JP6984402B2 - Metalworking oil Base oil, its manufacturing method and metalworking oil - Google Patents
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Description
本発明は、エステル系の金属加工油基油に関し、より詳しくは、高い引火点を有しつつ、低温流動性に優れ、かつ低粘度であり、潤滑油等の金属加工油に好適に用いることができる、金属加工油基油及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an ester-based metalworking oil base oil. More specifically, the present invention has a high ignition point, excellent low-temperature fluidity, and low viscosity, and is suitably used for metalworking oils such as lubricating oils. It relates to a metalworking oil base oil and a method for producing the same.
従来、潤滑油などの金属加工油には、安価で入手容易な鉱物油が主に使用されてきたが、耐熱性を始めとする諸物性のバランスに乏しいため、近年は目的に応じた分子設計が可能な合成炭化水素や有機酸エステル類等の合成加工油が主に用いられるようになってきた。 Conventionally, cheap and easily available mineral oil has been mainly used for metal processing oil such as lubricating oil, but since the balance of various physical properties such as heat resistance is poor, molecular design according to the purpose has been performed in recent years. Synthetic processing oils such as synthetic hydrocarbons and organic acid esters capable of this have come to be mainly used.
上記有機酸エステル類としては、脂肪族モノカルボン酸と一価アルコールの反応から得られるものエステルや、多価アルコール、多塩基酸、脂肪族モノカルボン酸との反応から得られる複合エステル、あるいは、脂肪族ポリオキシアルキレンアルキルエーテルを用いてなる金属加工油基油等が提案されてきている(例えば、特許文献1〜3参照)。 Examples of the organic acid esters include esters obtained from the reaction of aliphatic monocarboxylic acids with monohydric alcohols, polyhydric alcohols, polybasic acids, composite esters obtained from reactions with aliphatic monocarboxylic acids, or Metal processing oil base oils and the like using aliphatic polyoxyalkylene alkyl ethers have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
しかしながら、これらの文献で提供されている化合物は、高引火点と低温流動性とがトレードオフの関係、すなわち、引火点が高く安全性が良好なものは低温流動性に劣り、優れた低温流動性を有する化合物は引火点が低く、日本国消防法の危険物第4類第3石油類(引火点70℃以上200℃未満)に該当するものが多いという現状である。優れた低温流動性、すなわち流動点が低いほど使用温度領域が広がるという利点があるため、低温流動性と高引火点とを両立しうる化合物(基油)の開発が求められている。また、省エネルギー化の観点では、使用時の摩擦損失を抑えるのを目的に、低粘度の基油が必要とされている。 However, the compounds provided in these documents have a trade-off relationship between a high flash point and low temperature fluidity, that is, a compound having a high flash point and good safety is inferior in low temperature fluidity and has excellent low temperature flowability. Compounds with a flash point have a low flash point, and many of them fall under the dangerous goods Class 4 Class 3 petroleum (flash point 70 ° C or higher and lower than 200 ° C) under the Fire Service Act of Japan. Since there is an advantage of excellent low temperature fluidity, that is, the lower the pour point, the wider the operating temperature range, there is a demand for the development of a compound (base oil) capable of achieving both low temperature fluidity and a high flash point. Further, from the viewpoint of energy saving, a low-viscosity base oil is required for the purpose of suppressing friction loss during use.
上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、高引火点と低温流動性とを両立し、かつ低粘度である、潤滑油等の金属の加工時に使用する合成油の基油として好適に使用できる金属加工油基油、その製造方法、及びこれを含む金属加工油を提供することにある。 In view of the above circumstances, the problem to be solved by the present invention is suitable as a base oil for synthetic oils used in the processing of metals such as lubricating oils, which have both high ignition point and low temperature fluidity and low viscosity. It is an object of the present invention to provide a metalworking oil base oil that can be used in the above, a method for producing the same, and a metalworking oil containing the same.
本発明者らは鋭意検討を行った結果、特定構造を有するジエステル化合物を基油として用いることにより、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a diester compound having a specific structure as a base oil, and have completed the present invention.
即ち本発明は、下記一般式(1) That is, the present invention has the following general formula (1).
で表されることを特徴とする金属加工油基油、その製造方法及びこれを含む金属加工油を提供するものである。
The present invention provides a metalworking oil base oil represented by, a method for producing the same, and a metalworking oil containing the same.
本発明によれば、金属加工油とした際の高引火点と低温流動性、低粘度とのバランスに優れ、潤滑剤等に好適に用いることができる金属加工油基油を提供することができる。また、当該金属加工油基油は特定構造のジエステル化合物であるが、その製法においては、比較的低温で化学量論的に反応が進行する為、副生成物の含有量を極めて低く抑えることができるとともに、低温反応であることから生成物の着色も防止できる。また金属加工油として調整する場合の極圧添加剤等の他の添加剤との相溶性にも優れており、潤滑性も良好であることから、金属の加工時に使用する潤滑剤等の主成分として好適に用いることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a metalworking oil base oil which has an excellent balance between a high ignition point, low temperature fluidity and a low viscosity when used as a metalworking oil and can be suitably used as a lubricant or the like. .. Further, the metal processing oil base oil is a diester compound having a specific structure, but in the production method thereof, the reaction proceeds stoichiometrically at a relatively low temperature, so that the content of by-products can be suppressed to an extremely low level. At the same time, it is possible to prevent coloring of the product because it is a low temperature reaction. In addition, it has excellent compatibility with other additives such as extreme pressure additives when adjusting as metal processing oil, and has good lubricity, so it is the main component of lubricants used during metal processing. Can be suitably used as.
本発明の金属加工油基油は下記一般式(1) The metalworking oil base oil of the present invention has the following general formula (1).
で表されることを特徴とする。
It is characterized by being represented by.
前記一般式(1)で表される化合物は、ジエステル化合物であるが、そのカルボニルオキシ基間の炭素原子数が2であること、及びそのうちの一つに結合する置換基(R3)は水素原子又はメチル基であり、もう一方の炭素原子に結合する置換基(R4)が炭素原子数1〜24の脂肪族飽和炭化水素基であることに特徴を有し、この特定構造によって、金属加工油基油として好適な「高引火点」と「低温流動性」、「低粘度」を実現するものである。更にジエステル構造であって、適度な極性基と非極性基(炭化水素基)とのバランスを有することから、金属加工油として調製する際に使用される各種添加剤との相溶性にも優れることになる。 The compound represented by the general formula (1) is a diester compound, but the number of carbon atoms between the carbonyloxy groups is 2, and the substituent (R 3 ) bonded to one of them is hydrogen. It is an atom or a methyl group, and the substituent (R 4 ) bonded to the other carbon atom is characterized by being an aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms. It realizes "high flammability", "low temperature fluidity", and "low viscosity" suitable for processing oil base oil. Furthermore, since it has a diester structure and has an appropriate balance between polar groups and non-polar groups (hydrocarbon groups), it is also excellent in compatibility with various additives used when preparing as a metalworking oil. become.
本発明の金属加工油基油は、このような特定構造のジエステル化合物であるが、単一の化合物からなるものであっても、一般式(1)で表される複数の化合物からなる混合物であっても良い。 The metalworking oil base oil of the present invention is a diester compound having such a specific structure, but even if it is composed of a single compound, it is a mixture composed of a plurality of compounds represented by the general formula (1). May be there.
前記一般式(1)中のR1、R2はそれぞれ独立に炭素原子数3〜29の脂肪族炭化水素基であり、直鎖状であっても分岐構造が1つあるいは複数含まれていてもよく、更に炭素原子−炭素原子の結合において、一部が不飽和になっていても良い。これらの中でも、より高引火点、低温流動性、低粘度とのバランスを取りやすい観点、及び後述する製造方法にて原料の入手が容易である観点から、R1、R2はそれぞれ独立に炭素原子数4〜17の脂肪族飽和炭化水素基であることが好ましく、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基等であることがより好ましい。また製法上の観点からは、R1、R2は同一の構造であることがより好ましい。 R 1 and R 2 in the general formula (1) are independently aliphatic hydrocarbon groups having 3 to 29 carbon atoms, and even if they are linear, they contain one or more branched structures. Further, the carbon atom-carbon atom bond may be partially unsaturated. Among these, R 1 and R 2 are independently carbons from the viewpoint of easily balancing high ignition point, low temperature fluidity, and low viscosity, and from the viewpoint of easy availability of raw materials by the manufacturing method described later. It is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group having 4 to 17 atoms, and more preferably a heptyl group, an octyl group, a nonyl group or the like. Further, from the viewpoint of the manufacturing method, it is more preferable that R 1 and R 2 have the same structure.
また、前記一般式(1)中のR3は水素原子又はメチル基であるが、これは後述する製造方法において原料として用いるオレフィンオキサイド(a1)の開環に伴う構造であり、原料の入手容易性の観点から、水素原子であることがより好ましい。 Further, R 3 in the general formula (1) is a hydrogen atom or a methyl group, which has a structure associated with the opening of the ring of the olefin oxide (a1) used as a raw material in the production method described later, and the raw material is easily available. From the viewpoint of sex, a hydrogen atom is more preferable.
また、前記一般式(1)中のR4は炭素原子数1〜24の脂肪族飽和炭化水素基であるが、特に高引火点と低温流動性、低粘度を調律しやすい観点から、炭素原子数10〜24の脂肪族飽和炭化水素基であることが好ましい。また当該炭化水素基中に分岐構造を有していてもよいが、金属加工油として調整する際に他の添加剤等との相溶性により優れる観点から直鎖状であることが好ましい。このような観点から、好ましいR4はドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基等である。 Moreover, the generally formula (1) R 4 in the aliphatic saturated hydrocarbon group having 1 to 24 carbon atoms, particularly high flash point and low temperature fluidity, from the viewpoint of easily tuning the low viscosity, carbon atoms It is preferably an aliphatic saturated hydrocarbon group having a number of 10 to 24. Further, although the hydrocarbon group may have a branched structure, it is preferably linear from the viewpoint of being more excellent in compatibility with other additives when prepared as a metalworking oil. From this point of view, preferable R 4 is a dodecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, an octadecyl group or the like.
本発明の金属加工油基油としては、より高引火点、低温流動性、低粘度のバランスに優れる観点より、数平均分子量としては1000〜3000の範囲であることが好ましく、酸価としては、0.5以下、水酸基価としては1.0以下であることがより好ましい。 The metalworking oil base oil of the present invention preferably has a number average molecular weight in the range of 1000 to 3000 and an acid value in the range of 1000 to 3000 from the viewpoint of excellent balance of high ignition point, low temperature fluidity and low viscosity. It is more preferably 0.5 or less and the hydroxyl value is 1.0 or less.
尚、本発明でのGPC測定は下記条件で実施したものである。
[GPC測定条件]
測定装置:東ソー株式会社製高速GPC装置「HLC−8320GPC」
カラム:東ソー株式会社製「TSK GURDCOLUMN SuperHZ−L」+東ソー株式会社製「TSK gel SuperHZM−M」+東ソー株式会社製「TSK gel SuperHZM−M」+東ソー株式会社製「TSK gel SuperHZ−2000」+東ソー株式会社製「TSK gel SuperHZ−2000」
検出器:RI(示差屈折計)
データ処理:東ソー株式会社製「EcoSEC Data Analysis バージョン1.07」
カラム温度:40℃
展開溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.35mL/分
測定試料:試料7.5mgを10mlのテトラヒドロフランに溶解し、得られた溶液をマイクロフィルターでろ過したものを測定試料とした。
試料注入量:20μl
標準試料:前記「HLC−8320GPC」の測定マニュアルに準拠して、分子量が既知の下記の単分散ポリスチレンを用いた。
The GPC measurement in the present invention was carried out under the following conditions.
[GPC measurement conditions]
Measuring device: High-speed GPC device "HLC-8320GPC" manufactured by Tosoh Corporation
Column: "TSK GURDCOLUMN SuperHZ-L" manufactured by Tosoh Corporation + "TSK gel SuperHZM-M" manufactured by Tosoh Corporation + "TSK gel SuperHZM-M" manufactured by Tosoh Corporation + "TSK gel SuperHZ-2000" manufactured by Tosoh Corporation "TSK gel SuperHZ-2000" manufactured by Tosoh Corporation
Detector: RI (Differential Refractometer)
Data processing: "EcoSEC Data Analysis version 1.07" manufactured by Tosoh Corporation
Column temperature: 40 ° C
Developing solvent: Tetrahydrofuran Flow velocity: 0.35 mL / min Measurement sample: 7.5 mg of the sample was dissolved in 10 ml of tetrahydrofuran, and the obtained solution was filtered with a microfilter and used as the measurement sample.
Sample injection amount: 20 μl
Standard sample: According to the measurement manual of the above-mentioned "HLC-8320GPC", the following monodisperse polystyrene having a known molecular weight was used.
(単分散ポリスチレン)
東ソー株式会社製「A−300」
東ソー株式会社製「A−500」
東ソー株式会社製「A−1000」
東ソー株式会社製「A−2500」
東ソー株式会社製「A−5000」
東ソー株式会社製「F−1」
東ソー株式会社製「F−2」
東ソー株式会社製「F−4」
東ソー株式会社製「F−10」
東ソー株式会社製「F−20」
東ソー株式会社製「F−40」
東ソー株式会社製「F−80」
東ソー株式会社製「F−128」
東ソー株式会社製「F−288」
(Polystyrene monodisperse)
"A-300" manufactured by Tosoh Corporation
"A-500" manufactured by Tosoh Corporation
"A-1000" manufactured by Tosoh Corporation
"A-2500" manufactured by Tosoh Corporation
"A-5000" manufactured by Tosoh Corporation
"F-1" manufactured by Tosoh Corporation
"F-2" manufactured by Tosoh Corporation
"F-4" manufactured by Tosoh Corporation
"F-10" manufactured by Tosoh Corporation
"F-20" manufactured by Tosoh Corporation
"F-40" manufactured by Tosoh Corporation
"F-80" manufactured by Tosoh Corporation
"F-128" manufactured by Tosoh Corporation
"F-288" manufactured by Tosoh Corporation
また、酸価の測定は、JIS K0070−1992に準じた方法に従い、水酸基価の測定は、JIS K0070−1992に準じた方法に従って測定した値である。 The acid value is measured according to the method according to JIS K0070-1992, and the hydroxyl value is measured according to the method according to JIS K0070-1992.
また、本発明の金属加工油基油としては、その引火点が、比較的高温度であることを特徴とするものであるが、特に250℃以上にすることも可能である。引火点を高めるためには、例えば、前記一般式(1)における、R1、R2を炭素原子数7〜17の直鎖状あるいは分岐構造を含有する飽和炭化水素基とする方法や、R4を炭素原子数12〜24の直鎖状の飽和炭化水素基とする方法等がある。また、このような高引火点を有するものを、金属加工油として調製する場合に、50質量%以上で含有させることで、金属加工油としての引火点を効率よく高めることが可能となる。 Further, the metalworking oil base oil of the present invention is characterized in that its flash point is a relatively high temperature, but it can be set to 250 ° C. or higher in particular. In order to increase the ignition point, for example, in the above general formula (1), R 1 and R 2 may be a saturated hydrocarbon group containing a linear or branched structure having 7 to 17 carbon atoms, or R. There is a method of using 4 as a linear saturated hydrocarbon group having 12 to 24 carbon atoms. Further, when a material having such a high flash point is prepared as a metalworking oil, it is possible to efficiently increase the flash point as the metalworking oil by containing it in an amount of 50% by mass or more.
更に、本発明の金属加工油基油としては、その流動点が低いこと(低温流動性)にも特徴を有する。一般に金属加工油基油あるいは金属加工油の流動点は、JIS K2269に基づく方法により評価されうるものであるが、本発明の金属加工油基油は、この流動点が−10℃以下のものを好適に得ることができる。より流動点を下げるためには、前記一般式(1)中のR1、R2を分岐構造が1つあるいは複数含有する炭化水素基とする方法等がある。またこのような流動点が低いものを、金属加工油として調製する場合に、50質量%以上で含有させることで、金属加工油としての流動点も好適に下げることが可能となる。 Further, the metalworking oil base oil of the present invention is also characterized by having a low pour point (low temperature fluidity). Generally, the pour point of a metal processing oil base oil or a metal processing oil can be evaluated by a method based on JIS K2269, but the pour point of the metal processing oil base oil of the present invention is -10 ° C or less. It can be preferably obtained. In order to further lower the pour point, there is a method of using R 1 and R 2 in the general formula (1) as a hydrocarbon group containing one or a plurality of branched structures. Further, when such a product having a low pour point is prepared as a metalworking oil, the pour point as the metalworking oil can be suitably lowered by containing it in an amount of 50% by mass or more.
本発明の金属加工油基油の製造方法は、前述した本発明の金属加工油基油、すなわち前記一般式(1)で表されるジエステル化合物を効率よく製造する方法であり、炭素原子数3〜26のオレフィンオキサイド(a1)と炭素原子数4〜30の脂肪酸(a2)とを反応させた後、エポキシ基の開環で生じた1級又は2級水酸基に対して炭素原子数4〜30の脂肪酸(a3)をエステル化反応させることを特徴とする。 The method for producing a metal processing oil base oil of the present invention is a method for efficiently producing the above-mentioned metal processing oil base oil of the present invention, that is, a diester compound represented by the general formula (1), and has 3 carbon atoms. After reacting the olefin oxide (a1) of ~ 26 with the fatty acid (a2) having 4 to 30 carbon atoms, the number of carbon atoms is 4 to 30 with respect to the primary or secondary hydroxyl group generated by the ring opening of the epoxy group. It is characterized in that the fatty acid (a3) of the above is subjected to an esterification reaction.
本発明の製造方法で用いる原料の炭素原子数3〜26のオレフィンオキサイド(a1)としては、例えば、炭素原子数14のαオレフィンオキサイド等が挙げられ、市販されているものであっても、合成したものであっても良い。 Examples of the olefin oxide (a1) having 3 to 26 carbon atoms as the raw material used in the production method of the present invention include α-olefin oxide having 14 carbon atoms, and even commercially available ones can be synthesized. It may be the one that has been used.
これらの中でも、工業的な入手容易性の観点と、エポキシ基の開環反応がより低温で進行しやすい等の観点から、αオレフィンオキサイドであることが好ましく、炭素原子数12〜26のαオレフィンオキサイドであることがより好ましい。 Among these, α-olefin oxides are preferable, and α-olefins having 12 to 26 carbon atoms are preferable from the viewpoint of industrial availability and the fact that the ring-opening reaction of the epoxy group can easily proceed at a lower temperature. It is more preferably an oxide.
本発明の製造方法では、前記したオレフィンオキサイド中のエポキシ基を炭素原子数4〜30の脂肪酸(a2)との反応により、開環させて1級又は2級の水酸基を構造中に生成させることが第一段階の反応となる。 In the production method of the present invention, the epoxy group in the olefin oxide described above is reacted with a fatty acid (a2) having 4 to 30 carbon atoms to open a ring to generate a primary or secondary hydroxyl group in the structure. Is the first stage reaction.
前記炭素原子数4〜30の脂肪酸(a2)としては、例えば、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、iso−ノナン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、9−ヘキサデセン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、エレオステアリン酸、アラキジン酸、8,11−エイコサジエン酸、ミード酸、アラキドン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ネルボン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸等が挙げられ、特に高引火点と低温流動性の両立が可能な化合物を得られやすい観点から2−エチルヘキサン酸やペラルゴン酸等を用いることが好ましい。 Examples of the fatty acid (a2) having 4 to 30 carbon atoms include butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, capric acid, 2-ethylhexanoic acid, pelargonic acid, iso-nonanoic acid, capric acid and lauric acid. , Myristic acid, pentadecic acid, palmitic acid, 9-hexadecenoic acid, margaric acid, stearic acid, oleic acid, baxenoic acid, linoleic acid, eleostearic acid, arachidic acid, 8,11-eicosazienoic acid, meadic acid, arachidonic acid , Bechenic acid, lignoseric acid, nervonic acid, cellotic acid, montanic acid, melicic acid, etc., especially 2-ethylhexanoic acid and pelargon from the viewpoint of easily obtaining a compound capable of achieving both high ignition point and low temperature fluidity. It is preferable to use an acid or the like.
この反応は、エポキシ基とカルボキシ基との反応であり、従来知られているエポキシ基の反応に従って行えばよく、本発明において特別限定されるものではない。反応条件としては、例えば、炭素原子数3〜26のオレフィンオキサイド(a1)のエポキシ基1モルに対して、炭素原子数4〜30の脂肪酸(a2)におけるカルボキシ基を1〜3モルとなるように仕込み、無溶剤若しくは有機溶剤中で、4級オニウム塩類、イミダゾール類、TPP(トリフェニルホスフィン)などの触媒を用い、120〜180℃、好ましくは130〜150℃で撹拌することで容易に反応物を得ることができる。触媒の使用量は、適宜設定すればよいが、通常、原料の全量100質量部に対して、0.001〜0.3質量部の範囲で使用することが好ましい。 This reaction is a reaction between an epoxy group and a carboxy group, and may be carried out according to a conventionally known reaction of an epoxy group, and is not particularly limited in the present invention. As reaction conditions, for example, the carboxy group of the fatty acid (a2) having 4 to 30 carbon atoms is 1 to 3 mol with respect to 1 mol of the epoxy group of the olefin oxide (a1) having 3 to 26 carbon atoms. In a solvent-free or organic solvent, a catalyst such as quaternary onium salts, imidazoles, and TPP (triphenylphosphine) is used, and the reaction is easily carried out by stirring at 120 to 180 ° C, preferably 130 to 150 ° C. You can get things. The amount of the catalyst used may be appropriately set, but it is usually preferable to use the catalyst in the range of 0.001 to 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the raw material.
ここで用いることができる有機溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、メタノール、エタノール、1−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、1−ブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール等のアルコール化合物、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテル類、テトラヒドロフラン、1、4−ジオキサン、1、3−ジオキサン、ジエトキシエタン等のエーテル化合物、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。これらの有機溶媒は、それぞれ単独で使用してもよいし、また、極性を調整するために適宜2種以上を併用してもよい。 The organic solvent that can be used here is not particularly limited, and for example, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, methanol, ethanol, 1-propyl alcohol, isopropyl alcohol, 1-butanol and secondary butanol, Alcohol compounds such as tertiary butanol, glycol ethers such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, propylene glycol monomethyl ether acetate, ether compounds such as tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, 1,3-dioxane, diethoxyethane, acetonitrile, dimethyl Examples thereof include aprotonic polar solvents such as sulfoxide and dimethylformamide. Each of these organic solvents may be used alone, or two or more kinds may be used in combination as appropriate for adjusting the polarity.
反応(エポキシ基の開環)の追跡は、反応液における固形分のエポキシ当量の測定によって行うことができ、所望の段階で例えば温度を下げることによって終了させることができるが、副生成物の含有量をより低減させる観点からは、エポキシ基の含有量(エポキシ当量からの算出)が0.5質量%以下になったことを確認してから終了することが好ましい。 Tracking of the reaction (opening of the epoxy group) can be performed by measuring the epoxy equivalent of the solids in the reaction solution and can be terminated at the desired step, for example by lowering the temperature, but with the inclusion of by-products. From the viewpoint of further reducing the amount, it is preferable to confirm that the epoxy group content (calculated from the epoxy equivalent) is 0.5% by mass or less before terminating.
エポキシ基の開環反応によって、線状の生成物中に1級又は2級水酸基が含まれる状態となっている。次の反応は、これら水酸基に対して、炭素原子数4〜30の脂肪酸(a3)をエステル化反応させる。エステル化反応も、従来知られているエステル化反応条件で行えばよく、特に限定されるものではない。 Due to the ring-opening reaction of the epoxy group, the linear product contains a primary or secondary hydroxyl group. In the next reaction, a fatty acid (a3) having 4 to 30 carbon atoms is esterified with these hydroxyl groups. The esterification reaction may be carried out under conventionally known esterification reaction conditions, and is not particularly limited.
前記炭素原子数4〜30の脂肪酸(a3)としては、例えば、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、2−エチルヘキサン酸、ペラルゴン酸、iso−ノナン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、9−ヘキサデセン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、オレイン酸、バクセン酸、リノール酸、エレオステアリン酸、アラキジン酸、8,11−エイコサジエン酸、ミード酸、アラキドン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、ネルボン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸等が挙げられ、特に引火点と流動点の観点から2−エチルヘキサン酸やペラルゴン酸等を用いることが好ましい。 Examples of the fatty acid (a3) having 4 to 30 carbon atoms include butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthic acid, capric acid, 2-ethylhexanoic acid, pelargonic acid, iso-nonanoic acid, capric acid and lauric acid. , Myristic acid, pentadecic acid, palmitic acid, 9-hexadecenoic acid, margaric acid, stearic acid, oleic acid, baxenoic acid, linoleic acid, eleostearic acid, arachidic acid, 8,11-eicosadienoic acid, meadic acid, arachidonic acid , Bechenic acid, lignoseric acid, nervonic acid, cellotic acid, montanic acid, melicic acid and the like, and it is particularly preferable to use 2-ethylhexanoic acid, pelargonic acid and the like from the viewpoint of ignition point and flow point.
前記エステル化反応は、例えば、180〜250℃の温度範囲内で10〜25時間、エステル化触媒を用いての反応である。炭素原子数4〜30の脂肪酸(a3)については、原料として酸そのものを使用してもよく、あるいは、そのエステル化物、酸塩化物、ジカルボン酸の無水物等を原料としてもよい。また、反応は、水酸基とカルボキシ基とのエステル化反応であることから、反応系内の1級又は2級水酸基(水酸基価の実測値からの計算値)1モルに対して、脂肪酸(a3)中のカルボキシ基が1〜1.5モルの範囲になるように用いることが好ましい。 The esterification reaction is, for example, a reaction using an esterification catalyst in a temperature range of 180 to 250 ° C. for 10 to 25 hours. For the fatty acid (a3) having 4 to 30 carbon atoms, the acid itself may be used as a raw material, or an esterified product thereof, an acid chloride product, an anhydride of a dicarboxylic acid, or the like may be used as a raw material. Further, since the reaction is an esterification reaction of a hydroxyl group and a carboxy group, the fatty acid (a3) is given to 1 mol of a primary or secondary hydroxyl group (calculated value from the measured value of the hydroxyl value) in the reaction system. It is preferable to use the carboxy group in the range of 1 to 1.5 mol.
前記エステル化触媒としては、例えば、テトライソプロピルチタネート、テトラブチルチタネート等のチタン系触媒;ジブチル錫オキサイド等のスズ系触媒;p−トルエンスルホン酸等の有機スルホン酸系触媒などが挙げられる。 Examples of the esterification catalyst include titanium-based catalysts such as tetraisopropyl titanate and tetrabutyl titanate; tin-based catalysts such as dibutyltin oxide; and organic sulfonic acid-based catalysts such as p-toluenesulfonic acid.
前記エステル化触媒の使用量は、適宜設定すればよいが、通常、原料の全量100質量部に対して、0.001〜0.1質量部の範囲で使用することが好ましい。 The amount of the esterification catalyst used may be appropriately set, but it is usually preferable to use the esterification catalyst in the range of 0.001 to 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the raw material.
エステル化反応は無溶剤であっても、有機溶剤中で行ってもよいが、エステル化によって生じる水分等を効率よく除去できることから、無溶剤で行うことが好ましい。したがって、前述のエポキシ基の開環反応においても無溶剤で行うことが、効率の観点からは好ましいことになる。 The esterification reaction may be carried out without a solvent or in an organic solvent, but it is preferably carried out without a solvent because water and the like generated by the esterification can be efficiently removed. Therefore, it is preferable from the viewpoint of efficiency that the above-mentioned ring-opening reaction of the epoxy group is also performed without a solvent.
エポキシ基の開環反応で用いる脂肪酸(a2)と、エステル化反応で用いる脂肪酸(a3)とは、同一の化合物であっても異なるものであってもよいが、反応効率の観点からは、同一のものを用いることが好ましい。この時、オレフィンオキサイド(a1)を反応容器に入れるときに、脂肪酸(a2)と脂肪酸(a3)とを一括で反応容器に仕込むことも可能であり、この方法であれば、触媒を随時追加することで、連続して反応を行うことが来できるため、より効率的な製法である。 The fatty acid (a2) used in the ring-opening reaction of the epoxy group and the fatty acid (a3) used in the esterification reaction may be the same compound or different ones, but they are the same from the viewpoint of reaction efficiency. It is preferable to use one. At this time, when the olefin oxide (a1) is put into the reaction vessel, the fatty acid (a2) and the fatty acid (a3) can be collectively charged into the reaction vessel. In this method, a catalyst is added at any time. As a result, the reaction can be carried out continuously, which is a more efficient manufacturing method.
このようにして得られた反応生成物から、未反応の脂肪酸(a2)、(a3)を除去することで、本発明の金属加工油基油として用いることができるジエステル化合物を得ることができる。反応に使用した触媒は除去しても、そのまま系内に残っていても良い。 By removing the unreacted fatty acids (a2) and (a3) from the reaction product thus obtained, a diester compound that can be used as the base oil for metalworking oil of the present invention can be obtained. The catalyst used in the reaction may be removed or may remain in the system as it is.
前述の本発明の製造方法により、ほぼ単一の化合物からなる生成物を得ることができ、副生成物の含有量がきわめて少ないことを特徴とする。更に、エステル化反応における比較的高温の環境下に置かれる時間が少ないことから、ジエステル化合物をアルコールと脂肪酸とから得る場合と比較し、得られる生成物における着色度合が低いという特徴も有する。副生成物の含有量が低いことは、引火点に悪影響を与える成分が少ないということでもあり、本発明の目的とする高引火点という性能を効率よく発現することにつながる。 According to the above-mentioned production method of the present invention, a product composed of almost a single compound can be obtained, and the content of by-products is extremely low. Further, since the esterification reaction is left in a relatively high temperature environment for a short time, it has a feature that the degree of coloring in the obtained product is lower than that in the case where the diester compound is obtained from an alcohol and a fatty acid. The low content of by-products also means that there are few components that adversely affect the flash point, which leads to efficiently exhibiting the performance of high flash point, which is the object of the present invention.
前記で得られたジエステル化合物はこれをそのまま金属加工油としてもよく、あるいは、金属加工油基油として用いて、その他各種添加剤と混合して金属加工油としても良い。 The diester compound obtained above may be used as it is as a metalworking oil, or may be used as a metalworking oil base oil and mixed with various other additives to obtain a metalworking oil.
金属加工油として調整する際には、本発明の効果をより効率よく発現できる観点から、本発明の金属加工油基油を金属加工油中50質量%以上で含有させることが好ましい。 When preparing as a metalworking oil, it is preferable to contain the metalworking oil base oil of the present invention in an amount of 50% by mass or more in the metalworking oil from the viewpoint of more efficiently exhibiting the effects of the present invention.
金属加工油として調整する際に用いることができる添加剤としては、例えば、酸化防止剤、潤滑性向上剤、金属清浄剤、無灰分散剤、防錆剤、金属不活性剤、粘度指数向上剤、流動転硬化剤、消泡剤等が挙げられ、1種でも2種以上を併用しても良い。 Additives that can be used when preparing as metalworking oil include, for example, antioxidants, lubricity improvers, metal detergents, ashless dispersants, rust inhibitors, metal deactivators, viscosity index improvers, and the like. Examples thereof include a fluid transfer curing agent and an antifoaming agent, and one type or two or more types may be used in combination.
酸化防止剤としては、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、2−tert−ブチル−4−ヒドロキシアニソール、2,5−ジ−tert−ブチルハイドロキノン、4−ヒドロキシメチル−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、4,4’−メチレンビス−2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,2’−メチレンビス−4−メチル−6−tert−ブチルフェノール等のフェノール系、N−フェニル−α−ナフチルアミン、p,p’−ジオクチルジフェニルアミン、p,p’−ジノニルジフェニルアミン、混合ジアルキルジフェニルアミン等のアミン系、フェノチアジン等の硫黄系化合物等が例示され、特にフェノール系酸化防止剤が好ましい。これらの酸化防止剤は、単独で又は組合せて用いてもよい。酸化防止剤を使用する場合、通常、基油に対して0.01〜5質量%、好ましくは0.05〜3質量%添加する。 Antioxidants include 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, 2-tert-butyl-4-hydroxyanisole, 2,5-di-tert-butylhydroquinone, 4-hydroxymethyl-2,6. Phenols such as -di-tert-butylphenol, 4,4'-methylenebis-2,6-di-tert-butylphenol, 2,2'-methylenebis-4-methyl-6-tert-butylphenol, N-phenyl-α Examples thereof include amine-based compounds such as −naphthylamine, p, p'-dioctyldiphenylamine, p, p'-dinonyldiphenylamine, mixed dialkyldiphenylamine, and sulfur-based compounds such as phenothiazine, and phenol-based antioxidants are particularly preferable. These antioxidants may be used alone or in combination. When an antioxidant is used, it is usually added in an amount of 0.01 to 5% by mass, preferably 0.05 to 3% by mass, based on the base oil.
潤滑性向上剤としては、油性剤、耐摩耗剤、極圧剤が例示される。油性剤としてはラウリルアルコール、オレイルアルコールなどの脂肪族飽和及び不飽和モノアルコール、ステアリルアミン、オレイルアミンなどの脂肪族飽和及び不飽和モノアミン、ラウリン酸アミド、オレイン酸アミドなどの脂肪族飽和及び不飽和モノカルボン酸アミド、バチルアルコール、キミルアルコール、セラキルアルコールなどのグリセリンエーテル、ラウリルポリグリセリンエーテル、オレイルポリグリセリルエーテルなどのアルキル若しくはアルケニルポリグリセリルエーテル、ジ(2−エチルヘキシル)モノエタノールアミン、ジイソトリデシルモノエタノールアミンなどのアルキル若しくはアルケニルアミンのポリ(アルキレンオキサイド)付加物等が例示される。これらの油性剤は、単独で又は組合せて用いることができ、脂肪族モノカルボン酸を使用する場合、通常、基油に対して0.01〜5質量%、好ましくは0.1〜3質量%添加する。 Examples of the lubricity improving agent include an oil-based agent, an abrasion resistant agent, and an extreme pressure agent. Examples of the oily agent include aliphatic saturated and unsaturated monoalcohols such as lauryl alcohol and oleyl alcohol, aliphatic saturated and unsaturated monoamines such as stearylamine and oleylamine, and aliphatic saturated and unsaturated monoamines such as lauric acid amide and oleic acid amide. Glycerin ethers such as carboxylic acid amides, bacillic alcohols, chimil alcohols and seraquil alcohols, alkyl or alkenyl polyglyceryl ethers such as lauryl polyglycerin ethers and oleyl polyglyceryl ethers, di (2-ethylhexyl) monoethanolamines, diisotridecyl monoethanol Examples thereof include poly (alkylene oxide) adducts of alkyl or alkenylamines such as amines. These oily agents can be used alone or in combination, and when an aliphatic monocarboxylic acid is used, it is usually 0.01 to 5% by mass, preferably 0.1 to 3% by mass, based on the base oil. Added.
摩耗防止剤・極圧剤としては、トリクレジルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、アルキルフェニルホスフェート類、トリブチルホスフェート、ジブチルホスフェート等のリン酸エステル類、トリブチルホスファイト、ジブチルホスファイト、トリイソプロピルホスファイト等の亜りん酸エステル類及びこれらのアミン塩等のリン系、硫化油脂、硫化オレイン酸などの硫化脂肪酸、ジベンジルジスルフィド、硫化オレフィン、ジアルキルジスルフィドなどの硫黄系、Zn−ジアルキルジチオフォスフェート、Zn−ジアルキルジチオフォスフェート、Mo−ジアルキルジチオフォスフェート、Mo−ジアルキルジチオカルバメートなどの有機金属系化合物等が例示される。これらの摩耗防止剤は、単独で又は組合せて用いてもよく、摩耗防止剤を使用する場合、通常、基油に対して0.01〜10質量%、好ましくは0.1〜5質量%添加する。 As anti-wear / extreme pressure agents, tricresyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, alkyl phenyl phosphates, tributyl phosphate, phosphoric acid esters such as dibutyl phosphate, tributyl phosphite, dibutyl phosphite, triisopropyl phosphite, etc. Phosphoric acid esters and phosphorus-based such as amine salts thereof, sulfurized fatty acids such as sulfide oil and fat, oleic acid sulfide, sulfur-based such as dibenzyldisulfide, olefin sulfide, dialkyldisulfide, Zn-dialkyldithiophosphate, Zn- Examples thereof include organic metal compounds such as dialkyl dithiophosphate, Mo-dialkyldithiophosphate, and Mo-dialkyldithiocarbamate. These anti-wear agents may be used alone or in combination, and when the anti-wear agent is used, it is usually added in an amount of 0.01 to 10% by mass, preferably 0.1 to 5% by mass, based on the base oil. do.
金属清浄剤としては、Ca−石油スルフォネート、過塩基性Ca−石油スルフォネート、Ca−アルキルベンゼンスルフォネート、過塩基性Ca−アルキルベンゼンスルフォネート、Ba−アルキルベンゼンスルフォネート、過塩基性Ba−アルキルベンゼンスルフォネート、Mg−アルキルベンゼンスルフォネート、過塩基性Mg−アルキルベンゼンスルフォネート、Na−アルキルベンゼンスルフォネート、過塩基性Na−アルキルベンゼンスルフォネート、Ca−アルキルナフタレンスルフォネート、過塩基性Ca−アルキルナフタレンスルフォネートなどの金属スルフォネート、Ca−フェネート、過塩基性Ca−フェネート、Ba−フェネート、過塩基性Ba−フェネートなどの金属フェネート、Ca−サリシレート、過塩基性Ca−サリシレートなどの金属サリシレート、Ca−フォスフォネート、過塩基性Ca−フォスフォネート、Ba−フォスフォネート、過塩基性Ba−フォスフォネートなどの金属フォスフォネート、過塩基性Ca−カルボキシレート等が例示される。これらの金属清浄剤は、単独で又は組合せて用いてもよく、これらの金属清浄剤を使用する場合、通常、基油に対して1〜10質量%、好ましくは2〜7質量%添加する。 Examples of metal detergents include Ca-petroleum sulphonate, perbasic Ca-petroleum sulphonate, Ca-alkylbenzene sulphonate, perbasic Ca-alkylbenzene sulphonate, Ba-alkylbenzene sulphonate, and hyperbasic Ba-alkylbenzene sulphonate. Phonate, Mg-alkylbenzene sulphonate, hyperbasic Mg-alkylbenzene sulphonate, Na-alkylbenzene sulphonate, hyperbasic Na-alkylbenzene sulphonate, Ca-alkylnaphthalen sulphonate, hyperbasic Ca- Metal sulphonates such as alkylnaphthalen sulphonates, metal sulphonates such as Ca-phenates, hyperbasic Ca-phenates, Ba-phenates, and perbasic Ba-fenates, metal salicylates such as Ca-salicylate, hyperbasic Ca-salicylate. , Ca-phosphonate, hyperbasic Ca-phosphonate, Ba-phosphonate, metal phosphonate such as hyperbasic Ba-phosphonate, hyperbasic Ca-carboxylate and the like are exemplified. These metal cleaning agents may be used alone or in combination, and when these metal cleaning agents are used, they are usually added in an amount of 1 to 10% by mass, preferably 2 to 7% by mass, based on the base oil.
無灰分散剤としては、ポリアルケニルコハク酸イミド、ポリアルケニルコハク酸アミド、ポリアルケニルベンジルアミン、ポリアルケニルコハク酸エステル等が例示される。これらの無灰分散剤は、単独で又は組合わせて用いてもよく、これらの無灰分散剤を使用する場合、通常、基油に対して1〜10質量%、好ましくは2〜7質量%添加する。 Examples of the ashless dispersant include polyalkenylsuccinimide, polyalkenylsuccinamide, polyalkenylbenzylamine, polyalkenylsuccinate and the like. These ashless dispersants may be used alone or in combination, and when these ashless dispersants are used, they are usually added in an amount of 1 to 10% by mass, preferably 2 to 7% by mass, based on the base oil. ..
防錆剤としては、ドデセニルコハク酸ハーフエステル、オクタデセニルコハク酸無水物、ドデセニルコハク酸アミドなどのアルキル又はアルケニルコハク酸誘導体、ソルビタンモノオレエート、グリセリンモノオレエート、ペンタエリスリトールモノオレエートなどの多価アルコール部分エステル、Ca−石油スルフォネート、Ca−アルキルベンゼンスルフォネート、Ba−アルキルベンゼンスルフォネート、Mg−アルキルベンゼンスルフォネート、Na−アルキルベンゼンスルフォネート、Zn−アルキルベンゼンスルフォネート、Ca−アルキルナフタレンスルフォネートなどの金属スルフォネート、ロジンアミン、N−オレイルザルコシンなどのアミン類、ジアルキルホスファイトアミン塩等が例示される。これらの防錆剤は、単独で又は組合せて用いてもよく、これらの防錆剤を使用する場合、通常、基油に対して0.01〜5質量%、好ましくは0.05〜2質量%添加する。 Anti-rust agents include alkyl or alkenyl succinic acid derivatives such as dodecenyl succinic acid half ester, octadecenyl succinic anhydride, dodecenyl succinic acid amide, sorbitan monooleate, glycerin monooleate, pentaerythritol monooleate and the like. Alcohol partial ester, Ca-petroleum sulphonate, Ca-alkylbenzene sulphonate, Ba-alkylbenzene sulphonate, Mg-alkylbenzene sulphonate, Na-alkylbenzene sulphonate, Zn-alkylbenzene sulphonate, Ca-alkylnaphthalenzul Examples thereof include metal sulfonates such as phonates, rosinamines, amines such as N-oleylzalkosine, and dialkylphosphiteamine salts. These rust inhibitors may be used alone or in combination, and when these rust inhibitors are used, they are usually 0.01 to 5% by mass, preferably 0.05 to 2% by mass with respect to the base oil. %Added.
金属不活性剤としては、ベンゾトリアゾール系、チアジアゾール系、没食子酸エステル系の化合物等が例示される。これらの金属不活性剤の中でも色相、長期耐久性に優れる点で、没食子酸エステルが好ましい。没食子酸エステルとしては、具体的には炭素数3〜12のアルキル基を有する没食子酸アルキルエステルが例示される。これらの金属不活性剤は、単独で又は組み合わせて用いてもよく、これらの金属不活性剤を使用する場合、通常、基油に対して0.01〜0.4質量%、好ましくは0.01〜0.2質量%添加する。 Examples of the metal deactivating agent include benzotriazole-based compounds, thiadiazole-based compounds, and gallic acid ester-based compounds. Among these metal deactivators, gallic acid esters are preferable because they are excellent in hue and long-term durability. Specific examples of the gallic acid ester include gallic acid alkyl esters having an alkyl group having 3 to 12 carbon atoms. These metal deactivating agents may be used alone or in combination, and when these metal deactivating agents are used, they are usually 0.01 to 0.4% by mass, preferably 0.% by mass, based on the base oil. Add 01 to 0.2% by mass.
粘度指数向上剤としては、ポリアルキルメタクリレート、ポリアルキルスチレン、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合体、スチレン−ジエン共重合体、スチレン−無水マレイン酸エステル共重合体などのオレフィン共重合体が例示される。これらの粘度指数向上剤は、単独で又は組み合わせて用いてもよく、これらの粘度指数向上剤を使用する場合、通常、基油に対して0.1〜15質量%、好ましくは0.5〜7質量%添加する。 Examples of the viscosity index improver include olefin copolymers such as polyalkyl methacrylate, polyalkyl styrene, polybutene, ethylene-propylene copolymer, styrene-diene copolymer, and styrene-maleic anhydride copolymer. .. These viscosity index improvers may be used alone or in combination, and when these viscosity index improvers are used, they are usually 0.1 to 15% by mass, preferably 0.5 to 15% by mass based on the base oil. Add 7% by mass.
流動点降下剤としては、塩素化パラフィンとアルキルナフタレンの縮合物、塩素化パラフィンとフェノールの縮合物、既述の粘度指数向上剤であるポリアルキルメタクリレート、ポリアルキルスチレン、ポリブテン等が例示される。これらの流動点降下剤は、単独で又は組み合わせて用いてもよく、これらの流動点降下剤を使用する場合、通常、基油に対して0.01〜5質量%、好ましくは0.1〜3質量%添加する。 Examples of the pour point lowering agent include a condensate of chlorinated paraffin and alkylnaphthalene, a condensate of chlorinated paraffin and phenol, and the above-mentioned viscosity index improvers such as polyalkylmethacrylate, polyalkylstyrene, and polybutene. These pour point depressants may be used alone or in combination, and when these pour point depressants are used, they are usually 0.01 to 5% by mass, preferably 0.1 to 1% by weight based on the base oil. Add 3% by mass.
消泡剤としては、液状シリコーンが適しており、消泡剤を使用する場合、その添加量は、通常、基油に対して、通常0.0005〜0.01質量%である。 As the defoaming agent, liquid silicone is suitable, and when the defoaming agent is used, the addition amount thereof is usually 0.0005 to 0.01% by mass with respect to the base oil.
本発明の金属加工油として使用する金属加工は、例えば、切削加工、研削加工、転造加工、鍛造加工、プレス加工、引き抜き加工、圧延加工等が挙げられる。また本発明の基油をもととする金属加工油は、優れた加工性能を有するため重加工、難加工又は難加工材加工にも好適に用いることができる。 Examples of the metal processing used as the metal processing oil of the present invention include cutting processing, grinding processing, rolling processing, forging processing, pressing processing, drawing processing, rolling processing and the like. Further, since the metal processing oil based on the base oil of the present invention has excellent processing performance, it can be suitably used for heavy processing, difficult processing or difficult processing material processing.
本発明の金属加工油を潤滑油として使用する場合には、前述の添加剤等に加え、例えば、鉱物油(石油の精製によって得られる炭化水素油)、合成炭化水素油、動植物油、本エステル以外の有機酸エステル、ポリアルキレングリコール、ポリビニルエーテル、ポリフェニルエーテル、アルキルフェニルエーテル、シリコーン油等のその他の基油を併用してもよい。 When the metal processing oil of the present invention is used as a lubricating oil, in addition to the above-mentioned additives and the like, for example, mineral oil (hydrocarbon oil obtained by refining petroleum), synthetic hydrocarbon oil, animal and vegetable oil, present ester Other base oils such as organic acid esters, polyalkylene glycols, polyvinyl ethers, polyphenyl ethers, alkylphenyl ethers and silicone oils may be used in combination.
鉱物油としては、溶剤精製鉱油、水素化精製鉱油、ワックス異性化油が挙げられる。合成炭化水素油としては、例えば、ポリ−α−オレフィン、ポリブテン、アルキルベンゼン、アルキルナフタレン、シクロアルカン誘導体、フィッシャートロプシュ法によって得られる合成炭化水素の異性化油などが例示される。 Examples of the mineral oil include solvent refined mineral oil, hydrorefined mineral oil, and wax isomerized oil. Examples of the synthetic hydrocarbon oil include poly-α-olefins, polybutenes, alkylbenzenes, alkylnaphthalene, cycloalkane derivatives, and isomerized oils of synthetic hydrocarbons obtained by the Fischer-Tropsch method.
ポリ−α−オレフィンとしては、炭素数2〜16のα−オレフィン(例えばエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1ーヘキサデセン等)の重合体又は共重合体であって、100℃における動粘度が1.0〜25mm2/s以上のものが例示される。ポリブテンとしては、イソブチレンを重合したもの、イソブチレンをノルマルブチレンと共重合したものが挙げられ、アルキルベンゼンとしては、炭素数1〜40の直鎖又は分岐のアルキル基で置換された分子量が200〜450であるモノアルキルベンゼン、ジアルキルベンゼン、トリアルキルベンゼン、テトラアルキルベンゼン等が例示される。アルキルナフタレンとしては、炭素数1〜30の直鎖又は分岐のアルキル基で置換されたモノアルキルナフタレン、ジアルキルナフタレン等が例示される。シクロアルカン誘導体としては、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、ビシクロヘプタン環、ビシクロオクタン環を含有する合成系ナフテン基油が例示される。動植物油としては、牛脂、豚脂、パーム油、ヤシ油、ナタネ油、ヒマシ油、ヒマワリ油等が例示される。本エステル以外の有機酸エステルとしては、脂肪酸モノエステル、脂肪族二塩基酸ジエステル、ポリオールエステル及びその他のエステルが例示される。ポリアルキレングリコールとしては、アルコールと炭素数2〜4の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレンオキサイドの開環重合体が例示される。アルキレンオキサイドとしてはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドが挙げられ、これらの1種を用いた重合体、若しくは2種以上の混合物を用いた共重合体が使用可能である。又、片端又は両端の水酸基部分がエーテル化若しくはエステル化された化合物も使用可能である。ポリビニルエーテルとしては、ビニルエーテルモノマーの重合によって得られる化合物であり、モノマーとしてはメチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、s−ブチルビニルエーテル、t−ブチルビニルエーテル、n−ペンチルビニルエーテル、n−ヘキシルビニルエーテル、2−メトキシエチルビニルエーテル、2−エトキシエチルビニルエーテル等が挙げられる。ポリフェニルエーテルとしては、2個以上の芳香環のメタ位をエーテル結合又はチオエーテル結合でつないだ構造を有する化合物が挙げられ、具体的には、ビス(m−フェノキシフェニル)エーテル、m−ビス(m−フェノキシフェノキシ)ベンゼン、及びそれらの酸素の1個若しくは2個以上を硫黄に置換したチオエーテル類等が例示される。アルキルフェニルエーテルとしては、ポリフェニルエーテルを炭素数6〜18の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基で置換した化合物が挙げられ、特に1個以上のアルキル基で置換したアルキルジフェニルエーテルが好ましい。シリコーン油としては、ジメチルシリコーン、メチルフェニルシリコーンのほか、長鎖アルキルシリコーン、フルオロシリコーン等の変性シリコーンが挙げられる。その他公知の潤滑剤に使用される成分を本発明の効果を損なわない範囲において、適宜配合することができる。 Examples of the poly-α-olefin include α-olefins having 2 to 16 carbon atoms (for example, ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene and the like. ), Which has a kinematic viscosity at 100 ° C. of 1.0 to 25 mm 2 / s or more, is exemplified. Examples of polybutene include those obtained by polymerizing isobutylene and those obtained by copolymerizing isobutylene with normal butylene, and examples of alkylbenzenes have a molecular weight of 200 to 450 substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 40 carbon atoms. Examples thereof include monoalkylbenzene, dialkylbenzene, trialkylbenzene, tetraalkylbenzene and the like. Examples of the alkylnaphthalene include monoalkylnaphthalene substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, dialkylnaphthalene and the like. Examples of the cycloalkane derivative include synthetic naphthenic base oils containing a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a bicycloheptane ring, and a bicyclooctane ring. Examples of animal and vegetable oils include beef fat, pork fat, palm oil, palm oil, rapeseed oil, castor oil, sunflower oil and the like. Examples of organic acid esters other than this ester include fatty acid monoesters, aliphatic dibasic acid diesters, polyol esters and other esters. Examples of the polyalkylene glycol include a ring-opening polymer of an alcohol and a linear or branched alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms. Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide, propylene oxide, and butylene oxide, and a polymer using one of these or a copolymer using a mixture of two or more can be used. Further, a compound in which the hydroxyl group portions at one end or both ends are etherified or esterified can also be used. The polyvinyl ether is a compound obtained by polymerizing a vinyl ether monomer, and the monomers are methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, s-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, and n-pentyl vinyl ether. , N-Hexyl vinyl ether, 2-methoxyethyl vinyl ether, 2-ethoxyethyl vinyl ether and the like. Examples of the polyphenyl ether include compounds having a structure in which the meta positions of two or more aromatic rings are connected by an ether bond or a thioether bond, and specific examples thereof include bis (m-phenoxyphenyl) ether and m-bis (m-bis). Examples thereof include m-phenoxyphenoxy) benzene and thioethers in which one or more of these oxygens are replaced with sulfur. Examples of the alkyl phenyl ether include compounds in which polyphenyl ether is substituted with a linear or branched alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, and an alkyl diphenyl ether substituted with one or more alkyl groups is particularly preferable. Examples of the silicone oil include modified silicones such as dimethyl silicone and methyl phenyl silicone, as well as long-chain alkyl silicones and fluorosilicones. Other components used in known lubricants can be appropriately blended as long as the effects of the present invention are not impaired.
以下、本発明を実施例に基づき更に具体的に説明する。例中の部及び%は断りがない限り質量基準である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples. Parts and% in the example are based on mass unless otherwise specified.
実施例1
反応容器に、炭素原子数16〜18のαオレフィンオキサイド322.8g(1.2モル)、2−エチルヘキサン酸414.7g(2.9モル)、エポキシ開環触媒としてトリフェニルホスフィン0.74gを、温度計、攪拌器、及び還流冷却器を付した内容積1リットルの四ツ口フラスコに仕込み、窒素気流下で攪拌しながら140℃まで昇温し、エポキシ当量から残存エポキシ量が0.5wt%を下回った段階で反応を止めた。続いて、エステル化触媒としてテトライソプロピルチタネート0.0369gを加え、230℃まで段階的に昇温し、水酸基価が1以下になるまで230℃で加熱を続け、精製する水を連続的に除去した。反応後、230℃で未反応の2−エチルヘキサン酸を減圧留去することによって、ジエステル化合物である金属加工油基油1(酸価0.40、水酸基価0.40、粘度43.1mPa・s)を530.4g得た。
Example 1
In the reaction vessel, 322.8 g (1.2 mol) of α-olefin oxide having 16 to 18 carbon atoms, 414.7 g (2.9 mol) of 2-ethylhexanoic acid, and 0.74 g of triphenylphosphine as an epoxy ring-opening catalyst. Was charged into a four-necked flask having an internal volume of 1 liter equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux cooler, and the temperature was raised to 140 ° C. while stirring under a nitrogen stream. The reaction was stopped when it fell below 5 wt%. Subsequently, 0.0369 g of tetraisopropyl titanate was added as an esterification catalyst, the temperature was gradually raised to 230 ° C., heating was continued at 230 ° C. until the hydroxyl value became 1 or less, and the purified water was continuously removed. .. After the reaction, unreacted 2-ethylhexanoic acid was distilled off under reduced pressure at 230 ° C. to obtain a metalworking oil base oil 1 (acid value 0.40, hydroxyl value 0.40, viscosity 43.1 mPa. s) was obtained in an amount of 530.4 g.
実施例2
反応容器に、炭素原子数14のαオレフィンオキサイド243.1g(1.1モル)、n−ノナン酸(OXEA社製)417.1g(2.6モル)、エポキシ開環触媒としてトリフェニルホスフィン0.66gを、温度計、攪拌器、及び還流冷却器を付した内容積1リットルの四ツ口フラスコに仕込み、窒素気流下で攪拌しながら140℃まで昇温し、エポキシ当量から残存エポキシ量が0.5wt%を下回った段階で反応を止めた。続いて、エステル化触媒としてテトライソプロピルチタネート0.0330gを加え、230℃まで段階的に昇温し、水酸基価が1以下になるまで230℃で加熱を続け、精製する水を連続的に除去した。反応後、230℃で未反応のn−ノナン酸を減圧留去することによって、ジエステル化合物である金属加工油基油2(酸価0.49、水酸基価0.13、粘度26.9mPa・s)を520.2g得た。
Example 2
In the reaction vessel, 243.1 g (1.1 mol) of α-olefin oxide having 14 carbon atoms, 417.1 g (2.6 mol) of n-nonanoic acid (manufactured by OXEA), and triphenylphosphine 0 as an epoxy ring-opening catalyst. .66 g was placed in a four-necked flask with an internal volume of 1 liter equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser, and the temperature was raised to 140 ° C. while stirring under a nitrogen stream to reduce the amount of residual epoxy from the epoxy equivalent. The reaction was stopped when it fell below 0.5 wt%. Subsequently, 0.0330 g of tetraisopropyl titanate was added as an esterification catalyst, the temperature was gradually raised to 230 ° C., and heating was continued at 230 ° C. until the hydroxyl value became 1 or less, and the purified water was continuously removed. .. After the reaction, unreacted n-nonanoic acid was distilled off under reduced pressure at 230 ° C. to distill off the unreacted n-nonanoic acid under reduced pressure to obtain a metalworking oil base oil 2 (acid value 0.49, hydroxyl value 0.13, viscosity 26.9 mPa · s) which is a diester compound. ) Was obtained in an amount of 520.2 g.
比較例1
オレイン酸メチルエステルを比較用金属加工油基油として使用した。
Comparative Example 1
Oleic acid methyl ester was used as a comparative metalworking oil base oil.
得られた基油及び比較用基油について、下記に従い物性等を評価した。結果を表1に示す。
[動粘度評価]
JIS K−2283に定める方法に従い、ウベローベ動粘度管を用いて測定した。
[潤滑性評価]
ASTM D−2783に定める方法に従い、シェル式四球試験機を用いて融着荷重を測定した。
[流動点評価]
JIS K−2269に定める方法に従い、流動点試験器を用いて測定した。
[引火点評価]
JIS K−2265−4に定める方法に従い、クリーブランド開放式自動引火点試験器を用いて測定した。
The physical properties of the obtained base oil and comparative base oil were evaluated according to the following. The results are shown in Table 1.
[Evaluation of kinematic viscosity]
Measurement was performed using an Ubbelohde kinematic viscosity tube according to the method specified in JIS K-2283.
[Evaluation of lubricity]
The fusion load was measured using a shell-type four-ball tester according to the method specified in ASTM D-2783.
[Pour point evaluation]
The measurement was performed using a pour point tester according to the method specified in JIS K-2269.
[Flash point evaluation]
The measurement was performed using a Cleveland open type automatic flash point tester according to the method specified in JIS K-2265-4.
Claims (8)
で表されることを特徴とする金属切削研削加工油基油。 The following general formula (1)
Metal cutting and grinding oil base oil characterized by being represented by.
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