KR970002551B1 - 윤활유 첨가제 및 그 첨가제를 포함하는 윤활유 조성물 - Google Patents

윤활유 첨가제 및 그 첨가제를 포함하는 윤활유 조성물 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

윤활유 첨가제 및 그 첨가제를 포함하는 윤활유 조성물
본 발명은 윤활유 첨가제 및 그 첨가제를 포함하는 윤활유 조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는, 유압유체(hydraulic fluid), 견인 드라이브 오일, 베어링 오일, 엔진 오일등에 유효한 윤활유 첨가제 및 그 첨가제를 포함하는 윤활유 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 산화 방지제, 내마모제로 사용되는 아연 디티오 포스페이트(ZnDTP)는 윤활유에 함유되어 있어 고온하에서 사용하는 경우, 검은색으로 변색되어 슬러지가 쌓이기 쉽다는 결점이 있다.
이런 결점을 해결하기 위한 방법으로서,
(1) ZnDTP의 알킬기 및 아릴기의 변경,
(2) 1차 또는 2차 화합물, 탄소수등이 다른 알킬 및 아릴류의 대체,
(3) ZnDTP의 제조 및 정제 방법의 개선등의 여러 시도가 있었다.
그럼에도 불구하고, 아직 상기 시도들은, 윤활유에 함유되어 있는 ZnDTP를 100℃ 이상에서 사용하는 경우 검은색으로 변색되는 것을 막지 못해, 상기 문제점이 해결되지 않고 있다.
이 결점을 해결하기 위한 다른 방법으로서, 세제 분산제와 함께 ZnDTP를 사용하여 ZnDTP의 분해물을 가용화하는 유용한 방법이 있다.
그러나, 이 방법 또한 검은색으로 변색되는 것을 막지 못한다.
상기 기술의 결점을 해결하기 위해서, 본 발명자는 윤활유에 함유되어 있는 ZnDTP를 고온하에 사용하는 경우 검은색으로 변색되고 슬러지가 쌓이는 것을 막을 수 있는 새로운 기술을 개발하기 위하여 집중 연구를 하였다.
본 발명의 목적은 ZnDTP가 함유된 기유의 검은색으로 변색되는 것을 막고, 산화에 대한 안정성 및 내마모성을 개선할 수 있는 새로운 윤활유 첨가제를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 검은색으로 변색되지 않고, 산화에 대한 안정성 및 내마모성이 크게 향상된 ZnDTP가 함유된 윤활유 첨가제를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적 및 잇점은 특허청구의 범위 및 하기의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
본 발명의 제1태양은, 아연 디티오 포스페이트(ZnDTP)(성분 A), 분자내에 1종 이상의 히드록시기 및 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물 (성분 B) 및 산화 제일 구리(성분 C)을 포함하는 윤활유 첨가제를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 제2태양은, 윤활유의 기유 및 첨가제를 포함하는 윤활유 조성물을 제공하는 것이다.
성분 A로서 본 발명의 첨가제로 사용되는 아연 디티오 포스페이트(ZnDTP)는 일반식
(식중, R1-R4는 각각 탄소수 2-30의 1차 또는 2차 알킬기, 탄소수 6-30의 알킬기, 탄소수 6-30의 시클로 알킬기, 또는 탄소수 6-30의 알킬아릴기이다)로 표시된다.
상기 식의 화합물 외에 시판되고 있는 ZnDTP가 성분 A로서 사용될 수 있다.
ZnDTP는 예를 들면, 아연 디-n-프로필디티오 포스페이트, 아연 디-이소프로필 디티오 포스페이트, 아연 디-n-부틸 디티오 포스페이트, 아연 디-이소부틸 디티오 포스페이트, 아연 디-Sec-부틸 디티오 포스페이트, 아연 디-n-아밀디티오 포스페이트, 아연 디-이소 아밀디티오 포스페이트, 아연 디-n-헥실 디티오 포스페이트, 아연디(2-에틸헥실)디티오 포스페이트, 아연디데실 디티오포스페이트 등의 아연 디알킬 디티오 포스페이트 : 아연 디페닐디티오 포스페이트 등의 아연 디아릴 디티오 포스페이트 : 아연 디옥실페닐 디 티오 포스페이트, 아연 디 노닐 페닐 디티오 포스페이트, 아연 디 도데실 페닐 디 티오 포스페이트 등의 아연 디 알킬아릴디티오 포스페이트를 들 수 있다.
성분 B로서 본 발명의 첨가제로 사용되는 것으로 분자내에 1종 이상의 히드록시기(OH) 및 탄소-탄소 이중결합(C=C)을 갖는 유효한 여러 화합물이 있다.
이들은 탄소수 10-30의 불포화 지방족 화합물, 탄소수 10-30의 불포화 지방산 및 탄소수 2-10의 다가 알코올에 의해서 부분적으로 에스테르화 한 화합물등이 있다.
전기한 불포화 지방족 알코올은 50 이상의 요오드 값을 갖는 것이 좋으며, 예를들면, 시스-11-헥사데센-1-올, 시스-9-옥타데신-1-올(올레일 알코올), 3,7,11, 15-테트라 메틸-2-헥사데센-1-올, 9-아이코센-1-올(아이코센 올), 11-도코센-1-올, 13-도코센-1-올, 12-테트라 코산-1-올, 13-테트라 코센-1-올 등이다.
이들중, 특히 9-아이코센-1-올(아이코센 올), 11-도코센-1-올, 13-도코센-1-올 및 시스-9-옥타데센-1-올(올레일 알코올)이 바람직하다.
탄소수 10-30의 불포화 지방산 및 탄소수 2-10의 다가 알코올에 의해서 부분적으로 에스테르화 한 화합물은 소르비탄(모노-트리)올레이트, 폴리(테트라-데카)글리세롤의 (모노-노나)올레이트, 트리메틸-프로판(모노,디)올레이트, 펜타 에리트리톨(모노-트리)올레이트 등이다.
본 발명에 따라 첨가제의 성분 C는 산화제일 구리(Cu2O) 뿐이며, 산화 제이구리 또는 금속구리로는, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
이상과 같이, 본 발명에 의한 첨가제는 성분 A, B 및 C를 포함하며, 각 성분의 함유율을 특별히 제한되지는 않지만 첨가제의 사용목적, 필요성능등에 따라 적당히 선택하면 좋다.
그러나, 통상적으로 성분 A의 100중량부를 기준으로 성분 B는 10-300중량부, 바람직하게는 20-200중량부, 성분 C는 0.5-30중량부, 바람직하게는 1-20중량부로 혼합된다.
특히, 이 성분 C가 가열 혼합한 후 여과에 의해서 정제되는 경우, 첨가제의 전량을 기준으로 금속구리로 변경함으로써 30-10,000ppm까지 포함되어도 좋다.
성분 B 또는 C의 함량비가 너무 낮으면, ZnDTP에 의한 본 변색 방지가 충분하지 않다.
한편, 그 함량비가 너무 높으면, 함량비의 증가에 따른 본 발명의 효과 증대를 기대할 수 없다.
더구나, 성분 C의 함량비가 과도하면, 여러 문제점 때문에 여과에 의해 정제하는 경우, 그 성분의 여과도가 낮아진다.
본 발명에 따라 첨가제는 성분 A, B 및 C를 20-130℃ 바람직하게는 30-120℃에서 혼합하면서 가열하여 제조하는 것이 바람직하다.
고체 구리 성분을 제거할 필요가 있는 것처럼, 가열 혼합함으로써 얻어진 생성물을 여과하는 것이 바람직하다.
상기한 첨가제를 제외하고, 본 발명의 제2태양은 윤활유 기유 및 그것에 함유된 첨가제를 포함하는 윤활유 조성물을 제공한다.
본 발명에 사용되는 윤활유 기유는 지금까지 특별한 제한없이 사용되왔던 여러 기유중에서 선택할 수 있다.
그러나, 보통 40℃에서 5-10,000Cst의 동 점도를 갖는 광물성 오일 또는 합성오일을 사용한다.
여러 광물성 오일들을 앞선 요건을 만족하는 한 기유로서 사용될 수 있으며, 예를 들면, 석유 오일로부터 용해정제, 수소화 정제, 점토 접촉정제 또는 이들의 조합으로 정제되는 윤활유 증류액, 고방향족 증류액 및 윤활유를 용매 추출하여 얻어지는 수소화 생성물등이 있다.
합성 오일은, 알킬화 방향족 화합물, 풀리-α-올레핀 오일, 에스테르 오일, 디에스테르 오일, 간섭 에스테르 오일, 합성 나프틴 오일, 폴리글리콜 오일 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
본 발명의 제2태양에 따라 윤활유 오일 조성물중의 첨가제 혼합비율은 특별한 제한은 없지만, 상황에 따라 적당히 선택하면 좋다.
그러나, 통상적으로 윤활유 오일 조성물의 100중량부를 기준으로, 첨가제를 0.1-5중량부, 바람직하게는, 0.2-3중량부 혼합한다.
본 발명의 제2태양에 따라 윤활유 조성물에 있어서, 산화 방지제, 점도 지시 개량제, 부식 방지제, 녹 방지제, 금속 탈황성제, 소포제, 세제 분산제등을 필요에 따라 적당한 함유율로 혼합하는 것이 좋다.
본 발명에 따라서 첨가제 및 윤활유 조성물은 ZnDTP함유 오일의 검은색으로의변색, 산화에 대한 안정성 내마모성을 개선하는데 매우 효과적이다.
본 발명은 다음의 실시예 및 비교예에 의해서 좀더 상세히 이해할 수 있으나, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다.
[실시예 1-19 및 비교예 1-9]
중성유(이메미쯔 고산(주)제품)150에 제표 1에 기재된 것과 같은 조성을 갖는 각 첨가물을 첨가하여 ZnDTP가 0.5중량%를 포함하도록 각각의 시료유를 제조하였다.
착색 및 변색성은 각 시료유에 대해서, 다음 절차에 따라 결정된다.
일본국 JIS K 2540(윤활유의 내열성 시험법)에 따라, 구리선(직경 1.6mm, 길이 10cm)을 촉매로 사용하여 160℃의 시험온도(오일 온도)에서 각 시료유 20g에 대해서 착색 및 변색성을 결정하였다.
시료유를 12시간 마다, ASTM 및 JIS K 2580에 따라 색 시험을 하고, ASTM색 NO. 4를 초과하는 시간으로 평가하였다.
그 결과를 제표 1에 나타낸다.
*1 아연 디알킬디티오 포스페이트,
상품명 : OLOA 267, 케브론 화학(주)제품.
*2 아연 디-sec헥실 디티오 포스페이트,
상품명 : 루브리졸 677A, 루브리졸(주)제품.
*3 상품명 : OLOA 260, 캐브론(주)제품.
*4 교와 오일 앤드 패트(주)제품.
*5 교와 오일 앤드 패트(주)제품.
*6 옥타올레산-데카글리세롤(니뽄 서팩턴트 공업(주)제품).
*7 카오(주)제품.
*8 이데미쓰 석유화학(주)제품.
*9 화학시약.
와코푸어 케미컬(주)제품.

Claims (17)

  1. 아연 디티오포스페이트(성분 A), 분자내에 1종 이상의 히드록시기 및 두개의 인접 탄소원자 사이에 이중 결합을 갖는 화합물(성분 B) 및 산화 제일구리(성분 C)를 포함하는 윤활유 첨가제.
  2. 제1항에 있어서, 성분 A, B 및 C가 가열 교반되는 것인 윤활유 첨가제.
  3. 제1항에 있어서, 성분 A, B 및 C가 가열 교반된 후 여과하여 첨가제를 정제하는 것인 윤활유 첨가제.
  4. 제1항에 있어서, 성분 A가 아연 디알킬 디티오 포스페이트, 아연 디알릴 디티오 포스페이트 및 아연디 알킬 아릴 디티오 포스페이트의 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인 윤활유 첨가제.
  5. 제1항에 있어서, 성분 B가 탄소수 10-30의 불포화 지방족, 알코올, 탄소수 10-30의 불포화 지방산 및 탄소수 2-10의 다가 알코올에 의해서 부분적으로 에스테르화 한 화합물에서 선택된 1종 이상의 화합물인 윤활유 첨가제.
  6. 제1항에 있어서, 첨가제가 성분 A의 100중량부를 기준으로 성분 B의 10-300중량부를 포함하는 것인 윤활유 첨가제.
  7. 제1항에 있어서, 성분 A의 100중량부를 기준으로 성분 C의 0.5-30중량부를 포함하는 것인 윤활유 첨가제.
  8. 제3항에 있어서, 첨가제가 첨가제의 전량을 기준으로 금속 구리로 변경함으로써 성분 C의 30-10,000ppm을 포함하는 것인 윤활유 첨가제.
  9. 제2항에 있어서, 가열이 10분-10시간 동안 20-30℃의 범위에서 되는 것인 윤활유 첨가제.
  10. 제3항에 있어서, 가열이 10분-10시간 동안 20-130℃의 범위에서 되는 것인 윤활유 첨가제.
  11. 윤활유 기유 및 윤활유 첨가제로 되어 있으며, 첨가제가 아연 디티오 포스페이트(성분 A), 분자내에 1종 이상의 히드록시기 및 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 화합물 (성분 B) 및 산화제일구리(성분 C)로 되어 있는 윤활유 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 기유가 광물성 오일, 합성오일 또는 그 화합물인 윤활유 조성물.
  13. 제11항에 있어서, 조성물이 조성물의 100중량부를 기준으로 첨가제 0.1-5중량부를 포함하는 것인 윤활유 조성물.
  14. 제11항에 있어서, 성분 A가 아연 디알킬 디티오 포스페이트, 아연 디아릴 디티오 포스페이트 및 아연 디알킬 아릴 디티오 포스페이트로 구성된 군으로 부터 선택된 1종 이상의 화합물인 윤활유 조성물.
  15. 제11항에 있어서, 성분 B가 탄소수 10-30의 불포화 지방족, 알코올 및 탄소수 10-30의 불포화 지방산과 탄소수 2-10의 다가알코올에 의해서 부분적으로 에스테르화한 화합물로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물인 윤활유 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 첨가제가 성분 A의 100중량부를 기준으로 성분 B10-300중량부를 포함하는 것인 윤활유 조성물.
  17. 제11항에 있어서, 첨가제가 성분 A의 100중량부를 기준으로 성분 C0.5-30중량부를 포함하는 것인 윤활유 조성물.
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