CN102317416B - 极微量润滑铝加工用油剂组合物 - Google Patents

Abstract

提供极微量润滑铝加工用油剂组合物。在铝的切削加工、研磨加工或辊轧加工中，该油剂组合物可将加工效率、工具寿命和可操作性改进至高水平并具有良好的平衡性，同时该油剂组合物是高度可生物降解的并因而是环境友好的。该油剂组合物的特征在于以相对于总的组合物为16至100质量％的量包含具有1至8个羟基的C2-27醇。

Description

极微量润滑铝加工用油剂组合物

技术领域

本发明涉及极微量润滑铝加工用油剂组合物。

背景技术

铝加工的实例包括切削加工、研磨加工、成形辊轧、锻造加工、冲压加工、拉制加工和压延加工。通常使用润滑油进行这些铝加工操作。

例如，在切削和研磨加工中，已使用切削和研磨油剂以延长工具如钻机、立端刀、刀具和研磨石等的工作寿命，改善工件加工表面的粗糙度，并从而提高加工效率，因而提高机械加工的生产性。

切削或研磨油剂大致分为两个主要类型的油剂，即，用水稀释其中含有的表面活性剂和润滑剂组分后使用的水溶性油剂，和包含矿物油作为主要组分并原样(即以原液(stocksolution)的形式)使用的水不溶性油剂。在传统的切削和研磨加工中，无论使用哪种类型的油剂，都要向工件的加工部位供给相对大量的切削和研磨油剂。

切削和研磨油剂的最基本和重要的功能是润滑和冷却功能。通常地，水不溶性切削和研磨油剂的润滑性能优异，而水溶性切削和研磨油剂的冷却性能优异。因此，有必要供给每分钟几升至超过十升范围的大量的水不溶性切削和研磨油剂。

从不同的观点来看，有效地提高加工效率的切削和研磨油剂具有非期望的方面。这些方面的典型例子就是环境影响。无论水溶性油剂或水不溶性油剂，都倾向于在其使用过程中逐渐劣化并最终变得无法进一步使用。例如，当由于微生物的生长导致稳定性劣化，从而进行组分分离或环境卫生劣化时，水溶性油剂变得无法使用。当随着氧化的进行而产生的酸性组分使得工件受腐蚀，或粘度发生显著变化时，水不溶性油剂变得无法使用。而且，油剂通过附着至金属碎片或机械加工切屑而消耗从而成为废弃物。

在这种情况下，处理劣化的油剂然后更换新的油剂。有必要对作为废弃物处理的油剂进行各种处理以避免废油剂不利地影响环境。例如，以提高加工效率为主要目的而开发的切削或研磨油剂，包含大量的在热处理过程中可能产生有害二噁英的含氯组分。因而需要去除该组分。结果，已开发了不含有含氯组分的切削或研磨油剂。然而，尽管该油剂不包含含氯组分，但是如果它们的废弃物处理量大的话，仍将不利地影响环境。水溶性油剂可污染周围水域，因此，有必要进行需高成本的高度开发处理。

为了应对上述问题刚研究出了通过使用吹冷风以代替使用切削和研磨油剂进行冷却。然而，在这种情况下，无法获得切削和研磨油剂的其他功能，如，润滑性。

在这种情况下，开发了极微量润滑切削和研磨加工系统，该系统通过将传统切削和研磨所用油剂量的1/100000至1/1000000的痕量油剂连同压缩流体(例如，压缩空气)一起供给到加工部位而进行。该系统可用压缩空气获得冷却效果并且由于使用了极微量的油剂可减少废弃物的量，因而改善由大量废弃物处理所引发的对环境的影响(参见，例如，下述专利文献1)。

在该极微量润滑切削和研磨加工方法中，通常使用添加剂如油性改良剂和极压添加剂以提高加工效率。特别地，基于组合物的总质量，以0.1至15质量％的量使用和添加油性改良剂如醇类、羧酸、不饱和羧酸的硫化物、聚氧化烯化合物、酯类、多元醇的烃基醚和胺类(参见，例如，下述专利文献2)。

引用列表

专利文献

专利文献1：WO02/081605

专利文献2：日本专利特开2006-249369号公报

发明内容

发明要解决的问题

最近，在铝加工中使用的上述润滑油需要进一步改善性能。例如，在使用极微量润滑系统(MQL系统)的切削和研磨加工中，即使供给极微量的油剂也要求能够提供具有优异的加工表面的工件，以减少工具的磨损，并进行有效地切削和研磨。因此，要求系统使用的切削和研磨油剂具有高品质的性能。迄今为止，已使用酯以减少可能发生在加工如铝切削过程中的摩擦和磨损。因为酯的高度润滑性和稳定性，其不仅被用作添加剂还被用作构成油剂的大部分的基油。

然而，主要含有酯的油剂在性能方面具有某些局限性。为了进一步提高生产率，已寻求更高效的加工油剂，开发该加工油剂因此已成为当务之急。

用于解法问题的方案

鉴于这些情况完成了本发明，并且本发明具有提供适合于MQL系统并实现提高的加工性能的铝加工用油剂组合物的目的。

作为实现上述目的而进行广泛的学习和研究的结果，基于以特定量使用包含具有特定结构的醇化合物的油剂组合物能够实现该目的发现，完成了本发明。

即，本发明涉及极微量润滑铝加工用油剂组合物，该组合物包含具有1至8个羟基和2至27个碳原子的醇化合物，该醇化合物的量为16至100质量％，基于该组合物的总质量。

发明的效果

在切削、研磨和成形辊轧铝加工中，极微量润滑铝加工用油剂组合物可充分地以均衡的方式提高加工效率、工具寿命和可操作性。

具体实施方式

以下将描述本发明。

极微量润滑的铝加工用油剂组合物是具有1至8个羟基和2至27个碳原子的醇化合物(以下，称为“本发明的醇化合物”)。使用本发明的醇化合物作为油剂组合物可以更高水平和以均衡的方式提高加工效率、工具寿命和可操作性。

醇化合物可以是一元醇，并且优选具有3至18个碳原子的直链或支化醇、或具有5至10个碳原子的环烷醇或烷基环烷醇。具体的实例包括直链或支化丙醇(正丙醇、1-甲基乙醇)、直链或支化丁醇(正丁醇、1-甲基丙醇、2-甲基丙醇)、直链或支化戊醇(正戊醇、1-甲基丁醇、2-甲基丁醇、3-甲基丁醇)、直链或支化己醇(正己醇、1-甲基戊醇、2-甲基戊醇、3-甲基戊醇)、直链或支化庚醇(正庚醇、1-甲基己醇、2-甲基己醇、3-甲基己醇、4-甲基己醇、5-甲基己醇、2，4-二甲基戊醇)、直链或支化辛醇(正辛醇、2-乙基己醇、1-甲基庚醇、2-甲基庚醇)、直链或支化壬醇(正壬醇、1-甲基辛醇、3，5，5-三甲基己醇、1-(2′-甲基丙基)-3-甲基丁醇)、直链或支化癸醇(正癸醇、异癸醇)、直链或支化十一烷醇(正十一烷醇)、直链或支化十二烷醇(正十二烷醇、异十二烷醇)、直链或支化十三烷醇、直链或支化十四烷醇(正十四烷醇、异十四烷醇)、直链或支化十五烷醇、直链或支化十六烷醇(正十六烷醇、异十六烷醇)、直链或支化十七烷醇、直链或支化十八烷醇(正十八烷醇、异十八烷醇)、环戊醇、环己醇、甲基环己醇、二甲基环己醇和环庚醇。

可选择地，本发明的醇化合物可以是具有2至8个羟基的多元醇。

二元醇(二醇)的具体实例包括乙二醇、1，2-丙二醇(丙二醇)、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，2-丁二醇、2-甲基-1，2-丙二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，2-戊二醇、1，3-戊二醇、1，4-戊二醇、1，5-戊二醇、新戊二醇、1，6-己二醇、2-乙基-2-甲基-1，3-丙二醇、1，7-庚二醇、2-甲基-2-丙基-1，3-丙二醇、2，2-二乙基-1，3-丙二醇、1，8-辛二醇、1，9-壬二醇、1，10-癸二醇、1，11-十一烷二醇和1，12-十二烷二醇。

三元以上醇的具体实例包括多元醇如三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、二-(三羟甲基丙烷)、三-(三羟甲基丙烷)、季戊四醇、二-(季戊四醇)、三-(季戊四醇)、甘油、聚甘油(其二聚物至二十聚物)、1，3，5-戊三醇、山梨醇、山梨聚糖、山梨醇-甘油缩聚物、阿东糖醇、阿糖醇、木糖醇和甘露糖醇；糖类如木糖、阿拉伯糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖、果糖、半乳糖、甘露糖、山梨糖、纤维二糖、麦芽糖、异麦芽糖、海藻糖、蔗糖、棉子糖、龙胆三糖和松三糖；及其部分醚化的产物和甲基葡糖苷(苷类)。优选实例包括受阻醇(hinderedalcohol)如新戊二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、三羟甲基丁烷、二-(三羟甲基丙烷)、三-(三羟甲基丙烷)、季戊四醇、二-(季戊四醇)和三-(季戊四醇)。

当使用上述任一多元醇时，可以是其中某些羟基被酯化的偏酯。

考虑到铝的加工性，本发明的醇化合物特别优选的实例包括支化的饱和一元醇。

本发明的醇化合物可以是两种以上上述醇的混合物。

为了提高加工效率和工具寿命，本发明的醇化合物的含量必需是16质量％以上，优选18质量％以上，更优选20质量％以上，基于组合物的总质量。考虑到可操作性，含量为100质量％以下，优选95质量％以下，更优选90质量％以下，最优选80质量％以下，基于组合物的总质量。

本发明的铝加工用油剂组合物的基油可由本发明的醇化合物单独组成，或在不损害加工效率、工具寿命和可处理性的程度内，可选择地可以是醇化合物与用于普通润滑剂的基油的混合物。该基油可以是矿物油或合成油。这些油剂可以是混合的。

矿物油的实例包括通过将由原油的常压和真空蒸馏所产生的润滑油馏分进行任何的一种以上的选自溶剂脱沥青、溶剂提取、加氢裂化、溶剂脱蜡、催化脱蜡、加氢精制、硫酸处理和粘土处理的精制处理制成的石蜡或环烷矿物油。

合成油的实例包括聚-α-烯烃如丙烯低聚物、聚丁烯、聚异丁烯、1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物、乙烯和丙烯的共低聚物、乙烯和1-辛烯的共低聚物、和乙烯和1-癸烯的共低聚物、和这些化合物的氢化化合物；异链烷烃；烷基苯如单烷基苯、双烷基苯和多烷基苯；烷基萘如单烷基萘、双烷基萘和多烷基萘；二元酸酯如己二酸二辛酯、己二酸二-2-乙基己酯、己二酸二异癸酯、己二酸双十三烷酯、癸二酸二-2-乙基己酯和戊二酸双十三烷酯；三元酸酯如偏苯三甲酸；多元醇酯如三羟甲基丙烷辛酸酯、三羟甲基丙烷壬酸酯、季戊四醇-2-乙基己酸酯和季戊四醇壬酸酯；聚二醇类如聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯氧丙烯二醇、聚乙二醇单醚、聚丙二醇单醚、聚氧乙烯氧丙烯二醇单醚、聚乙二醇二醚、聚丙二醇二醚和聚氧乙烯氧丙烯二醇二醚；苯基醚如单烷基二苯醚、二烷基二苯醚、单烷基三苯醚、二烷基三苯醚、四苯基醚、单烷基四苯基醚、二烷基四苯基醚和五苯基醚；硅油；和氟代醚类如全氟醚。这些可单独使用或组合使用。

上述基油中，优选的是单酯和/或双酯(不包括脂环二羧酸酯化合物)，更优选的是下述(a)至(c)的酯，并且为了进一步提高油剂组合物的可操作性更优选(a)和(b)：

(a)一元醇和一元酸酯的酯；

(b)二元醇和一元酸酯的酯；

(c)一元醇和二元酸酯的酯。

一元醇和二元醇的实例与对于本发明的醇化合物而言所示例的一元醇和二元醇相同。

一元酸通常是具有2至24个碳原子的脂肪酸，这些脂肪酸可以是直链的或支化的，和饱和的或不饱和的。具体实例包括脂肪酸如乙酸、丙酸、直链或支化丁酸、直链或支化戊酸、直链或支化己酸、直链或支化庚酸、直链或支化辛酸、直链或支化壬酸、直链或支化癸酸、直链或支化十一烷酸、直链或支化十二烷酸、直链或支化十三烷酸、直链或支化十四烷酸、直链或支化十五烷酸、直链或支化十六烷酸、直链或支化十七烷酸、直链或支化十八烷酸、直链或支化十九烷酸、直链或支化二十烷酸、直链或支化二十一烷酸、直链或支化二十二烷酸、直链或支化二十三烷酸和直链或支化二十四烷酸；不饱和的脂肪酸如丙烯酸、直链或支化丁烯酸、直链或支化戊烯酸、直链或支化己烯酸、直链或支化庚烯酸、直链或支化辛烯酸、直链或支化壬烯酸、直链或支化癸烯酸、直链或支化十一碳烯酸、直链或支化十二碳烯酸、直链或支化十三碳烯酸、直链或支化十四碳烯酸、直链或支化十五碳烯酸、直链或支化十六碳烯酸、直链或支化十七碳烯酸、直链或支化十八碳烯酸、直链或支化十九碳烯酸、直链或支化二十碳烯酸、直链或支化二十一碳烯酸、直链或支化二十二碳烯酸、直链或支化二十三碳烯酸和直链或支化二十四碳烯酸；及其混合物。其中，考虑到加工效率、工具寿命和可操作性，优选具有3至20个碳原子的饱和脂肪酸，具有3至22个碳原子的不饱和脂肪酸，及其混合物。更优选具有4至18个碳原子的饱和脂肪酸，具有4至18个碳原子的不饱和脂肪酸，及其混合物。考虑到抗粘性，最优选具有4至18个碳原子的饱和脂肪酸。

二元酸可以是具有2至16个碳原子二元酸，这些二元酸可以是直链的或支化的，和饱和的或不饱和的。具体实例包括乙二酸、丙二酸、直链或支化丁二酸、直链或支化戊二酸、直链或支化己二酸、直链或支化庚二酸、直链或支化辛二酸、直链或支化壬二酸、直链或支化癸二酸、直链或支化十一烷二酸、直链或支化十二烷二酸、直链或支化十三烷二酸、直链或支化十四烷二酸、直链或支化十五烷二酸、和直链或支化十六烷二酸、直链或支化己烯二酸、直链或支化庚烯二酸、直链或支化辛烯二酸、直链或支化壬烯二酸、直链或支化癸烯二酸、直链或支化十一碳烯二酸、直链或支化十二碳烯双酸、直链或支化十三碳烯二酸、直链或支化十四碳烯二酸、直链或支化十五碳烯二酸、直链或支化十六碳烯二酸，及其混合物。

铝加工用油剂组合物的基油可以是本发明的醇化合物，其含量可以是16质量％以上，基于组合物的总质量。只要不损害组合物的性能，除本发明的醇化物之外的基油的含量和种类并未限定。

为了提高加工效率和工具寿命，铝加工用油剂组合物优选包含油性改良剂。该油性改良剂的实例包括(A)羧酸、(B)不饱和羧酸的硫化物、(C)由下式(1)表示的化合物、(D)由下式(2)表示的化合物、(E)聚氧化烯化合物、(F)酯类、(G)多元醇的烃基醚，和(H)胺类。

[式(1)中，R¹是具有1至30个碳原子的烃基，a是1至6的整数，且b是0至5的整数。]

[式(2)中，R²是具有1至30个碳原子的烃基，c是1至6的整数，且d是0至5的整数。]

组分(A)，即，羧酸可以是一元酸或多元酸。为了提高加工效率和工具寿命，优选具有1至40个碳原子的一元羧酸，更优选具有5至25个碳原子的羧酸，并最优选具有5至20个碳原子的羧酸。这些羧酸可以是直链的或支化的，和饱和的或不饱和的。然而，考虑到抗粘性，羧酸优选饱和羧酸。具体实例包括与就上述酯而言所示例的那些相同的一元酸和多元酸。

(B)不饱和羧酸的硫化物的实例包括选自上述(A)羧酸的不饱和羧酸的硫化物。优选的实例包括油酸的硫化物。

由上述式(1)表示的(C)化合物中，由R¹表示的具有1至30个碳原子的烃基的实例包括具有1至30个碳原子的直链或支化烷基、具有5至7个碳原子的环烷基、具有6至30个碳原子的烷基环烷基、具有2至30个碳原子的直链或支化烯基、具有6至10个碳原子的芳基、具有7至30个碳原子的烷芳基、和具有7至30个碳原子的芳烷基。在这些碳氢化合物中，优选具有1至30个碳原子的直链或支化烷基，更优选具有1至20个碳原子的直链或支化烷基，更优选具有1至10个碳原子的直链或支化烷基，并最优选具有1至4个碳原子的直链或支化烷基。具有1至4个碳原子直链或支化烷基的实例包括乙基、甲基、直链或支化丙基和直链或支化丁基。

羟基的位置可以变化。然而，在化合物具有两个以上羟基的情况下，它们优选位于相邻位置的碳原子。优选地，字母″a″是1至3的整数，更优选2。优选地，字母″b″是0至3的整数，更优选1或2。由式(1)表示的化合物实例包括对叔丁基邻苯二酚。

由上述式(2)表示的(D)化合物中，由R²表示的具有1至30个碳原子的烃基的实例包括与对由R¹表示的具有1至30个碳原子的烃基而言所示例的那些相同的实例，并且优选实例也与对于R¹的那些相同。羟基的位置可以变化。然而，在具有两个以上羟基的化合物的情况下，它们优选位于相邻位置的碳原子。优选地，字母″c″是1至3的整数，更优选2。优选地，字母″d″是0至3的整数，更优选1或2。由式(2)表示的化合物的实例包括2，2-二羟基萘和2，3-二羟基萘。

(E)聚氧化烯化合物的实例包括由下式(3)和(4)表示的化合物。

R³O-(R⁴O)_e-R⁵(3)

[式(3)中，R³和R⁵是各自独立的氢或具有1至30个碳原子的烃基，R⁴是具有2至4个碳原子的亚烷基，e是数均分子量为100至3500的这样的整数。]

A-[(R⁶O)_f-R⁷]_g(4)

[式(4)中，A是具有3至8个羟基的多元醇的羟基去除全部或某些氢原子所产生的残基，R⁶是具有2至4个碳原子的亚烷基，R⁷是氢或具有1至30个碳原子的烃基，f是数均分子量为100至3500的这样的整数，并且g表示与已从对于A的羟基上去除的氢原子数相同的数。

式(3)中，R³或R⁵的至少任何一个优选为氢。由R³和R⁵表示的具有1至30个碳原子的烃基的实例与对由R¹表示的具有1至30个碳原子的烃基而言所示例的那些相同，并且优选实例也与对于R¹的那些相同。由R⁴表示的亚烷基的具体实例包括亚乙基、亚丙(甲基亚乙)基和亚丁(乙基亚乙)基。优选地，字母″e″是提供数均分子量为300至2000，更优选500至1500的这样的整数。

构成残基A的具有3至8个碳原子的多元醇的实例与关于本发明的醇化合物所示例的那些相同。

由R⁶表示的具有2至4个碳原子的亚烷基的实例与通式(3)中由R⁴表示的那些相同。由R⁷表示的具有1至30个碳原子的烃基的实例包括与对由R¹表示的具有1至30个碳原子烃基而言所示例的那些相同的实例，并且优选实例也与R¹的那些相同。优选地，其数目由字母″g″表示的R⁷基团中的至少一个优选为氢原子，并更优选地，全部的R⁷基团是氢原子。优选地，字母″f″是提供数均分子量300至2000，更优选500至1500的这样的整数。

对于上述(F)酯类的酯可以是其醇可以是一元醇或多元醇且其羧酸可以是一元酸或多元酸的那些。

构成酯的一元醇和多元醇的实例包括与就本发明的醇化合物而言示例的一元醇和多元醇相同的实例。一元酸和多元酸的实例包括就上述基油用酯类而言示例的一元酸和多元酸相同的那些。

当使用多元醇作为醇组分生产酯时，所得酯可以是其中多元醇的全部羟基被酯化的全酯，或其中某些羟基仍然未被酯化的偏酯。在使用多元酸作为羧酸组分的情况下，所得酯可以是其中全部的羧基被酯化的全酯，或其中某些羧基仍然未被酯化的偏酯。

对于酯的总碳数没有特别限制。然而，为了提高加工效率和工具寿命，酯为优选具有7个以上、更优选9个以上、最优选11个以上总碳数的酯。为了防止污染或腐蚀的产生并提高与有机物质兼容性，酯为优选具有60个以下、更优选45个以下、更优选26个以下、更优选24个以下、最优选22个以下总碳数的酯。

构成(G)多元醇的烃基醚的多元醇可以是通常二元至八元，优选二元至六元的那些。具有3至8个羟基的多元醇的具体实例与本发明的醇化合物的那些相同。这些多元醇可以单独使用或组合使用。

优选的多元醇包括乙二醇、丙二醇、新戊二醇、甘油、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨聚糖，及其混合物。为了提高加工效率和工具寿命，这些多元醇中，最优选甘油。

(G)多元醇的烃基醚的实例包括其中上述多元醇的全部或某些羟基是烃基-醚化的多元醇的烃基醚。为了提高加工效率和工具寿命，优选其中多元醇的某些羟基是烃基-醚化的多元醇的烃基醚(部分醚化产物)。本文使用的烃基是指具有1至24个碳原子的烃基，如具有1至24个碳原子的烷基、具有2至24个碳原子的烯基、具有5至7个碳原子的环烷基、具有6至11个碳原子的烷基环烷基、具有6至10个碳原子的芳基、具有7至18个碳原子的烷芳基，和具有7至18个碳原子芳烷基。

这些烃基中，优选具有2至18个碳原子的直链或支化烷基和具有2至18个碳原子的直链或支化烯基，并更优选具有3至12个碳原子的直链或支化烷基和油基(去除油醇上的羟基所产生的残基)。

优选地，(H)胺类是一元胺。一元胺的碳数优选6至24个，更优选12至24个。本文使用的碳数是指包含在一元胺中的碳的总数，且当一元胺具有两个以上烃基时，指总碳数。

本发明中可使用的一元胺是一元伯胺、一元仲胺或一元叔胺。为了提高加工效率和工具寿命，优选一元伯胺。

键合到一元胺的氮原子上的烃基可以是烷基、烯基、环烷基、烷基环烷基、芳基、烷芳基和芳烷基。为了提高加工效率和工具寿命，优选烷基和烯基。烷基和烯基可以是直链的或支化的，但是为了提高加工效率和工具寿命优选直链的。

本发明中优选使用的一元胺包括己胺(包括所有异构体)、庚胺(包括所有异构体)、辛胺(包括所有异构体)、壬胺(包括所有异构体)、癸胺(包括所有异构体)、十一胺(包括所有异构体)、十二胺(包括所有异构体)、十三胺(包括所有异构体)、十四胺(包括所有异构体)、十五胺(包括所有异构体)、十六胺(包括所有异构体)、十七胺(包括所有异构体)、十八胺(包括所有异构体)、十九胺(包括所有异构体)、二十胺(包括所有异构体)、二十一胺(包括所有异构体)、二十二胺(包括所有异构体)、二十三胺(包括所有异构体)、二十四胺(包括所有异构体)、十八烯胺(包括所有异构体)(包括油胺等)，及其两种以上的混合物。优选具有12至24个碳原子的一元伯胺，更优选具有14至20个碳原子的一元伯胺，并更优选具有16至18个碳原子的一元伯胺。

可在本发明中使用任何的一种以上的上述油性改良剂(A)至(H)。为了提高加工效率和工具寿命，在这些油性改良剂中，优选使用选自(A)羧酸和(H)胺类的一种或两种以上的混合物。

对上述油性改良剂的含量没有特别限制。然而，为了提高加工效率和工具寿命，含量优选0.01质量％以上，更优选0.05质量％以上，更优选0.1质量％以上，基于油剂组合物的总质量。考虑到安全性，含量优选15质量％以下，更优选10质量％以下，更优选5质量％以下，基于油剂组合物的总质量。

优选地，本发明的油剂组合物还包含极压添加剂。优选的极压添加剂是硫化合物和磷化合物。

只要不损害油剂组合物的性能，对硫化合物没有特别限制。然而，优选使用二烃基聚硫化物、硫化酯、硫化矿物油、二硫代磷酸锌化合物、二硫代氨基甲酸锌化合物、二硫代磷酸钼化合物和二硫代氨基甲酸钼化合物。

二烃基聚硫化物是通常称为聚硫化物或烯烃硫化物的硫化合物，并且具体地由下式(5)表示：

R⁸-S_h-R⁹(5)

其中R⁸和R⁹可以相同或不同，并且各自独立为具有3至20个碳原子的直链或支化烷基，具有6至20个碳原子的芳基，具有7至20个碳原子的烷芳基或具有7至20个碳原子的芳烷基，并且h是2至6，优选2至5的整数。

式(5)中的R⁸和R⁹优选源于乙烯或丙烯的具有3至18个碳原子的支化烷基，特别优选源于乙烯或丙烯的具有6至15个碳原子的支化烷基。

硫化酯的具体实例包括通过任何所需的方法硫化动植物油脂如牛脂、猪油、鱼油、菜籽油和大豆油；由使不饱和脂肪酸(包括油酸、亚油酸和提取自上述动植物油脂的脂肪酸)和各种醇反应制成的不饱和脂肪酸酯；及它们的混合物所制成的硫化酯。

硫化矿物油是指其中溶解元素硫的矿物油。对硫化物矿物油中使用的矿物油没有特别限制。然而，具体实例包括将通过将原油常压蒸馏和真空蒸馏制成的精制润滑油馏分通过以下的精制处理而精制成的石蜡矿物油和环烷矿物油，所述精制处理如溶剂脱沥青、溶剂提取、加氢裂化、溶剂脱蜡、催化脱蜡、加氢精制、硫酸洗涤或粘土处理等的一种或两种以上的适当组合。元素硫可以是块状、粉末状或熔融液体的形式，但是优选粉末状或熔融液体的形式，这是因为其可有效地溶解于基油中。将熔融液态的元素硫和基油(两者皆是液体)混合是有利的，这是因为可在极其短的时间内完成溶解操作。然而，因为必须在等于或高于其熔点的温度下处理元素硫，因而需要额外的加热装置并且由于在高温空气下处理而伴随着危险。熔融液体的元素硫并不总是容易处理。然而，优选使用粉末形式的元素硫，这是因为其廉价且易于操作且可在足够短的时间内溶解。对硫化物矿物油中的硫含量没有特别限制。然而，含量优选0.05至1.0质量％，更优选0.1至0.5质量％，基于硫化物矿物油的总质量。

上述二硫代磷酸锌化合物、二硫代氨基甲酸锌化合物、二硫代磷酸钼化合物和二硫代氨基甲酸钼化合物分别为由下式(6)至(9)表示的化合物：

在式(6)至(9)中，R¹⁰、R¹¹、R¹²、R¹³、R¹⁴、R¹⁵、R¹⁶、R¹⁷、R¹⁸、R¹⁹、R²⁰、R²¹、R²²、R²³、R²⁴和R²⁵可以彼此相同或不同，并且各自独立地为具有一个以上碳原子的烃基，并且X¹和X²各自独立地为氧或硫，并且可以彼此相同或不同。

在本发明中，上述硫化合物中，优选使用至少一种选自由二烃基聚硫化物和硫化酯组成的组，这是因为可以进一步更高的水平实现提高加工效率和工具寿命的效果。

对上述硫化合物的含量没有特别限制。为了提高加工效率和工具寿命，含量优选0.01质量％以上，更优选0.05质量％以上，更优选0.1质量％以上，基于油剂组合物的总质量。为了防止异常磨损，含量优选50质量％以下，更优选40质量％以下，更优选30质量％以下，特别优选20质量％以下。

用作极压添加剂的磷化合物的实例包括磷酸酯、酸性磷酸酯、酸性磷酸酯的胺盐、氯代磷酸酯、亚磷酸酯和硫代磷酸酯。这些磷化合物还可以是磷酸、亚磷酸或硫代磷酸与烷醇或聚醚醇的酯，或其衍生物。

上述磷化合物中，优选磷酸酯、酸性磷酸酯和酸性磷酸酯的胺盐。

如下所述，本发明的铝加工用油剂组合物还可适当地用作金属加工机械的其他部分的润滑用油剂。当本发明的油剂组合物用于滑动面时，优选使用酸性磷酸酯及其胺盐。可选择地，将油剂组合物用作液压油，优选使用磷酸酯。此外，本发明的油剂组合物用作滑动面用油和液压油两者时，优选将选自酸性磷酸酯及其胺盐中的至少一种与磷酸酯组合使用。

本发明的铝加工用油剂组合物可包括硫化合物和/或磷化合物的任一或两者作为极压添加剂。然而，为了提高加工效率和工具寿命，油剂组合物优选包括磷化合物，或硫化合物和磷化合物两者，更优选包括硫化合物和磷化合物两者。

对上述的极压添加剂的含量没有特别限制。为了提高加工效率和工具寿命，含量优选0.005质量％以上，更优选0.01质量％以上，更优选0.05质量％以上，基于组合物的总质量。为了防止异常磨损，磷化合物的含量优选15质量％以下，10质量％以下，5质量％以下，基于组合物的总质量。

本发明中，可以使用上述的油性改良剂或极压添加剂的任一种。然而，优选组合使用油性改良剂和极压添加剂，这是因为可以更进一步高的水平实现提高加工效率和工具寿命的效果。

优选地，铝加工用油剂组合物进一步包括抗氧化剂。可使用的抗氧化剂的实例包括酚抗氧化剂、胺抗氧化剂、二硫代磷酸锌类抗氧化剂，和用作食物添加剂的抗氧化剂。

对酚抗氧化剂没有特别限制，这是因为其可以是已用作润滑油用抗氧化剂的任何酚化合物。优选的实例包括烷基酚化合物.

对胺抗氧化剂没有特别限制，这是因为其可以是已用作润滑油用抗氧化剂的任何胺化合物。胺抗氧化剂的实例包括苯基-α-萘胺、N-对烷基苯基-α-萘胺和p，p′-二烷基二苯胺。胺抗氧化剂的具体实例包括4-丁基-4′-辛基二苯胺、苯基-α-萘胺、辛基苯基-α-萘胺、十二烷基苯基-α-萘胺，及其混合物。

二硫代磷酸锌类抗氧化剂的具体实例包括下式(18)表示的二硫代磷酸锌。

式(18)中，R⁵¹、R⁵²、R⁵³和R⁵⁴可以彼此相同或不同，且是各自独立地为烃基。

还可使用已被用作食物添加剂的抗氧化剂。尽管这些抗氧化剂与上述酚抗氧化剂部分重叠，但是该抗氧化剂的实例包括2，6-二叔丁基对甲酚(DBPC)、4，4′-亚甲基双(2，6-二叔丁基酚)、4，4′-双(2，6-二叔丁基酚)、4，4′-硫代双(6-叔丁基-邻-甲酚)、抗坏血酸(维生素C)、抗坏血酸脂肪酸酯、生育酚(维生素E)、3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲醚、2-叔丁基-4-羟基苯甲醚、3-叔丁基-4-羟基苯甲醚、1，2-二氢-6-乙氧基-2，2，4-三甲基喹啉(乙氧基喹啉)、2-(1，1-二甲基)-1，4-苯二酚(TBHQ)和2，4，5-三羟基丙基苯基(甲)酮(THBP)。

这些抗氧化剂中，优选酚抗氧化剂、胺抗氧化剂和上述已被用作食物添加剂抗氧化剂。当认为生物降解性重要时，优选上述食物添加剂抗氧化剂，其中更优选抗坏血酸(维生素C)、抗坏血酸脂肪酸酯、生育酚(维生素E)、2，6-二叔丁基对甲酚(DBPC)、3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲醚、2-叔丁基-4-羟基苯甲醚、3-叔丁基-4-羟基苯甲醚、1，2-二氢-6-乙氧基-2，2，4-三甲基喹啉(乙氧基喹啉)、2-(1，1-二甲基)-1，4-苯二酚(TBHQ)和2，4，5-三羟基丙基苯基(甲)酮(THBP)，其中更优选抗坏血酸(维生素C)、抗坏血酸脂肪酸酯、生育酚(维生素E)、2，6-二叔丁基对甲酚(DBPC)和3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲醚。

对抗氧化剂的含量没有特别限制。然而，为了维持优异的热/氧化稳定性，含量优选0.01质量％以上，更优选0.05质量％以上，最优选0.1质量％以上，基于油剂组合物的总质量。由于无法期望当与含量相平衡时添加抗氧化剂效果的进一步提高，所以含量优选10质量％以下，更优选5质量％以下，最优选3质量％以下。

本发明的油剂组合物还可包含除了上述示例的那些以外的各种传统的添加剂。该添加剂的实例包括除上述磷化合物和硫化合物以外的极压添加剂(包括氯类极压剂)；湿润剂如二甘醇单烷基醚；成膜剂如丙烯酸类聚合物、石蜡、微晶蜡、疏松石蜡和聚烯烃蜡；水置换剂如脂肪酸胺盐，固体润滑剂如石墨、氟化石墨、二硫化钼、氮化硼和聚乙烯粉末；腐蚀抑制剂如胺类、链烷醇胺、酰胺、羧酸、羧酸盐、磺酸盐、磷酸、磷酸盐和多元醇偏酯；金属减活剂如苯并三唑和噻二唑；消泡剂如甲基硅氧烷、氟硅氧烷和聚丙烯酸酯；和无灰分散剂如烯基琥珀酰亚胺、苄胺和聚链烯基胺氨基酰胺(polyalkenylamineaminoamides)。当这些已知添加剂组合使用时，对其含量没有特别限制。然而，通常添加剂的添加量为使其总含量为0.1至10质量％，基于油剂组合物的总质量。

对本发明的铝加工用油剂组合物的运动粘度没有特别限制。为了使油剂更容易地供给到加工部位，40℃时的运动粘度优选200mm²/s以下，更优选100mm²/s以下，更优选75mm²/s以下，最优选50mm²/s以下。为了提高加工效率和工具寿命，40℃时的运动粘度优选1mm²/s以上，更优选3mm²/s以上，更优选5mm²/s以上。

实施例

以下将通过表1中所示的下述实施例和比较例更详细地描述本发明，不应将其解释为限制本发明的范围。

[实施例1至9，比较例1至6]

样品油1至14是使用下述基油a至c、醇A至C和添加剂A至E制备的铝加工用油剂组合物。

(1)基油

基油a：矿物油(40℃时的运动粘度：32mm²/s)

基油b：三羟甲基丙烷的三油酸酯

基油c：聚-α-烯烃(40℃时的运动粘度：30mm²/s)

(2)醇

醇A：支化十三烷醇

醇B：1，8-辛二醇

醇C：新戊二醇单油酸酯

(3)添加剂

添加剂A：磷酸三甲酚酯

添加剂B：硫化酯

添加剂C：甘油单油酸酯

添加剂D：硬脂酸丁酯

添加剂E：油酸

(4)样品油

样品油1：基油a(75质量％)、醇A(25质量％)

样品油2：基油b(75质量％)、醇A(25质量％)

样品油3：基油a(73质量％)、醇A(25质量％)、添加剂A(1质量％)、添加剂B(1质量％)

样品油4：基油a(75质量％)、醇B(25质量％)

样品油5：基油a(75质量％)、醇C(25质量％)

样品油6：基油b(20质量％)、醇A(80质量％)

样品油7：基油b(2质量％)、醇A(98质量％)

样品油8：基油c(75质量％)、醇A(25质量％)

样品油9：基油a(84质量％)、醇A(16质量％)

样品油10：基油a(90质量％)、醇A(10质量％)

样品油11：基油a(75质量％)、添加剂C(25质量％)

样品油12：基油a(73质量％)、添加剂D(25质量％)、添加剂A(1质量％)、添加剂B(1质量％)

样品油13：基油a(2质量％)、添加剂D(98质量％)

样品油14：基油a(75质量％)、添加剂E(25质量％)

使用实施例1至9和比较例1至5的铝加工用油剂组合物实施下述评价试验。

(敲击试验)

使用己二酸二异癸酯为比较标准油来评价实施例1至9和比较例1至5的各铝加工用油剂组合物的加工性。更具体地，将每个实施例1至9或每个比较例1至5与己二酸二异癸酯交替使用，在下述条件下进行敲击试验。比较例6中，通过只吹压缩空气而不使用任何油剂进行相同的敲击试验。

工件：AC8A

工具直径：8mm

敲击距(tappitch)：1.25mm

敲击切削角：1.5度

敲击倒角：10度

钻孔(BoredHole)直径：7.4mm

转数：360rpm

标准油：DIDA(己二酸二异癸酯)

供给方法：用TACOCo.，Ltd.制造的MQ4向加工部位喷射

油剂供给量：15ml/h

喷射空气压：0.45MPa

测量上述试验中的敲击能量，使用下式计算敲击能量效率(％)

敲击能量效率(％)＝(当使用标准油时得到的敲击能量)/(当使用各油剂组合物时得到的敲击能量)

结果在表1中示出。表中更高的敲击能量效率意味着更高的润滑性。

(耐磨性评价试验)

为了评价工具的耐磨性，在下述条件下，测量两次(即，在敲击10个孔后和在敲击150个孔后)实施例1至9和比较例1至5的各铝加工用油剂组合物相对于标准油的敲击能量效率，以便于计算敲击10个孔后相对于敲击150个孔后能量效率的下降率。认为由于敲击数量的增加引起的敲击能量效率下降的程度是由工具磨损造成的。每敲击10个孔用10％的氢氧化钠溶液去除附着在工具上的铝，进行试验。

工件：AC8A

工具直径：8mm

敲击距：1.25mm

敲击切削角：1.5度

敲击倒角：10度

钻孔直径：7.4mm

转数：360rpm

孔数：10个孔、150个孔

标准油：DIDA(己二酸二异癸酯)

供给方法：不使用空气向加工部位喷射(DIDA)，用TACOCo.，Ltd(样品油)制造的MQ4连同空气地起向加工部位喷射。

油剂供给量：4.0ml/min(DIDA)、15ml/h(样品油)

喷射空气压：0.4MPa

(变色评价试验)

准备两片JISH4000中规定的铝板A-1050(60mm×80mm×1.2mm)，在其中一片铝板上滴加0.1g的各油剂组合物并且将另一片铝板置于其上以夹持油剂。从铝板的上面施加100g的荷重并且允许在温度50℃和湿度95％下静置100小时。此后，观察其上滴加油剂组合物的表面以观察油剂是否变色。

使用JISG3141中规定的冷轧碳钢片材SPCC的板(60mm×80mm×1.2mm)实施相同的评价。

[表1]

从表1中的结果明显看出，本发明的铝加工用油剂组合物的敲击能量效率较高从而润滑性优异，并且敲击能量下降率低从而耐磨性优异。还证实了本发明的油剂组合物不会使铝板变色。

产业上的可利用性

本发明的铝加工用油剂组合物可适当地用于铝加工如切削加工、研磨加工、成形辊轧、锻造加工、冲压加工、拉制加工或压延加工。特别地，该油剂组合物作为切削、研磨或成形辊轧用油剂明显有用。油剂组合物通过极微量润滑供给到要加工部位并且特别适合在极微量润滑切削和研磨操作中使用。

此外，该油剂组合物可用作轴承部、液压器件和齿轮部用润滑剂以使这些部分可用单一油剂组合物润滑。

Claims (2)

1.一种极微量润滑铝加工用油剂组合物，所述组合物包含基油和醇化合物，所述基油的量为73至84质量％，所述醇化合物的量为16至25质量％，基于所述组合物的总质量，其中所述基油为矿物油，和

其中所述醇化合物是一元醇，所述一元醇为具有3至18个碳原子的直链或支化醇、或者具有5至10个碳原子的环烷醇或烷基环烷醇。

2.根据权利要求1所述的极微量润滑铝加工用油剂组合物，其中所述醇化合物是具有3至18个碳原子的直链或支化一元醇。