KR102759014B1 - Lubricants for wet clutch systems - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전반적으로 차량들 예컨대 산업 기계, 특히, 운송, 건설 및 농업 기계에 유용한 윤활유 조성물들에 관한 것이다. 윤활유 조성물을 가지고 차량을 윤활하는 단계를 포함하는 차량 내의 마찰을 유지하기 위한 방법이 또한 개시된다.The present invention relates generally to lubricating compositions useful for vehicles such as industrial machinery, and particularly for transport, construction and agricultural machinery. A method for maintaining friction in a vehicle comprising the step of lubricating the vehicle with the lubricating composition is also disclosed.
Description
본 발명은 전반적으로 산업 기계, 특히, 운송, 건설 및 농업 기계에 유용한 윤활유 조성물들에 관한 것이다.The present invention relates generally to lubricating compositions useful for industrial machinery, and particularly for transport, construction and agricultural machinery.
자동 트랜스미션 유체들로 지칭되는 자동 트랜스미션들에 대한 윤활유들은 일반적으로 자동차들, 트럭들, 건설 기계들, 및 다른 차량들에 설치된 자동 트랜스미션들의 원활한 동작을 보조하기 위해 사용되어 왔다. 이들은 토크 컨버터들, 기어 메커니즘들, 습식 클러치들, 및 유압 시스템들을 포함한다.Lubricants for automatic transmissions, referred to as automatic transmission fluids, have been used to assist in the smooth operation of automatic transmissions installed in automobiles, trucks, construction equipment, and other vehicles. These include torque converters, gear mechanisms, wet clutches, and hydraulic systems.
윤활제 첨가제들이 습식 클러치 및 강철 플레이트들의 마찰 속성들에 영향을 준다는 것이 잘 알려져 있다. 첨가제 효과들은, 클러치 재료, 예를 들어, 셀룰로오스, 아라미드(천연 및 합성) 섬유, 실리카 및 강철 플레이트 표면에 대한 그들의 물리적 및 화학적 흡수 둘 모두에 의해 초래된다.It is well known that lubricant additives affect the frictional properties of wet clutches and steel plates. The additive effects are caused by both their physical and chemical absorption onto the clutch material, e.g. cellulose, aramid (natural and synthetic) fibers, silica, and the steel plate surface.
디젤 엔진 오일들은 자동차 중장비뿐만 아니라 아시아, 특히 일본의 건설 기계 디젤 엔진 시스템과 같은 내연 기관들에서 널리 사용된다. 일부 건설 기계들에는 트랜스미션뿐만 아니라 조향, 주차 브레이크, 이동 및 동력 작동 토크를 제어하는 다수의 시스템들에 습식 클러치 시스템이 구비된다. 윤활 유체들에서 클러치 재료와 강철 사이의 습식 클러치 (정적) 마찰은 엔진 파워를 효율적으로 전달하는 데 매우 중요하다. 이에 더하여, 습식 클러치 정적 마찰 계수는 습식 클러치 토크 용량에 의존한다. 엔진 오일들은 건설 기계의 트랜스미션 및 유압 시스템들, 및 그들의 습식 클러치 시스템들에서 널리 사용된다. 습식 클러치들의 더 높은 (정적) 마찰 계수를 유지하여 건설 기계들에 대하여 안전하게 동작시키고 효율적으로 파워를 전달하는 것이 중요하다. 윤활제가 열악한 마찰 성능을 제공하는 경우, 파워 손실, 기계들 동작시킬 때 안전에 부정적인 영향을 줄 수 있는 기계 동작의 느린 응답, 또는 트랜스미션 내의 습식 클러치의 락-업(lock-up)으로부터의 높은 소음과 함께 불편한 진동이 발생할 것이다. Diesel engine oils are widely used in internal combustion engines such as automotive heavy equipment as well as construction machinery diesel engine systems in Asia, especially in Japan. Some construction machines are equipped with wet clutch systems in many systems that control not only the transmission but also the steering, parking brake, traction and power operating torque. The wet clutch (static) friction between the clutch material and steel in the lubricating fluid is very important for efficient transmission of engine power. In addition, the wet clutch static friction coefficient is dependent on the wet clutch torque capacity. Engine oils are widely used in transmissions and hydraulic systems of construction machines, and their wet clutch systems. It is important to maintain a higher (static) friction coefficient of wet clutches to operate safely and efficiently transmit power to construction machines. If the lubricant provides poor friction performance, it will result in power loss, slow response of machine operation which can have a negative impact on safety when operating the machine, or uncomfortable vibrations with high noise from lock-up of the wet clutch in the transmission.
본 발명은 건설 장비뿐만 아니라 트랜스미션 및 습식 클러치가 구비된 오토바이 윤활제에서도 중요한 습식 클러치의 높은 정 마찰 계수를 유지하기 위한 해법을 찾는다.The present invention seeks a solution for maintaining a high coefficient of friction of wet clutches, which is important not only in construction equipment but also in transmissions and motorcycle lubricants equipped with wet clutches.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 윤활유 조성물이 제공되며, 상기 윤활유 조성물은:According to one embodiment of the present invention, a lubricating oil composition is provided, the lubricating oil composition comprising:
(a) 다량의 윤활 점도의 오일,(a) Oil with a high lubricating viscosity;
(b) 칼슘 함유 세제,(b) calcium-containing detergents;
(c) 마그네슘 함유 세제로부터의 적어도 800 ppm의 Mg (c) At least 800 ppm Mg from magnesium-containing detergents;
(d) 질소 함유 분산제로부터의 600 ppm 미만의 N을 포함하며,(d) contains less than 600 ppm N from a nitrogen-containing dispersant;
여기에서 윤활유 조성물은 0.06 내지 0.15 중량%의 인 함량, 0.5 중량% 미만의 황 함량, 및 0.8 중량% 초과 내지 2.0 중량%의 황산화 회분 함량을 가지고, wherein the lubricating oil composition has a phosphorus content of 0.06 to 0.15 wt%, a sulfur content of less than 0.5 wt%, and a sulfated ash content of more than 0.8 wt% to 2.0 wt%,
여기에서 Ca 대 Mg의 질량 비율은 1:2 내지 4:1이며, 및 Here, the mass ratio of Ca to Mg is 1:2 to 4:1, and
여기에서 상기 윤활유 조성물은 차량의 내연 기관의 크랭크케이스 및, 습식 클러치, 브레이크, 토크 컨버터, 기어 시스템, 정유압식 트랜스미션 및 유압 시스템 중 적어도 하나를 윤활한다.In this case, the lubricating oil composition lubricates at least one of a crankcase of an internal combustion engine of a vehicle, a wet clutch, a brake, a torque converter, a gear system, a hydrostatic transmission and a hydraulic system.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 윤활유 조성물을 가지고 차량을 윤활하는 단계를 포함하는 차량 내의 마찰을 유지하기 위한 방법이 제공되며, 상기 윤활유 조성물은: According to another embodiment of the present invention, a method for maintaining friction in a vehicle is provided comprising the step of lubricating the vehicle with a lubricating composition, said lubricating composition comprising:
(a) 다량의 윤활 점도의 오일,(a) Oil with a high lubricating viscosity;
(b) 칼슘 함유 세제,(b) calcium-containing detergents;
(c) 마그네슘 함유 세제로부터의 적어도 800 ppm의 Mg (c) At least 800 ppm Mg from magnesium-containing detergents;
(d) 질소 함유 분산제로부터의 600 ppm 미만의 N을 포함하며,(d) contains less than 600 ppm N from a nitrogen-containing dispersant;
여기에서 윤활유 조성물은 0.06 내지 0.15 중량%의 인 함량, 0.5 중량% 미만의 황 함량, 및 0.8 중량% 초과 내지 2.0 중량%의 황산화 회분 함량을 가지고, wherein the lubricating oil composition has a phosphorus content of 0.06 to 0.15 wt%, a sulfur content of less than 0.5 wt%, and a sulfated ash content of more than 0.8 wt% to 2.0 wt%,
여기에서 Ca 대 Mg의 질량 비율은 1:2 내지 4:1이며, 및 Here, the mass ratio of Ca to Mg is 1:2 to 4:1, and
여기에서 상기 윤활유 조성물은 상기 차량의 내연 기관의 크랭크케이스 및, 습식 클러치, 브레이크, 토크 컨버터, 기어 시스템, 정유압식 트랜스미션 및 유압 시스템 중 적어도 하나를 윤활한다.Here, the lubricating oil composition lubricates at least one of a crankcase of an internal combustion engine of the vehicle, a wet clutch, a brake, a torque converter, a gear system, a hydrostatic transmission and a hydraulic system.
본원에서 개시되는 내용의 이해를 용이하게 하기 위하여, 본원에서 사용되는 바와 같은 다수의 용어들, 약어들 또는 다른 약칭들은 아래와 같이 정의된다. 정의되지 않은 임의의 용어, 약어 또는 약칭은 본 출원의 제출 시에 당업자에 의해 사용되는 일반적인 의미를 갖는 것으로 이해된다.In order to facilitate understanding of the subject matter disclosed herein, many of the terms, abbreviations, or other shorthand used herein are defined below. Any term, abbreviation, or shorthand not defined is to be understood to have its ordinary meaning used by one of ordinary skill in the art at the time of filing of this application.
정의들Definitions
본 명세서에서, 다음의 단어들 및 표현들은 사용되는 경우에 아래와 같은 의미를 갖는다.In this specification, the following words and expressions, when used, have the following meanings.
"다량"은 조성물의 50 중량 %의 초과를 의미한다. “A large amount” means more than 50% by weight of the composition.
"소량"은, 언급된 첨가제에 대하여 그리고 조성물 내에 존재하는 모든 첨가제들의 총 질량에 대하여 표현된, 첨가제 또는 첨가제들의 활성 성분으로 간주되는, 조성물의 50 중량 % 미만을 의미한다.“Minor amount” means less than 50% by weight of the composition, expressed in relation to the additive mentioned and to the total mass of all additives present in the composition, which is considered to be the active ingredient of the additive or additives.
"활성 성분들" 또는 "활성물들"은 희석제 또는 용매가 아닌 첨가 물질을 지칭한다. “Active ingredients” or “active substances” refer to additive substances that are not diluents or solvents.
보고되는 모든 퍼센트는 달리 언급되지 않는 한 활성 성분 단위(즉, 캐리어 또는 희석제 오일과 무관한)의 중량 %이다.All percentages reported are weight percent of active ingredient units (i.e., independent of carrier or diluent oils) unless otherwise stated.
약어 "ppm"은 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로 중량으로 백만분율을 의미한다.The abbreviation "ppm" means parts per million by weight based on the total weight of the lubricant composition.
150℃에서의 고온 고전단(high temperature high shear; HTHS) 점도는 ASTM D4683에 따라 결정되었다.High temperature high shear (HTHS) viscosity at 150°C was determined according to ASTM D4683.
100℃(KV100)에서의 동적 점도는 ASTM D445에 따라 결정되었다.Dynamic viscosity at 100℃ (KV 100 ) was determined according to ASTM D445.
금속 - 용어 "금속"은 알칼리 금속들, 알칼리성 토류 금속들, 또는 이들의 혼합물들을 지칭한다.Metal - The term "metal" refers to the alkali metals, alkaline earth metals, or mixtures thereof.
본 명세서 및 청구항들 전체에 걸쳐 표현 오일 용해성 또는 분산성이 사용된다. 오일 용해성 또는 분산성은, 희망되는 레벨의 활성 또는 성능을 제공하기 위해 필요한 양이 윤활 점도의 오일 내에 용해되거나, 분산되거나 또는 현탁됨으로써 혼입될 수 있음을 의미한다. 일반적으로, 이는, 물질의 적어도 중량으로 약 0.001%가 윤활유 조성물 내에 혼입될 수 있음을 의미한다. 용어들 오일 용해성 및 분산성, 특히 "안정적인 분산성"의 추가적인 논의를 위하여, 이에 대한 관련된 교시들에 대한 참조에 의해 명시적으로 본원에 통합되는 미국 특허 제4,320,019호를 참조하도록 한다.The expression oil solubility or dispersibility is used throughout this specification and claims. Oil solubility or dispersibility means that the material can be incorporated by being dissolved, dispersed, or suspended in an oil of lubricating viscosity in an amount necessary to provide the desired level of activity or performance. Typically, this means that at least about 0.001% by weight of the material can be incorporated into the lubricating oil composition. For further discussion of the terms oil solubility and dispersibility, and particularly "stable dispersibility," reference is made to U.S. Pat. No. 4,320,019, which is expressly incorporated herein by reference for the relevant teachings thereon.
본원에서 사용되는 용어 "황산화 회분(sulfated ash)"은 윤활유 내의 세제들 및 금속성 첨가제들로부터 기인하는 비-연소 잔여물을 지칭한다. 황산화 회분은 ASTM 테스트 D874를 사용하여 결정될 수 있다. The term "sulfated ash" as used herein refers to non-combusted residues resulting from detergents and metallic additives in lubricating oils. Sulfated ash can be determined using ASTM Test D874.
본원에서 사용되는 용어 "총 염기가" 또는 "TBN(Total Base Number)"은 샘플 1 그램 중 KOH의 밀리그램에 해당하는 염기의 양을 나타낸다. 따라서, 더 높은 TBN 값은 더 많은 알칼리성 생성물을 반영하며, 그에 따라서 더 큰 알칼리성을 반영한다. TBN은 ASTM D 2896 테스트를 사용하여 결정되었다.The term "Total Base Number" or "Total Base Number (TBN)" as used herein refers to the amount of base per milligram of KOH per gram of sample. Therefore, a higher TBN value reflects more alkaline products and therefore greater alkalinity. TBN was determined using the ASTM D 2896 test.
붕소, 칼슘, 마그네슘, 몰리브데넘, 인, 황 및 아연 함량들은 ASTM D5185에 따라 결정되었다.Boron, calcium, magnesium, molybdenum, phosphorus, sulfur and zinc contents were determined according to ASTM D5185.
질소 함량은 ASTM D4629에 따라 결정되었다.Nitrogen content was determined according to ASTM D4629.
본원에서 언급되는 모든 ASTM 표준들은 본 출원의 출원일을 기준으로 가장 최신 버전이다.All ASTM standards referenced herein are the most current versions as of the filing date of this application.
달리 지정되지 않는 한, 모든 퍼센트는 중량 퍼센트이다. Unless otherwise specified, all percentages are weight percentages.
본 개시는 다양한 수정들 및 대안적인 형태들을 취할 수 있지만, 본 개시의 특정 실시예들에 본원에서 상세하게 설명된다. 그러나, 본원의 특정 실시예들의 설명은 본 개시를 개시된 특정 형태로 제한하려고 의도되지 않으며, 이와는 반대로, 그 의도는 첨부된 청구항들에 의해 정의되는 바와 같은 본 개시의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 수정예들, 등가물들 및 대안예들을 커버하는 것임이 이해되어야만 한다.While the present disclosure may take various modifications and alternative forms, specific embodiments of the present disclosure are described in detail herein. It should be understood, however, that the description of specific embodiments herein is not intended to limit the disclosure to the specific forms disclosed, but on the contrary, the intention is to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present disclosure as defined by the appended claims.
전반적인 설명 또는 예들에서 설명되는 액티비티(activity)들 전부가 요구되지는 않는다는 것, 특정 액티비티의 일 부분이 요구되지 않을 수 있다는 것, 및 설명된 것들에 더하여 하나 이상의 추가적인 액티비티들이 수행될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 더 나아가서, 액티비티들이 열거되는 순서가 반드시 이들이 수행되는 순서는 아니다.It should be noted that not all of the activities described in the general description or examples are required, that some portions of a particular activity may not be required, and that one or more additional activities may be performed in addition to those described. Furthermore, the order in which the activities are listed is not necessarily the order in which they will be performed.
이점들, 다른 장점들, 및 문제들에 대한 해법들이 특정 실시예들에 관하여 본원에서 설명되었다. 그러나, 이점들, 다른 장점들, 문제들에 대한 해법들, 및 임의의 이점, 장점, 또는 해법이 나타나게 하거나 또는 더 현저해지게끔 하는 다른 특징(들)은 임의의 또는 모든 청구항들의 중요하거나, 요구되거나, 또는 본질적인 특징으로서 간주되지 않아야 한다.Advantages, other advantages, and solutions to problems have been described herein with respect to specific embodiments. However, the advantages, other advantages, solutions to problems, and other feature(s) which cause any advantage, advantage, or solution to appear or become more pronounced should not be regarded as a critical, required, or essential feature of any or all of the claims.
본원에서 설명되는 실시예들의 예시들 및 명세서는 다양한 실시예들의 구조의 일반적인 이해를 제공하도록 의도된다.The examples and description of the embodiments described herein are intended to provide a general understanding of the structure of various embodiments.
본원에서 사용되는 용어들 "구성된다", "구성되는", "포함한다", "포함하는", "갖는다", "갖는", 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비-배타적 함유를 커버하도록 의도된다. 예를 들어, 특징들의 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치가 반드시 이러한 특징들에 한정되는 것이 아니라, 이들은 이러한 프로세스, 방법, 물품, 또는 장치에 고유한 다른 특징들 또는 명백히 열거되지 않은 다른 특징들을 포함할 수 있다. 추가로, 명백히 반대로 언급되지 않는 한, "또는"은 포함적-또는 및 배타적-또는이 아닌 것을 의미한다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 다음 중 임의의 하나에 의해 충족된다: A가 참(또는 존재)이고 B가 거짓(또는 미존재), A가 거짓(또는 미존재)이고 B가 참(또는 존재), 또는 A 및 B 둘 모두가 참(또는 존재).As used herein, the terms "consisting of," "comprises," "comprising," "including," "has," "having," or any other variation thereof, are intended to cover a non-exclusive inclusion. For example, a process, method, article, or apparatus that comprises a list of features is not necessarily limited to those features, but may include other features inherent to such process, method, article, or apparatus or other features not expressly listed. Additionally, unless expressly stated to the contrary, "or" means inclusive-or and not exclusive-or. For example, a condition A or B is satisfied by any one of the following: A is true (or present) and B is false (or not present), A is false (or not present) and B is true (or present), or both A and B are true (or present).
"일(a)" 또는 "일(an)"의 사용은 본원에서 설명되는 엘리먼트들 및 컴포넌트들을 설명하기 위해 이용된다. 이는 단지 편의를 위해 그리고 본 개시의 실시예들의 범위의 일반적인 의미를 제공하기 위해 이루어진다. 이러한 설명은, 다른 의미가 명백하지 않은 한, 하나 또는 적어도 하나를 포함하도록 그리고 단수형이 복수형을 또한 포함하거나 또는 이의 역인 것으로 읽혀야 한다. 값을 언급할 때, 용어 "평균화된"은 평균, 기하학적 평균, 또는 중앙값을 의미하도록 의도된다. 원소 주기율표 내의 열에 대응하는 족 번호들은 CRC Handbook of Chemistry and Physics, 81st Edition(2000-2001)에서 볼 수 있는 "새로운 표기(New Notation)" 규칙을 사용한다.The use of "a" or "an" is used to describe elements and components described herein. This is done merely for convenience and to give a general sense of the scope of the embodiments of the present disclosure. This description should be read to include one or at least one and the singular should also include the plural or vice versa, unless the meaning clearly differs. When referring to a value, the term "averaged" is intended to mean the mean, geometric mean, or median. The group numbers corresponding to the columns in the Periodic Table of the Elements use the "New Notation" convention found in the CRC Handbook of Chemistry and Physics, 81st Edition (2000-2001).
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 개시가 속하는 기술분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 재료들, 방법들, 및 예들은 오로지 예시적이며 제한적으로 의도되지 않는다. 본원에서 설명되지 않는 정도로, 특정 재료들 및 프로세싱 행동들에 대한 다수의 세부사항들은 통상적이며, 오일 및 가스 산업들뿐만 아니라 윤활제들 내의 교과서들 및 다른 소스들에서 발견될 수 있다.Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. The materials, methods, and examples are illustrative only and are not intended to be limiting. To the extent not described herein, many details regarding specific materials and processing operations are conventional and can be found in textbooks and other sources within the oil and gas industries as well as lubricants.
명세서 및 예시들은, 본원에서 설명되는 구조들 또는 방법들을 사용하는 제형들, 조성물들, 장치들 및 시스템들의 엘리먼트들 및 특징들 전부의 완전하고 포괄적인 설명으로서 역할하도록 의도되지 않는다. 단일 실시예에서 별개의 실시예들이 또한 조합되어 제공될 수 있으며, 반대로, 간결함을 위하여, 단일 실시예의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들이 또한 별개로 또는 임의의 하위-조합으로 제공될 수 있다. 추가로, 범위로 지정되는 값들에 대한 언급은 그 범위 내의 각각의 그리고 모든 값을 포함한다. 오로지 본 명세서를 숙독한 이후에 다수의 다른 실시예들에 당업자들에게 명백할 수 있다. 구조적 치환, 논리적 치환, 또는 다른 변화들이 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있도록, 다른 실시예들이 사용될 수 있고 본 개시로부터 파생될 수 있다. 따라서, 본 개시는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로서 간주되어야 한다.The specification and examples are not intended to serve as a complete and comprehensive description of all of the elements and features of the formulations, compositions, devices, and systems that utilize the structures or methods described herein. Separate embodiments may also be provided in combination in a single embodiment, and conversely, various features that are, for brevity, described in the context of a single embodiment may also be provided separately or in any sub-combination. Additionally, reference to values specified as a range includes each and every value within that range. Many other embodiments may become apparent to those skilled in the art only after reading this specification. Other embodiments may be utilized and derived from this disclosure such that structural substitutions, logical substitutions, or other changes may be made without departing from the scope of the present disclosure. Accordingly, the present disclosure is to be regarded in an illustrative rather than a restrictive sense.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 윤활유 조성물이 제공되며, 상기 윤활유 조성물은: According to one embodiment of the present invention, a lubricating oil composition is provided, the lubricating oil composition comprising:
(a) 다량의 윤활 점도의 오일,(a) Oil with a high lubricating viscosity;
(b) 칼슘 함유 세제,(b) calcium-containing detergents;
(c) 마그네슘 함유 세제로부터의 적어도 800 ppm의 Mg (c) At least 800 ppm Mg from magnesium-containing detergents;
(d) 질소 함유 분산제로부터의 600 ppm 미만의 N을 포함하며,(d) contains less than 600 ppm N from a nitrogen-containing dispersant;
여기에서 윤활유 조성물은 0.06 내지 0.15 중량%의 인 함량, 0.5 중량% 미만의 황 함량, 및 0.8 중량% 초과 내지 2.0 중량%의 황산화 회분 함량을 가지고, wherein the lubricating oil composition has a phosphorus content of 0.06 to 0.15 wt%, a sulfur content of less than 0.5 wt%, and a sulfated ash content of more than 0.8 wt% to 2.0 wt%,
여기에서 Ca 대 Mg의 질량 비율은 1:2 내지 4:1이며, 및 Here, the mass ratio of Ca to Mg is 1:2 to 4:1, and
여기에서 상기 윤활유 조성물은 차량의 내연 기관의 크랭크케이스 및, 습식 클러치, 브레이크, 토크 컨버터, 기어 시스템, 정유압식 트랜스미션 및 유압 시스템 중 적어도 하나를 윤활한다.In this case, the lubricating oil composition lubricates at least one of a crankcase of an internal combustion engine of a vehicle, a wet clutch, a brake, a torque converter, a gear system, a hydrostatic transmission and a hydraulic system.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 차량은 산업 기계, 자동차, 트럭, 또는 다른 차량이다. 다른 실시예에 있어서, 산업 기계는 운송, 건설, 또는 농업 기계이다.In one embodiment of the present invention, the vehicle is an industrial machine, an automobile, a truck, or other vehicle. In another embodiment, the industrial machine is a transportation, construction, or agricultural machine.
일 실시예에 있어서, 운송 기계는 디젤 엔진 및 유압 시스템이 구비된 버스 또는 트럭이다.In one embodiment, the transport machine is a bus or truck equipped with a diesel engine and a hydraulic system.
일 실시예에 있어서, 건설 기계에는 디젤 엔진, 정유압식 트랜스미션(Hydro Static Transmission; HST), 습식 클러치들을 갖는 파워 시프트 트랜스미션, 및 유압 시스템이 구비된다. In one embodiment, the construction machine is equipped with a diesel engine, a Hydro Static Transmission (HST), a power shift transmission with wet clutches, and a hydraulic system.
일 실시예에 있어서, 농업 기계에는 디젤 엔진, 정유압식 트랜스미션(Hydro Static Transmission; HST), 습식 클러치들을 갖는 파워 시프트 트랜스미션, 및 유압 시스템이 구비된다.In one embodiment, the agricultural machine has a diesel engine, a Hydro Static Transmission (HST), a power shift transmission with wet clutches, and a hydraulic system.
다른 실시예에 있어서, 차량에는 자동 트랜스미션, 또는 연속 가변 트랜스미션이 구비된다.In another embodiment, the vehicle is equipped with an automatic transmission, or a continuously variable transmission.
다른 실시예에 있어서, 윤활유 조성물을 가지고 차량을 윤활하는 단계를 포함하는 차량 내의 마찰을 유지하기 위한 방법이 제공되며, 상기 윤활유 조성물은: In another embodiment, a method for maintaining friction in a vehicle is provided, comprising the step of lubricating the vehicle with a lubricating composition, the lubricating composition comprising:
(a) 다량의 윤활 점도의 오일,(a) Oil with a high lubricating viscosity;
(b) 칼슘 함유 세제,(b) calcium-containing detergents;
(c) 마그네슘 함유 세제로부터의 적어도 800 ppm의 Mg (c) At least 800 ppm Mg from magnesium-containing detergents;
(d) 질소 함유 분산제로부터의 600 ppm 미만의 N을 포함하며,(d) contains less than 600 ppm N from a nitrogen-containing dispersant;
여기에서 윤활유 조성물은 0.06 내지 0.15 중량%의 인 함량, 0.5 중량% 미만의 황 함량, 및 0.8 중량% 초과 내지 2.0 중량%의 황산화 회분 함량을 가지고, wherein the lubricating oil composition has a phosphorus content of 0.06 to 0.15 wt%, a sulfur content of less than 0.5 wt%, and a sulfated ash content of more than 0.8 wt% to 2.0 wt%,
여기에서 Ca 대 Mg의 질량 비율은 1:2 내지 4:1이며, 및 Here, the mass ratio of Ca to Mg is 1:2 to 4:1, and
여기에서 상기 윤활유 조성물은 차량의 내연 기관의 크랭크케이스 및, 습식 클러치, 브레이크, 토크 컨버터, 기어 시스템, 정유압식 트랜스미션 및 유압 시스템 중 적어도 하나를 윤활한다.In this case, the lubricating oil composition lubricates at least one of a crankcase of an internal combustion engine of a vehicle, a wet clutch, a brake, a torque converter, a gear system, a hydrostatic transmission and a hydraulic system.
윤활 점도의 오일/Oil of lubricating viscosity/ 기유Oil (Base Oil) 컴포넌트(Base Oil) Component
(때로 "베이스 스톡(stock)" 또는 "기유"로서 지칭되는) 윤활 점도의 오일은, 예를 들어, 최종 윤활제(또는 윤활제 조성물)을 생성하기 위하여 첨가제들 및 어쩌면 다른 오일들이 혼합되는 윤활제의 1차 액체 성분이다. 기유는 농축물을 만들기 위하여 뿐만 아니라 이로부터 윤활유 조성물을 만들기 위하여 유용하며, 천연 및 합성 윤활유들 및 그들의 조합들로부터 선택될 수 있다.An oil of lubricating viscosity (sometimes referred to as a "base stock" or "base oil") is the primary liquid component of a lubricant into which additives and possibly other oils are mixed to produce the final lubricant (or lubricant composition). Base oils are useful for making concentrates as well as for making lubricant compositions therefrom, and may be selected from natural and synthetic lubricating oils and combinations thereof.
천연 오일들은 동물 및 식물성 오일, 액체 석유계 오일 및 파라핀성, 나프텐성 및 혼합된 파라핀성-나프텐성 유형의 수소화정제된, 용매-처리된 미네랄 윤활유들을 포함한다. 석탄 또는 셰일로부터 유래된 윤활 점도의 오일들이 또한 유용한 기유들이다.Natural oils include animal and vegetable oils, liquid petroleum oils, and hydrorefined, solvent-treated mineral lubricating oils of the paraffinic, naphthenic, and mixed paraffinic-naphthenic types. Oils of lubricating viscosity derived from coal or shale are also useful base oils.
합성 윤활유들은 탄화수소 오일 예컨대 중합된 및 혼성중합체된 올레핀(예를 들어, 폴리부틸렌, 폴리프로필렌, 프로필렌-이소부틸렌 공중합체, 염소화된 폴리부틸렌, 폴리(1-헥센), 폴리(1-옥텐), 폴리(1-데센); 알킬벤젠 (예를 들어, 도데실벤젠, 테트라데실벤젠, 디노닐벤젠, 디(2-에틸헥실)벤젠; 폴리페놀 (예를 들어, 바이페닐, 테르페닐, 알킬화된 폴리페놀); 및 알킬화된 디페닐 에테르 및 알킬화된 디페닐 설파이드 및 이들의 유도체, 유사체 및 동족체를 포함한다.Synthetic lubricants include hydrocarbon oils such as polymerized and copolymerized olefins (e.g., polybutylene, polypropylene, propylene-isobutylene copolymers, chlorinated polybutylenes, poly(1-hexene), poly(1-octene), poly(1-decene); alkylbenzenes (e.g., dodecylbenzene, tetradecylbenzene, dinonylbenzene, di(2-ethylhexyl)benzene); polyphenols (e.g., biphenyl, terphenyl, alkylated polyphenols); and alkylated diphenyl ethers and alkylated diphenyl sulfides and derivatives, analogs and homologs thereof.
또 다른 적합한 부류의 합성 윤활유들은 다양한 알코올(예를 들어, 부틸 알코올, 헥실 알코올, 도데실 알코올, 2-에틸헥실 알코올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜 모노에테르, 프로필렌 글리콜)을 갖는 디카복실산(예를 들어, 말론산, 알킬 말론산, 알케닐 말론산, 석신산, 알킬 석신산 및 알케닐 석신산, 말레산, 푸마르산, 아젤라산, 수베르산, 세박산, 아디프산, 리놀레산 이량체, 프탈산)의 에스테르를 포함한다. 이러한 에스테르의 특정 예들은 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, 및 2 몰의 테트라에틸렌 글리콜 및 2 몰의 2-에틸헥산산과 1 몰의 세박산을 반응시킴으로써 형성되는 복합 에스테르를 포함한다.Another suitable class of synthetic lubricants include esters of dicarboxylic acids (e.g., malonic acid, alkyl malonic acids, alkenyl malonic acids, succinic acid, alkyl succinic acids and alkenyl succinic acids, maleic acid, fumaric acid, azelaic acid, suberic acid, sebacic acid, adipic acid, linoleic acid dimer, phthalic acid) with various alcohols (e.g., butyl alcohol, hexyl alcohol, dodecyl alcohol, 2-ethylhexyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol monoether, propylene glycol). Specific examples of such esters include dibutyl adipate, di(2-ethylhexyl) sebacate, di-n-hexyl fumarate, dioctyl sebacate, diisooctyl azelate, diisodecyl azelate, dioctyl phthalate, didecyl phthalate, dieicosyl sebacate, the 2-ethylhexyl diester of linoleic acid dimer, and complex esters formed by reacting 2 moles of tetraethylene glycol and 2 moles of 2-ethylhexanoic acid with 1 mole of sebacic acid.
합성 오일로서 유용한 에스테르는 또한 C5 내지 C12 모노카복실산 및 폴리올로부터 만들어진 것들, 및 폴리올 에테르 예컨대 네오펜틸 글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨 및 트리펜타에리트리톨을 포함한다.Esters useful as synthetic oils also include those made from C 5 to C 12 monocarboxylic acids and polyols, and polyol ethers such as neopentyl glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol and tripentaerythritol.
기유는 피셔-트롭쉬 합성 탄화수소들로부터 유래될 수 있다. 피셔-트롭쉬 합성 탄화수소는 피셔-트롭쉬 촉매를 사용하여 H2 및 CO를 함유하는 합성 가스로부터 만들어진다. 이러한 탄화수소는 전형적으로 기유로서 유용해지도록 하기 위하여 추가적인 프로세싱을 필요로 한다. 예를 들어, 탄화수소는, 당업자들에게 알려진 프로세스들을 사용하여; 수소이성질체화되거나; 수소화분해되고 수소이성질체화되거나; 탈랍되거나; 또는 수소이성질체화되고 탈랍될 수 있다.The base oil may be derived from Fischer-Tropsch synthesis hydrocarbons. Fischer-Tropsch synthesis hydrocarbons are made from synthesis gas containing H 2 and CO using a Fischer-Tropsch catalyst. These hydrocarbons typically require further processing to become useful as a base oil. For example, the hydrocarbons may be: hydroisomerized; hydrocracked and hydroisomerized; dewaxed; or hydroisomerized and dewaxed, using processes known to those skilled in the art.
미정제된, 정제된 및 재-정제된 오일들이 본 윤활유 조성물에서 사용될 수 있다. 미정제된 오일들은 추가적인 정제 처리 없이 천연 또는 합성 소스로부터 직접적으로 획득되는 것들이다. 예를 들어, 추가적인 처리 없이 사용되는 레토링 조작들로부터 직접적으로 획득되는 셰일 오일, 증류로부터 직접적으로 획득되는 석유계 오일 또는 에스테르화 프로세스로부터 직접적으로 획득되는 에스테르 오일이 미정제된 오일일 것이다. 정제된 오일들은, 이들이 하나 이상의 속성들을 개선하기 위하여 하나 이상의 정제 단계들에서 추가로 처리되었다는 점을 제외하면 미정제된 오일들과 유사하다. 다수의 이러한 정제 기술들, 예컨대 증류, 용매 추출, 산 또는 염기 추출, 여과 및 침루가 당업자들에게 알려져 있다. 재-정제된 오일들은, 이미 서비스에서 사용된 정제된 오일들에 적용되는 정제된 오일들을 획득하기 위해 사용되는 것들과 유사한 프로세스들에 의해 획득된다. 이러한 재-정제된 오일들이 또한 재생된 또는 재프로세싱된 오일들로도 알려져 있으며, 이들은 보통 소모된 첨가제 및 오일 분해 생성물들의 승인을 위한 기술들에 의해 추가적으로 프로세싱된다.Unrefined, refined and re-refined oils may be used in the present lubricating oil compositions. Unrefined oils are those obtained directly from natural or synthetic sources without further refining treatment. For example, shale oil obtained directly from retorting operations, petroleum oil obtained directly from distillation, or ester oil obtained directly from an esterification process would be an unrefined oil. Refined oils are similar to unrefined oils except that they have been further processed in one or more refining steps to improve one or more properties. Many of these refining techniques, such as distillation, solvent extraction, acid or base extraction, filtration and percolation, are known to those skilled in the art. Re-refined oils are obtained by processes similar to those used to obtain refined oils that are applied to refined oils already in service. Such re-refined oils are also known as regenerated or reprocessed oils, and are usually further processed by techniques for the removal of spent additives and oil degradation products.
따라서, 본 윤활유 조성물을 만들기 위해 사용될 수 있는 기유는 미국 석유 협회(American Petroleum Institute; API) 기유 교환성 지침(API 공보 1509)에서 지정된 바와 같이 그룹 I-V의 기유들 중 임의의 것으로부터 선택될 수 있다. 이러한 기유 그룹들이 이하에서 표 1에 요약된다:Accordingly, the base oil that can be used to prepare the present lubricating oil composition can be selected from any of the base oils of Groups I-V as specified in the American Petroleum Institute (API) Base Oil Interchangeability Guidelines (API Publication 1509). These base oil groups are summarized in Table 1 below:
표 1Table 1
(a) 그룹 I-III은 미네랄 오일 베이스 스톡들이다. (a) Groups I-III are mineral oil base stocks.
(b) ASTM D2007에 따라 결정된다. (b) Determined according to ASTM D2007.
(c) ASTM D2622, ASTM D3120, ASTM D4294 또는 ASTM D4927에 따라 결정된다. (c) Determined in accordance with ASTM D2622, ASTM D3120, ASTM D4294, or ASTM D4927.
(d) ASTM D2270에 따라 결정된다. (d) Determined in accordance with ASTM D2270.
본원에서 사용하기에 적절한 기유들은 API 그룹 I, II, 그룹 III, 그룹 IV, 및 그룹 V 오일들에 대응하는 다양한 것들 및 이들의 조합들 중 임의의 것들이다.Suitable base oils for use herein include any of the various ones corresponding to API Group I, II, Group III, Group IV, and Group V oils, and combinations thereof.
기유는 본 윤활유 조성물의 주요 성분을 구성하며, 50 이상으로부터 99 중량%까지(예를 들어, 70 내지 95 중량%, 또는 85 내지 95 중량%)의 범위의 양으로 존재한다. The base oil constitutes the main component of the present lubricating oil composition and is present in an amount ranging from 50 to 99 wt% (e.g., 70 to 95 wt%, or 85 to 95 wt%).
일반적으로, 본 발명의 윤활유 조성물들 내의 황의 레벨은, 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.7 중량% 이하이며, 예컨대, 약 0.01 중량% 내지 약 0.70 중량%, 0.01 내지 0.6 중량%, 0.01 내지 0.5 중량%, 0.01 내지 0.4 중량%, 0.01 내지 0.3 중량%, 0.01 내지 0.2 중량%, 0.01 중량% 내지 0.10 중량%의 황의 레벨이다. 일 실시예에 있어서, 본 발명의 윤활유 조성물들 내의 황의 레벨은, 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.60 중량% 이하, 약 0.50 중량% 이하, 약 0.40 중량% 이하, 약 0.35 중량% 이하, 약 0.34 중량% 이하, 약 0.33 중량% 이하, 약 0.32 중량% 이하, 약 0.31 중량% 이하,약 0.30 중량% 이하이다. Typically, the level of sulfur in the lubricating oil compositions of the present invention is less than or equal to about 0.7 wt %, based on the total weight of the lubricating oil composition, for example, a level of sulfur of from about 0.01 wt % to about 0.70 wt %, from 0.01 to 0.6 wt %, from 0.01 to 0.5 wt %, from 0.01 to 0.4 wt %, from 0.01 to 0.3 wt %, from 0.01 to 0.2 wt %, or from 0.01 to 0.10 wt %. In one embodiment, the level of sulfur in the lubricating oil compositions of the present invention is about 0.60 wt % or less, about 0.50 wt % or less, about 0.40 wt % or less, about 0.35 wt % or less, about 0.34 wt % or less, about 0.33 wt % or less, about 0.32 wt % or less, about 0.31 wt % or less, or about 0.30 wt % or less, based on the total weight of the lubricating oil composition.
일 실시예에 있어서, 본 발명의 윤활유 조성물들 내의 인의 레벨은, 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.15 중량% 이하이다. 일 실시예에 있어서, 본 발명의 윤활유 조성물들 내의 인의 레벨은 약 0.06 중량% 내지 약 0.15 중량%이다. 일 실시예에 있어서, 본 발명의 윤활유 조성물들 내의 인의 레벨은, 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.14 중량% 이하이며, 예를 들어, 약 0.06 중량% 내지 약 0.14 중량%의 인의 레벨이다. 일 실시예에 있어서, 본 발명의 윤활유 조성물들 내의 인의 레벨은, 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.13 중량% 이하이며, 예를 들어, 약 0.06 중량% 내지 약 0.13 중량%의 인의 레벨이다. 일 실시예에 있어서, 본 발명의 윤활유 조성물들 내의 인의 레벨은, 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.12 중량% 이하이며, 예를 들어, 약 0.06 중량% 내지 약 0.12 중량%의 인의 레벨이다. In one embodiment, the level of phosphorus in the lubricating oil compositions of the invention is less than or equal to about 0.15 wt %, based on the total weight of the lubricating oil composition. In one embodiment, the level of phosphorus in the lubricating oil compositions of the invention is less than or equal to about 0.06 wt %, based on the total weight of the lubricating oil composition. In one embodiment, the level of phosphorus in the lubricating oil compositions of the invention is less than or equal to about 0.14 wt %, based on the total weight of the lubricating oil composition, for example, a level of phosphorus of from about 0.06 wt % to about 0.14 wt %, based on the total weight of the lubricating oil composition. In one embodiment, the level of phosphorus in the lubricating oil compositions of the invention is less than or equal to about 0.13 wt %, based on the total weight of the lubricating oil composition, for example, a level of phosphorus of from about 0.06 wt % to about 0.13 wt %. In one embodiment, the level of phosphorus in the lubricating oil compositions of the present invention is less than or equal to about 0.12 wt %, for example, a level of phosphorus of from about 0.06 wt % to about 0.12 wt %, based on the total weight of the lubricating oil composition.
일 실시예에 있어서, 본 발명의 윤활유 조성물들에 의해 생성되는 황산화 회분의 레벨은 ASTM D 874에 의해 결정될 때 약 1.60 중량% 이하이며, 예를 들어, ASTM D 874에 의해 결정될 때 약 0.80 내지 약 1.60 중량%의 황산화 회분의 레벨이다. 일 실시예에 있어서, 본 발명의 윤활유 조성물들에 의해 생성되는 황산화 회분의 레벨은 ASTM D 874에 의해 결정될 때 약 1.50 중량% 이하이며, 예를 들어, ASTM D 874에 의해 결정될 때 약 0.80 내지 약 1.50 중량%의 황산화 회분의 레벨이다. 일 실시예에 있어서, 본 발명의 윤활유 조성물들에 의해 생성되는 황산화 회분의 레벨은 ASTM D 874에 의해 결정될 때 약 1.40 중량% 이하이며, 예를 들어, ASTM D 874에 의해 결정될 때 약 0.80 내지 약 1.40 중량%의 황산화 회분의 레벨이다.In one embodiment, the level of sulfated ash produced by the lubricating oil compositions of the present invention is no greater than about 1.60 wt % as determined by ASTM D 874, for example, a level of sulfated ash of from about 0.80 to about 1.60 wt % as determined by ASTM D 874. In one embodiment, the level of sulfated ash produced by the lubricating oil compositions of the present invention is no greater than about 1.50 wt % as determined by ASTM D 874, for example, a level of sulfated ash of from about 0.80 to about 1.50 wt % as determined by ASTM D 874. In one embodiment, the level of sulfated ash produced by the lubricating oil compositions of the present invention is no greater than about 1.40 wt % as determined by ASTM D 874, for example, a level of sulfated ash of from about 0.80 to about 1.40 wt % as determined by ASTM D 874.
적절하게는, 본 윤활유 조성물은 8 내지 16 mg KOH/g의 총 염기가(TBN)를 가질 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 윤활유 조성물은 10 내지 16 mg KOH/g, 10 내지 14 mg KOH/g, 10 내지 13 mg KOH/g, 또는 10 내지 12 mg KOH/g의 총 염기가(TBN)를 가질 수 있다.Suitably, the lubricating oil composition can have a total base number (TBN) of from 8 to 16 mg KOH/g. In some embodiments, the lubricating oil composition can have a total base number (TBN) of from 10 to 16 mg KOH/g, from 10 to 14 mg KOH/g, from 10 to 13 mg KOH/g, or from 10 to 12 mg KOH/g.
일부 실시예들에 있어서, 예를 들어, 오일의 희망되는 등급은 SAE 점도 등급 0W-30, 0W-40, 5W-30, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 15W-30, 15W-40, 20W-50, 30, 40 및 유사한 것이다.In some embodiments, for example, the desired grade of oil is SAE viscosity grade 0W-30, 0W-40, 5W-30, 10W-30, 10W-40, 10W-50, 15W-30, 15W-40, 20W-50, 30, 40 and similar.
세제 혼합물Detergent mixture
세제 혼합물은 적어도 하나의 칼슘-함유 세제 및 적어도 하나의 마그네슘-함유 세제를 포함한다. The detergent mixture comprises at least one calcium-containing detergent and at least one magnesium-containing detergent.
전형적인 세제는, 분자의 장쇄 소수성 부분 및 분자의 더 작은 음이온 또는 혐유성 친수성 부분을 포함하는 음이온 물질이다. 세제의 음이온 부분은 전형적으로 유기 산 예컨대 황산, 카복실산, 아인산, 페놀, 또는 이들의 혼합물로부터 유래된다. 반대이온은 전형적으로 알칼리성 토류 또는 알칼리 금속이다.A typical detergent is an anionic substance comprising a long chain hydrophobic portion of the molecule and a smaller anionic or oleophobic hydrophilic portion of the molecule. The anionic portion of the detergent is typically derived from an organic acid such as sulfuric acid, carboxylic acid, phosphorous acid, phenol, or mixtures thereof. The counterion is typically an alkaline earth or alkali metal.
금속의 상당한 화학량론적 양을 포함하는 염들은 중성 염들로서 설명되며, 이들은 0 내지 80 mg KOH/g의 총 염기가(TBN)를 갖는다. 다수의 조성물들이 과염기성화되며, 이는 과잉의 금속 화합물(예를 들어, 금속 하이드록사이드 또는 옥사이드) 풍부물을 산성 가스(예를 들어, 이산화탄소)와 반응시킴으로써 달성되는 다량의 금속 염기를 함유한다. 유용한 세제들은 중성이거나, 경도로 과염기성화되거나, 고도로 과염기성화될 수 있다.Salts containing significant stoichiometric amounts of the metal are described as neutral salts, having a total base number (TBN) of from 0 to 80 mg KOH/g. Many compositions are overbased, which contain a large amount of metal base achieved by reacting an excess of metal compound (e.g., metal hydroxide or oxide) with an acid gas (e.g., carbon dioxide). Useful detergents can be neutral, mildly overbased, or highly overbased.
세제 혼합물에서 사용되는 적어도 일부 세제가 과염기성화되는 것이 바람직하다. 과염기성화된 세제들은 연소 프로세스에 의해 생성되는 산성 불순물들을 중성화하는 것을 도우며, 오일 내에 포획되게 된다. 전형적으로, 과염기성화된 물질은 당량 기준으로 1.05:1 내지 50:1(예를 들어, 4:1 내지 25:1)의 금속성 이온 대 음이온 부분의 비율을 갖는다. 결과적인 세제는, 전형적으로 150 mg KOH/g 또는 그 이상(예를 들어, 250 또는 450 mg KOH/g 또는 그 이상)의 TBN을 가질 과염기성화된 세제이다. 상이한 TBN의 세제들의 혼합물이 사용될 수 있다.It is preferred that at least some of the detergent used in the detergent mixture be overbased. The overbased detergents help to neutralize acidic impurities generated by the combustion process and become trapped in the oil. Typically, the overbased material has a ratio of metallic ion to anionic moieties of from 1.05:1 to 50:1 (e.g., from 4:1 to 25:1) on an equivalent basis. The resulting detergent is an overbased detergent having a TBN of typically 150 mg KOH/g or greater (e.g., 250 or 450 mg KOH/g or greater). Mixtures of detergents of different TBNs may be used.
일부 실시예들에 있어서, 과염기성화된 세제들은 저 과염기성화될 수 있으며, 예를 들어, 과염기성화된 염은 활성물질 기준으로 100보다 아래의 TBN을 갖는다. 일 실시예에 있어서, 저 과염기성화된 염의 TBN은 약 30 내지 약 100일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 저 과염기성화된 염의 TBN은 약 30 내지 약 80일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 과염기성화된 세제들은 중간 과염기성화될 수 있으며, 예를 들어, 과염기성화된 염은 약 100 내지 약 250의 TBN을 갖는다. 일 실시예에 있어서, 중간 과염기성화된 염의 TBN은 약 100 내지 약 200일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 중간 과염기성화된 염의 TBN은 약 125 내지 약 175일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 과염기성화된 세제들은 고 과염기성화될 수 있으며, 예를 들어, 과염기성화된 염은 250 이상의 TBN을 갖는다. 일 실시예에 있어서, 고 과염기성화된 염의 TBN은 활성물질 기준으로 약 250 내지 약 800일 수 있다.In some embodiments, the overbased detergents can be low overbased, for example, the overbased salt has a TBN of less than 100 on an active basis. In one embodiment, the TBN of the low overbased salt can be from about 30 to about 100. In another embodiment, the TBN of the low overbased salt can be from about 30 to about 80. In some embodiments, the overbased detergents can be intermediate overbased, for example, the overbased salt has a TBN of from about 100 to about 250. In one embodiment, the TBN of the intermediate overbased salt can be from about 100 to about 200. In one embodiment, the TBN of the intermediate overbased salt can be from about 125 to about 175. In some embodiments, the overbased detergents can be highly overbased, for example, the overbased salt has a TBN of greater than 250. In one embodiment, the TBN of the highly overbased salt can be from about 250 to about 800, based on active material.
적절한 세제들은 설포네이트, 페네이트, 카복실레이트, 포스페이트, 및 살리실레이트의 금속 염들을 포함한다. Suitable detergents include metal salts of sulfonates, phenates, carboxylates, phosphates, and salicylates.
설포네이트는 설폰산으로부터 제조될 수 있으며, 이들은 전형적으로 알킬-치환된 방향족 탄화수소 예컨대 석유의 분별화로부터 또는 방향족 탄화수소의 알킬화에 의해 획득된 것의 설폰화에 의해 획득된다. 예들은 알킬화 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 나프탈렌, 디페닐 또는 그것의 할로겐 유도체에 의해 획득된 것들을 포함하였다. 알킬화는 약 3 내지 70 이상의 탄소 원자들을 갖는 알킬화제를 가지고 촉매의 존재 하에서 수행될 수 있다. 알크아릴 설포네이트 일반적으로 알킬 치환된 방향족 모이어티 당 약 9 내지 80 또는 그 이상의 탄소 원자(예를 들어, 약 16 내지 60 탄소 원자)를 포함한다.Sulfonates can be prepared from sulfonic acids, which are typically obtained by sulfonation of alkyl-substituted aromatic hydrocarbons such as those obtained from the fractionation of petroleum or by the alkylation of aromatic hydrocarbons. Examples include those obtained by alkylating benzene, toluene, xylene, naphthalene, diphenyl or halogen derivatives thereof. The alkylation can be carried out in the presence of a catalyst with an alkylating agent having from about 3 to about 70 or more carbon atoms. Alkaryl sulfonates generally contain from about 9 to about 80 or more carbon atoms (e.g., from about 16 to about 60 carbon atoms) per alkyl substituted aromatic moiety.
페네이트는 알칼리토 금속 하이드록사이드 또는 옥사이드(예를 들어, CaO, Ca(OH)2, MgO, 또는 Mg(OH)2)를 알킬 페놀 또는 황화된 알킬페놀과 반응시킴으로써 제조될 수 있다. 유용한 알킬 그룹은 직쇄 또는 분지쇄 C1 내지 C30(예를 들어, C4 내지 C20) 알킬 그룹들, 또는 이들의 혼합물들을 포함한다. 적합한 페놀의 예들은 이소부틸페놀, 2-에틸헥실페놀, 노닐페놀, 도데실 페놀, 및 기타 동종의 것을 포함한다. 시작 알킬페놀이, 독립적으로 각각이 직쇄 또는 분지쇄인 1개가 넘은 알킬 치환체를 포함할 수 있다는 것을 유의해야 한다. 비-황화된 알킬페놀이 사용될 때, 황화된 생성물은 당업계에서 잘 알려진 방법들에 의해 획득될 수 있다. 이러한 방법들은 알킬페놀 및 황화제(예를 들어, 원소 황, 황 할라이드 예컨대 황 이염화물, 및 기타 동종의 것)의 혼합물을 가열하는 단계, 및 그 다음 황화된 페놀을 알칼리 토류 금속 베이스와 반응시키는 단계를 포함한다.Phenates can be prepared by reacting an alkaline earth metal hydroxide or oxide (e.g., CaO, Ca(OH) 2 , MgO, or Mg(OH) 2 ) with an alkyl phenol or a sulfurized alkylphenol. Useful alkyl groups include straight or branched chain C1 to C30 (e.g., C4 to C20 ) alkyl groups, or mixtures thereof. Examples of suitable phenols include isobutylphenol, 2-ethylhexylphenol, nonylphenol, dodecyl phenol, and the like. It should be noted that the starting alkylphenol may include more than one alkyl substituent, each of which is independently straight or branched. When non-sulfurized alkylphenols are used, the sulfurized products can be obtained by methods well known in the art. These methods involve heating a mixture of an alkylphenol and a sulfurizing agent (e.g., elemental sulfur, a sulfur halide such as sulfur dichloride, and the like), and then reacting the sulfurized phenol with an alkaline earth metal base.
살리실레이트는 염기성 금속 화합물을 적어도 하나의 카복실산과 반응시키고 반응 생성물로부터 물을 제거함으로써 제조될 수 있다. 살리실산으로부터 만들어진 세제들은 카르복실산으로부터 제조된 세제들의 하나의 부류이다. 유용한 살리실레이트는 장쇄 알킬 살리실레이트를 포함한다.Salicylates can be prepared by reacting a basic metal compound with at least one carboxylic acid and removing water from the reaction product. Detergents prepared from salicylic acid are one class of detergents prepared from carboxylic acids. Useful salicylates include long-chain alkyl salicylates.
하이드로카르빌-치환된 살리실산은 콜베 반응에 의해 페놀로부터 제조될 수 있다(미국 특허 번호 제3,595,791호 참조). 하이드로카르빌-치환된 살리실산의 금속 염은 극성 용매 예컨대 물 또는 알코올 내에서의 금속 염의 이중 분해에 의해 제조될 수 있다.Hydrocarbyl-substituted salicyl acids can be prepared from phenol by the Kolbe reaction (see U.S. Pat. No. 3,595,791). Metal salts of hydrocarbyl-substituted salicyl acids can be prepared by double decomposition of the metal salt in a polar solvent such as water or alcohol.
알칼리성 토류 금속 포스페이트가 또한 세제로서 사용되며, 당업계에서 알려져 있다.Alkaline earth metal phosphates are also used as detergents and are known in the art.
바람직한 칼슘-함유 세제는 칼슘 설포네이트, 칼슘 페네이트, 및 칼슘 살리실레이트, 특히 칼슘 설포네이트, 칼슘 살리실레이트, 및 이들의 혼합물을 포함한다.Preferred calcium-containing detergents include calcium sulfonates, calcium phenates, and calcium salicylates, particularly calcium sulfonates, calcium salicylates, and mixtures thereof.
칼슘 세제Calcium Detergent
일 실시예에 있어서, 칼슘-함유 세제는 칼슘 설포네이트, 칼슘 페네이트, 및 칼슘 살리실레이트를 포함한다.In one embodiment, the calcium-containing detergent comprises calcium sulfonate, calcium phenate, and calcium salicylate.
칼슘-함유 세제는, 칼슘 대 윤활유 조성물의 중량으로 적어도 1000 ppm, 적어도 1050 ppm, 적어도 1100 ppm, 적어도 1150 ppm, 적어도 1200 ppm, 적어도 1250 ppm, 적어도 1300 ppm, 적어도 1350 ppm, 적어도 1400 ppm, 적어도 1450 ppm, 적어도 1500 ppm, 적어도 1550 ppm, 적어도 1600 ppm, 적어도 1650 ppm, 적어도 1700 ppm, 적어도 1750 ppm, 적어도 1800 ppm, 적어도 1850 ppm, 적어도 1900 ppm, 적어도 1950 ppm, 적어도 2000 ppm을 제공하는 양으로 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 칼슘 함량은 칼슘 대 윤활유 조성물의 중량으로 4000 ppm 이하, 3500 ppm 이하, 3000 ppm 이하이다. The calcium-containing detergent can be used in an amount that provides at least 1000 ppm, at least 1050 ppm, at least 1100 ppm, at least 1150 ppm, at least 1200 ppm, at least 1250 ppm, at least 1300 ppm, at least 1350 ppm, at least 1400 ppm, at least 1450 ppm, at least 1500 ppm, at least 1550 ppm, at least 1600 ppm, at least 1650 ppm, at least 1700 ppm, at least 1750 ppm, at least 1800 ppm, at least 1850 ppm, at least 1900 ppm, at least 1950 ppm, at least 2000 ppm of calcium by weight of the lubricating oil composition. In one embodiment, the calcium content is less than or equal to 4000 ppm, less than or equal to 3500 ppm, or less than or equal to 3000 ppm by weight of the calcium to lubricant composition.
일부 실시예들에 있어서, 칼슘-함유 세제는 고 과염기성화된, 중간 과염기성화된, 또는 저 과염기성화된 세제일 수 있다.In some embodiments, the calcium-containing detergent can be a highly overbased detergent, a medium overbased detergent, or a low overbased detergent.
마그네슘 세제Magnesium Detergent
바람직한 마그네슘-함유 세제는 마그네슘 설포네이트, 마그네슘 페네이트, 및 마그네슘 살리실레이트, 특히 마그네슘 설포네이트를 포함한다.Preferred magnesium-containing detergents include magnesium sulfonate, magnesium phenate, and magnesium salicylate, particularly magnesium sulfonate.
마그네슘-함유 세제는, 윤활유 조성물 내의 마그네슘의 중량으로 적어도 800 ppm, 적어도 850 ppm, 적어도 900 ppm, 적어도 950 ppm, 적어도 1000 ppm, 적어도 1050 ppm, 적어도 1100 ppm, 적어도 1150 ppm, 적어도 1200 ppm, 적어도 1250 ppm, 적어도 1300 ppm, 적어도 1350 ppm, 적어도 1400 ppm, 적어도 1450 ppm, 적어도 1500 ppm, 적어도 1550 ppm, 적어도 1600 ppm, 적어도 1650 ppm, 적어도 1700 ppm, 적어도 1750 ppm, 적어도 1800 ppm, 적어도 1850 ppm, 적어도 1900 ppm, 적어도 1950 ppm, 적어도 2000 ppm을 제공하는 양으로 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 마그네슘 함량은 윤활유 조성물 내의 마그네슘의 중량으로 4000 ppm 이하, 3500 ppm 이하, 3000 ppm 이하, 2500 ppm 이하이다. 일 실시예에 있어서, 마그네슘 함량은 윤활유 조성물 내의 마그네슘의 중량으로 800 내지 2500 ppm, 900 내지 2300 ppm, 1100 내지 2300 ppm, 1300 내지 2300 ppm, 1500 내지 2300 ppm이다.The magnesium-containing detergent can be used in an amount that provides at least 800 ppm, at least 850 ppm, at least 900 ppm, at least 950 ppm, at least 1000 ppm, at least 1050 ppm, at least 1100 ppm, at least 1150 ppm, at least 1200 ppm, at least 1250 ppm, at least 1300 ppm, at least 1350 ppm, at least 1400 ppm, at least 1450 ppm, at least 1500 ppm, at least 1550 ppm, at least 1600 ppm, at least 1650 ppm, at least 1700 ppm, at least 1750 ppm, at least 1800 ppm, at least 1850 ppm, at least 1900 ppm, at least 1950 ppm, at least 2000 ppm of magnesium by weight in the lubricating oil composition. In one embodiment, the magnesium content is 4000 ppm or less, 3500 ppm or less, 3000 ppm or less, or 2500 ppm or less, by weight of magnesium in the lubricating oil composition. In one embodiment, the magnesium content is 800 to 2500 ppm, 900 to 2300 ppm, 1100 to 2300 ppm, 1300 to 2300 ppm, or 1500 to 2300 ppm, by weight of magnesium in the lubricating oil composition.
일부 실시예들에 있어서, 마그네슘-함유 세제는 고 과염기성화된, 중간 과염기성화된, 또는 저 과염기성화된 세제일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 윤활유 조성물 내의 칼슘 대 마그네슘의 질량 비율은 0.5:1 내지 4:1이다. 다른 실시예들에 있어서, 윤활유 조성물 내의 칼슘 대 마그네슘의 질량 비율은 0.6:1 내지 3.5:1, 0.6:1 내지 3.0:1, 0.6:1 내지 2.5:1, 0.6:1 내지 2.0:1, 0.6:1 내지 1.7:1, 0.6:1 내지 1.5:1, 0.6:1 내지 1.3:1이다.In some embodiments, the magnesium-containing detergent can be a high overbased detergent, a medium overbased detergent, or a low overbased detergent. In one embodiment, the mass ratio of calcium to magnesium in the lubricating oil composition is from 0.5:1 to 4:1. In other embodiments, the mass ratio of calcium to magnesium in the lubricating oil composition is from 0.6:1 to 3.5:1, from 0.6:1 to 3.0:1, from 0.6:1 to 2.5:1, from 0.6:1 to 2.0:1, from 0.6:1 to 1.7:1, from 0.6:1 to 1.5:1, from 0.6:1 to 1.3:1.
질소 함유 분산제Nitrogen containing dispersant
분산제는 오일에 불용해성인 엔진 동작 동안의 산화로부터 기인하는 현탁 물질들을 유지하며, 그에 따라서 슬러지 응집 및 금속 부품들 상의 침전 또는 침착을 방지한다. 본원에서 유용한 분산제는 가솔린 및 디젤 엔진들의 사용 시에 침착물의 형성을 효율적으로 감소시키는 것으로 알려진 질소-함유, 무회(무금속) 분산제를 포함한다.Dispersants maintain suspended solids resulting from oxidation during engine operation that are insoluble in the oil, thereby preventing sludge coagulation and precipitation or deposition on metal parts. Dispersants useful herein include nitrogen-containing, ashless (metal-free) dispersants known to be effective in reducing the formation of deposits in gasoline and diesel engines.
적절한 분산제는, 하이드로카르빌 석신이미드, 하이드로카르빌 석신아미드, 하이드로카르빌-치환된 석신산의 혼합된 에스테르/아미드, 하이드로카르빌-치환된 석신산의 하이드록시에스테르, 및 하이드로카르빌-치환된 페놀, 포름알데하이드 및 폴리아민의 만니치 축합 생성물을 포함한다. 또한, 폴리아민 및 하이드로카르빌-치환된 페닐 산의 축합 생성물이 적절하다. 이러한 분산제들의 혼합물이 또한 사용될 수 있다.Suitable dispersants include hydrocarbyl succinimides, hydrocarbyl succinamides, mixed esters/amides of hydrocarbyl-substituted succinic acids, hydroxyesters of hydrocarbyl-substituted succinic acids, and Mannich condensation products of hydrocarbyl-substituted phenols, formaldehyde, and polyamines. Also suitable are condensation products of polyamines and hydrocarbyl-substituted phenyl acids. Mixtures of such dispersants may also be used.
염기성 질소-함유 무회 분산제들은 잘-알려진 윤활유 첨가제들이며, 이들의 제조의 방법들이 특허 문헌에서 광범위하게 설명된다. 바람직한 분산제는 알케닐 석신이미드 및 석신아미드이며, 여기에서 알케닐-치환체는 바람직하게는 40보다 많은 탄소 원자들의 장쇄이다. 이들 물질은 하이드로카르빌-치환된 디카복실산 물질을 아민 작용기를 함유하는 분자와 반응시킴으로써 쉽게 만들어진다. 적합한 아민의 예들은 폴리아민 예컨대 폴리알킬렌 폴리아민, 하이드록시-치환된 폴리아민 및 폴리옥시알킬렌 폴리아민이다. Basic nitrogen-containing ashless dispersants are well-known lubricant additives and methods for their preparation are extensively described in the patent literature. Preferred dispersants are alkenyl succinimides and succinamides, wherein the alkenyl substituent is preferably a long chain of more than 40 carbon atoms. These materials are readily prepared by reacting a hydrocarbyl-substituted dicarboxylic acid material with a molecule containing an amine functionality. Examples of suitable amines are polyamines such as polyalkylene polyamines, hydroxy-substituted polyamines and polyoxyalkylene polyamines.
특히 바람직한 무회 분산제는 폴리이소부테닐 석신산 무수물로부터 형성된 폴리이소부테닐 석신이미드 및 폴리알킬렌 폴리아민 예컨대 하기 식의 폴리에틸렌 폴리아민이다:Particularly preferred ashless dispersants are polyisobutenyl succinimide formed from polyisobutenyl succinic anhydride and polyalkylene polyamines such as polyethylene polyamines of the formula:
NH2(CH2CH2NH)zHNH 2 (CH 2 CH 2 NH) z H
여기에서 z는 1 내지 11이다. 폴리이소부테닐 그룹은 폴리이소부텐으로부터 유래되며, 바람직하게는 700 내지 3000 달톤(예를 들어, 900 내지 2500 달톤)의 범위 내의 수 평균 분자량(Mn)을 갖는다. 예를 들어, 폴리이소부테닐 석신이미드는 900 내지 2500 달톤의 Mn을 갖는 폴리이소부테닐 그룹으로부터 유래된 비스-석신이미드일 수 있다.Here, z is 1 to 11. The polyisobutenyl group is derived from polyisobutene and preferably has a number average molecular weight (Mn) in the range of 700 to 3000 daltons (e.g., 900 to 2500 daltons). For example, the polyisobutenyl succinimide can be a bis-succinimide derived from a polyisobutenyl group having a Mn of 900 to 2500 daltons.
당업계에서 알려진 바와 같이, 분산제는 (예를 들어, 붕소화제 또는 환형 카보네이트를 가지고) 후-처리될 수 있다.As is known in the art, the dispersant may be post-treated (e.g., with a boronating agent or a cyclic carbonate).
질소-함유 무회(무금속) 분산제는 염기성이며, 추가적인 황산화 회분을 도입하기 않고 이들이 첨가되는 윤활유 조성물의 TBN에 기여한다.Nitrogen-containing ashless (metal-free) dispersants are basic and contribute to the TBN of lubricating oil compositions to which they are added without introducing additional sulfated ash.
분산제는, 윤활유 조성물에 600 ppm 미만의 질소를 제공하기 위한 양, 윤활유 조성물에 대한 질소의 중량으로, 550 ppm 미만, 500 ppm 미만, 450 ppm 미만, 400 ppm 미만의 질소를 제공하기 위한 양으로 존재할 수 있다.The dispersant can be present in an amount to provide less than 600 ppm of nitrogen to the lubricating oil composition, less than 550 ppm, less than 500 ppm, less than 450 ppm, or less than 400 ppm of nitrogen by weight of the lubricating oil composition.
다른 윤활유 첨가제들Other lubricant additives
본원에서 설명되는 첨가제 화합물에 더하여, 윤활유 조성물은 추가적인 윤활유 첨가제들을 포함할 수 있다.In addition to the additive compounds described herein, the lubricating oil composition may include additional lubricating oil additives.
본 개시의 윤활유 조성물은 또한, 이러한 첨가제들이 분산되거나 또는 용해되는 윤활유 조성물의 임의의 바람직한 속성을 부여하거나 또는 개선할 수 있는 다른 통상적인 첨가제들을 포함할 수 있다. 당업자에게 알려진 임의의 첨가제가 본원에 개시되는 윤활유 조성물에서 사용될 수 있다. 일부 적절한 첨가제들은 Mortier 등의 "Chemistry and Technology of Lubricants"(2nd Edition, London, Springer, (1996)); 및 Leslie R. Rudnick의 "Lubricant Additives: Chemistry and Applications"(New York, Marcel Dekker (2003))에서 설명되었으며, 이들 둘 모두는 본원에 참조로서 포함된다. 예를 들어, 윤활유 조성물은 산화방지제, 마모방지제, 금속 세제, 녹 억제제, 탈연무제, 유화파괴제, 금속 불활성화제, 마찰 개질제, 유동점 강하제, 발포방지제, 보조-용매, 부식-억제제, 무회 분산제, 다기능제, 염료, 극압제 및 기타 동종의 것 및 이들의 혼합물과 혼합될 수 있다. 다양한 첨가제들이 알려져 있고 상업적으로 입수가능하다. 이러한 첨가제들, 또는 그들의 유사한 화합물들은 일반적은 혼합 절차들에 의해 본 개시의 윤활유 조성물의 제조를 위해 이용될 수 있다. The lubricating compositions of the present disclosure may also include other conventional additives which impart or improve any desirable properties of the lubricating composition in which such additives are dispersed or dissolved. Any additive known to those skilled in the art may be used in the lubricating compositions disclosed herein. Some suitable additives are described in "Chemistry and Technology of Lubricants" by Mortier et al., 2nd Edition, London, Springer, (1996); and "Lubricant Additives: Chemistry and Applications" by Leslie R. Rudnick, 2nd Edition, London, Springer, (1996); and "Lubricant Additives: Chemistry and Applications" by Leslie R. Rudnick, 2003, both of which are incorporated herein by reference. For example, the lubricating compositions may be mixed with antioxidants, antiwear agents, metal detergents, rust inhibitors, de-foaming agents, emulsifying agents, metal deactivators, friction modifiers, pour point depressants, anti-foaming agents, co-solvents, corrosion-inhibitors, ashless dispersants, multi-functional agents, dyes, extreme pressure agents and the like, and mixtures thereof. A variety of additives are known and commercially available. These additives, or their similar compounds, can be used to prepare the lubricating oil compositions of the present disclosure by conventional mixing procedures.
본 발명의 윤활유 조성물은 마찰 및 과도한 마모를 감소시킬 수 있는 하나 이상의 마모방지제를 포함할 수 있다. 당업자에게 알려진 임의의 마모방지제가 윤활유 조성물에서 사용될 수 있다. 적절한 마모방지제의 비제한적인 예들은, 아연 디티오포스페이트, 디티오포스페이트의 금속(예를 들어, Pb, Sb, Mo 및 기타 동종의 것) 염, 디티오카바메이트의 금속(예를 들어, Zn, Pb, Sb, Mo 및 기타 동종의 것) 염, 지방산의 금속(예를 들어, Zn, Pb, Sb 및 기타 동종의 것) 염, 붕소 화합물, 포스페이트 에스테르, 포스파이트 에스테르, 인산 에스테르 또는 티오인산 에스테르의 아민 염, 디사이클로펜타디엔 및 티오인산의 반응 생성물, 및 이들의 조합을 포함한다. 마모방지제의 양은, 윤활유 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.01 중량%으로부터 약 5 중량%까지, 약 0.05 중량%으로부터 약 3 중량%까지, 또는 약 0.1 중량%으로부터 약 1 중량%까지 변화할 수 있다.The lubricating oil composition of the present invention may include one or more antiwear agents capable of reducing friction and excessive wear. Any antiwear agent known to those skilled in the art may be used in the lubricating oil composition. Non-limiting examples of suitable antiwear agents include zinc dithiophosphate, metal salts of dithiophosphate (e.g., Pb, Sb, Mo and the like), metal salts of dithiocarbamates (e.g., Zn, Pb, Sb, Mo and the like), metal salts of fatty acids (e.g., Zn, Pb, Sb and the like), boron compounds, phosphate esters, phosphite esters, amine salts of phosphoric acid esters or thiophosphoric acid esters, reaction products of dicyclopentadiene and thiophosphoric acid, and combinations thereof. The amount of antiwear agent can vary from about 0.01 wt % to about 5 wt %, from about 0.05 wt % to about 3 wt %, or from about 0.1 wt % to about 1 wt %, based on the total weight of the lubricating oil composition.
특정 실시예들에 있어서, 마모방지제는 디하이드로카르빌 디티오포스페이트 금속 염, 예컨대 아연 디알킬 디티오포스페이트 화합물이거나 또는 이를 포함한다. 디하이드로카르빌 디티오포스페이트 금속 염의 금속은 알칼리 또는 알칼리성 토류 금속, 또는 알루미늄, 납, 주석, 몰리브데늄, 망간, 니켈 또는 구리일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 금속은 아연이다. 다른 실시예들에 있어서, 디하이드로카르빌 디티오포스페이트 금속 염의 알킬 그룹은 약 3 내지 약 22개의 탄소 원자, 약 3 내지 약 18 탄소 원자, 약 3 내지 약 12개의 탄소 원자, 또는 약 3 내지 약 8 탄소 원자를 갖는다. 추가적인 실시예들에 있어서, 알킬 그룹은 선형이거나 또는 분지형이다. In certain embodiments, the antiwear agent is or includes a dihydrocarbyl dithiophosphate metal salt, such as a zinc dialkyl dithiophosphate compound. The metal of the dihydrocarbyl dithiophosphate metal salt can be an alkali or alkaline earth metal, or aluminum, lead, tin, molybdenum, manganese, nickel or copper. In some embodiments, the metal is zinc. In other embodiments, the alkyl group of the dihydrocarbyl dithiophosphate metal salt has from about 3 to about 22 carbon atoms, from about 3 to about 18 carbon atoms, from about 3 to about 12 carbon atoms, or from about 3 to about 8 carbon atoms. In additional embodiments, the alkyl group is linear or branched.
본원에서 개시되는 윤활유 조성물 내의 아연 디알킬 디티오포스페이트 염을 포함한는 디하이드로카르빌 디티오포스페이트 금속 염의 양은 그것의 인 함량에 의해 측정된다. 일부 실시예들에 있어서, 윤활유 조성물의 인 함량은 본원에서 개시되는 바와 같다.The amount of dihydrocarbyl dithiophosphate metal salt, including zinc dialkyl dithiophosphate salt, in the lubricating composition disclosed herein is measured by its phosphorus content. In some embodiments, the phosphorus content of the lubricating composition is as disclosed herein.
본 발명의 윤활유 조성물은 바람직하게는 0.01-5 중량%, 바람직하게는 0.1-3 중량%의 양으로 유기 산화 억제제를 포함한다. 산화 억제제는 힌더드 페놀 산화 억제제 또는 디아릴아민 산화 억제제일 수 있다. 디아릴아민 산화 억제제는 질소 원자로부터 유래하는 염기가를 제공하는데 있어서 유익하다. 힌더드 페놀 산화 억제제는 NOx 가스를 생성하지 않는데 있어서 유익하다.The lubricating oil composition of the present invention preferably comprises an organic oxidation inhibitor in an amount of 0.01 to 5 wt%, preferably 0.1 to 3 wt%. The oxidation inhibitor may be a hindered phenol oxidation inhibitor or a diarylamine oxidation inhibitor. The diarylamine oxidation inhibitor is advantageous in providing a base derived from a nitrogen atom. The hindered phenol oxidation inhibitor is advantageous in not generating NOx gas.
힌더드 페놀 산화 억제제의 예들은, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디-t-부틸페놀), 4,4'-메틸렌비스(6-t-부틸-o-크레졸), 4,4'-이소프로필리덴비스(2,6-디-t-부틸페놀), 4,4'-비스(2,6-디-t-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 4,4'-티오비스(2-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2-티오-디에틸렌비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 옥틸 3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 옥타데실 3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 및 옥틸 3-(3,54-부틸-4-하이드록시-3-메틸페닐)프로피오네이트, 및 상품 예컨대, 비제한적으로, Irganox L135®(BASF), Naugalube 531®(Chemtura), 및 Ethanox 376®(SI 그룹)을 포함한다.Examples of hindered phenol oxidation inhibitors include 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 4,4'-methylenebis(2,6-di-t-butylphenol), 4,4'-methylenebis(6-t-butyl-o-cresol), 4,4'-isopropylidenebis(2,6-di-t-butylphenol), 4,4'-bis(2,6-di-t-butylphenol), 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-t-butylphenol), 4,4'-thiobis(2-methyl-6-t-butylphenol), 2,2-thio-diethylenebis[3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], octyl 3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, octadecyl 3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, and octyl 3-(3,54-butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl)propionate, and commercial products such as, but not limited to, Irganox L135® (BASF), Naugalube 531® (Chemtura), and Ethanox 376® (SI Group).
디아릴아민 산화 억제제의 예들은, 4 내지 9 탄소 원자의 알킬 그룹들의 혼합물을 갖는 알킬디페닐아민, p,p'-디옥틸디페닐아민, 페닐-나프틸아민, 페닐-나프틸아민, 알킬화된-나프틸아민, 및 알킬화된 페닐-나프틸아민을 포함한다.Examples of diarylamine oxidation inhibitors include alkyldiphenylamines having mixtures of alkyl groups having from 4 to 9 carbon atoms, p,p'-dioctyldiphenylamine, phenyl-naphthylamine, phenyl-naphthylamine, alkylated-naphthylamine, and alkylated phenyl-naphthylamine.
힌더드 페놀 산화 억제제 및 디아릴아민 산화 억제제의 각각은 단독으로 또는 조합되어 이용될 수 있다. 희망되는 경우, 다른 오일 용해성 산화 억제제가 첨가될 수 있다.Each of the hindered phenol oxidation inhibitor and the diarylamine oxidation inhibitor may be used alone or in combination. If desired, other oil-soluble oxidation inhibitors may be added.
윤활유 제형의 제조에 있어서, 탄화수소 오일, 예를 들어 미네랄 윤활유, 또는 다른 적합한 용매 내에 10 내지 80 중량%의 활성 성분 농축물들의 형태로 첨가제들을 도입하는 것이 일반적인 실시이다.In the manufacture of lubricating oil formulations, it is common practice to introduce additives in the form of active ingredient concentrates of 10 to 80 wt. % in hydrocarbon oils, for example mineral lubricating oils, or other suitable solvents.
일반적으로 이러한 농축물들은, 완성된 윤활제, 예를 들어, 트랭크케이스 모터 오일을 형성함에 있어서 첨가제 패키지의 중량부 당 3 내지 100, 예를 들어, 5 내지 40의 윤활유의 중량부로 희석될 수 있다. 물론, 농축물의 목적은 다양한 물질들의 취급을 덜 어렵고 덜 곤란하게 만드는 것뿐만 아니라 최종 블렌드에서 용액 또는 분산을 용이하게 하는 것이다.Typically, these concentrates may be diluted to from 3 to 100, for example, from 5 to 40, parts by weight of lubricant per part by weight of the additive package to form a finished lubricant, for example, a tankcase motor oil. Of course, the purpose of the concentrate is to make handling of the various substances less difficult and cumbersome, as well as to facilitate their solution or dispersion in the final blend.
윤활유 조성물을 제조하는 프로세스들Processes for manufacturing lubricating oil compositions
본원에서 개시되는 윤활유 조성물은 윤활유를 만들기 위한 당업자에게 알려진 임의의 방법에 의해 제조될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 기유는 본원에서 설명된 지르코늄-함유 화합물들과 블렌딩되거나 또는 혼합될 수 있다. 선택적으로, 하나 이상의 다른 것이 첨가될 수 있다. 첨가제들은 개별적으로 또는 동시에 기유에 첨가될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 첨가제들은 하나 이상의 첨가들에서 개별적으로 기유에 첨가되며, 첨가들은 임의의 순서일 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 첨가제들은, 선택적으로 첨가제 농축물의 형태로, 동시에 기유에 첨가된다. 일부 실시예들에 있어서, 기유 내의 첨가제들의 가용화는 약 25 ℃로부터 약 200 ℃까지의, 약 50 ℃로부터 약 150 ℃까지의 또는 약 75 ℃로부터약 125 ℃까지의 온도로 혼합물을 가열함으로써 보조될 수 있다.The lubricating oil compositions disclosed herein can be prepared by any method known to those skilled in the art for making lubricating oils. In some embodiments, the base oil can be blended or mixed with the zirconium-containing compounds described herein. Optionally, one or more others can be added. The additives can be added to the base oil separately or simultaneously. In some embodiments, the additives are added to the base oil separately in one or more additions, and the additions can be in any order. In other embodiments, the additives are added to the base oil simultaneously, optionally in the form of an additive concentrate. In some embodiments, solubilization of the additives in the base oil can be assisted by heating the mixture to a temperature of from about 25° C. to about 200° C., from about 50° C. to about 150° C., or from about 75° C. to about 125° C.
당업자에게 알려진 임의의 혼합 또는 분산 장비가 성분들을 블렌딩하거나, 혼합하거나 또는 가용화하기 위해 사용될 수 있다. 블렌딩, 혼합 또는 가용화는, 블렌더, 진탕기, 분산기, 혼합기(예를 들어, 플래너터리 혼합기 및 이중 플래너터리 혼합기), 균질기(예를 들어, 가울린 균질기 및 라니 균질기), 밀(예를 들어, 콜로이드 밀, 볼 밀 및 샌드 밀) 또는 당업계에서 알려진 임의의 다른 혼합 또는 분산 장비를 가지고 수행될 수 있다.Any mixing or dispersing equipment known to those skilled in the art can be used to blend, mix or solubilize the components. The blending, mixing or solubilizing can be accomplished with a blender, a shaker, a disperser, a mixer (e.g., planetary mixers and double planetary mixers), a homogenizer (e.g., Gaulin homogenizers and Raney homogenizers), a mill (e.g., colloid mills, ball mills and sand mills) or any other mixing or dispersing equipment known in the art.
윤활유 조성물의 적용Application of lubricating oil composition
본원에서 개시되는 윤활유 조성물은, 불꽃-점화형 내연 기관, 특히 직접적인 주입형 및 부스팅형 엔진에서, 모터 오일(즉, 엔진 오일 또는 크랭크케이션 오일)로서 사용하기에 적절할 수 있다.The lubricating oil composition disclosed herein may be suitable for use as a motor oil (i.e., engine oil or cranking oil) in spark-ignition internal combustion engines, particularly direct injection and boosting engines.
다음의 예들은 본 발명의 실시예들을 예증하기 위해 제시되지만, 본 발명을 기술된 특정 실시예들에 한정하려고 의도되지 않는다. 반대로 표시되지 않는 한, 모든 파트들 및 퍼센트들은 중량 기준이다. 모든 수치는 근사치이다. 수치 범위가 주어질 때, 언급된 범위 밖의 실시예들이 여전히 본 발명의 범위 내에 속할 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 각각의 예에서 설명되는 특정 세부사항들은 본 발명의 필수 특징들로서 간주되지 않아야 한다.The following examples are presented to illustrate embodiments of the present invention, but are not intended to limit the invention to the specific embodiments described. Unless otherwise indicated, all parts and percentages are by weight. All numbers are approximate. When a numerical range is given, it should be understood that embodiments outside the stated range may still fall within the scope of the invention. The specific details described in each example should not be construed as essential features of the invention.
실시예Example
다음의 예들은 오로지 예시적인 목적들을 위해 의도되며, 어떠한 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하지 않는다. The following examples are intended for illustrative purposes only and do not limit the scope of the invention in any way.
실시예Example 11
윤활유 조성물은 다음의 컴포넌트들을 함께 블렌딩함으로써 제조되었다:The lubricating oil composition was prepared by blending together the following components:
(a) 일차 및 이차 아연 디알킬디티오포스페이트의 혼합물;(a) a mixture of primary and secondary zinc dialkyldithiophosphates;
(b) 과염기성화된 페네이트, 과염기성화된 붕산화된 설포네이트, 및 저 과염기성화된 칼슘 설포네이트 세제의 혼합물;(b) a mixture of overbased phenate, overbased borated sulfonate, and low overbased calcium sulfonate detergents;
(c) 고도로 과염기성화된 마그네슘 설포네이트 세제 (402의 TBN 및 9.4%wt의 Mg 함량을 갖는 Mg 설포네이트);(c) highly overbased magnesium sulfonate detergent (Mg sulfonate having a TBN of 402 and a Mg content of 9.4% wt.);
(d) 에틸렌 카보네이트 처리되고 붕산화된 석신이미드 분산제;(d) ethylene carbonate treated and borated succinimide dispersant;
(e) 알킬화된 디페닐아민 산화방지제(e) alkylated diphenylamine antioxidant
(f) 종래의 양의 유동점 강하제, (f) conventional positive pour point depressants,
(g) 에틸렌 프로필렌 기초 점도 지수 향상제,(g) Ethylene propylene based viscosity index improver,
(h) 몰리브데넘 석신이미드 산화방지제,(h) molybdenum succinimide antioxidant,
(i) 포움 억제제; 및(i) foam inhibitor; and
(j) 나머지는 그룹 I 기유.(j) The remainder are Group I oils.
실시예Example 22
고도로 과염기성화된 마그네슘 설포네이트는 397의 TBN 및 9.6%wt의 Mg 함량을 가진다는 점을 제외하고는, 예 1이 반복되었다.Example 1 was repeated except that the highly overbased magnesium sulfonate had a TBN of 397 and a Mg content of 9.6% wt.
실시예Example 33
고도로 과염기성화된 칼슘 설포네이트 및 추가의 고도로 과염기성화된 마그네슘 설포네이트가 아래의 표 2에 도시된 값들을 제공하기 위하여 제형에 첨가되었다는 점을 제외하면, 예 1이 반복되었다.Example 1 was repeated except that highly overbased calcium sulfonate and additional highly overbased magnesium sulfonate were added to the formulation to provide the values shown in Table 2 below.
비교예Comparative example 11
아래의 표 2에 도시된 값들을 제공하기 위하여, 과염기성화된 마그네슘 설포네이트가 예 1에서 제외되고 소정의 양의 고도로 과염기성화된 칼슘 설포네이트로 대체되었다.To provide the values shown in Table 2 below, overbased magnesium sulfonate was omitted from Example 1 and replaced with a predetermined amount of highly overbased calcium sulfonate.
비교예Comparative example 22
아래의 표 2에 도시된 값들을 제공하기 위하여, 과염기성화된 마그네슘 설포네이트 레벨이 조정되었으며, 고도로 과염기성화된 칼슘 설포네이트가 예 1에 첨가되었다.To provide the values shown in Table 2 below, the overbased magnesium sulfonate level was adjusted and highly overbased calcium sulfonate was added to Example 1.
비교예Comparative example 33
아래의 표 2에 도시된 값들을 제공하기 위하여, 과염기성화된 마그네슘 설포네이트 레벨이 조정되었으며, 고도로 과염기성화된 칼슘 설포네이트가 예 1에 첨가되었다.To provide the values shown in Table 2 below, the overbased magnesium sulfonate level was adjusted and highly overbased calcium sulfonate was added to Example 1.
비교예Comparative example 44
아래의 표 2에 도시된 값들을 제공하기 위하여, 과염기성화된 마그네슘 설포네이트 레벨이 조정되었으며, 고도로 과염기성화된 칼슘 설포네이트가 예 1에 첨가되었다.To provide the values shown in Table 2 below, the overbased magnesium sulfonate level was adjusted and highly overbased calcium sulfonate was added to Example 1.
비교예Comparative example 55
아래의 표 2에 도시된 값들을 제공하기 위하여, 과염기성화된 마그네슘 설포네이트 레벨이 조정되었으며, 고도로 과염기성화된 칼슘 설포네이트가 예 1에 첨가되었다.To provide the values shown in Table 2 below, the overbased magnesium sulfonate level was adjusted and highly overbased calcium sulfonate was added to Example 1.
마이크로클러치 테스트Microclutch Test
습식 마찰 특성을 평가하는 수단으로서, 일본 건설 기계 협회의 건설 기계의 유압 유체(JCMAS P 047:2004)의 마찰 특성에 대한 테스트 방법(JCMAS P 047 4)을 기반으로 측정들이 수행되었다. 마이크로-클러치 테스트들에 대한 방법의 세부사항들이 이하에 도시된다. As a means of evaluating wet friction properties, measurements were performed based on the Test method for friction properties of hydraulic fluids for construction machinery (JCMAS P 047:2004) of the Japan Construction Machinery Association (JCMAS P 047 4). Details of the method for the micro-clutch tests are given below.
a) 마찰 계수와 온도를 측정하면서 다음의 테스트 조건에서 주어지는 조건으로 실온에서 5 분 동안 테스트 장치를 동작시킨다.a) Operate the test device at room temperature for 5 minutes under the conditions given in the following test conditions while measuring the coefficient of friction and temperature.
b) 마이크로 클러치 테스트 장비의 전기 히터에 의해 제어되는 다음 테스트 온도에 도달할 때까지 표면 압력 및 주변 속도로 테스트 장치를 동작시킨다.b) Operate the test device at surface pressure and ambient speed until the next test temperature controlled by the electric heater of the micro clutch test equipment is reached.
c) 5 분 동안 테스트 온도를 유지하면서 온도 및 마찰 계수를 측정한다.c) Measure the temperature and friction coefficient while maintaining the test temperature for 5 minutes.
테스트 조건Test conditions
테스트 표본 재료: 클러치 디스크 페이싱(facing) 재료: SD1795-STest specimen material: Clutch disc facing material: SD1795-S
플레이트 재료: SS400 강철Plate Material: SS400 Steel
(테스트 피스 치수의 세부사항은 JACMAS P 047에 나와 있다)(Details of test piece dimensions are given in JACMAS P 047)
테스트 조건들: 온도: 40, 60, 80, 100, 120, 140 ℃Test conditions: Temperature: 40, 60, 80, 100, 120, 140 ℃
표면 압력: 392 kPa, 주변 속도: 3.0 Х 10-2 m/s(회전 속도: 20 분-1) Surface pressure: 392 kPa, peripheral speed: 3.0 Х 10 -2 m/s (rotation speed: 20 min -1 )
테스트 유체의 체적: 20 ml Volume of test fluid: 20 ml
새로운 테스트 클러치에 대하여, 측정 이전에 안정적인 마찰 데이터를 획득하기 위해 시운전 동작이 요구된다. 시운전 동작의 조건은 다음과 같다.For a new test clutch, a test run is required to obtain stable friction data prior to measurement. The conditions of the test run are as follows.
온도: 실온 Temperature: Room temperature
표면 압력: 392 kPa, 주변 속도: 3.0 Х 10-2 m/s(회전 속도: 20 분-1) Surface pressure: 392 kPa, peripheral speed: 3.0 Х 10 -2 m/s (rotation speed: 20 min -1 )
마찰 시간: 60분, 또는 그 이상 Friction time: 60 minutes or more
본 발명이 전술한 마이크로클러치 테스트 조건들 하에서 예들 및 비교 예들에 의해 이하에서 설명되지만, 이들은 단지 대표적인 예들이며 본 발명은 어떠한 방식으로도 이들에 의해 제한되지 않는다.Although the present invention is described below by way of examples and comparative examples under the aforementioned microclutch test conditions, these are merely representative examples and the present invention is not limited by them in any way.
표 2Table 2
JASO DH-1, API CG-4, CH-4 또는 CI-4를 갖는 디젤 엔진 오일들이 산업 기계, 특히 운송, 건설, 및 농업 기계에서 내연 기관에 대해서 뿐만 아니라 유압 및 트랜스미션 시스템들에 대하여 널리 사용된다. 그들의 기계 내의 습식 클러치의 더 높은 정정 마찰 계수를 획득하는 것은, 기계의 안전한 동작을 가능하게 하기 위하여, 그리고 또한 양호한 반응 및 연료 효율때문에 기계에 대하여 탁월한 파워 전달 효율을 제공하기 위하여 중요하다. 마찰 계수는 모든 테스트 온도에서 오일들에 대하여 0.13(0.125)보다 더 커야 한다. 예 1, 예 2 및 예 3이 마이크로 클러치 테스트에서 탁월한 습식 클러치 마찰을 보여준다는 것이 명확하다.Diesel engine oils with JASO DH-1, API CG-4, CH-4 or CI-4 are widely used for internal combustion engines as well as for hydraulic and transmission systems in industrial machinery, especially in transport, construction and agricultural machinery. It is important to obtain a higher static friction coefficient of the wet clutches in their machines in order to enable safe operation of the machines and also to provide excellent power transmission efficiency for the machines due to good response and fuel efficiency. The friction coefficient should be greater than 0.13 (0.125) for the oils at all test temperatures. It is clear that examples 1, 2 and 3 show excellent wet clutch friction in the micro clutch test.
Claims (12)
(a) 다량의 윤활 점도의 오일,
(b) 칼슘 함유 세제,
(c) 마그네슘 함유 세제로부터의 적어도 800 ppm의 Mg
(d) 질소 함유 분산제로부터의 600 ppm 미만의 N을 포함하며,
상기 윤활유 조성물은 0.06 내지 0.15 중량%의 인 함량, 0.5 중량% 미만의 황 함량, 및 0.8 중량% 초과 내지 2.0 중량%의 황산화 회분 함량을 가지고,
Ca 대 Mg의 질량 비율은 1:2 내지 4:1이며, 및
상기 윤활유 조성물은 차량의 내연 기관의 크랭크케이스 및, 습식 클러치, 브레이크, 토크 컨버터, 기어 시스템, 정유압식 트랜스미션 및 유압 시스템 중 적어도 하나를 윤활하는, 윤활유 조성물.As a lubricating oil composition,
(a) Oil with a high lubricating viscosity;
(b) calcium-containing detergents;
(c) At least 800 ppm Mg from magnesium-containing detergents;
(d) contains less than 600 ppm N from a nitrogen-containing dispersant;
The lubricating oil composition has a phosphorus content of 0.06 to 0.15 wt%, a sulfur content of less than 0.5 wt%, and a sulfated ash content of more than 0.8 wt% to 2.0 wt%,
The mass ratio of Ca to Mg is 1:2 to 4:1, and
The above lubricating oil composition is a lubricating oil composition that lubricates at least one of a crankcase of an internal combustion engine of a vehicle, a wet clutch, a brake, a torque converter, a gear system, a hydrostatic transmission, and a hydraulic system.
(a) 다량의 윤활 점도의 오일,
(b) 칼슘 함유 세제,
(c) 마그네슘 함유 세제로부터의 적어도 800 ppm의 Mg
(d) 질소 함유 분산제로부터의 600 ppm 미만의 N을 포함하며,
상기 윤활유 조성물은 0.06 내지 0.15 중량%의 인 함량, 0.5 중량% 미만의 황 함량, 및 0.8 중량% 초과 내지 2.0 중량%의 황산화 회분 함량을 가지고,
Ca 대 Mg의 질량 비율은 1:2 내지 4:1이며, 및
상기 윤활유 조성물은 차량의 내연 기관의 크랭크케이스 및, 습식 클러치, 브레이크, 토크 컨버터, 기어 시스템, 정유압식 트랜스미션 및 유압 시스템 중 적어도 하나를 윤활하는, 방법.A method for maintaining friction in a vehicle comprising the step of lubricating the vehicle with a lubricating composition, said lubricating composition comprising:
(a) Oil with a high lubricating viscosity;
(b) calcium-containing detergents;
(c) At least 800 ppm Mg from magnesium-containing detergents;
(d) contains less than 600 ppm N from a nitrogen-containing dispersant;
The lubricating oil composition has a phosphorus content of 0.06 to 0.15 wt%, a sulfur content of less than 0.5 wt%, and a sulfated ash content of more than 0.8 wt% to 2.0 wt%,
The mass ratio of Ca to Mg is 1:2 to 4:1, and
A method for lubricating at least one of the crankcase of an internal combustion engine of a vehicle, a wet clutch, a brake, a torque converter, a gear system, a hydrostatic transmission and a hydraulic system, wherein the lubricating oil composition is used.
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