Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR20220027237A - 윤활유 조성물 - Google Patents

윤활유 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20220027237A
KR20220027237A KR1020227003772A KR20227003772A KR20220027237A KR 20220027237 A KR20220027237 A KR 20220027237A KR 1020227003772 A KR1020227003772 A KR 1020227003772A KR 20227003772 A KR20227003772 A KR 20227003772A KR 20220027237 A KR20220027237 A KR 20220027237A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
lubricating oil
oil composition
lubricating
ppm
Prior art date
Application number
KR1020227003772A
Other languages
English (en)
Inventor
이사오 타나카
히사나리 오노우치
존 로버트 밀러
Original Assignee
셰브런 재팬 리미티드
셰브런 오로나이트 컴퍼니 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 셰브런 재팬 리미티드, 셰브런 오로나이트 컴퍼니 엘엘씨 filed Critical 셰브런 재팬 리미티드
Publication of KR20220027237A publication Critical patent/KR20220027237A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M159/00—Lubricating compositions characterised by the additive being of unknown or incompletely defined constitution
    • C10M159/12—Reaction products
    • C10M159/20—Reaction mixtures having an excess of neutralising base, e.g. so-called overbasic or highly basic products
    • C10M159/22—Reaction mixtures having an excess of neutralising base, e.g. so-called overbasic or highly basic products containing phenol radicals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
    • C10M169/044—Mixtures of base-materials and additives the additives being a mixture of non-macromolecular and macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M135/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing sulfur, selenium or tellurium
    • C10M135/12—Thio-acids; Thiocyanates; Derivatives thereof
    • C10M135/14—Thio-acids; Thiocyanates; Derivatives thereof having a carbon-to-sulfur double bond
    • C10M135/18—Thio-acids; Thiocyanates; Derivatives thereof having a carbon-to-sulfur double bond thiocarbamic type, e.g. containing the groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M137/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing phosphorus
    • C10M137/02—Lubricating compositions characterised by the additive being an organic non-macromolecular compound containing phosphorus having no phosphorus-to-carbon bond
    • C10M137/04—Phosphate esters
    • C10M137/10—Thio derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M141/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M125/00 - C10M139/00, each of these compounds being essential
    • C10M141/10—Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of two or more compounds covered by more than one of the main groups C10M125/00 - C10M139/00, each of these compounds being essential at least one of them being an organic phosphorus-containing compound
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M145/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular compound containing oxygen
    • C10M145/02—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M161/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of a macromolecular compound and a non-macromolecular compound, each of these compounds being essential
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
    • C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
    • C10M169/048—Mixtures of base-materials and additives the additives being a mixture of compounds of unknown or incompletely defined constitution, non-macromolecular and macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/003—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions used as base material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2207/26—Overbased carboxylic acid salts
    • C10M2207/262—Overbased carboxylic acid salts derived from hydroxy substituted aromatic acids, e.g. salicylates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/02—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2215/00—Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant Compositions
    • C10M2215/02—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M2215/06—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • C10M2215/064—Di- and triaryl amines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2219/00—Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2219/04—Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions containing sulfur-to-oxygen bonds, i.e. sulfones, sulfoxides
    • C10M2219/046—Overbased sulfonic acid salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2219/00—Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2219/06—Thio-acids; Thiocyanates; Derivatives thereof
    • C10M2219/062—Thio-acids; Thiocyanates; Derivatives thereof having carbon-to-sulfur double bonds
    • C10M2219/066—Thiocarbamic type compounds
    • C10M2219/068—Thiocarbamate metal salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2223/00—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2223/02—Organic non-macromolecular compounds containing phosphorus as ingredients in lubricant compositions having no phosphorus-to-carbon bonds
    • C10M2223/04—Phosphate esters
    • C10M2223/045—Metal containing thio derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2227/00—Organic non-macromolecular compounds containing atoms of elements not provided for in groups C10M2203/00, C10M2207/00, C10M2211/00, C10M2215/00, C10M2219/00 or C10M2223/00 as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2227/06—Organic compounds derived from inorganic acids or metal salts
    • C10M2227/061—Esters derived from boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2227/00—Organic non-macromolecular compounds containing atoms of elements not provided for in groups C10M2203/00, C10M2207/00, C10M2211/00, C10M2215/00, C10M2219/00 or C10M2223/00 as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2227/09—Complexes with metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2010/00—Metal present as such or in compounds
    • C10N2010/04—Groups 2 or 12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2020/00—Specified physical or chemical properties or characteristics, i.e. function, of component of lubricating compositions
    • C10N2020/01—Physico-chemical properties
    • C10N2020/071—Branched chain compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/04—Detergent property or dispersant property
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/10—Inhibition of oxidation, e.g. anti-oxidants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/12—Inhibition of corrosion, e.g. anti-rust agents or anti-corrosives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/18—Anti-foaming property
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/40—Low content or no content compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/52—Base number [TBN]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/25—Internal-combustion engines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

다량의 윤활 점도의 오일 및 약 10 내지 약 40개의 탄소수를 갖는 이성화된 NAO(normal alpha olefin)로부터 유도된 살리실산 화합물을 포함하는 윤활유 조성물이 개시되며, 살리실산 화합물의 TBN은 활성제 기준으로 600mg KOH/g 이상이며, 윤활유 조성물은 약 0.12 내지 약 0.17 중량%의 칼슘을 함유하고 실질적으로 마그네슘을 함유하지 않는다. 상기 윤활유 조성물로 엔진을 윤활하는 방법도 제공된다.

Description

윤활유 조성물
본 개시내용은 윤활유 조성물에 관한 것이다.
엔진에서 모든 연비를 짜낼 필요가 있기 때문에, 엔진 다운사이징은 자동차 산업의 주요 추세가 되었다. 그러나 이는 LSPI(low speed pre-ignition: 저속 조기 점화)라는 현상을 통해 특정 경우에 문제를 일으킬 수 있다. 어떤 경우에는 엔진 하드웨어에 치명적인 오류를 유발할 수 있다. 윤활유에 존재하는 칼슘 세정제에서 나오는 칼슘은 대체로 나쁜 역할을 하는 것으로 확인되었다. 그러나 칼슘은 세정력과 녹 방지 성능을 제공하는 데 사용되며, 이러한 이점을 제공하려면 상당한 양으로 존재해야 한다(즉, >1800ppm Ca). 업계의 많은 사람들이 LSPI 문제를 보완하기 위해 칼슘 수치를 낮추고 세정제를 함유한 마그네슘으로 대체했다. 마그네슘 세정제는 일반적으로 더 나은 TBN 보유력을 갖지만 산을 중화하는 데는 상당히 약하다. 또한, 결정과 겔 형성이 발생하여 때때로 다루기 어려울 수 있다. 따라서, 적절한 부식 제어를 제공하면서도 실질적으로 마그네슘이 없는 윤활유에 대한 필요성이 존재한다. 본 출원의 발명자들은 이러한 문제에 대한 해결책을 발견하였다.
본 발명이 해결하려는 과제는 적절한 부식 제어를 제공하면서도 실질적으로 마그네슘이 없는 윤활유 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 하기를 포함하는 윤활유 조성물이 제공된다.
(a) 다량(major amount)의 윤활 점도의 오일 및
(b) 약 10 내지 약 40개의 탄소수를 갖는 이성화된 NAO(일반 알파 올레핀)으로부터 유도된 살리실산 화합물(살리실산 화합물의 TBN은 활성제 기준으로 600mg KOH/g 이상임)
상기 윤활유 조성물은 약 0.12 내지 약 0.17 중량%의 칼슘을 함유하고 실질적으로 마그네슘을 함유하지 않는다.
또한, 하기를 포함하는 윤활유 조성물로 상기 엔진을 윤활하는 단계를 포함하는 엔진 윤활 방법이 제공되며,
(a) 다량의 윤활 점도의 오일 및
(b) 약 10 내지 약 40개의 탄소수를 갖는 이성화된 NAO(일반 알파 올레핀)으로부터 유도된 살리실산 화합물(살리실산 화합물의 TBN은 활성제 기준으로 600mg KOH/g 이상임)
상기 윤활유 조성물은 약 0.12 내지 약 0.17 중량%의 칼슘을 함유하고 실질적으로 마그네슘을 함유하지 않는다.
EGR 제어 시스템이 장착된 내연 기관에서 EGR 가스는 부식성이 매우 높다. 엔진 오일 온도가 낮은 상황에서는 오일에 수분이 축적되어 부식성이 강한 EGR 가스와 접촉하여 엔진 부품을 부식시킨다. 본 개시의 일 양태에서 윤활유 조성물은 EGR 제어 시스템이 장착된 내연 기관의 부식을 방지하거나 감소시킬 수 있다.
본 개시의 다른 양태에서, 윤활유 조성물은 낮은 엔진 오일 온도가 높은 부식성 EGR 가스와 접촉하여 엔진 부품의 부식을 일으키는 물의 축적으로 이어지는 EGR 제어 시스템이 장착된 내연 기관의 부식을 방지하거나 감소시킬 수 있다.
본 발명은 다양한 변형 및 대안 형태에 영향을 받기 쉬우나, 본 발명의 특정 실시예가 본원에서 상세하게 설명된다. 그러나 본원에서 특정 실시예에 대한 설명은 본 발명을 개시된 특정 형태로 제한하려는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형, 대등물 및 대안을 포함한다는 것이 그 의도이다.
본원에 개시된 주제의 이해를 용이하게 하기 위해, 본원에 사용된 다수의 용어, 약어 또는 기타 약칭이 아래에 정의된다. 정의되지 않은 모든 용어, 약어 또는 약칭은 본 출원의 제출과 동시에 숙련된 기술자에 의해 사용되는 일반적인 의미를 갖는 것으로 이해된다.
정의
본원에서 사용된 바와 같이, 하기 용어는 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 다음과 같은 의미를 갖는다. 본 명세서에서 다음의 단어 및 표현은 ‘만약’과 ‘할 경우’가 사용될 때 다음과 같은 의미를 갖는다.
* "다량"은 조성물의 50 중량% 초과를 의미한다.
* "소량"은 언급된 첨가제와 조성물에 존재하는 모든 첨가제의 총 질량에 대해 표현되는 조성물의 50 중량% 미만을 의미하며, 첨가제 또는 첨가제들의 활성 성분으로 계산된다.
* “실질적으로 없는”은 50 미만, 40 미만, 30 미만, 10 미만, 50 wt. ppm 미만을 의미한다.
* "활성 성분" 또는 "활성제" 또는 "오일 프리"는 희석제 또는 용매가 아닌 첨가제 물질을 지칭한다.
* 보고된 모든 백분율은 달리 명시되지 않는 한 활성 성분을 기준으로 한 중량%이다(즉, 운반체 또는 희석제 오일과 무관함).
* 약어 "ppm"은 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 한 중량 백만분율을 의미한다.
* TBN(Total Base Number: 전염기가)은 ASTM D2896에 따라 측정되었다.
* 금속 ― "금속"이라는 용어는 알칼리 금속, 알칼리 토금속 또는 이들의 혼합물을 의미한다.
* 150℃에서 고온 고전단(HTHS) 점도는 ASTM D4863에 따라 측정되었다.
* 100℃에서의 동점도(KV100)는 ASTM D445에 따라 측정되었다.
* -35℃에서 CCS(Cold Cranking Simulator) 점도는 ASTM D5293에 따라 측정되었다.
* 올레핀 ― "올레핀"이라는 용어는 여러 공정을 통해 얻은 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 불포화 지방족 탄화수소 부류를 지칭한다. 이중 결합이 하나 있는 것을 모노알켄이라고 하고 이중 결합이 두 개 있는 것을 디엔, 알킬디엔 또는 디올레핀이라고 한다. 알파 올레핀은 이중 결합이 첫 번째 탄소와 두 번째 탄소 사이에 있기 때문에 특히 반응성이 있다. 예로는 중간 생분해성 계면활성제의 출발점으로 사용되는 1-옥텐 및 1-옥타데센이 있다. 선형 및 분지형 올레핀도 올레핀의 정의에 포함된다.
* 일반 알파 올레핀 ― "일반 알파 올레핀"이라는 용어는 사슬의 시작과 끝에 탄소-탄소 이중 결합이 존재하는 직쇄, 비분지 탄화수소인 올레핀을 지칭한다.
* 이성화된 일반 알파 올레핀. 여기에서 사용된 "이성화된 일반 알파 올레핀"이라는 용어는 존재하는 올레핀 종의 분포의 변경 및/또는 알킬 사슬을 따른 분지의 도입을 초래하는 이성화 조건을 거친 알파 올레핀을 지칭한다. 이성화된 올레핀 생성물은 약 10 내지 약 40개의 탄소 원자, 바람직하게는 약 20 내지 약 28개, 바람직하게는 약 20 내지 약 24개의 탄소 원자를 함유하는 선형 알파 올레핀을 이성화하여 얻을 수 있다.
본원에 언급된 모든 ASTM 표준은 본 출원의 출원일 현재 가장 최신 버전이다.
일 양태에서, 본 개시는 하기를 포함하는 윤활유 조성물에 관한 것이며,
(a) 다량의 윤활 점도의 오일 및
(b) 약 10 내지 약 40개의 탄소수를 갖는 이성화된 NAO(일반 알파 올레핀)으로부터 유도된 살리실산 화합물(살리실산 화합물의 TBN은 활성제 기준으로 600mg KOH/g 이상임)
상기 윤활유 조성물은 약 0.12 내지 약 0.17 중량%의 칼슘을 함유하고 실질적으로 마그네슘을 함유하지 않는다.
윤활 점도의 오일
윤활 점도의 오일(때로는 "기재 원료(base stock)" 또는 "기유(base oil)"라고도 함)은 윤활제의 주요 액체 성분이며, 여기에 첨가제와 기타 오일이 혼합되어 예컨대 최종 윤활제(또는 윤활제 조성물)를 생성한다. 기유는 농축물을 제조할 뿐만 아니라 그로부터 윤활유 조성물을 제조하는 데 유용하고, 천연 및 합성 윤활유 및 이들의 결합으로부터 선택될 수 있다.
천연 오일에는 동물성 및 식물성 오일, 액체 석유 오일 및 파라핀계, 나프텐계 및 혼합 파라핀계-나프텐계 유형의 수소화 정제되고 용매 처리된 광물 윤활유가 포함된다. 석탄 또는 혈암(shale)에서 유래한 윤활 점도의 오일도 유용한 기유이다.
합성 윤활유에는 중합 및 혼성중합 올레핀(예: 폴리부틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌-이소부틸렌 공중합체, 염소화 폴리부틸렌, 폴리(1-헥센), 폴리(1-옥텐), 폴리(1-데센)와 같은 탄화수소 오일; 알킬벤젠(예: 도데실벤젠, 테트라데실벤젠, 디노닐벤젠, 디(2-에틸헥실)벤젠, 폴리페놀(예: 비페닐, 터페닐, 알킬화 폴리페놀); 및 알킬화 디페닐 에테르 및 알킬화 디페닐 설파이드 및 이의 유도체, 유사체 및 동족체가 포함된다.
합성 윤활유의 다른 적합한 부류에는 디카르복실산의 에스테르(예: 말론산, 알킬 말론산, 알케닐 말론산, 숙신산, 알킬 숙신산 및 알케닐 숙신산, 말레산, 푸마르산, 아젤라산, 수베르산, 세바신산, 아디프산, 리놀레산 이량체, 프탈산)와 다양한 알코올(예를 들어, 부틸 알코올, 헥실 알코올, 도데실 알코올, 2-에틸헥실 알코올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노에테르, 프로필렌 글리콜)이 포함된다. 이들 에스테르의 구체적인 예에는 디부틸 아디페이트, 디(2-에틸헥실) 세바케이트, 디-n-헥실 푸마레이트, 디옥틸 세바케이트, 디이소옥틸 아젤레이트, 디이소데실 아젤레이트, 디옥틸 프탈레이트, 디데실 프탈레이트, 디이코실 세바케이트, 리놀레산 이량체의 2-에틸헥실 디에스테르 및 세바스산 1몰과 테트라에틸렌 글리콜 2몰 및 2-에틸헥산산 2몰을 반응시켜 형성된 복합 에스테르가 포함된다.
합성 오일로서 유용한 에스테르에는 또한 C5 내지 C12 모노카르복실산 및 폴리올 및 폴리올 에테르, 예컨대 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 및 트리펜타에리트리톨로부터 제조된 것이 포함된다.
기유는 Fischer-Tropsch 합성 탄화수소에서 파생될 수 있다. Fischer-Tropsch 합성 탄화수소는 Fischer-Tropsch 촉매를 사용하여 H2 및 CO를 포함하는 합성 가스로 제조된다. 이러한 탄화수소는 일반적으로 기유로 유용하기 위해 추가 처리가 필요하다. 예를 들어, 탄화수소는 당업자에게 공지된 공정을 사용하여 수소화 이성화될 수 있고; 수소화 분해 및 수소화 이성화; 탈납; 또는 수소화 이성화 및 탈납될 수 있다.
정제되지 않은 오일, 정제된 오일 및 재정제된 오일이 본 윤활유 조성물에 사용될 수 있다. 정제되지 않은 오일은 추가 정제 처리 없이 천연 또는 합성 공급원에서 직접 얻은 오일이다. 예를 들어, 리토르팅 작업(retorting operation)에서 직접 얻은 셰일 오일, 증류에서 직접 얻은 석유 또는 에스테르화 공정에서 직접 얻은 에스테르 오일을 추가 처리 없이 사용하는 경우 비정제 오일이 된다. 정제된 오일은 하나 이상의 특성을 개선하기 위해 하나 이상의 정제 단계에서 추가 처리된다는 점을 제외하고는 비정제 오일과 유사하다. 증류, 용매 추출, 산 또는 염기 추출, 여과 및 침투(percolation)와 같은 많은 정제 기술은 당업자에게 공지되어 있다.
재정제된 오일은 이미 서비스에 사용된 정제유에 적용된 정제유를 얻기 위해 사용된 것과 유사한 공정에 의해 수득된다. 이러한 재정제된 오일은 재생유 또는 재가공유라고도 하며, 종종 사용된 첨가제 및 오일 분해 산물의 승인을 위한 기술에 의해 추가로 처리된다.
따라서, 본 발명의 윤활유 조성물을 제조하기 위해 사용될 수 있는 기유는 미국석유협회(API) 기유 상호교환성 지침(API 간행물 1509)에 명시된 바와 같이 Groups I-V의 기유 중 임의의 것 중에서 선택될 수 있다. 이러한 기유 그룹은 아래 표 1에 요약되어 있다.
기유 속성
Group (a) 포화물 (b) , 중량% 유황 (c) , 중량% 점도 지수 (d)
Group I <90 및/또는 >0.03 80 내지 <120
Group II ≥90 ≤0.03 80 내지 <120
Group III ≥90 ≤0.03 ≥120
Group IV 폴리알파올레핀(PAO)
Group V Group I, II, III 또는 IV에 포함되지 않은 기타 모든 기유(base stock)
(a) Group I~III은 광유 기유이다.
(b) ASTM D2007에 따라 측정된다.
(c) ASTM D2622, ASTM D3120, ASTM D4294 또는 ASTM D4927에 따라 측정된다.
(d) ASTM D2270에 따라 측정된다.
본원에서 사용하기에 적합한 기유는 API Group II, Group III, Group IV, Group V 오일 및 이들의 결합에 해당하는 다양한 것으로, 바람직하게는 탁월한 휘발성, 안정성, 점도 및 청정도 특성으로 인해 Group III 내지 Group V이다.
기유로도 지칭되는 본 개시의 윤활유 조성물에 사용하기 위한 윤활 점도의 오일은 일반적으로, 조성물의 총 중량을 기준으로, 다량, 예컨대 50중량%를 초과하는 양으로 존재하며, 바람직하게는 약 70 중량% 초과, 보다 바람직하게는 약 80 내지 약 99.5 중량%, 가장 바람직하게는 약 85 내지 약 98중량%이다. 본원에 사용된 "기유"라는 표현은 단일 제조업체가 동일한 규격(공급원 또는 제조업체의 위치와 무관)으로 생산하고, 동일한 제조업체의 규격을 충족하며, 고유한 화학식, 제품 식별 번호 또는 둘 다로 식별되는 윤활제 성분인 기재 원료 또는 기재 원료의 혼합물을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 본원에서 사용하기 위한 기유는 엔진 오일, 선박 실린더 오일, 유압 오일/기어 오일/변속기유와 같은 기능성 유체 등 임의의 모든 적용을 위한 윤활유 조성물을 제형화하는데 사용되는 윤활 점도의 현재 공지되거나 이후에 발견된 임의의 오일일 수 있다. 추가로, 본원에서 사용하기 위한 기유는 점도 지수 개선제, 예컨대 중합체성 알킬메타크릴레이트; 올레핀 공중합체, (예: 에틸렌-프로필렌 공중합체 또는 스티렌-부타디엔 공중합체) 및 이들의 혼합물을 임의로 포함한다.
당업자가 쉽게 이해할 수 있는 바와 같이, 기유의 점도는 적용에 의존한다. 따라서, 본 명세서에서 사용하기 위한 기유의 점도는 섭씨 100℃에서 일반적으로 약 2 내지 약 2000 센티스토크(cSt) 범위일 것이다. 일반적으로, 개별적으로 엔진 오일로 사용되는 기유는 100℃에서 약 2 cSt 내지 약 30 cSt, 바람직하게는 약 3 cSt 내지 약 16 cSt, 가장 바람직하게는 약 4 cSt 내지 약 12 cSt의 동점도 범위를 가질 것이고, 원하는 최종 용도 및 최종 오일의 첨가제에 따라 선택되거나 혼합되어 원하는 등급의 엔진 오일, 예컨대 SAE 점도 등급이 0W, 0W-8, 0W-12, 0W-16, 0W-20, 0W-26, 0W-30, 0W-40, 0W-50, 0W-60, 5W, 5W-20, 5W-30, 5W-40, 5W-50, 5W-60, 10W, 10W-20, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 15W, 15W-20, 15W-30, 15W-40, 30, 40 등인 윤활유 조성물을 제공한다.
C 10 -C 40 이성화된 일반 알파 올레핀(NAO)에서 유래된 살리실산 세정제 화합물
본 개시의 한 양태에서, C10-C40 이성화된 NAO로부터 유래된 살리실산 세정제 화합물은 활성제 기준으로 TBN이 600 이상, 600~800, 600~750, 600~700 mgKOH/g이다.
본 개시의 일 양태에서, 오일-프리 기준으로 600mgKOH/g 이상의 TBN을 갖는 C10-C40 이성화된 NAO로부터 유도된 살리실산 세정제는 그 전체가 본원에 포함된 미국 특허 제8,993,499호에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.
본 개시의 일 양태에서, C10-C40 이성화된 NAO로부터 유도된 살리실산 세정제는 Ca 살리실산 세정제이다.
본 개시의 일 양태에서, C10-C40 이성화된 NAO로부터 유도된 살리실산 세정제는 알킬화된 히드록시벤조에이트 세정제일 수 있다. 일 실시예에서, 세정제는 살리실산 세정제일 수 있다. 다른 실시예에서, 세정제는 카르복실레이트 세정제일 수 있다. 본 개시의 한 양태에서, 오일-프리 기준으로 600mgKOH/g 이상의 TBN을 갖는 살리실산 세정제는 분자당 약 14 내지 약 28개 또는 약 20 내지 약 24개의 탄소수를 갖는 이성화된 알파 올레핀으로부터 유도된 알킬 기를 갖는 알킬페놀로부터 제조된다.
본 개시의 일 양태에서, 활성제 기준으로 600mgKOH/g 이상의 TBN을 갖는 C10-C40 이성화된 NAO로부터 유도된 살리실산 세정제는 C10-C40 이성화된 NAO로부터 유도된 알킬 기를 갖는 하나 이상의 알킬페놀 및 C10-C40 이성화된 NAO와 다른 알킬 기를 갖는 하나 이상의 알킬페놀로부터 제조된다. 바람직하게는 C10-C40 이성화된 NAO와 상이한 알킬 기를 갖는 하나 이상의 알킬페놀은 9개 이상, 9개 내지 24개 및 10개 내지 15개 탄소수의 고도로 분지된 알킬 기를 갖는다. 본 개시의 일 양태에서, 윤활유 조성물은 활성제 기준으로 TBN이 600mgKOH/g 이상인 C10-C40 이성화된 NAO로부터 유도된 살리실산 세정제의 Ca 함량 측면에서 약 0.03~0.17 중량%, 0.04~0.17 중량%, 0.05~0.17 중량%, 0.06~0.17 중량%, 바람직하게는 0.07~0.1 중량%, 바람직하게는 0.08~0.16 중량%, 바람직하게는 0.09~0.16 중량%, 바람직하게는 0.10~0.16 중량%, 바람직하게는 0.11~0.16 중량%, 바람직하게는 0.12~0.16 중량%, 바람직하게는 0.13~0.15 중량%, 바람직하게는 0.12~0.15 중량%, 바람직하게는 0.06~0.14, 0.07~0.14, 0.07~0.12, 0.08~0.14 중량%를 포함한다.
본 개시의 일 양태에서, 윤활유 조성물 중 칼슘의 총량은 0.12~0.17 중량%, 0.13~0.17 중량%, 0.14~0.17 중량%, 0.12~0.16 중량%, 0.12~0.15 중량%, 0.12~0.14중량%, 0.13~0.15중량%, 0.13~0.14중량%, 0.14~0.16중량% 및 0.14~0.15 중량%이다.
본 개시의 일 양태에서, 활성 기준으로 TBN 600 이상의 C10-C40 이성화된 NAO 유래 살리실산을 포함하는 윤활유 조성물은 자동차 엔진 오일, 가스 엔진 오일, 오토바이 오일, 이중 연료 엔진 오일, 이동식 가스 엔진 오일 또는 기관차 엔진 오일이다.
본 개시의 다른 양태에서, 윤활유 조성물은 EGR 제어 시스템이 장착된 내연 기관, 자연 흡기 엔진, 하이브리드 엔진 오일, 터보 과급 가솔린 직접분사 엔진(GDI) 오일에 사용하기 위한 것이다.
EGR 제어 시스템이 장착된 내연 기관에서 EGR 가스는 부식성이 매우 높다.
엔진 오일 온도가 낮은 상황에서는 오일에 수분이 축적되어 부식성이 강한 EGR 가스와 접촉하여 엔진 부품을 부식시킨다. 본 개시의 일 양태에서 윤활유 조성물은 EGR 제어 시스템이 장착된 내연 기관의 부식을 방지하거나 감소시킨다. 본 개시의 다른 양태에서, 윤활유 조성물은 낮은 엔진 오일 온도가 높은 부식성 EGR 가스와 접촉하여 엔진 부품의 부식을 일으키는 물의 축적으로 이어지는 EGR 제어 시스템이 장착된 내연 기관의 부식을 방지하거나 감소시킨다. 특히 하이브리드 차량의 경우, 이 차량은 내연기관의 연료 공급이 중단된 상태에서 모터의 구동력으로 주행할 수 있다. EV 주행이 빈번한 상황에서는 단시간에 엔진을 예열하기 어렵고, EGR 가스가 녹아 있는 물이 모여 축적되기 쉽다. 본 발명의 윤활유 조성물에서 금속 함유 세정제는 일반적으로 기유 내의 유기산 금속염 주위에 모인 유기산의 금속염(일반적으로 "soap 성분"이라 함) 및 염기성 무기염의 입자(예: 탄산칼슘 입자)를 포함하는 유성 분산액의 형태로 입수 가능하다. soap 함량은 오일 1kg을 기준으로 한다.
1) 유기산 금속염 함량(soap 함량) 측정: 기존의 고무막 투석법으로 금속 함유 세정제에 함유된 광유 부분과 저분자 화합물을 제거하였다. 막에 남아 있는 잔류물(A)의 무게를 잰다. 별도로 금속 함유 세정제 중 탄산염에서 유래하는 이산화탄소의 함량을 측정하여 금속 원소의 정량 분석을 한다. 이산화탄소 함량 및 금속 함량으로부터 탄산칼슘 또는 탄산마그네슘과 같은 과염기 성분의 양(B)을 계산한다. soap 함량(즉, 유기산 금속염 함량)은 (A)에서 (B)를 빼서 계산된다. 일 실시예에서, 윤활유 조성물의 총 SOAP 함량은 18mM 미만이다. 일 실시예에서, 윤활유 조성물의 총 SOAP 함량은 2mM 내지 18mM이다. 또 다른 실시예에서, 윤활유 조성물의 총 SOAP 함량은 2mM 내지 17mM, 2mM 내지 16mM, 또는 3mM 내지 16mM이다.
추가 세정제
최종 오일의 총 칼슘이 0.17 중량%를 초과하지 않도록 추가 칼슘 세정제가 존재할 수 있다.
본 발명의 윤활유 조성물은 활성제 기준으로 10~800, 10~700, 30~690, 30~600, 50~600, 100~600, 150~600, 50~500, 150~500, 50~450, 200~450mg KOH/g의 TBN을 갖는 하나 이상의 과염기성 세정제를 추가로 함유할 수 있다.
사용될 수 있는 세정제는 유용성(oil-soluble) 과염기성 설포네이트, 비-황 함유 페네이트, 황화 페네이트, 살리사레이트, 살리실산, 살리게닌, 복합 세정제 및 나프텐산 세정제 및 금속, 특히 알칼리 또는 알칼리 토금속(예: 바륨, 나트륨, 칼륨, 리튬, 칼슘 및 마그네슘)의 기타 유용성 살리실산을 포함한다. 가장 일반적으로 사용되는 금속은 윤활제에 사용되는 세정제와 칼슘 및/또는 마그네슘과 나트륨의 혼합물에 모두 존재할 수 있는 칼슘과 마그네슘이다.
과염기성 금속 세정제는 일반적으로 탄화수소, 세정제 산(예: 설폰산, 살리실산 등), 금속 산화물 또는 수산화물(예: 산화칼슘 또는 수산화칼슘) 및 자일렌, 메탄올 및 물과 같은 촉진제의 혼합물을 탄산화하여 생성된다. 예를 들어, 과염기성 황산칼슘을 제조하기 위해 탄산화에서 산화칼슘 또는 수산화물은 기체상 이산화탄소와 반응하여 탄산칼슘을 형성한다. 설폰산은 과량의 CaO 또는 Ca(OH)z2로 중화되어 설포네이트를 형성한다.
과염기성 세정제는 낮은 과염기성, 예컨대 활성제 기준으로 100 미만의 TBN을 갖는 과염기성 염일 수 있다. 일 실시예에서, 낮은 과염기성 염의 TBN은 약 30 내지 약 100일 수 있다. 다른 실시예에서, 낮게 과염기성 염의 TBN은 약 30 내지 약 80일 수 있다. 과염기성 세정제는 중간 과염기성, 예컨대 TBN이 약 100 내지 약 250인 과염기성 염일 수 있다. 일 실시예에서, 중간 과염기성 염의 TBN은 약 100 내지 약 200일 수 있다. 다른 실시예에서, 낮은 과염기성 염의 TBN은 약 125 내지 약 175일 수 있다. 과염기성 세정제는 높은 과염기성, 예컨대 TBN이 250 이상인 과염기성 염일 수 있다. 일 실시예에서, 높은 과염기성 염의 TBN은 활성제 기준으로 약 250 내지 약 800일 수 있다.
일 실시예에서, 세정제는 알킬-치환된 히드록시방향족 카르복실산의 하나 이상의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염일 수 있다. 적합한 히드록시방향족 화합물은 1 내지 4개, 바람직하게는 1 내지 3개의 히드록실 기를 갖는 단핵 모노히드록시 및 폴리히드록시 방향족 탄화수소를 포함한다. 적합한 히드록시방향족 화합물은 페놀, 카테콜, 레조르시놀, 히드로퀴논, 피로갈롤, 크레졸 등을 포함한다. 바람직한 히드록시방향족 화합물은 페놀이다.
알킬-치환된 히드록시방향족 카르복실산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염의 알킬 치환된 모이어티는 약 10 내지 약 80개의 탄소수를 갖는 알파 올레핀으로부터 유도된다. 사용된 올레핀은 선형, 이성화된 선형, 분지형 또는 부분 분지형 선형일 수 있다. 올레핀은 선형 올레핀의 혼합물, 이성화된 선형 올레핀의 혼합물, 분지형 올레핀의 혼합물, 부분 분지형 선형의 혼합물 또는 전술한 것 중 임의의 것의 혼합물일 수 있다.
일 실시예에서, 사용될 수 있는 선형 올레핀의 혼합물은 분자당 약 10 내지 약 40개의 탄소수를 갖는 올레핀으로부터 선택된 일반 알파 올레핀의 혼합물이다. 일 실시예에서, 일반 알파 올레핀은 고체 또는 액체 촉매 중 하나 이상을 사용하여 이성화된다.
일 실시예에서, 함유된 알킬 기의 약 50 몰% 이상, 약 75 몰% 이상, 약 80 몰% 이상, 약 85 몰% 이상, 약 90 몰% 이상, 약 95 몰% 이상 알킬-치환된 히드록시벤조산 세정제의 알칼리 토금속 염의 알킬기와 같은 알킬-치환된 히드록시방향족 카르복실산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염 내에서 C20 이상이다. 다른 실시예에서, 알킬-치환된 히드록시방향족 카르복실산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염은 알킬기가 C20 내지 약 C28 일반 알파-올레핀인 알킬-치환된 히드록시벤조산으로부터 유도된 알킬-치환된 히드록시벤조산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염이다. 다른 실시예에서, 알킬 기는 2개 이상의 알킬화된 페놀로부터 유도된다. 두 개 이상의 알킬 페놀 중 하나 이상의 알킬 기는 이성화된 알파 올레핀으로부터 유도된다. 제2 알킬 페놀의 알킬 기는 분지형 또는 부분 분지형 올레핀, 고도로 이성화된 올레핀 또는 이의 혼합물들로부터 유래될 수 있다.
다른 실시예에서, 알킬-치환된 히드록시방향족 카르복실산의 알칼리 또는 알칼리 토금속 염은 20~40개의 탄소수, 바람직하게는 20~28개의 탄소수, 더 바람직하게는 이성화된 20~24개의 NAO를 갖는 알킬 기로부터 유도된 살리실산이다.
설포네이트는 석유의 분별 또는 방향족 탄화수소의 알킬화로부터 수득되는 것과 같은 알킬 치환된 방향족 탄화수소의 설폰화에 의해 일반적으로 수득되는 설폰산으로부터 제조될 수 있다. 예로는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 나프탈렌, 디페닐 또는 이들의 할로겐 유도체를 알킬화하여 얻은 것을 포함한다. 알킬화는 약 3 내지 70개 초과의 탄소수를 갖는 알킬화제(alkylating agent)와 함께 촉매의 존재 하에 수행될 수 있다. 알카릴 설포네이트는 일반적으로 알킬 치환된 방향족 부분당 약 9 내지 약 80개 이상의 탄소수, 바람직하게는 약 16 내지 약 60개의 탄소수, 바람직하게는 약 16 내지 30개의 탄소수, 더욱 바람직하게는 20 내지 24개의 탄소수를 함유한다.
황화 페네이트 세정제인 페놀과 황화 페놀의 금속염은 산화물 또는 수산화물과 같은 적절한 금속 화합물과 반응하여 제조되며 중성 또는 과염기성 생성물은 당업계에 잘 알려진 방법에 의해 수득될 수 있다. 황화 페놀은 페놀을 황 또는 황 함유 화합물(예: 황화수소, 일할로겐화 황 또는 이할로겐화 황)과 반응시켜 일반적으로 2개 이상의 페놀이 황 함유 가교에 의해 가교되는 화합물의 혼합물인 생성물을 형성함으로써 제조될 수 있다.
황화 페네이트의 일반적인 제조에 관한 추가 세부사항은 예컨대 미국 특허 제2,680,096; 제3,178,368호, 제3,801,507호 및 제8,580,717호에 기술되어 있으며, 그 내용은 여기에 참조로 포함되어 있다.
이제 본 공정에서 사용되는 반응물과 시약을 자세히 고려하면 먼저 모든 동소체 형태의 황을 사용할 수 있다. 황은 용융된 황으로서 또는 고체(예: 분말 또는 미립자)로서 또는 상용성 탄화수소 액체에서 고체 현탁액으로서 사용될 수 있다.
예를 들어, 산화칼슘보다 취급 편의성이 좋고 우수한 결과를 제공하기 때문에 칼슘 염기로서 수산화칼슘을 사용하는 것이 바람직하다. 다른 칼슘 염기, 예컨대 칼슘 알콕사이드도 사용할 수 있다.
사용될 수 있는 적합한 알킬페놀은 생성된 과염기성 황화 칼슘 알킬페네이트 조성물을 유용하게(oil-soluble) 만들기에 충분한 수의 탄소 원자를 포함하는 알킬 치환체이다. 유용성은 단일 장쇄 알킬 치환체에 의해 또는 알킬 치환체의 결합에 의해 제공될 수 있다. 일반적으로, 사용되는 알킬페놀은 상이한 알킬페놀, 예컨대 C20 내지 C24 알킬페놀의 혼합물일 것이다.
일 실시예에서, 적합한 알킬 페놀성 화합물은 분자당 약 10 내지 약 40개의 탄소 원자를 갖고 약 0.1 내지 약 0.4 사이 알파 올레핀의 이성화 레벨(1)을 갖는 이성화된 알파 올레핀 알킬기로부터 유도될 것이다. 일 실시예에서, 적합한 알킬 페놀계 화합물은 약 9 내지 약 80개의 탄소 원자를 갖는 분지형 올레핀계 프로필렌 올리고머 또는 이들의 혼합물인 알킬 기로부터 유도될 것이다. 일 실시예에서, 분지형 올레핀계 프로필렌 올리고머 또는 이들의 혼합물은 약 9 내지 약 40개의 탄소 원자를 갖는다. 일 실시예에서, 분지형 올레핀계 프로필렌 올리고머 또는 이들의 혼합물은 약 9 내지 약 18개의 탄소 원자를 갖는다. 일 실시예에서, 분지형 올레핀계 프로필렌 올리고머 또는 이들의 혼합물은 약 9 내지 약 12개의 탄소 원자를 갖는다.
일 실시예에서, 적합한 알킬 페놀계 화합물은 증류된 캐슈넛 껍질 액체(CNSL) 또는 수소화된 증류된 캐슈넛 껍질 액체를 포함한다. 증류된 CNSL은 생분해성 메타-탄화수소 치환 페놀의 혼합물이며, 여기서 히드로카르빌 기는 카르다놀을 포함한 선형 및 불포화이다. 증류된 CNSL의 촉매 수소화는 3-펜타데실페놀이 우세하게 풍부한 메타-하이드로카빌 치환 페놀의 혼합물을 생성한다.
알킬페놀은 파라-알킬페놀, 메타-알킬페놀 또는 오르토 알킬페놀일 수 있다. p-알킬페놀은 과염기성 생성물이 요구되는 고도로 과염기화된 황산 칼슘 알킬페네이트의 제조를 용이하게 하는 것으로 믿어지기 때문에, 알킬페놀은 바람직하게는 약 45 몰% 이하의 알킬페놀이 오르토 알킬페놀인 파라 알킬페놀이고; 더 바람직하게는 약 35 몰% 이하의 알킬페놀이 오르토 알킬페놀이다. 알킬-하이드록시 톨루엔 또는 자일렌 및 하나 이상의 장쇄 알킬 치환체에 추가하여 하나 이상의 알킬 치환체를 갖는 다른 알킬 페놀이 또한 사용될 수 있다. 증류된 캐슈넛 껍질 액체의 경우, 증류된 CNSL의 촉매 수소화는 메타-하이드로카빌 치환 페놀의 혼합물을 생성한다.
일 실시예에서, 하나 이상의 과염기성 세정제는 상기 기재된 2종 이상의 계면활성제로부터 유래된 계면활성제 시스템을 포함하는 것으로 당업계에 공지된 복합 또는 하이브리드 세정제일 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 과염기성 세정제는 20 내지 28개의 탄소 원자, 더 바람직하게는 20 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 포함하는 살리실산일 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 과염기성 세정제는 C14-18 NAO로부터 유도된 알킬 기를 갖는 살리실산일 수 있고, 윤활유에 대한 Ca 함량 측면에서 0.05 중량% 미만, 바람직하게는 0.025 중량% 미만, 더 바람직하게는 0.01 중량% 미만으로 기여한다.
일반적으로, 세정제의 양은 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 50 중량%, 또는 약 0.05 중량% 내지 약 25 중량% 또는 약 0.1 중량% 내지 약 20 중량% 또는 약 0.01 내지 15 중량%일 수 있다.
내마모제
본원에 개시된 윤활유 조성물은 하나 이상의 내마모제를 포함할 수 있다. 내마모제는 금속 부품의 마모를 줄인다. 적합한 내마모제는 하기 화학식 1의 아연 디히드로카르빌 디티오포스페이트(ZDDP)와 같은 디히드로카르빌 디티오포스페이트 금속염을 포함한다.
Figure pct00001
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 1 내지 18개(예: 2 내지 12개)의 탄소 원자를 갖고 알킬, 알케닐, 아릴, 아릴알킬, 알카릴 및 지환족 라디칼과 같은 라디칼을 포함하는 상이한 히드로카르빌 라디칼과 동일할 수 있다. R1 및 R2 기로서 특히 바람직한 것은 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이다(예: 알킬 라디칼은 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, Sec-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, n-헥실, 이소헥실, 2-에틸헥실일 수 있다). 오일 용해도(solubility)를 얻기 위해서는 탄소 원자의 총 수(즉, R1+R2)가 5 이상이어야 한다. 따라서 아연 디히드로카르빌 디티오포스페이트는 아연 디알킬 디티오포스페이트를 포함할 수 있다. 아연 디알킬 디티오포스페이트는 1차, 2차 아연 디알킬 디티오포스페이트 또는 이들의 결합이다. ZDDP는 윤활유 조성물의 3 중량% 이하(예: 0.1 내지 1.5 중량% 또는 0.5 내지 1.0 중량%)로 존재할 수 있다. 일 실시예에서, 본원에 기재된 마그네슘 살리실산 세정제를 함유하는 윤활유 조성물은 산화방지제 화합물을 추가로 포함한다. 일 실시예에서, 산화방지제는 디페닐아민 산화방지제이다. 다른 실시예에서, 산화방지제는 힌더드 페놀 산화방지제이다. 또 다른 실시예에서, 산화방지제는 디페닐아민 산화방지제와 힌더드 페놀 산화방지제의 결합이다.
산화방지제
본원에 개시된 윤활유 조성물은 하나 이상의 산화방지제를 포함할 수 있다. 산화방지제는 사용 중에 광유의 열화 경향을 줄인다. 산화적 열화는 윤활제의 슬러지, 금속 표면의 바니시 같은 침전물, 점도 증가에 의해 입증될 수 있다. 적합한 산화방지제는 힌더드 페놀, 방향족 아민 및 황화 알킬페놀 및 이들의 알칼리와 알칼리 토금속 염을 포함한다.
힌더드 페놀 산화방지제는 종종 입체 장애 기(hindering group)로서 2차 부틸 및/또는 3차 부틸기를 함유한다. 페놀 기는 히드로카르빌 기(일반적으로 선형 또는 분지형 알킬) 및/또는 제2 방향족 기에 연결되는 가교 기로 추가로 치환될 수 있다. 적합한 힌더드 페놀 산화방지제의 예에는 2,6-디-버트-부틸페놀; 4-메틸-2,6-디-베르트-부틸페놀; 4-에틸-2,6-디-베르트-부틸페놀; 4-프로필-2,6-디-버트-부틸페놀; 4-부틸-2,6-디-버트-부틸페놀; 및 4-도데실-2,6-디-tert-부틸페놀이 포함된다. 다른 유용한 힌더드 페놀 산화방지제에는 2,6-디-알킬-페놀계 프로피온산 에스테르 유도체(예: Ciba의 IRGANOX® L-135) 및 4,4'-비스(2,6-디-베르트-부틸페놀) 및 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-버트-부틸페놀 등의 비스-페놀계 산화방지제가 포함된다. 다른 유용한 힌더드 페놀 산화방지제에는 티오-에틸렌-비스-('3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록실페닐) 프로피오네이트(Ciba의 IRGANOX® L-115)와 같은 황 산화방지제를 갖는 힌더드 페놀이 포함된다.
일반적인 방향족 아민 산화방지제는 1개의 아민 질소에 직접 부착된 적어도 2개의 방향족 기를 갖는다. 일반적인 방향족 아민 산화방지제는 6개 이상의 탄소 원자의 알킬 치환기를 갖는다. 본원에서 유용한 방향족 아민 산화방지제의 특정 예는 4,4'-디옥틸디페닐아민, 4,4'-디노닐디페닐아민, N-페닐-1-나프틸아민, N-(4-tert- 옥티페닐)-1-나프틸아민 및 N-(4-옥틸페닐)-1-나프틸아민이다. 산화방지제는 윤활유 조성물의 0.01 내지 5 중량%(예: 0.1 내지 2 중량%)로 존재할 수 있다.
분산제
본원에 개시된 윤활유 조성물은 하나 이상의 분산제를 포함할 수 있다. 분산제는 오일에 녹지 않는, 엔진 작동 중 산화로 인한 현탁 물질에 잔류하여 슬러지 응집 및 금속 부품의 침전 또는 증착을 방지한다. 본원에서 유용한 분산제는 가솔린 엔진과 디젤 엔진에서 사용 시 침전물의 형성을 감소시키는 데 효과적인 것으로 알려진 질소-함유, 무회(무금속) 분산제를 포함한다.
적합한 분산제는 히드로카르빌 숙신이미드, 히드로카르빌 숙신아미드, 히드로카르빌-치환된 숙신산의 혼합 에스테르/아미드, 히드로카르빌-치환된 숙신산의 히드록시에스테르 및 히드로카르빌-치환된 페놀, 포름알데히드 및 폴리아민의 마니히(Mannich) 축합 생성물을 포함한다. 폴리아민과 히드로카르빌 치환된 페닐산의 축합 생성물도 적합하다. 이러한 분산제의 혼합물도 사용될 수 있다. 염기 질소-함유 무회 분산제는 잘 알려진 윤활유 첨가제이고 이의 제조 방법은 특허 문헌에 광범위하게 설명되어 있다. 바람직한 분산제는 알케닐-치환체가 바람직하게는 40개를 넘는 탄소 원자의 장쇄인 알케닐 숙신이미드와 숙신아미드이다. 이러한 물질은 히드로카르빌 치환된 디카르복실산 물질을 아민 작용기(functionality)를 함유하는 분자와 반응시켜 쉽게 제조된다. 적합한 아민의 예는 폴리알킬렌 폴리아민, 히드록시-치환된 폴리아민 및 폴리옥시알킬렌 폴리아민과 같은 폴리아민이다.
특히 바람직한 무회 분산제는 폴리이소부테닐 숙신산 무수물 및 폴리알킬렌 폴리아민, 예컨대 화학식 2의 폴리에틸렌 폴리아민으로부터 형성된 폴리이소부테닐 숙신이미드이다.
Figure pct00002
상기 화학식 2에서,
z는 1 내지 11이다. 폴리이소부테닐기는 폴리이소부텐으로부터 유도되고, 바람직하게는 700 내지 3000 달톤(예: 900 내지 2500 달톤) 범위의 수평균 분자량(M n )을 갖는다. 예를 들어, 폴리이소부테닐 숙신이미드는 900 내지 2500 달톤의 M n 을 갖는 폴리이소부테닐기 유래의 비스-숙신이미드일 수 있다. 당업계에 공지된 바와 같이, 분산제는 후처리될 수 있다(예를 들어, 붕소화제(boronating agent) 또는 환형 카보네이트, 에틸렌 카보네이트 등으로).
질소 함유 무회(무금속) 분산제는 염기성이며, 추가 황산화 회분을 도입하지 않고 첨가되는 윤활유 조성물의 TBN에 기여한다. 분산제는 윤활유 조성물의 0.1 내지 10 중량%(예: 2 내지 5 중량%)로 존재할 수 있다.
거품 억제제
본원에 개시된 윤활유 조성물은 오일 내의 거품을 분해할 수 있는 하나 이상의 거품 억제제를 포함할 수 있다. 적합한 거품 억제제 또는 소포 억제제의 비제한적 예는 실리콘 오일 또는 폴리디메틸실록산, 플루오로실리콘, 알콕실화 지방족 산, 폴리에테르(예: 폴리에틸렌 글리콜), 분지형 폴리비닐 에테르, 알킬 아크릴레이트 중합체, 알킬 메타크릴레이트 중합체, 폴리알콕시아민 및 이들의 결합을 포함한다.
추가 공-첨가제(Co-Additives)
본 개시의 윤활유 조성물은 이들 첨가제가 분산되거나 용해된 윤활유 조성물의 임의의 바람직한 특성을 부여하거나 개선할 수 있는 다른 통상적인 첨가제를 함유할 수도 있다. 당업자에게 공지된 임의의 첨가제가 본원에 개시된 윤활유 조성물에 사용될 수 있다. 일부 적합한 첨가제는 Mortier et al., "Chemistry and Technology of Lubricants", 2nd Edition, London, Springer, (1996); 및 Leslie R. Rudnick, "Lubricant Additives: Chemistry and Applications", New York, Marcel Dekker(2003)에 기재되어 있으며, 둘 다 본원에 참고로 포함되어 있다. 예를 들어, 윤활유 조성물은 산화방지제, 내마모제, 금속 세정제와 같은 세정제, 녹 방지제, 탈연무제, 유화파괴제, 금속 비활성화제, 마찰 개질제, 유동점 강하제, 소포제, 공용매, 부식 억제제, 무회 분산제, 다기능제, 염료, 극압제 등 및 이들의 혼합물과 블렌딩될 수 있다. 다양한 첨가제가 알려져 있고 상업적으로 입수 가능하다. 이들 첨가제 또는 이들의 유사 화합물은 통상적인 블렌딩 절차에 의해 본 개시의 윤활유 조성물의 제조에 사용될 수 있다.
윤활유 제형의 제조에서 탄화수소 오일(예: 광물성 윤활유 또는 기타 적합한 용매) 중 10 내지 100 중량% 활성 성분 농축물의 형태로 도입하는 것이 일반적인 관행이다.
일반적으로 이러한 농축물은 최종 윤활제(예: 크랭크케이스 모터 오일)를 형성할 때 첨가제 패키지의 중량부(part by weight)당 윤활유 3 내지 100(예: 5 내지 40) 중량부로 희석될 수 있다. 물론 농축액의 목적은 다양한 물질의 취급을 덜 어렵고 덜 서툴게 만들고 최종 블렌드에서 용액 또는 분산을 용이하게 하는 것이다.
각각의 전술한 첨가제는 사용될 때 윤활제에 원하는 특성을 부여하기 위해 기능적으로 유효한 양으로 사용된다. 따라서, 예를 들어 첨가제가 마찰 조정제인 경우, 이 마찰 조정제의 기능적 유효량은 원하는 마찰 조정 특성을 윤활제에 부여하기에 충분한 양이 될 것이다.
일반적으로, 윤활유 조성물 중 각 첨가제의 농도는 사용되는 경우 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 20 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 15 중량% 또는 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.005 중량% 내지 약 5 중량% 또는 약 0.1 중량% 내지 약 2.5 중량% 범위일 수 있다. 또한, 윤활유 조성물 중 첨가제의 총량은 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 약 0.001 중량% 내지 약 20 중량%, 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량% 또는 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%의 범위일 수 있다.
하기 실시예는 본 발명의 실시예를 예시하기 위해 제시되지만, 본 발명을 기재된 특정 실시예로 제한하려는 것은 아니다. 달리 표시되지 않는 한, 모든 부(part) 및 백분율은 중량 기준이다. 모든 수치는 근사치이다. 수치 범위가 주어졌을 때, 언급된 범위 밖의 실시예가 여전히 본 발명의 범위 내에 속할 수 있음을 이해해야 한다. 각 실시예에 기술된 구체적인 내용은 본 발명의 필수적인 특징으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
하기 실시예는 단지 예시를 위한 것이며 본 개시의 범위를 어떤 식으로든 제한하지 않는다.
이성화 레벨(I) 및 NMR 방법
올레핀의 이성화 레벨(I)은 수소-1(1H) NMR에 의해 결정되었다. NMR 스펙트럼은 TopSpin 3.2 스펙트럼 처리 소프트웨어를 사용하여 400MHz에서 클로로포름-d1의 Bruker Ultrashield Plus 400에서 얻었다.
이성화 레벨(I)은 메틸렌 백본 기(-CH2-)(화학적 이동 1.01~1.38 ppm)에 부착된 메틸기(-CH3)(화학적 이동 0.3~1.01 ppm)의 상대적인 양을 나타내며 하기 수학식 1로 정의되며,
Figure pct00003
여기서 m은 화학적 이동이 0.3±0.03~1.01±0.03ppm인 메틸기에 대한 NMR 적분이고, n은 화학적 이동이 1.01±0.03~1.38±0.10ppm인 메틸렌기에 대한 NMR 적분이다.
알파 올레핀의 이성화 레벨(I)은 약 0.1 내지 약 0.4, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 0.3, 더욱 바람직하게는 약 0.12 내지 약 0.3이다.
일 실시예에서, NAO의 이성화 레벨은 약 0.16이고, 약 20 내지 약 24개의 탄소 원자를 갖는다.
다른 실시예에서, NAO의 이성화 레벨은 약 0.26이고, 약 20 내지 약 24개의 탄소 원자를 갖는다.
베이스라인 제형 1
다량의 윤활 점도의 기유 및 하기 첨가제를 함유하는 0W-16 윤활유 조성물을 제조하였다.
(1) 에틸렌 카보네이트 후처리 비스-숙신이미드;
(2) 붕산 비스-숙신이미드;
(3) 0.077 중량% 인(phosphorus) 양의 1차 및 2차 아연 디알킬디티오포스페이트의 혼합물(여기서 1차 대 2차의 몰비는 9:1임);
(4) 디페닐아민 산화방지제;
(5) PMA 빗형 폴리머;
(6) 0.085 중량%의 몰리브덴 중의 MoDTC 화합물;
(7) 거품 억제제; 그리고
(8) 나머지 Group III 기유.
세정제 1
C20-24 이성화 일반 알파 올레핀을 사용하여 미국 특허 제8,993,499호와 실질적으로 동일한 방법으로 알킬화 페놀과 Ca 살리실산을 제조하였다. 알파 올레핀의 이성화 레벨은 약 0.16이다. 생성된 살리실산 조성물은 오일-프리 기준으로 약 630의 TBN 및 약 22.4 중량%의 Ca 함량을 갖는다.
세정제 2
TBN이 690이고 Ca 함량이 활성제 기준으로 약 26 중량%이고 C20-24 NAO에서 유도된 알킬기가 있는 과염기성 칼슘 설포네이트.
세정제 3
C14-18 NAO에서 유래된 알킬기와 TBN이 약 300이고 Ca 함량이 오일-프리 기준으로 약 10.6 중량%인 살리실산을 제조하였다.
세정제 4
CP Chem에서 입수할 수 있는 C20-24 이성화 일반 알파 올레핀을 사용하여 미국 특허 제8,993,499호와 실질적으로 동일한 방법으로 알킬화 페놀 및 알킬화 Ca 살리실산을 제조하였다. 알파 올레핀의 이성화 레벨은 약 0.16이다. 생성된 알킬화 살리실산 조성물은 오일-프리 기준으로 약 225 mgKOH/gm의 TBN 및 약 8 중량%의 Ca 함량을 갖는다.
세정제 5
CP Chem에서 입수할 수 있는 C20-24 이성화 일반 알파 올레핀을 사용하여 미국 특허 제8,993,499호와 실질적으로 동일한 방법으로 알킬화 페놀 및 알킬화 Ca 살리실산을 제조하였다. 알파 올레핀의 이성화 레벨은 약 0.16이다. 생성된 알킬화 살리실산 조성물은 오일-프리 기준으로 약 120 mgKOH/gm의 TBN 및 약 4.2 중량%의 Ca 함량을 갖는다.
세정제 6
C14-18 NAO에서 유래된 알킬기 및 TBN이 약 520이고 Ca 함량이 오일-프리 기준으로 약 18.7 중량%인 살리실산을 제조하였다.
실시예 1
베이스라인 제형 1에 세정제 1(35mM)의 Ca 함량에 대해 0.14 중량%를 첨가하였다. 세정제 혼합물의 총 SOAP는 아래 표 2에 나와 있다.
실시예 2
세정제의 mM을 기준으로 약 1.5:1:1 혼합물에서 세정제 1(15.0mM), 세정제 4(10.0mM) 및 세정제 5(10.0mM) 혼합물의 Ca 함량에 대해 0.14 중량%를 베이스라인 제형 1에 첨가하였다. 세정제 혼합물의 총 SOAP는 아래 표 2에 나와 있다.
실시예 3
세정제의 mM을 기준으로 약 3.83:1:1 혼합물에서 세정제 1(23.0mM), 세정제 4(6.0mM) 및 세정제 5(6.0mM) 혼합물의 Ca 함량에 대해 0.14 중량%를 베이스라인 제형 1에 첨가하였다. 세정제 혼합물의 총 SOAP는 아래 표 2에 나와 있다.
실시예 4
세정제의 mM을 기준으로 약 3.88:1:1 혼합물에서 세정제 1(19.8mM), 세정제 4(5.10mM) 및 세정제 5(5.10mM) 혼합물의 Ca 함량에 대해 0.12 중량%를 베이스라인 제형 1에 첨가하였다. 세정제 혼합물의 총 SOAP는 아래 표 3에 나와 있다.
실시예 5
세정제의 mM을 기준으로 약 1.5:1:1 혼합물에서 세정제 1(12.9mM), 세정제 4(8.55mM) 및 세정제 5(8.55mM) 혼합물의 Ca 함량에 대해 0.12 중량%를 베이스라인 제형 1에 첨가하였다. 세정제 혼합물의 총 SOAP는 아래 표 3에 나와 있다.
실시예 6
세정제의 mM을 기준으로 약 0.33:1:1 혼합물에서 세정제 1(4.2mM), 세정제 4(12.9mM) 및 세정제 5(12.9mM) 혼합물의 Ca 함량에 대해 0.12 중량%를 베이스라인 제형 1에 첨가하였다. 세정제 혼합물의 총 SOAP는 아래 표 3에 나와 있다.
실시예 7
베이스라인 제형 1에 세정제 1(40mM)의 Ca 함량에 대해 0.16 중량%를 첨가하였다. 세정제 혼합물의 총 SOAP는 아래 표 4에 나와 있다.
비교예 A
베이스라인 제형 1에 세정제 2(35mM)의 Ca 함량에 대해 0.14 중량%를 첨가하였다. 세정제 혼합물의 총 SOAP는 아래 표 2에 나와 있다.
비교예 B
베이스라인 제형 1에 세정제 3(35mM)의 Ca 함량에 대해 0.14 중량%를 첨가하였다. 세정제 혼합물의 총 SOAP는 아래 표 2에 나와 있다.
비교예 C
세정제의 mM을 기준으로 약 0.33:1:1 혼합물에서 세정제 1(5mM), 세정제 4(15mM) 및 세정제 5(15mM) 혼합물의 Ca 함량에 대해 0.14 중량%를 베이스라인 제형 1에 첨가하였다. 세정제 혼합물의 총 SOAP는 아래 표 2에 나와 있다.
비교예 D
베이스라인 제형 1에 세정제 6(35mM)의 Ca 함량에 대해 0.14 중량%를 첨가하였다. 세정제 혼합물의 총 SOAP는 아래 표 2에 나와 있다.
볼 녹 테스트(BRT: Ball Rust Test) - ASTM D6557
본원에 언급된 볼 녹 시험은 ASTM-D-6557의 방법을 사용하여 수행된다. 볼 녹 테스트(BRT)는 유체 윤활제의 부식 방지 능력을 평가하는 절차이다. ASTM D6557에 따라 볼 베어링은 오일에 잠겨 있다. 산성 오염 물질로 포화된 공기는 49°C에서 18시간 동안 오일을 통해 버블링된다. 18시간 반응 기간 후, 볼은 테스트 오일에서 제거되고 볼의 부식 양은 광 반사 기술을 사용하여 정량화된다. 반사광의 양은 평균 회색 값(AGV)으로 보고된다. 부식되지 않은 새 공의 AGV는 약 140이다. 완전히 부식된 볼의 AGV 결과는 20 미만이다. 100 이상의 평균 회색 값(AGV)을 제공하는 윤활유 조성물은 볼 녹 테스트(BRT)를 통과한다. 100 미만의 평균 회색 값(AGV)을 제공하는 윤활유 조성물은 볼 녹 테스트(BRT)를 통과하지 못한다.
BRT 테스트 결과
예 1 예 2 예 3 비교
예 A		 비교
예 B		 비교
예 C		 비교
예 D
칼슘(중량%) 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14 0.14
세정제의 총
SOAP(mM)		 3.96 13.4 9.62 1.96 12.25 18.12 4.9
BRT 126 113 112 91 81 86 81
BRT 테스트 결과
예 4 예 5 예 6
칼슘(중량%) 0.12 0.12 0.12
세정제의 총
SOAP(mM)		 8.2 11.46 15.57
BRT 117 132 113
BRT 테스트 결과
예 7
칼슘(중량%) 0.16
세정제의 총
SOAP(mM)		 4.52
BRT 122

Claims (14)

  1. 윤활유 조성물로서,
    (a) 다량의 윤활 점도의 오일 및
    (b) 알파 올레핀의 이성화된 레벨(I)이 약 0.1 내지 약 0.4이고 약 10 내지 약 40개의 탄소수를 갖는 이성화된 NAO(일반 알파 올레핀)로부터 유도된 살리실산 화합물을 포함하며,
    상기 살리실산 화합물의 TBN은 활성제 기준으로 600mg KOH/g 이상이고,
    상기 윤활유 조성물은 약 0.12 내지 약 0.17 중량%의 칼슘을 함유하고 실질적으로 마그네슘이 없고 모든 세정제로부터의 총 유기산 금속염(SOAP) 함량은 18mM 미만이고,
    상기 이성화 레벨(I)은 메틸렌 백본 기(-CH2-)(화학적 이동 1.01~1.38 ppm)에 부착된 메틸기(-CH3)(화학적 이동 0.3~1.01 ppm)의 상대적인 양을 나타내며 하기 수학식 1로 정의되며,
    [수학식 1]
    Figure pct00004

    여기서 m은 화학적 이동이 0.3±0.03~1.01±0.03ppm인 메틸기에 대한 NMR 적분이고, n은 화학적 이동이 1.01±0.03~1.38±0.10ppm인 메틸렌기에 대한 NMR 적분인, 윤활유 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    아연 디티오포스페이트 화합물을 더 포함하는, 윤활유 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    몰리브덴 디티오카르바메이트를 더 포함하는, 윤활유 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    마그네슘은 50ppm 미만으로 존재하는, 윤활유 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 윤활유 조성물은 엔진의 부식을 감소시키는, 윤활유 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 엔진은 EGR 시스템이 장착된 내연 기관인, 윤활유 조성물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 엔진은 하이브리드 엔진 또는 터보 GDI 엔진인, 윤활유 조성물.
  8. 윤활유 조성물로 엔진을 윤활하는 단계를 포함하는 엔진 윤활 방법으로서,
    (a) 다량의 윤활 점도의 오일 및
    (b) 알파 올레핀의 이성화 레벨(I)이 약 0.1 내지 약 0.4이고 약 10 내지 약 40개의 탄소수를 갖는 이성화된 NAO(일반 알파 올레핀)로부터 유도된 살리실산 화합물을 포함하며,
    상기 살리실산 화합물의 TBN은 활성제 기준으로 600mg KOH/g 이상이고,
    상기 윤활유 조성물은 약 0.12 내지 약 0.17 중량%의 칼슘을 함유하고 실질적으로 마그네슘이 없고 모든 세정제로부터의 총 유기산 금속염(SOAP) 함량은 18mM 미만이고,
    상기 이성화 레벨(I)은 메틸렌 백본 기(-CH2-)(화학적 이동 1.01~1.38 ppm)에 부착된 메틸기(-CH3)(화학적 이동 0.3~1.01 ppm)의 상대적인 양을 나타내며 하기 수학식 1로 정의되며,
    [수학식 1]
    Figure pct00005

    여기서 m은 화학적 이동이 0.3±0.03~1.01±0.03ppm인 메틸기에 대한 NMR 적분이고, n은 화학적 이동이 1.01±0.03~1.38±0.10ppm인 메틸렌기에 대한 NMR 적분인, 윤활유 조성물로 엔진을 윤활하는 단계를 포함하는 엔진 윤활 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 엔진은 하이브리드 엔진 또는 터보 GDI 엔진인, 윤활유 조성물로 엔진을 윤활하는 단계를 포함하는 엔진 윤활 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 엔진은 EGR 시스템이 장착된 내연 기관인, 윤활유 조성물로 엔진을 윤활하는 단계를 포함하는 엔진 윤활 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 윤활유 조성물은 엔진의 부식을 감소시키는, 윤활유 조성물로 엔진을 윤활하는 단계를 포함하는 엔진 윤활 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 윤활유 조성물은 아연 디티오포스페이트 화합물을 더 포함하는, 윤활유 조성물로 엔진을 윤활하는 단계를 포함하는 엔진 윤활 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 윤활유 조성물은 몰리브덴 디티오카바메이트를 더 포함하는, 윤활유 조성물로 엔진을 윤활하는 단계를 포함하는 엔진 윤활 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    마그네슘은 상기 윤활유 조성물에서 50ppm 미만으로 존재하는, 윤활유 조성물로 엔진을 윤활하는 단계를 포함하는 엔진 윤활 방법.
KR1020227003772A 2019-07-05 2020-07-01 윤활유 조성물 KR20220027237A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962870844P 2019-07-05 2019-07-05
US62/870,844 2019-07-05
PCT/IB2020/056211 WO2021005457A1 (en) 2019-07-05 2020-07-01 Lubricating oil composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220027237A true KR20220027237A (ko) 2022-03-07

Family

ID=71527855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227003772A KR20220027237A (ko) 2019-07-05 2020-07-01 윤활유 조성물

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210002578A1 (ko)
EP (1) EP3994239A1 (ko)
JP (1) JP2022539797A (ko)
KR (1) KR20220027237A (ko)
CN (1) CN114174482A (ko)
CA (1) CA3145646A1 (ko)
WO (1) WO2021005457A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4106081A1 (en) 2021-06-18 2022-12-21 SK On Co., Ltd. Ventilation device for pouch-type secondary battery and battery module including the same

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210024538A (ko) * 2018-06-27 2021-03-05 셰브런 오로나이트 테크놀로지 비.브이. 윤활유 조성물
CA3189294A1 (en) * 2020-07-21 2022-01-27 Chevron Japan Ltd. Salicylate containing lubricating oil composition for hybrid vehicles
WO2024030899A1 (en) * 2022-08-01 2024-02-08 Chevron Oronite Company Llc Lubricating oil composition for corrosion control

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2680096A (en) 1951-02-12 1954-06-01 California Research Corp Process for preparing sulfurized polyvalent metal phenates
GB9611317D0 (en) * 1996-05-31 1996-08-07 Exxon Chemical Patents Inc Overbased metal-containing detergents
US7951760B2 (en) * 2005-07-29 2011-05-31 Chevron Oronite S.A. Overbased alkali metal alkylhydroxybenzoates having low crude sediment
US8993499B2 (en) 2007-12-28 2015-03-31 Chevron Oronite Company Llc Low temperature performance lubricating oil detergents and method of making the same
US20180148663A1 (en) * 2016-11-30 2018-05-31 Chevron Japan Ltd. Lubricating oil compositions for motorcycles
WO2019003179A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Chevron Oronite Company Llc LOW VISCOSITY ENGINE OIL CONTAINING DETERGENTS BASED ON ISOMERIZED PHENOLIC COMPOUNDS
WO2019003173A1 (en) * 2017-06-30 2019-01-03 Chevron Oronite Company Llc LUBRICATING OIL COMPOSITIONS FOR MARINE DIESEL ENGINE
EP3645681B1 (en) * 2017-06-30 2021-09-22 Chevron Oronite Company LLC Lubricating oil compositions containing detergent compounds

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4106081A1 (en) 2021-06-18 2022-12-21 SK On Co., Ltd. Ventilation device for pouch-type secondary battery and battery module including the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021005457A1 (en) 2021-01-14
CA3145646A1 (en) 2021-01-14
EP3994239A1 (en) 2022-05-11
US20210002578A1 (en) 2021-01-07
JP2022539797A (ja) 2022-09-13
CN114174482A (zh) 2022-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA3068667C (en) Lubricating oil compositions containing detergent compounds
KR20220027237A (ko) 윤활유 조성물
US20190256791A1 (en) Marine diesel lubricant oil compositions
KR20210092785A (ko) 저 점도 윤활유 조성물
US20110160108A1 (en) Alkali metal salts to minimize turbo sludge
JP7315482B2 (ja) 清浄剤化合物を含有する潤滑エンジン油組成物
CN102325866A (zh) 防止排气阀座缩陷的方法
JP2016501979A (ja) 内燃機関用の超低ｓａｐｓ潤滑剤
US20190002786A1 (en) Lubricating oil magnesium detergents and method of making and using same
EP4077605B1 (en) Lubricating oil compositions comprising a polyalphaolefin
JP7364577B2 (ja) 機能性流体潤滑油組成物
KR20220057555A (ko) 윤활유 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20220203

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20241030

Patent event code: PE09021S01D