JPH11323377A

JPH11323377A - 金属加工油剤

Info

Publication number: JPH11323377A
Application number: JP15807998A
Authority: JP
Inventors: Toru Inaoka; 亨稲岡; Kenji Rakutani; 健二楽谷; Yukio Sumino; 幸男角野; Yoshiyuki Onda; 義幸恩田
Original assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Current assignee: Nippon Shokubai Co Ltd
Priority date: 1998-03-17
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 1999-11-26

Abstract

(57)【要約】【課題】臭気がなく、防錆性が良好であり、しかも潤
滑性に優れた金属加工油剤、好ましくは水溶性金属加工
油剤を提供する。【解決手段】炭素数８〜３０のオレフィンと（ポリ）
アルキレングリコールとを付加反応させて得られる高級
第２級アルコールアルコキシレート（Ａ）および／また
は該アルコールアルコキシレート（Ａ）をさらに炭素数
２〜８のアルキレンオキシドと反応させて得られる高級
第２級アルコールアルコキシレート（Ｂ）を含有する金
属加工油剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は金属加工油剤に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、金属工業において、金属類を
加工する際、切削油、研削油、圧延油、プレス油などの
金属加工油剤の使用は不可欠である。とりわけ、水溶性
の金属加工油剤が好ましく用いられている。水溶性金属
加工油剤としては、高級脂肪酸、塩素化脂肪酸などのア
ルカリ金属塩、アミン塩などが用いられている。

【０００３】しかし、従来の水溶性金属加工油剤は、臭
気が著しいため、作業環境を悪化させて作業性を低下さ
せるとともに、錆止め効果が低下し易いという欠点を有
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、臭気
がなく、防錆性が良好であり、しかも潤滑性に優れた金
属加工油剤、特に水溶性金属加工油剤を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、オレフィ
ンと（ポリ）アルキレングリコールとを付加反応させて
得られる高級第２級アルコールアルコキシレート（Ａ）
（以下、単に「アルコールアルコキシレート（Ａ）」と
いう場合もある）、またはこのアルコールアルコキシレ
ート（Ａ）をさらにアルキレンオキシドと反応させて得
られる高級第２級アルコールアルコキシレート（Ｂ）
（以下、単に「アルコールアルコキシレート（Ｂ）」と
いう場合もある）を含む油剤は臭気がなく、防錆性が良
好で、しかも潤滑性に優れていることを見出し、この知
見に基づいて本発明を完成するに至った。

【０００６】すなわち、本発明は、炭素数８〜３０のオ
レフィンと（ポリ）アルキレングリコールとを付加反応
させて得られる高級第２級アルコールアルコキシレート
（Ａ）および／または該アルコールアルコキシレート
（Ａ）をさらに炭素数２〜８のアルキレンオキシドと反
応させて得られる高級第２級アルコールアルコキシレー
ト（Ｂ）を含有する金属加工油剤である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の出発原料である、炭素数
８〜３０のオレフィンとは、２重結合を１つ有する、炭
素数８〜３０、好ましくは１０〜２０の脂肪族炭化水素
であり、直鎖状でも、分岐していてもよい。２重結合の
位置については特に制限はなく、α位にあっても、イン
ナー位にあってもよい。上記炭素数８〜３０のオレフィ
ン（以下、単に「オレフィン」という場合もある）の代
表例としては、オクテン、デセン、ドデセン、テトラデ
セン、ヘキサデセン、オクタデセン、エイコセンなどを
挙げることができる。これらは単独でも２種以上混合し
て使用することもできる。

【０００８】出発原料としては、α位に二重結合を有す
るエチレン性不飽和炭化水素（α−オレフィン）を用い
るのが一般的であるが、一般にα−オレフィンよりもイ
ンナーオレフィンのほうが熱力学的に安定であるため、
付加反応中にα−オレフィンのインナーオレフィンへの
異性化が起こる。また、この付加反応は未反応のオレフ
ィンなどを循環して行うのが一般的であるので、オレフ
ィン成分は、α−オレフィンとインナーオレフィンとの
混合物として、（ポリ）アルキレングリコールと付加反
応することになる。

【０００９】他の出発原料である（ポリ）アルキレング
リコールとは、一般式（１）：ＨＯ（ＭＯ）mＨ・・（１）（式中、Ｍは炭素数２〜６のアルキレン基であり、ｍは
１〜２０の数である）で表されるものであり、その代表
例としては、モノ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、ポリエチレングリコ
ール（ｍは平均で２０以下）、モノ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、ポリプロピレングリコール（ｍは平均で２０以
下）、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオ
ール、２，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオー
ル、１，６−ヘキサンジオールなどを挙げることができ
る。これらのうち、モノエチレングリコール、モノプロ
ピレングリコールなどのモノアルキレングリコールが好
適に用いられる。

【００１０】本発明の金属加工油剤のアルコールアルコ
キシレート（Ａ）は、上記のオレフィンと（ポリ）アル
キレングリコールとを付加反応させて得られるものであ
る。このオレフィンと（ポリ）アルキレングリコールと
を付加反応させて対応するアルコールアルコキシレート
（Ａ）を製造すること自体は公知であり、例えば特公昭
６１−５１５７０号公報、特開平３−１４８２３３号公
報、特開平９−５２８５６号公報に記載の方法によって
製造することができる。本発明のアルコールアルコキシ
レート（Ａ）は、その製造法によって限定されるもので
はなく、いずれの方法によって得られるものも用いるこ
とができる。触媒に関していえば、強酸性イオン交換樹
脂、結晶性アルミノシリケート、ドデシルベンゼンスル
ホン酸などの酸性触媒を用いることができる。

【００１１】例えば、特開平９−５２８５６号公報記載
の方法によれば、オレフィンと（ポリ）アルキレングリ
コールとを触媒として結晶性メタロシリケートを用い溶
媒の存在下または不存在下に５０〜２５０℃、好ましく
は１００〜２００℃で付加反応させることによって得ら
れる。圧力は常圧、加圧のいずれでもよいが、通常、常
圧〜２０ｋｇ／ｃｍ²の範囲から適宜選択される。上記
溶媒としては、ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロベ
ンゼン、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエー
テル、スルホラン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘ
キサン、シクロヘキサン、デカン、パラフィンなどを用
いることができる。オレフィンに対する（ポリ）アルキ
レングリコールのモル比（オレフィン／（ポリ）アルキ
レングリコール）については、特に制限はなく適宜決定
することができるが、通常、０．０５／１〜２０／１で
あり、好ましくは０．１／１〜１０／１である。触媒の
使用量は、通常、出発原料のオレフィンの０．１〜１０
０重量％であり、好ましくは０．５〜５０重量％であ
る。

【００１２】反応後は触媒を分離した後、反応液をオレ
フィン相と（ポリ）アルキレングリコール相とに分離
し、オレフィン相を蒸留して未反応オレフィンを留出さ
せ、アルコールアルコキシレート（Ａ）を回収する。未
反応オレフィンを分離したアルコールアルコキシレート
（Ａ）はそのまま金属加工油剤として用いてもよいが、
通常、この回収アルコールアルコキシレート（Ａ）を精
留して使用するのがよい。精留条件については、使用す
る出発原料などによって変わるので一概に特定できない
が、少なくとも反応時に副生するオレフィン重合体など
の不純物を除去するようにするのがよい。

【００１３】オレフィンと（ポリ）アルキレングリコー
ルとの付加反応は回分式反応、連続式反応など一般に用
いられている方法にしたがって行うことができる。回分
式反応器を用いる場合、反応終了後、反応液から触媒を
遠心分離またはろ過などの方法によって分離し、次いで
上記相分離の後、目的とするアルコールアルコキシレー
ト（Ａ）を蒸留などによってオレフィン相から回収す
る。未反応の原料は次の反応に利用することができる。
連続式反応器を用いる場合、流動層式、固定床式または
撹拌槽式のいずれでもよく、未反応の原料を適宜循環さ
せながら反応を進める。触媒の分離、製品アルコールア
ルコキシレート（Ａ）の回収などは回分式反応器を用い
る場合と同様である。

【００１４】本発明のアルコールアルコキシレート
（Ａ）は、下記の一般式（２）：

【００１５】

【化１】

【００１６】（式中、Ｒ¹およびＲ²はアルキル基であ
り、その合計炭素数は７〜２９であり、かつＲ¹≦Ｒ²で
あり、Ｍおよびｍは一般式（１）の定義と同意義であ
る）で荒すことができる。なお、（ポリ）アルキレング
リコールとして、２種以上の異なるものを用いる場合に
は、それに対応して（ＭＯ）で表される基は異なったも
のとなる。

【００１７】上記アルコールアルコキシレート（Ａ）の
なかでも、一般式（２）において、Ｒ¹がメチル基であ
るアルコールアルコキシレート（Ａ１）３０〜９０モル
％とＲ¹が炭素数２以上のアルキル基であるアルコール
アルコキシレート（Ａ２）７０〜１０モル％からなるも
のが好適に用いられる。特に、アルコールアルコキシレ
ート（Ａ１）４０〜８０モル％とアルコールアルコキシ
レート（Ａ２）６０〜２０モル％とからなるものが好適
に用いられる。

【００１８】上記のような組成を有するアルコールアル
コキシレート（Ａ）を調製するには、例えば、出発原料
のオレフィンとして１−ドデセンを用いる場合、この１
−ドデセンを酸または塩基触媒の存在下に加熱処理して
１−ドデセンの一部をインナードデセンに変換し、得ら
れる１−ドデセンとインナードデセンとの混合物（例え
ば、２５：７５（モル％））を用いて付加反応を行えば
よい。そのほか、α−オレフィンを原料として用い、未
反応のインナーオレフィンを回収・循環し、α−オレフ
ィンとインナーオレフィンとの混合物として反応させて
もよい。

【００１９】次に、本発明の金属加工油剤としてのアル
コールアルコキシレート（Ｂ）について説明する。この
アルコールアルコキシレート（Ｂ）は、アルコールアル
コキシレート（Ａ）をさらに炭素数２〜８のアルキレン
オキシドと付加反応させて得られるものである。

【００２０】上記炭素数２〜８のアルキレンオキシド
（以下、単に「アルキレンオキシド」という場合もあ
る）の代表例としては、エチレンオキシド、プロピレン
オキシド、ブチレンオキシド、スチレンオキシドなどを
挙げることができる。これらは単独でも２種以上混合し
て使用することもできる。

【００２１】アルコールアルコキシレート（Ａ）とアル
キレンオキシドとの付加反応は、触媒としてアルカリ触
媒を用いることにより容易に行うことができる。アルコ
ールアルコキシレート（Ａ）に対するアルキレンオキシ
ドのモル比（アルキレンオキシド／アルコールアルコキ
シレート（Ａ））については、特に制限はなく適宜決定
することができるが、通常、１／１〜３０／１であり、
好ましくは４／１〜２０／１である。

【００２２】上記アルカリ触媒としては、アルカリ金属
またはアルカリ土類金属の水酸化物、例えば水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化カル
シウム、水酸化バリウムなどを用いることができる。ア
ルカリ触媒の使用量は、アルコールアルコキシレート
（Ａ）に対し、通常、０．０１〜２重量％であり、好ま
しくは０．０２〜０．５重量％である。このアルカリ触
媒は、粉末でも、顆粒状でも、さらには水溶液として添
加してもよい。

【００２３】反応温度は、通常、５０〜２５０℃であ
り、好ましくは１００〜２００℃である。反応圧力は常
圧でも加圧でもよく、通常、常圧〜２０ｋｇ／ｃｍ²の
範囲から適宜選択される。なお、反応は不活性ガス、例
えば窒素雰囲気中で行うのがよい。溶媒は使用しても、
しなくてもよいが、通常、溶媒を用いることなく付加反
応を行う。

【００２４】アルコールアルコキシレート（Ａ）とアル
キレンオキシドとの付加反応は、アルコールアルコキシ
レート（Ａ）の製造の場合と同様に、回分式反応、連続
式反応など一般に用いられている方法にしたがって行う
ことができる。

【００２５】アルコールアルコキシレート（Ｂ）は下記
一般式（３）によって表すことができる。

【００２６】

【化２】

【００２７】式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｍおよびｍは一般式
（２）の定義と同意義であり、Ｎは炭素数２〜８のアル
キル基であり、ｎはアルキレンオキシドの平均付加モル
数を示し、１〜３０の数である。

【００２８】上記付加反応の際に、出発原料であるアル
コールアルコキシレート（Ａ）中の（Ａ１）と（Ａ２）
との割合に変化はないので、上記アルコールアルコキシ
レート（Ｂ）のなかでも、一般式（３）において、Ｒ¹
がメチル基であるアルコールアルコキシレート（Ｂ１）
３０〜９０モル％とＲ¹が炭素数２以上のアルキル基で
あるアルコールアルコキシレート（Ｂ２）７０〜１０モ
ル％とからなるものが好適に用いられる。特に、アルコ
ールアルコキシレート（Ｂ１）４０〜８０モル％とアル
コールアルコキシレート（Ｂ２）６０〜２０モル％とか
らなるものが好適に用いられる。

【００２９】上記付加反応後の反応混合物は、そのま
ま、金属加工油剤として使用することができる。なお、
このアルコールアルコキシレート（Ｂ）中のアルカリ触
媒を酢酸などにより中和して使用してもよい。

【００３０】本発明の金属加工油剤は、上記のアルコー
ルアルコキシレート（Ａ）またはアルコールアルコキシ
レート（Ｂ）、もしくはアルコールアルコキシレート
（Ａ）およびアルコールアルコキシレート（Ｂ）の混合
物を含有する。アルコールアルコキシレート（Ａ）とア
ルコールアルコキシレート（Ｂ）とを組み合せ使用する
場合、その割合については使用目的に応じて最適範囲に
適宜決定することができる。

【００３１】本発明の金属加工油剤のなかでも、アルコ
ールアルコキシレート（Ａ１）３０〜９０モル％とアル
コールアルコキシレート（Ａ２）７０〜１０モル％、特
にアルコールアルコキシレート（Ａ１）４０〜８０モル
％とアルコールアルコキシレート（Ａ２）６０〜２０モ
ル％とからなるアルコールアルコキシレート（Ａ）、お
よび／またはアルコールアルコキシレート（Ｂ１）３０
〜９０モル％とアルキル基であるアルコールアルコキシ
レート（Ｂ２）７０〜１０モル％、特にアルコールアル
コキシレート（Ｂ１）４０〜８０モル％とアルコールア
ルコキシレート（Ｂ２）６０〜２０モル％とからなるア
ルコールアルコキシレート（Ｂ）を含有する金属加工油
剤が防錆性などに優れていることから好適に用いられ
る。

【００３２】この金属加工油剤中へのアルコールアルコ
キシレート（Ａ）および／またはアルコールアルコキシ
レート（Ｂ）の配合量については、それぞれ有効量を用
いればよく、例えば、金属加工油剤の３〜６０重量％で
ある。

【００３３】本発明の金属加工油剤は、特に水溶性金属
加工油剤として好適に使用することができる。なお、水
溶性金属加工油剤の場合、一般式（２）においてｍが２
以下のアルコールアルコキシレート（Ａ）は水に不溶な
いし難溶性であるが、これにアルキレンオキシドを付加
して得られるアルコールアルコキシレート（Ｂ）は水溶
性であるので、水に不溶ないしは難溶性のアルコールア
ルコキシレート（Ａ）の場合には、必要に応じて、これ
にアルキレンオキシドを付加させたアルコールアルコキ
シレート（Ｂ）として用いればよい。水溶性金属加工油
剤において、水溶液中のアルコールアルコキシレート
（Ａ）および／またはアルコールアルコキシレート
（Ｂ）の濃度については、有効量であればよく、油剤の
使用目的などを考慮して最適範囲に適宜決定することが
できる。本発明の水溶性金属加工油剤は、切削油、研削
油、圧延油、プレス油などとして好適に用いられる。

【００３４】本発明の金属加工油剤は、その性能を損な
わない範囲内で、他の界面活性剤などのほかに、一般の
金属加工油剤に通常用いられている防錆剤、酸化防止
剤、極圧添加剤、油性向上剤などを含有していてもよ
い。なお、水に不溶ないし難溶性のアルコールアルコキ
シレート（Ａ）の場合には、必要に応じて、メタノール
などの低級アルコール類やトルエン、キシレンなどの石
油系溶剤などに溶解して使用することもできる。

【００３５】

【発明の効果】本発明の金属加工油剤は、臭気もなく、
防錆性が良好であり、しかも潤滑性に優れている。ま
た、本発明の金属加工油剤は水性金属加工油剤として好
適に用いることができる。

【００３６】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に
説明する。

【００３７】実施例１（アルコールアルコキシレート（Ａ）の調製）１−ドデ
センを、ＰＱ社製ＢＥＡ型ゼオライト（商品名：ＶＡＬ
ＦＯＲＣＰ８１１ＢＬ−２５）５重量％にて、１５
０℃で１０時間液相で反応させて１−ドデセン２５モル
％およびインナードデセン７５モル％からなるドデセン
異性体混合物を得た。

【００３８】このドデセン異性体混合物８１０ｇ、モノ
エチレングリコール９００ｇおよびＢＥＡ型ゼオライト
（商品名：ＶＡＬＦＯＲＣＰ８１１ＢＬ−２５、Ｐ
Ｑ社製）１００ｇを撹拌機および還流冷却器を備えた３
０００ｍｌのガラス製反応器に仕込み、窒素雰囲気下、
１５０℃で３時間反応させた。反応終了後、反応液を室
温まで冷却し、相分離した上層のドデセン相を分離し、
蒸留した。未反応のドデセンを留出させた後、減圧度２
ｍｍＨｇで１２９〜１３１℃の沸点範囲で第２級ドデカ
ノールモノエトキシレート（アルコールアルコキシレー
ト（Ａ））１５５ｇを得た。

【００３９】この第２級ドデカノールエトキシレート
は、前記一般式（２）において、Ｒ¹がメチル基である
エトキシレート（Ａ１）の割合は７１モル％であり、残
りはＲ¹がエチル基以上のエトキシレート（Ａ２）であ
った。なお、この割合はＮＭＲ分析によって求めた。

【００４０】（アルコールアルコキシレート（Ｂ）の調
製）上記第２級ドデカノールエトキシレート１５５ｇ
（０．６７モル）および水酸化ナトリウム０．２ｇをス
テンレス製オートクレーブに仕込み、窒素置換後、１５
０℃に昇温し、酸化エチレン２１７ｇ（４．９３モル）
を３時間で導入し、その後さらに１時間、１５０℃で保
持した後、冷却し、内部ガスをパージした後、反応生成
物としてポリエトキシレート（アルコールアルコキシレ
ート（Ｂ））を得た。このポリエトキシレートにおけ
る、酸化エチレンの付加モル数は７．３モルであった
（前記一般式（３）において、ｎ＝７．３）。

【００４１】（性能試験）上記アルコールアルコキシレ
ート（Ｂ）の２重量％水溶液を調製し、金属加工油剤の
性能評価用サンプルとした。臭気は認められなかった。

【００４２】摩擦試験曽田式振り子摩擦試験機を用いて測定した結果、摩擦係
数は０．１５であった。

【００４３】防錆性サンプル水溶液に食塩を１００ｐｐｍ添加し、鉄片を浸
漬し、６時間後の状態を観察したところ、鉄片に錆の発
生はなかった。

【００４４】実施例２（アルコールアルコキシレート（Ａ）の調製）ドデセン
（実施例１と同様にして得た、１−ドデセン２５モル％
とインナードデセン７５モル％とからなる混合物）８１
０ｇ、トリエチレングリコール１０００ｇおよびＢＥＡ
型ゼオライト（商品名：ＶＡＬＦＯＲＣＰ８１１Ｂ
Ｌ−２５、ＰＱ社製）１００ｇを撹拌機および還流冷却
器を備えた３０００ｍｌのガラス製反応器に仕込み、窒
素雰囲気下、１５０℃で３時間反応させた。反応終了
後、反応液を室温まで冷却し、相分離した上層のドデセ
ン相を分離し、蒸留した。未反応のドデセンを留出させ
た後、減圧度２ｍｍＨｇで２０５〜２１０℃の沸点範囲
で第２級ドデカノールトリエトキシレート（アルコール
アルコキシレート（Ａ））１３５ｇを得た。

【００４５】この第２級ドデカノールエトキシレート
は、Ｈ−ＮＭＲにて分析したところ、前記一般式（２）
において、Ｒ¹がメチル基であるエトキシレート（Ａ
１）の割合は６５モル％であり、残りはＲ¹がエチル基
以上のエトキシレート（Ａ２）であった。

【００４６】（性能試験）上記アルコールアルコキシレ
ート（Ａ）の２重量％水溶液を調製し、金属加工油剤の
性能評価用サンプルとした。臭気は認められなかった。

【００４７】摩擦係数曽田式振り子摩擦試験機を用いて測定した結果、摩擦係
数は０．１７であった。

【００４８】防錆性サンプル水溶液に食塩を１００ｐｐｍ添加し、鉄片を浸
漬し、６時間後の状態を観察したところ、鉄片に錆の発
生はなかった。

【００４９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ１０Ｎ 40:20 (72)発明者恩田義幸大阪府吹田市西御旅町５番８号株式会社日本触媒内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素数８〜３０のオレフィンと（ポリ）
アルキレングリコールとを付加反応させて得られる高級
第２級アルコールアルコキシレート（Ａ）および／また
は該アルコールアルコキシレート（Ａ）をさらに炭素数
２〜８のアルキレンオキシドと反応させて得られる高級
第２級アルコールアルコキシレート（Ｂ）を含有する金
属加工油剤。