KR20150043420A - 윤활제 조성물을 위한 중합체 및 그의 형성 방법 - Google Patents

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Abstract

중합체는 중합체 백본, 중합체 백본으로부터 연장된 하나 이상의 피페리딘 에스테르 모이어티, 및 일반적으로 중합체 백본으로부터 연장된 하나 이상의 C8 내지 C22 에스테르 모이어티를 포함한다. 중합체는 윤활제 조성물의 총 염기가 및 점도 지수를 조절하는데 유용하다. 윤활제 조성물은 일반적으로 중합체 외에 베이스 오일을 포함한다. 중합체를 형성하는 방법은 제1 성분을 제공하는 단계 및 제2 성분을 제공하는 단계를 포함한다. 제1 성분은 A1) 피페리딘 메타크릴레이트, 또는 A2) 메타크릴레이트 중 하나 이상을 포함한다. 제2 성분은 B) C8 내지 C22 메타크릴레이트 중 하나 이상을 포함한다. 임의로, 방법은 C) 피페리딘-올 중 하나 이상을 포함하는, 제3 성분을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 방법은 중합체를 형성하기 위해 전술한 성분을 수반하는 하나 이상의 반응 단계를 추가로 포함한다.

Description

윤활제 조성물을 위한 중합체 및 그의 형성 방법 {POLYMER FOR LUBRICANT COMPOSITIONS AND METHOD OF FORMING THE SAME}
<관련 출원에 대한 상호 참조>
본 출원은 2012년 8월 14일에 출원된 미국 가특허 출원 일련 번호 61/682,832를 우선권 주장하며, 이 가특허 출원은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 중합체, 및 보다 구체적으로는 윤활제 조성물에 유용한 중합체 및 그 중합체를 형성하는 방법에 관한 것이다.
윤활제 조성물은 일반적으로 관련 기술분야에 알려져 있다. 마찰을 감소시키기 위해 다양한 화합물을 이용함으로써 윤활제 조성물의 성능을 개선하려는 시도가 이루어져 왔다. 특히, 차량의 내연 기관 내에서 마찰을 감소시키기 위해 다양한 마찰-감소 화합물을 윤활제 조성물에 사용하였다. 그러한 윤활제 조성물의 한 측면은 그 안에 분산된/용해된 염기성 물질의 양이며, 이는 흔히 총 염기가 또는 "TBN"으로서 지칭된다. TBN은 일반적으로 2가지 ASTM 적정 방법, ASTM D2896 및 ASTM D4739에 의해 측정된다. 전형적으로, TBN은 윤활제 조성물에서 과염기화 금속 비누를 사용함으로써 제공되었으나, 이들은 디젤 미립자 필터에 지장을 주는 것과 같이, 일부 더 새로운 엔진 기술과의 문제를 유발할 수 있다. 과염기화 금속 비누는 또한 황산화 회분, 인 및 황 (SAPS)에 첨가될 수 있고, 일반적으로 새로운 배출 제어 장치에 필요하다. 특정 TBN 부스팅 화합물, 예컨대 아민 화합물은 또한 엔진에서 연소 동안에 형성된 산을 중화시키는 것을 돕는데 사용될 수 있다. 그러나, 특정 아민 화합물은 탄성 밀봉재에 해로운 영향을 미칠 수 있다.
앞서 말한 것을 고려하여, 개선된 윤활제 조성물을 제공할 기회가 남아 있다. 또한 그러한 개선된 윤활제 조성물의 형성 방법을 제공할 기회가 남아 있다.
본 발명은 중합체를 제공한다. 중합체는 중합체 백본을 포함한다. 하나 이상의 피페리딘 에스테르 모이어티가 중합체 백본으로부터 연장된다. 특정 실시양태에서, 피페리딘 에스테르 모이어티와 상이한 하나 이상의 C8 내지 C22 에스테르 모이어티가 또한 중합체 백본으로부터 연장된다. 특정 실시양태에서, 중합체는 약 20,000 이상의 중량 평균 분자량 (Mw)을 갖는다. 중합체는 본 발명에 의해 또한 제공되는, 윤활제 조성물의 총 염기가 (TBN) 및 점도 지수 (VI)를 조절하는데 유용하다. 윤활제 조성물은 중합체 이외에도 베이스 오일을 포함한다.
본 발명은 중합체를 형성하는 방법을 추가로 제공한다. 방법은 제1 성분을 제공하는 단계 및 제1 성분과 상이한 제2 성분을 제공하는 단계를 포함한다. 제1 성분은 A1) 피페리딘 메타크릴레이트, 또는 A2) 피페리딘 메타크릴레이트 A1)과 상이한 메타크릴레이트 중 하나 이상을 포함한다. 제2 성분은 B) C8 내지 C22 메타크릴레이트 중 하나 이상을 포함한다. 임의로, 방법은 제3 성분을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 제3 성분은 C) 피페리딘-올 중 하나 이상을 포함한다. 방법은 다음의 단계: i) 피페리딘 메타크릴레이트 A1)을 제2 성분 B)와 반응시켜 중합체를 형성하는 단계, 및/또는 ii) 메틸 메타크릴레이트 A2)를 제2 성분 B)와 반응시켜 반응 중간체를 형성하고, 반응 중간체를 제3 성분과 반응시켜 중합체를 형성하는 단계 중 하나 이상을 추가로 포함한다.
중합체는 윤활제 조성물의 총 염기가 (TBN) 및 점도 지수 (VI)를 조절하는데 유용하다. 또 다른 방법을 말하면, 중합체 및 이를 포함한 윤활제 조성물을 다양한 유형의 연소 기관에 사용하여 연소 과정 동안에 형성된 산을 중화시키는 것을 도울 수 있다. 중합체 및 이에 따라 윤활제 조성물은 또한 다양한 탄성 밀봉재, 예컨대 연소 기관 또는 관련 장치에서 접하게 되는 것들과의 탁월한 상용성을 갖는다.
윤활제 조성물의 주요 부분 중 하나는, 총 염기가 (TBN)로서 지칭되는, 윤활제 조성물 내에 분산된/용해된 염기성 물질의 양이다. 이 값은 일반적으로 2가지 ASTM 적정 방법, ASTM D2896 및 ASTM D4739에 의해 측정된다. 대부분 TBN은 통상적으로 과염기화 금속 비누의 사용에 의해 산출되었으나, 이들 비누는 일부 더 새로운 엔진 기술 (예컨대, 디젤 미립자 필터 - DPF)과의 문제를 일으켰다. 따라서, 그러한 금속 비누의 사용을 최소화한 배합물이 유용하고, "저 SAPS 오일"로 지칭될 수 있다.
"저 SAPS" 명칭의 요건은 본질적으로 윤활제 조성물에서 발견되는 전통적인 칼슘 및 마그네슘계 세제의 양을 제한한다. 이들 전통적인 세제는, 연소 과정 동안에 형성되고 윤활제 조성물에 포함된 베이스 오일의 산화로부터 발생되는 산의 중화를 비롯한, 많은 기능을 가졌다. 그러나, 포함될 수 있는 이들 전통적인 칼슘 및 마그네슘 기재 세제의 양에 대한 제한은 산을 중화시키는 윤활제 조성물의 능력을 저하시켰다. 산을 중화시키는 윤활제 조성물의 감소된 능력은 윤활제 조성물을 더 자주 변화시켜야 할 필요성을 초래한다.
본 발명은 중합체 및 그 중합체를 포함한 윤활제 조성물을 제공한다. 추가 실시양태에서, 윤활제 조성물은 본질적으로 중합체로 이루어지고, 또 다른 실시양태에서, 윤활제 조성물은 중합체로 이루어진다. 본 발명은 또한 중합체를 형성하는 방법을 제공한다. 윤활제 조성물 및 본 발명의 방법은 하기에 추가로 서술되어 있다. 중합체는 윤활제 조성물의 TBN 및 점도 지수 (VI)를 조절하는데 유용하다. TBN은 또한 무회분 TBN으로서 지칭될 수 있다. 그러한 것으로서, 중합체는 점도 지수 개선제 (VII) 및/또는 점도 개질제 (VM)로서 지칭될 수 있다. 중합체는 하기에 서술된, 다른 목적에도 또한 유용하다. 일반적으로, 중합체는 윤활제 조성물에 다른 이점을 제공하면서, 종래의 TBN 개질제의 사용에 비해 윤활제 조성물의 TBN을 개선한다.
윤활제 조성물은 다양한 TBN 값을 가질 수 있다. TBN은 수산화칼륨 (KOH)의 염기도에 대한 임의의 물질의 염기도의 연관성을 보여주는데 사용되는 산업 표준 측정법이다. 값은 일반적으로 ㎎ KOH/g으로서 보고되고, ASTM D2896 또는 D4739에 따라 측정될 수 있다. 다양한 실시양태에서, 윤활제 조성물은, ASTM D2896에 따라, 윤활제 조성물의 그램당 약 2.5 내지 약 25, 약 5 내지 약 20, 약 7.5 내지 약 15, 또는 약 8 내지 약 13 ㎎ KOH의 총 TBN을 갖는다. 윤활제 조성물의 TBN은 일반적으로 중합체에 의해 영향을 받는다. 중합체는 윤활제 조성물에 대해 다양한 수준의 TBN, 예컨대 ASTM D2896에 따라 샘플 그램당 약 1 내지 약 8 ㎎ KOH을 제공할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 중합체 (즉, "순수" 중합체)는, ASTM D4739에 따라, 중합체의 그램당 적어도 약 70, 적어도 약 100, 적어도 약 125, 약 150 ㎎ KOH 의 TBN, 또는 약 150 ㎎ KOH (㎎ KOH/g) 초과의 TBN을 갖는다.
윤활제 조성물은 다양한 VI 값을 가질 수 있다. 다양한 실시양태에서, 윤활제 조성물은 ASTM D2270에 따라, 약 95 내지 약 220, 약 100 내지 약 205, 또는 약 105 내지 약 190의 VI를 갖는다. 윤활제 조성물의 VI는 일반적으로 중합체에 의해 부여된다. 중합체는 윤활제 조성물에 대해 다양한 수준의 VI를 제공할 수 있다.
추가로 윤활제 조성물의 VI에 대해서, 그리고 임의의 특정 이론에 의해 얽매이거나 제한됨 없이, 더 낮은 온도, 예컨대 장비 스타트-업 동안, 예를 들어 약 -20℃에서, 중합체는 윤활제 조성물의 베이스 오일 (하기에 추가로 서술됨)에 덜 가용성이고 윤활제 조성물 내에서 작은 유체역학적 부피를 차지하는 것으로 생각된다. 그러한 것으로서, 중합체는 더 낮은 온도에서 윤활제 조성물의 점도에 대해 더 낮은 기여도를 갖는다. 이는 윤활제 조성물이, 예컨대 먼저 저온/주위 조건에서부터 연소 기관을 작동시킬 때 적절한 윤활을 제공하도록 더 낮은 온도에서도 계속 유체로 있어야 하기 때문에 중요하다. 더 높은 온도, 예컨대 장비의 정상 작동 온도, 예를 들어 약 100℃에서, 중합체는 베이스 오일에서 점점 더 가용성이 되고 팽창하여 그의 유체역학적 부피를 증가시킨다. 그러한 것으로서, 중합체는 더 높은 온도에서 윤활제 조성물의 점도에 대해 더 큰 기여도를 갖는다. 이는 오일의 점도가 더 높은 온도에서 너무 많이 감소하는 경우, 예컨대 더 오랜 기간 동안 연소 기관을 작동시킬 때 충분한 윤활을 달성할 수 없기 때문에 중요하다.
상기 서술된 바와 같이, 중합체는 윤활제 조성물의 TBN 및 VI를 조절하는데 유용하다. 또한, 중합체는 일반적으로 탄성 밀봉재에 대해 비-공격적이다. 이러한 방식으로, 중합체는 "다관능성"이고, 즉 중합체는 윤활제 조성물에 하나 초과의 이점을 제공한다. 밀봉재는 특히 O-링 및 기타 제품에 사용되는 플루오로중합체 엘라스토머이다. 특정 유형의 플루오로엘라스토머는 비톤(Viton)®이다. "플루오로엘라스토머"는 예를 들어 FKM의 ASTM D1418 및 ISO 1629 명칭 하에 분류된다. 플루오로엘라스토머는 헥사플루오로프로필렌 (HFP) 및 비닐리덴 플루오라이드 (VF2의 VDF)의 공중합체, 테트라플루오로에틸렌 (TFE), 비닐리덴 플루오라이드 및 헥사플루오로프로필렌의 삼원공중합체, 퍼플루오로메틸비닐에테르 (PMVE), TFE 및 프로필렌의 공중합체, 및 TFE, PMVE 및 에틸렌의 공중합체를 포함한다. 불소 함량은 예를 들어 약 66 내지 약 70 중량%에서 달라진다. FKM은 중합체 사슬에 치환기 플루오로 및 퍼플루오로알킬 또는 퍼플루오로알콕시 기를 갖는 폴리메틸렌 유형의 플루오로 고무이다.
플루오로엘라스토머 밀봉재와 중합체/윤활제 조성물의 상용성은 CEC-L-39-T96에 정의된 방법으로 결정될 수 있다. 일반적으로, 종래의 화합물, 예컨대 알킬 아민은 플루오로엘라스토머를 매우 손상시키는 것이다. 그러나, 중합체 및 그 중합체를 포함한 윤활제 조성물은 플루오로엘라스토머 밀봉재와의 상용성에 대하여 긍정적인 결과를 보여준다.
상용성은 일반적으로 밀봉재 또는 개스킷을 윤활제 조성물 중에 제공하고, 윤활제 조성물을 그 안에 포함된 밀봉재와 함께 상승된 온도로 가열하고, 상승된 온도를 일정 기간 동안 유지함으로써 평가된다. 이어서 밀봉재를 제거하고 건조시키고, 밀봉재의 특성을 평가하고 윤활제 조성물 중에서 가열하지 않은 밀봉재 시편과 비교한다. 이들 특성에서의 퍼센트 변화율을 평가하여 밀봉재와 윤활제 조성물의 상용성을 결정한다. 윤활제 조성물에의 중합체의 혼입은 종래의 화합물에 비해, 밀봉재를 분해시키는 윤활제 조성물의 경향을 감소시킨다.
중합체는 중합체 백본을 포함한다. 중합체 백본은 다양한 화학적 특성을 포함할 수 있고, 구조가 선형 또는 분지형일 수 있다. 다양한 실시양태에서, 중합체의 중합체 백본은 선형이고, 그로부터 연장된 다수의 모이어티를 갖는다. 그러한 것으로서, 중합체는 빗살형 중합체로 지칭될 수 있다. 모이어티는 하기에 추가로 서술되어 있다.
중합체 백본은 다양한 유형의 단량체로부터 형성될 수 있다. 특정 실시양태에서, 중합체의 중합체 백본은 에틸렌 단량체, 프로필렌 단량체, 부틸렌 단량체, 메타크릴레이트 단량체, 비닐 아세테이트 단량체 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 단량체의 반응 생성물을 포함한다. 이들 실시양태에서, 중합체 백본은 전술한 단량체의 다양한 공중합체를 포함하거나, 그로 본질적으로 이루어지거나, 또는 그로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 중합체의 중합체 백본은 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리이소부틸렌 (PIB), 폴리메타크릴레이트 (PMA), 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 (EVA)를 포함할 수 있다. 에틸렌-프로필렌 공중합체는 또한 올레핀-공중합체로 지칭될 수 있다. 한 실시양태에서, 중합체 백본은 PMA를 포함한다. 다른 단량체 및 그의 조합을 또한 사용하여 중합체 백본을 형성할 수 있다.
중합체는 중합체 백본으로부터 연장된 하나 이상의 피페리딘 에스테르 모이어티를 추가로 포함한다. 다시 말해서, 중합체 백본은 적어도 부분적으로 치환되거나, 또는 그러한 모이어티 (또는 모이어티들)를 갖는 단량체로부터 형성된다. 다양한 실시양태에서, 중합체는 다수의 그러한 피페리딘 에스테르 모이어티를 포함한다. 각각의 피페리딘 에스테르 모이어티는 다양한 화학적 특성을 포함할 수 있고, 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
특정 실시양태에서, 피페리딘 에스테르 모이어티는 하기 다음의 화학식 I을 갖는다:
<화학식 I>
Figure pct00001
식 중, 각각의 R1 및 R2는 개별적으로 수소, 또는 1 내지 17개의 탄소를 갖거나 또는 사이에 임의의 수의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이다. 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기를 포함하나 이로 한정되지는 않는 다양한 유형의 알킬 기, 예를 들어 메틸 기, 에틸 기, 프로필 기, 부틸 기 등이 존재할 수 있다. 다양한 실시양태에서, R1은 수소 또는 메틸 기 (CH3)이고, R2 기 중 2개 이상, 3개 이상, 또는 4개 모두가 CH3이다. 이들 실시양태의 일부는 장애 아민으로서 지칭될 수 있다. 이들 실시양태의 일부에서, R1은 수소이다. 다른 실시양태에서, R1은 CH3이다. 상기 화학식에서 S-모양의 선은 단지 모이어티가, 예를 들어 펜던트 기로서 중합체의 중합체 백본에서 나온 것임을 나타내는 것으로 여겨진다.
피페리딘 에스테르 모이어티는 윤활제 조성물의 TBN을 조절하는데 유용하다. 피페리딘 에스테르 모이어티는 또한 장애 아민 모이어티로서 지칭될 수 있다. 일반적으로, 피페리딘 에스테르 모이어티의 양을 증가시키는 것은 윤활제 조성물의 TBN을 또한 증가시키는 것으로 여겨진다. 그러한 것으로서, 윤활제 조성물의 TBN은 일반적으로 조성물 내에 존재하는 피페리딘 에스테르 모이어티의 양을 변경함으로써 달라질 수 있다. 전술한 총량은 중합체에 존재하는 피페리딘 에스테르 모이어티의 수 및/또는 조성물에 존재하는 중합체의 양에 의해 부여될 수 있다.
특정 실시양태에서, 중합체는 중합체 백본으로부터 연장된 하나 이상의 C8 내지 C22 에스테르 모이어티를 추가로 포함한다. 다양한 실시양태에서, 중합체는 피페리딘 에스테르 모이어티와 상이한, 다수의 그러한 모이어티를 포함한다. 각각의 C8 내지 C22 에스테르 모이어티는 다양한 화학적 특성을 포함할 수 있고, 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 특정 실시양태에서, C8 내지 C22 에스테르 모이어티는 구조가 선형이다.
특정 실시양태에서, C8 내지 C22 에스테르 모이어티는 하기 다음의 화학식 II를 갖는다:
<화학식 II>
Figure pct00002
식 중, R2는 CH3이고, 각각의 R3은 수소이고, n은 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 또는 21과 같다. 추가 실시양태에서, 상기 화학식 II에서 n은 9, 11, 13, 또는 15이다. 특정 실시양태에서, n은 9이고, 즉 중합체는 하나 이상의 C10 에스테르 모이어티를 포함한다. C8 내지 C22 에스테르 모이어티는 윤활제 조성물의 VI를 조절하는데 유용하다. 일반적으로, C8 내지 C22 에스테르 모이어티의 양을 증가시키는 것은 윤활제 조성물의 VI를 또한 증가시키는 것으로 여겨진다. 그러한 것으로서, 윤활제 조성물의 VI는 일반적으로 조성물 내에 존재하는 C8 내지 C22 에스테르 모이어티의 양을 변경함으로써 달라질 수 있다. 전술한 총량은 중합체에 존재하는 C8 내지 C22 에스테르 모이어티의 수 및/또는 조성물에 존재하는 중합체의 양에 의해 부여될 수 있다. 상기 화학식에서 S-모양의 선은 단지 모이어티가, 예를 들어 펜던트 기로서 중합체의 중합체 백본에서 나온 것임을 나타내는 것으로 여겨진다. 특정 실시양태에서, 중합체는 하기 다음의 화학식 III을 갖는다:
<화학식 III>
Figure pct00003
식 중, R1은 수소 또는 CH3이고, 각각의 R2는 CH3이고, 각각의 R3은 수소이고, 각각의 R4 및 R5는 독립적으로 수소 또는 CH3이고, n은 9, 11, 13, 15, 또는 17과 같고, m ≥ 1, 0 ＜ x ＜ 1, 0 ＜ y ＜ 1, 및 x ＋ y ＝ 1이다. 추가 실시양태에서, R1은 수소이고, R4 및 R5는 각각 CH3이다. 또 다른 실시양태에서, 상기 화학식 III에서 n은 9, 11, 13, 또는 15이다. 한 실시양태에서, n은 9이다. 특정 실시양태에서, 상기 화학식 III에서 m은 1이다. 전술한 실시양태의 다양한 조합을 이용할 수 있다. 상기 화학식에서 S-모양의 선은 단지 중합체 백본이 설명한 것보다 더 연장된 것임을 나타내는 것으로 여겨진다.
앞서 도입된 바와 같이, 각각의 모이어티의 양은 달라질 수 있다. 상기 화학식 III에서, 모이어티는 블록 또는 랜덤 구성으로 존재할 수 있다. 특정 실시양태에서, 모이어티는 교대로 번갈아 나온다. 다양한 실시양태에서, 0.05 ≤ x ≤ 0.3, 0.1 ≤ x ≤ 0.25, 0.15 ≤ x ≤ 0.25, 또는 0.2 ≤ x ≤ 0.25이다. 다양한 실시양태에서, 0.7 ≤ y ≤ 0.95, 0.75 ≤ y ≤ 0.9, 0.75 ≤ y ≤ 0.85, 또는 0.75 ≤ y ≤ 0.80이다. 다양한 실시양태에서, 중합체는 약 20,000 이상, 약 20,000 내지 약 125,000, 약 20,000 내지 약 100,000, 약 20,000 내지 약 75,000, 약 25,000 내지 약 75,000, 약 35,000 내지 약 65,000, 약 40,000 내지 약 60,000, 약 45,000 내지 약 55,000, 또는 약 50,000의 중량 평균 분자량 (Mw)을 갖는다. 대안적으로, 중합체는 약 20,000 초과, 약 25,000 초과, 약 50,000 초과, 약 75,000 초과, 약 100,000 초과, 또는 약 125,000 초과의 Mw를 갖는다. 대안적으로, 중합체는 약 20,000 내지 약 50,000 또는 약 50,000 내지 약 100,000의 Mw를 갖는다. 중합체가 전술한 Mw 범위보다 높거나 낮은 다양한 Mw 값을 가질 수 있음을 인식해야 한다.
중합체를 형성하는 방법은 제1 성분 및 제1 성분과 상이한 제2 성분을 제공하는 단계를 포함한다. 특정 실시양태에서, 방법은 제3 성분을 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 제3 성분은 전형적으로 제1 및 제2 성분과 상이하다. 각각의 성분은 출발 원료로서 제공되거나, 또는 선행 반응을 거쳐 형성될 수 있다.
제1 성분은 A1) 피페리딘 메타크릴레이트, 또는 A2) 피페리딘 메타크릴레이트 A1)과 상이한 메타크릴레이트 중 하나 이상을 포함한다. 한 실시양태에서, 제1 성분은 A1), 즉 하나 이상의 피페리딘 메타크릴레이트를 포함하며, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 다양한 유형의 피페리딘 메타크릴레이트를 사용할 수 있다. 특정 실시양태에서, 피페리딘 메타크릴레이트 A1)은 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘일 메타크릴레이트 (TMPM), 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딘일 메타크릴레이트 (PMPM) 또는 그의 조합을 포함한다. 한 실시양태에서, A1)은 TMPM을 포함한다. 또 다른 실시양태에서, A1)은 PMPM을 포함한다. 적합한 피페리딘 메타크릴레이트는 다양한 공급처, 예컨대 뉴저지주 플로햄 파크 소재의 바스프 코포레이션(BASF Corporation) 및 버지니아주 리치몬드 소재의 와코 케미칼스 유에스에이, 인크.(Wako Chemicals USA, Inc.)로부터 상업적으로 입수가능하다.
제2 성분은 B) C8 내지 C22 메타크릴레이트 중 하나 이상을 포함한다. 다양한 유형의 C8 내지 C22 메타크릴레이트를 사용할 수 있다. 그러한 탄소 쇄 길이는 중쇄 내지 장쇄로 지칭될 수 있다. 하나 이상의 C8 내지 C22 메타크릴레이트는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 특정 실시양태에서, B)는 라우릴 메타크릴레이트 (LMA)를 포함한다. 바로 이전의 실시양태에서, B)는 일반적으로 C12, C14, 및/또는 C16 메타크릴레이트의 혼합물을 포함한다. 한 실시양태에서, B)는 C10 메타크릴레이트를 포함한다. 적합한 C8 내지 C22 메타크릴레이트는 다양한 공급처, 예컨대 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능하다. 적합한 C12 내지 C16 메타크릴레이트의 예는 바스프로부터 상업적으로 입수가능한, 에이지플렉스(Ageflex)™ FM246이다. 적합한 메타크릴레이트의 다른 예는 선형 및 분지형 둘 다인, C12 내지 C15 합성 알콜로부터 형성된 라우릴 메타크릴레이트, 예컨대 각각 쉘 케미칼스(Shell Chemicals) 및 사솔(Sassol)로부터 상업적으로 입수가능한 네오돌(Neodol)® 25 및 리알(Lial)® 125를 포함한다. 메타크릴레이트를 형성하는데 적합한 다른 알콜은 평균 C13 사슬 길이의 혼합물, 예컨대 엑손 모빌 케미칼(Exxon Mobil Chemical)로부터 상업적으로 입수가능한 엑살(Exxal)™ 13을 포함한다.
중합체 및 이에 따른 윤활제 조성물의 TBN은 중합체를 형성하는데 사용된 제1 성분 (예를 들어, TMPM 및/또는 PMPM)의 양을 변경함으로써 변화 및/또는 조정될 수 있는 것으로 생각된다. 중합체 및 이에 따른 윤활제 조성물의 VI는 중합체를 형성하는데 사용된 제2 성분 (예를 들어, LMA)의 양을 변경함으로써 변화 및/또는 조정될 수 있는 것으로 또한 생각된다. 임의의 특정 이론에 의해 얽매이거나 제한됨 없이, 제2 성분은 중합체가 감겨 온도의 함수로서 그 자체 위에서 축합하도록 허용하며, 이는 윤활제 조성물에 탁월한 VI 특성을 부여하는 것으로 생각된다. 또한, 제2 성분은 윤활제 조성물 내에서 중합체를 가용화시키는 것을 돕고, 또한 윤활제 조성물을 증점화시키는 것을 도울 수 있는 것으로 생각된다.
한 실시양태에서, 방법은 A1)을 B)와 반응시켜 중합체를 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 성분을 다양한 비율로 반응시켜 중합체를 형성할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 피페리딘 메타크릴레이트 A1) 및 C8 내지 C22 메타크릴레이트 B)를 약 0.05:2 내지 약 0.75:1, 약 0.1:1.5 내지 약 0.5:1, 또는 약 0.15:1.4 내지 약 0.4:1.1의 몰비 (A1:B)로 반응시켜, 중합체를 형성한다.
성분을 다양한 유형의 용기 또는 반응기에서 반응시킬 수 있다. 제1 및 제2 성분을 다양한 온도에서 반응시킬 수 있다. 다양한 실시양태에서, 제1 및 제2 성분, 예를 들어 A1) 및 B)를, 약 75 내지 약 115℃, 약 85 내지 약 105℃, 또는 약 95℃의 온도에서 반응시킨다.
제1 및 제2 성분을 다양한 양의 시간 동안 반응시킬 수 있다. 다양한 실시양태에서, 제1 및 제2 성분을 약 1 내지 약 12 시간, 약 1 내지 약 8 시간, 약 2 내지 약 6 시간, 약 3 내지 약 5 시간, 또는 약 4 내지 약 5 시간의 기간 동안 반응시킨다. 성분 간의 반응의 정도를 결정하는 한 방법은 미반응 탄소-탄소 이중 결합의 존재 또는 수준에 대해 시험하는 것이다.
또 다른 실시양태에서, 제1 성분은 A2), 즉 하나 이상의 메타크릴레이트를 포함하며, 이들은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 다양한 유형의 메타크릴레이트를 사용할 수 있다. 특정 실시양태에서, A2)는 메틸 메타크릴레이트 (MMA), 보다 전형적으로 메틸 메타크릴레이트를 포함한다. 적합한 메타크릴레이트는 다양한 공급처, 예컨대 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능하다.
A2)가 A1) 대신에 사용된 경우, 제3 성분은 전형적으로 C) 피페리딘-올 중 하나 이상을 포함한다. 다양한 유형의 피페리딘-올을 사용할 수 있다. 특정 실시양태에서, C)는 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-올 (HTMP), 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘-4-올 (PTMP) 또는 그의 조합을 포함한다. 한 실시양태에서, C)는 HTMP를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, C)는 PTMP를 포함한다. HTMP 및 PTMP의 조합을 또한 사용할 수 있다. 적합한 피페리딘-올은 다양한 공급처, 예컨대 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능하다.
A2)가 사용되는 실시양태에서, 방법은 A2)를 B)와 반응시켜 반응 중간체를 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 이들 실시양태에서, 방법은 반응 중간체를 제3 성분과 반응시켜 중합체를 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 성분을 상기 서술된 바와 같이, 다양한 온도에서 그리고 다양한 기간 동안 반응시킬 수 있다.
방법은 개시제, 사슬 이동제 (CTA), 및/또는 불활성 담체 중 하나 이상을 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 사용된 경우, 개시제, CTA, 및/또는 불활성 담체는 일반적으로 반응시키는 단계 (또는 단계들) 동안에 존재한다.
사용된 경우, 다양한 유형의 개시제를 사용할 수 있다. 적합한 개시제의 예는 퍼옥시드를 포함한다. 개시제는 적어도 제1 및 제2 성분 간의 반응을 용이하게 하여 중합체를 형성하는데 유용하다. 특정 실시양태에서, 개시제는 tert-부틸 2-에틸헥산퍼옥소에이트 (tBPEH)를 포함한다. 적합한 개시제는 다양한 공급처, 예컨대 일리노이주 시카고 소재의 악조노벨 폴리머 케미칼스 엘엘씨(AkzoNobel Polymer Chemicals LLC)로부터 상업적으로 입수가능하다. 개시제를 다양한 양으로 사용할 수 있다. 특정 실시양태에서, 개시제는 제1 및 제2 성분 (또는 제1, 제2, 및 제3 성분) 100 중량부를 기준으로 약 0.001 내지 약 5 중량 퍼센트 (중량%)의 양으로 사용된다.
사용된 경우, 다양한 유형의 CTA를 사용할 수 있다. 적합한 CTA의 예는 티올을 포함하나, 이로 한정되지는 않는다. CTA는 적어도 제1 및 제2 성분 간의 반응을 용이하게 하여 중합체를 형성하는데 유용하다. 특정 실시양태에서, CTA는 도데칸-1-티올 (DDM)을 포함한다. 적합한 CTA는 다양한 공급처, 예컨대 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치(Sigma-Aldrich)로부터 상업적으로 입수가능하다. CTA를 다양한 양으로 사용할 수 있다. 특정 실시양태에서, CTA는 제1 및 제2 성분 (또는 제1, 제2, 및 제3 성분) 100 중량부를 기준으로 약 0.001 내지 약 5 중량%의 양으로 사용된다.
사용된 경우, 다양한 유형의 불활성 담체를 사용할 수 있다. 적합한 담체의 예는 불활성 베이스스톡을 포함한다. "불활성"이란, 일반적으로 불활성 담체가 적어도 제1 및 제2, 및 사용된 경우, 제3 성분에 대해 비반응성인 것을 의미한다. 불활성 담체는 매질로서 작용함으로써 적어도 제1 및 제2 성분 간의 반응을 용이하게 하여 중합체를 형성하는데 유용하다. 특정 실시양태에서, 불활성 담체는 광유를 포함한다. 적합한 불활성 담체는 다양한 공급처, 예컨대 페트로-캐나다(Petro-Canada)로부터 상업적으로 입수가능하다. 적합한 베이스스톡의 예는 페트로-캐나다로부터 상업적으로 입수가능한 60 뉴트럴 라이트(Neutral Light) HT (N60LHT)이다.
다양한 실시양태에서, 윤활제 조성물은 중합체 이외에도 베이스 오일을 추가로 포함한다. 베이스 오일은 상기 서술된 불활성 담체와 동일하거나 상이할 수 있다. 중합체는 윤활제 조성물에 다양한 양으로 존재할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 중합체는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.1 내지 약 15 중량%, 0.25 내지 약 10 중량%, 약 0.5 내지 약 8 중량%, 약 1 내지 약 5 중량%, 또는 약 1.5 내지 약 3 중량%의 양으로 존재한다.
특정 실시양태에서, 베이스 오일은 미국 석유 협회 (API) 그룹 I 베이스 오일, API 그룹 II 베이스 오일, API 그룹 III 베이스 오일, API 그룹 IV 베이스 오일, API 그룹 V 베이스 오일 및 그의 조합의 군으로부터 선택된다. 이들 실시양태에서, 베이스 오일은 일반적으로 API 베이스 오일 호환성 가이드라인(Base Oil Interchangeability Guideline)에 따라 분류된다. 다시 말해서, 베이스 오일은 5 종류의 베이스 오일: 그룹 I (황 함량 0.03 중량% 초과, 및/또는 90 중량% 포화도 미만, 점도 지수 80-119); 그룹 II (황 함량 0.03 중량% 이하, 및 90 중량% 포화도 이상, 점도 지수 80-119); 그룹 III (황 함량 0.03 중량% 이하, 및 90 중량% 포화도 이상, 점도 지수 120 이상); 그룹 IV (모두 폴리알파올레핀 (PAO)); 및 그룹 V (그룹 I, II, III, 또는 IV에 포함되지 않은 다른 모든 것들) 중 하나 이상으로서 추가로 서술될 수 있다.
베이스 오일은 자동차 및 트럭 엔진, 2-사이클 엔진, 항공기 피스톤 엔진, 및 선박 및 철도 디젤 엔진을 비롯한, 스파크-점화 및 압축 점화 내연 기관을 위한 크랭크케이스 윤활유로서 추가로 정의될 수 있다. 대안적으로, 베이스 오일은 가스 엔진, 고정식 동력 엔진, 및 터빈에 사용되는 오일로서 추가로 정의될 수 있다. 베이스 오일은 대형 또는 소형 엔진 오일로서 추가로 정의될 수 있다. 한 실시양태에서, 베이스 오일은 대형 디젤 엔진 오일로서 추가로 정의된다.
베이스 오일은 베이스 스톡 오일로서 추가로 정의될 수 있다. 대안적으로, 베이스 오일은 동일한 제조사의 사양을 충족시키는 동일한 사양으로 (공급원 또는 제조사의 위치와 무관함) 단일 제조사에 의해 제조되고, 독특한 제형, 제품 식별 번호, 또는 둘 다에 의해 식별되는 성분으로서 추가로 정의될 수 있다. 베이스 오일은 증류, 용매 정제, 수소 처리, 올리고머화, 에스테르화, 및 재정제를 포함하나 이로 한정되지는 않는 다양한 다른 공정을 사용하여 제조 또는 유도될 수 있다. 재정제된 스톡에는 전형적으로 제조, 오염, 또는 이전 사용을 통해 도입되는 물질이 실질적으로 없다.
대안적으로, 베이스 오일은 수소화분해, 수소화, 수소화피니싱, 정제 및 재정제 오일 또는 그의 혼합물로부터 유도될 수 있거나 또는 1종 이상의 그러한 오일을 포함할 수 있다. 한 실시양태에서, 베이스 오일은 윤활 점도를 갖는 오일, 예컨대 천연 또는 합성 오일 및/또는 그의 조합으로서 추가로 정의된다. 천연 오일은 동물성 오일 및 식물성 오일 (예를 들어, 피마자 오일, 라드 오일) 뿐만 아니라 액체 석유 오일 및 용매-처리 또는 산-처리된 미네랄 윤활유, 예컨대 파라핀계, 나프텐계 또는 혼합 파라핀-나프텐계 오일을 포함하나, 이로 한정되지는 않는다.
다양한 다른 실시양태에서, 베이스 오일은 석탄 또는 셰일로부터 유도된 오일로서 추가로 정의될 수 있다. 적합한 오일의 비제한적 예는 탄화수소 오일, 예컨대 중합 및 혼성중합된 올레핀 (예를 들어, 폴리부틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌-이소부틸렌 공중합체, 폴리(1-헥센), 폴리(1-옥텐), 폴리(1-데센), 및 그의 혼합물); 알킬벤젠 (예를 들어, 도데실벤젠, 테트라데실벤젠, 디노닐벤젠, 및 디(2-에틸헥실)-벤젠); 폴리페닐 (예를 들어, 비페닐, 테르페닐, 및 알킬화 폴리페닐), 알킬화 디페닐 에테르 및 알킬화 디페닐 술피드, 및 그의 유도체, 유사체 및 동족체를 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 베이스 오일은 1종 이상의 알킬렌 옥시드 중합체 및 혼성중합체 및 그의 유도체를 포함할 수 있는 합성 오일로서 추가로 정의될 수 있으며, 여기서 말단 히드록실 기는 에스테르화, 에테르화, 또는 유사한 반응에 의해 개질된다. 다양한 실시양태에서, 이들 합성 오일을 에틸렌 옥시드 또는 프로필렌 옥시드의 중합을 통해 제조하여, 추가로 반응하여 오일을 형성할 수 있는 폴리옥시알킬렌 중합체를 형성한다. 예를 들어, 이들 폴리옥시알킬렌 중합체의 알킬 및 아릴 에테르 (예를 들어, 1,000의 평균 분자량을 갖는 메틸폴리이소프로필렌 글리콜 에테르; 500-1,000의 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜의 디페닐 에테르; 및 1,000-1,500의 분자량을 갖는 폴리프로필렌 글리콜의 디에틸 에테르) 및/또는 그의 모노- 및 폴리카르복실산 에스테르 (예를 들어, 테트라에틸렌 글리콜의 아세트산 에스테르, 혼합된 C3-C8 지방산 에스테르, 또는 C13 옥소산 디에스테르)가 또한 사용될 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 베이스 오일은 디카르복실산 (예를 들어, 프탈산, 숙신산, 알킬 숙신산 및 알케닐 숙신산, 말레산, 아젤라산, 수베르산, 세바스산, 푸마르산, 아디프산, 리놀레산 이량체, 말론산, 알킬 말론산, 및 알케닐 말론산)과 다양한 알콜 (예를 들어, 부틸 알콜, 헥실 알콜, 도데실 알콜, 2-에틸헥실 알콜, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노에테르, 및 프로필렌 글리콜)과의 에스테르를 포함할 수 있다. 이러한 에스테르의 구체적 예는 디부틸 아디페이트, 디(2-에틸헥실 세바케이트, 디-n-헥실 푸마레이트, 디옥틸 세바케이트, 디이소옥틸 아젤레이트, 디이소데실 아젤레이트, 디옥틸 프탈레이트, 디데실 프탈레이트, 디에이코실 세바케이트, 리놀레산 이량체의 2-에틸헥실 디에스테르, 1몰의 세바스산을 2몰의 테트라에틸렌 글리콜 및 2몰의 2-에틸헥산산과 반응시킴으로써 형성된 복합 에스테르 및 그의 조합을 포함하나, 이로 한정되지는 않는다. 베이스 오일로서 또는 베이스 오일에 포함되는 것으로서 유용한 에스테르는 또한 C5 내지 C12 모노카르복실산 및 폴리올 및 폴리올 에테르, 예컨대 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 및 트리펜타에리트리톨로부터 형성된 것들을 포함한다.
베이스 오일은 대안적으로 정제 오일, 재정제 오일, 비정제 오일 또는 그의 조합으로서 서술될 수 있다. 비정제 오일은 전형적으로 천연 또는 합성 공급원으로부터 추가 정제 처리 없이 수득된다. 예를 들어, 리토르트처리(retorting) 조작으로부터 직접 수득되는 셰일 오일, 증류로부터 직접 수득되는 석유 오일, 또는 에스테르화 공정으로부터 직접 수득되고 추가 처리 없이 사용되는 에스테르 오일을 모두 사용할 수 있다. 정제 오일은, 하나 이상의 특성을 개선하기 위해 전형적으로 정제를 실시한 점을 제외하고는 미정제 오일과 유사하다. 수많은 그러한 정제 기술, 예컨대 용매 추출, 산 또는 염기 추출, 여과, 퍼콜레이션(percolation), 및 유사한 정제 기술은 통상의 기술자에게 알려져 있다. 재정제 오일은 또한 재생 오일 또는 재가공 오일로도 알려져 있으며, 종종 소비된 첨가제 및 오일 파괴 생성물의 제거에 관한 기술에 의해 추가로 가공된다.
다양한 실시양태에서, 베이스 오일은 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 70 내지 약 99.9 중량%, 약 80 내지 약 99.9 중량%, 약 90 내지 약 99.9 중량%, 약 75 내지 약 95 중량%, 약 80 내지 약 90 중량%, 또는 약 85 내지 약 95 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다. 대안적으로, 베이스 오일은 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 70, 약 75, 약 80, 약 85, 약 90, 약 91, 약 92, 약 93, 약 94, 약 95, 약 96, 약 97, 약 98, 또는 약 99 중량% 초과의 양으로 윤활제 조성물에 존재할 수 있다. 다양한 실시양태에서, 완전 배합된 윤활제 조성물 (첨가제, 희석제, 및/또는 담체 오일 등 포함) 중 베이스 오일의 양은 약 80 내지 약 99.5 중량%, 약 85 내지 약 96 중량%, 또는 약 87 내지 약 95 중량%이다.
다양한 실시양태에서, 베이스 오일은 100℃에서 시험했을 때, 약 1 내지 약 100, 약 1 내지 약 50, 약 1 내지 약 25, 또는 약 1 내지 약 20 센티스토크 (cSt) 범위의 점도를 갖는다. 베이스 오일의 점도는 관련 기술분야에서 이해되는 다양한 방법에 의해 결정될 수 있다. 본 발명은 베이스 오일의 특정 점도로 한정되지는 않는다.
윤활제 조성물은 윤활제 조성물의 다양한 화학적 및/또는 물리적 특성을 개선하기 위해 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 1종 이상의 첨가제의 구체적 예는 마모방지 첨가제, 산화방지제, 금속 탈활성화제 (또는 부동태화제), 녹 억제제, 점도 지수 개선제, 유동점 강하제, 분산제, 세제, 및 마찰방지 첨가제를 포함한다. 각각의 첨가제를 단독으로 또는 조합해서 사용할 수 있다. 첨가제(들)는 사용된 경우, 다양한 양으로 사용될 수 있다. 윤활제 조성물은 특정 용도로 사용하기 위한 특정 성능 목적을 달성하기 위해 추가의 몇몇 보조 성분과 함께 배합될 수 있다. 예를 들어, 윤활제 조성물은 녹 및 산화 윤활제 배합물, 유압 윤활제 배합물, 터빈 윤활유, 및 내연 기관 윤활제 배합물일 수 있다. 대안적 실시양태에서, 윤활제 조성물에는 본원에 서술된 1종 이상의 첨가제가 전혀 없을 수도 있다.
특정 실시양태에서, 윤활제 조성물은 중합체, 및 1종 이상의 첨가제를 포함하지만, 베이스 오일이 없다. 바로 이전의 실시양태에서, 윤활제 조성물은 성능 첨가제 패키지로서 지칭될 수 있다. 중합체 및 첨가제(들)는 본원에 서술된 다양한 양으로 성능 첨가제 패키지에 존재할 수 있다. 관련 실시양태에서, 성능 첨가제 패키지는 중합체 및 1종 이상의 첨가제로 본질적으로 이루어지거나, 또는 그로 이루어진다.
사용된 경우, 마모방지 첨가제는 다양한 유형의 것일 수 있다. 한 실시양태에서, 마모방지 첨가제는 아연 디알킬-디티오 포스페이트 (ZDDP)이다. 대안적으로, 마모방지 첨가제는 황- 및/또는 인- 및/또는 할로겐-함유 화합물, 예를 들어 황화 올레핀 및 식물성 오일, 아연 디알킬디티오포스페이트, 알킬화 트리페닐 포스페이트, 트리톨릴 포스페이트, 트리크레실 포스페이트, 염소화 파라핀, 알킬 및 아릴 디- 및 트리술피드, 모노- 및 디알킬 포스페이트의 아민 염, 메틸포스폰산의 아민 염, 디에탄올아미노메틸톨릴트리아졸, 비스(2-에틸헥실)아미노메틸톨릴트리아졸, 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸의 유도체, 에틸 3-[(디이소프로폭시포스피노티오일)티오]프로피오네이트, 트리페닐 티오포스페이트 (트리페닐포스포로티오에이트), 트리스(알킬페닐) 포스포로티오에이트 및 그의 혼합물 (예를 들어, 트리스(이소노닐페닐) 포스포로티오에이트), 디페닐 모노노닐페닐 포스포로티오에이트, 이소부틸페닐 디페닐 포스포로티오에이트, 3-히드록시-1,3-티아포스페탄 3-옥시드의 도데실아민 염, 트리티오인산 5,5,5-트리스[이소옥틸 2-아세테이트], 2-메르캅토벤조티아졸의 유도체, 예컨대 1-[N,N-비스(2-에틸헥실)아미노메틸]-2-메르캅토-1H-1,3-벤조티아졸, 에톡시카르보닐-5-옥틸디티오 카르바메이트, 및/또는 그의 조합을 포함할 수 있다.
사용된 경우, 마모방지 첨가제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 마모방지 첨가제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.1 내지 약 20 중량%, 약 0.5 내지 약 15 중량%, 약 1 내지 약 10 중량%, 약 5 내지 약 10 중량%, 약 5 내지 약 15 중량%, 약 5 내지 약 20 중량%, 약 0.1 내지 약 1 중량%, 약 0.1 내지 약 0.5 중량%, 또는 약 0.1 내지 약 1.5 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다. 대안적으로, 마모방지 첨가제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 20 중량% 미만, 약 15 중량% 미만, 약 10 중량% 미만, 약 5 중량% 미만, 약 1 중량% 미만, 약 0.5 중량% 미만, 또는 약 0.1 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
사용된 경우, 산화방지제는 다양한 유형의 것일 수 있다. 적합한 산화방지제로는 알킬화 모노페놀, 예를 들어 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀, 2-tert-부틸-4,6-디메틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-4-에틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-4-n-부틸페놀, 2,6-디-tert-부틸-4-이소부틸페놀, 2,6-디시클로펜틸-4-메틸페놀, 2-(α-메틸시클로헥실)-4,6-디메틸페놀, 2,6-디옥타데실-4-메틸페놀, 2,4,6-트리시클로헥실페놀, 2,6-디-tert-부틸-4-메톡시메틸페놀, 2,6-디-노닐-4-메틸페놀, 2,4-디메틸-6-(1'-메틸운데스-1'-일)페놀, 2,4-디메틸-6-(1'-메틸헵타데스-1'-일)페놀, 2,4-디메틸-6-(1'-메틸트리데스-1'-일)페놀, 및 그의 조합을 포함한다.
적합한 산화방지제의 추가 예는 알킬티오메틸페놀, 예를 들어 2,4-디옥틸티오메틸-6-tert-부틸페놀, 2,4-디옥틸티오메틸-6-메틸페놀, 2,4-디옥틸티오메틸-6-에틸페놀, 2,6-디도데실티오메틸-4-노닐페놀, 및 그의 조합을 포함한다. 히드로퀴논 및 알킬화 히드로퀴논, 예를 들어 2,6-디-tert-부틸-4-메톡시페놀, 2,5-디-tert-부틸히드로퀴논, 2,5-디-tert-아밀히드로퀴논, 2,6-디페닐-4-옥타데실옥시페놀, 2,6-디-tert-부틸히드로퀴논, 2,5-디-tert-부틸-4-히드록시아니솔, 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시아니솔, 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐 스테아레이트, 비스-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐) 아디페이트, 및 그의 조합을 또한 사용할 수 있다.
게다가, 히드록실화 티오디페닐 에테르, 예를 들어 2,2'-티오비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀), 2,2'-티오비스(4-옥틸페놀), 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-3-메틸페놀), 4,4'-티오비스(6-tert-부틸-2-메틸페놀), 4,4'-티오비스-(3,6-디-sec-아밀페놀), 4,4'-비스-(2,6-디메틸-4-히드록시페닐) 디술피드, 및 그의 조합을 또한 사용할 수 있다.
또한, 알킬리덴비스페놀, 예를 들어 2,2'-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-에틸페놀), 2,2'-메틸렌비스[4-메틸-6-(α-메틸시클로헥실)페놀], 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-시클로헥실페놀), 2,2'-메틸렌비스(6-노닐-4-메틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4,6-디-tert-부틸페놀), 2,2'-에틸리덴비스(4,6-디-tert-부틸페놀), 2,2'-에틸리덴비스(6-tert-부틸-4-이소부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스[6-(α-메틸벤질)-4-노닐페놀], 2,2'-메틸렌비스[6-(α,α-디메틸벤질)-4-노닐페놀], 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-tert-부틸페놀), 4,4'-메틸렌비스(6-tert-부틸-2-메틸페놀), 1,1-비스(5-tert-부틸-4-히드록시-2-메틸페닐)부탄, 2,6-비스(3-tert-부틸-5-메틸-2-히드록시벤질)-4-메틸페놀, 1,1,3-트리스(5-tert-부틸-4-히드록시-2-메틸페닐) 부탄, 1,1-비스(5-tert-부틸-4-히드록시-2-메틸-페닐)-3-n-도데실메르캅토 부탄, 에틸렌 글리콜 비스[3,3-비스(3'-tert-부틸-4'-히드록시페닐)부티레이트], 비스(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸-페닐)디시클로펜타디엔, 비스[2-(3'-tert-부틸-2'-히드록시-5'-메틸벤질)-6-tert-부틸-4-메틸페닐]테레프탈레이트, 1,1-비스-(3,5-디메틸-2-히드록시페닐)부탄, 2,2-비스-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스-(5-tert-부틸-4-히드록시-2-메틸페닐)-4-n-도데실메르캅토부탄, 1,1,5,5-테트라-(5-tert-부틸-4-히드록시-2-메틸 페닐)펜탄, 및 그의 조합을 윤활제 조성물에서 산화방지제로서 사용할 수 있는 것으로 고려된다.
O-, N- 및 S-벤질 화합물, 예를 들어 3,5,3',5'-테트라-tert-부틸-4,4'-디히드록시디벤질 에테르, 옥타데실-4-히드록시-3,5-디메틸벤질메르캅토아세테이트, 트리스-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)아민, 비스(4-tert-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질)디티올 테레프탈레이트, 비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)술피드, 이소옥틸-3,5-디-tert-부틸-4-히드록시 벤질메르캅토아세테이트, 및 그의 조합을 또한 사용할 수 있다.
히드록시벤질화 말로네이트, 예를 들어 디옥타데실-2,2-비스-(3,5-디-tert-부틸-2-히드록시벤질)-말로네이트, 디-옥타데실-2-(3-tert-부틸-4-히드록시-5-메틸벤질)-말로네이트, 디-도데실메르캅토에틸-2,2-비스-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)말로네이트, 비스[4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)페닐]-2,2-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)말로네이트, 및 그의 조합은 또한 산화방지제로서 사용하기에 적합하다.
트리아진 화합물, 예를 들어 2,4-비스(옥틸메르캅토)-6-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시아닐리노)-1,3,5-트리아진, 2-옥틸메르캅토-4,6-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시아닐리노)-1,3,5-트리아진, 2-옥틸메르캅토-4,6-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페녹시)-1,3,5-트리아진, 2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페녹시)-1,2,3-트리아진, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(4-tert-부틸-3-히드록시-2,6-디메틸벤질 2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐에틸)-1,3,5-트리아진, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐 프로피오닐)-헥사히드로-1,3,5-트리아진, 1,3,5-트리스(3,5-디시클로헥실-4-히드록시벤질)이소시아누레이트, 및 그의 조합을 또한 사용할 수 있다.
산화방지제의 추가 예는 방향족 히드록시벤질 화합물, 예를 들어 1,3,5-트리스-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)-2,4,6-트리메틸벤젠, 1,4-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)-2,3,5,6-테트라메틸벤젠, 2,4,6-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)페놀, 및 그의 조합을 포함한다. 벤질포스포네이트, 예를 들어 디메틸-2,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스포네이트, 디에틸-3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스포네이트, 디옥타데실-3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스포네이트, 디옥타데실-5-tert-부틸-4-히드록시-3-메틸벤질포스포네이트, 3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질포스폰산의 모노에틸 에스테르의 칼슘 염, 및 그의 조합을 또한 사용할 수 있다. 또한, 아실아미노페놀, 예를 들어 4-히드록시라우르아닐리드, 4-히드록시스테아르아닐리드, 옥틸 N-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)카르바메이트.
[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온산과, 1가 또는 다가 알콜, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 옥타데칸올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 네오펜틸 글리콜, 티오디에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 펜타에리트리톨, 트리스(히드록시에틸) 이소시아누레이트, N,N'-비스(히드록시에틸)옥사미드, 3-티아운데칸올, 3-티아펜타데칸올, 트리메틸헥산디올, 트리메틸올프로판, 4-히드록시메틸-1-포스파-2,6,7-트리옥사비시클로[2.2.2]옥탄과의 에스테르, 및 그의 조합을 또한 사용할 수 있다. β-(5-tert-부틸-4-히드록시-3-메틸페닐)프로피온산과, 1가 또는 다가 알콜, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 옥타데칸올, 1,6-헥산디올, 1,9-노난디올, 에틸렌 글리콜, 1,2-프로판디올, 네오펜틸 글리콜, 티오디에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 펜타에리트리톨, 트리스(히드록시에틸) 이소시아누레이트, N,N'-비스(히드록시에틸)옥사미드, 3-티아운데칸올, 3-티아펜타데칸올, 트리메틸헥산디올, 트리메틸올프로판, 4-히드록시메틸-1-포스파-2,6,7-트리옥사비시클로[2.2.2]옥탄과의 에스테르, 및 그의 조합을 사용할 수 있는 것으로 추가로 고려된다.
적합한 산화방지제의 추가 예는 질소를 포함하는 것들, 예컨대 β-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피온산의 아미드, 예를 들어 N,N'-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐프로피오닐)헥사메틸렌디아민, N,N'-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐프로피오닐)트리메틸렌디아민, N,N'-비스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐프로피오닐)히드라진을 포함한다. 산화방지제의 다른 적합한 예는 아민계 산화방지제, 예컨대 N,N'-디이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(1,4-디메틸펜틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(1-에틸-3-메틸펜틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(1-메틸헵틸)-p-페닐렌디아민, N,N'-디시클로헥실-p-페닐렌디아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N,N'-비스(2-나프틸)-p-페닐렌디아민, N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸-부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1-메틸헵틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-시클로헥실-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 4-(p-톨루엔술파모일)디페닐아민, N,N'-디메틸-N,N'-디-sec-부틸-p-페닐렌디아민, 디페닐아민, N-알릴디페닐아민, 4-이소프로폭시디페닐아민, N-페닐-1-나프틸아민, N-페닐-2-나프틸아민, 옥틸화 디페닐아민, 예를 들어 p,p'-디-tert-옥틸디페닐아민, 4-n-부틸아미노페놀, 4-부티릴아미노페놀, 4-노나노일아미노페놀, 4-도데카노일아미노페놀, 4-옥타데카노일아미노페놀, 비스(4-메톡시페닐)아민, 2,6-디-tert-부틸-4-디메틸아미노 메틸페놀, 2,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐메탄, N,N,N',N'-테트라메틸-4,4'-디아미노디페닐메탄, 1,2-비스[(2-메틸-페닐)아미노]에탄, 1,2-비스(페닐아미노)프로판, (o-톨릴)비구아니드, 비스[4-(1',3'-디메틸부틸)페닐]아민, tert-옥틸화 N-페닐-1-나프틸아민, 모노- 및 디알킬화 tert-부틸/tert-옥틸디페닐아민의 혼합물, 모노- 및 디알킬화 이소프로필/이소헥실디페닐아민의 혼합물, 모노- 및 디알킬화 tert-부틸디페닐아민의 혼합물, 2,3-디히드로-3,3-디메틸-4H-1,4-벤조티아진, 페노티아진, N-알릴페노티아진, N,N,N',N'-테트라페닐-1,4-디아미노부트-2-엔, N,N-비스(2,2,6,6-테트라메틸피페리드-4-일-헥사메틸렌디아민, 비스(2,2,6,6-테트라메틸 피페리드-4-일)세바케이트, 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-온 및 2,2,6,6-테트라메틸 피페리딘-4-올, 및 그의 조합을 포함한다.
적합한 산화방지제의 또 다른 예는 지방족 또는 방향족 포스파이트, 티오디프로피온산 또는 티오디아세트산의 에스테르, 또는 디티오카르밤산 또는 디티오인산의 염, 2,2,12,12-테트라메틸-5,9-디히드록시-3,7,1-트리티아트리데칸 및 2,2,15,15-테트라메틸-5,12-디히드록시-3,7,10,14-테트라티아헥사데칸, 및 그의 조합을 포함한다. 게다가, 황화 지방산 에스테르, 황화 지방 및 황화 올레핀, 및 그의 조합을 사용할 수 있다.
사용된 경우, 산화방지제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 산화방지제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 내지 약 5 중량%, 약 0.05 내지 약 4 중량%, 약 0.1 내지 약 3 중량%, 또는 약 0.5 내지 약 2 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다. 대안적으로, 산화방지제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 5 중량% 미만, 약 4 중량% 미만, 약 3 중량% 미만, 또는 약 2 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
사용된 경우, 금속 탈활성화제는 다양한 유형의 것일 수 있다. 적합한 금속 탈활성화제로는 벤조트리아졸 및 그의 유도체, 예를 들어 4- 또는 5-알킬벤조트리아졸 (예를 들어, 톨루트리아졸) 및 그의 유도체, 4,5,6,7-테트라히드로벤조트리아졸 및 5,5'-메틸렌비스벤조트리아졸; 벤조트리아졸 또는 톨루트리아졸의 만니히(Mannich) 염기, 예를 들어 1-[비스(2-에틸헥실)아미노메틸)톨루트리아졸 및 1-[비스(2-에틸헥실)아미노메틸)벤조트리아졸; 및 알콕시알킬벤조트리아졸, 예컨대 1-(노닐옥시메틸)벤조트리아졸, 1-(1-부톡시에틸)벤조트리아졸 및 1-(1-시클로헥실옥시부틸) 톨루트리아졸, 및 그의 조합을 포함한다.
적합한 금속 탈활성화제의 추가 예는 1,2,4-트리아졸 및 그의 유도체, 예를 들어 3-알킬(또는 아릴)-1,2,4-트리아졸, 및 1,2,4-트리아졸의 만니히 염기, 예컨대 1-[비스(2-에틸헥실)아미노메틸-1,2,4-트리아졸; 알콕시알킬-1,2,4-트리아졸, 예컨대 1-(1-부톡시에틸)-1,2,4-트리아졸; 및 아실화 3-아미노-1,2,4-트리아졸, 이미다졸 유도체, 예를 들어 4,4'-메틸렌비스(2-운데실-5-메틸이미다졸) 및 비스[(N-메틸)이미다졸-2-일]카르비놀 옥틸 에테르, 및 그의 조합을 포함한다. 적합한 금속 탈활성화제의 추가 예는 황-함유 헤테로시클릭 화합물, 예를 들어 2-메르캅토벤조티아졸, 2,5-디메르캅토-1,3,4-티아디아졸 및 그의 유도체; 및 3,5-비스[디(2-에틸헥실)아미노메틸]-1,3,4-티아디아졸린-2-온, 및 그의 조합을 포함한다. 금속 탈활성화제의 또 다른 예는 아미노 화합물, 예를 들어 살리실리덴프로필렌디아민, 살리실아미노구아니딘 및 그의 염, 및 그의 조합을 포함한다.
사용된 경우, 금속 탈활성화제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 금속 탈활성화제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 내지 약 0.1 중량%, 약 0.05 내지 약 0.01 중량%, 또는 약 0.07 내지 약 0.1 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다. 대안적으로, 금속 탈활성화제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.1 중량% 미만, 약 0.7 중량% 미만, 또는 약 0.5 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
사용된 경우, 녹 억제제 및/또는 마찰 개질제는 다양한 유형의 것일 수 있다. 녹 억제제 및/또는 마찰 개질제의 적합한 예는 유기 산, 그의 에스테르, 금속 염, 아민 염 및 무수물, 예를 들어 알킬- 및 알케닐숙신산, 및 알콜, 디올 또는 히드록시카르복실산과의 그의 부분 에스테르, 알킬- 및 알케닐숙신산의 부분 아미드, 4-노닐페녹시아세트산, 알콕시- 및 알콕시에톡시카르복실산, 예컨대 도데실옥시아세트산, 도데실옥시(에톡시)아세트산 및 그의 아민 염, 및 또한 N-올레오일사르코신, 소르비탄 모노올레에이트, 납 나프테네이트, 알케닐숙신산 무수물, 예를 들어 도데세닐숙신산 무수물, 2-카르복시메틸-1-도데실-3-메틸글리세롤 및 그의 아민 염, 및 그의 조합을 포함한다. 추가 예는 질소-함유 화합물, 예를 들어 1급, 2급 또는 3급 지방족 또는 지환족 아민, 및 유기 및 무기 산의 아민 염, 예를 들어 유용성 알킬암모늄 카르복실레이트, 및 또한 1-[N,N-비스(2-히드록시에틸)아미노]-3-(4-노닐페녹시)프로판-2-올, 및 그의 조합을 포함한다. 추가 예는 헤테로시클릭 화합물, 예를 들어: 치환된 이미다졸린 및 옥사졸린, 및 2-헵타데세닐-1-(2-히드록시에틸)이미다졸린, 인-함유 화합물, 예를 들어: 인산 부분 에스테르 또는 포스폰산 부분 에스테르의 아민 염, 및 아연 디알킬디티오포스페이트, 몰리브덴-함유 화합물, 예컨대 몰리브덴 디티오카르바메이트, 및 다른 황 및 인 함유 유도체, 황-함유 화합물, 예를 들어: 바륨 디노닐나프탈렌술포네이트, 칼슘 석유 술포네이트, 알킬티오-치환된 지방족 카르복실산, 지방족 2-술포카르복실산의 에스테르 및 그의 염, 글리세롤 유도체, 예를 들어: 글리세롤 모노올레에이트, 1-(알킬페녹시)-3-(2-히드록시에틸)글리세롤, 1-(알킬페녹시)-3-(2,3-디히드록시프로필) 글리세롤 및 2-카르복시알킬-1,3-디알킬글리세롤, 및 그의 조합을 포함한다.
사용된 경우, 녹 억제제 및/또는 마찰 개질제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 녹 억제제 및/또는 마찰 개질제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 내지 약 0.1 중량%, 약 0.05 내지 약 0.01 중량%, 또는 약 0.07 내지 약 0.1 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다. 대안적으로, 녹 억제제 및/또는 마찰 개질제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.1 중량% 미만, 약 0.7 중량% 미만, 또는 약 0.5 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
사용된 경우, 점도 지수 개선제 (VII)는 다양한 유형의 것일 수 있고, 중합체와 상이하며, 이는 또한 VII로서 또는 보다 구체적으로 보충 VII로서 특징지어질 수 있다. 보충 VII의 적합한 예는 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 비닐피롤리돈/메타크릴레이트 공중합체, 폴리비닐피롤리돈, 폴리부텐, 올레핀 공중합체, 스티렌/아크릴레이트 공중합체 및 폴리에테르, 및 그의 조합을 포함한다.
사용된 경우, 보충 VII은 다양한 양으로 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 보충 VII은 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 내지 약 25 중량%, 약 1 내지 약 20 중량%, 또는 약 1 내지 약 15 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다. 대안적으로, 보충 VII은 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 25 중량% 초과, 약 20 중량% 초과, 또는 약 15 중량% 초과의 양으로 존재할 수 있다.
사용된 경우, 유동점 강하제는 다양한 유형의 것일 수 있다. 유동점 강하제의 적합한 예는 폴리메타크릴레이트 및 알킬화 나프탈렌 유도체, 및 그의 조합을 포함한다.
사용된 경우, 유동점 강하제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 유동점 강하제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 내지 약 0.1 중량%, 약 0.05 내지 약 0.01 중량%, 또는 약 0.07 내지 약 0.1 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다. 대안적으로, 유동점 강하제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.1 중량% 미만, 약 0.7 중량% 미만, 또는 약 0.5 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
사용된 경우, 분산제는 다양한 유형의 것일 수 있다. 분산제의 적합한 예는 폴리부테닐숙신산 아미드 또는 -이미드, 폴리부테닐포스폰산 유도체 및 염기성 마그네슘, 칼슘 및 바륨 술포네이트 및 페놀레이트, 숙시네이트 에스테르 및 알킬페놀 아민 (만니히 염기), 및 그의 조합을 포함한다.
사용된 경우, 분산제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 분산제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 내지 약 25 중량%, 약 0.1 내지 약 20 중량%, 약 0.5 내지 약 15 중량%, 약 1 내지 약 12 중량%, 또는 약 2.5 내지 약 9 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다. 대안적으로, 분산제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 25 중량% 초과, 약 20 중량% 초과, 약 15 중량% 초과, 또는 약 12 중량% 초과의 양으로 존재할 수 있다.
사용된 경우, 세제는 다양한 유형의 것일 수 있다. 세제의 적합한 예는 과염기화 또는 중성 금속 술포네이트, 페네이트 및 살리실레이트, 및 그의 조합을 포함한다.
사용된 경우, 세제는 다양한 양으로 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 세제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 0.01 내지 약 5 중량%, 약 0.1 내지 약 4 중량%, 약 0.5 내지 약 3 중량%, 또는 약 1 내지 약 3 중량%의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다. 대안적으로 세제는 각각 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로, 약 5 중량% 미만, 약 4 중량% 미만, 약 3 중량% 미만, 약 2 중량% 미만, 또는 약 1 중량% 미만의 양으로 존재할 수 있다.
다양한 실시양태에서, 윤활제 조성물에는 실질적으로 물이 없고, 예를 들어 윤활제 조성물은 약 5 중량% 미만, 약 4 중량% 미만, 약 3 중량% 미만, 약 2 중량% 미만, 약 1 중량% 미만, 약 0.5 중량% 미만, 또는 약 0.1 중량% 미만의 물을 포함한다. 대안적으로, 윤활제 조성물에는 물이 전혀 없을 수도 있다.
상기 서술된 화합물 중 일부는 윤활제 조성물 중에서 상호작용할 수 있으므로, 최종 형태의 윤활제 조성물의 성분은 처음에 첨가되거나 함께 조합된 성분과 상이할 수 있다. 윤활제 조성물을 그의 목적하는 용도로 사용할 때 형성된 생성물을 비롯한, 그렇게 형성된 일부 생성물은, 쉽게 설명되지 않거나 설명가능하지 않다. 그럼에도, 윤활제 조성물을 그의 목적하는 용도로 사용할 때 형성된 모든 그러한 개질물, 반응 생성물 및 생성물은 명백히 고려되며, 이로써 본원에 포함된다. 다양한 실시양태는, 상기 서술된 바와 같이 윤활제 조성물을 사용하는 것으로부터 형성된 개질물, 반응 생성물 및 생성물 중 하나 이상을 포함한다.
플루오로중합체 밀봉재를 포함하는 시스템의 윤활 방법이 또한 제공된다. 방법은 플루오로중합체 밀봉재를 상기 서술된 윤활제 조성물과 접촉시키는 것을 포함한다. 시스템은 내연 기관을 추가로 포함할 수 있다. 대안적으로, 시스템은 윤활제 조성물을, 플루오로엘라스토머 밀봉재로 또한 지칭될 수 있는 플루오로중합체 밀봉재와 접촉하게 사용하는 임의의 연소 기관 또는 용도를 추가로 포함할 수 있다.
중합체 및 방법을 예시하는 이하의 실시예는 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
<실시예>
중합체 및 윤활제 조성물의 실시예를 제조하였다. 중합체는 반응기를 사용하여 제조하였다. 반응기는 유리 플라스크를 포함하였다. 반응기는 기계적 교반기, 온도조절장치를 갖는 가열 맨틀, 환류 응축기, 및 불활성 퍼지 (예를 들어, 질소 퍼지)와 함께 사용하였다.
중합체를 형성하기 위해, 제1 및 제2 성분, 불활성 담체의 일부, 및 CTA를 500 mL 삼각 플라스크에 첨가하고, 교반 막대로 혼합하여 단량체 혼합물을 형성하였다. 필요한 경우 열을 가하였다. 불활성 담체의 또 다른 일부 및 개시제를 열려 있는 비이커에 첨가하고, 교반 막대로 혼합하여 개시제 혼합물을 형성하였다. 불활성 담체의 또 다른 일부를 초기 반응기 힐(heel)로서 반응기에 첨가하였다.
공급 펌프는 단량체 혼합물을 반응기에 2 시간의 기간에 걸쳐 투여하도록 설정하였다. 또 다른 공급 펌프는 개시제 혼합물을 반응기에 3 시간의 기간에 걸쳐 투여하도록 설정하였다. 개시제 반응기 힐을 일정한 불활성 스파지 하에 95℃로 가열하였다. ∼1 시간 후, 개시제 혼합물의 일부를 개시제 힐 충전물로서 반응기에 시린지를 통해 첨가하였다. 그 후 바로, 공급 펌프 둘 다를 작동시켜 단량체 개시제 혼합물을 반응기에 그의 규정된 속도로 공급하였다.
혼합물을 반응기에서 약 300 RPM의 속도로 교반하였다. 단량체 혼합물을 반응기에 그의 공급 펌프를 통해 완전히 첨가한 후, 교반을 약 450 RPM으로 높이고, 개시제 혼합물용 공급 펌프의 속도를 2배로 하여, 개시제 혼합물의 첨가가 ∼2.5 시간 (3 시간이 아님) 후에 끝나게 하였다.
반응기를 95℃에서 두 혼합물을 반응기에 완전히 공급한 후 추가 1 시간 동안 유지하고, 교반을 약 450 RPM에서 계속하였다. 이어서, 개시제 혼합물의 체이서를 반응기에 첨가하였다. 반응기를 95℃에서 추가 1 시간 동안 유지하고, 교반을 약 450 RPM에서 계속하였다. 이어서 반응기로부터 가열을 제거하였다.
종합적으로, 성분 간의 총 반응 시간은 약 2 시간이며, 총 배치 시간은 모든 단량체 혼합물을 반응기에 첨가한 후에 추가량의 개시제 혼합물을 첨가한 것을 감안하여 약 4.5 시간이었다.
6종의 상이한 실시예 중합체를 상이한 유형 및 양의 성분을 사용하여 전술한 방법에 따라 형성하였다. 반응을 위한 배치 크기는 각각 대략 500 그램이었다. 6종의 상이한 중합체는 하기 표 I에 제시되어 있다. 형성 후 각각의 중합체의 물리적 특성을 측정하였다. 각 실시예의 고체 함량은 중합체 자체를 포함하며, 나머지는 주로 개시제를 위한 담체로서 그리고 형성 동안 중합체를 위한 희석제로서 기능하는 불활성 담체이다.
표 I의 제1 및 제2 성분의 중량 퍼센트는 합한 두 제1 및 제2 성분 100 중량부에 대한 것이다. 일반적으로, 반응 전 제1 및 제2 성분의 총량은 총 배치 크기 중, 즉 500 그램 중, 약 350 그램이다. 나머지의 대부분은 불활성 담체로 구성되며, 보다 소량의 개시제 및 CTA가 배치를 완전하게 한다. 표 I에서의 개시제 및 CTA의 중량 퍼센트는 각각 활성물 100부, 즉 합한 두 제1 및 제2 성분 100부를 기준으로 한다.
<표 I>
Figure pct00004
제1 성분 #1은 버지니아주 리치몬드 소재의 와코 케미칼스 유에스에이로부터 상업적으로 입수가능한 TMPM이다.
제1 성분 #2는 뉴저지주 플로햄 파크 소재의 바스프 코포레이션으로부터 상업적으로 입수가능한 TMPM이다.
제2 성분은 일리노이주 시카고 소재의 악조노벨로부터 상업적으로 입수가능한 FM246이다.
불활성 담체는 페트로-캐나다로부터 상업적으로 입수가능한 PC N60LHT이다.
개시제는 일리노이주 시카고 소재의 폴리머 케미칼스 엘엘씨로부터 상업적으로 입수가능한 tert-부틸 2-에틸헥산퍼옥소에이트 (tBPEH)이다.
CTA는 미주리주 세인트 루이스 소재의 시그마-알드리치로부터 상업적으로 입수가능한 도데칸-1-티올 (DDM)이다.
각각의 중합체의 수 평균 분자량 (Mn), 중량 평균 분자량 (Mw), 및 다분산 지수 (PDI)는 매사추세츠주 암허스트 소재의 폴리머 래보러토리스(Polymer Laboratories)로부터 얻은 폴리메틸 메타크릴레이트 표준물에 대해서 표준화된 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)를 사용하여 결정하였다.
각각의 중합체를 베이스 오일과 혼합하여 상이한 윤활제 조성물을 형성하였다. 이들 조성물의 실시예는 하기 표 II에 제시되어 있다. 각각의 윤활제 조성물의 총 염기가 (TBN)는 ASTM D2896에 따라 결정하였다. 동점도 (KV)는 ASTM D445에 의해 측정하고 각각의 윤활제 조성물의 점도 지수 (VI)는 ASTM D2270에 따라 결정하였다.
<표 II>
Figure pct00005
상기 표 II에서, "베이스 오일"은 단지 그 안에 어떠한 중합체도 포함되지 않은 베이스 오일 (즉, 미처리 또는 버진 베이스 오일)이다. 베이스 오일은 유베이스(YUBASE)® 6이고, 이는 대한민국 서울 소재의 SK 루브리컨츠(SK lubricants)로부터 상업적으로 입수가능하다. P1-P6은 각각 개별적으로 표 II에 나타낸 바와 같이 5 중량% 및 12 중량%의 로딩 수준으로 베이스 오일에 포함된, 상기 표 I에 기재된 중합체 1-6에 상응한다. 예를 들어, 5 중량%의 중합체 1 (P1)은 베이스 오일 (BO)에 포함되고 0.95의 TBN을 갖고, 한편 베이스 오일은 그 자체로 0의 TBN을 갖는다. 중합체는 종래의 화합물에 비해 탁월한 TBN 및 VI 특성을 제공한다. 중합체는 또한 윤활제 조성물에 탁월한 점도 프로파일을 제공한다.
첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 특정 실시양태 간에 다를 수 있는, 상세한 설명에 기재된 표현 및 특정 화합물, 조성물, 또는 방법으로 첨부된 청구범위가 제한되지 않음을 이해해야 한다. 다양한 실시양태의 특정 특징부 또는 측면을 기재하는데 본원에서 신뢰하는 임의의 마쿠쉬(Markush) 군과 관련하여, 상이한, 특별한, 및/또는 예상치 않은 결과를 모든 다른 마쿠쉬 멤버로부터 독립적인 각각의 마쿠쉬 군의 각 멤버로부터 얻을 수 있음을 인식해야 한다. 마쿠쉬 군의 각 멤버는 개별적으로 그리고 또는 조합해서 신뢰할 수 있고 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대해 적절한 지지내용을 제공한다.
또한 본 발명의 다양한 실시양태를 기재하는데 신뢰하는 임의의 범위 및 하위범위는 독립적으로 그리고 총괄적으로 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 것으로 이해해야 하고, 범위 안의 정수 및/또는 분수 값이 본원에 명확히 기재되어 있지 않더라도, 그러한 값들을 비롯한 모든 범위를 기재하고 고려하고 있는 것으로 이해한다. 통상의 기술자는 열거된 범위 및 하위범위가 본 발명의 다양한 실시양태를 충분히 설명하고 가능하게 하고, 그러한 범위 및 하위범위가 적절한 1/2, 1/3, 1/4, 1/5 등으로 추가로 서술될 수 있음을 쉽게 인지한다. 단지 한 예로서, "0.1 내지 0.9의" 범위는 하위 1/3, 즉 0.1 내지 0.3, 중간 1/3, 즉 0.4 내지 0.6, 및 상위 1/3, 즉 0.7 내지 0.9로 추가로 서술될 수 있으며, 이는 개별적으로 그리고 총괄적으로 첨부된 청구범위의 범주 내에 있고, 개별적으로 그리고/또는 총괄적으로 신뢰할 수 있으며 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대한 적절한 지지내용을 제공한다. 부가적으로, 범위를 정의하거나 한정하는 용어, 예컨대 "이상", "초과", "미만", "이하" 등과 관련하여, 그러한 용어가 하위범위 및/또는 상한 또는 하한을 포함하는 것으로 이해해야 한다. 또 다른 예로서, "10 이상"의 범위는 본질적으로 적어도 10 내지 35의 하위범위, 적어도 10 내지 25의 하위범위, 25 내지 35의 하위범위 등을 포함하고, 각 하위범위는 개별적으로 그리고/또는 총괄적으로 신뢰할 수 있으며 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대한 적절한 지지내용을 제공한다. 마지막으로, 개시된 범위 내의 개개의 수는 신뢰할 수 있으며 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대한 적절한 지지내용을 제공한다. 예를 들어, "1 내지 9의" 범위는 3과 같은 다양한 개개의 정수 뿐만 아니라, 4.1과 같은 소수점 (또는 분수)을 비롯한 개개의 수를 포함하며, 이는 신뢰할 수 있으며 첨부된 청구범위의 범주 내의 구체적 실시양태에 대한 적절한 지지내용을 제공한다.
본 발명은 예시적인 방식으로 본원에 기재되었으며, 사용되었던 용어가 제한하는 것이 아닌 설명하는 단어의 성격인 것으로 의도된 것임을 이해해야 한다. 상기 교시내용을 고려하여 본 발명의 많은 개질 및 변형이 가능하다. 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 내에 구체적으로 기재된 것과는 다르게 실시할 수도 있다.
독립항 및 종속항 (단일 및 다중 인용 둘 다)의 모든 조합의 주제는 본원에서 명백히 고려된다. 예는 다음의 것을 포함하나, 이로 한정되지는 않는다:
ㆍ 청구항 5는 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
ㆍ 청구항 6은 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
ㆍ 청구항 9는 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
ㆍ 청구항 10은 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
ㆍ 청구항 11은 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항을 인용할 수 있고;
ㆍ 청구항 19는 청구항 16 내지 18 중 어느 한 항을 인용할 수 있다.

Claims (20)

  1. 베이스 오일; 및
    윤활제 조성물의 총 염기가 (TBN) 및 점도 지수 (VI)를 조절하기 위한 중합체
    를 포함하며, 상기 중합체는
    중합체 백본,
    상기 중합체 백본으로부터 연장된 하나 이상의 피페리딘 에스테르 모이어티, 및
    상기 중합체 백본으로부터 연장된 상기 피페리딘 에스테르 모이어티와 상이한 하나 이상의 C8 내지 C22 에스테르 모이어티
    를 포함하는 것인 윤활제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 중합체의 상기 피페리딘 에스테르 모이어티가 하기 화학식 I을 갖는 것인 윤활제 조성물.
    <화학식 I>
    Figure pct00006

    식 중, 각각의 R1 및 R2는 개별적으로 수소, 또는 1 내지 17개의 탄소를 갖는 알킬 기이다.
  3. 제2항에 있어서, 화학식 I에서 R1이 수소 또는 메틸 기 (CH3)이고, R2 기 중 2개 이상이 CH3인 윤활제 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 화학식 I에서 R1이 수소이고, 각각의 R2 기가 CH3인 윤활제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중합체의 상기 C8 내지 C22 에스테르 모이어티가 하기 화학식 II를 갖는 것인 윤활제 조성물.
    <화학식 II>
    Figure pct00007

    식 중, R2는 메틸 기 (CH3)이고, 각각의 R3 기는 수소이고, n은 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 또는 21과 같다.
  6. 제1항에 있어서, 상기 중합체의 상기 중합체 백본이
    i) 에틸렌 단량체, 프로필렌 단량체, 부틸렌 단량체, 메타크릴레이트 단량체, 비닐 아세테이트 단량체 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 단량체의 반응 생성물; 또는
    ii) 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리이소부틸렌, 폴리메타크릴레이트 또는 에틸렌 비닐 아세테이트
    를 포함하는 것인 윤활제 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 중합체가 하기 화학식 III을 갖는 것인 윤활제 조성물.
    <화학식 III>
    Figure pct00008

    식 중, R1은 수소 또는 메틸 기 (CH3)이고, 각각의 R2는 CH3이고, 각각의 R3은 수소이고, 각각의 R4 및 R5는 독립적으로 수소 또는 CH3이고, n은 7, 9, 11, 13, 15, 또는 17과 같고, m ≥ 1, 0 ＜ x ＜ 1, 0 ＜ y ＜ 1, 및 x ＋ y ＝ 1이다.
  8. 제7항에 있어서,
    i) 화학식 III에서 R1이 수소이고, 각각의 R4 및 R5가 CH3이고, n이 9, 11, 13, 또는 15이고, m이 1이거나;
    ii) 화학식 III에서 0.05 ≤ x ≤ 0.3 및 0.7 ≤ y ≤ 0.95이거나; 또는
    iii) i) 및 ii) 둘 다인 윤활제 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 중합체가 약 20,000 이상의 중량 평균 분자량 (Mw), 대안적으로 약 20,000 내지 약 100,000의 Mw를 갖는 것인 윤활제 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 베이스 오일이
    i) 미국 석유 협회 (API) 그룹 I 베이스 오일, API 그룹 II 베이스 오일, API 그룹 III 베이스 오일, API 그룹 IV 베이스 오일, API 그룹 V 베이스 오일 및 그의 조합의 군으로부터 선택되거나;
    ii) ASTM D2270에 따라 100℃에서 약 1 내지 약 100 cSt의 점도를 갖거나; 또는
    iii) i) 및 ii) 둘 다인 윤활제 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 중합체가
    i) ASTM D2896에 따라 샘플 그램당 약 1 내지 약 8 ㎎ KOH를 제공하거나;
    ii) 윤활제 조성물 100 중량부를 기준으로 약 0.1 내지 약 10 중량%의 양으로 존재하거나; 또는
    iii) i) 및 ii) 둘 다인 윤활제 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    i) ASTM D2896에 따른 약 2.5 내지 약 25의 총 TBN;
    ii) ASTM D2270에 따른 약 95 내지 약 220의 VI; 또는
    iii) i) 및 ii) 둘 다
    를 갖는 윤활제 조성물.
  13. 중합체 백본; 및
    상기 중합체 백본으로부터 연장된 하나 이상의 피페리딘 에스테르 모이어티; 및
    임의로, 상기 중합체 백본으로부터 연장된 상기 피페리딘 에스테르 모이어티와 상이한 하나 이상의 C8 내지 C22 에스테르 모이어티
    를 포함하며, 약 20,000 이상의 중량 평균 분자량 (Mw)을 갖는, 윤활제 조성물의 총 염기가 (TBN) 및 점도 지수 (VI)를 조절하기 위한 중합체.
  14. 제13항에 있어서, 하기 화학식 III을 갖는 중합체.
    <화학식 III>
    Figure pct00009

    식 중, R1은 수소 또는 메틸 기 (CH3)이고, 각각의 R2는 CH3이고, 각각의 R3은 수소이고, 각각의 R4 및 R5는 독립적으로 수소 또는 CH3이고, n은 7, 9, 11, 13, 15, 또는 17과 같고, m ≥ 1, 0 ＜ x ＜ 1, 0 ＜ y ＜ 1, 및 x ＋ y ＝ 1이다.
  15. 제14항에 있어서,
    i) 화학식 III에서 R1이 수소이고, 각각의 R4 및 R5가 CH3이고, n이 9, 11, 13, 또는 15이고, m이 1이거나;
    ii) 화학식 III에서 0.05 ≤ x ≤ 0.3 및 0.7 ≤ y ≤ 0.95이거나; 또는
    iii) i) 및 ii) 둘 다인 중합체.
  16. A1) 피페리딘 메타크릴레이트, 또는
    A2) 피페리딘 메타크릴레이트 A1)과 상이한 메타크릴레이트
    중 하나 이상을 포함하는 제1 성분을 제공하는 단계;
    B) C8 내지 C22 메타크릴레이트
    중 하나 이상을 포함하는 제1 성분과 상이한 제2 성분을 제공하는 단계;
    임의로, C) 피페리딘-올
    중 하나 이상을 포함하는 제3 성분을 제공하는 단계; 및
    i) 피페리딘 메타크릴레이트 A1)을 제2 성분 B)와 반응시켜 중합체를 형성하는 단계; 및/또는
    ii) 메틸 메타크릴레이트 A2)를 제2 성분 B)와 반응시켜 반응 중간체를 형성하고, 반응 중간체를 제3 성분과 반응시켜 중합체를 형성하는 단계
    를 포함하는, 윤활제 조성물의 총 염기가 (TBN) 및 점도 지수 (VI)를 조절하기 위한 중합체를 형성하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 제1 성분이 피페리딘 메타크릴레이트 A1)을 포함하며, 피페리딘 메타크릴레이트 A1) 및 C8 내지 C22 메타크릴레이트 B)를 약 0.1:1.5 내지 약 0.5:1의 몰비 (A1:B)로 반응시켜 중합체를 형성하는 것인 방법.
  18. 제16항에 있어서, 제1 성분이 메타크릴레이트 A2)를 포함하며, 이를 C8 내지 C22 메타크릴레이트 B)와 반응시켜 반응 중간체를 형성하고, 반응 중간체와의 반응을 위해 제3 성분을 제공하여 중합체를 형성하는 것인 방법.
  19. 제16항에 있어서, 제1 및 제2 성분을 약 75 내지 약 115℃의 온도에서 반응시키는 것인 방법.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    i) 피페리딘 메타크릴레이트 A1)이 2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딘일 메타크릴레이트, 1,2,2,6,6-펜타메틸-4-피페리딘일 메타크릴레이트 또는 그의 조합을 포함하고/하거나;
    ii) 메타크릴레이트 A2)가 메틸 메타크릴레이트를 포함하고/하거나;
    iii) C8 내지 C22 메타크릴레이트 B)가 라우릴 메타크릴레이트를 포함하고/하거나;
    iv) 피페리딘-올 C)가 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-올, 1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘-4-올 또는 그의 조합을 포함하는 것인 방법.
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