KR20120095957A

KR20120095957A - 청정 분산제 및 윤활유 조성물

Info

Publication number: KR20120095957A
Application number: KR1020127014793A
Authority: KR
Inventors: 준야 이와사끼; 이즈미 데라다
Original assignee: 이데미쓰 고산 가부시키가이샤
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-08-29
Also published as: EP2500405A4; US20120232287A1; CN102666816A; TW201125966A; JPWO2011055599A1; WO2011055599A1; EP2500405A1

Abstract

본 발명의 청정 분산제는 하기 화학식 1로 표시되는 질소 함유 화합물을 배합하여 이루어지고, 윤활유 조성물은 상기 청정 분산제를 배합하여 이루어진다. (식 중의 기호는 명세서에 기재된 바와 같음)
<화학식 1>

Description

청정 분산제 및 윤활유 조성물{DETERGENT DISPERSANT AND LUBRICATING OIL COMPOSITION}

본 발명은 청정 분산제, 및 상기 청정 분산제를 배합하여 이루어지는 윤활유 조성물에 관한 것이다.

종래, 무회계(無灰系)의 청정 분산제로서 숙신산이미드계 화합물이나 히드록시벤질아민계 화합물 등이 알려져 있다. 이들 청정 분산제는 윤활유에 배합했을 때의 미립자 분산성이 우수하기 때문에, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진 또는 2 사이클 엔진 등의 윤활유용 첨가제로서 널리 이용되고 있다. 또한, 이들 무회계 청정 분산제는 디알킬디티오인산아연, 금속계 청정제 등과의 상승 효과도 인정되어, 매우 중요한 윤활제용 첨가제의 하나이다.

한편, 상술한 숙신산이미드계나 히드록시벤질아민계 등의 무회계 청정 분산제는 고온에서의 청정성이나 안정성이 충분하지 않다.

따라서, 피리딘류, 피롤류, 피리미딘류, 피라졸류, 피리다진류, 이미다졸류 및 피라진류 등으로부터 선택되는 화합물에서 유래되는 복소환 골격을 갖는 복소환 화합물을 포함하는 무회계 청정 분산제가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조). 이 무회계 청정 분산제에 따르면, 가솔린 엔진이나 디젤 엔진에 적용한 경우에, 고온 안정성, 고온 청정성, 염기가 유지성 등이 우수하다는 기재가 있다(명세서 단락〔0010〕 등).

WO2008/153015호 공보

그러나, 특허문헌 1에 기재된 무회계 청정 분산제에 의해서도, 고온 안정성, 고온 청정성 및 염기가 유지성 등에 대해서 충분한 성능을 발휘하는 것이 곤란한 경우도 있다.

따라서, 본 발명은 고온 안정성, 고온 청정성 및 염기가 유지 성능이 우수한 청정 분산제, 및 상기 분산제를 배합하여 이루어지는 윤활유 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하에 나타내는 청정 분산제, 및 상기 청정 분산제를 배합하여 이루어지는 윤활유 조성물을 제공하는 것이다.

〔1〕하기 화학식 1로 표시되는 질소 함유 화합물을 배합하여 이루어지는 청정 분산제.

(식 중, X는 N(질소), O(산소), C(탄소), H(수소) 중 어느 하나의 원소를 나타내고, R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁶은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 아미노기, 아미드기, 수산기, 에테르기 및 카르보닐기 중에서 선택되는 적어도 1종의 치환기 또는 구조를 가질 수도 있는 전체 탄소수가 10 이상, 200 이하인 탄화수소기를 나타내고, R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁶은 서로 동일하거나 상이할 수도 있지만, 모두가 동시에 수소인 경우는 없고, R¹과 R², R⁴와 R⁵, R²와 R⁴는 환 구조로 되어있을 수도 있되, 단 X가 N일 때 R⁶은 없고, X가 O일 때 R⁵, R⁶은 없고, X가 H일 때 R⁴, R⁵, R⁶은 없음)

〔2〕상술한 청정 분산제에 있어서, 상기 X가 N(질소)인 것을 특징으로 하는 청정 분산제.

〔3〕상술한 청정 분산제에 있어서, 상기 화학식 1의 질소 함유 화합물의 수 평균 분자량이 120 이상, 5000 이하인 것을 특징으로 하는 청정 분산제.

〔4〕상술한 청정 분산제에 있어서, 상기 화학식 1의 질소 함유 화합물이 붕소를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 청정 분산제.

〔5〕상술한 청정 분산제를 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 윤활유 조성물.

〔6〕상술한 윤활유 조성물이 내연기관용 윤활유인 것을 특징으로 하는 윤활유 조성물.

본 발명의 청정 분산제를 배합하여 이루어지는 윤활유 조성물은 고온 안정성, 고온 청정성 및 염기가 유지 성능이 우수하다. 그 때문에, 특히 가솔린 엔진, 디젤 엔진 및 2 사이클 엔진과 같은 내연기관용으로서 바람직하다.

본 발명의 청정 분산제는 하기 화학식 1로 표시되는 질소 함유 화합물을 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

<화학식 1>

여기서, 식 중, X는 N(질소), O(산소), C(탄소) 및 H(수소) 중 어느 하나의 원소를 나타낸다. R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁶은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄화수소기이다. 단, 이 탄화수소기는 아미노기, 아미드기, 수산기, 에테르기 및 카르보닐기 중에서 선택되는 적어도 1종의 치환기 또는 구조를 가질 수도 있다. 또한, 이 탄화수소기의 전체 탄소수는 10 이상, 200 이하이다. 탄화수소기의 탄소수가 10 미만이거나 200을 초과하면, 청정 분산성이 저하될 우려가 있다.

R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁶은 서로 동일하거나 상이할 수도 있지만, 모두가 동시에 수소인 경우는 없다. R¹과 R², R⁴와 R⁵, R²와 R⁴는 환 구조로 되어있을 수도 있다. 상기한 환 구조 부분은 불포화 구조이거나 포화 구조일 수도 있다. 또한, 이 환 구조 부분의 탄소수는 2 이상, 12 이하인 것이 바람직하다.

상술한 화학식 1에서는, X가 N일 때 R⁶은 없고, X가 O일 때 R⁵, R⁶은 없고, X가 H일 때 R⁴, R⁵, R⁶은 없다.

화학식 1의 질소 함유 화합물로서는, 수 평균 분자량이 120 이상, 5000 이하인 것이 바람직하고, 200 이상, 4000 이하인 것이 보다 바람직하다. 수 평균 분자량이 120 미만이거나, 또는 5000을 초과하면, 청정 분산성이 저하될 우려가 있다.

화학식 1의 질소 함유 화합물은 이른바 구아니딘계 화합물 또는 아미딘계 화합물이라고 불리는 일군의 화합물을 포함하고 있다.

구아니딘계 화합물로서는, 예를 들면 하기 화학식 2부터 6까지의 질소 함유 화합물을 들 수 있다. 하기의 각 식에서 C₁₀, C₁₂로 기재되어 있는 것은 탄화수소기와 그의 탄소수를 의미한다. 이들 질소 함유 화합물을 배합하여 이루어지는 청정 분산제로서의 성능은 후술한 실시예에서 구체적으로 설명한다.

또한, 아미딘계 화합물로서는, 이하에 도시한 바와 같은 각종 질소 함유 화합물도 예시된다. 하기의 각 식에서 R, R'는 탄화수소기와 같은 유기기를 나타낸다.

상술한 화학식 1의 질소 함유 화합물은, 예를 들면 이하와 같이하여 제조할 수 있다.

(a) 화학식 1의 질소 함유 화합물에 있어서의 질소 함유 부위(예를 들면 구아니딘 골격이나 아미딘 골격을 갖는 화합물 또는 이들의 유도체의 해당 부위)와, (b) 탄소 원자만이나, 산소 원자, 질소 원자를 포함한 탄소수 10 이상, 200 이하의 알킬기, 알케닐기, 시클로알킬기 또는 아릴기를 갖는 화합물의 해당 부위를, 바람직하게는 몰비 (a):(b)=1:5부터 5:1까지의 비율로, 보다 바람직하게는 몰비 (a):(b)=1:2부터 2:1까지의 비율로 반응시킴으로써 화학식 1의 질소 함유 화합물을 바람직하게 얻을 수 있다. 이 반응 생성물을 그대로 이용할 수도 있고, 컬럼 크로마토그래피나 증류, 재결정 등에 의해 정제하여 이용할 수도 있다.

또한, 화학식 1의 질소 함유 화합물이 붕소를 더 함유할 수도 있다. 예를 들면, 상술한 바와 같이 하여 얻어진 질소 함유 화합물에 붕소 함유 화합물을 상기 질소 함유 화합물에 대하여 바람직하게는 몰비 1:0.01부터 1:10까지의 비율로, 보다 바람직하게는 1:0.05부터 1:5까지의 비율로 반응시킴으로써 붕소를 더 함유하는 질소 함유 화합물이 얻어진다. 질소 함유 화합물과 붕소 함유 화합물과의 반응은 50℃ 이상, 250℃ 이하의 온도에서 행하는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 반응 온도는 100℃ 이상, 200℃ 이하이다. 반응을 행할 때에 용제, 예를 들면 탄화수소유 등의 유기 용제를 사용할 수도 있다. 붕소 함유 화합물로서는, 예를 들면 산화붕소, 할로겐화붕소, 붕산, 붕산 무수물, 붕산에스테르 등을 사용할 수 있다.

화학식 1의 질소 함유 화합물의 구체적인 제조예로서는 (a) 1-아미디노피라졸염산염과 (b) 2-데실테트라데실아민을 -50℃ 이상, 200℃ 이하, 바람직하게는 -10℃ 이상, 150℃ 이하에서 반응시키면 된다. 이 반응은 무촉매이거나 촉매의 존재 하에서도 된다. 또한, 반응을 행할 때에, 예를 들면 헥산, 톨루엔, 크실렌, THF 및 DMF 등의 유기 용매를 사용할 수도 있다.

상술한 화학식 1의 질소 함유 화합물을 배합하여 이루어지는 본 발명의 청정 분산제는 윤활유 기유에 배합되어, 윤활유 조성물로서 바람직하게 사용된다. 예를 들면 화학식 1의 질소 함유 화합물을 그대로 청정 분산제로서 윤활유 기유에 배합할 수도 있고, 이른바 첨가제 패키지와 같이 다른 첨가제와 혼합한 것을 윤활유 기유에 배합할 수도 있다.

구체적으로는, 본 발명의 청정 분산제를 화학식 1의 질소 함유 화합물 환산량으로서, 조성물 전량 기준으로 0.01 질량％ 이상, 20 질량％ 이하의 비율로 윤활제 기유에 배합하여 윤활유 조성물로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 배합량은 0.05 질량％ 이상, 15 질량％ 이하의 범위이고, 더욱 바람직한 배합량은 0.1 질량％ 이상, 10 질량％ 이하의 범위이다. 배합량이 0.01 질량％ 미만이면 본 발명의 효과를 충분히 발휘할 수 없을 우려도 있다. 한편, 배합량이 20 질량％를 넘어도 효과의 향상은 그다지 바랄 수 없다.

여기서, 윤활유 기유로서는 광유 또는 합성유를 모두 사용할 수 있다. 광유로서는 예를 들면 파라핀계 광유, 나프텐계 광유, 방향족계 광유 등의 윤활유 중의 어느 것이어도 되고, 용제 정제, 수소화 정제 또는 수소화 분해 등의 어떠한 정제 방법을 거친 것이어도 사용할 수 있다. 합성유로서는 폴리페닐에테르, 알킬벤젠, 알킬나프탈렌, 에스테르유, 글리콜계 또는 폴리올레핀계 합성유 등을 사용할 수 있다. 이들 광유나 합성유는 단독으로 이용할 수도 있고, 혼합하여 이용할 수도 있다.

본 발명의 청정 분산제를 배합하여 이루어지는 윤활유 조성물은 상술한 효과를 발휘하기 때문에 가솔린 엔진, 디젤 엔진 및 2 사이클 엔진과 같은 내연기관용의 윤활유로서 바람직하게 이용되는데, 또한 기어유, 베어링유, 변속기유, 쇼크 업소버(shock absorber) 오일 또는 공업용 윤활유로서도 바람직하다.

또한, 본 발명의 청정 분산제는 윤활유용으로서 뿐만 아니라 연료유용의 첨가제로서도 동일한 효과를 발휘한다. 예를 들면, 본 발명의 청정 분산제를 연료유(탄화수소 등)에 배합하여 이루어지는 연료유 조성물은 내연기관의 기화기에의 협잡물 부착 방지 효과 및 부착물 제거 효과가 우수하다.

또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않은 범위에서, 윤활유에 통상 배합되는 산화방지제, 내마모제, 다른 청정 분산제, 점도 지수 향상제, 유동점 강하제 또는 그 밖의 첨가제를 병용할 수도 있다.

산화방지제로서는 페놀계 산화방지제, 아민계 산화방지제, 몰리브덴아민 착체계 산화방지제 및 황계 산화방지제 등을 들 수 있다. 페놀계로서는 비스페놀계 및 에스테르기 함유 페놀계인 것이 바람직하다. 아민계 산화방지제로서는 디알킬디페닐아민계 및 나프틸아민계인 것이 바람직하다. 산화방지제의 배합량은 윤활유 조성물 전량 기준으로, 0.1 질량％ 이상, 5 질량％ 이하 정도가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 질량％ 이상, 3 질량％ 이하 정도이다.

내마모제로서는 디티오인산아연, 인산아연, 디티오카르밤산아연, 디티오카르밤산 몰리브덴, 디티오인산 몰리브덴, 디술피드류, 황화올레핀류, 황화유지류, 황화에스테르류, 티오카보네이트류, 티오카르바메이트류, 폴리술피드류 등의 황 함유 화합물; 아인산에스테르류, 인산에스테르류, 포스폰산에스테르류, 및 이들의 아민염 또는 금속염 등의 인 함유 화합물; 티오아인산에스테르류, 티오인산에스테르류, 티오포스폰산에스테르류, 및 이들의 아민염 또는 금속염 등의 황 및 인 함유 내마모제를 들 수 있다. 이들 내마모제를 배합하는 경우, 바람직한 배합량은 조성물 전량 기준으로 0.05 질량％ 이상, 5 질량％ 이하 정도이다.

다른 청정 분산제로서는 무회계 분산제 및 금속계 청정제를 사용할 수 있다. 무회계 분산제로서는 윤활유용으로서 일반적으로 이용되는 임의의 무회계 분산제를 배합할 수 있다. 예를 들면, 모노 타입의 알케닐 또는 알킬숙신산이미드 화합물, 또는 비스 타입의 알케닐 또는 알킬숙신산이미드 화합물, 및 폴리아민 등을 들 수 있다. 또한, 알케닐 또는 알킬숙신산이미드 화합물 외에, 그의 붕소 유도체, 또는 이들을 유기산으로 변성한 것을 이용할 수도 있다. 알케닐 또는 알킬숙신산이미드 화합물의 붕소 유도체는 통상법에 의해 제조한 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리올레핀을 무수 말레산과 반응시켜 알케닐숙신산 무수물로 한 후, 추가로 폴리아민에 산화붕소, 할로겐화붕소, 붕산, 붕산 무수물, 붕산에스테르 또는 붕소산의 암모늄염 등의 붕소 화합물을 반응시켜 얻어지는 중간체를 반응시켜 이미드화시킴으로써 얻어진다.

상술한 붕소 유도체 중의 붕소 함유량에는 특별히 제한은 없지만, 통상 0.05 질량％ 이상, 5 질량％ 이하, 바람직하게는 0.1 질량％ 이상, 3 질량％ 이하이다.

모노 타입의 숙신산이미드 화합물, 또는 비스 타입의 숙신산이미드 화합물의 배합량은 조성물 전량 기준으로 0.5 질량％ 이상, 15 질량％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 질량％ 이상, 10 질량％ 이하이다. 배합량이 0.5 질량％ 미만이면 그의 효과가 발휘되기 어렵고, 또한 15 질량％를 넘어도 그의 배합량에 적합한 효과는 얻어지지 않는다. 또한, 숙신산이미드 화합물은 상기한 양을 배합하는 한, 단독 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.

금속계 청정제로서는 윤활유에 이용되는 임의의 알칼리토류 금속계 청정제가 사용 가능하고, 예를 들면 알칼리토류 금속 술포네이트, 알칼리토류 금속 페네이트, 알칼리토류 금속 살리실레이트 및 이들 중에서 선택되는 2종 이상의 혼합물 등을 들 수 있다. 이러한 금속계 청정제로서는 중성염, 염기성염, 과염기성염 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있고, 특히 과염기성 살리실레이트, 과염기성 페네이트, 과염기성 술포네이트 중 1종 이상과 중성 술포네이트와의 혼합물이 청정성, 내마모성의 관점보다 바람직하다. 금속계 청정제는, 통상 경질 윤활유 기유 등으로 희석된 상태로 시판되고 있고, 용이하게 입수 가능하다. 일반적으로, 그의 금속 함유량이 1 질량％ 이상, 20 질량％ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 금속 함유량은 2 질량％ 이상, 16 질량％ 이하이다. 또한, 금속계 청정제의 배합량은 조성물 전량 기준으로 0.01 질량％ 이상, 20 질량％ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 질량％ 이상, 10 질량％ 이하이다. 배합량이 0.01 질량％ 미만이면 그의 효과가 발휘되기 어렵고, 또한 20 질량％를 넘어도 그의 첨가에 적합한 효과는 얻어지지 않는다. 또한, 금속계 청정제는 상기한 배합량의 범위 내이면 단독일 수도 있고 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.

점도 지수 향상제로서는, 예를 들면 폴리메타크릴레이트, 분산형 폴리메타크릴레이트, 올레핀계 공중합체(예를 들면 에틸렌-프로필렌 공중합체 등), 분산형 올레핀계 공중합체, 스티렌계 공중합체(예를 들면 스티렌-디엔 공중합체, 스티렌-이소프렌 공중합체 등) 등을 들 수 있다. 점도 지수 향상제의 배합량은 배합 효과의 점에서, 조성물 전량 기준으로 0.5 질량％ 이상, 15 질량％ 정도이고, 바람직하게는 1 질량％ 이상, 10 질량％ 이하이다.

유동점 강하제로서는, 예를 들면 질량 평균 분자량이 5000 이상, 50,000 이하 정도의 폴리메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 유동점 강하제의 바람직한 배합량은 배합 효과의 점에서, 조성물 전량 기준으로 0.1 질량％ 이상, 2 질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.1 질량％ 이상, 1 질량％ 이하이다.

그 밖의 첨가제로서는 방청제, 금속 불활성화제, 소포제 및 계면활성제 등을 들 수 있다.

[실시예]

이하에, 본 발명에 대해서 실시예 및 비교예를 들어 더욱 상세히 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예 등에 전혀 한정되지 않는다.

〔제조예 1〕

500 ml의 플라스크에 2-데실테트라데실아민 20.0 g(0.057 mol), DMF 150 ml, 톨루엔 90 ml를 넣었다. 그것에 1-아미디노피라졸염산염 9.1 g(0.062 mol), 디이소프로필에틸아민 16.2 ml를 가하고, 실온에서 8시간 반응시켰다. 반응 후의 용액으로부터 용매를 증류 제거 후, 잔존물을 헥산 300 ml에 용해하고, 2 M 수산화나트륨 수용액과 물로 세정하였다. 세정 후의 용액을 황산마그네슘으로 건조 후, 헥산을 증류 제거하였다. 또한 이온 교환 수지(앰버라이트; Amberlite)를 이용하여 탈염하여 목적물을 얻었다. 얻어진 목적물은 상술한 화학식 2로 표시되는 질소 함유 화합물(2-데실테트라데실구아니딘)로서, 그의 수량은 23.7 g이었다.

〔제조예 2〕

200 ml의 플라스크에 디도데실살리실산메틸 40 g(0.082 mol), 디아미노프로판 12.1 g(0.164 mol), 톨루엔 10 ml를 가하고 30℃에서 36시간 반응시켰다. 반응 후의 용액에 헥산 200 ml를 가하여 수세하였다. 세정 후의 용액을 황산마그네슘으로 건조 후, 헥산을 증류 제거하였다. 다음으로, 300 ml의 플라스크에 얻어진 반응물 20 g(0.038 mol), DMF 90 ml, 톨루엔 60 ml를 넣었다. 그것에 1-아미디노피라졸염산염 6.2 g(0.042 mol), 디이소프로필에틸아민 10.8 ml를 가하고, 실온에서 8시간 반응시켰다. 용매를 증류 제거 후, 헥산 300 ml에 용해하고, 2 M 수산화나트륨 수용액과 물로 세정하였다. 황산마그네슘으로 건조 후, 헥산을 증류 제거하였다. 또한 이온 교환 수지(앰버라이트)를 이용하여 탈염하여 목적물을 얻었다. 얻어진 목적물은 상술한 화학식 3으로 표시되는 질소 함유 화합물로서, 그의 수량은 22.1 g이었다.

〔제조예 3〕

200 ml의 플라스크에 2-데실테트라데실메틸아닐린 3.0 g(0.007 mol)과 2-클로로-1,3-디메틸이미다졸리늄클로라이드 1.24 g(0.007 mol), 아세토니트릴 20 ml, 톨루엔 30 ml를 가하고, 0℃로 냉각하였다. 트리에틸아민 1.1 ml를 가하고, 30분교반한 후, 승온하고, 환류 조건 하에서 8시간 반응시켰다. 반응 생성물을 헥산 300 ml에 용해하고 12.5 M 수산화나트륨 수용액과 물로 세정하였다. 황산마그네슘으로 건조 후, 헥산을 증류 제거하였다. 얻어진 목적물은 상술한 화학식 4로 표시되는 질소 함유 화합물로서, 그의 수량은 3.2 g이었다.

〔제조예 4〕

2-데실테트라데실메틸아닐린 대신에 1-(2-데실테트라데실)-4-아미노이미다졸 3.0 g(0.007 mol)을 사용한 것 이외에는, 제조예 3과 동일하게 반응을 행하였다. 얻어진 목적물은 상술한 화학식 5로 표시되는 질소 함유 화합물로서, 그의 수량은 3.1 g이었다.

〔제조예 5〕

2-데실테트라데실메틸아닐린 대신에 2-데실테트라데실아민 2.5 g(0.007 mol)을 사용한 것 이외에는, 제조예 3과 동일하게 반응을 행하였다. 얻어진 목적물은 상술한 화학식 6으로 표시되는 질소 함유 화합물로서, 그의 수량은 2.6 g이었다.

〔제조예 6〕

300 ml의 플라스크에 제조예 1에서 합성한 2-데실테트라데실구아니딘 20 g(0.051 mol), 붕산 1.18 g(0.019 mmol)을 넣고, 교반하면서 질소 기류 하 150℃에서 4시간 반응시켰다. 그 후, 150℃에서 생성물을 감압 증류 제거하고 여과하여 목적물인 붕소 함유 질소 함유 화합물 20.5 g을 얻었다.

〔비교 제조예 1〕

2 L의 오토클레이브 중에, 폴리부텐(Mw: 987) 1,100 g, 브롬화세틸 6.4 g(0.021 mol), 무수 말레산 115 g(1.2 mol)을 넣고, 질소 치환하고, 240℃에서 5시간 반응시켰다. 그 후 215℃로 강온하고, 미반응된 무수 말레산과 브롬화세틸을 감압 증류 제거하고, 140℃로 강온하고 여과하였다. 얻어진 폴리부테닐 숙신산 무수물의 수량은 1,100 g이었다. 2 L의 세퍼러블 플라스크 중에, 얻어진 폴리부테닐 숙신산 무수물 500 g, 테트라에틸렌펜타민(TEPA) 64 g(0.34 mol), 150 뉴트럴 증류분의 광유 300 g을 넣고, 질소 기류 하 150℃에서 2시간 반응시켰다. 이어서, 200℃로 승온하고 미반응된 TEPA와 생성물을 감압 증류 제거하고, 140℃로 강온하고 여과하였다. 얻어진 폴리부테닐 숙신산이미드의 수량은 790 g이었다.

〔비교 제조예 2〕

폴리부텐(Mw: 987) 대신에 폴리부텐(Mw: 800) 915 g을 사용한 것 이외에는, 비교 제조예 1과 동일하게 반응을 행하였다. 얻어진 폴리부테닐 숙신산 무수물의 수량은 940 g이었다. 이어서, 얻어진 폴리부테닐 숙신산 무수물 500 g, 테트라에틸렌펜타민(TEPA) 76 g(0.40 mol), 150 뉴트럴 증류분의 광유 300 g를 사용하여, 비교예 1과 동일하게 반응을 행하였다. 얻어진 폴리부테닐 숙신산이미드의 수량은 810 g이었다.

〔비교 제조예 3〕

폴리부텐(Mw: 987) 대신에 폴리부텐(Mw: 445) 890 g, 브롬화세틸 11 g(0.036 mol), 무수 말레산 397 g(2.1 mol)을 사용한 것 이외에는, 비교 제조예 1과 동일하게 반응을 행하였다. 얻어진 폴리부테닐 숙신산 무수물의 수량은 990 g이었다. 이어서, 얻어진 폴리부테닐 숙신산 무수물 500 g, 트리에틸렌테트라민(TETA) 88 g(0.60 mol), 150 뉴트럴 증류분의 광유 300 g를 사용하여, 비교 제조예 1과 동일하게 반응을 행하였다. 얻어진 폴리부테닐 숙신산이미드의 수량은 820 g이었다.

〔실시예 1부터 6까지, 비교예 1부터 3까지〕

각 제조예에서 얻어진 질소 함유 화합물 및 각 비교 제조예에서 얻어진 숙신산이미드계 화합물을, 500 뉴트럴 증류분의 광유에 대하여 조성물 전량 기준으로 각각 10 질량％가 되도록 배합하여 평가용의 윤활유 조성물(공시유; 供試油)을 제조하였다.

이들 공시유에 대해서, 이하에 나타낸 바와 같이 핫튜브 시험 및 염기가 유지 성능 시험을 행하여, 배합된 청정 분산제의 성능을 평가하였다. 결과를 표 1에 나타내었다.

<핫튜브 시험>

내경 2 mm의 유리관 중에 공시유 0.3 밀리리터/hr, 공기 10 밀리리터/분을 유리관의 온도를 250℃로 유지하면서 16시간 계속 흘렸다. 유리관 중에 부착된 래커(퇴적물)와 색 견본을 비교하여, 투명한 경우에는 10점, 흑색인 경우에는 0점으로 하여 평점을 붙임과 동시에, 유리관에 부착된 래커 질량을 측정하였다. 평점이 높을수록, 또한 래커 질량이 적을수록 고성능인 것을 나타낸다.

<염기가 유지 성능 시험>

상술한 핫튜브 시험 후의 공시유를 회수하여, 염산법에 의해 염기가를 측정하였다. 이 염기가와 시험 전의 염기가를 비교하고, 잔존 염기가율(％)을 기초로 하여 염기가 유지 성능을 평가하였다. 잔존 염기가율이 높을수록 염기가 유지 성능이 높은 것을 나타낸다. 산출식은 이하와 같다.

잔존 염기가율=(잔존 염기가/초기 염기가)×100(％)

〔평가 결과〕

표 1의 결과로부터 본 발명의 청정 분산제를 배합한 실시예 1부터 6까지의 공시유는, 모두 고온에서의 안정성, 고온에서의 청정성 및 염기가 유지 성능이 우수하다는 것을 알 수 있다. 한편, 비교예 1부터 3까지의 공시유는 범용적으로 사용되는 무회계 청정 분산제를 배합한 것인데, 고온에서의 안정성, 고온에서의 청정성 및 염기가 유지 성능의 어느 점에서도, 각 실시예의 공시유보다 떨어져 있다.

본 발명은 청정 분산제, 및 상기 청정 분산제를 배합하여 이루어지는 윤활유 조성물에 이용할 수 있다.

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 질소 함유 화합물을 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 청정 분산제.
<화학식 1>

(식 중, X는 N(질소), O(산소), C(탄소), H(수소) 중 어느 하나의 원소를 나타내고, R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁶은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 아미노기, 아미드기, 수산기, 에테르기 및 카르보닐기 중에서 선택되는 적어도 1종의 치환기 또는 구조를 가질 수도 있는 전체 탄소수가 10 이상, 200 이하인 탄화수소기를 나타내고, R¹, R², R³, R⁴, R⁵ 및 R⁶은 서로 동일하거나 상이할 수도 있지만, 모두가 동시에 수소인 경우는 없고, R¹과 R², R⁴와 R⁵, R²와 R⁴는 환 구조로 되어있을 수도 있되, 단 X가 N일 때 R⁶은 없고, X가 O일 때 R⁵, R⁶은 없고, X가 H일 때 R⁴, R⁵, R⁶은 없음)
제1항에 있어서, 상기 X가 N(질소)인 것을 특징으로 하는 청정 분산제.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화학식 1의 질소 함유 화합물의 수 평균 분자량이 120 이상, 5000 이하인 것을 특징으로 하는 청정 분산제.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 화학식 1의 질소 함유 화합물이 붕소를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 청정 분산제.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 청정 분산제를 배합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 윤활유 조성물.
제5항에 있어서, 윤활유 조성물이 내연기관용 윤활유인 것을 특징으로 하는 윤활유 조성물.