의 올리고머를 형성한다. 적합한 티아디아졸 화합물의 예는 디메르캅토티아디아졸, 2,5-디메르캅토-[1,3,4]-티아디아졸, 3,5-디메르캅토-[1,2,4]-티아디아졸, 3,4-디메르캅토-[1,2,5]-티아디아졸, 또는 4-5-디메르캅토-[1,2,3]-티아디아졸 중 적어도 하나를 포함한다. 전형적으로, 쉽게 이용가능한 물질, 예컨대 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸 또는 히드로카르빌-치환된 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸 또는 히드로카르빌티오-치환된 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸이 통상적으로 이용된다. 상이한 실시형태에서, 히드로카르빌-치환기 상의 탄소 원자의 수는 1 내지 30개, 2 내지 25개, 4 내지 20개, 6 내지 16개, 또는 8 내지 10개를 포함한다. 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸은 2,5-디옥틸 디티오-1,3,4-티아디아졸, 또는 2,5-디노닐 디티오-1,3,4-티아디아졸일 수 있다.
일 실시형태에서, 폴리술파이드 분자의 적어도 50 중량%는 트리-술파이드 또는 테트라-술파이드의 혼합물이다. 다른 실시형태에서, 폴리술파이드 분자의 적어도 55 중량%, 또는 적어도 60 중량%는 트리-술파이드 또는 테트라-술파이드의 혼합물이다.
폴리술파이드는 오일, 지방산 또는 에스테르, 올레핀 또는 폴리올레핀으로부터의 황화 유기 폴리술파이드를 포함한다.
황화될 수 있는 오일은 천연 또는 합성 오일, 예컨대 미네랄 오일, 라드 오일, 지방족 알코올과 지방산 또는 지방족 카르복시산으로부터 유래된 카르복실레이트 에스테르(예를 들어, 미리스틸 올레에이트 및 올레일 올레에이트), 및 합성 불포화 에스테르 또는 글리세리드를 포함한다.
지방산은 8 내지 30개, 또는 12 내지 24개의 탄소 원자를 함유하는 것을 포함한다. 지방산의 예는 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 및 톨 오일을 포함한다. 혼합된 불포화 지방산 에스테르로부터 제조된 황화 지방산 에스테르는 동물성 지방 및 식물성 오일, 예컨대 톨 오일, 아마인 오일, 대두 오일, 평지씨 오일, 및 생선 오일로부터 수득된다.
폴리술파이드는 광범위한 알켄으로부터 유래된 올레핀을 포함한다. 알켄은 전형적으로 하나 이상의 이중 결합을 갖는다. 올레핀은 일 실시형태에서 3 내지 30개의 탄소 원자를 함유한다. 다른 실시형태에서, 올레핀은 3 내지 16개, 또는 3 내지 9개의 탄소 원자를 함유한다. 일 실시형태에서, 황화 올레핀은 프로필렌, 이소부틸렌, 펜텐 또는 이의 혼합물로부터 유래된 올레핀을 포함한다.
일 실시형태에서, 폴리술파이드는 상기 기재된 올레핀을 알려진 기술에 의해 중합하는 것으로부터 유래된 폴리올레핀을 포함한다.
일 실시형태에서, 폴리술파이드는 디부틸 테트라술파이드, 올레산의 황화 메틸 에스테르, 황화 알킬페놀, 황화 디펜텐, 황화 디시클로펜타디엔, 황화 테르펜, 및 황화 디엘스-알더 부가물을 포함한다.
염소화 파라핀은 장쇄 염소화 파라핀(C20+) 및 중쇄 염소화 파라핀(C14-C17) 모두를 포함할 수 있다. 예는 Dover Chemical사로부터의 Choroflo, Paroil 및 Chlorowax 제품을 포함한다.
과염기화 술포네이트는 상기 논의되었다. 과염기화 술포네이트의 예는 Lubrizol® 5283C, Lubrizol® 5318A, Lubrizol® 5347LC 및 Lubrizol® 5358을 포함한다.
극압제는 금속가공 조성물의 0 중량% 내지 25 중량%, 1.0 중량% 내지 15.0 중량%, 2.0 중량% 내지 10.0 중량%로 존재할 수 있다.
코팅 조성물은 상기 기재된 용매 및/또는 희석 오일, 예컨대 API 베이스 오일로 상기 표 1의 조성물을 추가 희석시킴으로써 제조될 수 있다. 코팅 조성물은 코팅 조성물의 총 중량을 기준으로, 5 중량%, 6 중량%, 10 중량%, 20 중량%, 또는 심지어 70 내지 90 중량%의 용매 또는 희석제 오일로 개시된 조성물을 희석시킴으로써 제조될 수 있다. 적합한 희석제는, 나프텐계 오일, 미네랄 스피릿, I군 파라핀계 베이스 오일, II군 파라핀계 베이스 오일, 및 II+군 파라핀계 베이스 오일, 또는 이의 조합을 포함한다.
금속 세제 및 적어도 하나의 히드로카르빌-치환된 카르복시산을 포함하는 개시된 부식 저해 조성물을 갖는 코팅 조성물은 ASTM B 117에 기재된 염 분무 시험을 사용하여 평가될 수 있다.
윤활 조성물 - 산업용 기어 및 유압 오일
개시된 조성물은, 산업용 윤활제 첨가제 패키지로서 또한 나타내어질 수 있는, 산업용 첨가제 패키지를 포함한다. 이러한 산업용 첨가제 패키지는 산업용 기어 및/또는 유압 오일을 위한 윤활제에서 사용되도록 설계된다. 윤활 조성물은 윤활 점도의 오일을 포함할 수 있다. 상기 오일은 상기 기재된 바와 같은 천연 오일 및 합성 유체, 수소화분해, 수소화, 및 수소화처리로부터 유래된 오일, 비정제, 정제, 재정제 오일 또는 이의 혼합물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 윤활 점도의 오일은 I군, II군, II+군 베이스 오일, 또는 이의 조합을 포함한다.
본원에 개시된 부식 저해제 이외에, 산업용 첨가제 패키지에 존재할 수 있는 첨가제는 발포 저해제, 해유화제, 유동점 강하제, 항산화제, 분산제, 금속 탈활성화제(예컨대 구리 탈활성화제), 항마멸제, 극압제, 점도 개질제, 또는 이의 일부 혼합물을 포함한다. 첨가제는 각각 50 ppm, 75 ppm, 100 ppm 또는 심지어 150 ppm 최대 5 중량%, 4 중량%, 3 중량%, 2 중량% 또는 심지어 1.5 중량%, 또는 75 ppm 내지 0.5 중량%, 100 ppm 내지 0.4 중량%, 또는 150 ppm 내지 0.3 중량%의 범위로 존재할 수 있고, 여기서 중량% 값은 전체 윤활 조성물에 관한 것이다. 다른 실시형태에서, 전체 산업용 첨가제 패키지는 전체 윤활 조성물의 1 내지 20 중량%, 또는 1 내지 10 중량%로 존재할 수 있다. 그러나, 대안적으로 베이스 유체의 일부로서 여겨질 수 있는 점도 개질 중합체를 포함하는 일부 첨가제는, 베이스 유체와 별개로 여겨지는 경우 최대 30 중량%, 40 중량%, 또는 심지어 50 중량%를 포함하는 더 많은 양으로 존재할 수 있다. 첨가제는 단독으로 또는 이의 혼합물로서 사용될 수 있다.
윤활제는 또한 소포제를 포함할 수 있다. 소포제는 유기 실리콘 및 비실리콘 발포 저해제를 포함할 수 있다. 유기 실리콘의 예는 디메틸 실리콘 및 폴리실록산을 포함한다. 비실리콘 발포 저해제의 예는 폴리에테르, 폴리아크릴레이트 및 이의 혼합물뿐만 아니라 에틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 및 선택적으로는 비닐 아세테이트의 공중합체를 포함한다. 일부 실시형태에서, 소포제는 폴리아크릴레이트일 수 있다. 소포제는 0.001 중량% 내지 0.012 중량% 또는 0.004 중량% 또는 심지어 0.001 중량% 내지 0.003 중량%로 조성물에 존재할 수 있다.
윤활제는 또한 해유화제를 포함할 수 있다. 해유화제는 에틸렌 옥사이드 또는 치환된 에틸렌 옥사이드와 순차적으로 반응되는 프로필렌 옥사이드, 에틸렌 옥사이드, 폴리옥시알킬렌 알코올, 알킬 아민, 아미노 알코올, 디아민 또는 폴리아민의 유도체 또는 이의 혼합물을 포함할 수 있다. 해유화제의 예는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에틸렌 옥사이드, 폴리프로필렌 옥사이드, (에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드) 중합체 및 이의 혼합물을 포함한다. 해유화제는 폴리에테르일 수 있다. 해유화제는 0.002 중량% 내지 0. 2 중량%로 조성물에 존재할 수 있다.
윤활제는 유동점 강하제를 포함할 수 있다. 유동점 강하제는 말레산 무수물-스티렌 공중합체의 에스테르, 폴리메타크릴레이트; 폴리아크릴레이트; 폴리아크릴아미드; 할로파라핀 왁스 및 방향족 화합물의 축합 생성물; 비닐 카르복실레이트 중합체; 및 디알킬 푸마레이트의 삼원중합체, 지방산의 비닐 에스테르, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 알킬 페놀 포름알데히드 축합 수지, 알킬 비닐 에테르 및 이의 혼합물을 포함할 수 있다.
윤활제는 또한 상기 개시된 부식 저해제 또는 녹 저해제, 다른 부식 저해제를 포함할 수 있다. 적합한 녹 저해제는 알킬인산의 히드로카르빌 아민 염, 디알킬디티오인산의 히드로카르빌 아민 염, 히드로카르빌 아릴 술폰산의 히드로카르빌 아민 염, 지방 카르복시산 또는 이의 에스테르, 질소-함유 카르복시산의 에스테르, 암모늄 술포네이트, 이미다졸린, 또는 이의 임의의 조합; 또는 이의 혼합물을 포함한다.
알킬인산의 적합한 히드로카르빌 아민 염은 하기 화학식으로 나타내어질 수 있고:
Figure pct00002
식 중에서, R26 및 R27은 독립적으로 수소, 알킬 사슬 또는 히드로카르빌이고, 전형적으로 R26 및 R27 중 적어도 하나는 히드로카르빌이다. R26 및 R27은 4 내지 30개, 또는 8 내지 25개, 또는 10 내지 20개, 또는 13 내지 19개의 탄소 원자를 함유한다. R28, R29 및 R30은 독립적으로 1 내지 30개, 또는 4 내지 24개, 또는 6 내지 20개, 또는 10 내지 16개의 탄소 원자를 갖는 수소, 알킬 분지형 또는 선형 알킬 사슬이다. R28, R29 및 R30은 독립적으로 수소, 알킬 분지형 또는 선형 알킬 사슬이거나, R28, R29 및 R30 중 적어도 하나 또는 둘은 수소이다.
R28, R29 및 R30에 적합한 알킬 기의 예는 부틸, sec 부틸, 이소부틸, tert-부틸, 펜틸, n-헥실, sec 헥실, n-옥틸, 2-에틸, 헥실, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 옥타데세닐, 노나데실, 에이코실 또는 이의 혼합물을 포함한다.
일 실시형태에서, 알킬인산의 히드로카르빌 아민 염은 C11 내지 C14 3차 알킬 1차 아민의 혼합물일 수 있는 C14 내지 C18 알킬화 인산과 Primene 81R(Rohm & Haas사로부터 제조 및 시판됨)의 반응 생성물일 수 있다.
디알킬디티오인산의 히드로카르빌 아민 염은 녹 저해제, 예컨대 디알킬디티오인산의 히드로카르빌 아민 염을 포함할 수 있다. 이는 헵틸 또는 옥틸 또는 노닐 디티오인산과 에틸렌 디아민, 모르폴린 또는 Primene 81R 또는 이의 혼합물의 반응 생성물일 수 있다.
히드로카르빌 아릴 술폰산의 히드로카르빌 아민 염은 디노닐 나프탈렌 술폰산의 에틸렌 디아민 염을 포함할 수 있다.
적합한 지방 카르복시산 또는 이의 에스테르의 예는 글리세롤 모노올레에이트 및 올레산을 포함한다. 질소-함유 카르복시산의 적합한 에스테르의 예는 올레일 사르코신을 포함한다.
윤활제는 금속 탈활성화제, 또는 이의 혼합물을 함유할 수 있다. 금속 탈활성화제는 벤조트리아졸의 유도체(전형적으로 톨릴트리아졸), 1,2,4-트리아졸, 벤지미다졸, 2-알킬디티오벤즈이미다졸 또는 2-알킬디티오벤조티아졸, 1-아미노-2-프로판올, 디메르캅토티아디아졸의 유도체, 옥틸아민 옥타노에이트, 도데세닐 숙신산 또는 무수물 및/또는 지방산 예컨대 올레산과 폴리아민의 축합 생성물로부터 선택될 수 있다. 금속 탈활성화제는 또한 부식 저해제로서 기재될 수 있다. 금속 탈활성화제는 윤활 오일 조성물의 0.001 중량% 내지 0.5 중량%, 0.01 중량% 내지 0.04 중량% 또는 0.015 중량% 내지 0.03 중량%의 범위로 존재할 수 있다. 금속 탈활성화제는 또한 0.002 중량% 또는 0.004 중량% 내지 0.02 중량%로 조성물에 존재할 수 있다. 금속 탈활성화제는 단독으로 또는 이의 혼합물로 사용될 수 있다.
윤활제는 또한 항산화제, 또는 이의 혼합물을 포함할 수 있다. 항산화제는 (i) 알킬화 디페닐아민, 및 (ii) 치환된 히드로카르빌 모노-술파이드를 포함한다. 일부 실시형태에서, 알킬화 디페닐아민은 비스-노닐화 디페닐아민 및 비스-옥틸화 디페닐아민을 포함한다. 일부 실시형태에서, 치환된 히드로카르빌 모노술파이드는 n-도데실-2-히드록시에틸 술파이드, 1-(tert-도데실티오)-2-프로판올, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 치환된 히드로카르빌 모노술파이드는 1-(tert-도데실티오)-2-프로판올일 수 있다. 항산화제 패키지는 또한 입체 장해 페놀을 포함할 수 있다. 입체 장해 페놀에 적합한 히드로카르빌 기의 예는 2-에틸헥실 또는 n-부틸 에스테르, 도데실 또는 이의 혼합물을 포함한다. 메틸렌-가교된 입체 장해 페놀의 예는 4,4'-메틸렌-비스(6-tert-부틸 o-크레졸), 4,4'-메틸렌-비스(2-tert-아밀-o-크레졸), 2,2'-메틸렌-비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 4,4'-메틸렌-비스(2,6-디-tert부틸페놀) 또는 이의 혼합물을 포함한다.
항산화제는 0.01 중량% 내지 6.0 중량% 또는 0.02 중량% 내지 1 중량%의 조성물에 존재할 수 있다. 첨가제는 1 중량%, 0.5 중량%, 또는 그 이하로 조성물에 존재할 수 있다.
윤활제는 또한 질소-함유 분산제, 예를 들어 히드로카르빌 치환된 질소 함유 첨가제를 포함할 수 있다. 적합한 히드로카르빌 치환된 질소 함유 첨가제는 무회 분산제 및 중합체성 분산제를 포함한다. 무회 분산제는, 공급되는 바와 같이 이것이 금속을 함유하지 않으므로 일반적으로 윤활제에 첨가될 때 술페이트화 회분(ash)에 기여하지 않기 때문에 그렇게 명명된다. 그러나, 이는 물론, 금속-함유 종을 포함하는 윤활제에 첨가되면 주변 금속과 상호 작용할 수 있다. 무회 분산제는 상대적으로 높은 분자량 탄화수소 사슬에 부착된 극성 기를 특징으로 한다. 상기 물질의 예는 숙신이미드 분산제, 만니히 분산제, 및 이의 붕산화 유도체를 포함한다.
윤활제는 또한 황-함유 화합물을 포함할 수 있다. 적합한 황-함유 화합물은 황화 올레핀 및 폴리술파이드를 포함한다. 황화 올레핀 또는 폴리술파이드는 이소부틸렌, 부틸렌, 프로필렌, 에틸렌, 또는 이의 일부 조합으로부터 유래될 수 있다. 일부 예에서, 황-함유 화합물은 상기 기재된 천연 오일 또는 합성 오일 중 어느 하나로부터 유래된 황화 올레핀, 또는 심지어 이의 일부 조합이다. 예를 들어, 황화 올레핀은 식물성 오일로부터 유래될 수 있다. 황화 올레핀은 0 중량% 내지 5.0 중량% 또는 0.01 중량% 내지 4.0 중량% 또는 0.1 중량% 내지 3.0 중량%로 윤활 조성물에 존재할 수 있다.
윤활제는 또한 인 함유 화합물, 예컨대 지방 포스파이트를 포함할 수 있다. 인 함유 화합물은 히드로카르빌 포스파이트, 인산 에스테르, 인산 에스테르의 아민 염, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 인 함유 화합물은 히드로카르빌 포스파이트, 이의 에스테르, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 인 함유 화합물은 히드로카르빌 포스파이트를 포함한다. 일부 실시형태에서, 히드로카르빌 포스파이트는 알킬 포스파이트일 수 있다. 알킬은 오로지 탄소 및 수소 원자를 함유하는 알킬 기를 의미하지만, 포화 또는 불포화 알킬 기 또는 이의 혼합물이 고려된다. 일부 실시형태에서, 인 함유 화합물은 완전 포화 알킬 기를 갖는 알킬 포스파이트를 포함한다. 일부 실시형태에서, 인 함유 화합물은 일부 불포화를 갖는, 예를 들어 탄소 원자들 사이의 하나의 이중 결합을 갖는 알킬 기를 갖는 알킬 포스파이트를 포함한다. 상기 불포화 알킬 기는 또한 알케닐 기로 나타내어질 수 있지만, 달리 나타내지 않는 한, 본원에서 사용된 용어 "알킬 기" 내에 포함된다. 일부 실시형태에서, 인 함유 화합물은 알킬 포스파이트, 인산 에스테르, 인산 에스테르의 아민 염, 또는 이의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 인 함유 화합물은 알킬 포스파이트, 이의 에스테르, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 인 함유 화합물은 알킬 포스파이트를 포함한다. 일부 실시형태에서, 인 함유 화합물은 알케닐 포스파이트, 인산 에스테르, 인산 에스테르의 아민 염, 또는 이의 임의의 조합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 인 함유 화합물은 알케닐 포스파이트, 이의 에스테르, 또는 이의 조합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 인 함유 화합물은 알케닐 포스파이트를 포함한다. 일부 실시형태에서, 인 함유 화합물은 디알킬 히드로겐 포스파이트를 포함한다. 일부 실시형태에서, 인-함유 화합물은 인산 에스테르 및/또는 이의 아민 염을 본질적으로 함유하지 않거나, 심지어 완전히 함유하지 않는다. 일부 실시형태에서, 인-함유 화합물은 지방 포스파이트로서 기재될 수 있다. 적합한 포스파이트는 4개 이상, 또는 8개 이상, 또는 12개 이상의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 히드로카르빌 기를 갖는 것을 포함한다. 히드로카르빌 기 상의 탄소 원자의 수에 관한 전형적 범위는 8 내지 30개, 또는 10 내지 24개, 또는 12 내지 22개, 또는 14 내지 20개, 또는 16 내지 18개를 포함한다. 포스파이트는 모노-히드로카르빌 치환된 포스파이트, 디-히드로카르빌 치환된 포스파이트, 또는 트리-히드로카르빌 치환된 포스파이트일 수 있다. 일 실시형태에서, 포스파이트는 황-비함유일 수 있는데, 즉 포스파이트는 티오포스파이트가 아니다. 4개 이상의 탄소 원자를 갖는 적어도 하나의 히드로카르빌 기를 갖는 포스파이트는 하기 화학식으로 나타내어질 수 있다:
Figure pct00003
또는
Figure pct00004
식 중에서, R6, R7 및 R8 중 적어도 하나는 적어도 4개의 탄소 원자를 함유하는 히드로카르빌 기일 수 있고, 다른 것은 수소 또는 히드로카르빌 기일 수 있다. 일 실시형태에서, R6, R7 및 R8은 모두 히드로카르빌 기이다. 히드로카르빌 기는 알킬, 시클로알킬, 아릴, 비시클릭(acyclic) 또는 이의 조합일 수 있다. 모든 3개의 기 R6, R7 및 R8을 갖는 화학식에서, 화합물은 트리-히드로카르빌 치환된 포스파이트일 수 있고, 즉 R6, R7 및 R8은 모두 히드로카르빌 기이고, 일부 실시형태에서 알킬 기일 수 있다.
알킬 기는 선형 또는 분지형, 전형적으로 선형일 수 있고, 포화 또는 불포화, 전형적으로 포화될 수 있다. R6, R7 및 R8에 대한 알킬 기의 예는 옥틸, 2-에틸헥실, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 옥타데세닐, 노나데실, 에이코실 또는 이의 혼합물을 포함한다. 일부 실시형태에서, 지방 포스파이트 구성성분은 윤활 조성물 전체적으로 인산 에스테르 및/또는 이의 아민 염을 본질적으로 함유하지 않거나, 심지어 완전히 함유하지 않는다. 일부 실시형태에서, 지방 포스파이트는 알케닐 포스파이트 또는 이의 에스테르, 예를 들어 디메틸 히드로겐 포스파이트의 에스테르를 포함한다. 디메틸 히드로겐 포스파이트는 알코올, 예를 들어 올레일 알코올과의 반응에 의해, 에스테르화될 수 있고, 일부 실시형태에서 트랜스에스테르화될 수 있다.
윤활제는 또한 하나 이상의 인 아민 염을 포함할 수 있지만, 첨가제 패키지, 또는 다른 실시형태에서, 생성된 산업용 윤활 조성물이 1.0 중량% 이하의 상기 물질, 또는 심지어 0.75 중량% 이하 또는 0.6 중량%의 상기 물질을 함유하는 양으로 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 산업용 윤활제 첨가제 패키지, 또는 생성된 산업용 윤활 조성물은, 인 아민 염을 본질적으로 함유하지 않거나 심지어 완전히 함유하지 않는다.
윤활제는 또한 하나 이상의 항마멸 첨가제 및/또는 극압제, 하나 이상의 녹 저해제 및/또는 부식 저해제, 하나 이상의 발포 저해제, 하나 이상의 해유화제, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일부 실시형태에서, 산업용 윤활제 첨가제 패키지, 또는 생성된 산업용 윤활 조성물은, 인 아민 염, 분산제, 또는 둘 모두를 본질적으로 함유하지 않거나 심지어 완전히 함유하지 않는다.
일부 실시형태에서, 산업용 윤활제 첨가제 패키지, 또는 생성된 산업용 윤활 조성물은, 해유화제, 부식 저해제, 마찰 개질제, 또는 이의 둘 이상의 조합을 포함한다. 일부 실시형태에서, 부식 저해제는 톨릴트리아졸을 포함한다. 보다 다른 실시형태에서, 산업용 첨가제 패키지, 또는 생성된 산업용 윤활 조성물은, 하나 이상의 황화 올레핀 또는 폴리술파이드; 하나 이상의 인 아민 염; 하나 이상의 티오포스페이트 에스테르, 하나 이상의 티아디아졸, 톨릴트리아졸, 폴리에테르, 및/또는 알케닐 아민; 하나 이상의 에스테르 공중합체; 하나 이상의 카르복시산 에스테르; 하나 이상의 숙신이미드 분산제, 또는 이의 임의의 조합을 포함한다.
산업용 윤활제 첨가제 패키지는 1 중량% 내지 5 중량%, 또는 다른 실시형태에서, 1 중량%, 1.5 중량%, 또는 심지어 2 중량%로부터 최대 2 중량%, 3 중량%, 4 중량%, 5 중량%, 7 중량% 또는 심지어 10 중량%로 전체 산업용 윤활제에 존재할 수 있다. 산업용 기어 농축 윤활제에 존재할 수 있는 산업용 기어 첨가제 패키지의 양은, 상기 중량%에 상응하는 양이고, 여기서 값은 존재하는 오일이 없는 것으로 간주된다(즉, 이는 존재하는 오일의 실제 양과 함께 중량% 값으로 처리될 수 있음).
윤활제는 또한 히드록시-카르복시산의 유도체를 포함할 수 있다. 적합한 산은 1 내지 5 또는 2개의 카르복시 기 또는 1 내지 5 또는 2개의 히드록시 기를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 마찰 개질제는 하기 화학식으로 나타내어지는 히드록시-카르복시산으로부터 유래될 수 있다:
Figure pct00005
식 중에서: a 및 b는 독립적으로 1 내지 5, 또는 1 내지 2의 정수일 수 있고; X는 지방족 또는 비시클릭 기, 또는 탄소 사슬에 산소 원자를 함유하는 지방족 또는 비시클릭 기, 또는 상기 유형의 치환된 기일 수 있고, 상기 기는 6개 이하의 탄소 원자를 함유하고 a+b개의 이용가능한 부착 지점을 갖고; 각각의 Y는 독립적으로 -O-, >NH, 또는 >NR3일 수 있거나 2개의 Y는 함께 2개의 카르보닐 기 사이에 형성된 이미드 구조 R4-N<의 질소를 나타내고; 각각의 R3 및 R4는 독립적으로 수소 또는 히드로카르빌 기일 수 있고, 단 적어도 하나의 R1 및 R3 기는 히드로카르빌 기일 수 있고; 각각의 R2는 독립적으로 수소, 히드로카르빌 기 또는 아실 기일 수 있고, 또한 단 적어도 하나의 -OR2 기는 -C(O)-Y-R1 기 중 적어도 하나에 대해 α 또는 β인 X 내의 탄소 원자 상에 배치되고, 또한 단 적어도 하나의 R2는 수소이다. 히드록시-카르복시산은 축합 반응을 통해 알코올 및/또는 아민과 반응되어, 본원에서 마찰 개질제 첨가제로서 또한 나타내어질 수 있는 히드록시-카르복시산의 유도체를 형성한다. 일 실시형태에서, 히드록시-카르복시산의 제조에서 사용된 히드록시-카르복시산은 하기 화학식으로 나타내어진다:
Figure pct00006
식 중에서, 각각의 R5는 독립적으로 H 또는 히드로카르빌 기일 수 있거나, R5 기는 함께 고리를 형성한다. 일 실시형태에서, 식 중에서 R5는 H이고, 축합 생성물은 선택적으로는 또한 아실화 또는 붕소 화합물과의 반응에 의해 관능화된다. 또 다른 실시형태에서, 마찰 개질제는 붕산화되지 않는다. 상기 실시형태 중 임의의 것에서, 히드록시-카르복시산은 타르타르산, 시트르산, 또는 이의 조합일 수 있고, 또한 상기 산의 반응성 동등물(예컨대 에스테르, 산 할라이드, 또는 무수물)일 수 있다.
생성된 마찰 개질제는 타르타르산, 시트르산, 또는 이의 혼합물의 이미드, 디-에스테르, 디-아미드, 또는 에스테르-아미드 유도체를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 히드록시카르복시산의 유도체는 타르타르산 또는 시트르산의 이미드, 디-에스테르, 디-아미드, 이미드 아미드, 이미드 에스테르 또는 에스테르-아미드 유도체를 포함한다. 일 실시형태에서, 히드록시카르복시산의 유도체는 타르타르산의 이미드, 디-에스테르, 디-아미드, 이미드 아미드, 이미드 에스테르 또는 에스테르-아미드 유도체를 포함한다. 일 실시형태에서, 히드록시카르복시산의 유도체는 타르타르산의 에스테르 유도체를 포함한다. 일 실시형태에서, 히드록시카르복시산의 유도체는 타르타르산의 이미드 및/또는 아미드 유도체를 포함한다. 마찰 개질제의 제조에서 사용된 아민은, 화학식 RR'NH를 가질 수 있고, 식 중에서 R 및 R'은 각각 독립적으로 H, 1 또는 8 내지 30 또는 150개의 탄소 원자, 즉 1 내지 150개 또는 8 내지 30개 또는 1 내지 30개 또는 8 내지 150개의 원자의 탄화수소-기반 라디칼을 나타낸다. 2, 3, 4, 6, 10, 또는 12개의 탄소 원자의 하한 및 120, 80, 48, 24, 20, 18, 또는 16개의 탄소 원자의 상한을 갖는 탄소 원자의 범위를 갖는 아민이 또한 사용될 수 있다. 일 실시형태에서, 기 R 및 R' 각각은 8 또는 6 내지 30 또는 12개의 탄소 원자를 갖는다. 일 실시형태에서, R 및 R'에서 탄소 원자의 합계는 적어도 8이다. R 및 R'은 선형 또는 분지형일 수 있다. 마찰 개질제의 제조에 유용한 알코올은 유사하게 1 또는 8 내지 30 또는 150개의 탄소 원자를 함유할 것이다. 2, 3, 4, 6, 10, 또는 12개의 탄소 원자의 하한 및 120, 80, 48, 24, 20, 18, 또는 16개의 탄소 원자의 상한으로부터의 탄소 원자의 범위를 갖는 알코올이 또한 사용될 수 있다. 특정 실시형태에서, 알코올-유래된 기의 탄소 원자의 수는 8 내지 24, 10 내지 18, 12 내지 16, 또는 13개의 탄소 원자일 수 있다. 알코올 및 아민은 선형 또는 분지형일 수 있고, 분지형인 경우, 분지는 사슬의 임의의 지점에서 발생할 수 있고 분지는 임의의 길이일 수 있다. 일부 실시형태에서, 사용된 알코올 및/또는 아민은 분지형 화합물을 포함하고, 보다 다른 실시형태에서, 사용된 알코올 및 아민은 적어도 50%, 75% 또는 심지어 80% 분지형이다. 다른 실시형태에서, 알코올은 선형이다. 일부 실시형태에서, 알코올 및/또는 아민은 적어도 6개의 탄소 원자를 갖는다. 따라서, 특정 실시형태에서, 적어도 6개의 탄소 원자의 분지형 알코올 및/또는 아민, 예를 들어, 단일 물질 또는 혼합물로서, 분지형 C6-18 또는 C8-18 알코올 또는 분지형 C12-16 알코올로부터 제조된 생성물. 구체적인 예는 2-에틸헥산올 및 이소트리데실 알코올을 포함하고, 이 중 후자는 다양한 이성질체의 시판 등급 혼합물을 나타낼 수 있다. 또한, 특정 실시형태에서 적어도 6개의 탄소 원자의 선형 알코올, 예를 들어 단일 물질 또는 혼합물로서, 선형 C6-18 또는 C8-18 알코올 또는 선형 C12-16 알코올로부터 제조된 생성물. 타르트레이트, 타르트리미드, 또는 타르트라미드의 제조에 사용된 타르타르산은 시판 유형(Sargent Welch사로부터 입수됨)일 수 있고, 이는 흔히 공급원(천연) 또는 합성 방법(예를 들어 말레산으로부터)에 따라, 하나 이상의 이성질체 형태, 예컨대 d-타르타르산, l-타르타르산, d,l-타르타르산 또는 메조-타르타르산으로 존재한다. 이러한 유도체는 또한 당업자에게 용이하게 명백한 2산에 대한 관능성 동등물(functional equivalent), 예컨대 에스테르, 산 클로라이드, 또는 무수물로부터 제조될 수 있다.
일부 실시형태에서, 첨가제 패키지는 하나 이상의 부식 저해제, 하나 이상의 분산제, 하나 이상의 항마멸 및/또는 극압 첨가제, 하나 이상의 극압제, 하나 이상의 소포제, 하나 이상의 세제, 및 선택적으로는 희석제로서 일부량의 베이스 오일 또는 유사한 용매를 포함한다.
추가적 첨가제는 0.1 중량% 내지 30 중량%, 또는 0.1 중량%, 1 중량% 또는 심지어 2 중량%의 최소 수준으로부터 30 중량%, 20 중량%, 10 중량%, 5 중량%, 또는 심지어 2 중량%의 최대값까지, 또는 0.1 중량% 내지 30 중량%, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 1 중량% 내지 20 중량%, 1 중량% 내지 10 중량%, 1 중량% 내지 5 중량%, 또는 심지어 약 2 중량%로 전체 산업용 기어 윤활 조성물에 존재할 수 있다. 이러한 범위 및 한계값은 조성물에 존재하는 각각의 개별적 추가 첨가제, 또는 존재하는 추가 첨가제 모두에 적용될 수 있다.
산업용 기어 윤활제는 하기를 포함할 수 있다:
0.01 중량% 내지 5 중량%의 포스-아민 염,
0.0001 중량% 내지 0.15 중량%의 단독으로 또는 2,5-비스(tert-도데실디티오)-1,3,4-티아디아졸, 톨릴트리아졸, 또는 이의 혼합물과의 조합으로 사용된, 개시된 부식 저해제,
윤활 점도의 오일,
0.02 중량% 내지 3 중량%의 아민계 또는 페놀계 항산화제, 또는 이의 혼합물로부터 선택된 항산화제,
0.005 중량% 내지 1.5 중량%의 붕산화 숙신이미드 또는 비(非)붕산화 숙신이미드,
0.001 중량% 내지 1.5 중량%의 중성 또는 약한 과염기화 칼슘 나프탈렌 술포네이트(전형적으로 중성 또는 약한 과염기화 칼슘 디노닐 나프탈렌 술포네이트), 및
0.001 중량% 내지 2 중량%, 또는 0.01 중량% 내지 1 중량%의 아연 디알킬디티오포스페이트, 아연 디알킬포스페이트, 인산 또는 에스테르의 아민 염, 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 항마멸제.
산업용 기어 윤활제는 또한 아래 표에 정의된 제형을 포함할 수 있다:
Figure pct00007
각각의 윤활제의 항마멸 성능은 ASTM D2782-02(2008) 윤활 유체의 극압 특성의 측정을 위한 표준 시험 방법(Timken 방법), ASTM D2783-03(2009) 윤활 유체의 극압 특성의 측정을 위한 표준 시험 방법(Four-Ball 방법), ASTM D4172-94(2010) 윤활 유체의 마멸 방지 특성에 관한 표준 시험 방법(Four-Ball 방법) 및 ASTM D5182-97(2014) 오일의 스커핑 로드 용량(Scuffing Load Capacity)의 평가를 위한 표준 시험 방법(FZG Visual 방법)에 따라 평가될 수 있다.
유압 윤활제는 하기를 포함할 수 있다:
0.01 중량% 내지 3 중량%의 포스-아민 염,
0.0001 중량% 내지 0.15 중량%의 단독으로 또는 2,5-비스(tert-도데실디티오)-1,3,4-티아디아졸, 톨릴트리아졸, 또는 이의 혼합물과의 조합으로 사용된, 개시된 부식 저해제,
윤활 점도의 오일,
0.02 중량% 내지 3 중량%의 아민계 또는 페놀계 항산화제, 또는 이의 혼합물로부터 선택된 항산화제,
0.005 중량% 내지 1.5 중량%의 붕산화 숙신이미드 또는 비붕산화 숙신이미드,
0.001 중량% 내지 1.5 중량%의 중성 또는 약한 과염기화 칼슘 나프탈렌 술포네이트(전형적으로 중성 또는 약한 과염기화 칼슘 디노닐 나프탈렌 술포네이트), 및
0.001 중량% 내지 2 중량%, 또는 0.01 중량% 내지 1 중량%의 아연 디알킬디티오포스페이트, 아연 디알킬포스페이트, 인산 또는 에스테르의 아민 염, 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 항마멸제(본 발명의 양성자성 염 이외).
유압 윤활제는 또한 아래 표에 정의된 제형을 포함할 수 있다:
Figure pct00008
각각의 윤활제의 항마멸 성능은 고압 정용적 베인 펌프(High Pressure Constant Volume Vane Pump)에서 석유 유압 유체의 마멸 특징을 나타내기 위한 ASTM D6973-08e1 표준 시험 방법에 따라 평가될 수 있다. 항마멸 성능은 또한 표준 팔렉스 블록-온-링 마멸 및 마찰 시험 기계(standard Falex Block-on-Ring wear and friction test machine)를 이용하여 평가될 수 있다. 이 시험에서, 표준 시험 블록은 실제 35VQ 펌프 베인의 조각을 수용하도록 변형된다. 베인은, 로드가 고정 베인에 적용되고 링이 회전되는 표준 팔렉스 링과 접촉된다. 스크린 시험은 표준 35VQ 펌프 시험에서 보여지는 바와 같은 유사한 로드, 슬라이딩 속도 및 오일 온도 조건에서 실행된다. 시험 베인 및 링의 질량은 시험 전후에 측정된다. 성능은 측정된 질량 손실의 총량으로 판단된다.
그리스
일 실시형태에서, 윤활제는 그리스에서 사용될 수 있다. 그리스는 본원에 개시된 윤활 점도의 오일, 그리스 증점제, 및 부식 저해 조성물을 포함하는 조성물을 가질 수 있다.
일 실시형태에서, 그리스는 또한 술포네이트 그리스일 수 있다. 상기 그리스는 당업계에 공지되어 있다. 또 다른 실시형태에서, 술포네이트 그리스는 중성 칼슘 술포네이트를 과염기화하여, 비정질 칼슘 카르보네이트를 형성하고 이후 이를 칼사이트, 또는 바테라이트 또는 이의 혼합물로 전환하는 것으로부터 제조된 칼슘 술포네이트 그리스일 수 있다.
그리스 증점제는 당업계에 공지된 임의의 그리스 증점제일 수 있다. 적합한 그리스 증점제는 비제한적으로, 카르복시산의 금속 염, 금속 비누 그리스 증점제, 혼합 알칼리 비누, 착물 비누, 비(非)비누 그리스 증점제, 상기 산-관능화 오일의 금속염, 폴리우레아 및 디우레아 그리스 증점제, 또는 칼슘 술포네이트 그리스 증점제를 포함한다. 다른 적합한 그리스 증점제는 중합체 증점제, 예컨대 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리스티렌, 및 올레핀 중합체를 포함한다. 무기 그리스 증점제가 또한 사용될 수 있다. 예시적 무기 증점제는 클레이, 유기-클레이, 실리카, 칼슘 카르보네이트, 카본 블랙, 안료 또는 구리 프탈로시아닌을 포함한다. 또한 증점제는 우레아 유도체, 예컨대 폴리우레아 또는 디우레아를 포함한다. 그리스의 특정 예는 아래 표에 요약된 것을 포함한다:
Figure pct00009
그리스 조성물에서 개선된 성능을 입증하기 위해, ASTM D1743 윤활 그리스의 부식 보호 특성을 측정하기 위한 표준 시험 방법, ASTM D5969-11e: 희석된 합성 해수 환경의 존재 하의 윤활 그리스의 부식-보호 특성에 관한 표준 시험 방법 및 ASTM D6138-13: 동적 습윤 조건 하의 윤활 그리스의 부식-보호 특성의 측정을 위한 표준 시험 방법(Emcor 시험)에 따라 대조군 표준에 비하여 평가될 수 있다.
상기 표에 개시된 이러한 양은 활성물 기준으로 계산되고 금속 세제 및/또는 카르복시산과 함께 존재할 수 있는 임의의 오일 또는 휘발성 희석제를 배제한다. 즉, 본 발명의 기술이 사용될 수 있는 방법 중 하나는, 선택적 휘발성 희석제의 존재 없이, 또는 오로지 소량, 예컨대 조성물의 최대 10 중량 백분율 또는 5 중량 백분율 또는 2 중량 백분율 또는 1 중량 백분율 또는 0.1 중량 백분율로의 이의 존재와 함께, 본원에 기재된 구성성분의 초기 혼합물을 제조하는 것에 의한다. 이러한 이유로, 다른 구성성분의 양은 선택적 휘발성 희석제의 양을 배제한 조성물의 백분율로 표현될 수 있다. 개시된 기술의 물질이 흔히 상업적으로 제조되고 유통될 수 있는 형태(휘발성 희석제- 또는 용매-비함유)이다. 그러나, 희석제-비함유 물질은 용이한 취급에 부적합한 점도를 가질 수 있어, 휘발성 희석제의 첨가는 조성물이 기재에 대한 코팅물로서 적용되기 이전에 바람직할 수 있다. 코팅의 적용시에, 희석제가 존재하는 경우, 다른 구성성분의 실제량은 희석제의 존재를 고려하여 계산될 수 있다.
***** 기재된 각각의 화학적 구성성분의 양은, 달리 나타내지 않는 한, 시판 물질 중에 통상적으로 존재할 수 있는 임의의 용매 또는 희석 오일을 배제하고, 즉, 활성 화학물질을 기준으로 나타낸다. 그러나, 달리 나타내지 않는 한, 본원에서 나타내어지는 각각의 화학물질 또는 조성물은, 이성질체, 부산물, 유도체, 및 시판 등급으로 존재하는 것으로 일반적으로 이해되는 다른 상기 물질을 함유할 수 있는 시판 등급 물질인 것으로 해석되어야 한다.
***** 상기 기재된 물질 중의 일부는 최종 제형에서 상호 작용할 수 있어, 최종 제형의 구성성분은 초기에 첨가된 것과 상이할 수 있는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, (예를 들어, 세정제의) 금속 이온은 다른 분자의 다른 산성 또는 음이온성 부위로 이동할 수 있다. 본 발명의 조성물을 이의 의도된 용도로 사용할 때 형성되는 생성물을 포함하여, 이에 의해 형성된 생성물은 쉽게 설명되지 않을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 모든 상기 변형 및 반응 생성물은 본 발명의 범주 내에 포함되고; 본 발명은 상기 기재된 구성성분을 혼합함으로써 제조된 조성물을 포함한다.
본원의 발명은 금속 물체의 부식을 저해하는 데 유용하고, 이는 하기 실시예를 참조로 하여 더 잘 이해될 수 있다.
실시예
개시된 조성물은 금속 세제와 적어도 하나의 카르복시산을 혼합하여 제조될 수 있고, 여기서 금속 세제 a) 대 산 b)의 중량비는 50:1 내지 1:10, 또는 25:1 내지 1:10, 또는 10:1 내지 1:10, 또는 5:1 내지 1:7, 또는 2:1 내지 1:3의 범위일 수 있다. 일부 실시형태에서, 개시된 조성물은 a) 칼슘 술포네이트 세제 및 b) 알킬벤젠 술폰산, C36 2량체 카르복시산 및 올레산을 포함하는 산 혼합물을 포함할 수 있다. 알킬벤젠 술폰산 대 카르복시산의 중량비는 7:1 내지 10:1의 범위일 수 있다. 폴리카르복시산(예를 들어, C36 2량체 카르복시산) 대 모노카르복시산(예를 들어 올레산)의 비율은 1:3 내지 1:0 내지 3:1의 범위일 수 있다. 보다 다른 실시형태에서, 폴리카르복시산 대 모노카르복시산의 비율은 2.5:1 내지 3:1의 범위일 수 있다.
다양한 조성물이 제조되고 성능에 관해 시험되었다. 실시예의 일반적 제조는 하기와 같다. 희석제 오일 및 과염기화 칼슘 술포네이트가 반응기에 충전되고 교반 하에 50 ± 5℃로 가열된다. 이러한 가열된 혼합물에, 알킬벤젠술폰산이 30 내지 60분에 걸쳐 여러 분획으로 첨가되어 발포를 조절한다. 카르복시산이 이후 충전되고, 온도는 130 ± 5℃로 증가된다. 혼합물은 더이상 물이 수집되지 않을 때까지(전형적으로 3 내지 4시간) 느린 기체 퍼지 하에 상승된 온도에서 교반된다. 물질은 이후 100℃ 미만으로 냉각되고, 적절한 여과 미디어(filter media)를 통해 여과된다.
조성물을 제조 및 코팅하고 염 분무 성능을 시험하기 위해, 실시예는 원하는 농도(5-20%)로 원하는 희석제(예를 들어 미네랄 스피릿 또는 나프텐계 오일)에 희석되고, 교반되어 유체를 균질화한다. 높은 점도를 갖는 물질을 완전히 희석하기 위해 가벼운 가열(40-50℃)이 요구될 수 있다. 시험 희석액을 얕은 팬에 넣는다. 강철 패널은 60초 동안 시험 희석액에 침지된 후, 건조를 위해 24시간 동안 주변 공기 중에 매달린다. 침지된 코팅물의 전형적 두께는 1 내지 4 마이크론이다.
침지된 패널은 이후 ASTM B 117에 기재된 바와 같은 염 분무 시험에 적용된다. 파괴까지의 시간(Hours to failure)은 처리된 표면 중 적어도 5%가 ASTM D610에 기재된 바와 같은 녹을 나타내는 시간이다. 2개의 숫자가 각각의 샘플에 대해 주어지는데, 첫 번째는 마지막 통과 시간이고 두 번째는 첫 번째 파괴 시간이다. 여러 항목은 여러 실행을 나타낸다.
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
상기 실시예는 개시된 조성물이 양호한 염 분무 성능을 갖지만, 성능이 사용된 용매/희석제 오일에 따라 변화될 수 있음을 나타낸다. 실시예 3 및 실시예 4 성능은 쉽게 용해될 수 있고, 미네랄 스피릿 및 나프텐계 오일 희석액 둘 모두에서 양호한 염 분무 성능을 갖는다. 실시예 3 및 실시예 4는 또한 I군 및 II군 베이스 오일에 쉽게 용해될 수 있다. 상기에 구체적으로 열거되었는지 여부와 관계없이, 우선권이 주장되는 임의의 선행 출원을 포함하여, 상기 나타낸 문헌 각각은 본원에서 참조 인용된다. 임의의 문헌의 언급은 상기 문헌이 선행 기술로서 자격을 갖추거나 임의의 관할권에서 당업자의 일반 지식을 구성한다는 것을 인정하는 것은 아니다. 실시예에서 또는 달리 명시적으로 나타낸 경우를 제외하고, 물질의 양, 반응 조건, 분자량, 탄소 원자수 등을 명시하는 이러한 상세한 설명에서의 모든 수치적 양은 단어 "약"에 의해 수식된 것으로 이해되어야 한다. 본원에서 제시된 상한 및 하한의 양, 범위, 및 비율 한계는 독립적으로 조합될 수 있음이 이해된다. 유사하게, 본 발명의 각각의 요소들에 대한 범위 및 양은 다른 요소들 중 어느 하나에 대한 범위 또는 양과 함께 사용될 수 있다.
상기 실시예 3은 또한 유압 및 산업용 기어 오일 윤활제를 제조하는 데 사용되었다.
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
본원에 사용되는, "포함하는(including)", "함유하는" 또는 "~를 특징으로 하는"과 동의어인, 전환 용어 "포함하는(comprising)"은 포괄적이거나 개방형이고, 추가적인 언급되지 않은 요소 또는 방법 단계를 배제하지 않는다. 그러나, 본원에서 "포함하는"의 각각의 인용에서, 용어는 또한, 대안적인 실시형태로서, "~로 본질적으로 이루어지는" 및 "~로 이루어지는"과 같은 구를 포함하는 것으로 의도되며, 여기서 "~로 이루어지는"은 명시되지 않은 임의의 요소 또는 단계를 배제하고, "~로 본질적으로 이루어지는"은 고려되는 조성물 또는 방법의 기본 특징 및 신규 특징에 실질적으로 영향을 미치지 않는 추가적인 비언급된 요소 또는 단계의 포함을 허용한다.
특정한 대표적인 실시형태 및 세부 사항이 본 발명을 예시할 목적으로 나타내어진 한편, 본 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 변화 및 변형이 이루어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 이와 관련하여, 본 발명의 범주는 하기 청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (24)

  1. 하기를 포함하는 조성물로서,
    a) 금속이 적어도 하나의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 또는 이의 조합을 포함하는 금속 세제; 및
    b) 적어도 하나의 히드로카르빌-치환된 카르복시산을 포함하는 산,
    a) 금속 세제 대 b) 산의 중량비가 50:1 내지 1:10, 또는 25:1 내지 1:10, 또는 10:1 내지 1:10, 또는 5:1 내지 1:7, 또는 2:1 내지 1:3의 범위인 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 금속 세제가 적어도 하나의 페네이트, 살리실레이트, 살릭사레이트, 술포네이트, 또는 이의 조합을 포함하는 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속 세제가 금속 과염기화 세제인 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 금속이 칼슘, 나트륨, 바륨, 마그네슘, 또는 이의 조합을 포함하는 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 산이 또한 적어도 하나의 히드로카르빌-치환된 유기 술폰산을 포함하는 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 적어도 하나의 유기 술폰산 대 적어도 하나의 카르복시산의 중량비가 15:1 내지 3:1의 범위인 조성물.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 히드로카르빌-치환된 유기 술폰산이 1치환 또는 2치환된 알킬술폰산, 예를 들어, 나프탈렌 술폰산, 알킬벤젠술폰산, 또는 이의 조합인 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 카르복시산이 적어도 하나의 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 폴리카르복시산을 포함하는 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 산이 적어도 2개의 카르복시산을 포함하고, 카르복시산 중 적어도 하나가 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 폴리카르복시산인 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 카르복시산 중 적어도 하나가 모노카르복시산이고, 폴리카르복시산 대 모노카르복시산의 중량비가 10:1 내지 1:1, 또는 3:1의 범위인 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 모노카르복시산이 선형 또는 분지형 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산인 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 모노카르복시산이 포화 또는 불포화 C8 내지 C36 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산인 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 모노카르복시산이 선형 불포화 C8, C10, C12, 또는 C14 내지 C36, 또는 C10 내지 C18 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산인 조성물.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리카르복시산이 산 관능기를 분리하는 적어도 4개(18개 이하)의 탄소 원자를 갖는 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 카르복시산이 히드록시알킬 카르복시산-에스테르를 포함하는 조성물.
  16. 제8항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 폴리카르복시산이 디카르복시산, 트리카르복시산, 또는 이의 혼합물인 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 디카르복시산이 C36 디카르복시산인 조성물.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 트리카르복시산이 C21 트리카르복시산인 조성물.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 디카르복시산이 C36 디카르복시산이고 모노카르복시산이 선형 불포화 C14 내지 C18 히드로카르빌-치환된 모노카르복시산인 조성물.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 조성물, 용매(예를 들어 미네랄 스피릿(mineral spirit) 또는 나프타), 오일(예를 들어 I군 또는 II군 파라핀계 오일), 또는 이의 혼합물을 포함하는 코팅 조성물.
  21. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 조성물 및 윤활 점도의 오일을 포함하는 윤활 조성물.
  22. 제21항에 있어서, 산업용 기어 오일, 유압 오일, 또는 그리스인 윤활 조성물.
  23. 금속 구성성분의 부식을 감소시키는 방법으로서, 상기 금속 구성성분과 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항의 조성물을 접촉시키는 것을 포함하는 방법.
  24. 금속 구성성분의 부식을 감소시키기 위한 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항의 조성물의 용도.
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