JPH10195477A - 水溶性潤滑剤 - Google Patents

水溶性潤滑剤

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JPH10195477A
JPH10195477A JP35993596A JP35993596A JPH10195477A JP H10195477 A JPH10195477 A JP H10195477A JP 35993596 A JP35993596 A JP 35993596A JP 35993596 A JP35993596 A JP 35993596A JP H10195477 A JPH10195477 A JP H10195477A
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JP
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acid
water
lubricant
polycondensate
fatty acid
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JP35993596A
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Kimiya Mizui
公也 水井
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Hokoku Oil Mill Co Ltd
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Hokoku Oil Mill Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、水溶性潤滑剤組成物に関するもの
であり、水分散安定性と潤滑性がよく、環境汚染性の少
ない不燃性潤滑剤や圧力伝達媒体を提供することを目的
とする。 【構成】炭素数18〜20の脂肪酸またはその重縮合物
と無水マレイン酸または無水琥珀酸を反応させて得られ
るジカルボン酸と塩基を含有することを特徴とする水溶
性潤滑剤組成物。またこれらに炭素数18〜20のヒド
ロキシ脂肪酸の重縮合物を含有することを特徴とする水
溶性潤滑剤組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属、石材、セラミッ
ク、プラスチック、繊維等の各種産業素材の切削、曲
げ、圧延、引抜き、押し出し、絞り、紡糸等の加工時の
摩擦を低減させ、摩擦に起因する諸トラブルを防止する
のに役立つ不燃性加工潤滑剤および各種液圧伝達機構に
おける不燃性圧力媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】リシノール酸重縮合物(酸価40〜14
5)の塩を含有する水溶性切削研削油剤(特許公告平2
−5799)、ヒドロキシ脂肪酸または縮合ヒドロキシ
脂肪酸と炭素数2〜20のカルボン酸との反応により得
られるエステル化物の塩を含有する水溶性加工油剤(特
開平7−286192)、炭素数18のモノ及び/又は
ジヒドロキシ脂肪酸と炭素数4〜36の脂肪族二塩基酸
との重縮合物(酸価30〜150)の塩を含有する水溶
性切削研削油剤(特開平7−97590)等が公知であ
る。しかしながら水分散安定性が十分ではなく、石油ス
ルフォン酸ナトリウム塩などのアニオン界面活性剤やノ
ニルフェノール系界面活性剤などの分散性改良剤を多量
に使用する必要があった。また、潤滑性においても磨耗
性での改良が望まれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来技術での排水問題を解決することであ
る。具体的には、潤滑性が優れるために、水への添加量
は少量で済み、かつ含燐、含ハロゲンの極圧添加剤を使
用する必要がなく、また水分散性に優れるため、界面活
性剤の添加を省くことができる水系潤滑剤を開発するこ
とである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、水分散性と
潤滑性が共に優れる構造を広く検討し、本発明に到達し
た。即ち、本発明は、炭素数18〜20の脂肪酸または
その重縮合物と無水マレイン酸または無水琥珀酸を反応
させて得られるジカルボン酸と塩基を含有する水溶性潤
滑剤組成物、および該ジカルボン酸と炭素数18〜20
のヒドロキシ脂肪酸の重縮合物および塩基を含有するこ
とを特徴とする水溶性潤滑剤組成物に関する。
【0005】炭素数18〜20のモノヒドロキシ脂肪酸
としては、リシノール酸(12−ヒドロキシ−9−オク
タデセン酸)、12−ヒドロキシオクタデカン酸、14
−ヒドロキシ−11−エイコセン酸または14−ヒドロ
キシエイコサン酸が使用などができる。リシノール酸は
ヒマシ油脂肪酸の主成分であり、12−ヒドロキシステ
アリン酸はその水素付加物であり、それぞれヒマシ油の
加水分解、水添ヒマシ油の加水分解などにより、工業的
に製造されている。
【0006】また、14−ヒドロキジ−11−エイコセ
ン酸はレスクレラ油脂肪酸の主成分であり、14−ヒド
ロキシ−エイコサン酸は、その水素添加物である。レス
クレラ油脂肪酸および水添レスクレラ油脂肪酸はレスク
レラ油および水添レスクレラ油の加水分解などで製造で
きる。
【0007】本発明のジカルボン酸化合物は(A)炭素
数18〜20のモノヒドロキシ脂肪酸またはモノヒドロ
キシ脂肪酸の縮重合体と(B)無水マレイン酸または無
水琥珀酸を加熱反応させることにより製造することがで
きる。この場合、(A)と(B)を反応させるに際し、
(A)と(B)を化学量論量仕込み反応させる方法、
(A)に対する(B)を化学量論量以上仕込み反応後未
反応分を回収する方法、(B)に(A)を反応させなが
ら添加する方法などが好ましい。さもないと反応生成物
のハーフエステル化で生成したカルボン酸が別の(A)
の水酸基と反応した構造の高分子体を含むようになり、
ゲル化したり、水分散での分散性を阻害するようになる
ため、好ましくない。また、マレイン酸や琥珀酸を反応
前また反応中に酸無水物に変換し反応せさてもよい。公
知のエステル化触媒が使用できるが、無触媒でもよい。
反応温度は50〜280℃,好ましくは100〜200
℃の温度である。トルエン、キシレンなどの溶媒を共存
させることも推奨される。モノヒドロキシ脂肪酸単位の
縮合が必要な場合、モノヒドロキシ脂肪酸の必要な縮合
を先に進めてもよいし、酸無水物との反応を並行させて
もよい。酸無水物で反応させるので、水は本質的に モ
ノヒドロキシ脂肪酸の縮合からのみ生成する。従って反
応の管理が極めて容易である。
【0008】モノヒドロキシ脂肪酸またはモノヒドロキ
シ脂肪酸の重縮合体と反応させる時、マレイン酸や琥珀
酸を使用すると、酸無水物に比べ、反応性が低いので反
応温度を高くする、触媒を添加する等条件を厳しくする
必要があり、その場合、2つのカルボン酸基が共に結合
し、好ましくない高分子化が起きる。また、モノヒドロ
キシ脂肪酸単位の縮合が必要な場合、縮合水の生成が一
つの反応だけではなくなるので反応の調節が酸無水物の
使用の時とは異なり困難となる。
【0009】本発明のジカルボン酸と共に使用される炭
素数18〜20のヒドロキシ脂肪酸の重縮合物は、前述
のヒドロキシ脂肪酸の1種以上をエステル化触媒の存在
下または不在下、脱水縮合していくことにより製造され
る。酸価で示すと、10〜150、好ましくは、20〜
145である。
【0010】本発明の炭素数18〜20の脂肪酸または
その重縮合物と無水マレイン酸または無水琥珀酸を反応
させて得られるジカルボン酸の好ましい中和価は、配合
目的により異なる。本発明のジカルボン酸自身を自己分
散させるためには約40〜約280が好ましい。これよ
り小さいと自己分散性が悪くなる。また、上限は構造的
に限定される。特に炭素数18〜20のヒドロキシ脂肪
酸の重縮合物の分散を向上させるために添加する目的に
は、中和価は約160〜約280が好ましい。
【0011】本発明の水溶性潤滑剤組成物に併含する塩
基は、本発明のジカルボン酸と水溶性の塩形成能を有す
る物である。この塩基には、1種以上のアルカリ金属の
水酸化物、重炭酸塩、炭酸塩やアンモニア、アミン化合
物が含まれる。アルカリ金属化合物では、NaOH,K
OH、LiOH、NaHCO3、KHCO3、NaCO
3などが例示される。アミン化合物では、メチルアミ
ン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、エチルアミ
ン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミ
ン、ジプロピルアミン、トリプロピルアミン、ブチルア
ミン、ジブチルアミン、トリブチルアミン、シクロヘキ
シルアミン、ベンジルアミン、モルホリン、ピロール、
ピロリジン、ピリジン、エタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、トリエタノールアミン、N,N−ジメチルア
ミノエタノール、N,N−ジエ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、トリエチレ
ンテトラミン、1,2−プロピレンジアミン、ジプロピ
レントリアミン、トリプロピレンテトラミン、アニリン
などが例示される。
【0012】本発明の水溶性潤滑剤組成物の製造方法に
ついて説明する。この組成物は、本発明のジカルボン酸
と上記の塩基を別々に水に添加してもよいし、塩を形成
後、水に添加してもよい。常圧または加圧下に、常温ま
たは加温下に、攪拌混合することで水に分散することが
できる。特にジカルボン酸やその塩の軟化温度または融
点が常温以上の場合、その温度以上に加熱して攪拌する
ことが好ましい。
【0013】本発明の組成物の組成について説明する。
本組成物の組成は、要求性能、経済性を加味して決めら
れる。一般的には、輸送・貯蔵時において本発明のジカ
ルボン酸の塩の濃厚液、使用時において本発明のジカル
ボン酸が0.01〜50重量%、水が10〜99重量
%、および塩基が酸成分に対しほぼ当量以上に調整され
る。炭素数18〜20のヒドロキシ脂肪酸の重縮合物と
本発明のジカルボン酸を併用する場合は、水分散性が許
容される範囲で重縮合物の種類と量比が選択される。そ
の他、水溶性潤滑剤の添加剤として公知の添加剤,即
ち、界面活性剤、防錆剤、潤滑性改良剤、抗菌剤、防黴
剤、凍結防止成分等を加えてもよい。
【0014】本発明の組成物の用途について述べる。大
きく分けると2つの用途がある。その一つは、各種素材
の加工潤滑剤である。金属、コンクリート、アスファル
ト、岩石、ガラス、セラミックス、プラスチックスなど
の切削加工、金属、プラスチックスなどの深絞り加工、
折り曲げ加工、引き抜き加工、紡糸加工において本発明
の組成物は潤滑性の作用と冷却作用により摩擦によるト
ラブルを防止することに役立つ。つまり加工工具の刃先
の磨耗、加工エネルギー増大、加工製品の損傷、騒音を
防止するための各種素材の加工潤滑剤である。
【0015】もう一つの用途は、圧力伝達媒体である。
圧力伝達媒体には油圧装置に使用される鉱油、動植物
油、合成油の非水系媒体と水圧装置に使用される水、ま
たは水溶性油類との混合物である水系媒体が使用されて
いる。従来、非水系圧力媒体は可燃性である欠点があ
り、水系圧力媒体は潤滑性の不足が欠点であり、非可燃
性の潤滑性に優れる圧力媒体が望まれていた。本発明の
組成物は、非可燃性の潤滑性の優れる圧力媒体を提供す
るものである。
【0016】
【実施例】発明の様態を以下の実施例で説明するが、こ
れらに限定されるものではない。実施例のなかで中和
価、酸価および水酸基価は、日本油化学協会制定の基準
油脂分析試験法により測定した。いずれも単位は mg
−KOH/gである。また水分散化と評価は次の通りで
ある。
【0017】<水溶性潤滑剤の水分散化方法>表1記載
の配合で試料と80℃に加熱した水道水を秤量し、攪拌
機で400回転,5分間攪拌混合して水分散液を得た。
【0018】<水分散液の性能評価方法> (a)乳化安定性:水分散液を室温で100ml容器に
静置し、1週間までの経時変化を観察し、次のように判
定する。 ○:分散状態保持、 ×: 分離 (b)摩擦係数と磨耗痕の深さ:SRV摩擦摩耗試験機
にて下記条件で測定した。テストピース:Ball o
n disc(SUJ−2/SUJ−2)振幅:1m
m,振動数:50Hz,荷重:600N,温度:60
℃、時間:10min. (c)ドリル切削性:ポール盤に金属用の3mmφドリ
ルで厚さ5mmのL型鉄板に穴開け作業時に、ドリルの
先端に試料液を連続で1滴/秒の速度で供給した。切れ
味がベストのものを10点とし、水単独を0点とし、3
サイクル繰り返しそれらの平均値で示した。 (d)発錆性:ゼムクリップの針金の表面をヤスリ掛け
し、1cmの長さに切り、水分散液に入れ、1週間まで
の表面の変化を観察。 ○:変化なし、 ×:赤錆びが発生し腐食進行
【0019】実施例1 リシノール酸(和光純薬工業製試薬、中和価183.
6、水酸基価168)149gと無水マレイン酸24g
とキシレン100mlを攪拌機,温度計,水分離器と還
流冷却器付き500mlの4口フラスコに採り、加熱攪
拌下20時間還流させた。次いでキシレンを圧力10m
mHg下、釜温度190℃で追い出し、透明黄色液16
0gを得た。中和価 161,水酸基価4.4であっ
た。このものは数日後大部分が白色微結晶化するが、8
0℃まで加熱すると均一液体となる。特性赤外吸収波数
(cm−1)が、3600〜2500,1710および
1695(カルボン酸)、1730(エステル)に認め
られ、1850〜1760(酸無水物)は存在しない。
ゲルパミエーションクロマトグラフィーでは多ピーク構
造が認められた。以上から12−ヒドロキシ−9−オク
タデセン酸ポリマー(主2量体)のマレイン酸ハーフエ
ステルであるジカルボン酸が主成分であることが明らか
である。なお、得られた反応物100重量部と当量のト
リエタノールアミン34重量部を60℃で混合すると発
熱があり、室温で粘い淡黄色の液体となる。赤外吸収ス
ペクトルで塩形成が認められる(2700−2250c
−1:NH伸縮振動)。
【0020】参考例2 攪拌機,温度計,水分離器と還流冷却器付き500ml
の4口フラスコに無水琥珀酸100gとキシレン100
mlを採り、加熱攪拌下120℃に加熱し均一溶液とし
た。これに12−ヒドロキシステアリン酸(豊国製油
製、中和価182,水酸基価157)184gを1時間
かけて添加した。6時間還流後キシレンと過剰無水琥珀
酸を減圧蒸留により回収し、釜残に12−ヒドロキシス
テアリン酸と無水コハク酸の反応物273gを得た。反
応中に水が生成することはなかった。特性赤外吸収波数
(cm−1)が、3600〜2500,1710(カル
ボン酸)、1730(エステル)に認められ、186
0,1780(酸無水物)の吸収はほぼ除去された。融
点66〜67℃、中和価280(理論値279)、水酸
基価1.9(理論値0)であった。ゲルパミエーション
クロマトグラフィーではほぼ単一ピーク構造であった。
これらの分析値から12−ヒドロキシステアリン酸の琥
珀酸ハーフエステルが主成分であることが明らかであ
る。
【0021】参考例3 リシノール酸(豊国製油製COFA、中和価182,水
酸基価161)を常法に従い、200±10℃に加熱
し、次のリシノール酸重縮合物を得た。 リシノール酸重縮合物A:酸価96.9,水酸基価2
3.1 リシノール酸重縮合物B:酸価59.8,水酸基価2
7.7 参考例4 参考例3のリシノール酸重縮合物A164gと無水マレ
イン酸9.8gを使用するほかは、参考例1と同様にし
て、反応物169gを得た。 中和価144,水酸基価
23.1であった。
【0022】参考例5 リシノール酸(豊国製油社製COFA、中相価182、
水酸基価161)149gと無水マレイン酸9.8gと
キシレン100mlを攪拌機,温度計,水分離器と還流
冷却器付き500mlの4口フラスコに採り、加熱攪拌
下7時間還流させた。次いでキシレンを圧力10mmH
g下、釜温度190℃で追い出し、透明黄色液153g
を得た。中和価 114,水酸基価32.3であった。
実施例1と同様に水分散液に調製し、評価した。
【0023】実施例1〜4 表1に記載した配合で水分散液に調製し、評価した。
【0024】実施例5〜7 水分散性の少ないリシノール酸重縮合物と参考例1,
2,4,5のジカルボン酸を組み合わせて水分散化し、
評価した。
【0025】比較例1 参考例3のリシノール酸重縮合物Bについて実施例1と
同じように水溶化し、評備した。
【0026】比較例2 リシノール酸(豊国製油社製COFA)について、実施
例1と同様に水溶化し評備した。
【0027】比較例3 水道水単独について評価した。以上の結果を表1に示し
た。
【0028】
【表1】
【0029】
【発明の効果】本発明の組成物は、分散安定性が良く、
不燃性で潤滑性に優れた加工潤滑剤や圧力媒体を与え
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C10M 129:44 133:08) C10N 30:00 30:04 40:00 40:08 40:22 40:24

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭素数18〜20の脂肪酸またはその重縮
    合物と無水マレイン酸または無水琥珀酸を反応させて得
    られるジカルボン酸と塩基を含有することを特徴とする
    水溶性潤滑剤組成物。
  2. 【請求項2】炭素数18〜20の脂肪酸またはその重縮
    合物と無水マレイン酸または無水琥珀酸を反応させて得
    られるジカルボン酸と炭素数18〜20のヒドロキシ脂
    肪酸の重縮合物および塩基を含有することを特徴とする
    水溶性潤滑剤組成物。
JP35993596A 1996-12-27 1996-12-27 水溶性潤滑剤 Pending JPH10195477A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000256695A (ja) * 1999-03-05 2000-09-19 Kyodo Yushi Co Ltd 水溶性金属加工油剤
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CN104293457A (zh) * 2014-08-29 2015-01-21 安徽乐达精密合金有限公司 一种使用寿命长具有杀菌除臭作用的拉丝液及其制备方法

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