JP3967692B2 - Lubricant for metal processing - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はポリエーテル系金属加工用潤滑剤に関する。
【0002】
【従来の技術】
切削油、摺動面潤滑油、圧延油、引き抜き油、プレス油、鍛造油、アルミディスク及びシリコンウエハの研磨・切断等の加工に用いる金属加工油は、水溶性、低泡性、潤滑性及びオイル分離性が要求される。従来の水溶性ポリエーテル系の金属加工用潤滑剤としては、オキシエチレン(以下、EOと略記)単位を導入して水溶性を付与し、さらに潤滑性を満たすために分子量を2,000以上にしたポリエーテルが使用されている。しかし、ポリエーテルの分子量を上げると泡が立ち易くなるので、泡を抑制するためにエチレンオキサイド付加物にさらにプロピレンオキサイド(以下、POと略記)をブロック付加させた金属加工油が提案されている(例えば、特許文献1)。また、廃水処理性を改良する為に、多価アルコールにEOとPOをランダム付加し、さらにPOをブロック付加したもの、アルコールのEO付加物、及び多価アルコールに炭素数3〜4のアルキレンオキサイドを付加したものを併用した潤滑剤が提案されている(例えば、特許文献2)。
【0003】
【特許文献1】
特開平8−231977号公報
【特許文献2】
特開昭58−145791号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの加工油は、潤滑性が十分でなく、混入してくる摺動面油等のオイルとの分離性が悪いという問題があった。
本発明は、潤滑性、低起泡性及びオイル分離性に優れた金属加工用潤滑剤を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の問題点に鑑み、鋭意検討した結果、本発明に到達した。
即ち、本発明は、下記一般式(1)で表され、HLBが8.5以上で、且つ重量平均分子量が1,000〜10,000であるポリエーテル(A)、 炭素数8〜12の脂肪族モノカルボン酸及び/又はジカルボン酸(B)、及びポリアルキレンポリアミン(炭素数4〜18、N原子含有数3〜6)のプロピレンオキシド付加物(C)からなり、配合比が(A)100重量部に対して(B)が1〜400重量部、(C)が1〜40重量部である金属加工用潤滑剤;
【0006】
【化3】
【0007】
[式中、R1は炭素数1〜8のq価の脂肪族アルコールからq個のOH基を除いた残基;R2はH又は炭素数1〜8のアルキル基;A1及びA2は炭素数が3又は4の1種以上のアルキレン基;kは0又は1以上の整数;m及びnは1以上の整数であり、且つm+nは10以上;pは1以上の整数;qは1〜8の整数;
【0008】
【化4】
【0009】
はランダム結合した(ポリ)オキシエチレン/(ポリ)オキシプロピレン鎖を表し;qが2〜8のときのq個のk、m、n、p及びR2はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。]
並びに、上記の潤滑剤及び、酸化防止剤、極圧添加剤、防錆剤、及び消泡剤からなる群から選ばれる1種以上の添加剤からなる金属加工用組成物である。
【0010】
【発明の実施の形態】
一般式(1)において、R1は炭素数1〜8のq価の脂肪族アルコールからq個のOH基を除いた残基であり、例えばエーテル結合を有していてもよい直鎖若しくは分岐のq価の脂肪族炭化水素基が挙げられる。R1の炭素数が8を超えると(A)の水溶性が悪くなる。好ましくは炭素数1〜6の脂肪族アルコールからq個のOH基を除いた残基である。
qは1〜8の整数である。qの値は、好ましくは1〜3であり、より好ましくは1〜2である。qが8を超えると(A)の粘度が高くなりすぎて使い辛くなる。
1のq価の脂肪族炭化水素基の内、1価の脂肪族炭化水素基は、1価の脂肪族アルコールからOH基を除いた残基に相当し、炭素数1〜8のアルキル基(例えばメチル基、エチル基、n−及びiso−プロピル基、n−、iso−、sec−及びtert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ペンチル基、オクチル基等)、cis−若しくはtrans−の不飽和炭化水素基(アルケニル基若しくはアルキニル基、例えば、エテニル基、1−、2−及びiso−プロペニル基、ブテニル基、ペンチニル基、ヘキセニル基、オクテニル基、及びプロピニル基;並びにアルカポリエニル基、例えば、ブタジエニル基等)が挙げられる。
【0011】
2価の脂肪族炭化水素基には、メチレン基、及び炭素数2〜8の脂肪族ジオールから2個のOH基を除いた残基が含まれる。
脂肪族ジオールには、飽和脂肪族ジオール(アルカンジオール、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−及び1,2−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−及び1,8−オクタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール及び2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジオール)、並びに不飽和脂肪族ジオール(アルケンジオール、例えば2−ブテン−1,4−ジオール、3−メチル−3−ブテン−1,2−ジオール)が含まれる。
【0012】
3価の脂肪族炭化水素基としては、脂肪族トリオールから3個のOH基を除いた残基が挙げられる。
脂肪族トリオールには、飽和脂肪族トリオール(アルカントリオール、例えばグリセリン、1,2,3−ブタントリオール、1,2,3−ペンタントリオール、2−メチル−1,2,3−プロパントリオール、2−メチル−2,3,4−ブタントリオール、2−エチル−1,2,3−ブタントリオール、2,3,4−ペンタントリオール、2,3,4−ヘキサントリオール、2,4−ジメチル−2,3,4−ペンタントリオール、ペンタメチルグリセリン、1,2,4−ブタントリオール、1,2,4−ペンタントリオール、トリメチロールエタン、及びトリメチロールプロパン等)、並びに不飽和脂肪族トリオール(アルケントリオール、例えば2−ヘキセン−1,4,5−トリオール、3−ヘキセン−1,2,5−トリオール)が含まれる。
【0013】
4〜8価の脂肪族基としては、4〜8価の脂肪族ポリオールからすべてのOH基を除いた残基が挙げられる。
4〜8価の脂肪族ポリオールには、例えば、アルカンポリオール及びその分子内若しくは分子間脱水物(ペンタエリスリトール、ソルビトール、キシリトール、マンニトール、ソルビタン、ジグリセリン等)、糖類及びその誘導体(グルコース、マンノース、フルクトース、メチルグルコシド等)等が挙げられる。
これらのR1のうち好ましいのは1〜3価であり、特に好ましいのは1〜2価の脂肪族炭化水素基である。
【0014】
2は、H又は炭素数1〜8の直鎖若しくは分岐のアルキル基である。アルキル基としては、R1における炭素数1〜8のアルキル基と同じでよい。これらのうち好ましいのはH及び炭素数3以下のアルキル基であり、より好ましくはメチル基であり、特に好ましくはHである。炭素数が8を超えると(A)の水溶性が悪くなる。
一般式(1)におけるkは0又は1以上の整数であり、好ましくは0である。m、n及びpは1以上の整数であり、m+nは10以上である。また、k、m、n及びpは、(A)の重量平均分子量1,000〜10,000を満たす範囲の整数である。
m+nが10未満であると、潤滑剤の潤滑性が悪くなる。潤滑性、水溶性の点から、オキシアルキレン基中のEO単位の含量(モル%):〔m/(k+m+n+p)〕×100 が、20〜70、特に30〜60となる値であるのが好ましい。EO単位の含量が20モル%以上であると潤滑剤の水溶性と潤滑性が良好であり、70モル%以下であるとオイル分離性が良好である。
【0015】
一般式(1)におけるA1及びA2は炭素数3又は4のアルキレン基から選ばれる1種以上であり、1,2−及び1,3−プロピレン基、1,2−、2,3−、1,3−、1,4及びiso−ブチレン基である。これらのうち好ましいのは1,2−プロピレン基、1,4−ブチレン基である。
【0016】
(A)を構成するポリオキシアルキレン鎖中のOA1単位とOA2単位の合計の含量(モル%):〔(k+p)/(k+m+n+p)〕×100 は、8〜70が好ましく、さらに好ましいのは10〜50である。70モル%以下であると水への溶解性が良好であり、8モル%以上であるとオイル分離性が良好である。
一般式(1)における
【0017】
【化5】
【0018】
はEO単位とPO単位のランダム結合部分である。EO単位とPO単位がランダム結合でない(ブロック結合している)と(A)の低温流動性が悪くなる。
【0019】
一般式(1)で示される化合物の製造法としては、R1[−OH]qで表される炭素数1〜8の1〜8価の脂肪族アルコールに、触媒の存在下、好ましくは100〜180℃で常圧乃至加圧下(好ましくは0〜O.6MPa)に、必要により炭素数3〜4のアルキレンオキシドを付加した後、EO及びPOをランダム付加し、次いで炭素数3〜4のAOを付加させて、R2がHの場合の化合物を得る方法等が挙げられる。さらに得られたAO付加物の末端をアルキルエーテル化して、R2がアルキル基の場合の化合物を製造できる。
【0020】
上記炭素数3〜4のAOとしては、最初に脂肪族アルコールに付加するもの、EO・POランダム付加後に付加するものの何れも、PO、1,2−、2,3−及び1,3−ブチレンオキシド、イソブチレンオキシド、テトラヒドロフラン(以下THFと略記)等が挙げられる。これらのうち好ましいのは、PO、1,2−ブチレンオキシドである。これらは2種以上を併用してもよく、併用の場合の付加形式はランダムでもブロックでもよい。特に好ましくはPO単独付加である。併用の割合はPO100重量部に対して100重量部以下 である。
【0021】
上記AO付加に用いる触媒としては、通常用いられる公知の触媒でよく、アルカリ触媒、例えば、水酸化物[KOH、NaOH、CsOH、Ca(OH)2等のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の水酸化物等]、酸化物(K2O
、CaO、BaO等のアルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の酸化物等)、アルカリ金属(Na、K等)、及びその水素化物(NaH、KH等)、アミン類(トリエチルアミン、トリメチルアミン等)が挙げられる。THF単独付加、あるいはTHFと他のアルキレンオキシドを共付加重合する場合は、さらに、BF3、BCl3、AlCl3、FeCl3、SnCl3等のルイス酸及びそれらの錯体[例えばBF3エーテル錯体、BF3・THF錯体(BF3・THF)];H2SO4、HClO4等のプロトン酸;KClO4、NaClO4等のアルカリ金属の過塩素酸塩;Ca(ClO4)2、Mg(ClO4)2等のアルカリ土類金属の過塩素酸塩;Al(ClO4)3等の前記以外の金属の過塩素酸塩等が挙げられる。
これらの触媒のうち好ましくは、KOH、NaOH、CsOH、BF3エーテル錯体及びBF3・THFである。
【0022】
アルキルエーテル化をする場合は、AO付加物をアルカリ(KOH、NaOH及びCsOHなどのアルカリ金属の水酸化物等)の存在下にハロゲン化アルキル(炭素数1〜8)と反応させることで製造できる。炭素数1〜8のアルキル基は前記R2と同じものである。ハロゲン化アルキルの量は、AO付加物の水酸基に対し、当量比で1/1〜5/1が好ましく、特に1.2/1〜4/1が好ましい。また、アルカリの添加量は、AO付加物の水酸基に対し、当量比で1/1〜10/1が好ましく、特に1.2/1〜5/1が好ましい。
この様にして得られた本発明における(A)のHLB値は、通常8.5以上である。好ましくは8.8〜17であり、さらに好ましくは9〜15である。(A)のHLB値が8.5より小さいと水溶性が悪くなる。
なお、HLBは、化合物の有機性の値と無機性の値の比率から算出するもの(小田式)であり、「新界面活性剤入門」[1996年、三洋化成工業社出版]197頁に記載の計算方法により算出される。
【0023】
(A)の重量平均分子量(Mw)は、通常1,000〜10,000であり、好ましくは2,000〜6,000、特に2,300〜5,000である。1,000未満では潤滑剤の潤滑性が不良となり、10,000を超えると潤滑剤の動粘度が高くなりすぎる。Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を使用して以下の条件で測定する。
測定機器:東ソー社製LC8120
溶離液 :種類 THF
流速 :0.6(ml/分)
カラム :KF−802,803,804
基準物質:ポリエチレングリコール
【0024】
炭素数8〜12の脂肪族モノカルボン酸としては、具体的には、アルカン酸例えばオクタン酸、2−エチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸等が挙げられる。これらの内、好ましいのはオクタン酸、ノナン酸、及びデカン酸、特にオクタン酸、ノナン酸である。炭素数が8未満であると金属が錆易くなり、12を超えると潤滑剤が泡立ち易く使用し辛くなる。
炭素数8〜12の脂肪族ジカルボン酸としては、具体的には、例えばアゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が挙げられる。これらの内、好ましいのはアゼライン酸、特にセバシン酸である。炭素数が8未満であると金属が錆易くなり、12を超えると潤滑剤が泡立ち易く使用し辛くなる。
これらのうち好ましいものは、炭素数8〜10の脂肪族モノカルボン酸である。
これらは2種以上併用してもよく、併用する割合は脂肪族モノカルボン酸と脂肪族ジカルボン酸が10:90〜50:50である。
【0025】
本発明における金属加工用潤滑剤において、(A)と(B)の配合比率は、(A)100重量部に対して(B)が通常1〜400重量部であり、好ましくは5〜100重量部であり、より好ましくは10〜50重量部である。(B)の量が1未満であると金属が錆易く潤滑性も不良になりやすい。400を超えると潤滑剤のオイル分離性が不良となる。
本発明の金属加工用潤滑剤において、必要に応じて脂肪族アミンのアルキレンオキサイド付加物(C)を配合してもよい。(C)の配合比率は、(A)100重量部に対して好ましくは1〜40重量部であり、より好ましくは、5〜30重量部である。(C)が1以上であると潤滑剤のオイル分離性が良好となり、 40以下であると潤滑性が良好となる。
(C)としては、炭素数1〜10又はそれ以上のアルキルモノアミン(メチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、オクチルアミン等):炭素数2〜18又はそれ以上のアルキレンジアミン(エチレンジアミン、1,2−及び1,3−プロピレンジアミン、ヘキシレンジアミン、オクチレンジアミン、デシレンジアミン及びドデシレンジアミン等)及び炭素数4〜18又はそれ以上のポリアルキレンポリアミン(アミン数;好ましくは3〜6)(ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエチレンヘキサミン、ヘキサメチレンペンタミ等のポリエチレンポリアミン等)の炭素数2〜4のアルキレンオキシド(例えばEO、PO)の付加物が挙げられる。アルキレンオキシドの付加モル数は、アミンのN原子1個当たり好ましくは0.5〜2モルである。0.5〜2であるとオイル分離性が良好となる。好ましくはPOの付加物であり、付加モル数は1〜2モルが好ましい。
(C)の具体例としてはブチルアミンPO4モル付加体、オクチルアミンPO2モル付加体、エチレンジアミンPO4モル付加体、ジエチレントリアミンPO5モル付加体、テトラエチレンンペンタミンPO7モル付加体が挙げられる。好ましいのはポリアルキレンポリアミンのPO付加である。
【0026】
本発明の金属加工用潤滑剤に、必要により水を含有させてもよい。水を使用する場合、(A)の含量が好ましくは5〜90重量%、より好ましくは10〜50重量%になるように水で希釈しておき、使用時に更に水で希釈して使用する。
本発明の金属加工用潤滑剤は、必要によりさらに酸化防止剤、極圧添加剤、防錆剤、及び消泡剤などの添加剤を加えて金属加工用潤滑剤組成物として使用することができる。これらの添加剤は2種以上を併用してもよい。
【0027】
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤〔例えば2,4−ジメチル−6−tert−ブチルフェノール、4,4−ブチリデンビス(6−tert−ブチルメタクレゾール)等〕;アミン系酸化防止剤(例えばフェニル−α−ナフチルアミン、フェニル−β−ナフチルアミン等);ジアルキル(炭素数1〜36)ジチオリン酸亜鉛;ジアリル(炭素数3〜36)ジチオリン酸亜鉛;有機硫化物(例えば4,4‘−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール等);等が挙げられる。
【0028】
極圧添加剤としては、鉛石けん(ナフテン酸鉛等);硫黄化合物(硫化オレイン酸等の硫化脂肪酸、硫化脂肪酸エステル、硫化スパーム油、硫化テルペン、ジベンジルダイサルファイド、炭素数8〜24のアルキルチオプロピオン酸のアミン塩又はアルカリ金属塩、炭素数8〜24のアルキルチオグリコール酸のアミン塩又はアルカリ金属塩等);塩素化合物(塩素化ステアリン酸、塩素化パラフィン、クロロナフサザンテート等);リン化合物(トリクレジルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリクレジルホスファイト、n−ブチルジ−n−オクチルホスフィネート、ジ−n−ブチルジヘキシルホスホネート、ジ−n−ブチルフェニルホスホネート、ジブチルホスホロアミデート、アミンジブチルホスフェート等)等が挙げられる。
【0029】
防錆剤としては、例えば有機アミン(脂肪族アミン、例えばラウリルアミン、オレイルアミン;複素環式アミン、例えばモルホリン;アルカノールアミン、例えばモノエタノールアミン、トリエタノールアミン、イソプロパノールアミン、N−ジメチルアミノエタノールアミン、イソプロパノールアミン等);炭素数14〜36の脂肪族モノカルボン酸とそのアミド(ミリスチン酸、パルミチン酸、オレイン酸、オレイルアミド等);炭素数6〜36のアルケニルコハク酸とそのアミド(ドデセニルコハク酸、ペンタデセニルコハク酸、オクテニルコハク酸アミド等);芳香族カルボン酸(安息香酸、p−tertブチル安息香酸、ニトロ安息香酸等);シクロヘキシルアミンナイトライト;ベンゾトリアゾール;メルカプトベンゾチアゾール;N,N’−ジサリチリデン−1,2−ジアミノプロパン;アリザリン等が挙げられる。尚、炭素数14〜36の脂肪族カルボン酸とそのアミド及び炭素数6〜36のアルケニルコハク酸とそのアミドは、油性向上剤としての機能も有する。
消泡剤としては分子量100〜1,000のポリオルガノシロキサン(例えばポリジメチルシロキサン等)等が挙げられる。
【0030】
本発明の金属加工用潤滑剤組成物中、(A)の含量は、好ましくは5〜90重量%、より好ましくは10〜50重量%である。水の含量は、好ましくは95重量%以下、より好ましくは10〜50重量%、特に好ましくは20〜50重量%である。酸化防止剤を使用する場合の含量は、好ましくは0.0001〜2重量%、特に0.001〜1%である。極圧添加剤を使用する場合の含量は、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下である。防錆剤を使用する場合の含量は、好ましくは25重量%以下、より好ましくは1〜20重量%である。消泡剤を使用する場合の含量は、好ましくは1000ppm以下、より好ましくは10〜500ppmである。
【0031】
本発明の金属加工用潤滑剤は、切削油、研削油、研磨油、穿孔油、摺動面潤滑油、圧延油、打ち抜き油、引き抜き油、プレス油、鍛造油、焼き入れ油、アルミディスク及びシリコンウエハの研磨、切断などの加工に用いる金属加工油に用いることができる。適用できる金属としては、鉄鋼、鋳鉄、アルミ、合金鋼、ステンレス、銅、真ちゅう等が挙げられる。
また、本発明の金属加工用潤滑剤に種々の添加剤を加えた金属加工用潤滑剤組成物は、好ましくは、水で希釈(例えば、重量基準で10〜100倍)して使用する。特に(A)の含量が0.5〜3重量%(特に1〜2重量%)、(B)の含量が0.1〜2重量%(特に0.4〜2重量%)となるように希釈して用いるのが好ましい。この組成物は水溶性のソリューション系金属加工用潤滑剤として好適に使用できる。
【0032】
【実施例】
以下の実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、特記しない限り、文中の%は重量%を表す。
【0033】
試験方法は、以下のとおりである。
<試験液の調整>
泡立ち性、オイル分離性及び潤滑性の評価は、後記する表1の組成物を水で5%に希釈して実施した。
(1)潤滑性
潤滑性は振動摩擦摩耗試験機(オプチモール社製 SRV試験器)を用い、鋼球と平面の鋼円盤との点接触(荷重200N)における摩擦係数及び鋼球上の摩耗痕径を観察することにより、評価した。試験条件を下記に示す。
<潤滑性試験条件>
振幅:2mm
振動数:50Hz
温度:30℃
時間:10分間
摩擦係数:時間10分間の平均
油膜切れ:摩擦係数(μ)が変動する状態を見た。(摩擦係数が大きく振れる状態)
○:なし(μ安定)、△:あり(μ変動幅小)、×:あり(μ変動幅大)
摩耗直径:10mm鋼球(SUJ−2)の摩耗直径(mm)
【0034】
(2)泡立ち性
泡立ち性は、JIS K2518 石油製品−潤滑油−泡立ち試験法 に準じて行い、空気吹き込み直後の泡立ち容量と吹き込み停止5分後の泡の容量を測定した。
(3)オイル分離性
オイル分離性は、共栓つき100mlメスシリンダーに、試験液を90mlと摺動面油(ダイナウエイ68:コスモ石油製)10mlを入れ、30秒間振とう後、静置して5分後の分離したオイル層とクリーム層の容量を読みとった。
【0035】
製造例1
ガラス製オートクレーブにメタノール32g(1モル)とKOH0.6gを仕込み、耐圧滴下ロートからPO261g(9モル)を110℃で10時間かけて滴下した。その後、130℃で圧力が平衡になるまで反応させた。続いて、EO1,000g(22.7モル)とPO1,000g(17.2モル)を125℃で滴下し、同温度で圧力が平衡になるまで反応した。その後、さらにPO261g(9モル)を110℃で滴下反応させ、圧力が平衡になるまで反応した。冷却後、吸着処理剤〔協和化学工業社製キョーワード600及びキョーワード1000。以下同様とする。〕で処理し、濾過し、減圧脱水して、メタノールにPO9モル、EO22.7モルとPO17.2モルのランダム、及びPO9モルが付加したポリエーテル2522g(A−1)を得た。HLBが10.3,Mwが2550であった。
【0036】
製造例2
ガラス製オートクレーブにヘキシレングリコール118g(1モル)とKOH7.5gを仕込み、耐圧滴下ロートからEO1496g(34モル)とPO522g(9モル)を125℃で滴下した。その後、同温度で圧力平衡になるまで反応させた後、さらに、PO986g(17モル)を温度110℃で滴下させ、同温度で圧力平衡になるまで反応した。冷却後、吸着処理剤で処理ろ過し、減圧脱水して、ヘキシレングリコールにEO34モルとPO9モルのランダム、及びPO17モルが付加したポリエーテル3090g(A−2)を得た。HLBが11.9、Mwが3100であった。
【0037】
製造例3
ガラス製オートクレーブにグリセリン92(1モル)gとKOH10部を仕込み、耐圧滴下ロートからEO1760g(40モル)とPO986g(17モル)を125℃で滴下した。その後、同温度で圧力平衡になるまで反応させた後、さらに、PO696g(12モル)を110℃で滴下させ、圧力平衡になるまで同温度で反応させた。冷却後、吸着処理剤で処理ろ過し、減圧脱水して、グリセリンにEO40モルとPO17モルのランダム、およびPO12モルが付加したポリエーテル3503g(A−3)を得た。HLBが12.5,Mwが3500であった。
【0038】
製造例4
ガラス製オートクレーブにエチレングリコール62g(1モル)と粉末KOH7.5gを仕込み、耐圧滴下ロートからEO880g(20モル)とPO870g(15モル)を温度125℃で滴下し、同温度で圧力平衡になるまで反応させた。続いて、1,2−ブチレンオキシド216g(3モル)とPO232g(4モル)を滴下ロートから滴下し、温度110℃で圧力平衡になるまで反応させた。冷却後、吸着処理剤で処理ろ過し、減圧脱水して、エチレングリコールにEO20モルとPO15モルのランダム、及びブチレンオキシド3モルとPO4モルのランダムのポリエーテル2234g(A−4)を得た。HLBが10.7、Mwが2200であった。
【0039】
比較製造例1
ガラス製オートクレーブにポリエチレングリコール(数平均分子量2,000)200g(0.1モル)と粉末KOH0.75gを仕込み、耐圧滴下ロートからPO300g(5.2モル)を温度110℃で滴下し、同温度で圧力平衡になるまで反応させた。冷却後、吸着処理剤で処理ろ過し、減圧脱水して、HLBが10.5、Mwが5000のポリエチレングリコールのPOブロック付加体493g(A’−1)を得た。
【0040】
比較製造例2
ガラス製オートクレーブにn−ブタノール74g(1モル)とKOH4.8gを仕込み、耐圧滴下ロートからEO915.2g(20.8モル)とPO916.4g(15.8モル)の混合物を110℃で15時間かけて滴下した。その後、130℃で10時間反応させ、冷却した。冷却後、吸着処理剤で処理し、濾過し、減圧脱水して、HLBが11.6、Mwが1900のn−ブタノールのEO20.8モル/PO15.8モルランダム付加物1888g(A’−2)を得た。
【0041】
比較製造例3
ガラス製オートクレーブにポリプロピレングリコール(数平均分子量1,750)1750g(1モル)とKOH0.7gを仕込み、耐圧滴下ロートからEO117g(2.7モル)を130℃で2時間かけて滴下した。その後、130℃で4時間反応させ、冷却した。冷却後、吸着処理剤で処理し、濾過し、減圧脱水して、HLBが5.5,Mwが1860のポリプロピレングリコールのEO2.7モル付加物1849g(A’−3)を得た。
【0042】
比較製造例4
ガラス製オートクレーブにメタノール32g(1モル)とKOH0.2gを仕込み、耐圧滴下ロートからPO174g(3モル)を100℃で2時間かけて滴下後、EO264g(6モル)とPO290g(5モル)を130℃で5時間かけて滴下し、同温度で圧力平衡になるまで反応させた。続いて、PO174g(3モル)を滴下ロートから滴下し、圧力平衡になるまで反応させた。冷却後、吸着処理剤で処理し、減圧脱水して、HLBが9.2、Mwが930のメタノールのPO3モル、EO6モルとPO5モルのランダム、およびPO3モルのブロック付加体934g(A’−4)を得た。
【0043】
実施例1〜6、比較例1〜6
下記の表1に示す配合処方に基づいて、実施例1〜6、比較例1〜6の金属加工用潤滑剤組成物を得た。(単位は重量部)
【0044】
【表1】
【0045】
表1に記載の金属加工用潤滑剤組成物を用いて、製品外観、油膜切れ、摩擦係数および摩耗直径、泡立ち性、オイル分離性を測定した結果を表2に示す。
【0046】
【表2】
【0047】
【発明の効果】
本発明のポリエーテル系金属加工用潤滑剤は、オイル分離性、潤滑性、低泡性に優れるという効果を奏する。そのため、切削油、摺動面潤滑油、圧延油、引き抜き油、プレス油、鍛造油、アルミディスクおよびシリコンウエハの研磨・切断等の加工に用いる金属加工用潤滑剤として極めて好適である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polyether metal processing lubricant.
[0002]
[Prior art]
Cutting oil, sliding surface lubricating oil, rolling oil, drawing oil, press oil, forging oil, metal working oil used for grinding and cutting of aluminum disks and silicon wafers are water-soluble, low-foaming, lubricating and Oil separation is required. As conventional water-soluble polyether-based metal processing lubricants, oxyethylene (hereinafter abbreviated as EO) units are introduced to impart water solubility, and the molecular weight is increased to 2,000 or more in order to satisfy lubricity. Polyethers are used. However, when the molecular weight of the polyether is increased, foaming easily occurs. Therefore, a metalworking oil in which propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO) is further added to the ethylene oxide adduct in order to suppress the foam has been proposed. (For example, patent document 1). In addition, in order to improve wastewater treatment, EO and PO are randomly added to polyhydric alcohol, PO is further block-added, EO adduct of alcohol, and alkylene oxide having 3 to 4 carbon atoms to polyhydric alcohol. There has been proposed a lubricant using a combination of the above (for example, Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-8-231977
[Patent Document 2]
JP 58-145791 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, these processing oils have a problem of insufficient lubricity and poor separation from oils such as sliding surface oil mixed therein.
An object of the present invention is to provide a lubricant for metal working that is excellent in lubricity, low foaming property and oil separation property.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  As a result of intensive studies in view of the above problems, the present inventors have reached the present invention.
  That is, the present invention is a polyether (A) represented by the following general formula (1), having an HLB of 8.5 or more and a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000. C8-12 aliphatic monocarboxylic acid and / or dicarboxylic acid (B), And a polyalkylene polyamine (C 4-18, N atom content 3-6) propylene oxide adduct (C)1 to 400 parts by weight of (B) with respect to 100 parts by weight of (A), (C) is 1 to 40 parts by weightA metal working lubricant;
[0006]
[Chemical 3]
[0007]
[Wherein R1Is a residue obtained by removing q OH groups from a C 1-8 valent aliphatic alcohol; R2Is H or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms; A1And A2Is one or more alkylene groups having 3 or 4 carbon atoms; k is 0 or an integer of 1 or more; m and n are integers of 1 or more; and m + n is 10 or more; p is an integer of 1 or more; An integer from 1 to 8;
[0008]
[Formula 4]
[0009]
Represents a randomly bonded (poly) oxyethylene / (poly) oxypropylene chain; q k, m, n, p and R when q is 2-82May be the same or different. ]
And it is a metal processing composition which consists of 1 or more types of additives chosen from the group which consists of said lubrication agent, antioxidant, extreme pressure additive, a rust preventive agent, and an antifoamer.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the general formula (1), R1 is a residue obtained by removing q OH groups from a C1-C8 aliphatic alcohol, for example, a linear or branched chain which may have an ether bond. A q-valent aliphatic hydrocarbon group may be mentioned. R1If the number of carbons exceeds 8, the water solubility of (A) will deteriorate. Preferably, it is a residue obtained by removing q OH groups from an aliphatic alcohol having 1 to 6 carbon atoms.
q is an integer of 1-8. The value of q is preferably 1 to 3, more preferably 1 to 2. When q exceeds 8, the viscosity of (A) becomes too high and it becomes difficult to use.
R1Among the q-valent aliphatic hydrocarbon groups, a monovalent aliphatic hydrocarbon group corresponds to a residue obtained by removing an OH group from a monovalent aliphatic alcohol, and an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, Methyl group, ethyl group, n- and iso-propyl group, n-, iso-, sec- and tert-butyl group, pentyl group, hexyl group, pentyl group, octyl group, etc.), cis- or trans-unsaturation Hydrocarbon groups (alkenyl or alkynyl groups such as ethenyl, 1-, 2- and iso-propenyl, butenyl, pentynyl, hexenyl, octenyl and propynyl; and alkapolyenyl such as Butadienyl group).
[0011]
The divalent aliphatic hydrocarbon group includes a methylene group and a residue obtained by removing two OH groups from an aliphatic diol having 2 to 8 carbon atoms.
Aliphatic diols include saturated aliphatic diols (alkane diols such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4- and 1,2-butanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 1,2- and 1 , 8-octanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol and 2,5-dimethyl Hexane-2,5-diol), as well as unsaturated aliphatic diols (alkene diols such as 2-butene-1,4-diol, 3-methyl-3-butene-1,2-diol).
[0012]
Examples of the trivalent aliphatic hydrocarbon group include a residue obtained by removing three OH groups from an aliphatic triol.
Aliphatic triols include saturated aliphatic triols (alkanetriols such as glycerin, 1,2,3-butanetriol, 1,2,3-pentanetriol, 2-methyl-1,2,3-propanetriol, 2- Methyl-2,3,4-butanetriol, 2-ethyl-1,2,3-butanetriol, 2,3,4-pentanetriol, 2,3,4-hexanetriol, 2,4-dimethyl-2, 3,4-pentanetriol, pentamethylglycerin, 1,2,4-butanetriol, 1,2,4-pentanetriol, trimethylolethane, and trimethylolpropane), and unsaturated aliphatic triols (alkenetriol, For example, 2-hexene-1,4,5-triol, 3-hexene-1,2,5-triol) .
[0013]
Examples of the 4- to 8-valent aliphatic group include a residue obtained by removing all OH groups from a 4- to 8-valent aliphatic polyol.
Examples of the 4- to 8-valent aliphatic polyol include alkane polyols and intramolecular or intermolecular dehydrates (pentaerythritol, sorbitol, xylitol, mannitol, sorbitan, diglycerin, etc.), saccharides and derivatives thereof (glucose, mannose, Fructose, methyl glucoside, etc.).
These R1Among them, preferred are 1 to 3 valent groups, and particularly preferred are 1 to 2 valent aliphatic hydrocarbon groups.
[0014]
R2Is H or a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. The alkyl group may be the same as the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms in R1. Among these, H and an alkyl group having 3 or less carbon atoms are preferable, a methyl group is more preferable, and H is particularly preferable. If the number of carbon atoms exceeds 8, the water solubility of (A) will deteriorate.
K in the general formula (1) is 0 or an integer of 1 or more, preferably 0. m, n and p are integers of 1 or more, and m + n is 10 or more. K, m, n, and p are integers in a range satisfying the weight average molecular weight of (A) of 1,000 to 10,000.
When m + n is less than 10, the lubricity of the lubricant is deteriorated. From the viewpoints of lubricity and water solubility, the content of EO units in the oxyalkylene group (mol%): [m / (k + m + n + p)] × 100 is preferably 20 to 70, particularly 30 to 60. . When the EO unit content is 20 mol% or more, the water solubility and lubricity of the lubricant are good, and when it is 70 mol% or less, the oil separation property is good.
[0015]
A in general formula (1)1And A2Is one or more selected from alkylene groups having 3 or 4 carbon atoms, 1,2- and 1,3-propylene groups, 1,2-, 2,3-, 1,3-, 1,4 and iso -A butylene group. Of these, 1,2-propylene group and 1,4-butylene group are preferable.
[0016]
OA in the polyoxyalkylene chain constituting (A)1Unit and OA2The total content of units (mol%): [(k + p) / (k + m + n + p)] × 100 is preferably 8 to 70, and more preferably 10 to 50. When it is 70 mol% or less, the solubility in water is good, and when it is 8 mol% or more, the oil separation property is good.
In general formula (1)
[0017]
[Chemical formula 5]
[0018]
Is a random bond between EO units and PO units. If the EO unit and the PO unit are not randomly bonded (block bonded), the low temperature fluidity of (A) will be poor.
[0019]
As a method for producing the compound represented by the general formula (1), R1In the presence of a catalyst, preferably at 100 to 180 ° C. under normal pressure to increased pressure (preferably 0 to 0.6 MPa) in a C 1-8 aliphatic alcohol having 1 to 8 carbon atoms represented by [—OH] q. ), An alkylene oxide having 3 to 4 carbon atoms is added as necessary, EO and PO are randomly added, and then AO having 3 to 4 carbon atoms is added, and R2And a method for obtaining a compound when H is H. Further, the terminal of the obtained AO adduct is alkyletherified to form R2A compound in which is an alkyl group can be produced.
[0020]
As the AO having 3 to 4 carbon atoms, those added first to the aliphatic alcohol and those added after the EO / PO random addition are PO, 1,2-, 2,3- and 1,3-butylene. Oxide, isobutylene oxide, tetrahydrofuran (hereinafter abbreviated as THF) and the like. Of these, PO and 1,2-butylene oxide are preferred. Two or more of these may be used in combination, and the addition format in the case of combination may be random or block. Particularly preferred is addition of PO alone. The ratio of combined use is 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of PO.
[0021]
The catalyst used for the AO addition may be a commonly used known catalyst, such as an alkali catalyst such as hydroxide [KOH, NaOH, CsOH, Ca (OH)].2Alkali metal or alkaline earth metal hydroxide, etc.], oxide (K 2 O
, Oxides of alkali metals or alkaline earth metals such as CaO and BaO), alkali metals (Na, K, etc.), hydrides thereof (NaH, KH, etc.), and amines (triethylamine, trimethylamine, etc.). . When THF is added alone, or when THF and other alkylene oxides are co-added, BFThree, BClThreeAlClThree, FeClThree, SnClThreeLewis acids and their complexes such as BFThreeEther complex, BFThree・ THF complex (BFThreeTHF)]; H2SOFour, HClOFourProtonic acid such as KClOFour, NaClOFourAlkali metal perchlorates such as Ca (ClOFour)2, Mg (ClOFour)2Alkaline earth metal perchlorates such as Al (ClOFour)ThreeAnd other metal perchlorates other than those mentioned above.
Of these catalysts, KOH, NaOH, CsOH, BF are preferable.ThreeEther complexes and BFThree-THF.
[0022]
In the case of alkyl etherification, it can be produced by reacting an AO adduct with an alkyl halide (having 1 to 8 carbon atoms) in the presence of an alkali (such as a hydroxide of an alkali metal such as KOH, NaOH and CsOH). . The alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is the same as R2. The amount of the alkyl halide is preferably 1/1 to 5/1, particularly preferably 1.2 / 1 to 4/1, in terms of an equivalent ratio with respect to the hydroxyl group of the AO adduct. Moreover, the addition amount of the alkali is preferably 1/1 to 10/1 by an equivalent ratio with respect to the hydroxyl group of the AO adduct, and particularly preferably 1.2 / 1 to 5/1.
The HLB value of (A) in the present invention thus obtained is usually 8.5 or more. Preferably it is 8.8-17, More preferably, it is 9-15. If the HLB value of (A) is less than 8.5, the water solubility becomes poor.
HLB is calculated from the ratio between the organic value and the inorganic value of the compound (Oda equation), and is described in “Introduction to New Surfactant” [1996, published by Sanyo Chemical Industries, Ltd.] page 197. It is calculated by the calculation method.
[0023]
The weight average molecular weight (Mw) of (A) is usually 1,000 to 10,000, preferably 2,000 to 6,000, particularly 2,300 to 5,000. If it is less than 1,000, the lubricity of the lubricant is poor, and if it exceeds 10,000, the kinematic viscosity of the lubricant becomes too high. Mw is measured under the following conditions using gel permeation chromatography (GPC).
Measuring instrument: LC8120 manufactured by Tosoh Corporation
Eluent: Type THF
Flow rate: 0.6 (ml / min)
Column: KF-802, 803, 804
Reference substance: Polyethylene glycol
[0024]
Specific examples of the aliphatic monocarboxylic acid having 8 to 12 carbon atoms include alkanoic acids such as octanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, and dodecanoic acid. Of these, preferred are octanoic acid, nonanoic acid, and decanoic acid, particularly octanoic acid and nonanoic acid. When the number of carbon atoms is less than 8, the metal is easily rusted, and when it exceeds 12, the lubricant is easily foamed and difficult to use.
Specific examples of the aliphatic dicarboxylic acid having 8 to 12 carbon atoms include azelaic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid. Of these, azelaic acid, particularly sebacic acid, is preferred. When the number of carbon atoms is less than 8, the metal is easily rusted, and when it exceeds 12, the lubricant is easily foamed and difficult to use.
Of these, preferred are aliphatic monocarboxylic acids having 8 to 10 carbon atoms.
Two or more of these may be used in combination, and the ratio of the combination is 10:90 to 50:50 for the aliphatic monocarboxylic acid and the aliphatic dicarboxylic acid.
[0025]
In the lubricant for metal working in the present invention, the blending ratio of (A) and (B) is usually 1 to 400 parts by weight, preferably 5 to 100 parts by weight, with respect to (A) 100 parts by weight. Part, more preferably 10 to 50 parts by weight. If the amount of (B) is less than 1, the metal tends to rust and lubricity tends to be poor. If it exceeds 400, the oil separability of the lubricant becomes poor.
In the lubricant for metalworking of the present invention, an aliphatic amine alkylene oxide adduct (C) may be blended as necessary. The blending ratio of (C) is preferably 1 to 40 parts by weight and more preferably 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (A). When (C) is 1 or more, the oil separability of the lubricant is good, and when it is 40 or less, the lubricity is good.
(C) includes alkyl monoamines having 1 to 10 or more carbon atoms (methylamine, ethylamine, diethylamine, propylamine, butylamine, octylamine, etc.): alkylenediamines having 2 to 18 or more carbon atoms (ethylenediamine, 1 , 2- and 1,3-propylenediamine, hexylenediamine, octylenediamine, decylenediamine and dodecylenediamine etc.) and polyalkylene polyamines having 4 to 18 or more carbon atoms (amine number; preferably 3 to 3) 6) Adducts of alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms (for example, EO, PO) such as (polyethylene polyamines such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, tetraethylenepentamine, pentaethylenehexamine, hexamethylenepentami). The number of moles of alkylene oxide added is preferably 0.5 to 2 moles per N atom of the amine. Oil separation property will become favorable as it is 0.5-2. An adduct of PO is preferred, and the number of moles added is preferably 1 to 2 moles.
Specific examples of (C) include butylamine PO4 mol adduct, octylamine PO2 mol adduct, ethylenediamine PO4 mol adduct, diethylenetriamine PO5 mol adduct, tetraethylenepentamine PO7 mol adduct. Preference is given to PO addition of polyalkylene polyamines.
[0026]
If necessary, the metal working lubricant of the present invention may contain water. When water is used, it is diluted with water so that the content of (A) is preferably 5 to 90% by weight, more preferably 10 to 50% by weight, and further diluted with water at the time of use.
The metal working lubricant of the present invention can be used as a metal working lubricant composition by adding additives such as antioxidants, extreme pressure additives, rust preventives, and antifoaming agents as necessary. . Two or more of these additives may be used in combination.
[0027]
Antioxidants include phenolic antioxidants (eg 2,4-dimethyl-6-tert-butylphenol, 4,4-butylidenebis (6-tert-butylmetacresol)); amine antioxidants (eg phenyl -Α-naphthylamine, phenyl-β-naphthylamine, etc.); dialkyl (C1-C36) zinc dithiophosphate; diallyl (C3-C36) zinc dithiophosphate; organic sulfide (for example, 4,4′-thiobis (3 -Methyl-6-t-butylphenol and the like);
[0028]
Examples of extreme pressure additives include lead soap (lead naphthenate, etc.); sulfur compounds (sulfurized fatty acids such as sulfurized oleic acid, sulfurized fatty acid esters, sulfided palm oil, sulfurized terpene, dibenzyl disulfide, and alkylthio having 8 to 24 carbon atoms. Amine salt or alkali metal salt of propionic acid, amine salt or alkali metal salt of alkylthioglycolic acid having 8 to 24 carbon atoms, etc .; Chlorine compound (chlorinated stearic acid, chlorinated paraffin, chloronaphthazanate, etc.); Phosphorus compound (Tricresyl phosphate, tributyl phosphate, tricresyl phosphite, n-butyl di-n-octyl phosphinate, di-n-butyl dihexyl phosphonate, di-n-butyl phenyl phosphonate, dibutyl phosphoramidate, amine dibutyl phosphate Etc.)
[0029]
Examples of the rust preventive include organic amines (aliphatic amines such as laurylamine, oleylamine; heterocyclic amines such as morpholine; alkanolamines such as monoethanolamine, triethanolamine, isopropanolamine, N-dimethylaminoethanolamine, C14-36 aliphatic monocarboxylic acid and its amide (myristic acid, palmitic acid, oleic acid, oleylamide, etc.); C6-C36 alkenyl succinic acid and its amide (dodecenyl succinic acid, Pentadecenyl succinic acid, octenyl succinic acid amide, etc.); aromatic carboxylic acids (benzoic acid, p-tertbutyl benzoic acid, nitrobenzoic acid, etc.); cyclohexylamine nitrite; benzotriazole; mercaptobenzothiazo ; N, N'-disalicylidene-1,2-diaminopropane; alizarin and the like. In addition, C14-36 aliphatic carboxylic acid and its amide, and C6-C36 alkenyl succinic acid and its amide also have a function as an oiliness improver.
Examples of the antifoaming agent include polyorganosiloxanes having a molecular weight of 100 to 1,000 (for example, polydimethylsiloxane).
[0030]
In the lubricant composition for metal working of the present invention, the content of (A) is preferably 5 to 90% by weight, more preferably 10 to 50% by weight. The water content is preferably 95% by weight or less, more preferably 10 to 50% by weight, and particularly preferably 20 to 50% by weight. The content when using an antioxidant is preferably 0.0001 to 2% by weight, in particular 0.001 to 1%. The content when using an extreme pressure additive is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less. The content in the case of using a rust inhibitor is preferably 25% by weight or less, more preferably 1 to 20% by weight. The content when using an antifoaming agent is preferably 1000 ppm or less, more preferably 10 to 500 ppm.
[0031]
The metal working lubricant of the present invention includes cutting oil, grinding oil, polishing oil, drilling oil, sliding surface lubricating oil, rolling oil, punching oil, drawing oil, press oil, forging oil, quenching oil, aluminum disc, and It can be used for metal processing oil used for processing such as polishing and cutting of a silicon wafer. Applicable metals include steel, cast iron, aluminum, alloy steel, stainless steel, copper, brass and the like.
Moreover, the metalworking lubricant composition obtained by adding various additives to the metalworking lubricant of the present invention is preferably used after diluting with water (for example, 10 to 100 times based on weight). In particular, the content of (A) is 0.5 to 3% by weight (especially 1 to 2% by weight), and the content of (B) is 0.1 to 2% by weight (particularly 0.4 to 2% by weight). It is preferable to use it diluted. This composition can be suitably used as a water-soluble solution-based metal processing lubricant.
[0032]
【Example】
The present invention will be described in detail by the following examples, but the present invention is not limited thereto. Unless otherwise specified, “%” in the text represents “% by weight”.
[0033]
The test method is as follows.
<Adjustment of test solution>
The evaluation of foamability, oil separation property and lubricity was carried out by diluting the composition shown in Table 1 described later to 5% with water.
(1) Lubricity
For lubricity, use a vibration friction wear tester (SRV tester manufactured by Optimol Co., Ltd.) and observe the friction coefficient and the wear scar diameter on the steel ball at the point contact (load 200N) between the steel ball and the flat steel disk. Evaluated. Test conditions are shown below.
<Lubricity test conditions>
Amplitude: 2 mm
Frequency: 50Hz
Temperature: 30 ° C
Time: 10 minutes
Coefficient of friction: average for 10 minutes
Oil film breakage: It was observed that the friction coefficient (μ) fluctuated. (Friction coefficient fluctuates greatly)
○: None (μ stability), △: Available (μ fluctuation range is small), ×: Yes (μ fluctuation range is large)
Wear diameter: 10 mm steel ball (SUJ-2) wear diameter (mm)
[0034]
(2) Foaming property
The foaming property was measured according to JIS K2518 Petroleum product-lubricating oil-foaming test method, and the foaming capacity immediately after blowing air and the foaming capacity 5 minutes after stopping blowing were measured.
(3) Oil separation
For oil separation, 90ml of test solution and 10ml of sliding surface oil (Dynaway 68: Cosmo Oil Co., Ltd.) are placed in a 100ml graduated cylinder with a stopper, shaken for 30 seconds, allowed to stand, and separated after 5 minutes. The volume of the oil layer and the cream layer was read.
[0035]
Production Example 1
A glass autoclave was charged with 32 g (1 mol) of methanol and 0.6 g of KOH, and 261 g (9 mol) of PO was dropped from a pressure-resistant dropping funnel at 110 ° C. over 10 hours. Then, it was made to react until a pressure became equilibrium at 130 degreeC. Subsequently, 1,000 g (22.7 mol) of EO and 1,000 g (17.2 mol) of PO were added dropwise at 125 ° C. and reacted at the same temperature until the pressure reached equilibrium. Thereafter, 261 g (9 mol) of PO was further added dropwise at 110 ° C. until the pressure reached equilibrium. After cooling, an adsorption treatment agent [KYOWARD 600 and KYOWARD 1000 manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. The same shall apply hereinafter. ], Filtered, and dehydrated under reduced pressure to obtain 2522 g (A-1) of polyether in which 9 moles of PO, 22.7 moles of EO and 17.2 moles of PO were added randomly, and 9 moles of PO were added to methanol. HLB was 10.3 and Mw was 2550.
[0036]
Production Example 2
A glass autoclave was charged with 118 g (1 mol) of hexylene glycol and 7.5 g of KOH, and 1496 g (34 mol) of EO and 522 g (9 mol) of PO were added dropwise at 125 ° C. from a pressure-resistant dropping funnel. Then, after making it react until it becomes pressure equilibrium at the same temperature, PO986g (17 mol) was further dripped at the temperature of 110 degreeC, and it reacted until it became pressure equilibrium at the same temperature. After cooling, the resultant was filtered with an adsorption treatment agent and dehydrated under reduced pressure to obtain 3090 g (A-2) of polyether in which EO 34 mol, PO 9 mol random, and PO 17 mol were added to hexylene glycol. HLB was 11.9 and Mw was 3100.
[0037]
Production Example 3
Into a glass autoclave, 92 g (1 mol) of glycerin and 10 parts of KOH were charged, and 1760 g (40 mol) of EO and 986 g (17 mol) of PO were added dropwise at 125 ° C. from a pressure-resistant dropping funnel. Then, after making it react until it became pressure equilibrium at the same temperature, PO696g (12 mol) was further dripped at 110 degreeC, and it was made to react at the same temperature until it became pressure equilibrium. After cooling, the resultant was filtered with an adsorption treatment agent and dehydrated under reduced pressure to obtain 3503 g (A-3) of polyether in which EO 40 mol, PO 17 mol random, and PO 12 mol were added to glycerin. HLB was 12.5 and Mw was 3500.
[0038]
Production Example 4
A glass autoclave is charged with 62 g (1 mol) of ethylene glycol and 7.5 g of powdered KOH, and 880 g (20 mol) and 870 g (15 mol) of EO are added dropwise from a pressure-resistant dropping funnel at a temperature of 125 ° C. Reacted. Subsequently, 216 g (3 mol) of 1,2-butylene oxide and 232 g (4 mol) of PO were dropped from a dropping funnel and reacted at a temperature of 110 ° C. until pressure equilibrium was reached. After cooling, the resultant was filtered with an adsorption treatment agent and dehydrated under reduced pressure to obtain 2234 g (A-4) of random polyether of 20 mol of EO and 15 mol of PO and 3 mol of butylene oxide and 4 mol of PO in ethylene glycol. HLB was 10.7 and Mw was 2200.
[0039]
Comparative production example 1
A glass autoclave was charged with 200 g (0.1 mol) of polyethylene glycol (number average molecular weight 2,000) and 0.75 g of powdered KOH, and 300 g of PO (5.2 mol) was dropped at a temperature of 110 ° C. from a pressure-resistant dropping funnel. The reaction was continued until pressure equilibrium was reached. After cooling, the solution was filtered with an adsorption treatment agent and dehydrated under reduced pressure to obtain 493 g (A′-1) of a PO block adduct of polyethylene glycol having an HLB of 10.5 and an Mw of 5000.
[0040]
Comparative production example 2
A glass autoclave was charged with 74 g (1 mol) of n-butanol and 4.8 g of KOH, and a mixture of 915.2 g (20.8 mol) of EO and 166.4 g (15.8 mol) of PO from a pressure-resistant dropping funnel at 110 ° C. for 15 hours. It was dripped over. Then, it was made to react at 130 degreeC for 10 hours, and was cooled. After cooling, it is treated with an adsorption treating agent, filtered, and dehydrated under reduced pressure. 28.8 mol of EO of 1-mol of n-butanol with HLB of 11.6 and Mw of 1900 / PO 15.8 mol of random adduct 1888 g (A′-2) )
[0041]
Comparative production example 3
A glass autoclave was charged with 1750 g (1 mol) of polypropylene glycol (number average molecular weight 1,750) and 0.7 g of KOH, and 117 g (2.7 mol) of EO was dropped from a pressure-resistant dropping funnel at 130 ° C. over 2 hours. Then, it was made to react at 130 degreeC for 4 hours, and it cooled. After cooling, it was treated with an adsorption treating agent, filtered, and dehydrated under reduced pressure to obtain 1849 g (A′-3) of an 2.7-mol adduct of polypropylene glycol having an HLB of 5.5 and an Mw of 1860.
[0042]
Comparative production example 4
A glass autoclave was charged with 32 g (1 mol) of methanol and 0.2 g of KOH, and 174 g (3 mol) of PO was dropped from a pressure-resistant dropping funnel over 2 hours at 100 ° C., and then 264 g (6 mol) of EO and 290 g (5 mol) of PO were added. The solution was added dropwise at 5 ° C. over 5 hours and reacted at the same temperature until pressure equilibrium was reached. Subsequently, 174 g (3 mol) of PO was dropped from the dropping funnel and reacted until pressure equilibrium was reached. After cooling, it is treated with an adsorption treating agent, and dehydrated under reduced pressure, and 934 g of a block adduct of PO3 mol of methanol having an HLB of 9.2, Mw of 930, EO6 mol and PO5 mol, and PO3 mol of a block adduct (A′- 4) was obtained.
[0043]
Examples 1-6, Comparative Examples 1-6
Based on the formulation shown in Table 1 below, lubricant compositions for metal working of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6 were obtained. (Unit is parts by weight)
[0044]
[Table 1]
[0045]
Table 2 shows the results of measurement of product appearance, oil film breakage, friction coefficient and wear diameter, foaming property, and oil separation property using the metal processing lubricant composition described in Table 1.
[0046]
[Table 2]
[0047]
【The invention's effect】
The polyether-based metal processing lubricant of the present invention has the effect of being excellent in oil separation, lubricity, and low foamability. Therefore, it is extremely suitable as a metal working lubricant used for processing such as grinding and cutting of cutting oil, sliding surface lubricating oil, rolling oil, drawing oil, press oil, forging oil, aluminum disk and silicon wafer.

Claims (5)

下記一般式(1)で表され、HLBが8.5以上で、且つ重量平均分子量が1,000〜10,000であるポリエーテル(A)、 炭素数8〜12の脂肪族モノカルボン酸及び/又はジカルボン酸(B)、及びポリアルキレンポリアミン(炭素数4〜18、N原子含有数3〜6)のプロピレンオキシド付加物(C)からなり、配合比が(A)100重量部に対して(B)が1〜400重量部、(C)が1〜40重量部である金属加工用潤滑剤。
[式中、R1は炭素数1〜8のq価の脂肪族アルコールからq個のOH基を除いた残基;R2はH又は炭素数1〜8のアルキル基;A1及びA2は炭素数が3又は4の1種以上のアルキレン基;kは0又は1以上の整数;m及びnは1以上の整数であり、且つm+nは10以上;pは1以上の整数;qは1〜8の整数;
はランダム結合した(ポリ)オキシエチレン/(ポリ)オキシプロピレン鎖を表し;qが2〜8のときのq個のk、m、n、p及びR2はそれぞれ同じでも異なっていてもよい。]
A polyether (A) represented by the following general formula (1), having an HLB of 8.5 or more and a weight average molecular weight of 1,000 to 10,000, An aliphatic monocarboxylic acid and / or dicarboxylic acid (B) having 8 to 12 carbon atoms , and a propylene oxide adduct (C) of a polyalkylene polyamine (4 to 18 carbon atoms and 3 to 6 carbon atoms) , (B) 1-400 weight part and (C) are 1-40 weight part lubricants with respect to 100 weight part of (A) compounding ratio.
[Wherein, R 1 is a residue obtained by removing q OH groups from a C 1-8 valent aliphatic alcohol; R 2 is H or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms; A 1 and A 2 Is one or more alkylene groups having 3 or 4 carbon atoms; k is 0 or an integer of 1 or more; m and n are integers of 1 or more; and m + n is 10 or more; p is an integer of 1 or more; An integer from 1 to 8;
Represents a randomly bonded (poly) oxyethylene / (poly) oxypropylene chain; when q is 2 to 8, q k, m, n, p and R 2 may be the same or different. ]
前記(C)が、 プロピレンオキシドがN原子1個あたり0.5〜2モル付加した化合物である請求項1記載の潤滑剤。The lubricant according to claim 1 , wherein (C) is a compound in which propylene oxide is added in an amount of 0.5 to 2 mol per N atom. 前記(A)における全オキシアルキレン基中の(OCH2CH2)単位の割合が20〜70モル%である請求項1又は2に記載の潤滑剤。The lubricant according to claim 1 or 2, wherein the ratio of (OCH 2 CH 2 ) units in all oxyalkylene groups in (A) is 20 to 70 mol%. 前記qが1〜3である請求項1〜の何れか記載の潤滑剤。The lubricant according to any of claims 1-3 wherein q is 1-3. 請求項1〜の何れか記載の潤滑剤及び、酸化防止剤、極圧添加剤、防錆剤、及び消泡剤からなる群から選ばれる1種以上の添加剤からなる金属加工用潤滑剤組成物。Lubricant for metal working comprising the lubricant according to any one of claims 1 to 4 , and one or more additives selected from the group consisting of an antioxidant, an extreme pressure additive, a rust inhibitor, and an antifoaming agent. Agent composition.
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