CN113438999A - 金属加工油组合物 - Google Patents
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Abstract
寻求提高焊剂附着性的手段。金属加工油组合物,其包含下述通式(I)所示的胺化合物。[式中,R1表示碳原子数6~30的烃基;R2、R3和R4各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的烃基;A1和A2各自独立地表示单键或聚氧亚烷基;A3表示聚氧亚烷基;L表示碳原子数1~8的烃基;p为0或1的整数。]
Description
技术领域
本发明涉及金属加工油组合物、使用了其的金属加工方法、硬钎焊方法、金属物品的制造方法和其中使用的焊剂附着改进剂。
背景技术
换热器、机械用部件具有多个部件。例如,换热器典型而言具有流通制冷剂的导热管和用于与导热管外侧的空气之间进行换热的散热片。导热管、散热片通常由铝材(包括铝和铝合金)等导热率高且比重小的金属材料构成。换热器的制造通常如下进行:通过使用了金属加工油的金属材料的金属加工(切削、轧制、拉拔、压制、锻造等)来制造导热管、散热片等构成部件,接着,将所制造的构成部件进行组装,然后,对组装部件进行硬钎焊而接合。
作为对铝材等金属材料进行加工时使用的金属加工油,可列举出例如专利文献1中记载那样的金属加工油组合物。
在金属加工后进行的典型的硬钎焊工序中,对要进行硬钎焊的部件的表面涂布适当的焊剂。为了防止氧化,涂布有焊剂的部件在干燥氮气等受控气氛中被加热,部件之间被接合。由于焊剂附着不良、焊剂脱落有可能发生接合不良,因此,寻求焊剂对部件的附着性良好。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平7-258672号公报。
发明内容
金属加工时的附着有加工油成分的表面有时焊剂的附着性差,难以均匀涂布焊剂液。此外,为了实现良好的焊剂附着性,通常需要在使a焊剂附着之前进行用于从部件表面去除油分等的清净处理,所述油分会成为使焊剂附着性降低的原因。
在这种状况下,寻求使金属加工后要进行硬钎焊处理的金属物品的焊剂附着性提高的手段。
本发明人等为了解决前述课题而反复进行深入研究,结果发现:特定的胺化合物能够对金属物品的表面赋予良好的焊剂附着性。而且发现:通过将该胺化合物配混至金属加工油组合物,即便在金属加工后不进行表面的清洗处理,也能实现良好的焊剂附着。
本发明包括下述实施方式。
[1] 金属加工油组合物,其包含下述通式(I)所示的胺化合物。
[化1]
[式中,
R1表示碳原子数6~30的烃基;
R2、R3和R4(以下有时也简写为“R2~R4”)各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的烃基;
A1和A2各自独立地表示单键或聚氧亚烷基;
A3表示聚氧亚烷基;
L表示碳原子数1~8的烃基;
p为0或1的整数。]。
[2] 根据[1]所述的组合物,其HLB为10以下。
[3] 根据[1]或[2]所述的组合物,其中,前述胺化合物的配混量按照组合物总量基准计为0.3质量%以上且3.0质量%以下。
[4] 根据[1]~[3]中任一项所述的组合物,其还包含选自碳原子数6~30的醇和烷基甘油中的至少一种摩擦调节剂。
[5] 根据[1]~[4]中任一项所述的组合物,其中,前述胺化合物的HLB为8以下。
[6] 根据[1]~[5]中任一项所述的组合物,其包含选自矿物油和合成油中的至少一种基础油。
[7] 根据[1]~[6]中任一项所述的组合物,其中,R1为碳原子数6~30的烷基或烯基;
R2~R4为氢原子;
A1和A2各自独立地表示单键或聚氧亚烷基;
A3为聚氧亚烷基;
L为碳原子数1~8的亚烷基;
p为0或1的整数。
[8] 根据[1]~[7]中任一项所述的组合物,其中,p为0。
[9] 根据[1]~[8]中任一项所述的组合物的制造方法,其包括:将前述胺化合物、选自矿物油和合成油中的至少一种基础油、以及根据需要选自碳原子数6~30的醇和烷基甘油中的至少一种摩擦调节剂进行混合。
[10] 金属加工方法,其特征在于,使用[1]~[8]中任一项所述的组合物或通过[9]所述的方法而得到的组合物进行金属加工。
[11] 硬钎焊方法,其包括:使焊剂接触附着有[1]~[8]中任一项所述的组合物或通过[9]所述的方法而得到的组合物的金属物品的表面,并进行硬钎焊。
[12] 金属物品的制造方法,其具有下述工序(1)。
工序(1):使用[1]~[8]中任一项所述的组合物或通过[9]所述的方法而得到的组合物,对金属材料进行加工处理的金属加工工序。
[13] 根据[12]所述的方法,其还具有下述工序(2)。
工序(2):在工序(1)之后,在前述金属材料的一部分表面残留有组合物的状态下,使焊剂接触前述金属材料的表面,并进行硬钎焊处理的硬钎焊工序。
[14] 根据[12]或[13]所述的方法,其中,前述金属物品为换热器用部件。
[15] 换热器的制造方法,其特征在于,使用[10]~[14]中任一项所述的方法。
[16] 焊剂附着改进剂,其包含下述通式(I)所示的胺化合物。
[化2]
[式中,
R1表示碳原子数6~30的烃基;
R2~R4各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的烃基;
A1和A2各自独立地表示单键或聚氧亚烷基;
A3表示聚氧亚烷基;
L表示碳原子数1~8的烃基;
p为0或1的整数。]。
本发明具有以下的一种以上的效果。
(1)提供具有良好焊剂附着性的金属加工油组合物。本发明的金属加工油组合物可适合地用作例如换热器用部件等金属物品的金属加工中的金属加工油组合物。
(2)本发明的金属加工油组合物能够对实施了金属加工的金属部件赋予良好的焊剂附着性,因此,能够省略或简化焊剂涂布前的金属部件的清净处理。在优选的实施方式中,可以对通过使用了本发明的金属加工油组合物的金属加工而得到的金属部件直接涂布焊剂,并进行硬钎焊处理。
(3)提供能够赋予优异焊剂附着性的焊剂附着剂。
(4)根据本发明的优选形态,提供能够兼顾焊剂附着性和金属加工性(低摩擦性)的金属加工油组合物。
具体实施方式
以下,针对本发明的实施方式进行详细说明。需要说明的是,本发明不限定于以下的实施方式,可以在不超出其主旨的范围内任意变更来实施。
本说明书中记载的数值范围的上限值和下限值可以任意组合。例如,记载有“A~B”和“C~D”时,“A~D”和“C~B”的范围也作为数值范围而包括在本发明的范围内。此外,本说明书中记载的数值范围“下限值~上限值”是指下限值以上且上限值以下。
以下,说明本说明书中记载的术语等的含义。
“烃基”是指:从具有指定数量的碳原子的直链状、环状或支链状的饱和或不饱和的烃中去除1个或2个以上氢原子而得到的基团。具体而言,可列举出烷基、烯基、环烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基、亚烷基、亚烯基等。
“烷基”是指:具有指定数量的碳原子的直链状或支链状的1价饱和脂肪族烃基。
“环烷基”是指:具有指定数量的碳原子的环状的1价饱和脂肪族烃基。
“亚烷基”是指:具有指定数量的碳原子的直链状、环状或支链状的2价饱和脂肪族烃基。
“烯基”是指:具有指定数量的碳原子和至少1个碳-碳双键的直链或支链的1价烃基。“亚烯基”是指:具有指定数量的碳原子和至少1个碳-碳双键的直链或支链的2价烃基。作为“烯基”、“亚烯基”,可列举出例如单烯、二烯、三烯和四烯等,但不限定于它们。
“芳基”是指芳香性的烃环式基团。
“烷基芳基”是指键合有1个以上烷基的芳基。
“芳基烷基”是指键合于芳环的烷基。
“聚氧亚烷基”是指由环氧烷烃的聚合链构成的2价基团,具体而言,是“-(RO)m-”(每次出现R时,各自独立地表示亚烷基,m为1以上的整数)所示的基团。
1. 金属加工油组合物
本发明的一个形态涉及金属加工油组合物。该金属加工油组合物包含以下的成分:(A)胺化合物、以及根据需要的(B)基础油、(C)摩擦调节剂和(D)其它添加剂。金属加工油组合物根据情况可以含有因所配混的至少一部分成分发生改性或反应等而产生的其它化合物,这种形态也包括在本发明的金属加工油组合物中。
以下,针对各成分进行详细说明。
[成分(A):胺化合物]
金属加工油组合物包含下述通式(I)所示的胺化合物(以下也简称为“胺化合物”)。
[化3]
通过包含这种胺化合物,能够对金属加工油组合物赋予良好的焊剂附着性。使用该金属加工油组合物进行了金属加工的金属物品的表面的焊剂附着性优异,因此,能够对该金属部件直接涂布焊剂,并进行硬钎焊工序。此外,即便在涂布焊剂前进行金属部件的清净处理的情况下,其处理与使用以往的金属加工油的情况相比也能够简化。进而,硬钎焊工序中的焊剂脱落受到抑制,进行硬钎焊的组装部件的处理性也优异。此外,包含上述式(I)的胺化合物的金属加工油组合物的油污性优异。油污是指:在附着有金属加工油组合物的部分被暴露于高温而使金属加工油挥散后,残留于该部分的污痕、污垢(污点),“油污性优异”是指这种油污在金属表面上的残留少。
胺化合物的HLB优选为10以下。通过使用该范围的胺化合物,能够得到良好的焊剂附着性。从焊剂附着性的观点出发,胺化合物的HLB更优选为8以下,进一步优选为7以下。胺化合物的HLB的下限没有特别限定,从焊剂附着性和在基础油中的溶解性的观点出发,优选为1以上,更优选为2以上,进一步优选为3以上。例如,从焊剂附着性和在基础油中的溶解性的观点出发,胺化合物的HLB优选为1~10,更优选为2~8,进一步优选为3~7。
需要说明的是,本说明书中,HLB是指Hydrophile-lipophile balance(亲水亲油平衡)的简称,其是表示表面活性剂的分子内的亲水基团与亲油基团的平衡的指标。HLB根据格里芬法来计算。
式(I)中,R1表示碳原子数6~30(6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30)的烃基。从润滑性和溶解性的观点出发,该烃基的碳原子数优选为8~24、更优选为10~22、进一步优选为12~20。
烃基可列举出例如辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基(硬脂基)、十九烷基、二十烷基等烷基;辛烯基、壬烯基、癸烯基、十一碳烯基、十二碳烯基、十三碳烯基、十四碳烯基、十五碳烯基、十八碳烯基(油烯基等)等烯基(双键的位置是任意的);二甲基环己基、乙基环己基、甲基环己基甲基、环己基乙基、丙基环己基、丁基环己基、庚基环己基等环烷基;萘基、蒽基、联苯基、三联苯基等芳基;二甲基苯基、丁基苯基、壬基苯基、二甲基萘基等烷基芳基;苯基乙基、二苯基甲基等芳基烷基等。
烃基可以源于合成,也可以源于天然。例如,烃基可以为椰子烷基、牛油烷基、大豆烷基等源于天然的混合烷基或烯基。源于天然的烃基(混合烷基或混合烯基等)包括碳原子数不同的多种烃基。例如,椰子烷基通常以碳原子数为12~16这一范围的饱和或不饱和的直链状脂肪族烃基作为主要成分,牛油烷基通常以碳原子数为16~18这一范围的饱和或不饱和的直链状脂肪族烃基作为主要成分。本发明中,源于天然的烃基的主要成分可以将占据规定碳原子数范围(碳原子数为6~30、更优选为8~24、进一步优选为10~22、特别优选为12~20)的成分用作R1。
从润滑性和溶解性的观点出发,R1优选为碳原子数6~30(更优选为碳原子数8~24、进一步优选为10~22、特别优选为12~20)的直链状或支链状的饱和或不饱和的脂肪族烃基,更优选为碳原子数6~30(更优选为碳原子数8~24、进一步优选为10~22、特别优选为12~20)的烷基或烯基,进一步优选选自椰子烷基、牛油烷基、月桂基、油烯基和硬脂基,特别优选选自椰子烷基、牛油烷基和硬脂基。
式(I)中,R2~R4各自独立地表示氢原子或碳原子数1~3的烃基。作为碳原子数1~3的烃基,可列举出例如甲基、乙基、丙基等。从焊剂附着性的观点出发,R2~R4优选为氢原子。
式(I)中,p为0或1的整数。
从焊剂附着性的观点出发,p优选为0的整数。即,一个实施方式中,胺化合物为单胺。
式(I)中,L表示碳原子数1~8(1、2、3、4、5、6、7或8)的烃基。从焊剂附着性的观点出发,L优选为碳原子数1~6(更优选为碳原子数2~5、进一步优选为碳原子数3~4)的直链状或支链状的亚烷基或亚烯基,更优选为碳原子数1~8(优选为碳原子数1~6、更优选为碳原子数2~5、进一步优选为碳原子数3~4)的直链状或支链状的亚烷基,进一步优选为碳原子数1~8(优选为碳原子数1~6、更优选为碳原子数2~5、进一步优选为碳原子数3~4)的直链状亚烷基。
式(I)中,A1和A2各自独立地表示单键或聚氧亚烷基。
需要说明的是,A1和/或A2为单键时,R2、R3是指直接键合于氮原子(N)。
式(I)中,A3表示聚氧亚烷基。
作为A1~A3中的聚氧亚烷基,没有特别限定,优选HLB落入上述范围。可列举出例如聚氧亚乙基、聚氧亚丙基、聚氧亚异丙基、聚氧亚丁基、聚氧1,2-亚丁基、聚氧2,3-亚丁基、聚氧亚戊基、聚氧亚辛基等。
从在基础油中的溶解性和润滑性的观点出发,A1、A2和A3(A1~A3)中的聚氧亚烷基优选为由碳原子数1~6(更优选为碳原子数1~4、进一步优选为碳原子数1~3的环氧烷烃的聚合链构成的2价数的基团,更优选为由碳原子数2~3的环氧烷烃的聚合链构成的基团(即,聚氧亚乙基、聚氧亚丙基),进一步优选为聚氧亚乙基。
A1~A3的聚氧亚烷基可以分别相同或不同。此外,A1~A3的聚氧亚烷基可以是碳原子数不同的环氧烷烃无规键合或嵌段键合而成的。例如,A1~A3的聚氧亚烷基可以是环氧乙烷(EO)基团与环氧丙烷(PO)基团无规或嵌段键合而成的。
一个实施方式中,式(I)中,p=1,A1~A3均为聚氧亚烷基。在该情况下,焊剂附着性优异。
一个实施方式中,式(I)中,p=0,A2为单键,A3为聚氧亚烷基。在该情况下,焊剂附着性优异。
一个实施方式中,式(I)中,p=0,A2和A3均为聚氧亚烷基。在该情况下,焊剂附着性优异。
一个实施方式中,胺化合物是上述通式(I)中的
R1为碳原子数6~30的烷基或烯基、
R2~R4为氢原子、
A1和A2各自独立地表示单键或聚氧亚烷基、
A3为聚氧亚烷基、
L为碳原子数1~8的亚烷基、
p为0或1的整数的化合物。
该实施方式中,R1、A1~A3、L和p的优选方式如上所述。
一个实施方式中,胺化合物如下述通式(II)所示。
[化4]
式(II)中,R1~R4、L和p的定义和优选方式与式(I)相同。
式(II)中,m1和m2各自独立地表示0以上的环氧乙烷的平均加成摩尔数。
式(II)中,m3表示超过0的环氧乙烷的平均加成摩尔数。
m1~m3的上限值没有特别限定,可以各自独立地为例如15以下、10以下、8以下或7以下。m1~m3优选以胺化合物的HLB达到规定范围的方式进行设定。
若列举一例,则m1和m2为0以上且15以下(优选为0以上且6以下)的数,m3为0以上且15以下(优选超过0且为6以下)的数。
例如,m1+m2+m3超过0且为45以下(优选超过0且为12以下的数)。
胺化合物的含量按照组合物总量(100质量%)基准计,从焊剂附着性的观点出发,优选为0.1质量%以上、更优选为0.3质量%以上、进一步优选为0.5质量%以上。此外,从金属加工性(低摩擦性)的观点出发,优选为10质量%以下、更优选为7质量%以下、进一步优选为5质量%以下、特别优选为3质量%以下。此外,关于胺化合物的含量,从焊剂附着性的观点出发,优选为0.01~10质量%、更优选为0.1~10质量%、进一步优选为0.3~5质量%,从金属加工性(低摩擦性)的观点出发,进一步优选为0.3~3质量%,从焊剂附着性和金属加工性(低摩擦性)特别优异的观点出发,进一步优选为0.5~3质量%。
[成分(B):基础油]
金属加工油组合物优选包含基础油。
作为基础油,没有特别限定,可以从以往作为金属加工油的基础油而使用的矿物油和合成油中适当选择任意物质来使用。此外,可以为将选自矿物油和合成油中的2种以上组合使用而得到的混合油。
作为矿物油,可列举出例如对链烷烃系原油、中间基系原油、环烷烃系原油等原油进行常压蒸馏而得到的常压渣油;对这些常压渣油进行减压蒸馏而得到的馏出油;通过将对该馏出油进行溶剂脱沥青、溶剂提取、氢化裂解、溶剂脱蜡、接触脱蜡、氢化提纯等提纯处理中的一种以上处理而得到的矿物油;利用费托法等由天然气制造的蜡(GTL蜡(Gas ToLiquids WAX))进行异构化而得到的矿物油(GTL)等。
这些矿物油可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为合成油,可列举出例如α-烯烃均聚物或α-烯烃共聚物(例如,乙烯-α-烯烃共聚物等碳原子数8~14的α-烯烃共聚物)等聚α-烯烃系合成油;正构链烷烃、异构链烷烃等链烷烃系合成油;多元醇酯、二元酸酯(例如,戊二酸二(十三烷基)酯等)、三元酸酯(例如,偏苯三甲酸2-乙基己酯)、磷酸酯等酯系合成油;聚苯醚等醚系合成油;聚亚烷基二醇;烷基苯;烷基萘等。
这些合成油可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
其中,从退火性和干燥性的观点出发,作为基础油,优选为链烷烃系合成油,更优选为异构链烷烃。
作为基础油的40℃下的运动粘度,优选为0.5~10mm2/s、更优选为0.75~5mm2/s、进一步优选为1~3mm2/s。
如果该运动粘度为0.5mm2/s以上,则能够进一步提高金属加工性。
此外,如果该运动粘度为10mm2/s以下,则能够维持优异的金属加工性,且处理性也良好。
需要说明的是,本说明书中,40℃下的运动粘度是指按照JIS K2283:2000而测得的值。
此外,从调整金属加工性得以提高的润滑油组合物的观点出发,作为本发明的一个方式中使用的基础油,优选为因挥发性高而难以通过基于JIS K2283:2000的测定方法来计算100℃下的运动粘度和粘度指数的基础油。
基础油的含量没有特别限定,以组合物总量(100质量%)基准计,从退火性和干燥性的观点出发,优选为50.0~99.99质量%、更优选为70.0~99.9质量%、进一步优选为90.0~99质量%。
[成分(C):摩擦调节剂]
从退火性优异的观点出发,金属加工油组合物优选包含选自(C1)碳原子数6~30的醇和(C2)烷基甘油中的至少一种摩擦调节剂。摩擦调节剂也可以组合使用选自(C1)碳原子数6~30的醇和(C2)烷基甘油中的2种以上。其中,从金属加工性(低摩擦性)优异的方面出发,金属加工油组合物优选包含(C1)碳原子数6~30的醇和(C2)烷基甘油这两者。
包含(C1)碳原子数6~30的醇和(C2)烷基甘油这两者时,其质量比优选为10:90~90:10、更优选为20:80~80:20、进一步优选为40:60~60:40。
(C1)碳原子数6~30的醇
作为碳原子数6~30的醇,优选为一价的脂肪族饱和醇和一价的脂肪族不饱和醇,可以为直链状,也可以为支链状。从润滑性的观点出发,醇的碳原子数更优选为8~26、进一步优选为10~20、特别优选为12~18。
作为一价的脂肪族饱和醇,可列举出例如辛醇(capryl alcohol)、2-乙基己醇、癸醇、十二醇(月桂醇)、十四醇(肉豆蔻醇)、十六醇(鲸蜡醇)、十八醇(硬脂醇、异硬脂醇)、山嵛醇等。
作为一价的脂肪族不饱和醇,可列举出例如辛烯醇、癸烯醇、十二碳烯醇、十四碳烯春、十六碳烯醇、十八碳烯醇(油醇)、亚油醇等。其中,从在基础油中的溶解性和润滑性的观点出发,优选为油醇。
碳原子数6~30的醇可单独使用1种或组合使用2种以上。
(C2)烷基甘油
烷基甘油为醇与甘油的单醚化合物或二醚化合物(烷基甘油醚)。作为烷基甘油,优选为碳原子数6~30的醇与甘油的单醚化合物或二醚化合物,更优选为碳原子数6~30的醇与甘油的单醚化合物。从润滑性和焊剂附着性的观点出发,构成烷基甘油的碳原子数6~30的醇的碳原子数更优选为8~26、进一步优选为10~20、特别优选为12~18。此外,作为构成烷基甘油的碳原子数6~30的醇的具体例,可同样地优选使用作为上述(C1)碳原子数6~30的醇而例示的物质。
一个实施方式中,烷基甘油如下述通式(III)所示。
[化5]
式(III)中,R5表示碳原子数6~30的直链状或支链状的烷基或烯基。从润滑性和焊剂附着性的观点出发,R5更优选为碳原子数8~26(更优选为10~20、进一步优选为12~18)的直链状的烷基或烯基。
烷基甘油的具体例可列举出甘油基单硬脂基醚(鲨肝醇)、甘油基单鲸蜡基醚(鲛肝醇)、单油烯基甘油基醚(鲨油醇)、单山嵛基甘油基醚、单-2-乙基己基甘油基醚、单异硬脂基甘油基醚、单辛基甘油基醚、单异癸基甘油基醚等。其中,从润滑性和焊剂附着性的观点出发,优选为单硬脂基甘油基醚(鲨肝醇)、甘油基单鲸蜡基醚(鲛肝醇)、单油烯基甘油基醚(鲨油醇),更优选为单油烯基甘油基醚(鲨油醇)。
烷基甘油可单独使用1种或组合使用2种以上。
(C1)碳原子数6~30的醇与(C2)烷基甘油的总含量没有特别限定,按照组合物总量(100质量%)基准计,从润滑性和焊剂附着性的观点出发,优选为0.001~30质量%、更优选为0.01~20质量%、进一步优选为0.1~10质量%。
(C3)其它的摩擦调节剂
金属加工油组合物中,除了包含上述(C1)碳原子数6~30的醇和(C2)烷基甘油之外,也可以包含(C3)其它的摩擦调节剂。
作为其它的摩擦调节剂,例如,可以从以往作为金属加工油的摩擦调节剂而使用的公知的摩擦调节剂中适当选择任意物质来使用。可列举出例如有机二硫代磷酸盐、钼系摩擦调节剂、无灰系摩擦调节剂等。
作为有机二硫代磷酸盐,优选为二烷基二硫代磷酸锌,更优选为仲二烷基二硫代磷酸锌。有机二硫代磷酸盐的含量按照组合物总量(100质量%)基准计优选为0.05~20质量%。
作为钼系摩擦调节剂,可列举出例如二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)、二硫代磷酸钼(MoDTP)、钼酸的胺盐等。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。源自钼系摩擦调节剂的钼原子的含量按照组合物总量基准计优选为30~400质量ppm。
作为无灰系摩擦调节剂,可列举出例如通过脂肪酸与脂肪族多元醇的反应而得到的偏酯化合物等酯系摩擦调节剂。前述脂肪酸优选为具有碳原子数6~30的直链状或支链状烃基的脂肪酸,该烃基的碳原子数更优选为8~24、进一步优选为10~20。此外,前述脂肪族多元醇为2元以上且6元以下的醇,可列举出乙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇等。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。无灰系摩擦调节剂的含量没有特别限定,按照组合物总量(100质量%)基准计,优选为0.01~8.0质量%。
摩擦调节剂的含量没有特别限定,按照组合物总量(100质量%)基准计,优选为0.001~30质量%、更优选为0.01~20质量%、进一步优选为0.1~10质量%。
本发明的一个实施方式中,金属加工油组合物中的成分(A)(胺化合物)、成分(B)(基础油)和成分(C)(摩擦调节剂)的总含量按照组合物总量(100质量%)基准计,优选为90~99.999质量%、更优选为95~99.99质量%、特别优选为99~99.9质量%。
(D)其它添加剂
金属加工油组合物可以在不损害本发明效果的范围内含有其它添加剂。作为这种其它添加剂,可列举出例如抗氧化剂、油性剂、极压剂、防锈剂、金属惰化剂、消泡剂、粘度指数改进剂、抗静电剂、润湿性改进剂等。这些添加剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为抗氧化剂,可以从以往作为金属加工油的抗氧化剂而使用的公知抗氧化剂中适当选择任意物质来使用,可列举出例如胺系抗氧化剂、酚系抗氧化剂、硫系抗氧化剂、钼系抗氧化剂、磷系抗氧化剂等。这些抗氧化剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
作为胺系抗氧化剂,可列举出例如二苯基胺、具有碳原子数3~20的烷基的烷基化二苯基胺等二苯基胺系抗氧化剂;α-萘基胺、苯基-α-萘基胺、具有碳原子数3~20的烷基的取代苯基-α-萘基胺等萘基胺系抗氧化剂等。
作为酚系抗氧化剂,可列举出例如2,6-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(DBPC)、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯等单酚系抗氧化剂;4,4’-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)等双酚系抗氧化剂;受阻酚系抗氧化剂等。
作为硫系抗氧化剂,可列举出例如3,3’-硫代二丙酸二月桂酯等。
作为钼系抗氧化剂,可列举出例如使三氧化钼和/或钼酸与胺化合物反应而成的钼胺络合物等。
作为磷系抗氧化剂,可列举出例如亚磷酸酯等。
抗氧化剂的含量没有特别限定,按照组合物总量(100质量%)基准计,优选为0.001~1质量%、更优选为0.005~0.8质量%、进一步优选为0.01~0.5质量%。
作为油性剂,可列举出例如硬脂酸、油酸等脂肪族饱和和不饱和单羧酸;二聚酸、氢化二聚酸等聚合脂肪酸;蓖麻油酸、12-羟基硬脂酸等羟基脂肪酸;月桂醇、油醇等脂肪族饱和和不饱和单醇;硬脂胺、油胺等脂肪族饱和和不饱和单胺;月桂酰胺、油酰胺等脂肪族饱和和不饱和单羧酸酰胺;甘油、山梨糖醇等多元醇与脂肪族饱和或不饱和单羧酸的偏酯等。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。油性剂的含量没有特别限定,按照组合物总量(100质量%)基准计,优选为0.001~10质量%、更优选为0.01~5.0质量%、进一步优选为0.1~3.0质量%。
作为极压剂,可列举出例如硫化烯烃、二烷基多硫化物、二芳基烷基多硫化物、二芳基多硫化物等硫系化合物;除亚磷酸酯之外的磷系化合物(例如磷酸酯(例如磷酸三甲苯酯(TCP))、硫代磷酸酯、磷酸酯胺盐、亚磷酸酯胺盐等)。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。极压剂的含量没有特别限定,按照组合物总量(100质量%)基准计,优选为0.001~10质量%、更优选为0.01~5.0质量%、进一步优选为0.1~3.0质量%。
作为防锈剂,可列举出例如金属磺酸盐、烷基苯磺酸盐、二壬基萘磺酸盐、有机亚磷酸酯、有机磷酸酯、有机磺酸金属盐、有机磷酸金属盐、烯基琥珀酸酯、多元醇酯、苯并三唑系化合物等。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。防锈剂的含量没有特别限定,按照组合物总量(100质量%)基准计,优选为0.01~10.0质量%、更优选为0.05~5.0质量%、进一步优选为0.1~3.0质量%。
作为金属惰化剂,可列举出例如苯并三唑系化合物、甲苯基三唑系化合物、噻二唑系化合物、咪唑系化合物、嘧啶系化合物等。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。金属惰化剂的含量没有特别限定,按照组合物总量(100质量%)基准计,优选为0.001~5.0质量%、更优选为0.01~3.0质量%,进一步优选为0.1~1.0质量%。
作为消泡剂,可列举出例如硅油、氟硅油和氟烷基醚等。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。消泡剂的含量没有特别限定,按照组合物总量(100质量%)基准计,优选为0.001~0.50质量%、更优选为0.01~0.30质量%、进一步优选为0.1~0.20质量%。
作为粘度指数改进剂,可列举出例如聚甲基丙烯酸酯、分散型聚甲基丙烯酸酯、烯烃系共聚物(例如乙烯-丙烯共聚物等)、分散型烯烃系共聚物、苯乙烯系共聚物(例如苯乙烯-二烯氢化共聚物等)等。它们可以单独使用,也可以组合使用2种以上。粘度指数改进剂的含量没有特别限定,按照组合物总量(100质量%)基准计,优选为0.01~5质量%、更优选为0.05~3质量%、进一步优选为0.1~2质量%。
作为润湿性改进剂,可列举出例如碳原子数为14以上、氧原子数为2以上且具有羟基、醚键和酯键中的任一者以上的含氧化合物。本说明书中,“氧原子数”是指分子内的氧原子的总数。作为优选使用的含氧化合物,可列举出例如脱水山梨糖醇羧酸酯、乙炔二醇系化合物(例如乙炔二醇或其环氧乙烷加成物(EO加成物))、聚氧亚烷基烷基醚、聚氧亚烷基烯基醚等。作为具体的含氧化合物,可列举出脱水山梨糖醇单油酸酯;脱水山梨糖醇二油酸酯;脱水山梨糖醇三油酸酯;脱水山梨糖醇单硬脂酸酯;脱水山梨糖醇二硬脂酸酯;脱水山梨糖醇三硬脂酸酯;脱水山梨糖醇单月桂酸酯;2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇;2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇EO1.3摩尔加成物;3,6-二甲基-4-辛炔-3,6-二醇、3,5-二甲基-1-己炔-3-醇;三氧亚乙基油烯基醚等。这些化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。润湿性改进剂的含量按照组合物总量(100质量%)基准计,在0.01~3质量%的范围内选择。润湿性改进剂的优选含量为0.03质量%以上、更优选为0.05质量%以上、进一步优选为0.1质量%以上。润湿性改进剂的优选含量的上限值为2.5质量%以下、更优选为2.0质量%以下、进一步优选为1.5质量%以下。
[金属加工油组合物的各种物性]
作为使用本发明的一个实施方式的金属加工油组合物并利用后述实施例中记载的条件而测得的摩擦系数,优选为0.2以下、更优选为0.14以下、进一步优选为0.12以下。摩擦系数越低,则可以说是金属加工性(低摩擦性)越优异的金属加工油组合物。
[金属加工油组合物的用途]
本发明的金属加工油组合物能够对金属加工后的金属物品的表面赋予良好的焊剂附着性,因此,可适合地用于要供于使用了焊剂的硬钎焊工序的金属部件的加工。若列举一例,则更优选用于铝材或铝合金材等金属材料的金属加工,进一步优选用于铝散热片材或铝合金散热片材的金属加工。
2. 金属加工油组合物的制造方法
作为本发明的金属加工油组合物的制造方法,没有特别限定。例如,通过将以下的成分:(A)胺化合物、(B)基础油、(C)摩擦调节剂和(D)其它添加剂进行混合来制造。一个实施方式的制造方法包括:将胺化合物(成分(A))、选自矿物油和合成油中的至少一种基础油(成分(B))、以及根据需要而选自碳原子数6~30的醇和烷基甘油中的至少一种摩擦调节剂(成分(C))进行混合。
成分(A)、成分(B)、成分(C)、成分(D)的具体方式与上述“1. 金属加工油组合物”中记载的方式相同。上述成分(A)、成分(B)、成分(C)和成分(D)可以通过任意方法进行混合,配混的顺序及其方法没有限定。例如,优选在向(B)基础油中配混(A)胺化合物和根据需要的(C)摩擦调节剂、(D)其它添加剂后,利用公知方法进行搅拌,从而使各成分均匀分散在基础油(B)中。
3. 金属加工方法
本发明的一个形态提供金属加工方法,其特征在于,使用金属加工油组合物来进行金属加工。一个实施方式的金属加工方法包括:在上述记载的金属加工油组合物的存在下,对金属材料进行加工。
金属材料没有特别限定,包括铁、铝或铝合金等非铁金属材料。本发明的方法优选适合地用于对铝或铝合金的板或箔进行加工。
金属加工的种类也没有特别限定,可适合地用于例如锻造加工、挤出加工、轧制加工、拉拔加工、滚轧成形加工、压制加工(剪切加工、冲切加工、精密冲裁加工、弯曲加工、深拉加工、波纹(波型)加工)、旋压、高能高速加工(液中放电成形、爆炸成形、电磁力成形、高速锻造加工)等塑性加工等金属加工。
尤其是,本发明的金属加工油组合物能够对金属材料的表面赋予良好的焊剂附着性,因此,优选用于在金属加工后的工序中包括使焊剂附着来进行硬钎焊这一工序的金属部件的加工。例如,金属物品为换热器用部件,该形态的方法用于换热器用部件的加工。一个实施方式中,金属材料优选为铝材或铝合金材,更优选为铝材或铝合金材。在优选的一个实施方式中,金属加工为铝散热片材的冲切加工或铝散热片材的波纹加工。
4. 硬钎焊方法
本发明的一个形态提供硬钎焊方法,其包括:使焊剂接触附着有金属加工油组合物的金属物品的表面,并进行硬钎焊。本发明的金属加工油组合物能够对金属加工后的金属物品的表面赋予良好的焊剂附着性,因此,可适合地用于要供于使用了焊剂的硬钎焊工序的金属部件(例如换热器用部件)的加工。附着有本发明的金属加工油组合物的金属物品的表面的焊剂附着性优异,由硬钎焊工序中的焊剂脱落引起的部件间的接合不良受到抑制。此外,在使用了本发明的金属加工油组合物的金属加工后使用焊剂进行硬钎焊工序时,能够省略或简化焊剂涂布前的金属部件的清净处理,制造效率优异。
硬钎焊如下进行:例如,使焊剂接触金属物品的表面后,组装部件,将金属部件加热至对于硬钎焊而言充分高的温度(例如180~700℃)来进行硬钎焊。
焊剂没有特别限定,可以从以往在铝材或铝合金材等金属材料的硬钎焊中使用的焊剂材料中适当选择任意物质来使用。焊剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
一个实施方式中,焊剂为铝硬钎焊用焊剂。本发明的一个实施方式是硬钎焊方法,其包括:使铝硬钎焊用焊剂接触附着有金属加工油组合物的金属物品的表面来进行硬钎焊。作为铝硬钎焊用焊剂,没有特别限定,可以使用公知物质。可列举出例如在铝的硬钎焊中使用的氟化物系焊剂。具体而言,可列举出例如四氟铝酸钾(KAlF4)单独、或者包含KAlF4与六氟铝酸钾(K3AlF6)或五氟铝酸钾(K2AlF5)的混合物等的氟铝酸钾;氟化钾;氟化铝;氟化锂;氟化钠;氟铝酸钾-铯络合物(非反应性铯系焊剂);氟铝酸铯(非反应性铯系焊剂);三氟锌酸钾(KZnF3)、四氟锌酸钾(K2ZnF4)等氟锌酸钾(反应性锌取代焊剂);氟锌酸铯(反应性锌取代焊剂)等。氟化物系焊剂可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
铝硬钎焊用焊剂可以利用市售品,可列举出例如森田化学工业公司制的FL-7、FL-7A、FL-7SS;ソルベイ(Solvay)公司制的ノコロック(Nocolok、注册商标)焊剂(氟铝酸钾)、ノコロック(注册商标)Sil焊剂(氟铝酸钾与金属硅粉末的混合物)、ノコロック(注册商标)Cs焊剂(铯系焊剂)。
一个实施方式中,焊剂可以以根据需要与粘结剂一同分散至水、有机溶剂等溶剂而得到的焊剂液的形态接触金属物品的表面而得到。
溶剂可列举出水单独、水与有机溶剂的混合物,优选单独使用水。可列举出甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、1,3-丁二醇、3-甲基-1,3-丁二醇、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇(MMB)等醇类;丙酮、甲乙酮、异丁酮等酮类;二乙基醚等醚类;环烷烃系脂环式烃类;乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚、乙二醇丁基醚、二乙二醇甲基醚、二乙二醇乙基醚、二乙二醇丁基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丁基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单丁基醚等二醇醚类。
作为粘结剂,可列举出例如甲基丙烯酸-甲基丙烯酸烷基酯系共聚物等(甲基)丙烯酸系树脂;聚乙烯醇;聚环氧乙烷;水系聚酯树脂;甲基纤维素;水系环氧树脂等。
粘结剂的配混量没有特别限定,按照焊剂液总量基准计,例如为0~15质量%、优选为0.1~10质量%、更优选为0.3~4质量%。
焊剂的配混量没有特别限定,按照焊剂液总量基准计,例如为2~50质量%、优选为5~50质量%、更优选为10~40质量%。
使焊剂接触的方法也没有特别限定,可通过例如浸渍、淋浴、喷雾等来进行。它们可单独使用或组合多个方式来使用。
硬钎焊方法也没有特别限定,可以使用采用了焊剂的现有公知的硬钎焊方法、硬钎焊条件。
5. 金属物品的制造方法
本发明的一个形态提供金属物品的制造方法。本形态的金属物品的制造方法具有下述工序(1)。
工序(1):使用上述金属加工油组合物,对金属材料进行加工处理的金属加工工序。
工序(1)中的金属加工的具体方式如上述“3. 金属加工方法”中记载那样。
本形态的金属物品的制造方法可以进一步具有下述工序(2)。
工序(2):在工序(1)后,在前述金属材料的一部分表面残留有组合物的状态下,使焊剂接触前述金属材料的表面,并进行硬钎焊处理的硬钎焊工序。
工序(1)中的硬钎焊处理的具体方式如上述“4. 硬钎焊方法”中记载那样。
一个实施方式中,金属物品为换热器用部件。一个实施方式中,金属材料优选为铝材或铝合金材,更优选为铝材或铝合金材。优选的一个实施方式中,金属加工为铝散热片材的冲切加工或铝散热片材的波纹加工。
6. 换热器的制造方法
根据本发明的一个实施方式,可提供换热器的制造方法,其使用上述方法(金属加工方法和/或硬钎焊方法或金属物品的制造方法)。
7. 焊剂附着改进剂
根据本发明的另一形态,提供焊剂附着改进剂,其包含上述通式(I)所示的胺化合物。该胺化合物可用作通过配混至基础油等溶液中而附着于金属材料等的材料表面,从而对材料表面赋予良好焊剂附着性的焊剂附着改进剂。胺化合物的具体方式如作为配混至上述“金属加工油组合物”中的“成分(A):胺化合物”而记载的那样。
例如,可以在金属加工后使焊剂附着改进剂附着于金属部件的表面,其后使焊剂接触来进行硬钎焊工序。一个实施方式中,焊剂附着改进剂是上述(A)胺化合物的基础油溶液。作为基础油,可以使用与配混至上述“金属加工油组合物”中的“成分(B):基础油”相同的物质。焊剂附着改进剂在基础油中的浓度例如可以为0.2~10质量%。
实施例
以下,针对本发明,参照实施例进行详述,但本发明的技术范围不限定于此。本说明书中,“室温”通常表示约10℃~约35℃。%只要没有特别记载就表示质量百分数。
实施例和比较例中使用的各原料的物性测定按照以下示出的要领来求出。
(40℃运动粘度)
按照JIS K2283:2000,测定40℃下的运动粘度。
[实施例1~31、比较例1~2]
向基础油中配混下述表1~4所示的各成分,制备实施例和比较例的金属加工油组合物。
[评价]
将所制备的金属加工油组合物用作试验油,进行以下的评价。将结果示于表1~4。
(1)焊剂附着性
在试件的两个表面涂布充分量的试验油后,使其在搅拌中的焊剂溶液中浸渍约10秒钟。测定从焊剂溶液中取出后的试件表面的焊剂覆盖率。试验在室温下实施。
作为试件,使用A3003-H24(10cm×10cm×厚0.40mm)。作为焊剂溶液,使用将焊剂(森田化学工业公司制的“FL-7”)以焊剂浓度达到20质量%的方式溶解于离子交换水而得的溶液。
根据焊剂覆盖率的测定结果,利用下述基准进行评价。
A:覆盖率为90%以上
B:覆盖率为60%以上且小于90%
C:覆盖率为20%以上且小于60%
D:覆盖率小于20%。
(2)摩擦系数
对试件涂布试验油,通过下述示出的往返动摩擦试验来测定摩擦系数。摩擦系数使用第30次滑动的值,使用N=3的平均值。摩擦系数越小,则可以说金属加工性(低摩擦性)越优异。
(往返动摩擦试验)
试验机:往返动摩擦试验机(オリエンテック公司制)
试件:铝板 A1050-P(厚度1.0mm)
球材:SUJ2(直径:1/2英寸)
试验条件 载荷:1kg
速度:4mm/s
滑动距离:15mm
滑动次数:30次
温度:35℃
N数:3。
(3)铝污性
在铝杯(A1050)上量取试验油约30mg,用升温至280℃的恒温槽保持5分钟,按照下述基准来评价试验油蒸发后的铝杯表面有无污垢。
A:无污垢
B:有污垢。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
表1~4中的“摩擦系数”的上段示出实施例和比较例的各试验油的摩擦系数的测定值(N=3的平均值),下段示出将比较例1的试验油的摩擦系数的值(100%)作为基准的相对值(%)。
表1~表4中使用的成分如下所示。
1. 成分(A):胺化合物
a1:聚氧乙烯月桂胺(HLB 6.3)
a2:聚氧乙烯月桂胺(HLB 9.8)
a3:聚氧乙烯月桂胺(HLB 3.8)
a4:聚氧乙烯月桂胺(HLB 6.4)
a5:聚氧乙烯(椰子)烷基胺(HLB 6.1)
a6:聚氧乙烯(牛油)烷基胺(HLB 6.1)
a7:聚氧乙烯硬脂胺(HLB 5.0)
a8:聚氧乙烯硬脂胺(HLB 8.0)
a9:聚氧乙烯油胺(HLB 9.0)
a10:聚氧乙烯烷基丙二胺(HLB 6.0)
a11:油胺(HLB 9.3)
a12:二甲基硬脂胺
以下示出胺化合物的结构。
2. 成分(B):基础油
b1:异构链烷烃系烃(40℃运动粘度:2.5mm2/s)。
3. 成分(C):摩擦调节剂
c1:油醇
c2:鲨油醇与油醇的混合物。
4. 成分(D)
d1:抗氧化剂 DBPC(2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)。
由表1~4可确认:包含通式(I)所示胺化合物的实施例的金属加工油组合物的焊剂附着性优异。
另一方面,不含胺化合物的比较例1和比较例2的金属加工油组合物的焊剂附着性差。
由表1~4可确认:包含通式(I)所示的胺化合物的实施例中,未观察到污垢,油污性优异。另一方面,使用与通式(I)所示的胺化合物不同的胺化合物得到的比较例3和比较例4中,产生污垢,油污性差。
可确认:胺化合物的含量为3质量%以下的实施例1~4(表1)的摩擦系数低,金属加工性(低摩擦性)优异。
包含碳原子数6~30的醇和烷基甘油这两者的实施例6~11(表2)和实施例22~31(表4)的金属加工性(低摩擦性)更优异。根据表2和表4,包含碳原子数6~30的醇和烷基甘油这两者的实施例6~11(表2)和实施例22~31(表4)的金属加工性(低摩擦性)优异。
由表3和表4可确认:通过配混HLB为8以下的胺化合物,焊剂附着性进一步提高(实施例12、14~19、21与实施例13、20的对比;实施例22、24~29、31与实施例23、30的对比)。
配混单胺(通式(I)中的p=0的化合物)时,与配混具有同等HLB的二胺(通式(I)中的p=1的化合物)的情况相比,焊剂附着性进一步提高(实施例16、17与实施例21的对比;实施例26、27与实施例31的对比)。
本发明的范围不局限于上述说明,关于上述例示之外,也可以在不损害本发明主旨的范围内适当变更来实施。需要说明的是,本说明书中记载的全部文献和出版物无论其目的如何,均通过参照而将其整体援引至本说明书中。此外,本说明书包括成为本申请优先权基础的日本专利申请、即日本特愿2019-035961号(2019年2月28日申请)的权利要求书、说明书的公开内容。
产业上的可利用性
本发明的金属加工油组合物能够对金属加工后的金属物品的表面赋予良好的焊剂附着性,因此,可适合地用于要供于使用了焊剂的硬钎焊工序的金属部件的加工。
Claims (16)
2.根据权利要求1所述的金属加工油组合物,其HLB为10以下。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中,所述胺化合物的配混量按照组合物总量基准计为0.01质量%以上且3.0质量%以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的组合物,其还包含选自碳原子数6~30的醇和烷基甘油中的至少一种摩擦调节剂。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的组合物,其中,所述胺化合物的HLB为8以下。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的组合物,其包含选自矿物油和合成油中的至少一种基础油。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的组合物,其中,R1为碳原子数6~30的烷基或烯基;
R2、R3和R4为氢原子;
A1和A2各自独立地表示单键或聚氧亚烷基;
A3为聚氧亚烷基,
L为碳原子数1~8的亚烷基,
p为0或1的整数。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的组合物,其中,p为0。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的组合物的制造方法,其包括:将所述胺化合物、选自矿物油和合成油中的至少一种基础油、以及根据需要选自碳原子数6~30的醇和烷基甘油中的至少一种摩擦调节剂进行混合。
10.金属加工方法,其特征在于,使用权利要求1~8中任一项所述的组合物或通过权利要求9所述的方法而得到的组合物进行金属加工。
11.硬钎焊方法,其包括:使焊剂接触附着有权利要求1~8中任一项所述的组合物或通过权利要求9所述的方法而得到的组合物的金属物品的表面,并进行硬钎焊。
12.金属物品的制造方法,其具有下述工序(1),
工序(1):使用权利要求1~8中任一项所述的组合物或通过权利要求9所述的方法而得到的组合物,对金属材料进行加工处理的金属加工工序。
13.根据权利要求12所述的方法,其还具有下述工序(2):
工序(2):在工序(1)之后,在所述金属材料的一部分表面残留有组合物的状态下,使焊剂接触所述金属材料的表面,并进行硬钎焊处理的硬钎焊工序。
14.根据权利要求12或13所述的方法,其中,所述金属物品为换热器用部件。
15.换热器的制造方法,其特征在于,使用权利要求10~14中任一项所述的方法。
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