JP2854308B2 - 防錆・防食性不凍液用基材、防錆・防食性合成潤滑剤及び防錆・防食性含水液 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、防錆・防食性不凍液用基材、防錆・防食性
合成潤滑剤、及び防錆・防食性含水液に関し、より詳し
くは、防錆・防食性を有し、さらに耐摩耗性、耐焼付性
等に優れ、かつ粘度指数が高く、低温流動性が良好であ
る等優れた特性を有するモルホリン系化合物からなる合
成潤滑剤、及び防食性、防錆性に優れ、かつそれらの持
続性を有し、例えば作動液や不凍液等として好適に利用
することができる該モルホリン系化合物及び水を含有す
る含水液に関する。

〔従来の技術〕

従来、潤滑剤としては、種々のものが知られている
が、耐摩耗性、耐焼付性に優れ、かつ粘度指数が高く、
流動点が低く、さらに防錆・防食性のよいものが必要と
されていた。

一方、従来、不凍液や水−グリコール型作動液には、
アルキレングリコール（エチレングリコール、プロピレ
ングリコール、ジプロピレングリコールなど）と水を含
む含水液が用いられている。これらの含水液は、そのま
までは腐食や錆の発生という問題を生じるので、防食防
止剤や防錆剤を配合して使用されている。

しかしながら、これらの腐食防止剤や防錆剤は、使用
中に分解、飛散等の問題を生じ易く、防錆・防食性が不
十分で持続性がなく、腐食による配管の洩れを生じた
り、腐食生成物によるフィルターの目詰りを起こすなど
の問題点を有していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、防錆・防食性に優れる上に、耐摩耗
性、耐焼付性に優れ、かつ粘度指数が高くしかも低温流
動性が良好である等の優れた特性を有する新規な合成潤
滑剤を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前記問題点を解決し、防
錆・防食性が向上し、かつ長期間その性能を維持するこ
とができ、不凍液、作動液等やその基剤として好適に使
用することができる含水液を及び前記モルホリン系化合
物からなる防錆・防食性不凍液用基材を提供することに
ある。

〔課題を達成するための手段〕

本発明者は、前記目的を達成すべく、鋭意研究を重ね
た結果、特定なモルホリン系化合物又はそれらの混合物
あるいは、それらを用いた非水系組成物が、耐摩耗性、
耐焼付性に優れ、かつ粘度指数が高く、しかも低温流動
特性を有し、さらに防錆・防食性を有するなど優れた特
性を有する新規な合成潤滑剤（すなわち、潤滑油若しく
はその基油）となることを見出した。さらに、該モルホ
リン系化合物又はそれらの混合物と水とを含有する含水
液が、防食性、防錆性に優れ、しかも、その性能を長期
間安定に持続させることができる含水液系の防食・防錆
性基剤等として有効であり、また、従来の防食剤や防錆
剤を用いないでも、防食性、防錆性及びそれらの性能の
持続性に優れ、長期間安定に使用することができるなど
の優れた特性を有する新規な水−グリコール型作動液あ
るいは新規な不凍液となり得ることを見出し、これらの
知見に基づいて本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、次の一般式 （式（Ｉ）中のｎは１〜300の整数であり、R¹は、炭素
数２〜４のアルキレン基、炭素数６〜30のアリーレン基
又は炭素数６〜30のシクロアルキレン基であり、ただし
ｎが２以上の場合、R¹は同じ種類であってもよく、異な
った種類であってもよく、R²は、水素原子、炭素数１〜
30のアルキル基、炭素数６〜30のアリール基又は炭素数
６〜30のシクロアルキル基である。）で表される化合物
からなることを特徴とする防錆・防食性防錆・防食性不
凍液用基材及び防錆・防食性合成潤滑剤を提供するもの
である。

本発明において使用する前記式（Ｉ）で表される化合
物（以下、モルホリン系化合物と呼ぶことがある。）に
ついてより詳細に説明すると以下の通りである。

式（Ｉ）中のｎは、１〜300の整数であればよいが、
２〜100の範囲のものが好ましく、特に３〜50のものが
好ましい。ｎの値が300を超えると粘性が高過ぎて潤滑
に不適となる。

式（Ｉ）中のR¹が、アルキレン基の場合、その具体例
としては、例えば、1,2−エチレン基、1,2−プロピレン
基、1,2−ブチレン基、2,3−ブチレン基等の置換1,2−
エチレン基、1,3−プロピレン基、1,3−ブチレン基等の
置換1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基を挙げること
ができる。

前記R¹が、アリーレン基の場合には、その具体例とし
て、例えば、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、
1,2−フェニレン基、２−メチル−1,4−フェニレン基、
2,3−ジメチル−1,4−フェニレン基、２−エチル−1,4
−フェニレン基、２−プロピル−1,4−フェニレン基等
の置換1,4−フェニレン基、４−メチル−1,3−フェニレ
ン基、５−メチル−1,3−フェニレン基等の置換1,3−フ
ェニレン基、３−メチル−1,2−フェニレン基、４−メ
チル−1,2−フェニレン基等の置換1,2−フェニレン基、
1,4−ナフタレン基、2,5−ナフタレン基等のナフタレン
基、これらのアルキル置換体等の置換体などを挙げるこ
とができる。

R¹が、シクロアルキレン基の場合には、その具体例と
しては、例えば、1,4−シクロヘキシレン、1,3−シクロ
ヘキシレン、1,2−シクロヘキシレン、1,5−シクロオク
チレン、1,4−シクロオクチレン、1,3−シクロオクチレ
ン、1,2−シクロオクチレン、デカリン−1,2−ジイル、
デカリン−1,3−ジイル、デカリン−1,4−ジイル、デカ
リン−2,5−ジイルなど、あるいはこれらのアルキル置
換体等の置換体などを挙げることができる。

これらの中でもR¹として好ましい基は、炭素数２〜４
のアルキレン基であり、中でも、例えば、1,2−エチレ
ン基、1,2−プロピレン基、1,2−ブチレン基、2,3−ブ
チレン基等の置換1,2−エチレン基が好ましく、特に1,2
−エチレン基、1,2−プロピレン基等が好ましい。

なお、式（Ｉ）のR¹−Ｏ_ｍは、ｎが２以上の場
合、同じ種類の−R¹−Ｏ−基から構成されていてもよ
く、２種以上の−R¹−Ｏ−基から構成されていてもよ
い。また、R¹−Ｏ_ｎは、−R¹−Ｏ−についてブロッ
ク状、ランダム状、交互状等のいずれの構成であっても
よい。

前記式（Ｉ）中のR²がアルキル基の場合、その具体例
としては例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル
基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、se
c−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペン
チル基、sec−ペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペ
ンチル基、ｎ−ヘキシル基、イソヘキシル基、ヘプチル
基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、
ドデシル基、テトラデシル基、オクタデシル基、アイコ
シル基等の鎖状アルキル基、ベンジル基、フェネチル
基、フェニルプロピル基、シクロヘキシルエチル基等の
置換アルキル基などを挙げることができる。

R²がアリール基の場合、その具体例としては、例え
ば、フェニル基、ｏ−メチルフェニル基、ｍ−メチルフ
ェニル基、ｐ−メチルフェニル基、ｐ−エチルフェニル
基、ｐ−ブチルフェニル基、ｐ−オクチルフェニル基、
ビフェニル基等の置換フェニル基、１−ナフチル基、２
−ナフチル基、メチルナフチル基等の置換ナフチル基な
どを挙げることができる。

R²がシクロアルキル基の場合、その具体例としては、
例えばシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオ
クチル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環
シクロアルキル基、デカリン−１−イル基、デカリン−
２−イル基等の多環シクロアルキル基、メチルシクロヘ
キシル基、エチルシクロヘキシル基、オクチルシクロヘ
キシル基等の置換シクロアルキル基などを挙げることが
できる。

R²として特に好ましい基として水素原子などを挙げる
ことができる。

なお、式（Ｉ）で表される化合物は、１種単独で用い
てもよく、あるいは２種以上の混合物として用いてもよ
い。

前記式（Ｉ）で表される化合物のうち、好適に使用で
きる化合物又はそれらの混合物の具体例をいくつか示す
と、例えばモルホリンのエチレンオキサイド（１〜30モ
ル）付加物、モルホリンのプロピレンオキサイド（１〜
30モル）付加物、モルホリンのエチレンオキサイド（１
〜10モル）プロピレンオキサイド（１〜20モル）付加物
などがある。

本発明の潤滑剤は、前記式（Ｉ）で表される化合物の
１種単独の化合物又は２種以上の混合物からなってい
る。また、式（Ｉ）で表される化合物の１種又は２種以
上に鉱油、合成潤滑油等の従来の潤滑基油及び／又は従
来の潤滑油に使用される溶剤や各種の配合剤若しくは添
加剤が配合されていてもよい。

本発明の潤滑剤は式（Ｉ）で表されるモルホリン系化
合物の特性若しくは作用により、防錆・防食性の他に耐
摩耗性及び耐焼付性に優れ、かつ粘度指数が高くしかも
低温流動性が良好であるなど優れた特性を有しており、
これらの特性を主として活用してさまざまな分野に利用
することができ、特に鉱油系若しくは合成油系の潤滑剤
が使用される用途に好適に使用することができる。具体
的には特に歯車油、軸受油、圧縮機油、タービン油、油
圧作動油、真空ポンプ油、金属加工油、防錆油、熱処理
油、熱媒体油、グリース等又はそれらの基油等として有
効に使用することができる。

本発明の含水液は、前記式（Ｉ）で表される化合物
〔（Ａ）成分〕の１種又は２種以上と水を含有するもの
であり、この含水液は水溶液であっても乳化液等の分散
液であってもいずれの形態でもよい。この（Ａ）成分と
水の配合割合としては、特に制限はないが、含水液中に
0.01重量％以上配合するのが適当である。水の他、アル
キレングリコール、増粘剤、油性向上剤、極圧剤、腐食
防止剤、消泡剤さらには鉱油、合成油等の潤滑基油、防
錆剤、乳化剤等を適量配合して用いてもよい。

なお、本発明の含水液を水−グリコール型作動液とし
て用いる場合には、（Ａ）成分と水とを（Ａ）成分が80
〜20重量％の範囲で配合することが好ましい。さらに、
一般に増粘剤を配合することが適切であり、その組成と
しては、例えば使用する（Ａ）成分と水との合計量100
重量部当たり、前記アルキレングリコールを０〜100重
量部、前記増粘剤を３〜80重量部、油性向上剤や極圧剤
の合計を１〜50重量部、腐食防止剤を０〜10重量部添加
して使用するのが好適である。

前記アルキレングリコールの具体例としては、例え
ば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレン
グリコール等を挙げることができる。これらは１種単独
で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

前記増粘剤として特に好適なものとして、エチレンオ
キサイド−プロピレンオキサイドの共重合物で分子量が
2,000〜50,000程度のものを挙げることができる。

前記油性向上剤としては例えばモノカルボン酸、特に
炭素数８〜30の脂肪酸、ジカルボン酸等の多価カルボン
酸及びこれらの水酸化アルカリ、アルキルアミン類、ア
ルカノールアミン類との塩などを挙げることができる。

腐食防止剤としては、例えばモルホリン、シクロヘキ
シルアミン、ジシクロヘキシルアミン、モノエタノール
アミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、
ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミ
ン、ベンゾトリアゾール、ベンゾチアゾール、EDTA等を
挙げることができる。

なお、前記のアルキレングリコール、増粘剤、油性向
上剤、極圧剤、腐食防止剤等の添加剤は、上記例示の化
合物に限定されるものではなく、それぞれ公知のものを
適宜選定して使用することができる。

また、これらの各種の添加剤を使用する場合、それぞ
れ１種単独で用いてもよく、あるいは２種以上を併用し
てもよい。

以上のようにして、式（Ｉ）で表されるモルホリン系
化合物を含有する含水液を得ることができる。

この含水液は、このモルホリン系化合物の作用により
防食性及び防錆性を向上させることができ、しかもその
性能を安定に長期間持続させることができる。この安定
で持続性のある高い防食性、防錆性を主として活用し
て、例えば前記した水−グリコール型作動液、その他の
含水作動液、不凍液、金属加工液、焼入れ等の熱処理
液、冷却液、熱媒体液など、あるいはそれらの基材とし
てさまざまな用途に利用することができる。

本発明の含水液は水−グリコール型作動液、不凍液と
して特に好適に用いられる。このことから、本発明の防
錆・防食性化合物は不凍液の基材（原液）としても好適
に利用される。

〔実施例〕

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。

（実施例１〜８及び比較例１〜４） 実施例１〜７及び比較例１と２は主として水−グリコ
ール型作動液に関するものでこれらについては第１表に
示す組成の試料液（試験液）を用い、それぞれについ
て、後記の試験方法により表示の特性の初期値を測定
し、開放加熱実験及び密閉加熱実験によりそれぞれの耐
久試験を行った。結果を第１表に示す。

実施例８及び比較例３と４は、主として不凍液に関す
るものでこれらについては第２表に示す組成の試料液
（試験液）を用い、実施例１と同様にして第２表に表示
の特性の初期値の測定及び耐久試験を行った。結果を第
２表に示す。

金属腐食試験 JIS−Ｋ−2234 不凍液試験に準拠して行った。

気化性錆止め試験 JIS−Ｋ−2246 錆止め油気化性錆止め試験に準拠
し、１広口ビンに試料液100mgを入れ、試験片炭素鋼F
25Cを取り付けたゴム栓を、試料液面より100mm上方に取
り付けた。

温度60±２℃で72時間放置後、試験片を取り出し、錆
発生の有無を観察した。

開放加熱実験（耐久試験） 直径600mm、高さ90mmのビーカーに試験液を100g入
れ、JIS−Ｋ−2540潤滑油熱安定度試験用の空気浴槽中
で80℃、72時間、試料の加熱・蒸発を行った。その後、
取り出し、試験液が蒸発減量したものと、同一量を補水
し、この補水試験液について、性状の変化を測定した。

密閉加熱実験（耐久試験） 内径60mm、高さ100mmのSUS 304製耐圧密閉容器中に
試料液を500g入れ、温度200℃にて36時間加熱した。そ
の後放冷し、取り出した試験液について、性状の変化を
測定した。

耐摩耗性試験 ASTM Ｄ 2670に準拠し、300rpm、300Lbs、60分の条
件のもとで行い、試験前後のテストピースの重量変化を
測定した。

第１表の結果から、下記の点等について本発明の水−
グリコール型作動液が優れていることがわかる。

すなわち、モルホリン・EO、モルホリン・POを含む水
グリコール型作動液（実施例１〜７）はいずれも初期値
（新しい液）のpHが高く、耐摩耗性が良く、気化性錆止
め性が良い。しかも開放と密封条件との耐久性試験後の
外観変化がなくpHの低下がない。また、開放加熱実験後
の気化性、錆止め性の低下もなく、密封加熱実験後の耐
摩耗性の低下もない。これに対し、モルホリン・EO、モ
ルホリン・POを含まないもの（比較例１〜２）は、初期
値の気化性錆止め性が十分でなく、耐久試験後の外観変
化が大きく、pHの低下、錆止め性、耐摩耗性の低下が著
しい。

また、第２表の結果から、本発明のモルホリン系化合
物含有水溶液である不凍液がこれを含まないものと比較
して、上記同様の点において優れていることがわかる。

実施例９及び比較例５ 本発明の潤滑剤〔モルホリン・PO（５）〕及び比較例
として鉱油（溶剤精製150ニュートラル油）について第
３表に表示の各種の特性を測定した。結果を第３表に示
す。

〔発明の効果〕 本発明の合成潤滑剤は、耐摩耗性、耐焼付性に優れ、
かつ粘度指数が高く、しかも低温流動性が良好であるな
どの優れた特性を有している。

さらに、本発明の含水液は、防食性及び防錆性に優
れ、しかもその性能を安定に長期間持続することができ
るなどの優れた特性及び作用を有している。この含水液
は、それが有する上記の優れた特性や作用等を利用し、
水−グリコール型作動液、その他の含水作動液、不凍
液、金属加工液、熱処理液、冷却液、熱媒体液などある
いはそれらの基材として好適に使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｆ 11/14 Ｃ２３Ｆ 11/14 Ｃ１０Ｎ 30:02 30:12 40:08 40:20 40:24 (56)参考文献 特開 昭62−84048（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−103885（ＪＰ，Ａ) 特開 昭46−4122（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−35326（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭49−35279（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許3976593（ＵＳ，Ａ) 独国特許公開2206267（ＤＥ，Ａ) Ｃｈｅｍ，Ａｂ，要約番号100： 209437 Ｃｈｅｍ，Ａｂ，要約番号93：46548 Ｃｈｅｍ，Ａｂ，要約番号73：119806 Ｃｈｅｍ，Ａｂ，要約番号73：44672 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) ＣＡ（ＳＴＮ)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】次の一般式 （式（Ｉ）中のｎは１〜300の整数であり、R¹は炭素数
   ２〜４のアルキレン基、炭素数６〜30のアリーレン基又
   は炭素数６〜30のシクロアルキレン基であり、ただしｎ
   が２以上の場合、R¹は同じ種類であってもよく、異なっ
   た種類であってもよく、R²は水素原子、炭素数１〜30の
   アルキル基又は炭素数６〜30のシクロアルキル基であ
   る。） で表される化合物からなることを特徴とする防錆・防食
   性不凍液用基材。
2. 【請求項２】次の一般式 （式（Ｉ）中のｎは１〜300の整数であり、R¹は炭素数
   ２〜４のアルキレン基、炭素数６〜30のアリーレン基又
   は炭素数６〜30のシクロアルキレン基であり、ただしｎ
   が２以上の場合、R¹は同じ種類であってもよく、異なっ
   た種類であってもよく、R²は水素原子、炭素数１〜30の
   アルキル基又は炭素数６〜30のシクロアルキル基であ
   る。） で表される化合物からなることを特徴とする防錆・防食
   性合成潤滑剤。
3. 【請求項３】式（Ｉ）で表される化合物が、ｎが２〜10
   0の整数であり、R¹が炭素数２〜４のアルキレン基であ
   り、R²が水素原子である化合物である請求項２記載の防
   錆・防食性合成潤滑剤。
4. 【請求項４】次の一般式 （式（Ｉ）中のｎは１〜300の整数であり、R¹は炭素数
   ２〜４のアルキレン基、炭素数６〜30のアリーレン基又
   は炭素数６〜30のシクロアルキレン基であり、ただしｎ
   が２以上の場合、R¹は同じ種類であってもよく、異なっ
   た種類であってもよく、R²は水素原子、炭素数１〜30の
   アルキル基又は炭素数６〜30のシクロアルキル基であ
   る。） で表される化合物と水とを含有し、式（Ｉ）で表される
   化合物の含有量が0.01重量％以上であることを特徴とす
   る防錆・防食性含水液。
5. 【請求項５】式（Ｉ）で表される化合物が、ｎが２〜10
   0の整数であり、R¹が炭素数２〜４のアルキレン基であ
   り、R²が水素原子である化合物である請求項４記載の防
   錆・防食性含水液。
6. 【請求項６】水−グリコール型作動液又は不凍液である
   請求項４又は５記載の防錆・防食性含水液。