JP6377179B2 - 多金属の金属加工用の高性能水希釈性の潤滑添加剤 - Google Patents
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Description
発明の分野
本発明は概して金属加工液に関する。本発明はまた、金属加工プロセスにおける潤滑剤として有用な潤滑剤組成物に関する。本発明は更に、面摺動油及び金属加工油として働く潤滑油組成物と、潤滑油組成物を用いて加工機械を潤滑化する方法とに関する。
金属加工での潤滑化は、よく知られるとおり鉱油及び/又は脂肪油の使用により達成されてきた。初期の技術では、これらの油脂は単独で使用されていたが、技術の改善に伴いコストの削減、冷却能の改善及び性能の全体的な向上のために、鉱油及び/又は脂肪油の水性エマルションを作製することが有用となった。ここ数年までは、ほとんどの含水潤滑剤は特定用途のための様々な添加剤を含有し得る又は含有し得ない脂肪油及び/又は鉱油のエマルションであった。しかしながら、エマルション型の製品には、例えばエマルションの安定性にいくつかの固有の課題があり、この理由等からエマルション型の製品の有用性には限界が見られることが多い。近年、溶液型の含水潤滑剤が利用可能になっており、冷却能が主な懸念事項であった分野においては、水溶性潤滑剤には大きな利点がある。しかしながら、高度な冷却と高度な流体力学性又は油膜潤滑性との両条件が必要となる場合、流体力学的条件下における適切な機能に十分な潤滑性を備える膜を堆積させることができないことから、水溶性潤滑剤は不適である。
本発明の第1の態様では、(a)ヒドロキシ脂肪酸由来のポリアルカン酸又はポリアルケン酸及びポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン又はポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレンのブロックコポリマー、(b)マレイン酸又は無水マレイン酸と(a)との反応生成物、並びに(c)マレイン化ダイズ油と(a)との反応生成物を反応させることにより得られる改善された金属加工潤滑剤が提供される。上記の反応により得られる生成物の正確な組成は未知であるが、この生成物は置換(interchange)及び縮合反応により得られる多様なエステル生成物の複合混合物である。
クリーンな乾燥した10ガロン容のステンレス鋼のファンドラー反応器に、12.7kgのヒマシ油及び80グラムの水酸化カリウムのフレークを入れた。撹拌を始め、充填物(charge)を720mmHg真空下にて120℃まで加熱し、そのまま15分間保持することで、存在する水を全て除去した。真空を窒素によって取り除き、30psiまで加圧した後、反応器を通気して5psiにした。温度を135℃まで上げ、25.9kgのエチレンオキシドを添加しながら、そのままに保った。圧力は60psi未満に保った。全てのエチレンオキシドを添加した後、ヒドロキシル価は1グラム当たり68.6mgのKOHであることが見出された。この時点で、5.9kgのエトキシレートを圧力下で除去し、廃棄した。次いで温度を120℃まで下げ、8.4kgのプロピレンオキシドを添加した。120℃で2時間後、反応混合物を真空脱気して、反応器から7.3kgの生成物を取り出した。そのようにして生成された生成物には、1モルのヒマシ油当たり約43モルのエチレンオキシド及び1モルのヒマシ油当たり約12モルのプロピレンオキシドが含まれていた。
ヒマシ油アルコキシレートと無水マレイン酸との反応
ヒマシ油アルコキシレート及び無水マレイン酸を1:1のモル比にて反応器に入れる。反応混合物のGC分析により遊離無水マレイン酸が残っていないことが示されるまで、反応混合物を窒素スパージ下にて撹拌しながら150℃に加熱する。これはヒドロキシル基と無水物との反応であり、これにより酸封止(acid capped)ヒマシ油アルコキシレートが得られる。
ダイズ油と無水マレイン酸とのエン反応
「エン」反応では、マレイン酸がダイズ油とグラフト重合する。この場合無水マレイン酸は開環しない。無水マレイン酸及びダイズ油を1:1のモル比にて反応器に入れる。反応混合物を撹拌しながら窒素スパージ下にて210℃まで加熱する。反応混合物のGC分析により遊離無水マレイン酸が残っていないことが示されるまで、反応混合物を210℃に4時間〜6時間保持する。得られるダイズ/無水マレイン酸付加物の鹸化値は268mgKOH/gである。
アルコキシル化トリメチロールプロパン(TMP)と1:1ダイズ/マレイン酸付加物との反応
アルコキシル化トリメチロールプロパンと1:1ダイズ/無水マレイン酸付加物とを1:1のモル比にて充填した。反応混合物を撹拌しながら窒素スパージ下にて150℃まで加熱した。反応混合物の赤外分析により、ダイズ/無水マレイン酸付加物の完全な反応を示す無水物吸収バンドが示されなくなるまで、反応混合物をこの温度に保持した。触媒は使用しない。
HO−(PO)y−(EO)x−(PO)y−OH(17−r−2)とダイズ/マレイン酸付加物及びポリリシノール酸の両方との反応
2つの反応がこのプロセス中に起こる。第1の最も早い反応はダイズ/マレイン酸付加物を開環することで、エステル結合を形成するものである。水は発生しない。もう1つの反応はポリリシノール酸と、17−r−2上のヒドロキシルとのエステル化である。これにより水が発生する。この工程は1モルのポリリシノール酸及び1モルのダイズ/無水マレイン酸付加物に対して1モルの17−r−2にて進行する。ダイズ/無水マレイン酸/17−r−2の反応が極めて早いことから、いくらかのポリリシノール酸/17−r−2ジエステルを伴うダイズ/マレイン酸/17−r−2ジエステルという生成物の混合物が得られることになる。ダイズ/マレイン酸付加物がほとんどの17−r−2と反応することから、遊離ポリリシノール酸も存在すると思われる。
各実施例において、化学成分を予めブレンドして、300ppmの硬度の水にて混合物の活性を8%まで下げた後、タッピングトルク機器においてアルミニウム及び冷間圧延鋼上にて試験した。
PROA=ポリリシノール酸
PHSA=ポリヒドロキシステアリン酸
DO−9=PEG 400ジオレエート
CO−5=POE(5)ヒマシ油
TMP=トリメチロールプロパン[CH3−CH2−C(CH2OH)3]
MO=鉱油(100vis)−Hydrocal 100
W=水
CP=曇点
CI−pak(腐食阻害剤)=以下を含む既製の腐食阻害剤パッケージ:
A)炭素鎖長9〜12のモノ−及びジカルボン酸の混合物
B)アルカノールアミン
C)ポリオールカップリング剤
Ethfac 140=4モルのEOを有する非中和、その後リン酸化したオレイルアルコール
17−R−2=POP−PEO−POP逆ブロックコポリマー
AMP−95=2−アミノ−2−メチル−プロパノール
NDA=ネオデカン酸
ISO−C9=イソノナン酸
2976=POP(6)POE(34)(混合)ヒマシ油
Poly 30/70=30%のリシノール酸及び70%のヒドロキシステアリン酸のポリマー
TEA=トリエタノールアミン
実施例セット(5) ERS 02157[POP(40)POE(16)ヒマシ油、AV=15]及びERS 02158[POP(40)POE(16)ヒマシ油、AV=25]を評価して、酸価の影響を調べた。
実施例セット(6):広範な酸価及び油含有量にて評価したPOP(25)POE(16)ヒマシ油
セット(6)の中で最良のものは、100SUSの鉱油と組み合わせた、AV=11.05まで反応させたPOP(25)POE(15)ヒマシ油(ERS 02086)である。表3を参照されたい。
実施例セット(7):セット7の中で最良のものは、100SUSの鉱油とブレンドした、ポリリシノール酸と1:1で反応させたEthox 17−R−2、AV=15.6(ERS 02115)である。表5を参照されたい。
実施例セット8:セット(8)の中で最良のものは、100SUSのVIS鉱油と、1:1:1モル比のEthox 17−R−2:ポリリシノール酸:ダイズマレイン酸とのブレンド(ERS 02132)である。表7を参照されたい。
実施例セット9:商品化に成功している製品の評価。表9を参照されたい。
更なるマイクロタップ測定
1018鋼:
100ppmの水中の2%の添加剤4718(本発明の式I)
500rpm=181Ncm 750rpm=181Ncm
100ppmの水中の2%の添加剤02332
500rpm=154Ncm 750rpm=177Ncm
6061アルミニウム:
100ppmの水中の2%の添加剤4718(本発明の式I)
1000rpm=118Ncm
2%の添加剤02332
1000rpm=118Ncm
Claims (11)
- 1つのR 1 がマレイン化ダイズ油部分であり、他方のR 1 がポリヒドロキシステアリルである、請求項1に記載の化合物。
- Rがメチルであり、1つのR 1 がマレイン化ダイズ油部分であり、他方のR1がポリリシノレイルであり、x=10〜100、y=10〜200である、請求項1に記載の化合物。
- ヒドロキシ脂肪酸由来のポリアルカン酸又はポリアルケン酸と、
ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン及びポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンの逆ブロックコポリマーからなる群から選択されるブロックコポリマーと、
マレイン化ダイズ油との
反応生成物である化合物。 - (1)ヒドロキシ脂肪酸由来のポリアルカン酸又はポリアルケン酸と、
ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン及びポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンの逆ブロックコポリマーからなる群から選択されるブロックコポリマーと、
マレイン化ダイズ油との
反応生成物と、
(2)アルキルベンゼン、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、鉱油及びα−オレフィンからなる群から選択される少なくとも1つの基油と、
を含む潤滑組成物。 - (1)(A)と(B)の反応生成物と、
(A)ヒマシ油と、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン及びポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンの逆ブロックコポリマーからなる群から選択されるブロックコポリマーとの反応生成物、
(B)マレイン酸又は無水マレイン酸、
(2)アルキルベンゼン、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、鉱油及びα−オレフィンからなる群から選択される少なくとも1つの基油と、
を含み、
かつ、(A)と(B)の前記反応生成物が式Iを有するものである、潤滑組成物
- (1)ヒドロキシ脂肪酸由来のポリアルカン酸又はポリアルケン酸と、
ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン及びポリオキシプロピレン−ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンの逆ブロックコポリマーからなる群から選択されるブロックコポリマーと、
マレイン化ダイズ油との
反応生成物と、
(2)アルキルベンゼン、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、鉱油及びα−オレフィンからなる群から選択される少なくとも1つの基油と、
を含み、
かつ、前記反応生成物が式IIを有するものである、潤滑組成物
Applications Claiming Priority (5)
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