JP4203713B2

JP4203713B2 - 水系潤滑剤組成物及びそれを用いた金属腐食防止方法

Info

Publication number: JP4203713B2
Application number: JP2002074360A
Authority: JP
Inventors: 和之松村; 裕次岸; 章太郎井川
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd; Yushiro Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2022-03-18
Also published as: JP2003268396A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水系潤滑剤組成物及び金属腐食防止方法に関し、更に詳しく言えば、アルミニウムやアルミニウム合金等の非鉄金属等に対する防食性、耐腐敗性及び耐微生物劣化性に優れた水系潤滑剤組成物、及びこの組成物を用いた金属腐食防止方法に関する。
【０００２】
本発明は、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金等の非鉄金属及びその他の金属素材の切削、研削、塑性加工等に利用される。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
アルミニウム合金等の非鉄金属の腐食を抑制する化合物としては、リン酸エステル、アミド化合物等が知られている。
【０００４】
しかし、これら化合物を水系潤滑剤に適用した場合、防食効果は少ない。更に、切削、研削等に使用される水系潤滑剤では、一般に水希釈液として使用されるが、その液のｐＨは一般にアルカリ側であり、ｐＨが９以上になるとアルミニウム合金等の非鉄金属の腐食が起こる。その結果、ｐＨを９以下に抑えなければならず、耐腐敗性、防錆性が低下する。更にリン酸エステル等のリンを含有する水溶性潤滑剤では、微生物による劣化が早いという問題点がある。
【０００５】
また、特開昭６１−６０７６６号公報及び特開平９−１９４８７２号公報では、上記のような問題点を解決すべく、シランカップリング剤のような有機基含有アルコキシシラン化合物を添加する方法を開示している。しかし、これらはモノマー成分であるため、切削中に成膜化しづらく、初期の防食効果はあるが、その持続性が悪いという欠点がある。また、その効果を高めるため、シラン化合物成分を多量に潤滑剤内に添加すると系内がアルカリ性であるため、すぐにゲル化し、今度は保存安定性が悪化するという問題があった。
【０００６】
従って、アルミニウム合金等の非鉄金属等に対する防食性や耐腐敗性や耐微生物劣化性に優れ、保存安定性も良好な水系潤滑剤組成物は未だ見出されていないのが実情である。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決し、アルミニウム合金等の非鉄金属等に対する防食性、耐腐敗性、耐微生物劣化性及び保存安定性に優れた水系潤滑剤組成物及びこれを用いた金属腐食防止方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、非鉄金属に対する防食性、耐腐敗性、耐微生物劣化性及び保存安定性に優れた化合物を鋭意探索した結果、特定の有機ケイ素化合物が優れた性能を有することを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明者らは、下記一般式（１）
ＹＳｉＲ ² ₃ （１）
（式中、Ｒ ²は炭素数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基、Ｙは窒素含有有機基である。）
で表される窒素原子含有有機基を含有する加水分解性シラン又はその部分加水分解物１００重量部と、下記一般式（２）
Ｒ³ _nＳｉＲ⁴ _4-n （２）
（式中、Ｒ³は炭素数１〜８の置換又は非置換の一価炭化水素基、Ｒ⁴は炭素数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基、ｎは０、１又は２である。）
で表される加水分解性シラン又はその部分加水分解物５〜２００重量部との混合物を水中或いは加水分解に必要である以上の水を含む有機溶剤中で加水分解するという非常にシンプルな方法により、水溶液中で安定であり、特にアルカリ系内でも安定な有機ケイ素化合物が得られると共に、これに油性剤、アルカノールアミンを加えることにより、防食性や耐腐敗性や耐微生物劣化性に優れ、保存安定性も良好な水系潤滑剤組成物を見出したものである。
【００１０】
従って、本発明は、（Ａ）上記式（１）の窒素原子含有有機基を含有する加水分解性シラン（ａ）又はその部分加水分解物１００重量部と、上記式（２）の加水分解性シラン（ｂ）又はその部分加水分解物５〜２００重量部とを加水分解することによって得られる有機ケイ素化合物：０．１〜１０重量％、（Ｂ）油性剤：５〜９０重量％、（Ｃ）アルカノールアミン：１〜３０重量％、（Ｄ）水：１〜７０重量％を含有し、ｐＨが８〜１３であることを特徴とする水系潤滑剤組成物を提供する。また、本発明は、上記水系潤滑剤組成物を用いて金属素材を加工又は浸漬することを特徴とする金属腐食防止方法を提供する。
【００１１】
以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の水系潤滑剤組成物を得るために用いる有機ケイ素化合物の窒素原子含有有機基を含有する加水分解性シラン（ａ）は、系を水溶性にするために用いられる成分であり、下記一般式（１）
ＹＲ¹ _mＳｉＲ² _3-m （１）
（式中、Ｒ¹は炭素数１〜８の置換又は非置換の一価炭化水素基、Ｒ²は炭素数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基、Ｙは窒素含有有機基であり、ｍは０又は１である。）
で表されるもので、目的とする有機ケイ素化合物に水溶性を付与させるために、その１種又は２種以上を適宜選定して用いられる。また、その部分加水分解物を用いることもできる。
【００１２】
ここで、Ｒ¹は炭素数１〜８の窒素原子を含まない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基などや、これらの基の水素原子の一部又は全部をハロゲン原子などで置換した例えばハロゲン化アルキル基などが挙げられる。具体的には、−ＣＨ₃、−ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＣＨ（ＣＨ₃）₂、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₃、−Ｃ（ＣＨ₃）₃、−Ｃ₆Ｈ₅、−Ｃ₆Ｈ₁₃などが例示される。
【００１３】
また、Ｒ²は炭素数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基であり、具体的には、−ＯＣＨ₃、−ＯＣＨ₂ＣＨ₃、−ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＯＣＨ（ＣＨ₃）₂、−ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＯＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＯＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₃、−ＯＣ（ＣＨ₃）₃、−ＯＣＯＣＨ₃、−ＯＣＯＣＨ₂ＣＨ₃などが例示されるが、中でも−ＯＣＨ₃、−ＯＣ₂Ｈ₅が好ましい。
【００１４】
Ｙは窒素含有有機基であり、例えば下記式（３）〜（６）で示されるものが挙げられる。
【００１５】
【化１】

（式中、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁹〜Ｒ¹³は水素原子又は炭素数１〜８の一価炭化水素基で、Ｒ⁵とＲ⁶、Ｒ⁹とＲ¹⁰とＲ¹¹、Ｒ¹²とＲ¹³は互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｒはハロゲン原子を示す。Ｒ⁷、Ｒ⁸は炭素数１〜８の二価炭化水素基で、Ｒ⁷とＲ⁸は互いに同一であっても異なっていてもよい。ｐは０又は１〜３の整数である。）
【００１６】
なお、炭素数１〜８の一価炭化水素基は、Ｒ¹で説明したものと同様である。炭素数１〜８の二価炭化水素基としては、アルキレン基などが挙げられる。
【００１７】
Ｙとして具体的には、下記式で示されるものを挙げることができる。
Ｈ₂ＮＣＨ₂−、Ｈ（ＣＨ₃）ＮＣＨ₂−、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｈ（ＣＨ₃）ＮＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｈ（ＣＨ₃）ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、（ＣＨ₃）₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｈ（ＣＨ₃）ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、（ＣＨ₃）₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｈ（ＣＨ₃）ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｃｌ^-（ＣＨ₃）₃Ｎ⁺ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、Ｃｌ^-（ＣＨ₃）₂（Ｃ₆Ｈ₅−ＣＨ₂）Ｎ⁺ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、
【化２】

これらの中で以下のものが好ましい。
Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂−、
【化３】

【００１８】
なお、ｍは０又は１、好ましくは０である。
【００１９】
上記式（１）の窒素原子含有有機基を含有する加水分解性シラン（ａ）としては、下記のものを例示することができる。
Ｈ₂ＮＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₂、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₂、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₂、Ｈ（ＣＨ₃）ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ（ＣＨ₃）ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃、Ｈ（ＣＨ₃）ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂、Ｈ（ＣＨ₃）ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₂、（ＣＨ₃）₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、（ＣＨ₃）₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃、Ｃｌ^-（ＣＨ₃）₃Ｎ⁺ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｃｌ^-（ＣＨ₃）₃Ｎ⁺ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃、Ｃｌ^-（ＣＨ₃）₂（Ｃ₆Ｈ₅−ＣＨ₂）Ｎ⁺ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｃｌ^-（ＣＨ₃）₂（Ｃ₆Ｈ₅−ＣＨ₂）Ｎ⁺ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₂、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₃）₂、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＳｉＣＨ₃（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₂、
【化４】

【化５】

これらの中で特に好ましくは、
Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、Ｈ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃
であり、これらの部分加水分解物を用いてもよい。
【００２０】
一方、上記加水分解性シラン（ａ）又はその部分加水分解物と混合して用いられる加水分解性シラン（ｂ）は、下記一般式（２）で表され、その１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができ、その部分加水分解物を使用してもよい。
【００２１】
Ｒ³ _nＳｉＲ⁴ _4-n （２）
（式中、Ｒ³は炭素数１〜８の置換又は非置換の一価炭化水素基、Ｒ⁴は炭素数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基、ｎは０、１又は２である。）
【００２２】
ここで、Ｒ³は炭素数１〜８の窒素原子を含まない置換又は非置換の一価炭化水素基であり、上記Ｒ¹で説明したものと同様である。具体的には、−ＣＨ₃、−ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＣＨ（ＣＨ₃）₂、−ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₃、−Ｃ（ＣＨ₃）₃、−Ｃ₆Ｈ₅、−Ｃ₆Ｈ₁₃などが例示される。
【００２３】
また、Ｒ⁴は炭素数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基であり、具体的には、−ＯＣＨ₃、−ＯＣＨ₂ＣＨ₃、−ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＯＣＨ（ＣＨ₃）₂、−ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＯＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₂ＣＨ₃、−ＯＣＨ₂ＣＨ（ＣＨ₃）ＣＨ₃、−ＯＣ（ＣＨ₃）₃、−ＯＣＯＣＨ₃、−ＯＣＯＣＨ₂ＣＨ₃などが例示されるが、中でも−ＯＣＨ₃、−ＯＣ₂Ｈ₅が好ましい。
【００２４】
なお、ｎは０、１又は２、好ましくは０又は１である。
【００２５】
この式（２）の加水分解性シラン（ｂ）としては、下記のものを例示することができる。
Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₄、Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₄、Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃）₄、Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃）₄、ＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃、ＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃）₃、ＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃）₃、（ＣＨ₃）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₂、（ＣＨ₃）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₂、（ＣＨ₃）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃）₂、（ＣＨ₃）₂Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₃）₂、
【化６】

これらの中で特に好ましくは、Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₄、Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₄、ＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃、ＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₃及びこれらの部分加水分解物である。
【００２６】
上記窒素原子含有有機基を含有する加水分解性シラン（ａ）又はその部分加水分解物に式（２）の加水分解性シラン（ｂ）又はその部分加水分解物を混合して用いる場合、その混合比は、窒素原子含有有機基を含有する加水分解性シラン（ａ）又はその部分加水分解物１００重量部に対し、加水分解性シラン（ｂ）又はその部分加水分解物５〜２００重量部の割合であり、より好ましくは加水分解性シラン（ｂ）又はその部分加水分解物の量が１０〜１５０重量部である。この量が２００重量部を超えるとアルカリ領域でのアルカリ性が悪化するため好ましくない。
【００２７】
上記加水分解性シラン（ａ）、（ｂ）又はそれらの部分加水分解物を用いて加水分解し、本発明の有機ケイ素化合物を得る場合、溶媒は主として水を使用するが、必要に応じて、水と溶解する有機溶媒であるアルコール、エステル、ケトン、グリコール類を水に添加する形で用いることができる。有機溶媒としては、メチルアルコール、エチルアルコール、１−プロピルアルコール、２−プロピルアルコール等のアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、アセト酢酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、グリセリン、ジエチレングリコール等のグリコール類などを挙げることができる。
【００２８】
溶媒の量は原料シラン１００重量部に対して４００〜５，０００重量部が好ましい。更に好ましくは１，０００〜３，０００重量部である。溶媒の量が４００重量部より少ないと反応が進行しすぎ、系が均一にならない場合がある。また液の保存安定性も悪くなる場合がある。一方、５，０００重量部より多いと経済的に不利な場合が生じる。
【００２９】
また、溶媒中の水の量は、水／原料シランのモル比率で５〜５０が好ましい。このモル比率が５より少ないと加水分解が完全に進行しにくく、液の安定性が悪化する場合がある。一方、５０を超えると経済的に不利な場合が生じる。
【００３０】
反応方法としては、（１）混合シランを水中或いは加水分解に必要である以上の量の水を含む有機溶剤中に滴下する方法、（２）混合シラン或いは有機溶剤含有混合シラン中に水を滴下する方法、（３）加水分解性シラン（ｂ）又はその部分加水分解物を水中或いは加水分解に必要である以上の量の水を含む有機溶剤中に滴下し、その後、窒素原子含有有機基を含有する加水分解性シラン（ａ）又はその部分加水分解物を滴下する方法、（４）窒素原子含有有機基を含有する加水分解性シラン（ａ）又はその部分加水分解物を水中或いは加水分解に必要である以上の量の水を含む有機溶剤中に滴下し、その後、加水分解性シラン（ｂ）又はその部分加水分解物を滴下する方法などが挙げられるが、有機ケイ素化合物の安定性の点から、特に（１）の反応方法が好ましい。
【００３１】
なお、得られた有機ケイ素化合物は水溶液の形で得られるが、必要に応じて、更に水を加えたり、除去したりして、有機ケイ素化合物１００重量部に対して水１０〜２，０００重量部、好ましくは１０〜１，０００重量部の比率に調整することにより、有機ケイ素化合物を形成することができる。この場合、水の量が１０重量部より少ないと有機ケイ素化合物自体の保存安定性が悪化する場合がある。また、２，０００重量部より多いと有機ケイ素化合物を加える量が多くなってしまい、コスト的に好ましくない。
【００３２】
このようにして得られた有機ケイ素化合物は保存安定性も高く、特にアルカリ性領域にある水系潤滑剤組成物などに添加剤として加えても安定に存在することができ、更には防食性、耐腐敗性及び耐微生物劣化性等の諸性能を付与することが可能である。
【００３３】
本発明の水系潤滑剤組成物は、上記有機ケイ素化合物、油性剤、アルカノールアミン及び水を含むが、この有機ケイ素化合物は、組成物全体の０．１〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％、更に好ましくは０．２〜３重量％であることが好ましい。
【００３４】
油性剤の配合量は、５〜９０重量％、より好ましくは１０〜７０重量％、更に好ましくは２０〜５０重量％、特に好ましくは２０〜４０重量％であり、アルカノールアミンは、１〜３０重量％、より好ましくは３〜２５重量％、更に好ましくは５〜２０重量％であることが好ましい。
【００３５】
有機ケイ素化合物が少なすぎると、その配合効果が十分得られず、多すぎるとコスト増大を招くおそれがある。油性剤が少なすぎると、潤滑性が不足するおそれがあり、多すぎると、組成物の安定性が損なわれるおそれがある。アルカノールアミンが少なすぎると、耐腐敗性が不足する場合が生じ、多すぎると、皮膚刺激性が強くなるおそれがある。
【００３６】
なお、水の含有量は、０．１〜９０重量％、好ましくは０．５〜８０重量％、特に好ましくは１〜７０重量％である。水の量が少なすぎると（Ａ）成分の安定性が悪くなることあり、多すぎると潤滑性や金属腐食防止性が不十分となることがある。
【００３７】
上記油性剤としては、（１）カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、オレイン酸、エルシン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノレイン酸、エレオステアリン酸等の脂肪酸、（２）ゴマ油、ナタネ油、ヌカ油、綿実油、豚油、牛脂、羊脂等のエステル、（３）ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコール等の高級アルコール等を挙げることができる。また、高級脂肪酸に加えて、ドデカン二酸、カプリン酸程度の中級脂肪酸を配合してもよい。油性剤としては、特にＲの炭素数が１２以上、好ましくは１２〜５０、より好ましくは１２〜３６、更に好ましくは１２〜２４、特に１６〜１８の脂肪酸（ＲＣＯＯＨ）やアルコール（ＲＯＨ）が好ましい。
【００３８】
アルカノールアミンとしては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）等が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３９】
また、本組成物には、基油、防錆剤、界面活性剤、防腐剤、消泡剤、及びその他の添加剤（例えば、極圧添加剤、防食剤、粘度指数向上剤、酸化防止剤、清浄分散剤、着色剤、香料等）を適宜配合して使用できる。上記基油としては、鉱油、例えば、マシン油、タービン油、スピンドル油、シリンダー油等を挙げることができる。基油を含む水溶性潤滑剤組成物としては、水溶性潤滑剤組成物全体を１００重量部とした場合に、基油が１５〜７０重量部、好ましくは２０〜６０重量部、更に好ましくは２０〜５０重量部とすることができる。
【００４０】
上記防錆剤としては、上記に示すアミン化合物（アルカノールアミン）以外にも、（１）特にＲ’の炭素数が６〜１０のカルボン酸（Ｒ’ＣＯＯＨ）、（２）上記カルボン酸塩（カルボン酸の金属（Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｐｂ等）塩、カルボン酸とアミン（通常のモノアミン、ポリアミン、ロジンアミン、牛脂アミン等）の塩）、（３）スルホン酸塩（石油スルホン酸、ジノニルナフタレンスルホン酸、重質アルキルベンゼンスルホン酸等とＮａ、Ｃａ、Ｂａ等の塩）、（４）エステル（オレイン酸、ラウリル酸等のカルボン酸とソルビトール、ペンタエリスリトール、ショ糖、グリセリン等の多価アルコールの部分エステル）、その他を挙げることができる。
【００４１】
上記界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系又は両性系界面活性剤を用いることができるが、ノニオン系界面活性剤が好ましい。これは、希釈液の安定性と洗浄性のためである。ノニオン系界面活性剤では、（１）ポリオキシエチレン系化合物（ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルナフチルエーテル、ポリオキシエチレン化ヒマシ油、ポリオキシエチレンアビエチルアルコール、ポリオキシエチレンアルキルチオエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレングリコールエチレンジアミン、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンプロピレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンジ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタントリ脂肪酸エステル等）、（２）多価アルコール系化合物及びアルキロールアミド系化合物（エチレングリコールモノ脂肪酸エステル、プロピレングリコールモノ脂肪酸エステル、グリセリンモノ脂肪酸エステル、ペンタエリトリットモノ脂肪酸エステル、ソルビタンモノ脂肪酸エステル、ソルビタンセスキ脂肪酸エステル、ソルビタントリ脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、脂肪酸モノエタノールアミド、脂肪酸ジエタノールアミド等）を挙げることができる。
【００４２】
上記アニオン系界面活性剤としては、（１）脂肪酸誘導体（脂肪酸石けん、ロジン酸石けん、ナフテン酸石けん、脂肪酸サルコシド、たんぱく分解物脂肪酸アミド等）、（２）硫酸エステル系化合物（長鎖アルコール硫酸エステル塩、オレフィン硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、脂肪酸多価アルコール硫酸エステル塩等）、（３）スルホン酸系化合物及びリン酸エステル系化合物（アルカンスルホン酸塩、石油スルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルナフタリンスルホン酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテルリン酸エステル塩等）が挙げられる。上記ノニオン系とアニオン系の界面活性剤を併用することもできる。更に、公知のカチオン系界面活性剤、両性系界面活性剤を用いることもできる。
【００４３】
上記防腐剤としては、（１）フェノール系化合物（ｏ−フェニルフェノール、Ｎａ−ｏ−フェニルフェノール、２，３，４，６−テトラクロロフェノール等）、（２）ホルムアルデヒド供与体化合物（２−ハイドロキシメチル−２−ニトロ−１，３−プロパンジオール、ヘキサハイドロ−１，３，５−トリス（２−ハイドロキシエチル）−（ｓ）−トリアジン等）、（３）その他（トリブロモサリチルアニリドとジブロモサリチルアニリドの混合物等）を挙げることができる。
【００４４】
上記消泡剤としては、シリコーンのエマルジョン、高級アルコール等を挙げることができる。
【００４５】
上記水系潤滑剤組成物は、ｐＨ８〜１３、好ましくは８〜１２程度に調整したものを使用することが好ましい。この場合、ｐＨ調整剤は特に制限されず、塩酸等、或いは炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム等を用いることができる。
【００４６】
本発明の金属腐食防止方法は、上記水系潤滑剤組成物を用いて金属素材、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金等の非鉄合金等の金属素材を常法により加工又は浸漬するものである。
【００４７】
この場合、特にアルミニウム又はアルミニウム合金に対しては、上記有機ケイ素化合物を含有する水系潤滑剤組成物をｐＨがアルカリ側を示す水希釈アルカリ液を用いて、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる金属素材を加工又は浸漬することが有効である。
【００４８】
【実施例】
以下、合成例及び実施例と比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
（１）有機ケイ素化合物の合成
［合成例１］
水２４６ｇ（１３．７ｍｏｌ）を撹拌機、温度計及び冷却器を備えた５００ｍｌの反応器に入れ、撹拌した。ここにＨ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃４４．４ｇ（０．２ｍｏｌ）及びＳｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₄２０．８ｇ（０．１ｍｏｌ）を混合したものを室温で１０分間かけて滴下したところ、２５℃から５６℃に内温が上昇した。更にオイルバスにて６０〜７０℃に加熱し、そのまま１時間撹拌を行った。次にエステルアダプターを取り付け、内温９９℃まで上げ、副生したメタノール、エタノールを除去することにより、有機ケイ素化合物−１を２５０ｇ得た。このものの不揮発分（１０５℃／３時間）は１４．９％であった。
【００４９】
［合成例２］
水２７８ｇ（１５．４ｍｏｌ）を撹拌機、温度計及び冷却器を備えた５００ｍｌの反応器に入れ、撹拌した。ここにＨ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃５５．６ｇ（０．２５ｍｏｌ）及びＳｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₄１０．４ｇ（０．０５ｍｏｌ）を混合したものを室温で１０分間かけて滴下したところ、２７℃から４９℃に内温が上昇した。更にオイルバスにて６０〜７０℃に加熱し、そのまま１時間撹拌を行った。次にエステルアダプターを取り付け、内温９８℃まで上げ、副生したメタノール、エタノールを除去することにより、有機ケイ素化合物−２を２７４ｇ得た。このものの不揮発分（１０５℃／３時間）は１５．１％であった。
【００５０】
［合成例３］
水２０２ｇ（１１．２ｍｏｌ）を撹拌機、温度計及び冷却器を備えた５００ｍｌの反応器に入れ、撹拌混合した。ここにＨ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃３３．３ｇ（０．１５ｍｏｌ）及びＳｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₄３１．２ｇ（０．１５ｍｏｌ）を混合したものを室温で１０分間かけて滴下したところ、２５℃から５１℃に内温が上昇した。更にオイルバスにて６０〜７０℃に加熱し、そのまま１時間撹拌を行った。次にエステルアダプターを取り付け、内温９９℃まで上げ、副生したメタノール、エタノールを除去することにより、有機ケイ素化合物−３を２１０ｇ得た。このものの不揮発分（１０５℃／３時間）は１５．３％であった。
【００５１】
［合成例４］
水３０８ｇ（１７．１ｍｏｌ）を撹拌機、温度計及び冷却器を備えた５００ｍｌの反応器に入れ、撹拌混合した。ここにＨ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃５３．１ｇ（０．２ｍｏｌ）及びＳｉ（ＯＣＨ₃）₄１５．２ｇ（０．１ｍｏｌ）を混合したものを室温で１０分間かけて滴下したところ、２８℃から５３℃に内温が上昇した。更にオイルバスにて６０〜７０℃に加熱し、そのまま１時間撹拌を行った。次にエステルアダプターを取り付け、内温９９℃まで上げ、副生したメタノールを除去することにより、有機ケイ素化合物−４を３００ｇ得た。このものの不揮発分（１０５℃／３時間）は１５．４％であった。
【００５２】
［合成例５］
水２５３ｇ（１４．１ｍｏｌ）を撹拌機、温度計及び冷却器を備えた５００ｍｌの反応器に入れ、撹拌混合した。ここにＨ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃４４．４ｇ（０．２ｍｏｌ）及びＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃１３．６ｇ（０．１ｍｏｌ）を混合したものを室温で１０分間かけて滴下したところ、２６℃から４２℃に内温が上昇した。更にオイルバスにて６０〜７０℃に加熱し、そのまま１時間撹拌を行った。次にエステルアダプターを取り付け、内温９９℃まで上げ、副生したメタノールを除去することにより、有機ケイ素化合物−５を２４４ｇ得た。このものの不揮発分（１０５℃／３時間）は１５．６％であった。
【００５３】
［合成例６］
水２４１ｇ（１３．４ｍｏｌ）を撹拌機、温度計及び冷却器を備えた５００ｍｌの反応器に入れ、撹拌混合した。ここにＨ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃４４．４ｇ（０．２ｍｏｌ）、Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₄１８．７ｇ（０．０９ｍｏｌ）及びＣＨ₃Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃１．４ｇ（０．０１ｍｏｌ）を混合したものを室温で１０分間かけて滴下したところ、２６℃から４９℃に内温が上昇した。更にオイルバスにて６０〜７０℃に加熱し、そのまま１時間撹拌を行った。次にエステルアダプターを取り付け、内温９９℃まで上げ、副生したメタノールを除去することにより、有機ケイ素化合物−６を２４１ｇ得た。このものの不揮発分（１０５℃／３時間）は１５．７％であった。
【００５４】
［合成例７］
水２４６ｇ（１３．７ｍｏｌ）を撹拌機、温度計及び冷却器を備えた５００ｍｌの反応器に入れ、撹拌混合した。ここにＨ₂ＮＣＨ₂ＣＨ₂ＨＮＣＨ₂ＣＨ₂ＣＨ₂Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₃４４．４ｇ（０．２ｍｏｌ）を室温で１０分間かけて滴下したところ、２５℃から５２℃に内温が上昇した。このまま３０分間撹拌混合した後、Ｓｉ（ＯＣＨ₂ＣＨ₃）₄２０．８ｇ（０．１ｍｏｌ）を更に滴下した。滴下後、オイルバスにて６０〜７０℃に加熱し、そのまま１時間撹拌を行った。次にエステルアダプターを取り付け、内温９８℃まで上げ、副生したメタノール、エタノールを除去することにより、有機ケイ素化合物−７を２４８ｇ得た。このものの不揮発分（１０５℃／３時間）は１４．７％であった。
【００５５】
（２）水溶性潤滑剤組成物の組成
本発明の金属加工用水溶性潤滑剤の性能を明らかにするために、表１，２に示す各成分を有する実施例１〜１３及び比較例１〜５の試料液（単位は重量部）について、以下に述べる各項目の性能試験とその評価を行った。なお、表１，２において、基油としてはスピンドル油、界面活性剤としてはノニオン系界面活性剤のポリオキシエチレンアルキルエーテル、消泡剤としてはシリコーン系消泡剤を使用した。
【００５６】
【表１】

注：有機ケイ素化合物の添加量は、上記合成例で得られた水を含有するものとしての添加量であり、不揮発分としての添加量は、表１の添加量と各合成例での不揮発分含有量とから求められる（以下、同様）。
【００５７】
【表２】

【００５８】
（３）性能評価
本性能試験の試験項目及び性能評価方法は、以下の通りである。
防食性及び保存安定性
本性能試験では、アルミニウム（ＪＩＳＡ１０５０Ｐ）及びアルミニウム合金（ＪＩＳＡ２０１７Ｐ）のジュラルミン（Ｃｕ４％、Ｍｇ０．５％）の試験片（５０×３０×１ｍｍ）を＃３２０研磨紙で研磨し、試料液の水２０倍希釈液に硫酸を添加して、上記希釈液のｐＨを９．０に調整した後、常温で半浸漬し、２４時間後の試験片の変色度合を目視で評価した。
評価の表示は、◎：変色なし、○：少し変色、×：黒色に変色を表す。
結果を表３に示す。
また、実施例及び比較例で調製した水系潤滑剤組成物を６０℃で１ヶ月保存後に再度上記と同様な防食性試験を行った。その結果も表３に示す。
耐腐敗性
本性能試験では、生菌数の測定により耐腐敗性の評価を行った。まず、試料液を水で２０倍に希釈し、５００ｍｌの三角フラスコに３００ｍｌ採取した。次いで、これに硫酸を添加して、上記希釈液のｐＨを９．０に調整した後、生菌数１×１０⁷個／ｍｌの腐敗液を５％（１５ｍｌ）添加して３０℃で振盪培養した。更に、試験開始後７日目、１４日目に腐敗液をそれぞれ各１％（３ｍｌ）添加し、生菌数の経時的変化を観察した。その結果を表４に示す。なお、生菌数の測定はプレートカウント法により行った。
耐微生物劣化性
本性能試験では、曽田式振子型油性試験機による摩擦係数の測定により、微生物劣化試験前後の潤滑性の評価を行った。まず、試料液を水で２０倍に希釈した。次いで、これに硫酸を添加して、上記希釈液のｐＨを９．０に調整した後、生菌数１×１０⁷個／ｍｌの腐敗液を１重量％添加し、３０℃で１ヶ月間振盪培養して微生物劣化を促進させた後の潤滑性を評価した。結果を表５に示す。
【００５９】
【表３】

【００６０】
【表４】

【００６１】
【表５】

【００６２】
【発明の効果】
本発明の水系潤滑剤組成物は、アルミニウム合金等の非鉄金属等に対する防食性、耐腐敗性、耐微生物劣化性及び保存安定性に優れ、大変性能のバランスがよい。本発明の金属腐食方法によれば、アルミニウム合金等が腐食し易いアルカリ液にて処理する場合における腐食を容易にかつ効率的に防止できる。

Claims

（Ａ）下記一般式（１）
ＹＳｉＲ ² ₃ （１）
（式中、Ｒ ²は炭素数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基、Ｙは窒素含有有機基である。）
で表される窒素原子含有有機基を含有する加水分解性シラン又はその部分加水分解物１００重量部と、下記一般式（２）
Ｒ³ _nＳｉＲ⁴ _4-n （２）
（式中、Ｒ³は炭素数１〜８の置換又は非置換の一価炭化水素基、Ｒ⁴は炭素数１〜４のアルコキシ基又はアシロキシ基、ｎは０、１又は２である。）
で表される加水分解性シラン又はその部分加水分解物５〜２００重量部とを加水分解することによって得られる有機ケイ素化合物：０．１〜１０重量％、
（Ｂ）油性剤：５〜９０重量％、
（Ｃ）アルカノールアミン：１〜３０重量％、
（Ｄ）水：１〜７０重量％
を含有し、ｐＨが８〜１３であることを特徴とする水系潤滑剤組成物。
請求項１記載の水系潤滑剤組成物を用いて金属素材を加工又は浸漬することを特徴とする金属腐食防止方法。
金属素材がアルミニウム又はアルミニウム合金素材である請求項２記載の金属腐食防止方法。