JP2014040504A - Urea clay composite - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、層状構造を有するケイ酸塩化合物の層間にウレア化合物を含有させたウレアクレイコンポジットに関する。 The present invention relates to a urea clay composite containing a urea compound between layers of a silicate compound having a layered structure.
潤滑剤は、相対運動をしている二つの固体表面間に存在し、これらの固体表面の摩擦、摩耗を低減し、損失動力を少なくし、焼付き、疲労損傷などを防止する物理化学的性質を有する物質の総称であり、その形態により液体潤滑剤、半固体潤滑剤、固体潤滑剤に分類される。
固体潤滑剤として従来使用されていたものは、黒鉛や二硫化モリブデン等の層状構造を有する結晶粉体であって、せん断強さの小さい層間部分がスリップして潤滑を行う効果を期待されているものである。同様の効果が期待される層状構造を有するものとして、雲母、ベントナイト等のケイ酸塩化合物が知られている。これらの層間部分に、他の分子、原子、イオン等のゲスト化合物が侵入し、結晶層(ホスト)と反応した反応生成物である層間化合物も、従来潤滑剤として使用されている(例えば、特許文献1)。特許文献1には、金属りんカルコゲン化物に、アルキルアミン又はアンモニウムクロライドを接触させ反応させた層間化合物を潤滑剤等として使用した例が報告されている。
特許文献2、3、4では、ケイ酸塩化合物をポリマーに添加分散することで、中程度のPV(圧力×速度)条件で樹脂、スチール間の摩耗・摩擦を低減させるような機械的特性を持たせている。
Lubricants exist between two solid surfaces that are in relative motion, physicochemical properties that reduce friction and wear on these solid surfaces, reduce power loss, and prevent seizure, fatigue damage, etc. Are classified into liquid lubricants, semi-solid lubricants, and solid lubricants according to their forms.
Conventionally used as a solid lubricant is a crystal powder having a layered structure such as graphite or molybdenum disulfide, and is expected to have an effect of lubrication by slipping an interlayer portion having a small shear strength. Is. Silicate compounds such as mica and bentonite are known as those having a layered structure that is expected to have the same effect. Interlayer compounds that are reaction products in which guest compounds such as other molecules, atoms, and ions enter these interlayer portions and react with the crystal layer (host) are also conventionally used as lubricants (for example, patents) Reference 1). Patent Document 1 reports an example in which an interlayer compound obtained by bringing a metal phosphorus chalcogenide into contact with an alkylamine or ammonium chloride and reacting it is used as a lubricant or the like.
In Patent Documents 2, 3, and 4, mechanical properties that reduce wear and friction between resin and steel under moderate PV (pressure x speed) conditions by adding and dispersing the silicate compound in the polymer. I have it.
本発明は、従来のケイ酸塩化合物を利用した潤滑剤よりも耐摩擦・摩耗性能を向上させたウレアクレイコンポジットを提供することを目的とする。
本発明はまた、前記ウレアクレイコンポジットを含む潤滑剤組成物を提供することを目的とする。
本発明はまた、前記ウレアクレイコンポジットを含むグリース組成物を提供することを目的とする。
本発明はまた、前記ウレアクレイコンポジットを含む金属加工油剤組成物を提供することを目的とする。
本発明はまた、前記ウレアクレイコンポジットを含むプラスチック組成物を提供することを目的とする。
本発明はまた、前記ウレアクレイコンポジットを含む塗料組成物を提供することを目的とする。
本発明はまた、前記ウレアクレイコンポジットの製造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a urea clay composite having improved friction resistance and wear performance as compared with a lubricant using a conventional silicate compound.
Another object of the present invention is to provide a lubricant composition containing the urea clay composite.
Another object of the present invention is to provide a grease composition containing the urea clay composite.
Another object of the present invention is to provide a metalworking fluid composition comprising the urea clay composite.
Another object of the present invention is to provide a plastic composition containing the urea clay composite.
Another object of the present invention is to provide a coating composition containing the urea clay composite.
Another object of the present invention is to provide a method for producing the urea clay composite.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、層状ケイ酸塩化合物の層間にウレア化合物を含ませることにより、従来のケイ酸塩化合物を利用した潤滑剤より優れた耐摩擦・摩耗特性を持たせることが出来ることを見出した。本発明は、係る知見に基づきなされたものである。
すなわち、本発明は以下のウレアクレイコンポジット、該ウレアクレイコンポジットを含有する潤滑剤組成物、グリース組成物、金属加工油剤組成物、プラスチック組成物、塗料組成物、及び該ウレアクレイコンポジットの製造方法を提供する。
1. 層状ケイ酸塩化合物の層間にウレア化合物を含むウレアクレイコンポジット。
2. ウレア化合物が、下記式(1)で表される前記1項記載のウレアクレイコンポジット。
R1-NHCONH-R2-NHCONH-R3 (1)
(式中、R1およびR3は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数4〜22の炭化水素基を示し、例えば脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基である。R2は炭素数6〜36の炭化水素基を示す。)
3. 下記の(I)又は(II)のいずれかの方法で反応させることにより得られる前記1又は2項記載のウレアクレイコンポジット:
(I)層状ケイ酸塩化合物及びイソシアネートを含む系と、有機アミンを含む系とを反応させる方法;
(II)層状ケイ酸塩化合物及び有機アミンを含む系と、イソシアネートを含む系とを反応させる方法;
(但し、イソシアネートは式OCN-R2-NCOで表され、有機アミンは式R1-NH2又はR3-NH2で表される(式中、R1、R2及びR3は請求項2で定義したとおりである。))。
4. 層状ケイ酸塩化合物が、モンモリロナイト、ベントナイト、有機ベントナイト、ヘクトライト、クロライト、バイデライト、バーミキュライト、サポナイト、マイカ、ノントロナイト、ボルコンスコアイト、マガタイト、ケニアイトからなる群の少なくとも1種類である前記1〜3のいずれか1項記載のウレアクレイコンポジット。
5. イソシアネートが、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ダイマージイソシアネートからなる群から選ばれるジイソシアネートである前記2〜4のいずれか1項記載のウレアクレイコンポジット。
6. 有機アミンが、脂肪族アミンのオクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ノニルデシルアミン、エイコシルアミン、ドコシルアミン、芳香族アミンのパラトルイジン、アニリン、ナフチルアミン、及び脂環式アミンのシクロへキシルアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種類である前記2〜5のいずれか1項記載のウレアクレイコンポジット。
7. ウレアクレイコンポジット100質量部に対して、前記層状ケイ酸塩化合物を0.1〜80質量部含有する前記1〜6のいずれか1項記載のウレアクレイコンポジット。
8. 前記1〜7のいずれか1項記載のウレアクレイコンポジットを含有する潤滑剤組成物。
9. 前記1〜7のいずれか1項記載のウレアクレイコンポジットを含有するグリース組成物。
10. 前記1〜7のいずれか1項記載のウレアクレイコンポジットを含有する金属加工油剤組成物。
11. 前記1〜7のいずれか1項記載のウレアクレイコンポジットを含有するプラスチック組成物。
12. 前記1〜7のいずれか1項記載のウレアクレイコンポジットを含有する塗料組成物。
13. 下記の(I)又は(II)のいずれかの工程を含む、ウレアクレイコンポジットの製造方法:
(I)層状ケイ酸塩化合物及びイソシアネートを含む系と、有機アミンを含む系とを反応させる工程;
(II)層状ケイ酸塩化合物及び有機アミンを含む系と、イソシアネートを含む系とを反応させる工程。
As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors have included a urea compound between the layers of the layered silicate compound, thereby improving friction resistance superior to that of a lubricant using a conventional silicate compound.・ We have found that wear characteristics can be provided. The present invention has been made based on such knowledge.
That is, the present invention provides the following urea clay composite, lubricant composition containing the urea clay composite, grease composition, metalworking oil composition, plastic composition, coating composition, and method for producing the urea clay composite. provide.
1. A urea clay composite containing a urea compound between layers of a layered silicate compound.
2. The urea clay composite according to 1 above, wherein the urea compound is represented by the following formula (1).
R1-NHCONH-R2-NHCONH-R3 (1)
(In the formula, R1 and R3 may be the same or different from each other, and each represents a hydrocarbon group having 4 to 22 carbon atoms, such as an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group. R2 represents a hydrocarbon group having 6 to 36 carbon atoms.)
3. The urea clay composite according to 1 or 2 above, which is obtained by reacting by the following method (I) or (II):
(I) a method of reacting a system containing a layered silicate compound and an isocyanate with a system containing an organic amine;
(II) a method of reacting a system containing a layered silicate compound and an organic amine with a system containing an isocyanate;
(However, the isocyanate is represented by the formula OCN-R2-NCO, organic amine represented by the formula R1-NH 2 or R3-NH 2 (wherein, R1, R2, and R3 are as defined in claim 2 is there.)).
4). The above-mentioned 1 wherein the layered silicate compound is at least one member of the group consisting of montmorillonite, bentonite, organic bentonite, hectorite, chlorite, beidellite, vermiculite, saponite, mica, nontronite, bolconscoreite, magatite, and kenyaite. The urea clay composite of any one of -3.
5. The urea clay composite according to any one of 2 to 4, wherein the isocyanate is a diisocyanate selected from the group consisting of tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, and dimer diisocyanate.
6). Organic amines are aliphatic amines octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, heptadecylamine, octadecylamine, nonyldecylamine, eico 6. The urea clay composite according to any one of 2 to 5 above, which is at least one selected from the group consisting of silamine, docosylamine, aromatic amine paratoluidine, aniline, naphthylamine, and alicyclic amine cyclohexylamine. .
7). The urea clay composite according to any one of 1 to 6 above, containing 0.1 to 80 parts by mass of the layered silicate compound with respect to 100 parts by mass of the urea clay composite.
8). The lubricant composition containing the urea clay composite of any one of said 1-7.
9. The grease composition containing the urea clay composite of any one of said 1-7.
10. 8. A metalworking fluid composition comprising the urea clay composite according to any one of 1 to 7 above.
11. The plastic composition containing the urea clay composite of any one of said 1-7.
12 The coating composition containing the urea clay composite of any one of said 1-7.
13. A method for producing a urea clay composite comprising the following steps (I) or (II):
(I) a step of reacting a system containing a layered silicate compound and an isocyanate with a system containing an organic amine;
(II) A step of reacting a system containing a layered silicate compound and an organic amine with a system containing an isocyanate.
本発明によれば、従来のケイ酸塩化合物を利用した潤滑剤よりも、耐摩擦・摩耗特性を向上することができる。本発明のウレアクレイコンポジットは、それ自身が潤滑剤として機能する。本発明のウレアクレイコンポジットはまた、それ自身が増ちょう作用を有するので、別に増ちょう剤を加えなくても優れたグリース組成物を得ることができる。本発明のウレアクレイコンポジットはまた、金属加工油剤組成物等に含ませて使用することができる。 According to the present invention, the anti-friction and wear characteristics can be improved as compared with a lubricant using a conventional silicate compound. The urea clay composite of the present invention itself functions as a lubricant. Since the urea clay composite of the present invention itself has a thickening action, an excellent grease composition can be obtained without adding a thickening agent. The urea clay composite of the present invention can also be used by being included in a metalworking oil composition or the like.
本発明のウレアクレイコンポジットは、(I)層状ケイ酸塩化合物及びイソシアネートを含む系と、有機アミンを含む系とを反応させることにより製造することができる。本発明のウレアクレイコンポジットはまた、(II)層状ケイ酸塩化合物及び有機アミンを含む系と、イソシアネートとを含む系とを反応させることにより製造することができる。これにより、層状ケイ酸塩化合物の層間にウレア化合物が含まれるようになる。(I)の製法の方が好ましい。層状ケイ酸塩化合物を有機溶媒等中で膨張させ、層間を開いた後、別に準備しておいたウレア化合物を加えても、ウレア化合物は層間に侵入しない。 The urea clay composite of the present invention can be produced by reacting a system containing (I) a layered silicate compound and an isocyanate with a system containing an organic amine. The urea clay composite of the present invention can also be produced by reacting a system containing (II) a layered silicate compound and an organic amine with a system containing an isocyanate. Thereby, a urea compound comes to be contained between the layers of the layered silicate compound. The production method (I) is preferred. After the layered silicate compound is expanded in an organic solvent or the like and the interlayer is opened, even if a separately prepared urea compound is added, the urea compound does not enter the interlayer.
層状ケイ酸塩化合物としては、例えば、モンモリロナイト、ベントナイト、有機ベントナイト、ヘクトライト、クロライト、バイデライト、バーミキュライト、サポナイト、マイカ、ノントロナイト、ボルコンスコアイト、マガタイト、ケニアイトがあげられる。このうち、有機ベントナイトが好ましい。
有機ベントナイトは、テトラアルキルアンモニウムなどの4級アンモニウム化合物などで処理することにより、モンモリロナイトの結晶表面を変性させたものである。テトラアルキルアンモニウムとしては、例えば、ジメチルジオクタデシルアンモニウム、ジメチルオクタデシルアンモニウム、トリメチルオクタデシルアンモニウム等があげられる。このうち、ジメチルジオクタデシルアンモニウムが好ましい。
Examples of the layered silicate compound include montmorillonite, bentonite, organic bentonite, hectorite, chlorite, beidellite, vermiculite, saponite, mica, nontronite, vorconscoite, magatite, and kenyaite. Of these, organic bentonite is preferable.
Organic bentonite is obtained by modifying the crystal surface of montmorillonite by treatment with a quaternary ammonium compound such as tetraalkylammonium. Examples of the tetraalkylammonium include dimethyldioctadecylammonium, dimethyloctadecylammonium, trimethyloctadecylammonium and the like. Of these, dimethyldioctadecylammonium is preferred.
イソシアネートと有機アミンとが反応し、ウレア化合物を生成する。ジウレア化合物が好ましい。ジウレア化合物は、例えば下記式(1)で表すことができる。
R1-NHCONH-R2-NHCONH-R3 (1)
(式中、R1およびR3は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数4〜22の炭化水素基を示し、例えば脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基である。R2は炭素数6〜36の炭化水素基を示す。)
Isocyanate and organic amine react to form a urea compound. Diurea compounds are preferred. The diurea compound can be represented by, for example, the following formula (1).
R1-NHCONH-R2-NHCONH-R3 (1)
(In the formula, R1 and R3 may be the same or different from each other, and each represents a hydrocarbon group having 4 to 22 carbon atoms, such as an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group. R2 represents a hydrocarbon group having 6 to 36 carbon atoms.)
イソシアネートとしては、芳香族又は脂環式のジイソシアネートを好適に使用することができる。芳香族又は脂環式のジイソシアネートの具体例としては、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート、ダイマーイソシアネートがあげられる。ジフェニルメタンジイソシアネートが好ましい。 As the isocyanate, an aromatic or alicyclic diisocyanate can be suitably used. Specific examples of the aromatic or alicyclic diisocyanate include tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, naphthalene diisocyanate, and dimer isocyanate. Diphenylmethane diisocyanate is preferred.
有機アミンとしては、例えば、芳香族アミン、脂肪族アミン、脂環式アミンを好適に使用することができる。これらを組み合わせて使用してもよい。脂肪族アミンが好ましい。
芳香族アミンの具体例としては、パラトルイジン、アニリン、ナフチルアミン等があげられる。脂肪族アミンの具体例としては、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、トリデシルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、ノニルデシルアミン、エイコシルアミン、ドコシルアミン等があげられる。脂環式アミンの具体例としては、シクロへキシルアミン等があげられる。
As the organic amine, for example, an aromatic amine, an aliphatic amine, and an alicyclic amine can be suitably used. These may be used in combination. Aliphatic amines are preferred.
Specific examples of the aromatic amine include paratoluidine, aniline, naphthylamine and the like. Specific examples of the aliphatic amine include octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine, tridecylamine, tetradecylamine, pentadecylamine, hexadecylamine, heptadecylamine, octadecylamine, nonyldecylamine, Examples include eicosylamine and docosylamine. Specific examples of the alicyclic amine include cyclohexylamine and the like.
ウレア化合物としては、芳香族ジイソシアネートと脂肪族アミンから得られるジウレア化合物が好ましい。特に芳香族ジイソシアネートがジフェニルメタンジイソシアネートであり、脂肪族アミンが、オクチルアミン、ドデシルアミン又はオクタデシルアミンであるジウレア化合物が好ましい。更に特に、芳香族ジイソシアネートがジフェニルメタンジイソシアネートであり、脂肪族アミンがオクタデシルアミンであるジウレア化合物が好ましい。 As the urea compound, a diurea compound obtained from an aromatic diisocyanate and an aliphatic amine is preferable. Particularly preferred are diurea compounds in which the aromatic diisocyanate is diphenylmethane diisocyanate and the aliphatic amine is octylamine, dodecylamine or octadecylamine. More particularly, a diurea compound in which the aromatic diisocyanate is diphenylmethane diisocyanate and the aliphatic amine is octadecylamine is preferable.
製法(I)の反応は、適当な有機溶媒に、イソシアネートと層状ケイ酸塩化合物とを添加し、25〜50℃程度に加温し、別途、有機溶媒中で25〜80℃程度に加温した有機アミンとを一緒にして40〜100℃で5〜60分間撹拌することにより行うことができる。
製法(II)の反応は、適当な有機溶媒に、有機アミンと層状ケイ酸塩化合物とを添加し、25〜80℃程度に加温し、別途、有機溶媒中で25〜80℃程度に加温したイソシアネートとを一緒にして40〜100℃で5〜60分間撹拌することにより行うことができる。
イソシアネートと有機アミンは、ウレアクレイコンポジット100質量部に対して、0.1〜99質量部となるような量で使用するのが好ましく、50〜90質量部となるような量で使用するのがより好ましく、70質量部となるような量で使用するのが最も好ましい。
層状ケイ酸塩化合物は、ウレアクレイコンポジット100質量部に対して、0.1〜80質量部となるような量で使用するのが好ましく、10〜50質量部となるような量で使用するのがより好ましく、30質量部となるような量で使用するのが最も好ましい。
製法(I)で使用するイソシアネートと層状ケイ酸塩化合物とを添加する有機溶媒、及び製法(II)で使用する有機アミンと層状ケイ酸塩化合物とを添加する有機溶媒としては、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトン、ホルムアミド、テトラヒドロフラン、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド等を使用することができる。N,N-ジメチルホルムアミドが好ましい。
製法(I)で使用する有機アミンを添加する有機溶媒、及び製法(II)で使用するイソシアネートを添加する有機溶媒は、上に記載した有機溶媒と同一でも異なっていてもよいが、同一であるのが好ましい。具体的には、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトン、ホルムアミド、テトラヒドロフラン、プロピレンカーボネート、ジメチルスルホキシド等を使用することができる。N,N-ジメチルホルムアミドが好ましい。
In the reaction of the production method (I), an isocyanate and a layered silicate compound are added to an appropriate organic solvent, and the mixture is heated to about 25 to 50 ° C and separately heated to about 25 to 80 ° C in an organic solvent. It can be carried out by combining with the organic amine and stirring at 40-100 ° C. for 5-60 minutes.
In the reaction of production method (II), an organic amine and a layered silicate compound are added to an appropriate organic solvent, heated to about 25 to 80 ° C, and separately heated to about 25 to 80 ° C in an organic solvent. This can be done by stirring together with warm isocyanate at 40-100 ° C. for 5-60 minutes.
Isocyanate and organic amine are preferably used in an amount of 0.1 to 99 parts by weight, more preferably 50 to 90 parts by weight, based on 100 parts by weight of the urea clay composite. Most preferably, it is used in such an amount that it becomes 70 parts by mass.
The layered silicate compound is preferably used in an amount of 0.1 to 80 parts by mass, more preferably in an amount of 10 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the urea clay composite. The amount used is preferably 30 parts by mass, and most preferably used.
Organic solvents for adding isocyanate and layered silicate compound used in production method (I), and organic solvents for adding organic amine and layered silicate compound used in production method (II) include N, N- Dimethylformamide, acetone, formamide, tetrahydrofuran, propylene carbonate, dimethyl sulfoxide and the like can be used. N, N-dimethylformamide is preferred.
The organic solvent to which the organic amine used in the production method (I) is added and the organic solvent to which the isocyanate used in the production method (II) is added may be the same as or different from the organic solvents described above. Is preferred. Specifically, N, N-dimethylformamide, acetone, formamide, tetrahydrofuran, propylene carbonate, dimethyl sulfoxide and the like can be used. N, N-dimethylformamide is preferred.
本発明のウレアクレイコンポジットの状態は固体であり、結晶構造を有する。結晶構造を有することは、X線回折により確認できる。 The state of the urea clay composite of the present invention is a solid and has a crystal structure. The crystal structure can be confirmed by X-ray diffraction.
本発明のウレアクレイコンポジットは、それ自体が潤滑作用を持つことから、固体潤滑剤として使用することができる。 Since the urea clay composite of the present invention itself has a lubricating action, it can be used as a solid lubricant.
本発明のウレアクレイコンポジットは、基油の粘度を上げて半固体状にすることが出来ることから、グリースの増ちょう剤としても使用することができる。
増ちょう剤としてのウレアクレイコンポジットの含有量は、用途に応じたちょう度となるよう調節するが、通常、グリース組成物の全質量を基準として、1〜50質量%であるのが好ましく、2〜20質量%であるのがより好ましい。
The urea clay composite of the present invention can be used as a thickener for grease because the viscosity of the base oil can be increased to make it semi-solid.
The content of the urea clay composite as a thickening agent is adjusted so as to be in accordance with the use, but it is usually preferably 1 to 50% by mass based on the total mass of the grease composition. More preferably, it is -20 mass%.
基油としては、グリースの基油として通常使用されているものであれば何ら制限なく使用することができ、鉱油、合成油、これらの混合油を使用できる。合成油としては、エステル系合成油、合成炭化水素油、ポリグリコール系合成油、フェニルエーテル系合成油、シリコーン系合成油、フッ素系合成油等があげられる。
40℃における基油の動粘度は特に限定しないが、30〜300mm2/sであるのが好ましい。より好ましくは50〜200mm2/s、さらに好ましくは50〜150mm2/sである。
As the base oil, any oil that is usually used as a base oil for grease can be used without any limitation, and mineral oil, synthetic oil, and mixed oils thereof can be used. Synthetic oils include ester-based synthetic oils, synthetic hydrocarbon oils, polyglycol-based synthetic oils, phenyl ether-based synthetic oils, silicone-based synthetic oils, and fluorine-based synthetic oils.
The kinematic viscosity of the base oil at 40 ° C. is not particularly limited, but is preferably 30 to 300 mm 2 / s. More preferably, it is 50-200 mm < 2 > / s, More preferably, it is 50-150 mm < 2 > / s.
本発明のグリース組成物は、さらに、グリースの添加剤として通常用いられている成分を含むことができる。このような添加剤の具体例としては、ジアルキルジチオカルバミン酸亜鉛、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等の耐荷重添加剤;アルキルジフェニルアミン等のアミン系酸化防止剤、ヒンダードフェノール等のフェノール系酸化防止剤;有機スルホン酸塩等の防錆剤;亜硝酸ソーダなどの無機不働態化剤;ベンゾトリアゾールに代表される金属腐食防止剤;脂肪酸、脂肪酸エステル、リン酸エステルに代表される油性剤;リン系、硫黄系、有機金属系に代表される耐摩耗剤や極圧剤等があげられる。添加剤の含有量は、グリース組成物の全質量を基準として、通常、0.5〜5質量%である。
本発明のグリース組成物は、一般工業・自動車・各種軸受・家電製品等の潤滑に好適に用いることができる。
The grease composition of the present invention can further contain components usually used as an additive for grease. Specific examples of such additives include load-bearing additives such as zinc dialkyldithiocarbamate and zinc dialkyldithiophosphate; amine antioxidants such as alkyldiphenylamine; phenolic antioxidants such as hindered phenols; Rust preventives such as acid salts; inorganic passivating agents such as sodium nitrite; metal corrosion inhibitors typified by benzotriazole; oil-based agents typified by fatty acids, fatty acid esters and phosphate esters; And antiwear agents and extreme pressure agents represented by organic metal-based materials. The content of the additive is usually 0.5 to 5% by mass based on the total mass of the grease composition.
The grease composition of the present invention can be suitably used for lubricating general industries, automobiles, various bearings, home appliances, and the like.
本発明のウレアクレイコンポジットを、必要により、防錆剤、酸化防止剤、消泡剤、界面活性剤等とともに基油に含ませることにより、金属加工油剤組成物とすることもできる。本発明の金属加工油剤組成物は、金属部材の切削加工、研削加工、圧延加工、引抜加工、プレス加工、鍛造加工等の塑性加工に用いることができる。金属部材としては、低炭素鋼、高張力鋼板、ステンレス鋼等があげられる。 If necessary, the urea clay composite of the present invention can be made into a metalworking fluid composition by including it in a base oil together with a rust inhibitor, an antioxidant, an antifoaming agent, a surfactant and the like. The metalworking fluid composition of the present invention can be used for plastic working such as cutting, grinding, rolling, drawing, pressing, forging and the like of metal members. Examples of the metal member include low carbon steel, high-tensile steel plate, and stainless steel.
本発明のウレアクレイコンポジットを、プラスチック樹脂に含ませることにより、プラスチック組成物とすることもできる。プラスチックとしては、オレフィン系樹脂、ABS樹脂、スチロール系樹脂等があげられる。本発明のプラスチック組成物は、ギアなどのプラスチック部品等に使用することができる。 A plastic composition can be obtained by including the urea clay composite of the present invention in a plastic resin. Examples of the plastic include olefin resin, ABS resin, styrene resin, and the like. The plastic composition of the present invention can be used for plastic parts such as gears.
本発明のウレアクレイコンポジットを、顔料等と組み合わせて、塗料組成物とすることもできる。本発明の塗料組成物は、アスファルト、コンクリート、鉄板等に適用することができる。 The urea clay composite of the present invention can be combined with a pigment or the like to form a coating composition. The coating composition of the present invention can be applied to asphalt, concrete, iron plate and the like.
<実施例1>
第一の反応容器に、有機溶媒であるN,N-ジメチルホルムアミド50g、ジフェニルメタン4,4’-ジイソシアネート(MDI)17.5gと有機化ベントナイト10gとを入れ、40℃まで加温した。なお、有機ベントナイトは、ベントナイトをジメチルジオクタデシルアンモニウムで処理したもの(Rheox社製、BENTONE 34)である。
別容器に、N,N-ジメチルホルムアミド50gと、オクチルアミン18.06gとを入れ、70℃まで加温し、第一の反応容器に加え撹拌した。
70℃付近で約30分間撹拌し続け、反応を十分に行った後、室温まで冷却した。遠心分離で分離後、純水で洗浄を行い、N,N-ジメチルホルムアミドを除去した。洗浄物を100℃恒温槽で乾燥後、目的のコンポジットを得た。実施例1のウレアクレイコンポジットをC8ウレアクレイコンポジットと呼ぶ。
<Example 1>
In a first reaction vessel, 50 g of N, N-dimethylformamide as an organic solvent, 17.5 g of diphenylmethane 4,4′-diisocyanate (MDI) and 10 g of organobentonite were placed and heated to 40 ° C. The organic bentonite is bentonite treated with dimethyldioctadecylammonium (Rheox, BENTONE 34).
In a separate container, 50 g of N, N-dimethylformamide and 18.06 g of octylamine were placed, heated to 70 ° C., added to the first reaction container, and stirred.
Stirring was continued at about 70 ° C. for about 30 minutes, and after sufficient reaction, the mixture was cooled to room temperature. After separation by centrifugation, washing with pure water was performed to remove N, N-dimethylformamide. The washed product was dried in a constant temperature bath at 100 ° C. to obtain the desired composite. The urea clay composite of Example 1 is referred to as a C8 urea clay composite.
<実施例2>
オクチルアミンに代えてドデシルアミン25.9gを使用したこと以外は、実施例1と同様にしてウレアクレイコンポジットを調製した。実施例2のウレアクレイコンポジットをC12ウレアクレイコンポジットと呼ぶ。
<Example 2>
A urea clay composite was prepared in the same manner as in Example 1 except that 25.9 g of dodecylamine was used instead of octylamine. The urea clay composite of Example 2 is referred to as C12 urea clay composite.
<実施例3>
オクチルアミンに代えてオクタデシルアミン37.66gを使用したこと以外は、実施例1と同様にしてウレアクレイコンポジットを調製した。実施例3のウレアクレイコンポジットをC18ウレアクレイコンポジットと呼ぶ。
このようにして得られた実施例1〜3のコンポジットを、以下の試験に供した。
<参考例1>
比較のため、第一の反応容器にMDI 17.5gと有機溶媒であるN,N-ジメチルホルムアミド50gを入れ40℃まで加温した。別容器にオクチルアミン18.06gと有機溶媒であるN,N-ジメチルホルムアミド50gを入れ、70℃まで加温し、第一の反応容器に加え撹拌した。70℃付近で約30分間撹拌し続け、反応を十分に行った後、室温まで冷却した。遠心分離で分離後、純水で洗浄を行い、N,N-ジメチルホルムアミドを除去した。洗浄物を100℃恒温槽で乾燥させることによりウレア化合物を調製した。参考例1のウレア化合物をC8ウレアと呼ぶ。
<参考例2>
オクチルアミンに代えてドデシルアミン25.90gを使用したこと以外は、参考例1と同様にしてウレア化合物を調製した。参考例2のウレア化合物をC12ウレアと呼ぶ。
<参考例3>
オクチルアミンに代えてオクタデシルアミン37.66gを使用したこと以外は、参考例1と同様にしてウレア化合物を調製した。参考例3のウレア化合物をC18ウレアと呼ぶ。
<Example 3>
A urea clay composite was prepared in the same manner as in Example 1 except that 37.66 g of octadecylamine was used instead of octylamine. The urea clay composite of Example 3 is referred to as C18 urea clay composite.
The composites of Examples 1 to 3 thus obtained were subjected to the following test.
<Reference Example 1>
For comparison, 17.5 g of MDI and 50 g of N, N-dimethylformamide as an organic solvent were placed in a first reaction vessel and heated to 40 ° C. In a separate container, 18.06 g of octylamine and 50 g of N, N-dimethylformamide as an organic solvent were placed, heated to 70 ° C., added to the first reaction container, and stirred. Stirring was continued at about 70 ° C. for about 30 minutes, and after sufficient reaction, the mixture was cooled to room temperature. After separation by centrifugation, washing with pure water was performed to remove N, N-dimethylformamide. The urea compound was prepared by drying the washed product in a 100 ° C. constant temperature bath. The urea compound of Reference Example 1 is referred to as C8 urea.
<Reference Example 2>
A urea compound was prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that 25.90 g of dodecylamine was used instead of octylamine. The urea compound of Reference Example 2 is referred to as C12 urea.
<Reference Example 3>
A urea compound was prepared in the same manner as in Reference Example 1 except that 37.66 g of octadecylamine was used instead of octylamine. The urea compound of Reference Example 3 is referred to as C18 urea.
(1)走査電子顕微鏡観察
実施例1〜3のウレアクレイコンポジットを走査電子顕微鏡(SEM)により観察した。結果を図1〜3に示す。比較の為、有機ベントナイトも観察した。結果を図4に示す。有機ベントナイトは、まとまった塊として存在し(図4(a))、その表面には、複数の層が積み重なっており、各層は表面に沿って存在しているが、めくれ上がっている層は殆ど存在しない(図4(b)(c))。これに対し、本発明のウレアクレイコンポジットは、有機ベントナイトよりも塊の大きさは小さくなり(図1(a)、図2(a)、図3(a))、層は鱗のようにめくれ上がっている(図1(b)(c)、図2(b)(c)、図3(b)(c))。また、層表面に、線上のウレア化合物が存在しているのが観察できる(図2(c))。
これらのことから、ウレア化合物が有機ベントナイトの表面、層間内存在することがわかる。また、ウレア化合物が層間内に入ることによって有機ベントナイトをめくりあがらせ表面を剥がれ易くしている。
(1) Observation with scanning electron microscope The urea clay composites of Examples 1 to 3 were observed with a scanning electron microscope (SEM). The results are shown in FIGS. For comparison, organic bentonite was also observed. The results are shown in FIG. Organic bentonite exists as a mass (Fig. 4 (a)), and on its surface, a plurality of layers are stacked, and each layer exists along the surface, but most of the layers are turned up. It does not exist (FIGS. 4B and 4C). In contrast, the urea clay composite of the present invention has a smaller lump size than organic bentonite (FIGS. 1 (a), 2 (a) and 3 (a)), and the layers are turned like scales. 1 (b) (c), FIG. 2 (b) (c), FIG. 3 (b) (c)). Further, it can be observed that the urea compound on the line is present on the surface of the layer (FIG. 2C).
From these facts, it is understood that the urea compound is present on the surface of the organic bentonite and in the interlayer. Further, when the urea compound enters the interlayer, the organic bentonite is turned up, and the surface is easily peeled off.
(2)X線による粉末回折試験
実施例1〜3のウレアクレイコンポジットのX線による粉末回折試験を行った。比較の為、有機ベントナイト及び参考例1〜3のウレア化合物のX線による粉末回折試験も行った。結果を図5〜11に示す。有機ベントナイトのチャート(図5)と、参考例1〜3のウレア化合物(図6〜8)とを比較すると明らかな様に、有機ベントナイトとウレア化合物の回折線は重ならず、ウレア化合物は部分的な回析線しか認められない。実施例1〜3のウレアクレイコンポジット(図9〜11)では、有機ベントナイトに帰属できる回折線は認められない一方、有機ベントナイトのX線チャートには存在しない回折線が現れた。
これらのことから、本発明のウレアクレイコンポジットは、有機ベントナイト及びC8−,C12−,C18−ウレア化合物とは異なる結晶構造を有すると言える。
(2) X-ray powder diffraction test The X-ray powder diffraction test of the urea clay composites of Examples 1 to 3 was performed. For comparison, X-ray powder diffraction tests of organic bentonite and urea compounds of Reference Examples 1 to 3 were also conducted. The results are shown in FIGS. As is clear when comparing the chart of organic bentonite (FIG. 5) and the urea compounds of Reference Examples 1 to 3 (FIGS. 6 to 8), the diffraction lines of the organic bentonite and the urea compound do not overlap, and the urea compound is partially Only diffractive lines are allowed. In the urea clay composites of Examples 1 to 3 (FIGS. 9 to 11), diffraction lines attributable to organic bentonite were not observed, but diffraction lines that did not exist in the X-ray chart of organic bentonite appeared.
From these facts, it can be said that the urea clay composite of the present invention has a crystal structure different from organic bentonite and C8-, C12-, C18-urea compounds.
(3)TE-77摩擦試験(ASTM D5707準拠)
実施例1〜3のウレアクレイコンポジット、参考例1〜3のウレア化合物、有機ベントナイトの摩擦係数を測定した。
試験条件、温度:室温、すべり速度16mm/s、面圧1.75GPa、試験時間 600s
判定 摩擦係数 0.25以上で中止
結果を図12及び13に示す。
これらのことから、ウレア化合物は摩擦係数が安定せず、安定しても0.25付近である。ウレアクレイコンポジットは有機ベントナイトより摩擦係数が低く、0.20以下で摩擦係数が安定していることから、有機ベントナイト及びC8−,C12−,C18−ウレア化合物とは異なる摩擦特性を有することが言える。
(3) TE-77 friction test (according to ASTM D5707)
The friction coefficients of the urea clay composites of Examples 1 to 3, the urea compounds of Reference Examples 1 to 3, and the organic bentonite were measured.
Test conditions, temperature: room temperature, sliding speed 16mm / s, surface pressure 1.75GPa, test time 600s
Determination When the coefficient of friction is 0.25 or more, the results of the cancellation are shown in FIGS.
From these facts, the urea compound does not have a stable coefficient of friction, and even if it is stable, it is around 0.25. Urea clay composite has a lower friction coefficient than organic bentonite and has a stable friction coefficient at 0.20 or less, so it can be said that it has different friction characteristics from organic bentonite and C8-, C12-, C18-urea compounds.
Claims (13)
R1-NHCONH-R2-NHCONH-R3 (1)
(式中、R1およびR3は、互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ炭素数4〜22の炭化水素基を示し、例えば脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基である。R2は炭素数6〜36の炭化水素基を示す。) The urea clay composite according to claim 1, wherein the urea compound is represented by the following formula (1).
R1-NHCONH-R2-NHCONH-R3 (1)
(In the formula, R1 and R3 may be the same or different from each other, and each represents a hydrocarbon group having 4 to 22 carbon atoms, such as an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group. R2 represents a hydrocarbon group having 6 to 36 carbon atoms.)
(I)層状ケイ酸塩化合物及びイソシアネートを含む系と、有機アミンとを含む系;
(II)層状ケイ酸塩化合物及び有機アミンを含む系と、イソシアネートとを含む系;
(但し、イソシアネートは式OCN-R2-NCOで表され、有機アミンは式R1-NH2又はR3-NH2で表される(式中、R1、R2及びR3は請求項2で定義したとおりである。))。 The urea clay composite according to claim 1 or 2 obtained by reacting by any one of the following methods (I) or (II):
(I) a system comprising a layered silicate compound and an isocyanate and an organic amine;
(II) a system comprising a layered silicate compound and an organic amine, and a system comprising an isocyanate;
(However, the isocyanate is represented by the formula OCN-R2-NCO, organic amine represented by the formula R1-NH 2 or R3-NH 2 (wherein, R1, R2, and R3 are as defined in claim 2 is there.)).
(I)層状ケイ酸塩化合物及びイソシアネートを含む系と、有機アミンとを含む系とを反応させる工程;
(II)層状ケイ酸塩化合物及び有機アミンを含む系と、イソシアネートとを含む系とを反応させる工程。 A method for producing a urea clay composite comprising the following steps (I) or (II):
(I) a step of reacting a system containing a layered silicate compound and an isocyanate with a system containing an organic amine;
(II) A step of reacting a system containing a layered silicate compound and an organic amine with a system containing an isocyanate.
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