KR20230119214A - 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 방지하기위한 윤활 조성물 - Google Patents
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Abstract
윤활제 조성물로서:
70 내지 99.99 %의 적어도 하나의 기유;
0.01 내지 30 %의 적어도 하나의 화학식 (I)의 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물:
(I)을 포함하고,
여기서,
- R은 10 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기이며,
- m은 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2의 정수이고,
- n은 6 이상의 정수이다.
본 발명은 또한 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 방지 및/또는 감소 및/또는 제한 및/또는 지연시키기 위한 화학식 (I)의 화합물의 사용방법에 관한 것이다.
70 내지 99.99 %의 적어도 하나의 기유;
0.01 내지 30 %의 적어도 하나의 화학식 (I)의 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물:
(I)을 포함하고,
여기서,
- R은 10 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기이며,
- m은 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2의 정수이고,
- n은 6 이상의 정수이다.
본 발명은 또한 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 방지 및/또는 감소 및/또는 제한 및/또는 지연시키기 위한 화학식 (I)의 화합물의 사용방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 새로운 윤활제 조성물, 특히 엔진, 특히 선박 엔진에 사용하기 위한 윤활제 조성물에 관한 것이다. 이들 윤활제 조성물은 엔진에서, 특히 2-행정 선박 엔진과 같은 2-행정 엔진에서 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 방지하는데 특히 유용하다. 본 발명은 또한 엔진, 특히 2-행정 선박 엔진과 같은 2-행정 엔진의 금속 부품을 부동태화하는 방법에 관한 것이다.
윤활제의 주요 기능은 마찰을 감소시키는 것이다. 그러나, 종종 윤활유는, 효과적으로 사용되려면, 내산화성 및 내부식성과 같은 부가적인 특성이 필요하다. 예를 들어, 예를 들어 선박 디젤 엔진과 같은 대형 디젤 엔진에 사용되는 윤활제는 종종 특별한 고려가 필요한 작동 조건에 노출된다.
저-속 2-행정 크로스헤드 엔진에서 사용되는 선박 오일은 두 가지 유형이 있다. 한편으로, 실린더-피스톤 어셈블리의 윤활을 보장하는 실린더 오일이고, 및 다른 한편으로는, 실린더-피스톤 어셈블리를 제외한 모든 움직이는 부품의 윤활을 보장하는 시스템 오일이다. 실린더-피스톤 어셈블리 내에서, 산성 가스를 함유하는 연소 잔류물이 윤활유와 접촉한다.
선박용 디젤 엔진의 작동 조건은 육상 디젤 엔진의 것보다 더 가혹하기 때문에, 연료의 황 함량은 일반적으로 더 높다. 선박용 엔진의 크랭크케이스에 사용되는 윤활제는 종종 부식에 대해 보호가 필요한 작동 조건에 노출된다. 다양한 첨가제가 윤활제 조성물의 녹 및 부식 억제를 개선하기 위해 사용되었다.
2011년 이후, 환경 문제로 인해 선박 엔진으로부터 배출을 제한하는 새로운 규정이 제정되었다. 이러한 배출은 높은 황 함량을 갖는 해양 연료의 연소로 인한 것이며, 인간의 건강과 환경에 해를 끼치는 이산화황 및 미립자(먼지) 배출의 형태로 대기 오염에 기여한다. 엔진의 부식은 미립자 배출 문제의 원인 중 하나이다. 과도한 부식, 심지어 제어되지 않은 부식의 존재는, 엔진이 매우 낮은 부하(최대 부하의 25% 이하)에서 작동될 때, 우세해진다. 이 과도한 부식은 최신 기존 엔진 설계와 함께 존재할 수 있는데, 왜냐하면 이들이 점점 더 가혹해지기 때문이다. 가까운 장래에, 선박 엔진용 연료의 황 수준이 SOx 배출에 관한 규정을 준수하기 위해 낮아질지더라도, 부식 문제는 많은 엔진 운전자에 대해, 특히 2-행정 엔진에 대해 해결되지 않은 상태로 남아 있다.
산성 가스는 연료 오일의 연소로부터 형성되고; 이들은 특히 황 산화물(SO2, SO3)이며, 이것은 연소 가스에 및/또는 오일에 존재하는 수분과 접촉하여 가수분해된다. 이 가수분해는 아황산HSO3) 또는 황산(H2SO4)을 생성한다. 이들 산은 엔진에서 응축되는 경향이 있으므로, 이들은 금속을 부식시키거나 조인트 또는 라이닝 부품과 같은 주요 부품을 파괴(wipe out)시킬 수 있다. 질산, 하나 이상의 카르복실산 기능을 갖는 화합물, 또는 이들 산의 조합과 같은 다른 산은 또한 엔진 부품의 부식 및/또는 마찰부식의 원인이 될 수 있다.
산 부식은 세그먼트-피스톤-라이너 구역의 마찰 시스템(tribological system)에서 발생한다. 이 영역에서, 윤활된 엔진에서, 관찰된 마찰(friction)은 왕복 슬립 유형이다.
엔진이 작동 중일 때, 실린더 오일은 실린더 상에 퍼지고 피스톤과 실린더 벽 사이에 얇은 오일 필름을 형성한다. 이 필름은 하기 세 가지 기능을 수행한다:
- 그것은 접착 마모를 방지하기 위해 두 표면 사이의 분리를 보장하고,
- 그것은 연소실에서 형성된 황산의 액적들을, 이들이 실린더에 도달하고 부식 및/또는 마찰부식에 의해 이의 마모를 야기하기 전에, 중화시키며, 및
- 그것은 각각의 표면에 형성될 수 있는 침전물을 분산시켜 이들을 깨끗한 상태로 유지시킨다.
현재 사용되고 있는 엔진용 윤활제 조성물, 특히 선박 엔진용 윤활제 조성물은 기유 및 이에 첨가된 분산제 및 과염기성 세제를 포함한다. 이러한 보호를 보장하기 위해, 사용되는 윤활제 조성물은 충분히 염기성이어야 하며(특히 산을 중화시키기 위해), 이는 이러한 조성물에 다량의 세제를 사용함을 의미한다.
오일의 중화 능력은, 이의 염기도에 의해 특징지어지는, 이의 BN 또는 염기가에 의해 측정된다. 이것은 표준 ASTM D-2896에 따라 측정되며, 오일의 그램 당 포타슈의 밀리그램으로 등가물로서 표시된다(또한 "mg KOH/g" 또는 "BN 점"이라고도 함). BN은, 실린더 오일의 염기도를 사용된 연료 오일의 황 함량에 맞춰 조정하는 것을 가능하게 하여, 연료에 함유된 황을 모두 중화시킬 수 있고, 연소와 가수분해에 의한 황산으로 전환될 수 있도록 하는, 표준 기준이다.
따라서, 선박 연료 오일의 황 함량이 높을수록, 더 높은 BN의 오일이 필요하다.
이 염기도는 불용성 금속 염, 특히 금속 탄산염에 의해 중성인 및/또는 과염기화된 세제에 의해 일반적으로 제공된다. 주로 음이온 유형의 세제는, 예를 들어 살리실레이트, 페네이트, 술포네이트, 카르복실레이트 유형 등의 금속 비누이며, 이는, 불용성 금속 염의 입자가 현탁 상태로 유지되고 있는, 미셀을 형성한다. 일반적인 중성 세제는 본질적으로 세제의 그램 당 150 mg KOH 미만의 BN을 가지며, 일반적인 과염기성 세제는 본질적으로 세제의 그램 당 150 내지 700 mg KOH을 포함하는 표준 방식으로 BN을 갖는다. 윤활제 조성물에서 이들의 중량 백분율은 원하는 BN 수준의 함수로서 선택된다.
현재, 높은 황 함량(3.5% w/w 이하)을 갖는 연료 오일의 존재 하에서, 70 내지 140의 BN을 갖는 선박 윤활제가 사용된다. 낮은 황 함량(0.5% w/w)을 갖는 연료 오일의 존재 하에서, 10 내지 70의 BN을 갖는 선박 윤활제가 사용된다. 이 두 가지 경우에서, 선박 윤활제의 중성 및/또는 과염기성 세제에 의해 제공된 염기성 사이트에서 필요한 농도가 도달됨에 따라, 충분한 중화 용량이 달성된다.
과염기성 세제는 일반적으로 계면활성제의 층으로 코팅된 탄산칼슘 CaCO3의 코어를 포함한다. 탄산칼슘은 황산과 반응하여 특히 황산칼슘(CaSO4)을 형성한다. 매질에서 황산의 저하는 부식 및/또는 마찰부식에 대항하여 엔진 부품의 보호를 제공한다.
그러나, 윤활 조성물에서 세제의 양의 증가는 CaCO3 및 CaSO4의 입자의 수의 증가를 초래하며, 이는 엔진의 금속 부품, 특히 2-행정 선박 엔진과 같은 2-행정 엔진의 실린더의 연마(또는 마찰 마모)에 의한 표면 마모의 원인이 된다.
다른 한편으로는, 현재 이용가능한 윤활제 조성물은 엔진의 금속 부품을, 특히 마찰이 대안적인 슬립 유형일 때, 마찰부식에 대항하여 2-행정 엔진의 금속 부품을 부식 및/또는 마찰부식으로부터 완전하고 만족스럽게 보호하지 못한다.
따라서 엔진, 특히 2-행정 선박 엔진과 같은 2-행정 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식에 대한 보호를 개선할 수 있는 윤활제 조성물이 필요하다. 감소된 염기도 지수(Basicity Index)를 갖는 윤활제 조성물이 또한 필요하다.
본 발명의 목적은 엔진, 전형적으로 2-행정 엔진, 특히 2-행정 선박 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식에 대한 보호를 개선할 수 있는 윤활제 조성물을 제공하는 것이다.
문헌 US2003/176299는 인산 에스테르와 황 화합물의 조합을 포함하는 내마모성 및 극압 윤활제 첨가제를 개시한다.
문헌 EP3473695는 기유, 지방족 알코올의 알콕실화된 인산염 에스테르 및 지방족 알코올의 비-알콕실화된 인산염 에스테르를 포함하는 윤활제 조성물을 개시한다.
놀랍게도, 출원인은, 여기 아래에서 기재된 화학식 (I)의 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르가 선박 엔진용, 특히 2-행정 선박 엔진용 윤활제 조성물에서 내-부식성 첨가제로서 주목할 만한 특성을 갖는다는 것을 발견하였다. 특히, 여기 아래에서 기재된 화학식 (I)의 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르는 선박 엔진용, 특히 2-행정 선박 엔진용 윤활제 조성물에서 내-마찰부식성 첨가제로서 주목할 만한 특성을 갖는다. 게다가, 여기 아래에서 기재된 화학식 (I)의 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르는 감소된 염기도 지수(종래 기술의 윤활제 조성물과 비교하여)를 갖는 윤활제 조성물을 제공한다.
본 발명은 좀더 구체적으로는 2-행정 엔진용, 특히 2-행정 선박 엔진용 실린더 오일에 관한 것이다.
또 다른 목적 및 이점은 다음의 본 발명의 설명을 읽으면 나타날 것이다.
본 발명은 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 방지 및/또는 감소 및/또는 제한 및/또는 지연시키기 위해 적어도 하나의 기유를 포함하는 윤활제 조성물에서, 화학식 (I)의 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법(use)에 관한 것이며:
(I)
여기서
- R은 10 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기이고,
- m은 1 내지 3의 정수이며,
- n은 6 이상의 정수이다.
바람직한 구현예에 따르면, 화학식 (I)에서 m은 1 내지 2의 정수이다.
바람직한 구현예에 따르면, 화학식 (I)에서, R은 10 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 기이다. 바람직하게는, 화학식 (I)에서, R은 C13 알킬이다.
바람직한 구현예에 따르면, 화학식 (I)에서, n은 6 내지 14, 바람직하게는 6 내지 12, 좀더 바람직하게는 6 내지 8의 정수이다.
바람직하게는, 화학식 (I)에서: R은 C13 알킬이고, n=6이며 m=1 또는 2이다.
유리하게는, 화학식 (I)의 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르 화합물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 0.01 내지 30 중량% 범위의 양으로 윤활제 조성물에 존재한다.
유리하게는, 윤활제 조성물은 3 내지 40%의 중성 및 과염기성 세제로부터 선택되는 적어도 하나의 세제를 더욱 포함하고, 백분율은 윤활제 조성물의 총 중량에 대한 중량에 의한다.
바람직하게는, 윤활제 조성물은 0.01% 내지 10%의 분산제를 더욱 포함하고, 백분율은 윤활제 조성물의 총 중량에 대한 중량에 의한다.
본 발명의 한 관점에 따르면, 상기 및 하기에 상세히 기재된 바와 같은, 화학식 (I)의 알코올 에톡실화된 인산 에스테르 화합물은 상기 연소 엔진의 금속 부품을 부동태화하는 데 사용된다.
유리하게는, 이 관점에 따르면, 연소 엔진은 2-행정 선박 엔진이다.
본 발명은 또한 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 감소 및/또는 제한 및/또는 방지 및/또는 지연시키는 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 방법은 상기 및 하기에 상세히 기재된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물을 상기 엔진에 적용하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 화학식 (I)의 화합물은 상기 및 하기에 상세히 기재된 바와 같이 윤활제 조성물에 적용된다.
바람직하게는, 연소 엔진은 2-행정 선박 엔진이다.
바람직하게는, 금속 부품은 실린더 또는 피스톤이다.
바람직하게는, 금속 부품은 주철로 제조된다.
바람직하게는, 본 발명은 하기를 포함하는 윤활제 조성물에 관한 것이고:
● 70 to 99.99%의 적어도 하나의 기유,
● 0.01 내지 30%의 적어도 하나의 화학식 (I)의 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물:
(I)
여기서
- R은 10 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기이고,
- m은 1 내지 3의 정수이며,
- n은 6 이상의 정수이다.
하나 이상의 특징 다음에 나오는 "필수적으로 이루어지는"이라는 용어는, 명시적으로 나열된 성분 또는 단계 이외에, 본 발명의 특성 및 특징에 실질적으로 영향을 미치지 않는 성분 또는 단계가, 본 발명의 공정 또는 물질에 포함될 수 있는 것을 의미한다.
"X 내지 Y를 포함한다"라는 표현은, 달리 명시하지 않는 한, 경계를 포함한다. 이 표현은 목표 범위가 X 및 Y 값과, X부터 Y까지의 모든 값을 포함한다는 것을 의미한다.
"알킬"은, 선형, 분지형 또는 환형일 수 있는, 포화 하이드로카르빌 사슬을 의미한다.
"알케닐"은 선형, 분지형 또는 환형일 수 있고, 적어도 하나의 불포화, 바람직하게는 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 하이드로카빌 사슬을 의미한다.
"아릴"은 방향족 하이드로카빌 작용기를 의미한다. 이 작용기는 모노사이클릭 또는 폴리사이클릭일 수 있다. 아릴 기의 예로서 다음을 언급할 수 있다: 페닐, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌 및 테트라센.
"아랄킬"은 알킬 사슬에 연결된 방향족 탄화수소 작용기, 바람직하게는 모노사이클릭을 포함하는 하이드로카빌 라디칼을 의미하며, 아릴킬 기는 라디칼의 아릴 또는 알킬 부분을 통해 분자의 나머지 부분에 연결될 수 있다.
"하이드로카빌"은 알킬, 알케닐, 아릴, 아랄킬로부터 선택된 화합물 또는 화합물의 단편(fragment)을 의미한다. 표시된 곳에서, 몇몇 하이드로카빌 기는 헤테로원자를 포함한다.
"알칸디일(alkanediyl)"은 별개의 탄소 원자 상에서 2개의 수소 원자를 제거함으로써 지방족 탄화수소로부터 유도된 2가 라디칼을 의미한다.
화학식 (I)의 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르 화합물:
본 발명에 따라 사용하기 위한 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르 화합물은 화학식 (I)의 화합물로부터 선택된다.
(I)
여기서
- R은 10 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기이고,
- m은 1 내지 3의 정수이며,
- n은 6 이상의 정수이다.
화학식 (I)의 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르 화합물은 하나의 단독 화합물일 수 있으나, 그러나 그것은 또한 화학식 (I)의 화합물의 혼합물로 구성될 수 있으며, 여기서 R은 별개의 기를 나타내고 및/또는 m 및/또는 n은 상이한 값을 갖는다.
유리하게는, 화학식 (I)에서, R은 10 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬기이다. 바람직한 구현예에 따르면, R은 C13 알킬 기이다.
유리하게는, 화학식 (I)에서 m은 1 내지 2이다. m이 1일 때, 화학식 (I)의 화합물은 인산염 모노에스테르이다. m이 2일 때, 화학식 (I)의 화합물은 인산염 디에스테르이다. 본 발명의 구현예에 따르면, 화학식 (I)의 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르 화합물은 모노에스테르 및 디에스테르 화합물의 혼합물이다.
유리하게는, 화학식 (I)에서, n은 6 내지 14, 바람직하게는 6 내지 12, 좀더 바람직하게는 6 내지 8의 정수이다.
바람직한 구현예에 따르면, 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르는 트리데실 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르이고, 여기서 n이 6을 나타낸다.
화학식 (I)의 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르는 숙련된 전문가에게 공지된 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 화학식 (I)의 화합물은 인산과 같은 인산염화제(phosphating agent)와 지방 알코올 에톡실레이트의 반응에 의해 얻어질 수 있다. 지방 알코올 에톡실레이트는 합성 또는 천연 지방 알코올에 기초할 수 있다. 합성 알코올 에톡실레이트는 알코올의 직접적인 에톡실화(ethoxylation)에 의해 생산되는 반면, 천연 지방 알코올은 에톡실화되기 전에 먼저 환원되어 그들을 포화시킨다. 반응 생성물은, 본 발명에 따른 화학식 (I)의 화합물에 더하여, 잔류 알코올 및 잔류 인산을 함유할 수 있다.
화학식 (I)의 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르 화합물은 이들의 염, 예를 들어, 아민 염 또는 알칼리 또는 알칼리 토 금속 염의 형태일 수 있다.
화학식 (I)의 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르 화합물 또는 이의 염은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 중량으로 0.01 내지 30%, 바람직하게는 0.1 내지 30%, 바람직하게는 0.5 내지 10%, 훨씬 더 바람직하게는 1 내지 8% 범위의 양으로 윤활제 조성물에 적절하게 존재할 수 있다.
기유(Base oils)
일반적으로, 본 발명에 따른 윤활유(lubricating oil) 조성물은 제1 성분으로서 "기유"라고도 불리는 윤활 점도의 오일을 포함한다. 본 명세서에서 사용하기 위한 기유는 다음과 적용은, 예를 들어, 엔진 오일, 선박 실린더 오일, 기능성 유체, 예를 들어, 유압 오일, 기어 오일, 트랜스미션 유체, 등, 예를 들어 자동 트랜스미션 유체, 터빈 윤활제, 트렁크 피스톤 엔진 오일, 압축기 윤활제, 금속-가공 윤활제, 및 기타 윤활유 및 그리스 조성물 중 어느 것을 위한 윤활유 조성물을 제형화하는데 사용되는 윤활 점도의 임의의 현재 공지되거나 이후에 발견되는 오일일 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 선박 엔진 윤활유 조성물이고, 바람직하게는 이들은 2-행정 선박 엔진 윤활유 조성물이다.
일반적으로, 본 발명에 따른 윤활제 조성물을 제형화하기 위해 사용되는 "기유"라고도 불리는 오일은, 광유, 합성 또는 식물 기원 오일 뿐만 아니라 이들의 혼합물일 수 있다. 적용 분야에서 일반적으로 사용되는 광유 또는 합성 오일은 아래에 요약된 API 분류에서 정의된 등급 중 하나에 속한다.
그룹 1의 이러한 광유는 선택된 나프텐계 또는 파라핀계 원유를 증류한 후 용매 추출, 용매 또는 촉매 탈왁싱, 수소화처리(hydrotreating) 또는 수소화(hydrogenation)와 같은 방법에 의해 이러한 증류액(distillate)을 정제하여 얻어질 수 있다. 그룹 2 및 3의 오일은 예를 들어 수소화처리, 수소화분해, 수소화 및 촉매 탈왁싱의 조합과 같은 좀더 가혹한(severe) 정제 방법에 의해 얻어진다. 그룹 4 및 5의 합성 기유의 예는 폴리-알파 올레핀, 폴리부텐, 폴리이소부텐, 알킬벤젠을 포함한다.
이들 기유는 단독으로 또는 혼합물로 사용될 수 있다. 광유는 합성유와 혼합될 수 있다.
본 발명의 윤활제 조성물은 SAEJ300 분류에 따른 SAE-40 내지 SAE-60의 점도 등급, 일반적으로 100℃에서 16.3 내지 21.9 ㎟/s의 동점도에 해당하는 SAE-50을 갖는다.
등급 40 오일은 100℃에서 12.5 내지 16.3 ㎟/s의 동점도를 갖는다.
등급 50 오일은 100℃에서 16.3 내지 21.9 ㎟/s의 동점도를 갖는다.
등급 60 오일은 100℃에서 21.9 내지 26.1 ㎟/s의 동점도를 갖는다.
전문가의 사용에 따라, 100℃에서 18 내지 21.5 ㎟/s, 바람직하게는 19 내지 21.5 ㎟/s의 동점도를 갖는 2-행정 디젤 선박 엔진용 실린더 오일을 제형화(formulate)하는 것이 바람직하다.
이 점도는 예를 들어 중성 용매 기유(Neutral Solvent bases) (예를 들어, 500 NS 또는 600 NS) 및 브라이트스톡(Brightstock)과 같은 그룹 1 광유계 기유를 함유하는 기유 및 첨가제를 혼합하여 얻어질 수 있다. 첨가제와 혼합될 때, SAE-50 등급과 양립할 수 있는 점도를 갖는 광유계, 합성 또는 식물성 기유의 임의의 다른 조합이 사용될 수 있다.
전형적으로, 저속 2-행정 선박 디젤 엔진용 실린더 윤활제의 종래 제형은 등급 SAE-40 내지 SAE-60, 바람직하게는 SAE-50(SAE J300 분류에 따름)이고, 적어도 50 중량%의 선박 엔진에 사용하기에 적합한 광물 및/또는 합성 기원 윤활제 기유, 예를 들어, API 그룹 1 등급을 포함하고, 즉, 선택된 원유를 증류한 후, 이러한 증류액을 용매 추출, 용매 또는 촉매 탈왁싱, 수소화처리 또는 수소화와 같은 공정에 의해 정제하여 얻은 기유를 포함한다. 이들의 점도 지수(VI)는 80 내지 120이고, 이들의 황 함량은 0.03% 초과이며, 이들의 포화물 함량은 90% 미만이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 적어도 50 중량%의 기유(들)을 포함한다.
좀더 유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 적어도 60 중량%, 또는 훨씬 더 바람직하게는 적어도 70 중량%의 기유(들)을 포함한다.
좀다 구체적으로, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 조성물의 총 중량에 대해 60 중량% 내지 99.99 중량%, 바람직하게는 70 중량% 내지 98 중량%의 기유를 포함한다.
세제 및 분산제
바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 세제, 분산제 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더욱 포함한다.
본 발명에 따른 윤활제 조성물에 사용되는 세제는 당업자에게 잘 알려져 있다.
본 발명의 맥락에서, 윤활 조성물의 제형화에 통상적으로 사용되는 세제는 긴 친유성 탄화수소 사슬 및 친수성 헤드를 포함하는 음이온성 화합물이다. 연관된 양이온은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 금속 양이온이다.
세제는 바람직하게는 카복실산, 설포네이트, 살리실레이트, 나프테네이트 뿐만 아니라 페네이트 염의 알칼리 또는 알칼리 토 금속 염으로부터 선택된다. 알칼리 및 알칼리 토 금속은 바람직하게는 칼슘, 마그네슘, 나트륨 또는 바륨이다.
이들 금속 염은 세제의 음이온 기(들)에 대해 대략 화학양론적 양으로 금속을 함유할 수 있다. 이 경우에서, 이들은 소정의 염기성에 또한 기여하긴 하지만, 비-과염기성 또는 "중성" 세제로 지칭된다. 이들 "중성" 세제는 전형적으로 ASTM D2896에 따라 측정될 때 세제의 그램 당 150 mg KOH/g 미만, 또는 100 mg KOH/g 미만, 또는 80 mg KOH/g 미만의 BN을 갖는다.
이러한 유형의 소위 중성 세제는 부분적으로 윤활 조성물의 BN에 기여할 수 있다. 예를 들어, 알칼리 및 알칼리 토 금속, 예를 들어 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 바륨의 카복실레이트, 설포네이트, 살리실레이트, 페네이트, 나프테네이트와 같은 중성 세제가 사용된다.
금속이 과잉인 경우(세제의 음이온 기(들)에 대하여 화학량론적 양보다 큰 양), 이들은 소위 과염기성 세제이다. 이들의 BN은 높고, 150 mg KOH/g세제를 초과하며, 전형적으로 200 내지 700 mg KOH/g세제, 바람직하게는 250 내지 450 mg KOH/g세제이다.
과염기성 세제의 특성을 제공하는 과량의 금속은, 오일에 불용성인 금속 염, 예를 들어 카보네이트, 하이드록사이드, 옥살레이트, 아세테이트, 글루타메이트, 바람직하게는 카보네이트의 형태이다.
하나의 과염기성 세제에서, 이들 불용성 염의 금속은 유용성(oil soluble) 세제의 금속과 같거나 다를 수 있다. 이들은 바람직하게는 칼슘, 마그네슘, 나트륨 또는 바륨으로부터 선택된다.
따라서 과염기성 세제는, 오일에 가용성 금속 염 형태로 세제에 의해 윤활 조성물에서 현탁액으로 유지되는, 불용성 금속 염으로 구성된 미셀의 형태이다. 이들 미셀은, 하나 이상의 유형의 세제에 의해 안정화되는, 하나 이상의 유형의 불용성 금속 염을 함유할 수 있다.
단일 유형의 세제-가용성 금속 염을 포함하는 과염기성 세제는 일반적으로 후자의 세제의 소수성 사슬의 속성에 따라 명명된다. 따라서, 세제가 각각 페네이트, 살리실레이트, 설포네이트 또는 나프테네이트일 때, 페네이트, 살리실레이트, 설포네이트, 나프테네이트 유형이라고 지칭된다.
과염기성 세제는, 미셀이 소수성 사슬의 속성에 의해 서로 다른 여러 유형의 세제를 포함하는 경우, 혼합 유형이라고 지칭된다. 과염기성 세제 및 중성 세제는 카복실레이트, 설포네이트, 살리실레이트, 나프테네이트, 페네이트 및 이들 유형의 세제 중 적어도 2개를 조합한 혼합 세제로부터 선택될 수 있다. 과염기성 세제 및 중성 세제는 칼슘, 마그네슘, 나트륨 또는 바륨, 바람직하게는 칼슘 또는 마그네슘으로부터 선택되는 금속에 기초하는 화합물을 포함한다. 과염기성 세제는 알칼리 및 알칼리 토 금속의 카보테이트의 군, 바람직하게는 칼슘 카보네이트로부터 선택되는 금속 불용성 염에 의해 과염기화될 수 있다. 윤활 조성물은 상기 정의된 바와 같은 적어도 하나의 과염기성 세제 및 적어도 중성 세제를 포함할 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 조성물은 3 내지 40 중량%, 좀더 유리하게는 5 내지 30%, 바람직하게는 10 내지 25 중량%의 세제를 포함하며, 이러한 백분율은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 세제의 중량에 의한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 조성물은 3 내지 40 중량%, 좀더 유리하게는 5 내지 30%, 바람직하게는 10 내지 25 중량%의 세제를 포함하며, 이들 백분율은 윤활제 조성물의 총 중량에 대하여, 바람직하게는 ASTM D2896에 따른 20 내지 450 mg KOH/g의 총 염기가를 갖는 중성 및 과염기성 세제로부터 선택되는, 중성 및 과염기성 세제의 중량으로 한다.
유리하게는, 윤활제의 총 중량에 대한 중성 및 과염기성 세제의 중량 백분율은, 중성 및 과염기성 세제에 의해 제공되는 BN이, 상기 윤활제 조성물의 총 BN에 대해, 윤활제의 그램 당 많아야 70 mg의 포타슈(potash), 바람직하게는 윤활제의 그램 당 5 내지 50 mg의 포타슈, 좀더 바람직하게는 윤활제의 그램 당 20 내지 40 mg의 포타슈의 기여를 나타내도록 선택된다.
분산제는 윤활 조성물, 특히 선박 엔진 윤활 조성물의 제형화에 사용되는 잘 알려진 첨가제이다. 이들의 주요 역할은 엔진에서 윤활 조성물을 사용하는 동안 윤활 조성물에 초기에 존재하거나 나타나는 입자를 현탁 상태에서 유지하는 것이다. 그들은 입체 장애를 이용하여 그들의 응집을 방지한다. 그들은 또한 중화에 시너지 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 맥락에서, 윤활제 첨가제로서 사용되는 분산제는 일반적으로 50 내지 400개의 탄소 원자를 함유하는 상대적으로 긴 탄화수소 사슬과 연관된 극성 기를 함유한다. 극성 기는 전형적으로 적어도 하나의 질소 또는 산소 원소를 함유한다.
숙신산으로부터 유래된 화합물은 특히 윤활 첨가제로서 사용되는 분산제이다. 본 발명에 따른 조성물에서 특히 흥미로운 것은 숙신산 무수물 및 아민의 축합에 의해 수득되는 숙신이미드, 및 숙신산 무수물 및 알코올 또는 폴리올의 축합에 의해 수득되는 숙신산 에스테르이다.
이들 화합물은 그다음에 황, 산소, 포름알데히드, 카르복실산 및 붕소 또는 아연 함유 화합물을 포함하는 다양한 화합물로 처리되어, 예를 들어, 붕산화된 숙신이미드(borated succinimide) 또는 아연 차단된 숙신이미드를 생산할 수 있다.
알킬 기, 포름알데히드 및 1차 또는 2차 아민에 의해 치환된 페놀의 중축합에 의해 얻어지는 만니히 염기는 또한 윤활제에서 분산제로서 사용되는 화합물이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 분산제는, 선택적으로 붕산화되거나 아연으로 차단된, 폴리이소부틸렌 비스-숙신이미드와 같은 숙신이미드로부터 선택된다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 윤활 조성물의 총 중량에 대해 0.01중량% 내지 10중량%, 바람직하게는 0.1중량% 내지 5중량%, 유리하게는 0.5중량% 내지 3 중량%의 분산제(들)를 포함할 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은, 윤활 조성물의 총 중량에 대해 중량 기준으로 0.01% 내지 10%, 바람직하게는 0.1% 내지 5%, 유리하게는 0.5% 내지 3%의 숙신이미드, 예컨대 폴리이소부틸렌 비스-숙신이미드를 포함할 수 있다.
다른 첨가제:
본 발명의 윤활제 조성물은 특히 당업자에 의해 자주 사용되는 것 중에서 선택되는 적어도 하나의 선택적인 첨가제를 포함할 수 있다.
하나의 구현예에서, 윤활제 조성물은 내-마모 첨가제, 유용성 지방 아민, 중합체, 분산 첨가제, 소포 첨가제 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 선택적 첨가제를 더욱 포함한다.
중합체는 전형적으로 2000 내지 50,000 달톤(Mn)의 저분자량을 갖는 중합체이다. 중합체는 PIB(2000 달톤부터), 폴리아크릴레이트 또는 폴리메타크릴레이트(30,000 달톤부터), 올레핀 공중합체, 올레핀 및 알파-올레핀 공중합체, EPDM, 폴리부텐, 고분자량(점도 100℃ > 150)을 갖는 폴리 알파-올레핀, 수소화 또는 비-수소화 스티렌-올레핀 공중합체 중에서 선택된다. 중합체는 조성물의 고온 및 저온 점도를 둘다를 증가시키고 및/또는 점도 지수(VI)를 개선시키는 역할을 하는 증점 첨가제로서 사용될 수 있다.
내-마모 첨가제는 이들 표면 상에 흡착된 보호 필름을 형성하여 마찰로부터 표면을 보호한다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 아연 디티오포스페이트 또는 ZnDTP이다. 또한, 이 범주에는 다양한 인, 황, 질소, 염소 및 붕소 화합물이 있다. 매우 다양한 내-마모 첨가제가 있지만, 가장 널리 사용되는 범주는 금속 알킬티오포스페이트, 특히 아연 알킬티오포스페이트, 좀더 구체적으로는, 아연 디알킬 디티오포스페이트 또는 ZnDTP와 같은 황 인산(phospho) 첨가제이다. 바람직한 화합물은 화학식 Zn((SP(S)(OR1)(OR2))2의 화합물이며, 여기서 R1 및 R2는 바람직하게는 1 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이다. ZnDTP는 전형적으로 윤활 조성물의 총 중량에 대해 약 0.1 내지 2 중량%의 수준으로 존재한다. 황화 올레핀을 포함하는, 아민 인산염, 폴리설파이드는 또한 내-마모성 첨가제로 널리 사용된다. 당업자는 또한 선택적으로 예를 들어 금속 디티오카바메이트, 특히 몰리브덴 디티오카바메이트와 같은 윤활 조성물에서 질소 및 황 유형 내-마모 및 극압 첨가제를 발견한다. 글리세롤 에스테르는 또한 내-마모 첨가제이다. 모노-, 디- 및 트리올레이트, 모노팔미테이트 및 모노미리스테이트가 언급될 수 있다. 하나의 구현예에서, 내-마모 첨가제의 함량은 윤활 조성물의 총 중량에 대해 0.01 내지 6 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 4 중량% 범위이다.
또한 윤활 조성물에서 일반적으로 접하는 것은 예를 들어 금속 디티오카바메이트, 특히 몰리브덴 디티오카바메이트와 같은 질소 및 황 유형의 내-마모 및 극압 첨가제이다. 글리세롤 에스테르는 또한 내-마모 첨가제이다. 예를 들어, 모노-, 디- 및 트리올레이트, 모노팔미테이트 및 모노미리스테이트가 언급될 수 있다.
본 발명에 따른 윤활 조성물은 그 사용에 적합한 모든 유형의 기능성 첨가제를 더욱 포함할 수 있으며, 예를 들어:
- 폴리메틸실록산, 폴리아크릴레이트와 같은 예를 들어 극성 중합체일 수 있는 소포 첨가제,
- 항산화 첨가제, 예를 들어 페놀 또는 아미노 유형, 및/또는
- 항산화 및/또는 방청 첨가제, 예를 들어 유기금속 또는 티아디아졸 화합물이다.
이들 첨가제는 당업자에게 공지되어 있다. 이들 첨가제는 일반적으로 윤활 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01 내지 5 중량%의 함량으로 존재한다.
하나의 구현예에서, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 유용성 지방 아민을 더욱 포함할 수 있다.
본 발명의 윤활제 조성물에 함유된 상기 정의된 바와 같은 선택적인 첨가제는 별도의 첨가제로서, 특히 기유에 이들의 별도의 첨가를 통해, 윤활제 조성물에 혼입될 수 있다. 그러나, 이들은 또한 선박 윤활제 조성물용 첨가제의 농축물에 통합될 수 있습다.
윤활제 조성물(Lubricant composition)
본 발명은 추가로 이러한 첨가제를 포함하는 2 행정 및 4 행정 선박 엔진용 몇몇 윤활제 조성물에 관한 것이다.
유리하게는, 윤활제 조성물은 다음을 포함하고, 바람직하게는 다음으로 필수적으로 이루어진다:
·70.0 내지 99.99%의 적어도 하나의 기유,
·0.01 내지 30.0%의 적어도 하나의 위에서 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물,
백분율은 조성물의 총 중량과 비교하여 성분의 중량으로 정의된다.
특정 구현예에 따르면, 윤활 조성물은 다음을 포함하며, 바람직하게는 다음으로 필수적으로 이루어진다:
- 50 중량% 내지 96.9 중량%, 바람직하게는 60 중량% 내지 95 중량%, 좀더 바람직하게는 70 중량% 내지 90 중량%의 하나 이상의 기유(들),
- 0.01 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.5 중량% 내지 20 중량%, 좀더 바람직하게는 1 중량% 내지 10 중량%의 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물, 및
- 3 중량% 내지 40 중량%, 바람직하게는 5 중량% 내지 30 중량%, 좀더 바람직하게는 10 중량% 내지 25 중량%의 ASTM D2896에 따른 20 내지 450 mg KOH/g의 총 염기가를 갖는 중성 및 과염기성 세제로부터 선택된 하나 이상의 세제(들), 및
- 선택적으로, 0.01 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%, 좀더 바람직하게는 0.5 중량% 내지 3 중량%의 하나 이상의 분산제(들), 백분율은 조성물의 총 중량과 비교되는 성분의 중량으로 정의된다.
또 다른 특정 구현예에 따르면, 윤활 조성물은 다음을 포함하며, 바람직하게는 다음으로 필수적으로 이루어진다:
- 50 중량% 내지 99 중량%, 바람직하게는 60 중량% 내지 95 중량%, 좀더 바람직하게는 70 중량% 내지 90 중량%의 기유(들),
- 0.01 중량% 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.5 중량% 내지 20 중량%, 좀더 바람직하게는 1 중량% 내지 10 중량%의 하나 이상의 화학식 (I)의 화합물, 및
- 0.01 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%, 좀더 바람직하게는 0.5 중량% 내지 3 중량%의 분산제(들), 및
- 선택적으로 3 중량% 내지 40 중량%, 바람직하게는 5 중량% 내지 30 중량%, 좀더 바람직하게는 10 중량% 내지 25 중량%의 ASTM D2896에 따른 20 내지 450 mg KOH/g의 총 염기가를 갖는 중성 및 과염기성 세제로부터 선택된 세제(들),
백분율은 조성물의 총 중량과 비교되는 성분의 중량으로 정의된다.
윤활제 조성물을 제조하는 방법
본 개시는 기유를 위에서 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 성분, 및 선택적으로 첨가제와 혼합시키는 단계를 포함하는, 위에서 개시된 바와 같은 윤활제 조성물, 특히 선박 윤활제를 제조하는 방법을 제공한다.
윤활제 조성물의 특성
위에서 개시된 성분은 유리하게는 다음의 특징을 갖는 조성물을 제공하도록 제형화된다:
유리하게는, 조성물은 ASTM D2896에 따른 5 mg KOH/g를 넘는 총 염기가(Total Base Number, TBN) 값을 갖는다. 바람직하게는, 조성물은 10 내지 140 mg KOH/g, 바람직하게는 15 내지 75 mg KOH/g, 좀더 바람직하게는 20 내지 60 mg KOH/g의 총 염기가(TBN) 값을 갖는다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 5.6 ㎟/s 이상 21.9 ㎟/s 이하, 바람직하게는 12.5 ㎟/s 이상 21.9 ㎟/s 이하, 좀더 바람직하게는 14.3 ㎟/s 이상 21.9 ㎟/s 이하, 유리하게는 16.3 내지 21.9 ㎟/s에 포함된 100℃에서의 동점도를 갖고, 여기서 100℃에서의 동점도는 ASTM D 445에 따라 평가된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활제 조성물은 실린더 윤활제이다.
훨씬 더 유리하게는, 윤활 조성물은 2-행정 디젤 선박 엔진용 실린더 오일이고, 16.3 내지 21.9 ㎟/s에 포함된 100℃에서의 동점도와 동등한 점도 등급 SAE-50을 가지며, 여기서 100℃에서의 동점도는 ASTM D 445에 따라 평가된다.
전형적으로, 2-행정 선박 디젤 엔진용 실린더 윤활제의 종래 제형은 등급 SAE 40 내지 SAE 60, 바람직하게는 SAE 50(SAE J300 분류에 따름)이고, 적어도 50중량%의 광물 및/또는 합성 기원의 윤활 기유를 포함하고, 예를 들어 API 그룹 1 등급의 선박 엔진에 사용하기에 맞게 한다.
이들 점도는 첨가제 및 기유, 예를 들어 중성 용매(Neutral Solvent) (예를 들어 150 NS, 500 NS 또는 600 NS) 기유 및 브라이트 스톡과 같은 그룹 1의 광유계 기유를 함유하는 기유를 혼합하여 얻을 수 있다. 첨가제와의 혼합물로서, 선택된 SAE 등급과 호환되는 점도를 갖는 광유계, 합성 기유 또는 식물 기원의 기유의 임의의 다른 조합이 사용될 수 있다.
화학식 (I)의 화합물 및 이를 포함하는 윤활제 조성물의 사용방법(Use)
본 발명은 윤활 엔진, 바람직하게는 선박 엔진을 위한 위에서 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물의 사용방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 2-행정 선박 엔진 및 4-행정 선박 엔진, 좀더 바람직하게는 2-행정 선박 엔진을 윤활하기 위한 위에서 정의된 바와 같은 화학식 (I)의 화합물의 사용방법에 관한 것이다.
특히, 화학식 (I)의 화합물은 2-행정 및 4-행정 선박 엔진, 좀더 바람직하게는 2-행정 선박 엔진을 윤활하기 위한, 실린더 오일 또는 시스템 오일로서, 윤활제 조성물에 사용하기에 적합하다.
특히, 화학식 (I)의 화합물은 선박 엔진, 바람직하게는 2-행정 선박 엔진에 사용되어, 상기 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 방지 및/또는 감소 및/또는 제한 및/또는 지연시킨다.
본 발명의 목적상, "부식(corrosion)"은 산화제와의 화학 반응으로 인한 물질, 바람직하게는 금속의 변경을 의미한다. 일반적으로, 이 산화제는 산이다. 가장 빈번하게, 이 산은 황산(H2SO4)이다.
본 발명의 목적상, 용어 "마찰부식(tribocorrosion)"은 마찰 및 위에서 정의된 바와 같은 부식의 조합된 작용 하에 금속 물질의 저하(degradation) 및 마모를 초래하는 공정을 의미한다.
부식 및 마찰부식은 실험 부분에 개시된 방법에 의해 평가된다. 또는, 이것들은 숙련된 전문가에게 알려진 방법에 의해 정량화될 수 있다.
또한, 화학식 (I)의 화합물은 선박 엔진, 바람직하게는 2-행정 선박 엔진에 사용되어 상기 엔진의 금속 부품을 부동태화(passivate)한다.
본 발명의 목적상, "금속 부품을 부동태화한다"는 금속 부품을 부식으로부터 보호하여 물질이 "수동적(passive)"이 되도록, 즉 미래의 사용 환경에 의해 덜 영향을 받거나 덜 부식되도록 하는 작업을 의미한다.
본 발명은 또한 2-행정 선박 엔진 및 4-행정 선박 엔진, 좀더 바람직하게는 2-행정 선박 엔진을 윤활하기 위한, 화학식 (I)의 화합물 및 기유를 포함하는 위에서-설명된 윤활제 조성물의 사용(use)에 관한 것이다.
특히, 위에서-설명된 윤활제 조성물은 상기 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 방지 및/또는 감소 및/또는 제한 및/또는 지연시키기 위해 선박 엔진, 바람직하게는 2-행정 선박 엔진에 사용된다.
또한, 위에서-설명된 윤활제 조성물은 선박 엔진, 바람직하게는 2-행정 선박 엔진에 사용되어 상기 엔진의 금속 부품을 부동태화한다.
본 발명은 또한 2-행정 선박 엔진 및 4-행정 선박 엔진, 좀더 바람직하게는 2-행정 선박 엔진을 윤활하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 상기 선박 엔진에 화학식 (I)의 화합물 또는 위에서 개시된 바와 같은 윤활제 조성물을 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명은 특히 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 감소 및/또는 제한 및/또는 방지 및/또는 지연시키는 방법에 관한 것으로, 여기서 상기 방법은 화학식 (I)의 화합물 또는 위에서 개시된 바와 같은 윤활제 조성물을 상기 엔진에 적용하는 단계를 적어도 포함한다.
특히, 화학식 (I)의 화합물 또는 이를 포함하는 윤활제 조성물은, 전형적으로 펄스 윤활 시스템에 의해 또는 상기 화합물 또는 조성물을 2-행정 엔진을 윤활하기 위한 인젝터를 통해 피스톤의 링 팩 상에 분무(spray)함으로써 실린더 벽에 적용된다. 본 발명에 따른 화합물 또는 윤활제 조성물을 실린더 벽에 적용하는 것은 부식 및 마찰부식에 대하여 증가된 보호를 제공하는 것으로 관찰되었다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 화합물 또는 조성물에 의해 보호되는 금속 부품은 실린더 또는 피스톤이다.
유리하게는, 금속 부품은 주철로 만들어진다.
바람직하게는, 엔진은 중유를 소비하는 엔진이다. "중유(heavy fuel oil)"는 본 발명의 의미에서, 아마도 첨가제를 포함하는, 석유의 증류로부터 결과하는 중질 유분(heavy cut)을 의미한다.
유리하게는, 본 발명에서 정의된 화학식 (I)의 화합물은, 2-행정 선박 엔진과 같은 2-행정 엔진의 실린더 및 피스톤 상의 산 마찰부식을 감소시키기 위해 실린더 윤활 조성물에 사용된다.
본 발명은 또한 엔진, 특히 2-행정 선박 엔진과 같은 2-행정 엔진의 금속 부품을 부동태화하는 방법에 관한 것이며, 여기서 상기 방법은 화학식 (I)의 화합물 또는 위에서 개시된 바와 같은 윤활제 조성물을 상기 엔진에 적용하는 단계를 적어도 포함한다: .
실시예
I- 물질 및 방법:
I.A- 화학물질
첨가제의 목록 및 이들의 특징은 표 1에서 제공된다.
화학물질 명칭 | BN | |
A1 | 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르(CAS 번호 865764-15-4) | 0 |
A2 | 트리데실 알코올 에톡실레이트 인산염 에스테르(CAS 번호 78330-24-2) | 0 |
기유 1 : ASTM D7279에 따라 측정된 40℃에서 112 cSt의 점도를 갖는 그룹 I 광유계 오일 600NS
기유 2 : ASTM D7279에 따라 측정된 40℃에서 500 cSt의 점도를 갖는 그룹 I 광유계 오일 BSS
분산제(들), 세제(들) 및/또는 소포 성분(들)을 포함하는 첨가제 패키지.
I.B - 특징
TBN은 ASTM D2896에 따른 조성물의 mg KOH/g 단위로 총 염기가이다.
II- 윤활제 조성물의 제조:
윤활제 조성물은 기유를 아래 표 2에 열거된 첨가제와 60℃에서 해당 비율로 혼합하여 제조된다. 양은 조성물의 총 중량에 대한 중량%에 해당한다.
조성물 C1 내지 C2는 비교예이다. C1은 또한 참조(reference) 실시예이다. 조성물 C3는 본 발명에 따른 것이다.
조성물 | C1/참조 | C2 | C3 |
기유 1=600NS | 54 | 54 | 54 |
기유 2 = BSS | 34.6 | 33.6 | 33.6 |
첨가제 패키지 | 11.4 | 11.4 | 11.4 |
A1 | - | 1 | - |
A2 | - | - | 1 |
총 중량 | 100 | 100 | 100 |
TBN (mg KOH/g_조성물) | 25 | 25 | 25 |
III- 시험 방법:
III.A- 시험 방법 1:
시험된 화합물의 부동태화를 평가하는 데 사용되는 내부 장치는 적절한 크기(보통 500 내지 1000 mL)의 비이커, 고온 플레이트와 같은 온도-조절 기구 및 시편 지지 시스템으로 구성된다. 200 mL의 윤활제는 마그네틱 스터러 등과 같은 적절한 교반 메커니즘에 의해 계속 혼합된다. 투여 주사기 또는 펌프를 사용하여, 잘-정해진 양의 황산은 윤활제에 한 방울씩 첨가되어 금속 시험 샘플을 가혹한 산성 부식 조건에 노출시킨다. 황산의 양은 오일의 TBN의 90%가 중화되도록 결정된다.
부식의 영향은 금속 시편 상에서 시각적 변화에 의해 결정된다.
IV- 결과:
위에서 기재된 조성물 C1 내지 C3으로 얻은 결과는 아래 표 3에 나타내어진다. 부식은 1에서 5까지의 등급으로 평가된다: "1"은 시험 샘플이 매우 부식되었음을 의미하고, "5"는 거의 부식되지 않았거나 전혀 부식되지 않았음을 의미한다.
조성물 | C1 | C2 | C3 |
부식 노트 | 2 | 4 | 5 |
Claims (15)
- 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 방지 및/또는 감소 및/또는 제한 및/또는 지연시키기 위해 적어도 하나의 기유를 포함하는 윤활제 조성물에서, 하기 화학식 (I)의 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법이며:
(I)
여기서
- R은 10 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기이고,
- m은 1 내지 3, 바람직하게는 1 내지 2의 정수이며,
- n은 6 이상의 정수인, 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 화학식 (I)에서 R은 10 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 기인, 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법. - 청구항 1 또는 2에 있어서,
상기 화학식 (I)에서 R은 C13 알킬인, 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 화학식 (I)에서, n은 6 내지 14, 바람직하게는 6 내지 12, 좀더 바람직하게는 6 내지 8의 정수인, 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 화학식 (I)에서: R은 C13알킬이고, n=6이며, m=1 또는 2인, 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법. - 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화학식 (I)의 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물은 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 0.01 중량% 내지 30 중량% 범위의 양인, 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법. - 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 윤활제 조성물은 3 내지 40%의 중성 및 과염기성 세제로부터 선택된 적어도 하나의 세제를 더욱 포함하고, 백분율은 윤활제 조성물의 총 중량에 대한 중량인, 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법. - 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 윤활제 조성물은 0.01% 내지 10%의 분산제를 더욱 포함하고, 백분율은 윤활제 조성물의 총 중량에 대한 중량인, 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법. - 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔진의 금속 부품을 부동태화하기 위한, 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법. - 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 엔진은 2-행정 선박 엔진인, 알코올 에톡실화된 인산염 에스테르 화합물의 사용방법. - 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 감소 및/또는 제한 및/또는 방지 및/또는 지연시키는 방법으로서,
여기서, 상기 방법은 상기 엔진에 하기 화학식 (I)의 화합물을 적용시키는 단계를 적어도 포함하며,
(I)
여기서,
- R은 10 내지 14개의 탄소 원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬 기이고,
- m은 1 내지 3의 정수이며, 바람직하게는 m은 1 내지 2이고,
- n은 6 이상의 정수인, 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 감소 및/또는 제한 및/또는 방지 및/또는 지연시키는 방법. - 청구항 11에 있어서,
상기 화학식 (I)의 화합물은 적어도 기유를 포함하는 윤활제 조성물에서 적용되는, 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 감소 및/또는 제한 및/또는 방지 및/또는 지연시키는 방법. - 청구항 11 또는 12에 있어서,
상기 엔진은 2-행정 선박 엔진인, 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 감소 및/또는 제한 및/또는 방지 및/또는 지연시키는 방법. - 청구항 11 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 부품은 실린더 또는 피스톤인, 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 감소 및/또는 제한 및/또는 방지 및/또는 지연시키는 방법. - 청구항 11 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 부품은 주철로 제조되는, 연소 엔진의 금속 부품의 부식 및/또는 마찰부식을 감소 및/또는 제한 및/또는 방지 및/또는 지연시키는 방법.
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