KR20220047253A

KR20220047253A - 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용 윤활제에서의 비부식성 극압 및 마모방지 첨가제로서 인 화합물의 용도

Info

Publication number: KR20220047253A
Application number: KR1020227001743A
Authority: KR
Inventors: 쉬민 장; 하킴 엘-바히; 줄리엔 게랭
Original assignee: 토탈 마케팅 서비스
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2020-06-25
Publication date: 2022-04-15
Also published as: WO2020260462A1; EP3990590A1; ES3013925T3; JP2022538638A; EP3990590B1; US20220380697A1; CN114096646A; MX2021015549A; FR3097872A1; FR3097872B1

Abstract

본 발명은 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용 윤활제 조성물에서 황이 없고 아민 관능기가 없는 적어도 하나의 인 화합물의 마모방지 및 극압 첨가제로서의 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 황이 없고 아민 관능기가 없는 적어도 하나의 인 화합물을 마모 방지 및 극압 첨가제로서 포함하는 윤활제 조성물의,전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템을 윤활하고 선택적으로 냉각하기 위한, 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 전기 모터 및 파워 일렉트로닉스를 윤활 및 냉각하기 위한 용도에 관한 것이다.

Description

전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용 윤활제에서의 비부식성 극압 및 마모방지 첨가제로서 인 화합물의 용도

본 발명은 윤활 조성물 분야, 보다 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용 윤활 조성물 분야에 관한 것이다. 이는 보다 특히 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물의 이러한 윤활제에서의 유리하게 "비부식성(non-corrosive)" 극압 및 마모방지 첨가제로서 용도에 관한 것이다.

CO₂ 배출량을 줄이는 동시에 에너지 소비를 줄이기 위한 국제 표준의 개발은 자동차 제조업체가 연소 엔진에 대한 대체 방안을 제안하도록 동기를 부여하고 있다.

자동차 제조업체가 확인한 방안 중 하나는 연소 엔진을 전기 모터로 교체하는 것이다. 따라서 CO₂ 배출 감소에 대한 연구는 일부 자동차 회사에 의한 전기 자동차의 개발로 이어졌다.

본 발명의 의미에서 "전기 차량(electric vehicle)"은 유일한 추진 수단으로서 전기 모터를 포함하는 차량을 나타내는 반면, 하이브리드 차량은 결합된 추진 수단으로서 연소 엔진과 전기 모터를 포함한다.

본 발명의 의미에서 "추진 시스템(propulsion system)"은 차량의 추진에 필요한 기계적 구성요소를 포함하는 시스템을 의미한다. 따라서 전기 자동차의 추진 시스템은 보다 특히 (속도 조절 전용) 파워 일렉트로닉스의 회전자-고정자 어셈블리를 포함하는 전기 모터, 변속기 및 배터리를 포함한다.

일반적으로 말해서, 차량 추진 시스템의 다양한 구성요소 사이, 특히 엔진의 움직이는 금속 구성요소 사이의 마찰력을 주로 감소시키기 위한 목적으로 "윤활제(lubricant)"라고도 하는 윤활 조성물을 차량에 사용할 필요가 있다. 이러한 윤활 조성물은 조기 마모 또는 이러한 구성요소의, 더욱 특히 표면의 손상을 방지하는 데 추가적으로 효과적이다.

이를 달성하기 위해, 윤활제 조성물은 통상적으로 베이스 오일의 윤활 성능을 자극하기 위한, 뿐만 아니라 추가 성능 특성을 제공하기 위한 많은 첨가제와 일반적으로 조합되는 하나 이상의 베이스 오일로 구성된다.

보다 특히, 추진 시스템의 구성 요소, 특히 모터의 기계적 부품의 마모를 줄여 모터의 내구성 저하를 방지하기 위해 "마모방지(antiwear)" 첨가제로 알려진 첨가제가 고려된다.

다양한 마모방지 첨가제가 존재하며, 예시는 디머캅토티아디아졸, 폴리설파이드, 특히 황 함유 올레핀, 아민 포스페이트 또는 금속 알킬티오포스페이트, 보다 특히 아연 알킬티오포스페이트, 보다 구체적으로 아연 디알킬디티오포스페이트, 즉 ZnDTP와 같은 기타 인-황(phosphosulfur) 첨가제를 포함한다.

디머캅토티아디아졸, 아연 디티오포스페이트 또는 폴리설파이드와 같은 차량 모터용 윤활제에 현재 사용되는 마모방지 첨가제는 불행히도 부식성이 있다는 단점이 있다. 또한, 금속 디알킬디티오포스페이트와 같은 이온성 첨가제는 유체의 전기 절연력을 감소시킨다.

부식 문제는 전기 하이브리드 차량의 추진 시스템의 맥락에서 특히 중요할 수 있다. 보다 특히, 부식은 고정자 및 회전자 페어링의 권선, 추진 시스템의 센서, 유압 시스템의 솔레노이드 밸브뿐만 아니라 전기 모터의 회전자와 고정자 사이의 구름 베어링의 열화 위험을 초래할 수 있고, 이들은 일반적으로 구리를 기반으로 하므로 부식에 특히 민감하거나 추진 시스템에 존재하는 개스킷 또는 바니시에 영향을 미친다. 따라서 전기 또는 하이브리드 차량의 구동 시스템용 윤활제의 용도의 맥락에서, 부식 위험을 방지하는 것이 중요하다.

또한, 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템을 냉각할 수 있으려면 존재하는 전기 부품의 고장을 피하기 위해 윤활제가 효과적인 전기 절연체가 되어야 한다. 보다 특히, 전도성 윤활제는 고정자와 회전자의 권선 내에서 전류가 누출될 위험을 일으켜 추진 시스템의 효율성을 감소시키고 전기 부품에서 가능한 과열을 수반할 수 있고 심지어 시스템을 손상시킨다. 따라서 전기 자동차 또는 하이브리드 자동차의 구동 시스템에의 윤활제의 사용의 맥락에서, 윤활제가 우수한 전기 절연성뿐만 아니라 비부식성을 갖는 것이 중요하다.

본 발명은 구체적으로 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용 윤활제의 마모방지 특성을 향상시키면서, 통상적으로 사용되는 마모방지 시스템의 맥락에서 직면하는 부식 문제를 제거하는 수단을 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 적어도 하나의, 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물의, 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용 윤활 조성물에서 극압 및 마모방지 첨가제로서의 용도에 관한 것이다.

"극압 및 마모방지 첨가제(extreme pressure and antiwear additive)"는 윤활 조성물, 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 구동 시스템용 윤활 조성물에 사용되는 경우, 조성물의 마모방지 특성을 심지어 가혹한 압력 및/또는 온도 조건에서도 향상시키는 화합물을 나타낸다.

조성물의 마모방지 특성은 표준 ASTM D2670에 따라 보다 특히 평가될 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 이는 적어도 하나의, 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물을 극압 및 마모방지 첨가제로서 포함하는 윤활 조성물의 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템을 윤활 및 선택적으로 냉각하기 위한, 보다 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 전기 모터 및 파워 일렉트로닉스를 윤활 및 선택적으로 냉각하기 위한 용도에 관한 것이다.

하기 실시예에 예시된 바와 같이, 본 발명자들은 아민계 및/또는 황 함유 인 마모방지 첨가제와 대조적으로, 황이 없고 아민 관능기가 없는 이러한 종류의 인 극압 및 마모방지 첨가제, 보다 특히 트리아릴 포스페이트 에스터 타입의 인 극압 및 마모방지 첨가제가, 그들이 금속 표면, 보다 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템의 그것들과 접하고 있을 때 부식을 유도하지 않는다는 것을 관찰하였다.

화합물의 부식(corrosive) (또는 부식(corroding))력은 비부식성 매질, 예를 들어 하나 이상의 베이스 오일에 상기 테스트 화합물을 포함하는 조성물에의, 미리 정해진 직경의 구리 와이어의 침지된 시간의 함수로 상기 와이어의 전기 저항의 변화를 연구하는 테스트를 통해 평가할 수 있다. 이 전기 저항 값의 변화는 테스트 와이어의 직경 변화와 직접적인 상관 관계가 있다. 따라서, 본 발명의 맥락에서, 연구된 구리 와이어의 직경 손실이 상기 화합물을 포함하는 조성물에 80시간 동안 침지 후 0.5μm 이하, 보다 특히 20 시간 동안 침지 후 2μm 이하인 경우 화합물을 "비부식성(noncorrosive)"이라고 칭한다.

윤활제의 유전 특성은 특히 전기 비저항과 유전 손실(tan δ)로 표시되며 표준 IEC 60247에 따라 측정될 수 있다.

전기 비저항은 전류의 순환에 반대하는 물질의 용량을 나타낸다. 이는 옴-미터(Ω.m)로 표시된다. 비저항이 높을수록 윤활제의 전기 전도성이 낮다.

손실각 δ는 인가된 전압과 교류 전류 사이의 위상 차이의 상보적 각도이다. 이 계수는 줄 효과에 의한 에너지 손실을 반영한다. 따라서 가열 효과는 δ 값에 직접 연관된다.

차량 변속기에 사용되기 위해 의도된 윤활제는 일반적으로 주변 온도에서 1차수의 tan δ 값을 갖는다. tan δ 이 낮을수록, 윤활제의 전기 절연성이 높다.

본 발명에 따른 극압 및 마모방지 첨가제로서 사용되는 상기 인 화합물 또는 화합물들은 포스페이트 에스터 또는 포스파이트 에스터, 보다 특히 트리아릴 포스페이트 에스터 또는 트리아릴 포스파이트 에스터, 바람직하게는 트리(알킬-아릴) 포스페이트 또는 트리(알킬-아릴) 포스파이트 에스터, 및 유리하게는 트리페닐 포스페이트 에스터 또는 트리페닐 포스파이트 에스터로부터 선택된다.

전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용 윤활 조성물에서, 본 발명에 따른 하나 이상의, 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물을 도입함으로써 가능한 효과는 유리하게는 전기 또는 하이브리드 차량의 기능에 특히 해로울 수 있는 부식 효과를 일으키지 않으면서 조성물의 극압 및 마모방지 특성을 향상시키는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 조성물은 우수한 극압 및 마모방지 특성을 나타내면서 동시에 비부식성이다. 따라서, 본 발명에서 고려되는 바와 같이, 우수한 유전 특성을 보유하면서 부식 위험을 방지하는 것이 중요한 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템에 적용하기에 특히 유리한 것으로 판명되었다.

본 발명에 따른 조성물은 또한 제형화하기 쉽다는 이점이 있다. 보다 특히, 극압 및 마모방지 첨가제로서 본 발명에 따른 하나 이상의 비부식성 인 화합물을 사용함으로써, 이러한 윤활제에 추가적인 "부식방지" 첨가제를 사용할 필요성을 제거하는 것이 가능하며, 이러한 첨가제는 특히 부식성 첨가제의 사용으로 인해 발생하는 부식의 효과를 억제하도록 의도된 것이다.

본 발명은 또한 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템을 윤활하는 방법으로서, 적어도 하나의, 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물을 극압 및 마모방지 첨가제로서 포함하는 윤활 조성물과 상기 시스템의 적어도 하나의 기계적 구성요소를 접촉시키는 단계를 적어도 포함하는 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 윤활 조성물은 유리하게는 전기 또는 하이브리드 차량에서 전기 모터 자체, 보다 특히 전기 모터의 회전자와 고정자 사이에 위치한 구름 베어링, 및/또는 변속기, 보다 특히 감속 기어를 윤활하기 위해 사용된다.

본 발명자들은 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물을 극압 및 마모방지 첨가제로서 사용함으로써 향상된 마모방지 특성을 나타내고, 나아가 부식 효과를 일으키지 않는 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용 윤활 조성물을 얻을 수 있음을 보다 구체적으로 발견하였다.

도 1은 전기 또는 하이브리드 차량의 추진시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물의 용도의 다른 특징, 변형 및 이점은 설명의 목적으로 제공된 것이지 발명을 제한하는 것이 아닌 다음의 설명과 실시예를 읽으면 더욱 분명해질 것이다.

아래 본문에서 "... 사이의 ...", "...에서 ...까지의 범위" 및 "...에서 ...까지 달라지는"의 표현은 동등하며 달리 명시되지 않는 한 끝 지점이 포함됨을 의미한다.

본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제

앞서 명시된 바와 같이, 본 발명은 전기 또는 하이브리드 차량의 구동 시스템용 윤활제에서 황이 없고 아민 관능기가 없는 하나 이상의 인 화합물의 극압 및 마모방지 첨가제로서의 용도에 관한 것이다.

하기 본문에서, 그리고 달리 표시되지 않는 한, 용어 "본 발명에 따른 인 첨가제(또는 화합물)"는 본 발명에 따라 극압 및 마모방지 첨가제로서 사용되는 상기 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물 또는 화합물들을 나타내는 데 사용될 것이다.

본 발명의 의미에서 "황이 없는(free from sulfur)"은 본 발명에 따라 고려되는 극압 및 마모방지 첨가제가 황 원자를 포함하지 않는다는 사실을 특징짓는 것으로 의도된다.

본 발명의 의미에서 "아민 관능기가 없는(free from amine function)"은 본 발명에 따라 고려되는 극압 및 마모방지 첨가제가 아민 관능기를 포함하지 않는다는-즉, 어떠한 1차, 2차, 3차 또는 4차 아민기도 포함하지 않는다는 사실을 특징짓기 위한 것이다.

본 발명에 따라 고려되는 극압 및 마모방지 첨가제는 바람직하게는 질소 원자를 포함하지 않는다.

본 발명에 따른 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물은 조성물에 극압 및 마모방지 특성을 부여한다.

본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 유리하게는 부식성이 없으며, 이는 이들이 금속 표면, 보다 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템 구성요소의 표면과 접촉할 때 부식 효과를 일으키지 않는다는 것을 의미한다 .

본 발명에 따라 사용되는 인 극압 및 마모방지 첨가제는 더욱 특히 인산 유도체, 보다 특히 포스페이트 에스터, 포스파이트 에스터, 포스포네이트 에스터, 포스피네이트 에스터 및 포스핀 옥사이드로부터 선택될 수 있다.

보다 특히, 본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 하기 화학식 (I)을 가질 수 있다:

[화학식 1]

(I)

상기에서 s는 0 또는 1이고;

라디칼 X들은, 서로 독립적으로, -OR' 또는 R' 기를 나타내며, 상기에서 R'는 바람직하게는 1 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 기를 나타내고,

단, s가 0일 때 3개의 라디칼 X들은 기 -OR'를 나타내고, s가 1인 경우 3개의 라디칼 X들 중 2개 이상이 -OR' 기를 나타낸다.

한 특정 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 포스파이트 에스터로부터 선택되고, 보다 특히 s가 0인 상기 화학식 (I)에 따른다.

또 다른 특정 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 포스포네이트 에스터로부터 선택되고, 보다 특히 s가 1이고 3개의 라디칼 X들 중 2개가 -OR'기를 나타내는 상기 화학식 (I)에 따른다.

또 다른 특정 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 포스페이트 에스터로부터 선택되고, 보다 특히 s가 1이고 3개의 라디칼 X들이 -OR' 기를 나타내는 상기 화학식 (I)에 따른다.

상기 화학식 (I)의 탄화수소 기 R'들은 바람직하게는, 서로 독립적으로, 하기로부터 선택된다:

- 바람직하게는 C₁ 내지 C₂₄ 선형 또는 분지형 알킬 기;

- 바람직하게는 C₂ 내지 C₁₈ 선형 또는 분지형 알케닐 기;

- 바람직하게는 C₁ 내지 C₂₄ 알콕시알킬 기;

- 바람직하게는 C₃ 내지 C₈ 사이클로알킬 기;

- 바람직하게는 C₆ 내지 C₁₀ 아릴 기;

상기에서 상기 기 자체는 선택적으로 하나 이상의 탄화수소 기, 보다 특히 하나 이상의 알킬, 알케닐, 알콕시알킬, 시클로알킬 및/또는 아릴 기로 치환될 수 있다.

본 발명의 맥락에서:

- "알킬(alkyl)"은 선형 또는 분지형 포화 지방족 기를 의미한다. 예를 들어, C_x 내지 C_z 알킬은 선형 또는 분지형인 x 내지 z 탄소 원자의 포화 탄소 사슬을 나타내고;

- "알케닐(alkenyl)"은 선형 또는 분지형 불포화 지방족 기를 의미한다. 예를 들어, C_x 내지 C_z 알케닐 기는 선형 또는 분지형인 x 내지 z 탄소 원자의 불포화 탄소 사슬을 나타내고;

- "알콕시알킬(alkoxyalkyl)"은 적어도 하나의 알콕시 기를 갖는 알킬 기를 의미한다. 알콕시기는 R이 알킬기를 나타내는 -OR기이고;

- "시클로알킬(cycloalkyl)"은 고리형 알킬기를 의미하고; 예를 들어, C_x 내지 C_z 시클로알킬은 x 내지 z 탄소 원자의 고리형 탄소 기, 예를 들어 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실 또는 시클로헵틸을 나타내고;

- "아릴(aryl)"은, 보다 특히 6 내지 10개의 탄소 원자를 포함하는, 모노- 또는 폴리시클릭 방향족기를 의미한다. 아릴기의 예는 페닐 및 나프틸기를 포함한다.

하나의 바람직한 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 하기 화학식 (I')의 포스페이트 에스터로부터 선택된다:

[화학식 2]

(I')

상기에서, R₁, R₂ 및 R₃은, 서로 독립적으로, 바람직하게는 1 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 기를 나타내며, 보다 특히는 상기 정의된 바와 같다.

바람직하게는 R₁, R₂ 및 R₃은, 서로 독립적으로, 바람직하게는 C₂ 내지 C₁₈ 선형 또는 분지형 알킬 기; 바람직하게는 C₃ 내지 C₈ 사이클로알킬 기; 및 바람직하게는 C₆ 내지 C₁₀ 아릴기; 로부터 선택되고, 상기 시클로알킬 및 아릴 기는 선택적으로 하나 이상의 선형 또는 분지형 알킬기로 치환될 수 있다.

한 특정 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 R₁, R₂ 및 R₃이 동일하고 바람직하게는 상기 정의된 바와 같은 상기 화학식 (I')의 것이다.

이 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 유리하게는 트리아릴 포스페이트 에스터, 특히 트리(알킬-아릴) 포스페이트 에스터, 바람직하게는 트리페닐 포스페이트 에스터로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 바람직하게는 하기 화학식 (II)를 갖는다:

[화학식 3]

(II)

상기에서 R기들은, 서로 독립적으로, C₁ 내지 C₁₀, 더욱 특히 C₃ 내지 C₈의 선형 또는 분지형 알킬기를 나타내고, n은, 각 경우에 독립적으로, 0, 1 또는 2를 나타낸다.

바람직하게는 n=1이고, R은 파라 위치의 기들, 바람직하게는 C₃ 내지 C₆, 바람직하게는 분지형, 이소프로필기와 같은 알킬 기들을 나타낸다.

본 발명에 따른 인 마모방지 첨가제는 바람직하게는 -(R)_n 기들이 동일한 화학식 (II)의 것이다.

또 다른 바람직한 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 하기 화학식 (I'')의 포스파이트 에스터로부터 선택된다:

[화학식 4]

(I'')

상기에서, R₄, R₅ 및 R₆은, 서로 독립적으로, 바람직하게는 1 내지 24개의 탄소 원자를 갖는, 보다 특히는 상기 정의된 바와 같은 탄화수소 기를 나타낸다.

바람직하게는 R₄, R₅ 및 R₆은, 서로 독립적으로, 바람직하게는 C₂ 내지 C₁₈ 선형 또는 분지형 알킬 기; 바람직하게는 C₃ 내지 C₈ 사이클로알킬 기; 및 바람직하게는 C₆ 내지 C₁₀ 아릴기;로부터 선택되고, 상기 시클로알킬 및 아릴기는 선택적으로 하나 이상의 선형 또는 분지형 알킬기로 치환될 수 있다.

한 특정 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 R₄, R₅ 및 R₆이 동일하고, 바람직하게는 상기 정의된 바와 같은 화학식 (I'')의 것이다.

이 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 유리하게는 트리아릴 포스파이트 에스터, 및 특히 트리(알킬-아릴) 포스파이트 에스터, 바람직하게는 트리페닐 포스파이트 에스터로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제는 바람직하게는 하기 화학식 (II')를 갖는다:

[화학식 5]

(II')

상기에서, R기들은, 서로 독립적으로, C₁ 내지 C₁₀, 보다 특히 C₃ 내지 C₈의 선형 또는 분지형 알킬기를 나타내고, n은, 각 경우에 독립적으로, 0, 1 또는 2를 나타낸다.

바람직하게는, n=1이고, R은 파라 위치의 기들, 바람직하게는 C₃ 내지 C⁶, 바람직하게는 분지형, 이소프로필기와 같은 알킬 기들을 나타낸다.

본 발명에 따른 인 마모방지 첨가제는 바람직하게는 -(R)_n 기가 동일한 화학식 (II')의 것이다.

본 발명에 따른 인 마모방지 첨가제는 유리하게는 트리(이소프로필페닐) 포스페이트(CAS 68937-41-7) 및 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트(CAS 31570-04-4)로부터 선택된다.

본 발명의 맥락에서, 본 발명에 따라 고려되는 인 극압 및 마모방지 첨가제는, 적어도 2종의 인 화합물들, 보다 특히 상기 정의된 바와 같은 인 화합물들의 혼합물 형태를 취할 수 있는 것으로 이해된다.

본 발명에 따라 사용되는 인 화합물은 상업적으로 입수가능하거나, 또는 당업자에게 공지된 합성 기술에 의해 제조될 수 있다.

본 발명에 따라 고려되는, 보다 특히 상기 정의된 바와 같은, 인 극압 및 마모방지 첨가제 또는 첨가제들은 윤활 조성물의 총 중량에 대해 0.01 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 내지 3 중량%의 비율로 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용 윤활 조성물에 사용될 수 있다.

하나의 특히 바람직한 실시양태에 따르면, 본 발명에 따라 사용되는 인 극압 및 마모방지 첨가제 또는 첨가제들은, 보다 특히 상기 정의된 바와 같은 화학식 (II)의, 트리아릴 포스페이트 에스터고, 윤활 조성물의 총 중량에 대해 0.01 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 내지 3 중량%의 비율로 사용될 수 있다.

또 다른 특히 바람직한 실시양태에 따르면, 본 발명에 따라 사용되는 인 극압 및 마모방지 첨가제 또는 첨가제들은, 보다 특히 상기 정의된 바와 같은 화학식 (II')의, 트리아릴 포스파이트 에스터고, 윤활 조성물의 총 중량에 대해 0.01 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 내지 3 중량%의 비율로 사용될 수 있다.

본 발명에 따라 고려되는 윤활 조성물은 바람직하게는 아민 및/또는 황 마모방지 첨가제(들), 보다 특히 인을 포함하는 아민 및/또는 황 첨가제(들) 을, 10 중량% 미만, 보다 특히 5 중량% 미만으로 포함하거나 심지어는 함유하지 않는다.

본 발명에 따라 고려되는 윤활 조성물은 유리하게는, 본 발명에 따라 고려되는 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 첨가제와 상이한 마모방지 첨가제(들)를, 7.5 중량% 미만, 더욱 특히 3 중량% 미만으로 포함하거나 심지어는 함유하지 않는다.

윤활 조성물

본 발명에 따라 사용되는 조성물은 하나 이상의 본 발명에 따른, 보다 특히 상기 정의된 바와 같은 인 극압 및 마모방지 첨가제에 더하여, 윤활 조성물에서 통상적으로 고려되는 하나 이상의 베이스 오일, 및 또한 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.

베이스 오일

본 발명에 적합한 윤활 조성물은 하나 이상의 베이스 오일을 포함할 수 있다.

이러한 베이스 오일은 미네랄, 합성 혹은 천연, 동물성 또는 식물성 오일 또는 이들의 혼합물과 같은 일반적으로 윤활제 오일 분야에서 사용되는 베이스 오일로부터 선택될 수 있다.

베이스 오일은 2개 이상의 오일의 혼합물을 포함할 수 있고-예를 들어 2, 3, 또는 4개의 베이스 오일의 혼합물일 수 있다.

본 발명에 따라 고려되는 윤활 조성물의 베이스 오일은 보다 특히 API 분류에 의해 정의되고 아래 표 1에 제시되어 있는 등급에 따라 그룹 I 내지 V (또는 ATIEL 분류에 따른 등가물)에 속하는 미네랄 또는 합성 유래의 오일 또는 이들의 혼합물로일 수 있다.

	포화물 함량	황 함량	점도 지수 (VI)
그룹 I 미네랄 오일	< 90%	> 0.03%	80 ≤VI < 120
그룹 II 수소화 분해 오일	≥90%	≤ 0.03%	80 ≤ VI < 120
그룹 III 수소화분해 또는 수소화이성질화 오일	≥90%	≤ 0.03%	≥ 120
그룹 IV	폴리알파올레핀(PAO)
그룹 V	그룹 I 내지 IV에 속하지 않는 에스터 및 기타 베이스

미네랄 베이스 오일에는 원유를 대기 및 진공 증류, 이어서 용매 추출, 탈포(deasphalting), 용매 탈랍, 수소 처리, 수소화 분해, 수소화 이성질화 및 수소화 최종 처리와 같은 정제 작업에 의해 수득되는 모든 유형의 베이스 오일이 포함된다.바이오 원료로부터 공급될 수 있는 합성 및 미네랄 오일의 혼합물도 사용할 수 있다.

일반적으로, 특성, 특히 점도, 점도 지수, 또는 산화 저항성의 특성을 가져야 한다는 점을 제외하고는 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템에 사용하기에 적합한, 본 발명에 따라 사용되는 조성물을 제조하기 위한 다른 베이스 오일의 사용에 관한 제한은 없다.

본 발명에 따라 사용되는 조성물의 베이스 오일은 또한 카르복실산 및 알코올의 특정 에스터와 같은 합성 오일, 폴리알파올레핀 (PAO) 및 2 개 내지 8 개의 탄소원자, 보다 특히 2 개 내지 4 개의 탄소원자를 포함하는 알킬렌 옥사이드의 중합 또는 공중합에 의해 수득된 폴리알킬렌글리콜 (PAG)로부터 선택될 수 있다.

베이스 오일로 사용되는 PAO는 예를 들어 4 개 내지 32 개의 탄소원자를 포함하는 단량체, 예를 들어 옥텐 또는 데센으로부터 수득된다. PAO의 중량평균분자량은 매우 다양할 수 있다. 바람직하게는, PAO의 중량평균분자량은 600 Da 미만이다. PAO의 중량평균분자량은 또한 100 내지 600 Da, 150 내지 600 Da 또는 200 내지 600 Da 범위일 수 있다.

본 발명에 따라 사용되는 조성물의 베이스 오일 또는 오일들은 유리하게는 폴리알파올레핀 (PAO), 폴리알킬렌 글리콜(PAG), 카르복실산 및 알코올의 에스터 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.

본 발명에 따라 사용되는 조성물 내의 베이스 오일 또는 오일들은 바람직하게는 그룹 III, IV 또는 V 오일 및 이들의 혼합물로부터 선택되고, 그룹 III 베이스 오일이 바람직하다.

대안적인 구현예에 따르면, 본 발명에 따라 사용되는 조성물의 베이스 오일 또는 오일들은 그룹 II 베이스 오일로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 적합한 조성물에 사용되는 베이스 오일의 함량을 조정하는 것은 당업자의 몫이다.

본 발명에 따라 고려되는 윤활 조성물은 그의 총 중량에 대해 적어도 50 중량%의 베이스 오일(들), 보다 특히 그의 총 중량에 대해 60 중량% 내지 99 중량%, 더욱 특히 70 중량% 내지 98 중량%, 바람직하게는 80 중량% 내지 98 중량%의 베이스 오일(들)을 포함할 수 있다.

추가 첨가제

본 발명에 적합한 윤활 조성물은 본 발명에 따라 고려되는 인 극압 및 마모방지 첨가제와 상이한, 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용 윤활제에 사용되기에 적합한 어떤 타입의 첨가제도 포함할 수 있다.

사용되는 첨가제의 성질 및 양은 윤활 조성물의 특성, 보다 특히 본 발명에 따른 인 극압 및 마모방지 첨가제 또는 첨가제들에 의해 부여되는 특성에 반대되는 영향을 미치지 않도록 선택되는 것으로 이해될 것이다.

전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템의 윤활 및/또는 냉각 분야의 당업자에게 공지된 이러한 첨가제는, 마찰 개질제, 점도 지수 개질제, 극압 첨가제, 본 발명에 따른 인 극압 마모방지 첨가제와 다른 극압 첨가제, 세제, 분산제, 산화방지제, 유동점 강하제, 소포제 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.

유리하게는, 본 발명에 적합한 조성물은 산화방지제, 세제, 분산제, 유동점 강하제, 소포제 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 추가 첨가제를 포함한다.

이러한 첨가제는 개별적으로 및/또는 ACEA(Association des Constructeurs Europe'ens d'Automobiles) 및/또는 API(American Petroleum Institute)에 의해 정의된 성능 수준의, 당업자에게 잘 알려져 있는, 차량 모터용 상용 윤활제 제형으로 이미 판매되는 것과 같은 혼합물 형태로 도입될 수 있다.

본 발명에 적합한 윤활 조성물은 적어도 하나의 마찰 개질 첨가제를 포함할 수 있다. 마찰 개질 첨가제는 금속 원소를 공급하는 화합물 및 무회분(ash-free) 화합물로부터 선택될 수 있다. 금속 원소를 공급하는 화합물은, 리간드가 산소, 질소, 황 또는 인 원자를 포함하는 탄화수소 화합물일 수 있는, Mo, Sb, Sn, Fe, Cu, Zn과 같은 전이 금속의 착물을 포함한다. 무회분 마찰 개질 첨가제는 일반적으로 유기 유래의 것이며 지방산 및 폴리올의 모노 에스터, 알콕실화 아민, 알콕실화 지방 아민, 지방 에폭사이드, 지방 에폭사이드 보레이트, 지방 아민 또는 지방산의 글리세롤 에스터 중에서 선택될 수 있다. 본 발명에 따르면, 지방 화합물은 탄소 원자 10 내지 24 개를 포함하는 하나 이상의 탄화수소기를 포함한다.

본 발명에 적합한 윤활제 조성물은 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 2 중량% 또는 0.01 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 1.5 중량% 또는 0.1 중량% 내지 2 중량%의 마찰 개질 첨가제를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 윤활 조성물은 적어도 하나의 산화 방지 첨가제를 포함할 수 있다.

산화 방지 첨가제는 일반적으로 사용중인 조성물의 분해를 지연시킬 수 있다. 이러한 분해는 특히 침전물의 형성, 슬러지의 존재 또는 조성물의 점도 증가로 나타날 수 있다.

산화 방지 첨가제는 특히 자유 라디칼 억제제 또는 과산화수소 파괴제로 작용한다. 일반적으로 사용되는 산화 방지 첨가제는 페놀성 산화 방지 첨가제, 아민 타입 산화 방지 첨가제, 인-황 기반 산화 방지 첨가제를 들 수 있다. 이러한 산화 방지 첨가제 중 일부, 예를 들어 인-황 기반 산화 방지 첨가제는, 예를 들어, 회분 발생제일 수 있다. 페놀성 산화 방지 첨가제는 회분이 없거나 중성 또는 염기성 금속염의 형태일 수 있다. 산화 방지 첨가제는 특히 입체 힌더드 페놀, 입체 힌더드 페놀 에스터 및 티오에테르 브릿지를 포함하는 입체 힌더드 페놀, 디페닐아민, 적어도 하나의 C₁-C₁₂ 알킬기로 치환된 디페닐아민, N,N'-디알킬-아릴-디아민, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다.

바람직하게는 본 발명에 따르면, 입체 힌더드 페놀은 알코올 관능기를 갖는 탄소에 인접한 적어도 하나의 탄소가 적어도 하나의 C₁-C₁₀ 알킬기, 바람직하게는 C₁-C₆ 알킬기, 바람직하게는 C₄ 알킬기, 바람직하게는 tert-부틸기로 치환된 페놀기를 포함하는 화합물로부터 선택된다.

아민 화합물은선택적으로 페놀 기반 산화 방지 첨가제와 조합하여 사용될 수 있는 또 다른 부류의 산화 방지 첨가제다. 아민 화합물의 예는 방향족 아민, 예를 들어 화학식 NR⁴R⁵R⁶의 방향족 아민이고, 상기에서 R⁴는 선택적으로 치환된 지방족 기 또는 방향족 기를 나타내고, R⁵는 임의로 치환된 방향족 기를 나타내고, R⁶은 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 화학식 R⁷S(O)_zR⁸의 기를 나타내고, 여기에서 R⁷은 알킬렌기 또는 알케닐렌기를 나타내고, R⁸은 알킬기, 알케닐기 또는 아릴기를 나타내고, z는 0, 1 또는 2를 나타낸다.

황화 알킬 페놀 또는 이들의 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 염도 산화 방지 첨가제로 사용될 수 있다.

산화 방지 첨가제의 또 다른 부류는 구리 화합물의 그것이고, 예를 들어 구리 티오 또는 디티오포스페이트, 카르복실산의 구리 염 및 구리 디티오 카르바메이트, 설포네이트, 페네이트 및 아세틸아세토네이트이다. 구리 I 및 II 염 및 숙신산 또는 무수물 염도 사용될 수 있다.

본 발명에 따라 사용되는 윤활 조성물은 당업자에게 공지된 임의의 타입의 산화 방지 첨가제를 포함할 수 있다.

유리하게는, 본 발명에 따라 사용되는 윤활 조성물은 적어도 하나의 무회분(ash-free) 산화 방지 첨가제를 포함한다.

본 발명에 따라 사용되는 윤활 조성물은 조성물의 총 중량에 대하여 0.5 중량% 내지 2 중량%의 적어도 하나의 산화 방지 첨가제를 포함할 수 있다.

본 발명에 적합한 윤활 조성물은 또한 적어도 하나의 세제 첨가제를 포함할 수 있다.

세제 첨가제는 일반적으로 산화 및 연소 부산물을 용해시켜 금속 구성요소 표면에 침전물 형성을 줄일 수 있다.

본 발명에 따라 사용되는 윤활 조성물에 사용될 수 있는 세제 첨가제는 일반적으로 당업자에게 공지되어 있다. 세제 첨가제는 긴 친유성 탄화수소 사슬 및 친수성 헤드를 포함하는 음이온성 화합물일 수 있다. 결합된 양이온은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 금속 양이온일 수 있다.

세제 첨가제는 카르복실산, 설포네이트, 살리실레이트 및 나프테네이트의 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염, 그리고 또한 페네이트 염으로부터 우선적으로 선택된다. 알칼리 금속 및 알칼리 토금속은 우선적으로는 칼슘, 마그네슘, 나트륨 또는 바륨이다.

이러한 금속염은 일반적으로 화학양론적 양 또는 초과량, 따라서 화학양론적 양보다 더 많은 양으로 금속을 포함한다. 그리고 그들은 과염기성 세제 첨가제이다; 과량의 금속은 세제 첨가제에 과염기화된 성질을 부여하고, 일반적으로 오일에 불용성인 금속염, 예를 들어 카보네이트, 하이드록사이드, 옥살레이트, 아세테이트 또는 글루타메이트, 바람직하게는 카보네이트의 형태이다.

본 발명에 적합한 윤활제 조성물은 예를 들어, 조성물의 총 중량에 대해 2 중량% 내지 4 중량%의 세제 첨가제를 포함할 수 있다.

본 발명에 따라 사용되는 윤활 조성물은 마찬가지로 적어도 하나의 분산제를 포함할 수 있다.

분산제는 만니히 염기(Mannich bases), 숙신이미드 및 그의 유도체로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따라 사용되는 윤활 조성물은 예를 들어, 조성물의 총 중량에 대해 0.2 중량% 내지 10 중량%의 분산제(들)를 포함할 수 있다.

본 발명에 적합한 윤활 조성물은 적어도 하나의 소포제를 더 포함할 수 있다.

소포제는 실리콘으로부터 선택할 수 있다.

본 발명에 적합한 윤활 조성물은, 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 중량% 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 2 중량%의 소포제를 포함할 수 있다.

본 발명에 적합한 윤활제 조성물은 또한 적어도 하나의 유동점 강하제(pour-point depressant; PPD)를 포함할 수 있다.

파라핀 결정의 형성을 늦춤으로써, 일반적으로 유동점 강하제는 조성물의 저온 거동을 개선한다. 유동점 강하제의 예는 폴리알킬 메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아릴아미드, 폴리알킬페놀, 폴리알킬나프탈렌 및 알킬화 폴리스티렌을 포함한다.

이러한 종류의 윤활 조성물의 제형화의 관점에서, 본 발명에 따른 상기 인 마모방지 첨가제 또는 첨가제들은 베이스 오일 또는 베이스 오일의 혼합물에 첨가될 수 있으며, 나머지, 보완 첨가제는 포함하는 이후에 추가된다.

본 발명에 따른 상기 인 극압 및 마모방지 첨가제 또는 첨가제들은 대안적으로 특히 하나 이상의 베이스 오일 및 선택적으로 추가 첨가제를 포함하는 종래의, 기존에 존재하던 윤활 제형에 첨가될 수 있다.

본 발명에 따른 상기 인 극압 및 마모방지 첨가제 또는 첨가제들은 대안적으로 하나 이상의 추가 첨가제와 조합될 수 있고, 이렇게 형성된 첨가제 "패키지"는 베이스 오일 또는 베이스 오일의 혼합물에 첨가될 수 있다.

본 발명에 따라 사용되는 윤활제 조성물은 유리하게는 표준 ASTM D445에 따라 100℃에서 측정된 1 내지 15 mm²/s 범위, 보다 특히 3 내지 10 mm²/s 범위의 동점도를 갖는다.

본 발명에 따라 사용되는 윤활제 조성물은 유리하게는 표준 ASTM D445에 따라 40℃에서 측정된 3 내지 80 mm²/s, 보다 특히 15 내지 70 mm²/s 범위의 동점도를 갖는다.

본 발명에 따라 사용되는 윤활 조성물은 유리하게는 화학식 (X)W(Y)에 의해 정의된 SAEJ300 분류에 따른 등급일 수 있으며, 상기에서 X는 0 또는 5를 나타내고 Y는 4 내지 20 범위, 보다 특히 4 내지 16 또는 4 내지 12 범위의 정수를 나타낸다.

본 발명에 따라 사용되는 윤활 조성물은 유리하게는 90℃에서 측정된 5 내지 10,000 Mohm.m, 보다 바람직하게는 6 내지 5000 Mohm.m의 전기 비저항 값을 갖는다.

또한, 본 발명에 따라 사용되는 윤활 조성물은 90℃에서 측정된 0.01 내지 30, 보다 바람직하게는 0.02 내지 25, 더욱 바람직하게는 0.02 내지 10의 유전 손실을 나타낸다.

바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 따라 제형화되는 윤활 조성물은 다음을 포함하거나 심지어 다음으로 이루어질 수 있다:

- 베이스 오일, 또는 베이스 오일의 혼합물, 바람직하게는 그룹 III 베이스 오일 및 그룹 IV 또는 V 베이스 오일로부터 선택된 것인 베이스 오일 또는 베이스 오일의 혼합물;

- 황이 없고 아민 관능기가 없는 하나 이상의 인 화합물, 보다 특히 상기에서 정의된, 바람직하게는 트리아릴 포스페이트 에스터 타입의, 보다 특히 상기 정의된 화학식 (II)을 따르는 황이 없고 아민 관능기가 없는 하나 이상의 인 화합물;

- 선택적으로 산화방지제, 세제, 분산제, 유동점 강하제, 소포제 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 추가 첨가제.

본 발명에 따라 제형화되는 윤활 조성물은 바람직하게는 다음을 포함하거나 심지어 다음으로 이루어질 수 있다:

-0.1 중량% 내지 5 중량%, 보다 특히 0.5 중량% 내지 3 중량%의, 황이 없고 아민 관능기가 없는 하나 이상의 인 화합물, 바람직하게는, 보다 특히 상기 정의된 화학식 (II)을 따르는, 트리아릴 포스페이트 에스터, 및, 보다 특히 상기 정의된 화학식 (II')을 따르는, 트리아릴 포스파이트 에스터로부터 선택되는, 보다 바람직하게는 트리(이소프로필페닐) 포스페이트 및 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트로부터 선택되는 것인 황이 없고 아민 관능기가 없는 하나 이상의 인 화합물

-50 중량% 내지 99.5 중량%, 보다 특히 60 중량% 내지 99.9 중량%의 하나 이상의 베이스 오일, 바람직하게는 그룹 III 베이스 오일, 그룹 IV 또는 V 베이스 오일 및 이들의 혼합물로부터 선택된 것인 베이스 오일;

- 선택적으로 0.1 중량% 내지 5 중량%의, 산화방지제, 세제, 분산제, 유동점 강하제, 소포제 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제;

상기에서 함량은 상기 윤활제 조성물의 총 중량에 대해 표현된다.

활용

전술한 바와 같이, 본 발명에 따라 제형화된 조성물은 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용, 보다 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템의 모터 및 파워 일렉트릭스용 윤활제로서 사용된다.

따라서, 본 발명은 극압 및 마모방지 첨가제, 바람직하게는 유일한 극압 및 마모방지 첨가제로서, 하나 이상의, 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물, 보다 특히 위에서 정의된 바와 같은, 바람직하게는 트리아릴 포스페이트 에스터 타입의, 보다 특히는 상기 정의된 바와 같은 화학식 (II)를 따르는 인 화합물을 포함하는, 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템을 윤활하기 위한, 보다 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 전기 모터 및 파워 일렉트릭스를 윤활하기 위한 상기 정의된 바와 같은 조성물의 용도에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 윤활 조성물의 첨가제로서, 하나 이상의, 보다 특히 위에서 정의한 바와 같은, 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물의, 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템의 구성요소의, 보다 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 고정자 및 회전자의 권선의, 추진 시스템의 센서의, 또는 유압 시스템의 솔레노이드 밸브의, 뿐만 아니라 전기 모터의 고정자 및 회전자 사이에 위치하는 구름 베어링의, 및/또는 변속기, 보다 특히 감속 기어의, 마모를 감소시키는 동시에 부식을 일으키지 않는 용도에 관한 것이다.

도 1에 개략적으로 나타낸 바와 같이, 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템은 특히 전기 모터 부품(1), 전기 배터리(2) 및 변속기, 보다 특히 감속 기어(3) 를 포함한다.

전기 모터는 일반적으로 고정자(13) 및 회전자(14)에 연결된 파워 일렉트로닉스(11)를 포함한다. 고정자는 코일, 보다 특히 교류 전류와 공급되는 구리 코일을 포함한다. 이것은 회전 자기장의 생성을 가능하게 한다. 회전자는 코일, 영구 자석 또는 기타 자성 재료로 구성되며 회전하는 자기장에 의해 회전한다.

구름 베어링(12)은 일반적으로 고정자(13)와 회전자(14) 사이에 삽입된다. 변속기, 보다 특히 감속 기어(3)는 전기 모터의 출구에서 회전 속도를 줄일 수 있고, 바퀴에 전달되는 속도를 조정할 수 있고, 동시에 차량의 속도를 제어할 수 있게 한다.

구름 베어링(12)은 특히 높은 기계적 응력을 받고 작동에 의한 마모 문제를 야기한다. 따라서 이의 작동 수명을 늘리려면 구름 베어링을 윤활해야 한다. 또한 감속 기어 또한 높은 마찰 응력을 받기 때문에 너무 빨리 손상되는 것을 방지하기 위해 적절하게 윤활되어야 한다.

따라서, 본 발명은 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 전기 모터를 윤활하기 위한, 특히 전기 모터의 회전자와 고정자 사이에 위치한 롤링 베어링을 윤활하기 위한 전술한 바와 같은 조성물의 용도에 관한 것이다.

본 발명은 또한 전기 또는 하이브리드 차량에서 변속기, 보다 특히 감속 기어를 윤활하기 위한 전술한 바와 같은 조성물의 용도에 관한 것이다.

유리하게는, 본 발명에 따른 조성물은 따라서 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템의 다양한 부분, 특히 전기 또는 하이브리드 차량에서 전기 모터의 회전자와 고정자 사이에 위치한 구름 베어링, 및/또는 변속기, 보다 특히 감속 기어를 윤활하기 위해 사용될 수 있다.

유리하게는, 앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 윤활 조성물은 비부식성이면서 우수한 극압 및 마모방지 성능을 갖는다.

다른 측면에 따르면, 본 발명은 또한 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템의 적어도 하나의 구성요소, 특히 전기 모터의 회전자와 고정자 사이에 위치된 구름 베어링; 및/또는 변속기, 보다 특히 감속 기어를 윤활하기 위한, 적어도 하나의 구성요소를 전술한 바와 같은 조성물과 접촉시키는 단계를 적어도 포함하는 방법에 관한 것이다.

따라서, 본 발명은 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템의 적어도 하나의 부품, 특히 전기 모터의 회전자와 고정자 사이에 위치한 구름 베어링, 및/또는 변속기, 보다 특히 감속 기어의 마모를 감소시키고 동시에 부식을 유발하지 않는 방법을 제안하고, 상기 방법은 적어도 하나의 구성요소를 전술한 바와 같은 조성물과 접촉시키는 단계를 적어도 포함한다.

본 발명에 따라 사용되는 조성물 및 이의 용도에 대해 설명된 모든 특징 및 선호도가 이 공정에도 적용된다.

또한 추진 시스템의 다양한 구성요소에 전기 절연을 제공하는 것이 유리할 수 있다.

따라서, 한 특정 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은 윤활 특성뿐만 아니라 우수한 전기 절연 특성을 나타낼 수 있다.

이 실시양태에 따르면, 본 발명에 따른 조성물은, 전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템의 하나 이상의 구성요소를 윤활하기 위해, 보다 특히 센서 및 모터의 솔레노이드 밸브, 구름 베어링뿐만 아니라 전기 모터의 회전자와 고정자에 위치한 권선을 윤활하기 위해, 또는 특히 전기 또는 하이브리드 차량에서 발견되는 변속기, 보다 특히 기어, 센서, 솔레노이드 밸브 또는 감속 기어를 윤활하기 위해, 동시에 상기 추진 시스템의 적어도 하나의 구성요소, 특히 배터리, 모터 또는 파워 일렉트로닉스를 전기적으로 절연하기 위해 사용될 수 있다.

이러한 구현 변형의 맥락에서, 본 발명에 따라 고려되는 윤활제 조성물은 유리하게는 표준 ASTM D445에 따라 100℃에서 측정된 2 내지 8 mm²/s, 바람직하게는 3 내지 7 mm²/s의 동점도를 갖는다.

전술한 용도가 조합될 수 있음이 이해될 것이다: 상기 기재된 바와 같은 조성물은 윤활제, 전기 절연체 및, 또한 전기 또는 하이브리드 차량의 모터, 배터리 및 변속기용 냉각 유체로서 사용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 본 발명에 따른 조성물의 특정한, 유리하거나 바람직한 특징은 또한 특정한, 유리한 또는 바람직한 본 발명에 따른 용도를 마찬가지로 정의하는 것을 가능하게 한다.

본 발명은 이제 말할 필요도 없이 본 발명의 예시로서 본 발명을 한정하지 않을 목적으로 주어진 하기 실시예에 의해 설명될 것이다.

실시예

다양한 조성이 평가되었다:

- 본 발명에 따른 인 화합물 A 트리(이소프로필페닐) 포스페이트를 포함하는 조성물 C1;

- 본 발명에 따른 인 화합물 B 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐) 포스파이트를 포함하는 조성물 C2;

- 극압 및 마모방지 화합물로서, 본 발명에 따르지 않는, 알려진 인-황 화합물 C 트리페닐 포스포로티오네이트를 포함하는 조성물 C3; 및

- 마모방지 화합물로서, 본 발명에 따르지 않는, 이름 Irgalube 349으로 판매되는, 알려진 아민 및 포스페이트 화합물 D의 혼합물을 포함하는 조성물 C4;

- 마모방지 화합물로서, 본 발명에 따르지 않는, 알려진 디머캅토티아디아졸 화합물 E를 포함하는 조성물 C5;

- 마모방지 화합물로서, 본 발명에 따르지 않는, 알려진 징크 디알킬디티오포스페이트 화합물 F의 혼합물을 포함하는 조성물 C6

각각의 상기 언급한 화합물뿐만 아니라, 조성물 C1 내지 C6은 그룹 III 베이스 오일을 포함한다.

조성 및 함량(중량%로 표시)은 하기 표 2에 나타내었다.

조성물	C1	C2	C3	C4	C5	C6
베이스 오일	98%	98%	98%	98%	98%	98%
인 화합물 A	2%	-	-	-	-	-
인 화합물 B	-	2%	-	-	-	-
인-황 화합물 C	-	-	2%	-	-	-
아민 포스페이트 D의 혼합물	-	-	-	2%	-	-
디머캅토티아디아졸 E의 혼합물	-	-	-	-	2%	-
징크 디알킬디티오포스페이트 F의 혼합물	-	-	-	-	-	2%

부식력의 평가

평가 방법

조성물의 부식(corrosive)(또는 부식(corroding))력은 미리 정해진 직경의 구리 와이어의 전기 저항 값의 변화에 대한 연구를 포함하는 테스트를 통해 평가할 수 있다. 이 전기 저항 값의 변화는 테스트 와이어의 직경 변화와 직접적인 상관 관계가 있다. 본 발명의 맥락에서, 선택된 와이어의 직경은 70㎛이다.

이 경우에는, 구리 와이어를 부피 20mL의 평가 조성물을 함유하는 시험관에 침지시켰다(상기에서 조성물 C1 및 C2는 본 발명에 따른 조성물이고, 조성물 C3 내지 C6은 비교용 조성물임).

와이어의 저항은 저항계를 사용하여 측정된다.

측정 전류는 1mA이다.

시험 조성물의 온도를 150℃로 했다.

구리 와이어의 저항은 다음 방정식 (1)에 의해 계산된다:

[수식 1]

상기에서 R은 저항, ρ는 구리의 비저항, L은 와이어의 길이, S는 단면적이다.

이 식(1)에서 ρ와 L은 상수이다. 따라서 저항 R은 침지된 와이어의 단면적에 반비례한다.

와이어의 단면적은 직경으로부터 계산된다(2).

[수식 2]

상기에서 D는 와이어의 직경이다.

방정식 (2)는 저항과 직경 사이의 관계를 얻기 위해 (1)에 삽입된다(3):

[수식 3]

따라서, 평가 조성물에 의해 와이어가 부식되면 와이어의 직경이 감소하여 저항값이 증가하게 된다.

저항을 모니터링하여 침지된 와이어가 겪는 부식 상태의 스냅샷인 와이어 직경의 변화를 모니터링할 수 있다.

따라서 와이어 직경의 손실은 측정된 저항에서 직접 계산된다.

측정된 저항이 무한대일 때 개방 회로가 존재한다. 따라서 이는 와이어가 끊어진 것을 의미하고, 매우 심각한 부식을 정의한다.

결과

결과는 다음 표 3에 요약되어 있으며 μm(직경 손실)으로 표시된다. 얻은 값이 낮을수록 평가된 조성물의 부식 방지 특성이 더 우수하다.

연구된 구리 와이어의 직경 손실이 상기 화합물을 포함하는 조성물에의 80시간 침지 후 0.5μm 이하, 보다 특히 20시간 침지 후 0.1μm 이하인 경우 조성물은 "비부식성"인 것으로 간주된다.

조성물	C1	C2	C3	C4	C5	C6
20시간에서의 직경 손실(μm)	0	0.14	0.75	0.23	0.29	끊어진 와이어
40시간에서의 직경 손실(μm)	0.10	0.21	1.80	0.58	끊어진 와이어	끊어진 와이어
60시간에서의 직경 손실(μm)	0.23	0.26	2.00	0.99	끊어진 와이어	끊어진 와이어
80시간에서의 직경 손실(μm)	0.31	0.48	2.18	1.51	끊어진 와이어	끊어진 와이어

이들 결과로부터, 본 발명에 따른 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 첨가제의 첨가는, 황 함유 또는 아민 함유 인 마모방지 첨가제와 대조적으로, 부식 효과를 수반하지 않는다는 것이 명백하다.

1: 추진 시스템
2: 전기 배터리
3: 감속기
11: 파워 일렉트로닉스 장치
12: 롤링 베어링
13: 고정자
14: 회전자

Claims

전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템용 윤활 조성물에서 적어도 하나의, 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물의 극압 및 마모방지 첨가제로서의 용도.
제1항에 있어서,
상기 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물이 인산 유도체, 보다 특히 포스페이트 에스터, 포스포네이트 에스터, 포스피네이트 에스터, 포스파이트 에스터 및 포스핀 옥사이드로부터 선택되고, 더욱 특히 하기 화학식 (I)의 화합물로부터 선택되는 것인 용도:

(I)
상기에서 s는 0 또는 1이고;
라디칼 X들은, 서로 독립적으로, -OR' 또는 R' 기를 나타내고, 상기에서 R'는 바람직하게는 1 내지 24개의 탄소 원자를 갖는 탄화수소 기를 나타내고,
단, s가 0일 때 3개의 라디칼 X들은 기 -OR'를 나타내고, s가 1인 경우 3개의 라디칼 X들 중 2개 이상이 -OR' 기를 나타낸다.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물이 포스페이트 에스터, 보다 특히 하기 화학식 (II)의 포스페이트 에스터로부터 선택되는 것인 용도:

(Ⅱ)
상기에서, R기들은, 서로 독립적으로, 선형 또는 분지형 C₁ 내지 C₁₀, 보다 특히 C₃ 내지 C₈의 알킬기를 나타내고, n은, 각 경우에 독립적으로, 0, 1 또는 2를 나타내고; 바람직하게는 각 경우에 n은 1이고, R은 파라 위치에 있는 기, 바람직하게는 C₃ 내지 C₆ 알킬기, 보다 특히 분지형 C₃ 내지 C₆ 알킬기이고; 보다 특히 상기 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물은 트리(이소프로필페닐) 포스페이트이다.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물이 포스파이트 에스터, 보다 특히 하기 화학식 (II')의 포스파이트 에스터로부터 선택되는 것인 용도:

(Ⅱ')
상기에서, R기들은, 서로 독립적으로, 선형 또는 분지형 C₁ 내지 C₁₀, 더욱 특히 C₃ 내지 C₈의 알킬기를 나타내고, n은, 각 경우에 독립적으로, 0, 1 또는 2를 나타내고; 바람직하게는 각 경우에 n은 1이고, R은 파라 위치에 있는 기, 바람직하게는 C₃ 내지 C₆ 알킬기, 보다 특히 분지형 C₃ 내지 C₆ 알킬기이고; 보다 특히 상기 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물은 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트이다.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물 또는 화합물들이 상기 조성물의 총 중량에 대해 0.01 중량% 내지 10 중량% 바람직하게는 0.1 중량% 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 중량% 내지 3 중량% 의 양으로 존재하는 것인 용도.
선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
상기 윤활 조성물이 폴리알킬렌 글리콜, 폴리알파올레핀, 카르복실산 및 알코올의 에스터, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 베이스 오일을 포함하는 것인 용도.
전기 또는 하이브리드 차량의 추진 시스템을 윤활하고 선택적으로 냉각하기 위한, 보다 특히 전기 또는 하이브리드 차량의 전기 모터 및 파워 일렉트로닉스를 윤활 및 냉각하기 위한, 적어도 하나의, 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물을 극압 및 마모방지 첨가제로서 포함하는 윤활 조성물의 용도.
선행하는 항에 있어서,
상기 인 화합물은 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 것인 용도.
제7항 또는 제8항에 있어서,
전기 또는 하이브리드 차량의 전기 모터의 회전자와 고정자 사이에 위치한 베어링, 및/또는 변속기, 보다 특히 감속 기어를 윤활하기 위한 것인 용도.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 윤활 조성물이 다음을 포함하거나 심지어 다음으로 이루어지는 것인 용도:
- 0.1 중량% 내지 5 중량%, 보다 특히 0.5 중량% 내지 3 중량%의, 하나 이상의, 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물, 바람직하게는 트리아릴 포스페이트 에스터 및 트리아릴 포스파이트 에스터로부터 선택되고, 보다 바람직하게는 트리(이소프로필페닐)포스페이트 및 트리스(2,4-디-tert-부틸페닐)포스파이트로부터 선택되는 황이 없고 아민 관능기가 없는 인 화합물;
- 50 중량% 내지 99.5 중량%, 보다 특히 60 중량% 내지 99 중량%의, 하나 이상의 베이스 오일, 바람직하게는 그룹 III 베이스 오일, 그룹 IV 또는 V 베이스 오일, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 베이스 오일;
- 선택적으로 0.1 중량% 내지 5 중량%의, 산화방지제, 세제, 분산제, 유동점 강하제, 소포제 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제;
상기에서 함량은 상기 윤활 조성물의 총 중량에 대해 표현된다.