JPH07233391A - 水溶性潤滑油 - Google Patents

水溶性潤滑油

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JPH07233391A
JPH07233391A JP5132394A JP5132394A JPH07233391A JP H07233391 A JPH07233391 A JP H07233391A JP 5132394 A JP5132394 A JP 5132394A JP 5132394 A JP5132394 A JP 5132394A JP H07233391 A JPH07233391 A JP H07233391A
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JP
Japan
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water
glycol
soluble
diglycidyl ether
lubricating oil
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JP5132394A
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English (en)
Inventor
Tomio Kawauchi
富雄 川内
Takakazu Imai
尭一 今井
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Sanyo Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 少量の添加で潤滑性、体金属摩耗性を改善す
ることが可能であり、耐劣化が少なく、耐久性が良いポ
リエーテルを含有する水溶性潤滑油を提供する。 【構成】 水溶性ポリエーテルとジグリシジルエーテル
から誘導されるポリエーテルを含有する水溶性潤滑油。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は油圧機器用の作動液およ
び圧延油、鍛造油、引抜き油、切削油などの金属加工油
等に使用することができる水溶性潤滑油に関する。さら
に詳しくは、耐久性、潤滑性および耐金属摩耗性に優れ
た水溶性潤滑油に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、油圧機などの各種の作動液として
鉱油型作動液が用いられてきたが、耐金属摩耗性に優れ
ている反面、火災の危険性があり水溶性のポリアルキレ
ングリコールを基剤とする難燃性の水−グリコール型作
動液が用いられるようになってきた。しかしながら、水
−グリコール型作動液は耐金属摩耗性が十分でなく、こ
のために油圧機器の摩擦部分を摩耗させるだけでなく、
摩耗により生じた金属粉が作動液中に混入して作動液自
体の混濁劣化が促進され種々のトラブルが発生する欠点
を有していた。また、一方圧延油、鍛造油、切削油など
の金属加工油は鉱物油、油脂、脂肪酸エステルなどを界
面活性剤で水に乳化したり、可溶化したものが火災の危
険性がなく、広く使用されている。しかしながら、これ
らの金属加工油は鉱物油や油脂がバクテリヤの栄養源と
なり、加工液の腐敗劣化が起り易い。そこで、これらの
鉱物油や油脂を含有しないポリアルキレングリコールと
界面活性剤などで組み立てたソリューション系加工油が
開発されているが、工具の摩耗が大きく、また、製品の
仕上がり状態も悪く十分に加工性を発揮するものではな
かった。これらのことは潤滑性不足に起因しており、水
溶性潤滑油に適度の粘性を持たせれば潤滑性が向上する
ことが知られている。このことから、粘度調整剤として
ポリアルキレンポリアミンのアルキレンオキサイド付加
物や多価アルコールのアルキレンオキサイド付加物等の
ポリオキシアルキレンポリオール誘導体を加え、潤滑性
を向上させる提案がなされている(例えば特公昭58−
21958号公報、特公昭60−53079号公報、特
開昭58−122993号公報)。しかしながら、いず
れの場合も十分な潤滑性を与えるためには多量の粘度調
整剤を加えねばならず、漏洩時の汚染、経済性が悪く、
また、長期の使用において熱劣化による粘度低下などで
潤滑性不足が起こるなどの観点から必ずしも満足のゆく
潤滑油を提供するには至っていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の粘度調整剤よりも少量で適度な粘度に調整でき、潤滑
性が向上し、耐金属摩耗性が良好であり、且つ、耐劣化
性が優れた水溶性潤滑油を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決すべく鋭意検討した結果、特定の水溶性ポリエ
ーテルを粘度調整剤として用いることにより従来の粘度
調整剤よりも少量で潤滑性、耐金属摩耗性に優れ、耐劣
化性の良好な水溶性潤滑油が得られることを見いだし、
本発明に到達した。すなわち本発明は、水溶性潤滑油に
おいて、水溶性ポリオキシアルキレンポリオール(A)
およびジグリシジルエーテル(B)から誘導され、重量
平均分子量が5,000〜300,000であり、且
つ、オキシエチレン単位の含有量が少なくとも30重量
%である水溶性ポリエーテルを含有することを特徴とす
る水溶性潤滑油である。
【0005】本発明の水溶性ポリオキシアルキレン化合
物(A)としては、例えば、ヒドロキシル基を有する化
合物(a)にエチレンオキサイド(EO)単独、または
EOと他のアルキレンオキサイド[プロピレンオキサイ
ド(PO)、1,2−ブチレンオキサイド、テトラヒド
ロフラン、α−オレフィンオキサイド等、アルキレンオ
キサイド置換体(エピクロロヒドリン、スチレンオキサ
イド等)]を付加して得られる化合物およびこれら2種
以上の混合物が挙げられる。EOと共に他のアルキレン
オキサイドを用いる場合の付加様式は、ランダム付加で
もブロック付加でもよい。(a)としては、例えば多価
アルコール類(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、ヘキシレングリコール、ポ
リオキシテトラメチレングリコール、ポリカプロラクタ
ム、ジメチロールプロピオン酸(塩)、グリセリン、ト
リメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタ
エリスリトール、ソルビトール、ショ糖など);多価フ
ェノール類(ハイドロキノン、カテコールなど);ビス
フェノール類(ビスフェノールA、ビスフェノールS、
テトラメチルビスフェノールA、テトラメチルビスフェ
ノールSなど)が挙げられる。以上(A)として例示し
たもののうち、好ましく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およびヘキシレン
グリコールから選ばれるアルキレングルコールのEO付
加物および/または該アルキレングルコールのEOとP
Oのランダムもしくはブロック付加物である。また、
(A)中の平均オキシエチレン単位含有量は通常35重
量%以上、好ましくは60重量%以上である。
【0006】(A)の重量平均分子量は、通常1,00
0〜30,000、好ましくは2,000〜25,00
0である。(A)の重量平均分子量が1,000未満で
は、ポリエーテルが水に難溶性となり、30,000を
超えるとジグリシジルエーテル(B)との反応性が乏し
くなり目的とする性能を有する水溶性ポリエーテル
(C)を得ることが困難となる。
【0007】また、ポリオール成分として上記の(A)
とともに、必要に応じて、水溶性ポリエーテル(C)の
水溶性を阻害しない範囲で、他のヒドロキシル基を有す
る化合物を併用することができる。この他のヒドロキシ
ル基を有する化合物としては、前記(a)として例示し
たヒドロキシル基を有する化合物(但し、水を除く)な
どが挙げられる。該化合物の使用量は、(A)に対して
通常10重量%以下である。
【0008】本発明において、ジグリシジルエーテル
(B)としては、例えば、エチレングリコールジグリシ
ジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエ
ーテル、ポリプロプロピレングリコールジグリシジルエ
ーテル、ブチレンルリコールジグリシジルエーテル、ヘ
キシレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノ
ールAのジグリシジルエーテル、ネオペンチレングリコ
ールジグリシジルエーテル、グリセリン ジリグリシジ
ルエーテル、ジグリセリンジグリシジルエーテル、トリ
メチロールプロパンジグリシジルエーテルなどこれらの
2種以上の混合物を挙げることができる。これらのうち
好ましいものはエチレングリコールジグリシジルエーテ
ル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポ
リプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフ
ェノールAのジグリシジルエーテルから選ばれる少なく
とも1種であり、特に好ましいものはビスフェノールA
のジグリシジルエーテルである。
【0009】(C)の重量平均分子量は、通常5,00
0〜300,000、好ましくは10,000〜10
0,000である。重量平均分子量が5,000未満で
は耐金属摩耗性が十分でなく、300,000を超える
とせん断安定性が低下する。また、該(C)の分子量分
布(重量平均分子量/数平均分子量で表す)は、通常
1.2〜6.0、好ましくは1.3〜4.0である。
(C)中のオキシエチレン単位の含有量は通常30重量
%以上、好ましくは70重量%以上である。オキシエチ
レン単位の含有量が30重量%未満では水溶性が不十分
となり、潤滑油の均一性が損なわれることがある。
【0010】水溶性ポリエーテル(C)の製法は特に限
定されず、触媒としてKOH,NaOHなどのアルカリ
金属触媒、ジメチルベンジルアミンなどのアミン触媒、
BF3などの酸触媒により(A)および(B)を反応さ
せることにより得られる。反応温度は通常30〜200
℃、好ましくは80〜180℃である。反応時間は通常
1〜15時間、好ましくは3〜8時間である。
【0011】本発明の水溶性潤滑油中の(C)の含有量
は、通常3〜40重量%、好ましくは5〜20重量%で
ある。(C)の含有量が3重量%未満では潤滑性および
耐金属摩耗性が劣り、40重量%を超えると潤滑油の粘
度が高くなって油圧ポンプや循環ポンプへの負荷が大き
くなりすぎるので好ましくない。
【0012】本発明の水溶性潤滑油の処方の一例を示す
と、水20〜60重量%、水溶性ポリエーテル(C)5
〜30重量%、グリコール0〜50重量%、油性向上剤
0〜10重量%、防錆剤0〜5重量%、pH調整剤、消
泡剤、酸化防止剤および金属イオン封鎖剤がそれぞれ0
〜2重量%のようになる。また、(C)と共に必要に応
じて公知の他の粘度調整剤(例えば、ポリオキシアルキ
レンポリオール)を併用してもよい。その場合の配合割
合は特に限定されないが、通常、(C)に対して50重
量%以下である。
【0013】グリコールとしては、例えば、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、プロピレングリコール、ジプロピレングリコー
ル、トリプロピレングリコール、ヘキシレングリコー
ル、ジヘキシレングリコール、トリヘキシレングリコー
ルおよびこれらの2種以上の混合物が用いられる。
【0014】油性向上剤としては、例えば、脂肪族カル
ボン酸(カプリン酸、カプリル酸、ラウリン酸、オレイ
ン酸、ステアリン酸、ダイマー酸など)およびこれらの
アルカリ金属またはアミン塩を挙げることができる。
【0015】防錆剤としては、有機アミン(モノエタノ
ールアミン、トリエタノールアミン、N−ジメチルアミ
ノエタノール、エチレンジアミン、ジエチレントリアミ
ン、シクロヘキシルアミン、モルホリン、1,4−ビス
−2−アミノエチルピペラジン、2−ヘプタデシル−1
−(2−ヒドロキシエチル)イミダゾリンなど);有機
アミン誘導体(上記アミンのアルキレンオキサイド付加
物など);前述のカルボン酸および芳香族カルボン酸
(安息香酸、P-tertブチル安息香酸、ニトロ安息香酸
など);シクロヘキシルアミンナイトライトなどが挙げ
られる。pH調整剤としては上記のような有機アミンや
アルカリ金属の水酸化物を挙げることができ、場合によ
っては油性向上剤または防錆剤と兼用することもある。
【0016】消泡剤としては通常シリコン系消泡剤が使
用される。酸化防止剤としては、ベンゾトリアゾール、
メルカプトベンゾイミダゾール、メルカプトベンゾチア
ゾールなどが挙げられる。着色防止剤としては、例えば
塩基性染料および酸性染料が挙げられる。また、金属イ
オン封鎖剤としては、例えば、エチレンジアミン4酢
酸、ジエチレントリアミン5酢酸またはその誘導体(特
に金属塩);グルコン酸、酒石酸等のオキシカルボン酸
またはその誘導体(特に金属塩)等の化合物の中から選
ばれる1種または2種以上の混合物が挙げられる。
【0017】
【実施例】以下実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以
下において「部」は重量部、「%」は重量%を示す。
【0018】製造例1 ポリエチレングリコール(数平均分子量6,000)9
0部、EO/PO共重合体[ポリプロピレングリコール
(数平均分子量1,700)にEOを付加したもの;数
平均分子量8,500、EO=80重量%]50部およ
びポリエチレングリコールジグリシジルエーテル(エポ
キシ当量195)3部と触媒としてKOH 0.6部を
160℃で4時間反応させ、本発明の水溶性ポリエーテ
ル[1]を得た。ゲルパーミエーションガスクロマトグ
ラフィー(GPC)による該[1]の重量平均分子量は
43,000、分子量分布(重量平均分子量/数平均分
子量)は1.4であった。
【0019】製造例2 ポリアルキレンポリオール[ヘキシレングリコールにE
OとPOをランダム付加したもの;数平均分子量15,
000、EO=75重量%]200部およびビスフェノ
ールAのジグリシジルエーテル(エポキシ当量190)
3部と触媒としてジメチルベンジルアミン0.9部を1
55℃で6時間反応させ、本発明の水溶性ポリエーテル
[2]を得た。GPCによる該[2]の重量平均分子量
は29,000、分子量分布は1.6であった。
【0020】製造例3 EO/PO共重合体[エチレングリコールにEOとPO
をランダム付加したもの;数平均分子量4,000、E
O=80重量%]200部およびポリプロピレングリコ
ールジグリシジルエーテル(エポキシ当量200)10
部と触媒KOH1.4部を150℃で8時間反応させ、
本発明の水溶性ポリエーテル[3]を得た。GPCによ
る該[3]の重量平均分子量は45,000、分子量分
布は1.5であった。
【0021】製造例4 ポリアルキレンポリオール[グリセリンにEO、POラ
ンダム付加したもの;数平均分子量30,000、EO
=65重量%]200部およびビスフェノールAのジグ
リシジルエーテル(エポキシ当量190)2.7部と触
媒ジメチルベンジルアミン1部を150℃で8時間反応
させ、本発明の水溶性ポリエーテル[4]を得た。GP
Cによる該[4]の重量平均分子量は58,000、分
子量分布は2.4であった。
【0022】実施例1〜4および比較例1〜2 製造例1〜4で得た本発明の水溶性ポリエーテル[1]
〜[4]および比較の高分子化合物を表1に示す濃度と
なるように水に溶解した。これらの潤滑性と耐劣化性試
験結果を表1に示す。なお、摩耗痕はシェル四級試験機
にて荷重1.5kg,回転数1200rpm,時間10
分間の鋼球の摩耗直径を測定した。摩擦係数は曽田振子
型試験機にて30℃で測定した。耐劣化性能は水溶性ポ
リエーテル濃度が10%水溶液であるときの150℃×
96時間後の粘度低下率である。また、表2に本発明の
水溶性ポリエーテルと比較の高分子化合物を使用して、
水−グリコール型作動液を調製し、表3にASTM D
2822−70Tに準拠してポンプテストを行なった結
果を示す。
【0023】
【表1】 (注1) EO/PO共重合体 :EO/POランダム
共重合体(重量平均分子量15000) (注2) EO/PO共重合体 :EO/POランダム
共重合体(重量平均分子量40000)
【0024】
【表2】
【0025】性能試験例 測定装置および条件は以下の通りである。 (a)油圧ポンプ;ビッカース社製V−104−E型ベ
ーンポンプ (b)油量;40l (c)レリーフバルブ設定圧力;70kg/cm2 (d)回転数;1200rpm (e)ポンプ入口温度;50℃ (f)テスト時間;250時間 また、作動液としての評価は、ポンプのベーンとカムリ
ングの摩耗量の合計、スラッジ付着の状態および作動液
のテスト後の外観にて行った。
【0026】
【表3】 注)判定基準: ○:スラッジ付着物少ない。 作動液外観変化なし。
(濁りなし) △:スラッジ付着物若干あり。作動液外観変化若干あ
り。(濁り若干あり) ×:スラッジ付着物著しい。作動液外観著しい。(濁り
著しい) 表3から明らかなように、本発明の水−グリコール型作
動液は摩耗が少なく、ベーン先端のスラッジ付着もほと
んど認められず、また、テスト液の外観変化もなく、優
れた性能を有している。
【0027】
【発明の効果】本発明の水溶性潤滑油は下記の効果を奏
する。 (1)従来のものに比べて少量添加で潤滑性、耐金属摩
耗性を改善することが可能である。 (2)従来のものに比べて耐劣化が少なく耐久性が良好
である。 (3)少量の添加で良好な潤滑性能を発現するので、経
済性にすぐれる。上記効果を有することから、本発明の
水溶性潤滑油は、製鉄所の熱間圧延設備や各種加熱炉の
開閉、ダイカストマシン等の各種プレス機械、ホットコ
イルのコンベアーやクレーン、フォークリフト等の油圧
装置のベーンポンプおよびギアーポンプの作動液として
極めて有用である。また、圧延油、切削油、鍛造油など
の水溶性金属加工油の用途にも有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C10N 30:06 40:08 40:20 Z

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水溶性ポリオキシアルキレンポリオール
    (A)およびジグリシジルエーテル(B)から誘導さ
    れ、重量平均分子量が5,000〜300,000であ
    り、且つ、オキシエチレン単位の含有量が少なくとも3
    0重量%である水溶性ポリエーテル(C)を含有するこ
    とを特徴とする水溶性潤滑油。
  2. 【請求項2】 (A)が、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およびヘキシレン
    グリコールから選ばれるアルキレングルコールのエチレ
    ンオキサイド付加物および/または該アルキレングルコ
    ールのエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのラ
    ンダムもしくはブロック付加物である請求項1記載の水
    溶性潤滑油。
  3. 【請求項3】 (B)がエチレングリコールジグリシジ
    ルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエー
    テル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテ
    ル、ビスフェノールAのジグリシジルエーテルから選ば
    れる少なくとも1種である請求項1または2記載の水溶
    性潤滑油。
  4. 【請求項4】 (C)の分子量分布(重量平均分子量/
    数平均分子量で表す)が、1.3〜4.0である請求項
    1〜3のいずれか記載の水溶性潤滑油。
  5. 【請求項5】 水ーグリコール型作動液である請求項1
    〜4のいずれか記載の水溶性潤滑油。
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