JPH0749498B2 - 水性エマルジヨンおよびその切削油 - Google Patents

水性エマルジヨンおよびその切削油

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JPH0749498B2
JPH0749498B2 JP60205232A JP20523285A JPH0749498B2 JP H0749498 B2 JPH0749498 B2 JP H0749498B2 JP 60205232 A JP60205232 A JP 60205232A JP 20523285 A JP20523285 A JP 20523285A JP H0749498 B2 JPH0749498 B2 JP H0749498B2
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三井石油化学工業株式会社
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は水性エマルジョンに関する、さらに詳しくは切
削油として有用な水性エマルジョンに関する。
[従来の技術] 従来、常温で液状のエチレン・α−オレフィン共重合体
を合成潤滑油として使用することは知られていた。
特開昭51−112809号公報には、プロピレン含量が37〜60
重量%、分子量分布(w/n)が25以下、30℃でトル
エン溶液として測定した極限粘度が0.4〜1.5であるエチ
レン−プロピレン共重合体を、粘度指数向上剤として含
有する潤滑油が記載されている。
特公昭47−42723号公報には、大きい割合を占める潤滑
油と小さな割合を占めるエチレン・α−オレフィン(C3
〜C10)共重合体とからなる潤滑油組成物が開示されて
いる。上記共重合体が70〜91モル%のエチレン含量、約
3〜18%の結晶化度、約4以下のw/nおよび約1万
〜20万の粘度平均分子量を有することを特徴とする。
特公昭47−21650号公報には、約99℃の動粘度が1〜60
センチストークス、粘度指数が110以上、流動点が−32
℃以下そして29〜71モル%のエチレンを含有するエチレ
ン・プロピレン共重合体を含有する合成潤滑油が記載さ
れている。
特開昭48−65205号公報には、大きい割合の潤滑油と、
小さい割合の1〜25%の結晶化度の粘度指数向上用のエ
チレン・プロピレン共重合体とを含む潤滑油が記載され
ている。
また、特開昭57−117595号公報には、エチレン含量30〜
70モル%、数平均分子量300〜2000、Q値(w/n)
3以下であって統計的な分子量分布を有するエチレン・
α−オレフィン共重合体合成潤滑油が記載されている。
特開昭59−227980号公報には、(a)油脂、鉱物油およ
び脂肪酸エステルから選ばれる潤滑油成分と、(b)塩
基性窒素原子又は陽イオン性窒素原子を含む水溶性高分
子化合物とを必須成分として含有する金属加工油組成物
が記載されている。上記金属加工油組成物は該潤滑油成
分(a)が乳化していず従って水性エマルジョンとは相
違する。
また、特開昭59−53599号公報には、0.1〜60%の天然又
は合成ワックス、0.1〜50%の防錆剤、0.1〜30%の油性
向上剤および0.1〜20%の乳化剤を含有する熱処理鋼管
製造用多目的エマルジョン型組成物が記載されている。
しかしながら、本発明者の知る限り、常温で液体のエチ
レン・α−オレフィン共重合体を用いた水中油型の水性
エマルジョンは知られていない。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、常温で液体のエチレン・α−オレフィ
ン共重合体を用いた水中油型の水性エマルジョンを提供
することにある。
本発明の他の目的は、常温で液体のエチレン・α−オレ
フィン共重合体を用いた水中油型の水性エマルジョンか
ら成る切削油を提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、強靭な油膜を形成してドリ
ル歯やバイトの等の摩耗量を少なくし、十分な耐熱性を
有し且つ発生する熱量を有利に除去することのできる優
れた切削油を提供することにある。
本発明のさらに他の目的および利点は以下の説明から明
らかとなろう。
[問題点を解決するための手段および作用] 本発明によれば、本発明のかかる目的および利点は、 (1)エチレン含有量30〜70モル%、数平均分子量500
〜10,000および常温で液体のエチレン・α−オレフィン
共重合体 (2)界面活性剤および (3)水 を含有してなる水中油型の水性エマルジョンによって達
成される。
本発明において用いられるエチレン・α−オレフィン共
重合体は、エチレン含有量が30〜70モル%、好ましくは
40〜60モル%のものである。エチレン含有量が30モル%
より少ないものあるいはエチレン含有量が70モル%より
多いものは固体状となり、切削油として充分の潤滑性能
を発揮しない傾向が強く、いずれも好ましくない。
共重合成分であるα−オレフィンとしては、例えばプロ
ピレン、1−ブテン、1−ペンテン、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−ヘキサデセン、1−オクタデセン、4−メチ
ル−1−ペンテンの如き炭素数3〜20のα−オレフィン
を好ましいものとして挙げることができる。これらのう
ち、炭素数3〜14のα−オレフィンがより好ましく、就
中炭素数8〜14のα−オレフィンが特に好ましい。これ
らのα−オレフィンは2種以上併用することができる。
エチレン・α−オレフィン共重合体の数平均分子量は50
0〜10,000である。数平均分子量が500より小さいもの
は、引火点が低くまた切削油として使用した際に強靭な
油膜を形成し難い。また、数平均分子量が10,000より大
きいものは、安定な水性エマルジョンを形成し難くな
る。
エチレン・α−オレフィン共重合体はさらに常温で液状
である必要がある。常温で固体を形成する傾向の大きい
ものは常温で安定な水中油型エマルジョンを形成し難く
なる。
本発明で用いられる上記エチレン・α−オレフィン共重
合体は、好ましくは3以下のQ値(重量平均分子量/数
平均分子量)、さらに好ましくは2.8以下のQ値を有し
ている。
なお、エチレン・α−オレフィン共重合体中のエチレン
含有量は13C−NMR分析により測定できる。また、エチレ
ン・α−オレフィン共重合体の数平均分子量は分子量既
知の標準物質(単分散ポリスチレン及びスクアラン)を
用いて予め較正されたGPC(Gel Permeation Chromatog
raph)によって測定される。さらに、エチレン・α−オ
レフィン共重合体のQ値は、分子量既知の標準物質(単
分散ポリスチレン、w=500〜840×104、16個)を使
用してGPCカウントを測定することにより予め分子量とE
V(Elution volume)の相関図(較正曲線)を作成して
おき、この相関図を用いてQ値を求めようとする共重合
体のGPCパターンからその分子量を求め算出する。
本発明において用いられる上記の如きエチレン・α−オ
レフィン共重合体は例えば水素の共存下、可溶性バナジ
ウム化合物と有機アルミニウム化合物とから形成される
触媒を用いて、液相中でエチレンとα−オレフィンを連
続的に共重合させ、その際重合系におけるバナジウム化
合物濃度を液相1当り0.3ミリモル以上とし、かつ重
合系に供給するバナジウム化合物は、重合系のバナジウ
ム化合物濃度の5倍以下の濃度となるように重合媒体に
希釈して供給する方法がある。
バナジウム化合物としては、VOCl3、VO(OC2H5)Cl2、V
O(C2H52Cl1、VCl4の如き、一般式VO(OR)nX3−n又
はVX4(Rは脂肪族炭化水素基、Xはハロゲン、0≦n
≦3)で示される化合物が使用できる。また有機アルミ
ニウム化合物としては、(C2H53Al、(C2H52AlCl、
(C2H51,5AlCl1,5、 (iso−C4H91,5AlCl1,5、(C2H5)AlCl2、これらの混
合物の如き一般式R1mAlX1 3-m(ここにR1は脂肪族炭化水
素基、X1はハロゲン、1≦m≦3)で示される化合物が
使用できる。
重合媒体としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、灯
油、シクロヘキサン、トルエンのような炭化水素類が使
用できる。液相中のバナジウム化合物濃度は、0.3ミリ
モル/以上、好ましくは0.5ないし20ミリモル/、
又、有機アルミニウム化合物濃度はAl/V(原子比)が2
ないし50、とくに3ないし20の範囲となるようにすれば
よい。
共重合温度は0ないし100℃、とくに20ないし80℃、重
合圧力は0ないし50kg/cm2(ゲージ圧)、とくに0ない
し30kg/cm2(ゲージ圧)、平均滞留時間は5ないし300
分、とくに10ないし250分とするような重合条件を採用
すればよい。
本発明において用いられる界面活性剤は、非イオン系界
面活性剤、陰イオン系界面活性剤および陽イオン系界面
活性剤のいずれであってもよい。非イオン系界面活性剤
としては、例えば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アリルエーテル、ソルビタ
ン脂肪酸エステルグリセリン脂肪酸エステル、ポリオキ
シエチレンアルキルアミン等を用いることができる。陰
イオン界面活性剤としては、例えば脂肪酸塩、アルキル
硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、ア
ルキルフェニルエーテルジスルフォン酸塩、硫酸エステ
ル塩を用いることができる。さらに陽イオン界面活性剤
としては、例えば4級アンモニウム塩、等を用いること
ができる。これらのうち非イオン系界面活性剤が好まし
く用いられ、特にHLB5〜19、就中10〜15の非イオン系界
面活性剤がより好ましく用いられる。
本発明の水性エマルジョンは、上記の如きエチレン・α
−オレフィン系共重合体(1)と界面活性剤(2)と
を、例えば撹拌型乳化機、コロイドミルあるいは超音波
乳化機の如き装置を用いて、水の存在下に、例えば室温
ないし100℃の温度条件下で処理することにより製造す
ることができる。
本発明の水性エマルジョンは、エチレン・α−オレフィ
ン共重合体と水との合計重量に基づいてエチレン・α−
オレフィン共重合体を10〜90重量%、より好ましくは20
〜50重量%の割合で含有することができ、また界面活性
剤を0.5〜50重量%、より好ましくは10〜30重量%で含
有することができる。また、水は同じ基準に基づいて90
〜10重量%、より好ましくは80〜50重量%で含有するこ
とができる。
本発明の水性エマルジョンは水中油型のエマルジョンで
あり、特別に着色等をしなければ、通常半透明ないし乳
白色を呈している。エマルジョンの粒子径は例えば0.01
〜10μm、より好ましくは0.05〜3μm程度にある。
本発明の水性エマルジョンには、必要に応じ、防錆剤、
防腐剤、消泡剤例えばシリコンオイル等々の種々の添加
剤を添加することができる。これらは通常数%以下例え
ば2%以下で使用される。
本発明の水性エマルジョンは例えば水溶性切削油、水溶
性塑性加工油あるいは熱間圧延油等として使用すること
ができる。
以下に実施例を挙げ、本発明をさらに詳述する。
実施例 1 エチレン含量50mol%、n=810、Q値=1.40のエチレ
ン・プロピレン共重合体100部に対し、ポリオキシエチ
レンノニルフェニルエーテル(HLB=10.7)の界面活性
剤20重量部を添加して油相とした。次いで、この油相に
油:水比=50:50(重量比)の割合いで水を注入し、ホ
モミキサーで80℃、12000RPMの条件で乳化した。得られ
た水性エマルジョンをリーズ・ノースラップ社のマイク
ロ・トラック粒径分布測定装置にかけて測定した所、平
均粒径1ミクロンの乳白色安定な水性エマルジョンであ
った。
ついで、本水性エマルジョンの性能を評価する為に、大
型のラジアル・ボール盤での孔明け加工用途に使用し
た。使用したドリル歯は直径32mm、先端角117度のネジ
レドリルであり、厚さ120mmのSUS304板に孔明けした。
本水性エマルジョンを切削油として使用する際に、本水
性エマルジョン100部に対し酸化防止剤(ステアリル・
アミン・オレート)1部添加した後、これを30倍に希釈
した。
ドリル回転数300RPM、送り速度0.5RPV/minで切削加工し
た所、ドリル1本当りの孔明け個数は200個であった。
実施例 2 エチレン含量50mol%、n=1500、Q値=1.65のエチ
レン・プロピレン共重合体100部に対し、ポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル(HLB=12.4)の界面活
性剤20重量部を添加して油相とした。次いで、この油相
に油:水比=40:60(重量比)の割合いで水を注入し、
ホモミキサーで80℃、12000RPMの条件で乳化した。得ら
れた水性エマルジョンは平均粒径1ミクロンの乳白色安
定な乳化液であった。
本水性エマルジョンの性能を実施例1と同様に評価した
ところ、ドリル1本当りの孔明け個数は200個であっ
た。
実施例 3 エチレン含量40mol%、n=900、Q値=1.65のエチレ
ン・ヘキセン−1共重合体100部に対し、ポリオキシエ
チレンノニルフェニルエーテル(HLB=10.7)の界面活
性剤20重量部を添加して油相とした。次いで、この油相
に油:水比=50:50(重量比)の割合いで水を注入し、
ホモミキサーで80℃、12000RPMの条件で乳化した。得ら
れた水性エマルジョンは平均粒径1ミクロンの乳白色安
定な水性エマルジョンであった。
本水性エマルジョンの性能を実施例1と同様に評価した
ところ、ドリル1本当りの孔明け個数は150個であっ
た。
比較例 1 鉱物油100重量部に対しステアリン酸オクチル・エステ
ルを界面活性剤として30重量部添加し、2.6ジ・ターシ
ャリー・ブチル・フェノールの酸化防止剤を1部加え
て、油:水比=50:50で乳化して比較品を得た。
この比較品を実施例1と同様に評価したところ、ドリル
1本当りの孔明け個数は100個であり、本発明の水性エ
マルジョンの優位性が明らかとなった。
[発明の効果] 本発明の水性エマルジョンは、用いられているエチレン
・α−オレフィン共重合体が優れた耐熱安定性および酸
化安定性を有するためおよび水性エマルジョンであるた
め、切削油として使用した場合高湿に加熱されるドリル
やバイトの先端部においても、油分の劣化や焼付けを起
すことがない。従来の乳化型切削油は油分に高温安定性
の悪い油脂や鉱油等の天然油を用いているため、ドリル
やバイトの先端部において高温のため劣化し、劣化した
油分は障壁を作って新鮮な油分が該先端部へ補給される
のを阻止することになり、結局ドリル歯やバイト等が早
くいたみあるいは焼付けを起していた。本発明の水性エ
マルジョンでは上記の如き欠点がことごとく解決され
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(1)エチレン含有量30〜70モル%、数平
    均分子量500〜10,000および常温で液体のエチレン・α
    −オレフィン共重合体 (2)界面活性剤および (3)水 を含有してなる水中油型の水性エマルジョン。
  2. 【請求項2】(1)エチレン含有量30〜70モル%、数平
    均分子量500〜10,000および常温で液体のエチレン・α
    −オレフィン共重合体 (2)界面活性剤および (3)水 を含有してなる水中油型の水性エマルジョンからなる切
    削油。
JP60205232A 1985-09-19 1985-09-19 水性エマルジヨンおよびその切削油 Expired - Lifetime JPH0749498B2 (ja)

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