JPH0418492A - 増粘型高含水作動液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、工場火災防止のため、火気使用場所にある油
圧装置に使用される高含水の作動液に関する。さらに詳
しくは、少量り増粘剤によって大きな増粘効果を示し、
せん断安定性に優れ、かつ曇点り高い増粘型高含水作動
液に関する。

（従来の技術） 含水系作動液は工場の火災防止のため、火気使用場所に
ある油圧装置に使用される。含水系作動液の中で現在量
も多く使用されているのは、水とグリコールをそれぞれ
約３０〜５０％含有した水−グリコール系作動液である
。しかし、一方ではより高い耐火性、省資源、低コスト
化の観点から、水の含有量を大幅に増加させた高含水作
動液の研究も多く行われてきた。

含水率を高めることは、上記のような利点の反面、作動
液として要求される性能には悪影響を及ぼすことが多い
。具体的には、従来の高含水作動液の粘度は一部の例外
を除き水とほぼ同じで１ｃＳｔ前後である。このため作
動液の漏洩が非常に多く、また油圧ポンプの効率が著し
く低下するのでランニングコストの増加や工場内の作業
環境の悪化の原因となる。また、潤滑性は他の油圧液と
比較し著しく劣り、ごく低圧での使用に限られている。

（発明が解決しようとする課題） これらの欠点を改良するため、水溶性増粘剤の添加によ
る高含水作動液の増粘を試みた検討例もあるが、従来よ
り水−グリコール系作動液などに使用されてきた水溶性
増粘剤は低分子量のものでは増粘効果が低く多量の添加
が必要となり、少量の添加で大きな増粘効果を持たせる
ため分子量を高くしたものでは、せん断安定性が悪く使
用中に粘度低下を生じる。さらに、これらの増粘剤は比
較的低分子量のものも含め水溶液にすると曇点現象によ
り高温で増粘剤が分離するため高温での安定性に問題が
ある。

本発明が解決しようとする課題は、少量の増粘剤の添加
によって大きな増粘効果を示し、かつせん断安定性およ
び高温安定性に優れた増粘型高含水作動液を開発するこ
とにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記の欠点を改良すべく種々検討を重ね
た結果、水溶性増粘剤の末端に疎水基としてブチレンオ
キシドを付加した特定構造のポリアルキレンオキシド型
増粘剤を炭素数が約１２以上の脂肪酸石鹸で水に可溶化
させることによって。

上記増粘剤の少量添加にもかかわらず大きな増粘効果を
示し、かつせん断安定性および高温安定性忙優れた増粘
型窩、含水作動液が得られることを見い出し本発明を完
成した。

すなわち、本発明の要旨は水７５〜９８ｗｔ％、〔Ｉ〕
式で示されるポリアルキレンオキシド１〜１５ｗｔ％、
および炭素数１２以上の脂肪酸石鹸１〜１０ｗｔ％を含
有することを特徴とする増粘型高含水作動液 Ｒ（Ｘ〔｛（Ｃ２Ｈ４Ｏ）ａ（Ｃ３Ｈ６０）５｝（Ｃ４
Ｈ８Ｏ）ｃＨ〕、）ｅ〔Ｉ〕（ここでＲは炭素数２〜２
６の多価アルコール、多価フェノール、またはポリアミ
ンの残基、Ｘは酸素原子または窒素原子、ａ　＋　ｂは
１０〜６００、ｂ　／　ａはＯ〜７／３、Ｃは１〜７０
、ｄは１または２、ｅは２〜８である。）に存する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で使用するポリアルキレンオキシドは次式〔■〕
で表わされる。

Ｒ（Ｘ（｛（Ｃ２Ｈ４Ｏ）３（Ｃ，Ｈ６０）ｂ｝（Ｃ４
Ｈ８Ｏ）ｃＨ’）ｄ）ｅ［Ｉ）（ここでＲは炭素数２〜
２６の多価アルコール、多価フェノール、またはポリア
ミンの残基、Ｘは酸素原子または窒素原子、ａ＋ｂは１
０〜６０ｏ。

ｂ　／　ａはＯ〜７　／’　３、Ｃは１〜７０、ｄは１
または２、ｅは２〜８である。） 〔Ｉ〕式において、Ｒを残基とする炭素数２〜２６の多
価アルコール、多価フェノールおよびポリアミンとして
はエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレ
ングリコール、ヘキシレンクリコール、オクチレングリ
コール、グリセリン、トリメチロールプロパン、エリス
リトール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、グル
コース、シラ糖、エチルジェタノールアミン、ブチルジ
ェタノールアミン、トリエタノールアミン、トリプロパ
ツールアミン、Ｎ、Ｎ’−ジ−ナフチル−ｐ−フ二二レ
ンジアミン、４，４′−ジ−アミノジフェニルメタン、
エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレ
ンテトラアミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタエ
チレンへキサミン、ビスフェノールＡ、４．４７−ブチ
リデンビス（６−４１−ツヤ１）−ブチル−３−メチし
フェノール）、１４′−チオビス（６−ター／ヤリ−ブ
チル−３−メ壬ルア１ノール）、ηテコール、レゾル／
ノール慎が例示できる。また、ｅはＲの価数（（対応゛
−た２〜８の整数である。

〔Ｉ〕式のポリアルキレンオキシドは、前記Ｒを残基と
する多価アルコール、多価フェノール甘たはポリアミン
を出発原料として、これにエチレンオキシドとプロピレ
ンオキシドをランク゛ム的またはブロック的に付加重合
させ予めポリオキシエチレンオキシプロピレン化物を得
、次にブチレンオキシドをその重合物の末′Ｐ４に付加
重合させることによって得られる。

〔Ｉ〕式のポリアルキレンオキシドにおいて、ａ−Ｉ−
ｂスナわちエチレンオキシドとプロピレンオキシドの合
計付加モル数が１０ないし６００に限定されるのは、そ
の付加モル数が小さすぎると分子量が低くなり完全水溶
性となり増粘効果を示さなくなり、大きすぎるとせん断
安定性が低下するためであるっ ｂ　／　ａの比率がＯないし７　／　３　Ｋ限定される
のは、その比率が大きすぎると疎水性が強くなり過ぎる
ため水への可溶化が困難になるためである。

ｄの値、すなわちプチンンオキシドの付加モル数が１〜
７０に限定されるのは、その値が大きすぎると同様↓で
疎水性が強くなゆすぎ水への可溶化が困難になるためで
ある。

エチレンオキシド基とプロピレンオキシド基はランダム
状もしくはブロック状に付加しておりブチレンオキシド
基は末端にのみ付加して℃・る。末端のブチレンオキシ
ド基は〔Ｉ）式の増粘剤の水への溶解性を低下させるが
、可溶化したときの増粘性を大幅だ向上させる効果を持
つ。この意味では末端に付加されるアルキレンオキシド
基はブチレンオキシド基に限らないが、炭素数５以上の
アルキレンオキシドでは製造が困難である。

ポリアルキレンオキシドの配合量は、約３〜１２重量係
、好ましくは約３〜１２重を係である。少なすぎると増
粘効果があられれず、多すぎると高含水の意義が失われ
ると同時にコスト面で不利となる。

本発明の高含水作動液中に含まれる脂肪酸石鹸は炭素数
約１２以上好ましくは約１２以上約３６以下の脂肪酸と
アルカリ金属またはアミン類との石鹸として、約１〜約
１０ｗｔ％好聾しくに約３〜約８ｗｔ係添加される。脂
肪酸石鹸の添加により上記増粘剤は水に可溶化し増粘性
が向上する。したがって少なすぎると増粘剤が可溶化せ
ず、多丁ぎてもそれ程効果があられれない。また脂肪酸
の炭素数が約１２以上のものには頒著な数点上昇効果が
あり高温における安定性が改善される。ただし、脂肪酸
の鎖長が長すぎると脂肪酸石鹸の７１（への溶解性が低
下するためモノカルボン酸では炭素数約１２〜約１８、
ジカルボン醇で（・″！炭素数約１２〜約３６が好まし
−・。具体的には、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミ
チン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、工Ａ
力酸のカリウムまたはナトリウム塩あるいけ、モノエタ
ノールアミン塩が好ましい。

すなわち、本発明はエチレンオキシド基トプロピレンオ
キシド基との付加重合物の末端にさらにブチレンオキシ
ド基を付加重合させたためこのポリアルキレンオキシド
の水への溶解性は低下する。

しかし上記脂肪酸石鹸を併用することにより、可溶化を
実現した。その結果ポリアルキレンオキシドの少量の添
加により、大きな増粘効果を得たのみならず、特定の脂
肪酸石鹸の使用により、数点上昇効果をも得るという一
石二鳥の効果を実現したのである。

さらに本発明の高含水作動液中に含むことができるその
他の添加剤としては、ｐＨ１ｌ整剤としてアルカリ金属
やアミン類の水酸化物、流動点降下剤としてエチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール、フロピレンクリコール、ジプロピレングリコール
、ヘキシレングリコール等、極圧剤としてイオウ化合物
、リン系化合物、金属イオン封鎖剤としてエチレンジア
ミン西酢酸などのアミノカルボン酸の金属塩、腐食防止
剤としてメルカプトベンゾチアゾール、トリアゾール等
の金属塩およびアミン塩等がある。

これらの添加剤の配合量は各５ｆｆｆ’１以下、好まし
くは各３重量子以下である。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の高含水作動液によれば、
特定のポリアルキレンオキシドと特定の脂肪酸石鹸を併
用したため、単独では、溶解しないポリアルキレンオキ
シドを可溶化出来、しかもその配合量が少ない割には大
きな増粘効果を示し、かつせん断安定性に優れる。また
、上記脂肪酸石鹸の特定割合の配合により数点が大幅に
上昇したため高温安定性にも優れると共に、比較的高圧
力下のポンプ運転においても容積効率を低下させること
なく、又摩耗防止能も優れる。

さらには、水−グリコール系作動油に比べるとはるかに
安価で製造することができる。

（実施例） 以下に本発明を実施例および比較例を示して具体的に説
明する。

実施例および比較例で用いたポリアルキレンオキシドの
製造例を次に示す。

製造例１〔Ｉ〕式で示されるポリアルキレンオキシドの
製造（Ｒが多価アルコールの場 合） エチレンクリコール３１０５Ｌ（５モル）、触媒として
水酸化カリウム１１０？、窒素ガス雰囲気下テエチレン
オキシド３３ｋ）（７５０モル）、プロピレンオキシド
１４．５ｋｌ　（２５０モル）を１００〜１４ＯＣ，０
，５〜５ｋｔ／ｅＭ２の加圧下で重合し、ポリオキシエ
チレンオキシフロピレングリコール４７、５　ｋｙを得
た。

次に上記製造物（ポリオキシエチレンオキシフロピレン
グリコール）　４７．５　ｋ）とブチレンオキシド４．
ａ２ｈ）（６ｏモル）を水酸化カリウム触媒１２０１と
ともに窒素ガス雰囲気下、８Ｏ〜１２０Ｃ１０５〜５　
ｋＰ／ｃｍ２の加圧下で重合し、末端にのみブチレンオ
キシド−基を付加したポリオキシエチレンオキシプロピ
レンオキシブチレングリコールを得た。この粗反応物中
の水酸化カリウムを塩酸水溶液で中和後８Ｏ〜１２０Ｃ
１５０■Ｈ９−以下の減圧下で２時間脱水し析出した塩
を０別し精製反応物５１ｋＰを得た。得られたポリオキ
シエチレンオキシプロピレンオキシブチレングリコール
は次式のものであった。

Ｃ２Ｈ４〔０｛（Ｃ２Ｈ４Ｏ）７５（Ｃ３Ｈ６０）２５
｝（Ｃ４Ｈ８Ｏ）６Ｈ〕２実施例１〜４、比較例１〜５ 実施例１〜４、比較例１〜５の組成、動粘度、数点、せ
ん断安定性を第１表および第２表に示す。

実施例１．２．３．４に示した高含水作動液はいずれも
５重量％の増粘剤で水−グリコール系作動油と同等の動
粘度まで増粘し、せん断安定性、数点は実用上問題のな
い値を示した。

実施例５〜７、比較例６〜２１ 下記処方で可溶化剤として各種物質を用いて、数点を測
定した。

〈処方〉 Ｃ２Ｈ４〔０｛（Ｃ２Ｈ４Ｏ）１５ｏ（Ｃ３Ｈ６０）４
ｏ｝（Ｃ４Ｈ８Ｏ）１□Ｈ〕２５ｗｔ％ 可溶化剤　　　　　　　　　　　　　　５ｗｔ％水　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　９０ｗｔ％
各種可溶化剤および結果を第３表に示す。

次に［１”１式においてＲがポリアミンまたは、多価フ
ェノールの残基の場合の製造例を示す。

製造例２ エチレンジアミン３００Ｐ（５モル）、触媒トして水酸
化カリウム５０１、窒素ガス雰囲気下でｘｑ−ｖン万キ
シ）”５２．８に、ｙ　（１２ｏｏモ＃　）、プロピレ
ンオキシド１７．４ｋｇ（３００モル）を１００〜１４
ＯＣＳ　０．５〜５ｋｆ／ｃ！ｒＩ２の加圧下で重合し
、ポリオキシエチレンオキシプロピレンエチレンジアミ
ン７０．２　ｋ）を得た。

次に上記製造物（ポリオキシエチレンオキシプロピレン
エチレンジアミン）７０．２Ｊｃドア”チレンオキシド
５．７６ｋｇ（８Ｏモル）を水酸化カリウム触媒１５０
１とともに窒素ガス雰囲気下、８Ｏ〜１２０Ｃ１０，５
〜５　ｋｙ　７ｃｍ　　の加圧下で重合し、末端にのみ
ブチレンオキシド基を付加したポリオキシエチレンオキ
シプロピレンオキンプチレンエチレンジアミンを得た。

この粗反応物を製造例１と同様の方法で精製し、精製反
応物７５゜９ｋｐを得た。

得らｎたポリオキンエチレンオキシプロピレンオキシブ
チレンエチレンジアミンは次式のものであったっ Ｃ２Ｈ４（Ｎ〔｛（Ｃ２Ｈ４Ｏ）６ｏ（Ｃ３Ｈ６ｏ）、
５｝（Ｃ４Ｈ８Ｏ）４Ｈ〕２）２製造例３ （ＣＨ３）２Ｃ（Ｃ６Ｈ４ＯＨ）２で表わされるビスフ
ェノ−ＡＡ１１４Ｏ　％　（５モル）、触媒として水酸
化カリウム１５（Ｎ’、！濃ガス雰囲気下でエチレンオ
キシド４４ｋｙ（］ｏｏｏモル）、プロピレンオキシド
１７．４ｋｙ（３００モル）を１００〜１４ＯＣ。

０５〜５に１／α２の加圧下で重合し、ポリオキシエチ
レンオキシプロピレンとスフエノールＡ６１．４にノを
得た。

次に上記製造物（ポリオキシエチレンオキシプロピレン
ビスフェノール）６１．４ｋｙとブチレンオキシド５．
７６ｋｙ（８Ｏモル）を水酸化カリウム触媒１５０デと
ともに窒素ガス雰囲気下、８Ｏ〜１２０℃、０５〜５　
ｋｙ　／（１）の加圧下で重合し、末端にのみブチレン
オキシド基を付加したポリオキシエチレンオキシプロピ
レンオキシブチレンビスフェノール人を得た。この粗反
応物を製造例１と同様の方法で精製５、精製反応物６７
に１を得た。

得られたポリオキシエチレンオキシブロピレンオキシプ
チレンビスフェノールＡは次式のものであった。

（Ｃ４Ｈ８Ｏ）８Ｈ〕２ 実施例８および９ 製造例２および３で得られた生放物を用いた作動液の一
例の組成、動粘度、数点、せん断安定性を第４表に示す
。

（高圧ポンプ試験） 実施例１、比較例】の高含水作動液および市販のＯ／’
Ｗエマルジョン高含水作動液につ（・て、下記の条件に
てメーンポンプ試験を行った。

ポンプ　　　　　ベーンポンプ （定格圧力　１７５ｋＰｆ／ｃｒｎ） １２００　ｒｐｍ ０Ｃ ００ｈｒ 容積効率（係） 李耗量（頓 （カムリング、ベーン、ブッ シンクの合計重量減少ｆ） 結果を第５表に示せ。

実施例１の高含水作動液は圧力１４Ｏ　ｋｐ　ｆ　７ｃ
ｍ２の試験において容積効率８５３係、１００時間後の
総摩耗号が７５１Ｒｑであり、比較のため行ったＯ／Ｗ
エマルジ〕ン型高金高含水作動液昇圧時に異常音が発生
し、１４Ｏ　ｋｙ　ｆ　７ｃｍ２での試験を行うことが
できなかった。また、参考のために行った３５モ一ター
回転数 油温 試験時間 評価項目 ｋｇ　ｆ　７ｃｍ２での試験ではＯ／Ｗエマルジフン型
高金高含水作動液積効率６０．５係、総摩耗量１０７０
１１１９を示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）水７５〜９８ｗｔ％、〔 I 〕式で示されるポリ
   アルキレンオキシド１〜１５ｗｔ％、および炭素数１２
   以上の脂肪酸石鹸１〜１０ｗｔ％を含有することを特徴
   とする増粘型高含水作動液 Ｒ（Ｘ〔｛（Ｃ＿２Ｈ＿４Ｏ）＿ａ（Ｃ＿３Ｈ＿６Ｏ）
   ＿ｂ｝（Ｃ＿４Ｈ＿８Ｏ）＿ｃＨ〕ｄ）＿ｅ〔 I 〕（
   ここでＲは炭素数２〜２６の多価アルコール、多価フェ
   ノール、またはポリアミンの残基、Ｘは酸素原子または
   窒素原子、ａ＋ｂは１０〜６００、ｂ／ａは０〜７／３
   、ｃは１〜７０、ｄは１または２、ｅは２〜８である。 ）。