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KR102644248B1 - 초유동성 윤활 조성물 - Google Patents

초유동성 윤활 조성물 Download PDF

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KR102644248B1
KR102644248B1 KR1020177031291A KR20177031291A KR102644248B1 KR 102644248 B1 KR102644248 B1 KR 102644248B1 KR 1020177031291 A KR1020177031291 A KR 1020177031291A KR 20177031291 A KR20177031291 A KR 20177031291A KR 102644248 B1 KR102644248 B1 KR 102644248B1
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니콜라스 오브레히트
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토탈에너지스 마케팅 써비씨즈
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Abstract

본 발명은 차량용 윤활 조성물 분야에 관한 것이다. 본 발명은, 그것의 등급이 SAEJ300 분류에 따라 식 (X)W(Y)에 의해 정의되는 윤활 조성물을 제공하며, 여기서, X는 0 또는 5를 나타내고 Y는 4 내지 20 범위의 정수를 나타낸다. 상기 윤활 조성물은 적어도 하나의 폴리알파올레핀 오일(PAO), 상기 윤활 조성물의 10 내지 80 wt%를 차지하는 적어도 하나의 그룹 V 오일, 및 적어도 하나의 빗살모양 폴리머를 포함한다. 본 발명은 또한, 윤활유의 연료 경제성(fuel economy: FE)을 개선하기 위한, 또는, 엔진의, 특히 차량 엔진의, 더욱 특히 하이브리드 차량 엔진의 연료 소비를 감소시키기 위한, 상기 윤활 조성물의 용도에 관한 것이다.

Description

초유동성 윤활 조성물
본 발명은 차량용 윤활 조성물 분야에 관한 것이다. 본 발명은 식 (X)W(Y)(여기서, X는 0 또는 5를 나타내고 Y는 4 내지 20 범위의 정수를 나타냄)로 정의되는 SAEJ300 분류에 따른 등급의 윤활 조성물을 제공한다. 이 윤활 조성물은 적어도 하나의 폴리알파올레핀 오일(polyalphaolefinic oil: PAO), 이 조성물의 10 wt% 내지 80 wt%를 차지하는 적어도 하나의 그룹 V 오일, 및 적어도 하나의 빗살모양 폴리머(comb polymer)를 포함한다. 또한, 본 발명은 윤활유의 퓨얼 에코(Fuel Eco: FE)를 향상시키기 위한, 또는, 엔진의, 특히 차량 엔진의, 더욱 특히 하이브리드 차량의 모터의, 연료 소비를 감소시키기 위한 이 윤활 조성물의 용도에 관한 것이다.
고성능 윤활유의 필요성이 증가하고 있다. 이는, 특히, 심각성이 증가하는 그 사용 조건 때문이며, 예를 들어, 매우 높은 온도 또는 매우 높은 기계적 응력 때문이다.
오일 교환 간격 증가 및 윤활 시스템 크기 감소 또한, 고성능 윤활유의 필요성을 증가시킨다.
에너지 효율, 특히 윤활유의 퓨얼 에코(FE)의 향상, 또는 엔진의, 특히 차량 엔진의, 연료 소비의 감소는 점점 더 중요해지는 목표이며, 이는 고성능 윤활유의 사용 증가를 발생시킨다.
따라서, 고성능 윤활유는 특히 동점도(kinematic scosity), 점도 지수, 휘발성, 역학점도(dynamic scosity) 또는 냉간 유동점(cold pour point)과 관련하여 개선된 특성을 가져야 한다.
열 안정성 및 내산화성 또한, 고성능 윤활유에 대해 개선되어야 할 특성이다.
감소된 독성, 및 다른 윤활유 또는 다른 물질과의 우수한 혼화성 또한, 고성능 윤활유에 추구되는 특성이다.
하이브리드 차동차의 엔진의 윤활 동안, 특히 엔진 내의 마찰 프로세스의 감소와 관련하여, 이러한 요구가 특히 증가된다. 사용 조건(예를 들어, 특정 작동 온도에서의 사용 조건)의 개선 또한, 특히 엔진 온도의 상승 동안, 목표로 삼아야 한다.
마찰 프로세스의 감소를 통해 차량 엔진의 에너지 효율을 향상시키기 위해, 유동성이 증가된 점도 등급을 갖는 엔진 윤활유가 사용될 수 있다. 이러한 현상은, 지구의 대부분의 대도시에서의 도시 경로에 의해 종종 부과되는 저온 사이클 하에서 엔진이 작동하는 경우, 더욱 중요하다. 그리고 이러한 필요성은 하이브리드 엔진의 경우 더욱 중요하다. 점도 등급의 감소 이외에도, 다른 해결책들이 엔진 윤활유에 의해 제공되는 FE 이득을 증가시킬 수 있는 가능성을 제공하고 있다.
엔진 윤활 조성물은 또한, 엔진의 청결도를 향상시킬 수 있는 가능성을 제공해야 한다. 또한, 엔진 윤활 조성물은 차량 산업에서 정한 한계를 준수해야 한다.
따라서, 종래 기술의 윤활유의 문제점의 전부 또는 일부에 대한 해결책을 제공할 수 있는 고성능 윤활유가 요구되고 있다.
그에 따라, 본 발명은 하기 식 (I)에 의해 정의되는 SAEJ300 분류에 따른 등급을 갖는 윤활유 조성물을 제공하며:
<식 (I)>
(X) W (Y)
여기서,
X는 0 또는 5를 나타내고;
Y는 4 내지 20 범위의 정수를 나타내며;
상기 윤활유 조성물은,
(a) ASTM D445 표준에 따라 100 ℃에서 측정된 동점도가 1.5 내지 8 mm2·s-1의 범위인 적어도 하나의 폴리알파올레핀 오일(polyalphaolefinic oil: PAO);
(b) 상기 윤활유 조성물의 10 내지 80 wt%를 차지하며, ASTM D445 표준에 따라 100 ℃에서 측정된 동점도가 1.5 내지 8 mm2·s-1의 범위인 적어도 하나의 그룹 V 오일; 및
(c) 3개의 펜던트 사슬(pendant chain)이 적어도 50 개의 탄소 원자를 포함하는 빗살모양 폴리머(comb polymer)로서, 적어도 하나의 폴리올레핀과 적어도 하나의 폴리(알킬)메타크릴레이트의 코폴리머, 및 적어도 하나의 폴리올레핀과 적어도 하나의 폴리(알킬)아크릴레이트의 코폴리머 중에서 선택되는 적어도 하나의 빗살모양 폴리머;를 포함한다.
본 발명에 따른 윤활 조성물은 특히 유리한 점도 등급을 갖는다. 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 점도 등급은 특히 다음으로부터 선택될 수 있다:
- 하기 식 (II) 또는 식 (III)으로 정의되는 SAEJ300 분류에 따른 등급
<식 (II)>
0 W (Y)
<식 (III)>
5 W (Y)
여기서, Y는 4 내지 20 범위의 정수, 특히 4 내지 16 범위의 정수, 또는 4 내지 12 범위의 정수를 나타내며; 또는
- 식 (IV) 또는 식 (V)로 정의되는 SAEJ300 분류에 따른 등급
<식 (IV)>
(X) W 8
<식 (V)>
(X) W 12
여기서, X는 0 또는 5를 나타낸다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 SAEJ300 분류에 따른 등급은 0W4, 0W8, 0W12, 0W16, 0W20, 5W4, 5W8, 5W12, 5W16, 및 5W20 중에서 선택된다. 더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 SAEJ300 분류에 따른 등급은 0W12이다.
또한, 바람직하게는, ASTM D445 표준에 따라 40 ℃에서 측정된 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 동점도는 12 내지 30 mm2·s-1의 범위이며, 바람직하게는 14 내지 25 mm2·s-1의 범위이다.
본 발명에 따른 조성물은 적어도 하나의 폴리알파올레핀 오일(PAO), 상기 조성물의 10 내지 80 wt%를 차지하는 그룹 V 오일, 및 하나 이상의 빗살모양 폴리머를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은, ASTM D445 표준에 따라 100 ℃에서 측정된 동점도가 1.5 내지 6 mm2·s-1의 범위, 또는 2 내지 8 mm2·s-1의 범위, 또는 2 내지 6 mm2·s-1의 범위인 PAO를 포함한다.
PAO의 중량평균 분자량은 매우 다양할 수 있다. 바람직하게는, PAO의 중량평균 분자량은 500 달톤 미만이다. PAO의 중량평균 분자량은 또한, 50 내지 500 달톤, 50 내지 350 달톤, 또는 50 내지 300 달톤의 범위일 수 있다.
또한, 바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 경량 PAO, 특히, ASTM D445 표준에 따라 측정된 100 ℃에서의 동점도가 3 내지 4 mm2·s-1의 범위이며, 하기 화학식 (A)의 1-데센의 3량체인 9-메틸-11-옥틸-헤니코산을 50 wt% 초과로 포함하는 PAO를 포함한다:
<화학식 (A)>
Figure 112017106769719-pct00001
PAO와 더불어, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 그룹 V 오일을, 상기 윤활유 조성물의 10 내지 80 wt% 범위의 양으로 포함한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 상기 조성물의 20 내지 80 wt%, 20 내지 60 wt%, 20 내지 50 wt% 또는 30 내지 80 wt%, 30 내지 60 wt%, 30 내지 50 wt%의 그룹 V 오일을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 상기 조성물의 35 내지 45 wt%의, 예를 들어 40 wt%의 그룹 V 오일 조성물을 포함한다.
또한, 바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 모노에스테르, 디에스테르, 폴리에스테르, 에스톨리드, 폴리알킬렌글리콜(PAG) 중에서 선택되는 그룹 V 오일을 포함한다. 바람직하게는, 그룹 V 오일은 모노에스테르 또는 폴리알킬렌글리콜(PAG) 중에서 선택된다.
바람직한 모노에스테르로서, 하기 화학식 (B1)의 모노에스테르가 언급될 수 있다:
<화학식 (B1)>
Figure 112017106769719-pct00002
여기서,
R1은 14 내지 24개의 탄소 원자를 포함하는 포화 또는 불포화의 선형 또는 분지형 탄화수소기를 나타내고;
R2는 2 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 분지형의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 나타낸다.
더욱 바람직한 모노에스테르로서,
R1은 포화 기이고, R2는 불포화 기인; 또는
R1은 불포화 기이고, R2는 포화 기인; 또는
R1 및 R2는 포화 기인; 또는
R1 및 R2는 불포화 기인;
화학식 (B1)의 모노에스테르가 언급될 수 있다.
또는, 더욱 바람직한 모노에스테르로서,
R1이 14 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 14 내지 18개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 16 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 분지형의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 나타내는; 또는
R2가 3 내지 14개의 탄소 원자, 바람직하게는 4 내지 12개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 4 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 분지형의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 나타내는; 또는
R1은 선형 기이고, R2는 분지형 기인; 또는
R1은 분지형 기이고, R2는 선형 기인; 또는
R1과 R2는 선형 기인; 또는
R1 및 R2는 분지형 기인;
화학식 (B1)의 모노에스테르가 언급될 수 있다.
특히 바람직한 모노에스테르로서, R1 만이, R2 만이, 또는 R1 및 R2가 다음으로부터 선택되는 화학식 (B1)의 모노에스테르가 언급될 수 있다:
선형 포화 기;
1 내지 5개의 분지쇄를 포함하는 분지형 포화 기;
분지쇄가 1 내지 5개의 탄소 원자를 포함하는 분지형 포화 기; 및
1 내지 5 개의 분지쇄를 포함하고 분지쇄가 1 내지 5개의 탄소 원자를 포함하는 분지형 포화 기.
바람직한 모노에스테르로서, 다음이 언급될 수 있다:
스테아레이트, 바람직하게는 알킬 스테아레이트 및 알케닐 스테아레이트, 더욱 바람직하게는 C4-C10 알킬 스테아레이트, 특히 부틸 스테아레이트, 펜틸 스테아레이트, 헥실 스테아레이트, 헵틸 스테아레이트, 옥틸 스테아레이트, 노닐 스테아레이트, 데실 스테아레이트; 또는
올레이트, 바람직하게는 알킬 올레이트 및 알케닐 올레이트, 더욱 바람직하게는 C4-C10 알킬 올레이트, 특히 부틸 올레이트, 펜틸 올레이트, 헥실 올레이트, 헵틸 올레이트, 옥틸 올레이트, 노닐 올레이트, 데실 올레이트.
바람직한 모노에스테르의 예로서, 알켄 모노에스테르 및 알킬 모노에스테르, 바람직하게는 C2-C10 알킬 모노에스테르, 특히 에틸 모노에스테르, 프로필 모노에스테르, 부틸 모노에스테르, 펜틸 모노에스테르, 헥실 모노에스테르 등이 언급될 수 있다.
바람직한 폴리알킬렌글리콜(PAG)로서, 하기 화학식 (B2)의 PAG가 언급될 수 있다:
<화학식 (B2)>
Figure 112017106769719-pct00003
여기서,
R3는 선형 및 분지형 C1-C30 알킬기를 나타내고;
m 및 n은 독립적으로 1 내지 5 범위의 평균 개수를 나타낸다.
바람직하게는, 화학식 (B2)의 PAG에 있어서, R3은 선형 C8 알킬기; 분지형 C8 알킬기; 선형 C9 알킬기; 분지형 C9 알킬기; 선형 C10 알킬기; 분지형 C10 알킬기; 선형 C11 알킬기; 분지형 C11 알킬기; 선형 C12 알킬기; 분지형 C12 알킬기; 선형 C13 알킬기; 분지형 C13 알킬기; 선형 C14 알킬기; 분지형 C14 알킬기; 선형 C15 알킬기; 분지형 C15 알킬기; 중에서 선택되는 기를 나타낸다.
또한, 화학식 (B2)의 PAG의 경우, 바람직하게는,
m은 n보다 크거나 같으며; 또는
m은 2 내지 4.5 범위의 평균 개수, 특히 2 내지 3.5 범위의 평균 개수를 나타내며; 또는
n은 1.5 내지 4 범위의 평균 개수, 특히 1.5 내지 3 범위의 평균 개수를 나타낸다.
더욱 바람직하게는, 화학식 (B2)의 PAG에 있어서, m은 2.5의 평균 개수를 나타내고, n은 2의 평균 개수를 나타내거나, 또는 m은 3.5의 평균 개수를 나타내고, n은 2.8의 평균 개수를 나타낸다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물에 있어서, 화학식 (B2)의 PAG는 다음을 갖는다:
ASTM D445 표준에 따라 100 ℃에서 측정된, 2.5 내지 4.5 mm2·s-1의 동점도; 또는
160 보다 큰, 또는 160 내지 210의 점도 지수; 또는
-40 ℃ 미만의 유동점; 또는
ASTM D5293 표준에 따라 -35 ℃에서 측정된, 1,200 mPa·s 미만의 역학점도(CCS).
바람직한 예시적인 PAG는, m이 2.5의 평균 개수를 나타내고 n이 2의 평균 개수를 나타내는 화학식 (B2)의 PAG로서, ASTM D445 표준에 따라 100 ℃에서 측정된 동점도가 2.5 내지 3.5 mm2·s-1의 범위이고; 점도 지수가 160 내지 180이고; 유동점이 -40 ℃ 보다 작고; ASTM D5293 표준에 따라 -35 ℃에서 측정된 역학점도(CCS)가 500 mPa.s보다 작은 PAG이다.
또 다른 바람직한 예시적인 PAG는, m이 3.5의 평균 개수를 나타내고 n이 2.8의 평균 개수를 나타내는 화학식 (B2)의 PAG로서, ASTM D445 표준에 따라 100 ℃에서 측정된 동점도가 3.5 내지 4.5 mm2·s-1의 범위이고; 점도 지수는 180 내지 210이고; 유동점은 -50 ℃ 미만이며; ASTM D5293 표준에 따라 -35 ℃에서 측정된 역학점도(CCS)가 1,200 mPa·s 미만인 PAG이다.
또 다른 폴리알킬렌글리콜(PAG)로서, 하기 화학식 (B3)의 블록을 갖는 폴리머, 또는하기 화학식 (B3)의 랜덤 폴리머가 언급될 수 있다:
<화학식 (B3)>
Figure 112017106769719-pct00004
여기서,
R4는 선형 또는 분지형 C1-C30 알킬기, 바람직하게는 선형 또는 분지형 C8-C12 알킬기를 나타내고;
p는 2 내지 60의 수, 바람직하게는 5 내지 30 또는 7 내지 15의 수를 나타내고;
R5 및 R6은 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C2 알킬기를 나타낸다.
다른 구체적인 폴리알킬렌글리콜기(PAG)로서, 다음이 언급될 수 있다:
- 하기 화학식 (B4)의 블록을 갖는 폴리머, 또는 하기 화학식 (B4)의 랜덤 폴리머:
<화학식 (B4)>
Figure 112017106769719-pct00005
여기서,
R4는 선형 또는 분지형 C1-C30 알킬기, 바람직하게는 선형 또는 분지형 C8-C12 알킬기를 나타내고;
q는 2 내지 60, 바람직하게는 5 내지 30 또는 7 내지 15의 수를 나타내고;
R7 및 R8은 수소 원자를 나타내며; 또는 R7은 수소 원자를 나타내고, R8은 메틸기를 나타내며; 또는 R7은 메틸기를 나타내고, R8은 수소 원자를 나타내며; R7 및 R8은 메틸기를 나타내며; 또는 R7은 에틸기를 나타내고, R8은 수소 원자를 나타내며; 또는 R7은 수소 원자를 나타내고, R8은 에틸기를 나타내며;
- 하기 화학식 (B5)의 블록을 갖는 폴리머, 또는 하기 화학식 (B5)의 랜덤 폴리머:
<화학식 (B5)>
Figure 112017106769719-pct00006
여기서,
R4는 선형 또는 분지형 C1-C30 알킬기, 바람직하게는 선형 또는 분지형 C8-C12 알킬기를 나타내고;
r 및 t는 독립적으로 1 내지 30, 바람직하게는 2 내지 15 또는 2 내지 8의 수를 나타내고;
R9 및 R10은 수소 원자를 나타내며; 또는 R9는 수소 원자를 나타내고, R10은 메틸기를 나타내며; 또는 R9는 메틸기를 나타내고, R10은 수소 원자를 나타내며; 또는 R9 및 R10은 메틸기를 나타내며; 또는 R9는 에틸기를 나타내고, R10은 수소 원자를 나타내며; 또는 R9는 수소 원자를 나타내고, R10은 에틸기를 나타내며;
R11 및 R12는 수소 원자를 나타내며; 또는 R11은 수소 원자를 나타내고, R12는 메틸기를 나타내며; 또는 R11은 메틸기를 나타내고, R12는 수소 원자를 나타내며; 또는 R11 및 R12는 메틸기를 나타내며; 또는 R11은 에틸기를 나타내고, R12는 수소 원자를 나타내며; 또는 R11은 수소 원자를 나타내고, R12는 에틸기를 나타낸다.
다른 특정 폴리알킬렌글리콜(PAG)로서, 하기 화학식 (B6)의 블록을 갖는 폴리머, 또는 하기 화학식 (B6)의 랜덤 폴리머가 언급될 수 있다:
<화학식 (B6)>
여기서,
R13은 선형 또는 분지형 C8-C12 알킬기를 나타내고;
v는 2 내지 6 범위의 수를 나타내고;
w는 2 내지 5 범위의 수를 나타낸다.
PAO 및 그룹 V 오일과 더불어, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 빗살모양 폴리머를 포함한다.
바람직하게는, 빗살모양 폴리머는 올레핀의 중합 또는 공중합에 의해 수득된 펜던트 사슬(pendant chain)을 포함한다. 더욱 바람직한 방식으로는, 빗살모양 폴리머는 8 내지 17개의 탄소 원자를 포함하는 올레핀의, 특히 스티렌, 치환된 스티렌, 1,4에 부가된 부타디엔, 1,2에 부가된 부타디엔, 및 하기 화학식 (C1)의 화합물 중에서 선택되는 올레핀의, 중합 또는 공중합에 의해 수득된 펜던트 사슬을 포함한다:
<화학식 (C1)>
Figure 112017106769719-pct00008
여기서, Q1 및 Q2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C18 알킬기를 나타낸다.
더욱 바람직하게는, 빗살모양 폴리머는, 하기 화학식 (C2)의 올레핀 모노머와 하기 화학식 (C3)의 아크릴산-알킬 에스테르 또는 메타크릴산-알킬 에스테르 모노머의 공중합에 의해 제조된다:
<화학식 (C2)>
Figure 112017106769719-pct00009
여기서,
Q3은 선형 또는 분지형 C2-C8 알킬기, C3-C8 사이클로알킬기, C6-C10 아릴기;를 나타내고;
Q4는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고;
L1은 부타디엔의 1,4 부가 잔기; 적어도 하나의 C1-C6 알킬기로 치환된 부타디엔의 1,4 부가 잔기; 스티렌의 비닐 부가 잔기; 또는 적어도 하나의 C1-C6 알킬기로 치환된 스티렌의 비닐 부가 잔기;를 나타내고,
L2는 부타디엔의 비닐 부가 잔기; C1-C6 알킬기로 치환된 부타디엔의 비닐 부가 잔기; 스티렌의 비닐 부가 잔기; 또는 적어도 하나의 C1-C6 알킬기로 치환된 스티렌의 비닐 부가 잔기;를 나타내고,
k 및 j는 독립적으로 0, 또는 1 내지 3,000 범위의 정수를 나타내고, k와 j의 합은 7 내지 3,000 범위, 바람직하게는 10 내지 3,000 범위의 정수이며;
<화학식 (C3)>
Figure 112017106769719-pct00010
여기서,
Q5는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고;
Q6은 선형 또는 분지형 C1-C26 알킬기를 나타낸다.
더욱 바람직하게는, Q3은 페닐기, 또는 선형 또는 분지형 부틸기, 특히 n-부틸기를 나타낸다.
더욱 특히 바람직한 방식에 있어서, 빗살모양 폴리머는 하기 화학식 (C4)의 올레핀 모노머와 하기 화학식 (C3)의 아크릴산-알킬 에스테르 또는 메타크릴산-알킬 에스테르 모노머의 공중합에 의해 제조된다:
<화학식 (C4)>
Figure 112017106769719-pct00011
여기서,
Q7은 C1-C6 알킬기 또는 C6 아릴기를 나타내고,
Q8은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
Q9, Q10 및 Q11은 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C18 알킬기를 나타내고,
x, y 및 z는 독립적으로 0, 또는 1 내지 3,000 범위의 정수를 나타내고, (x + y + z)의 합은 7 내지 3,000 범위, 바람직하게는 10 내지 3,000 범위의 정수이며;
<화학식 (C3)>
Figure 112017106769719-pct00012
여기서,
Q5는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고;
Q6은 선형 또는 분지형 C1-C26 알킬기를 나타낸다.
더욱 바람직하게는, Q7은 페닐기, 또는 선형 또는 분지형 부틸기, 특히 n-부틸기를 나타낸다.
더욱 특히 바람직한 방식에 있어서, 빗살모양 폴리머는 하기 화학식 (C5)의 올레핀 모노머와 하기 화학식 (C3)의 아크릴산-알킬 에스테르 또는 메타크릴산-알킬 에스테르 모노머의 공중합에 의해 제조된다:
<화학식 (C5)>
Figure 112017106769719-pct00013
여기서,
Q8은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
x 및 y는 독립적으로 0, 또는 1 내지 3,000 범위의 정수를 나타내고, (x + y + z)의 합은 7 내지 3,000 범위, 바람직하게는 10 내지 3,000 범위의 정수이며;
<화학식 (C3)>
Figure 112017106769719-pct00014
여기서,
Q5는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
Q6은 선형 또는 분지형 C1-C26 알킬기를 나타낸다.
빗살모양 폴리머의 예는 scoplex 3-200(Evonik Corporation) 제품이다.
본 발명에 따른 윤활유 조성물 내에서, (a) PAO, (b) 그룹 V 오일, (c) 빗살모양 폴리머의 각각의 양은 변할 수 있다. 바람직하게는, 폴리알파올레핀 오일(PAO)(a)와 그룹 V 오일(b)의 중량비(a/b)는 0.1 내지 4, 바람직하게는 0.3 내지 3.6의 범위이다.
본 발명에 따른 윤활유 조성물은 특히 높은 VI를 갖는다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 VI는 220 초과이다. 더욱 바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 VI는 250 초과, 또는 270 초과, 또는 300 초과이다.
일반적으로, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 그 용도에 적응된 다른 베이스 오일, 미네랄 오일, 합성 또는 천연 오일, 동물성 또는 식물성 오일을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 윤활유 조성물에 사용되는 베이스 오일은, API 분류(또는, ATIEL 분류에 따른 그 등가물)(표 1)에 의해 정의된 분류에 따른 그룹 I 내지 V에 속하는 미네랄 또는 합성 유래의 오일, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
포화된 물질의 함량 황함량 점도지수
(VI)
그룹 I
미네랄 오일		 < 90　% > 0.03　% 80 ≤ VI < 120
그룹 II
수소 첨가 분해 오일
(Hydrocracked oils)		 ≥ 90　% ≤ 0.03　% 80 ≤ VI < 120
그룹 III
수소 첨가 분해 또는 수소 첨가 이성질체화된 오일
(Hydrocracked or hydro-isomerized oils)		 ≥ 90　% ≤ 0.03　% ≥ 120
그룹 IV 폴리알파올레핀(PAO)
그룹 V 그룹 I 내지 IV에 포함되지 않는 에스테르 및 기타 베이스
본 발명에 따른 미네랄 베이스 오일(mineral base oil)은 대기 및 진공에서의 원유의 증류 및 그에 이어지는 정제 작업(예를 들어, 용매를 사용한 추출, 탈아스팔트, 용매를 사용한 탈납(de-waxing), 수소 처리, 수소 첨가 분해, 수소 첨가 이성질체화, 및 하이드로피니싱(hydrofinishing))에 의해 얻어지는 모든 유형의 베이스를 포함한다.
합성 오일 및 미네랄 오일의 혼합물이 사용될 수도 있다.
본 발명에 따른 윤활유 조성물을 제조하기 위한 다양한 윤활유 베이스의 사용과 관련하여, 이들이 엔진 또는 차동차 트랜스미션 용도에 적응된 특성(특히, 점도 특성, 점도 지수, 황 함량, 내산화성)을 가져야 한다는 것을 제외하고는, 일반적으로 어떠한 제한도 존재하지 않는다.
본 발명에 따른 윤활유 조성물의 베이스 오일은 또한, 합성 오일(예를 들어, 카르복실산과 알코올의 특정 에스테르) 및 폴리알파올레핀 중에서 선택될 수 있다. 베이스 오일로서 사용되는 폴리알파올레핀은, 예를 들어, 4 내지 32개의 탄소 원자를 포함하는 모노머(예를 들면, 옥텐 또는 데센)로부터 얻어지며, 그것에 대해 ASTM D445 표준에 따라 100 ℃에서 측정된 점도는 1.5 내지 15 mm2·s-1이다. 이들의 평균 분자량은 일반적으로 ASTM D5296 표준에 따라 250 내지 3,000이다.
본 발명에 따른 윤활유 조성물은 조성물의 총 질량을 기준으로 하여 적어도 50 질량%의 베이스 오일을 포함할 수 있다. 더욱 유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 조성물의 총 질량을 기준으로 하여 적어도 60 질량%, 또는 적어도 70 질량%의 베이스 오일을 포함한다. 더욱 특히 유리한 방식에 있어서, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 조성물의 총 질량을 기준으로 하여 75 내지 99.9 질량%의 베이스 오일을 포함한다.
본 발명은 또한, 본 발명에 따른 적어도 하나의 윤활유 조성물, 적어도 하나의 베이스 오일, 및 적어도 하나의 첨가제를 포함하는 차량 엔진용 윤활유 조성물을 제공한다.
많은 첨가제가 본 발명에 따른 이 윤활유 조성물에 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 윤활유 조성물을 위한 바람직한 첨가제는 청정제(detergent additive), 내마모 첨가제, 마찰 조정제, 극압 첨가제(extreme pressure additive), 분산제, 유동점 증강제, 소포제, 증점제, 및 이들의 혼합물 중에서 선택된다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 적어도 하나의 내마모 첨가제, 적어도 하나의 극압 첨가제, 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
내마모 첨가제 및 극압 첨가제는 마찰 표면에 흡착되는 보호 필름을 형성하여 마찰 표면을 보호한다.
매우 다양한 내마모 첨가제가 존재한다. 바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물에 있어서, 내마모 첨가제는 인-황-함유 첨가제들(예를 들어, 금속 알킬티오포스페이트, 특히, 아연 알킬티오포스페이트, 더욱 구체적으로, 아연 디알킬디티오포스페이트 또는 ZnDTP) 중에서 선택된다. 바람직한 화합물은 화학식 Zn((SP(S)(OR)(OR'))2으로 표시되며, 여기서, R 및 R'는 동일하거나 상이하며, 독립적으로 알킬기를 나타내며, 바람직하게는 1 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 알킬기를 나타낸다.
아민 포스페이트는 또한, 본 발명에 따른 윤활유 조성물에 사용될 수 있는 내마모 첨가제이다. 그러나, 이들 첨가제가 회분 생성제이기 때문에, 이들 첨가제가 가져오는 인은 차량의 촉매 시스템의 독으로 작용할 수 있다. 아민 포스페이트를, 인을 제공하지 않는 첨가제(예를 들어, 폴리술피드, 특히, 황 함유 올레핀)으로 부분적으로 대체함으로써, 이러한 효과를 최소화할 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은, 윤활유 조성물의 총 질량을 기준으로 하여, 0.01 내지 6 질량%, 바람직하게는 0.05 내지 4 질량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 2 질량%의 내마모 첨가제 및 극압 첨가제를 포함할 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 적어도 하나의 마찰 조정제를 포함할 수 있다. 마찰 조정제는 금속 원소를 제공하는 화합물 및 회분이 없는 화합물 중에서 선택될 수 있다. 금속 원소를 제공하는 화합물 중에서는, Mo, Sb, Sn, Fe, Cu, Zn 등과 같은 전이금속의 착물이 언급될 수 있으며, 이 착물의 리간드는 산소, 질소, 황 또는 인 원자를 포함하는 탄화수소 화합물일 수 있다. 회분이 없는 마찰 조정제는 일반적으로 유기 유래이며, 지방산 모노에스테르, 폴리올, 알콕시화 아민, 알콕시화 지방 아민, 지방 에폭사이드, 보레이트 지방 에폭사이드; 지방산 아민, 또는 지방산 글리세롤의 에스테르 중에서 선택될 수 있다. 본 발명에 따라, 지방 화합물은 10 내지 24개의 탄소 원자를 포함하는 하나 이상의 탄화수소기를 포함한다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은, 윤활유 조성물의 총 질량을 기준으로 하여, 0.01 내지 2 질량% 또는 0.01 내지 5 질량%, 바람직하게는 0.1 내지 1.5 질량%, 또는 0.1 내지 2 질량%의 마찰 조정제를 포함할 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 적어도 하나의 산화 방지제를 포함할 수 있다.
산화 방지제는 일반적으로 사용되는 윤활유 조성물의 분해를 지연시킬 수 있다. 이러한 분해는 특히, 침착물의 형성, 슬러지의 존재, 또는 윤활유 조성물의 점도 증가의 형태로 발현될 수 있다.
산화 방지제는 특히 래디컬 억제제 또는 하이드로퍼옥사이드 파괴 억제제로서 작용한다. 현재 사용되는 산화 방지제 중에서, 페놀 유형의 산화 방지제, 아민화된 유형의 산화방지제 첨가제, 인-황-함유 산화방지제가 언급될 수 있다. 이러한 산화 방지제 중 일부(예를 들어, 인-황-함유 산화 방지제)는 회분의 생성제일 수 있다. 페놀계 산화 방지제는 회분이 없거나, 아니면, 중성 또는 염기성 금속염 형태일 수 있다. 산화 방지제는 특히, 입체장애 페놀, 입체장애 페놀 에스테르, 티오에테르 브릿지를 포함하는 입체장애 페놀, 디페닐아민, 적어도 하나의 C1-C12 알킬기로 치환된 디페닐아민, N,N'-디알킬-아릴-디아민, 및 이들의 혼합물 중에서 선택될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따라, 입체장애 페놀은 알코올 작용기를 갖는 탄소에 인접한 적어도 하나의 탄소가 적어도 하나의 C1-C10 알킬기(바람직하게는 C1-C6 알킬기, 바람직하게는 C4 알킬기, 바람직하게는 tert-부틸기)로 치환된 페놀기를 포함하는 화합물 중에서 선택된다.
아민화된 화합물은 페놀계 산화 방지제와 선택적으로(optionally) 조합하여 사용될 수 있는 또 다른 부류의 산화 방지제이다. 아민화된 화합물의 예는 방향족 아민, 예를 들어 화학식 NRaRbRc의 방향족 아민이며, 여기서, Ra는 선택적으로(optionally) 치환된 지방족 기 또는 방향족 기를 나타내고, Rb는 선택적으로(optionally) 치환된 방향족 기를 나타내고, Rc는 수소 원자, 알킬기, 아릴기, 또는 화학식 RdS(O)zRe의 기를 나타내며, 여기서, Rd는 알킬렌기 또는 알케닐렌기를 나타내고, Re는 알킬기, 알케닐기 또는 아릴기를 나타내고, z는 0, 1 또는 2를 나타낸다.
황 함유 페놀 알킬 또는 이들의 알칼리 금속 및 알칼리토 금속 염 또한, 산화 방지제로서 사용될 수 있다.
산화 방지제의 또 다른 부류는 구리 함유 화합물의 산화 방지제이며, 그 예로서는, 구리 티오- 또는 디티오-포스페이트, 및 카르복실산의 구리 염, 디티오카바메이트, 술포네이트, 페네이트, 구리 아세틸아세토네이트 등이 있다. 숙신산 또는 그 무수물의 염인 구리 염 I 및 II도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 윤활유 조성물은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 유형의 산화 방지제를 함유할 수 있다.
유리하게는, 윤활유 조성물은 회분이 없는 적어도 하나의 산화 방지제를 포함한다.
또한, 유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은, 조성물의 총 질량을 기준으로 하여, 0.1 내지 2 wt%의 적어도 하나의 산화 방지제를 포함한다.
본 발명에 따른 윤활유 조성물은 또한, 적어도 하나의 청정제(detergent additive)를 포함할 수 있다.
청정제는 일반적으로, 2차 산화 및 연소 생성물을 용해시킴으로써 금속 부품의 표면에서의 침착물 형성을 감소시킬 수 있는 가능성을 제공한다.
본 발명에 따른 윤활유 조성물에 사용될 수 있는 청정제는 일반적으로 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 공지되어 있다. 청정제는 긴 친유성 탄화수소 사슬 및 친수성 헤드를 포함하는 음이온성 화합물일 수 있다. 결합된 양이온은 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속의 금속 양이온일 수 있다.
청정제는 카르복실산, 술포네이트, 살리실레이트 및 나프테네이트의 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속의 염, 뿐만 아니라 페네이트의 염 중에서 바람직하게 선택된다. 알칼리 및 알칼리토 금속은 바람직하게는 칼슘, 마그네슘, 나트륨 또는 바륨이다.
이들 금속염은 일반적으로, 금속을, 화학양론적 양으로, 또는 그 초과량으로(따라서, 화학양론적 양보다 많은 양으로) 포함한다. 그러면 이들은 과염기성(overbased) 청정제이다; 이때, 과염기성을 청정제에 제공하는 과량의 금속은 일반적으로, 오일에 불용성인 금속염의 형태(예를 들어, 카보네이트, 하이드록사이드, 옥살레이트, 아세테이트, 글루타메이트, 바람직하게는 카보네이트)이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은, 윤활유 조성물의 총 질량을 기준으로 하여, 0.5 내지 8 wt% 또는 2 내지 4 wt%의 청정제를 포함할 수 있다.
또한, 유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 적어도 하나의 유동점 강하제를 포함할 수 있다.
파라핀 결정의 형성을 늦춤으로써, 유동점 강하제는 일반적으로 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 저온 거동을 개선시킨다.
유동점 강하제의 예로서, 알킬 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아릴아미드, 폴리알킬페놀, 폴리알킬나프탈렌, 알킬 폴리스티렌 등이 언급될 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 또한, 분산제를 포함할 수 있다.
분산제는 만니히 염기(Mannich bases), 숙신이미드 및 이의 유도체 중에서 선택될 수 있다.
또한, 유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 윤활유 조성물의 총 질량을 기준으로 0.2 내지 10 질량%의 분산제를 포함할 수 있다.
유리하게는, 윤활유 조성물은 또한, 점도 지수를 개선시키는 적어도 하나의 추가 폴리머를 포함할 수 있다. 점도 지수를 개선시키는 추가 폴리머의 예로서, 스티렌의, 부타디엔 및 이소프렌의, 수소화되거나 또는 수소화되지 않은, 폴리머 에스테르, 호모폴리머 또는 코폴리머, 폴리메타크릴레이트(PMA) 등이 언급될 수 있다. 또한, 유리하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은, 점도 지수를 개선시키는 적어도 하나의 추가 폴리머를, 윤활유 조성물의 총 질량을 기준으로 1 내지 15 질량% 포함할 수 있다.
윤활유 조성물과 더불어, 본 발명은 또한, 이 윤활유 조성물의 용도에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 차량 엔진의 윤활, 특히 하이브리드 차량의 엔진의 윤활을 위한 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 용도에 관한 것이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 사용은 차량 엔진의 윤활을 개선할 가능성을 제공한다. 특히 바람직한 방식에 있어서, 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 사용은, 유럽 사이클 NEDC에 따라 정의된 도시 사이클 동안, 또는 유럽 사이클 WLTP에 따라 정의된 도시 사이클 동안, 또는 유럽 사이클 ECE에 따라 정의된 냉간 사이클 동안, 차량 엔진의 윤활을 개선할 가능성을 제공한다
본 발명은 또한, 윤활유의 퓨얼 에코(Fuel Eco: FE)를 개선하기 위한 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또한, 엔진, 특히 차량 엔진, 특히 하이브리드 차량의 엔진의 연료 소비를 감소시키기 위한 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 특정의, 유리한 또는 바람직한 특징은 특정의, 유리하거나 바람직한 본 발명에 따른 용도를 정의할 가능성을 제공한다.
본 발명의 다양한 측면들이 하기 실시예에 의해 예시될 수 있다.
실시예 1: 본 발명에 따른 윤활유 조성물의 제조
본 발명에 따른 윤활유 조성물의 여러 가지 성분들이 표 2에 나타낸 제품들의 성질 및 양에 따라 혼합된다.
본 발명에 따른
윤활유 조성물
(wt%)
CL1 CL2 CL3 CL4
PAO - (Durasyn 164 Ineos) 64.2 44.2 24.2 44.2
그룹 V 오일 - 모노에스테르(Priolube 1414 Croda) 20 40 60 0
그룹 V 오일 - R3 = C12H25, m = 2.45, n = 1.97인 화학식 (B2)의 PAG 0 0 0 40
빗살모양 폴리머 - 빗살모양 폴리메타크릴레이트 (Viscoplex 3-200 Evonik) 6.2 6.2 6.2 6.2
첨가제 패킷(packet) -
Ca 술포네이트, 알킬화 및 입체장애 페놀 디페닐아민 유형의 산화 방지제, ZnDTP 2차, 바이숙신이미드 유형의 분산제		 8.6 8.6 8.6 8.6
마찰 방지제 - MoDTC (Sakuralube 525 Adeka) 1.0 1.0 1.0 1.0
본 발명에 따른 이들 윤활유 조성물의 특성을 표 3에 나타내었다.
윤활유 조성물
CL1 CL2 CL3 CL4
SAEJ300 등급 0W12 0W12 0W12 0W16
계산된 KV 130 (mm2.s-1) 4.62 4.32 4.63 4.79
KV100 - ISO 3104 (mm2.s-1) 6.950 6.43 6.995 7.191
KV40 - ISO3104 (mm2.s-1) 23.31 20.92 23.79 24.45
VI - ISO2909 284 296 283 287
HTHS (150　℃) - CEC L-036 (mPa.s) 2.24 2.17 2.15 2.83
CCS (-35　℃) - ASTM D5293 (mPa.s) / 839 / 1,415
실시예 2: 비교예 윤활유 조성물의 제조
비교예 윤활유 조성물의 여러 가지 성분들은 표 4에 제시된 제품들의 성질 및 양에 따라 달라진다.
비교예 조성물
(wt%)
CC1 CC2
PAO - (Durasyn 164 Ineos) 44,2 84,2
그룹 V 오일 - 모노에스테르 (Priolube 1414 Croda) 40 0
폴리머 - 선형 폴리메타크릴레이트 (Viscoplex 6-054 Evonik) 6,2 0
빗살모양 폴리머 - 빗살모양 폴리메타크릴레이트 (Viscoplex 3-200 Evonik) 0 6,2
첨가제 패킷 - Ca 술포네이트, 알킬화 및 입체장애 페놀 및 디페닐아민 유형의 산화 방지제, ZnDTP 2차, 바이숙신이미드 유형의 분산제 8,6 8,6
마찰 방지제 - MoDTC (Sakuralube 525 Adeka) 1,0 1,0
제1 비교예 윤활유 조성물(CC1)은 임의의 빗살모양 폴리메타크릴레이트를 포함하지 않고 선형 폴리메타크릴레이트를 포함한다. 제2 비교예 윤활유 조성물(CC2)은 그룹 V 오일을 함유하지 않고 그룹 IV 오일만을 함유한다. 이들 비교예 윤활유 조성물의 특성을 표 5에 나타내었다.
비교예 윤활유 조성물
CC1 CC2
SAEJ300 등급 0W12 0W16
계산된 KV 130 (mm2.s-1) 3.84 4.03
KV100 - ISO 3104 (mm2.s-1) 5.970 6.358
KV40 - ISO3104 (mm2.s-1) 23.08 26.19
VI - ISO2909 225 210
HTHS (150　℃) - CEC L-036 (mPa.s) 2.14 2.30
CCS (-35　℃) - ASTM D5293 (mPa.s) 968 2,268
실시예 3: 본 발명에 따른 윤활유 조성물(CL2 및 CL4) 및 비교예 윤활유 조성물(CC1)의 연료 저감 성능의 평가
WO 2012-025901의 실시예에 기재된 조건에 따른 여러 개의 시험 동안, 본 발명에 따른 윤활유 조성물에 의한 윤활 동안의 연료 소비는 기준 윤활유 조성물(베이스 오일 및 본 발명에 따른 조성물의 첨가제 패킷과 유사한 첨가제 패킷 - SAEJ300 등급 5W30)의 사용 동안의 연료 소비와 비교된다. 연료 소비 이득은 이러한 기준 윤활유 조성물의 사용으로 인한 연료 소비량을 기준으로 하여 평가된다. 얻어진 결과를 표 6에 나타내었다.
윤활유 조성물에 의해 얻어진 이득(%)
CL2 CL4 CC1
전체 NEDC 사이클 4.89 4.01 4.73
NEDC 사이클 냉간 ECE 단계 12.84 10.34 11.11
NEDC 사이클 혼합 도시 사이클 단계 7.48 5.58 6.03
이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 윤활유 조성물 CL2 및 CL4는 매우 현저한 연료 소비 이득을 얻을 가능성을 제공한다. 따라서, 본 발명에 따른 윤활유 조성물 CL2는 임의의 빗살모양 폴리메타크릴레이트를 포함하지 않는 비교예 윤활유 조성물 CC1에서 수득된 것보다 큰 이득을 가능하게 한다. 더욱이, 본 발명에 따른 윤활유 조성물 CL4는 또한, PAG 유형의 그룹 V 오일을 포함하여 현저한 이득의 가능성을 제공한다.
더욱 특히, 이로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 이들 윤활유 조성물은 저온 및 저속에서의 엔진 사이클에서 매우 현저한 연료 저감 이득의 가능성을 제공하며, 이는, 도시 조건하에서 훨씬 더 현저한 연료 절감 효과를 얻기 위한, 본 발명에 따른 이들 윤활유 조성물의 이점을 실증한다.
실시예 4: 본 발명에 따른 윤활유 조성물(CL1, CL2 및 CL3) 및 비교예 윤활유 조성물(CC2)의 트랙션 계수(traction coefficient)의 성능 평가
윤활유 조성물의 트랙션 계수를 평가하고, 얻어진 결과를 표 7에 나타내었다.
윤활유 조성물
CL1 CL2 CL3 CC2
트랙션 계수(MTM: T = 40　C, Ve= 1 m.-1, SRR = 부하(= 25 N)의 20% 0.019 0.018 0.016 0.023
따라서, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 매우 우수한 트랙션 계수를 갖는다. 이러한 결과로부터 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은, 본 발명에 따른 PAO 및 빗살모양 폴리머를 포함하지만 본 발명에 따른 어떠한 그룹 V 오일도 함유하지 않는, 그리고, 상이한 함량으로 그룹 V 오일을 함유하는 비교예 윤활유 조성물들과 비교하여, 마찰 계수를 감소시키고 그에 따라 연료 절감 이득을 개선할 가능성을 제공할 수 있다.
실시예 5: 본 발명에 따른 윤활유 조성물(CL1, CL2, CL3 및 CL4) 및 비교예 윤활유 조성물(CC2)의 엔진 청결도 성능의 평가
엔진 청결도 특성은 ASTM D7097 표준에 따라 TEOST MHT 시험에 의해 평가되며 얻어진 결과는 표 8에 나와 있으며 밀리그램 단위로 표시된다. 특히 대부분의 차량 제조업체의 경우 최대 허용치는 0Wxx 등급 오일에 대한 ILSAC 분류에 따라 35 mg이다.
윤활유 조성물
CL1 CL2 CL3 CL4 CC2
Teost MHT 로드(rod) 상에서의 침착(deposite) - ASTM D7097 (mg) 12.2 11.9 22.7 10.7 7.6
따라서, 본 발명에 따른 윤활유 조성물은 우수한 엔진 청결도를 유지하거나 심지어 엔진 청결도를 향상시키고, 또한 차량 산업에 의해 설정된 한계치를 준수할 가능성을 제공한다. 엔진 청결도에서의 이들 우수한 결과는 본 발명에 따른 그룹 V 오일의 다양한 함량을 사용하여 얻어진다는 것을 주목해야 한다.

Claims (21)

  1. 하기 식 (I)에 의해 정의되는 SAEJ300 분류에 따른 등급을 갖는 윤활유 조성물로서:
    <식 (I)>
    (X) W (Y)
    여기서,
    X는 0 또는 5를 나타내고;
    Y는 4 내지 20 범위의 정수를 나타내며;
    상기 윤활유 조성물은,
    (a) ASTM D445 표준에 따라 100 ℃에서 측정된 동점도가 1.5 내지 8 mm2·s-1의 범위인 적어도 하나의 폴리알파올레핀 오일(polyalphaolefinic oil: PAO);
    (b) 상기 윤활유 조성물의 10 내지 80 wt%를 차지하며, ASTM D445 표준에 따라 100 ℃에서 측정된 동점도가 1.5 내지 8 mm2·s-1의 범위인 적어도 하나의 그룹 V 오일; 및
    (c) 3개의 펜던트 사슬(pendant chain)이 적어도 50 개의 탄소 원자를 포함하는 빗살모양 폴리머(comb polymer)로서, 적어도 하나의 폴리올레핀과 적어도 하나의 폴리(알킬)메타크릴레이트의 코폴리머, 및 적어도 하나의 폴리올레핀과 적어도 하나의 폴리(알킬)아크릴레이트의 코폴리머 중에서 선택되는 적어도 하나의 빗살모양 폴리머;를 포함하며,
    상기 그룹 V 오일은 하기 화학식 (B1)으로 표시되는 모노에스테르 및 하기 화학식 (B2)로 표시되는 폴리알킬렌글리콜(PAG) 중에서 선택되는, 윤활유 조성물:
    <화학식 (B1)>

    여기서, R1은 14 내지 24개의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 분지형의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 나타내고,
    R2는 2 내지 18개의 탄소 원자를 포함하는 선형 또는 분지형의 포화 또는 불포화 탄화수소기를 나타내며;
    <화학식 (B2)>

    여기서, R3는 선형 또는 분지형의 C1-C30 알킬기를 나타내고,
    m 및 n은 독립적으로 1 내지 5 범위의 평균 개수를 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서, 0W4, 0W8, 0W12, 0W16, 0W20, 5W4, 5W8, 5W12, 5W16, 및 5W20 중에서 선택된 SAEJ300 분류에 따른 등급을 갖는 윤활유 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 윤활유 조성물에 대해 ASTM D445 표준에 따라 40 ℃에서 측정된 동점도가 12 내지 30 mm2·s-1의 범위인, 윤활유 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, ASTM D445 표준에 따라 100 ℃에서 측정된 상기 PAO의 동점도가 1.5 내지 6 mm2·s-1의 범위, 또는 2 내지 8 mm2·s-1의 범위, 또는 2 내지 6 mm2·s-1의 범위인, 윤활유 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 PAO의 중량평균 분자량은 500 달톤 미만인, 또는 50 내지 500 달톤의 범위인, 또는 50 내지 350 달톤의 범위인, 또는 50 내지 300 달톤의 범위인, 윤활유 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 윤활유 조성물의 중량을 기준으로 하여, 20 내지 80 wt%의 그룹 V 오일을 포함하는 윤활유 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 빗살모양 폴리머의 펜던트 사슬은, 올레핀의 중합 또는 공중합에 의해 얻어지는, 윤활유 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 빗살모양 폴리머는, 하기 화학식 (C2)의 올레핀 모노머와 하기 화학식 (C3)의 알킬-아크릴산 에스테르 또는 알킬-메타크릴산 에스테르 모노머의 공중합에 의해 제조되는, 윤활유 조성물:
    <화학식 (C2)>
    Figure 112023083274328-pct00018

    여기서,
    Q3는 선형 또는 분지형 C2-C8 알킬기; C3-C8 사이클로알킬기; 또는 C6-C10 아릴기;를 나타내고,
    Q4는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
    L1은 부타디엔의 1,4 부가 잔기; 적어도 하나의 C1-C6 알킬기로 치환된 부타디엔의 1,4 부가 잔기; 스티렌의 비닐 부가 잔기; 또는 적어도 하나의 C1-C6 알킬기로 치환된 스티렌의 비닐 부가 잔기;를 나타내고,
    L2는 부타딘에의 비닐 부가 잔기; C1-C6 알킬기로 치환된 부타디엔의 비닐 부가 잔기; 스티렌의 비닐 부가 잔기; 또는 적어도 하나의 C1-C6 알킬기로 치환된 스티렌의 비닐 부가 잔기;를 나타내고,
    k 및 j는 독립적으로 0 또는 1 내지 3,000 범위의 정수를 나타내고, k와 j의 합(k+j)은 7 내지 3,000 범위의 정수와 같으며,
    <화학식 (C3)>
    Figure 112023083274328-pct00019

    여기서,
    Q5는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
    Q6는 선형 또는 분지형의 C1-C26 알킬기를 나타낸다.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 빗살모양 폴리머는, 하기 화학식 (C4)의 올레핀 모노머와 하기 화학식 (C3)의 알킬-아크릴산 에스테르 또는 알킬-메타크릴산 에스테르 모노머의 공중합에 의해 제조되는, 윤활유 조성물:
    <화학식 (C4)>
    Figure 112023083274328-pct00020

    여기서,
    Q7은 C1-C6- 알킬기; 또는 C6-C10 아릴기;를 나타내고,
    Q8은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
    Q9, Q10 및 Q11은 독립적으로 수소 원자 또는 C1-C18 알킬기를 나타내고,
    x, y 및 z는 독립적으로 0, 또는 1 내지 3,000 범위의 정수를 나타내고,
    x, y 및 z의 합(x + y + z)은 7 내지 3,000 범위의 정수와 같으며,
    <화학식 (C3)>
    Figure 112023083274328-pct00021

    여기서,
    Q5는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고,
    Q6은 선형 또는 분지형의 C1-C26 알킬기를 나타낸다.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리알파올레핀 오일(PAO)(a)과 상기 그룹 V 오일(b)의 중량비(a/b)는 0.1 내지 4의 범위인, 윤활유 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 윤활유 조성물의 점도지수가 220 초과인, 윤활유 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윤활유 조성물은 차량 엔진의 윤활을 위한, 또는, 유럽 사이클 NEDC에 따른 도시 사이클 동안의 차량 엔진의 윤활을 개선하기 위해 사용되는, 윤활유 조성물.
  13. 제 1 항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윤활유 조성물은 차량 엔진의 윤활을 위한, 또는, 유럽 사이클 WLTP에 따른 도시 사이클 동안의 차량 엔진의 윤활을 개선하기 위해 사용되는, 윤활유 조성물.
  14. 제 1 항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윤활유 조성물은 차량 엔진의 윤활을 위한, 또는, 유럽 사이클 ECE에 따른 냉간 사이클(cold cycle) 동안의 차량 엔진의 윤활을 개선하기 위해 사용되는, 윤활유 조성물.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 윤활유 조성물은 하이브리드 차량의 엔진의 윤활을 위해 사용되는, 윤활유 조성물.
  16. 제 1 항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윤활유 조성물은 윤활유의 퓨얼 에코(Fuel Eco: FE)를 개선하기 위한, 또는, 엔진의 연료 소비를 감소시키기 위해 사용되는, 윤활유 조성물.
  17. 차량 엔진의 윤활을 위한, 또는, 유럽 사이클 NEDC에 따른 도시 사이클 동안의 차량 엔진의 윤활을 개선하기 위한 방법으로서, 제 1 항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 윤활유 조성물을 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 차량 엔진의 윤활을 위한, 또는, 유럽 사이클 WLTP에 따른 도시 사이클 동안의 차량 엔진의 윤활을 개선하기 위한 방법으로서, 제 1 항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 윤활유 조성물을 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
  19. 차량 엔진의 윤활을 위한, 또는, 유럽 사이클 ECE에 따른 냉간 사이클(cold cycle) 동안의 차량 엔진의 윤활을 개선하기 위한 방법으로서, 제 1 항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 윤활유 조성물을 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제 17 항에 있어서, 상기 윤활유 조성물은 하이브리드 차량의 엔진의 윤활을 위해 사용되는, 방법.
  21. 윤활유의 퓨얼 에코(Fuel Eco: FE)를 개선하기 위한, 또는, 엔진의 연료 소비를 감소시키기 위한 방법으로서, 제 1 항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 따른 윤활유 조성물을 사용하는 단계를 포함하는, 방법.
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