JPS5813697A - 金属加工油用乳化剤 - 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】 金属加工の特に屑出し加工の際に水性エマルジョンとし
て使用される乳化性金属加工油を製造するために、乳化
剤としてしばしばいわゆる天然または合成のナトリウム
−石油スルホネート、すなわち芳香族スルホン酸のナト
リウム塩が使用される。これらの公知の化合物の欠点は
、これらの乳化剤の使用量が必然的に高くなること、潤
滑作用が失なわれるととそして細菌類およびカビ類に侵
され易いことである。

本発明の対象は、 Ａ）　部分塩素化パラフィンと混合された塩素化パラフ
ィンスルホネートＴｈａｏないし５０重量％、好ましく
は４０ないし４５蓋量％、 Ｂ）　全部で１２ないし２４個の炭素原子を有する、ア
ルキル芳香族、環状脂肪族、アルキル環状脂肪族または
好ましくは脂肪族の炭化水素のスルホン酸クロライドを
アンモニアまたは第一級低級脂肪族アミンと反応せしめ
て対応するアルキルスルホンアミドを得、次いでアルカ
リの存在下に２ないし２２個の炭素原子を有するハロゲ
ンカルボン酸と反応せしめるかまたは上記のスルホン酸
クロライドをアルカリの存在下に２ないし１１個の炭素
原子を有するアミノカルボン酸と反応せしめることによ
って得られた反応生成物であって、その際この反応生成
物は後刻ナトリウム−、カリウム−、モノ−、ジーまた
はトリアルカノールアミン塩、モルフォリン塩またはシ
クロヘキシルアミン塩に変換されうる上記反応生成物約
１５ないし３０重量％、好ましくは２０ないし２５重量
％、Ｃ）　　式　　　　　　　□ Ｒ（ＣＨ２ＣＨ２０）ｎＨ １，１峨 （上式中、ｎは３″ないし１２の数を意味しそしてＲは
Ｃ−Ｃアルカノイルオキシまたはアルク１０　　２２ ノイルオキシ、Ｃ３−Ｃ２□アルコキシまたはアルカノ
ール、Ｃ６’１６アルキルフエニル、Ｃ６Ｃ１６フルキ
ルナ７チルまたはモノ−、ジーまたはトリーｃ８Ｃ２２
アルキル−またはアルケニルアミンを意味する）で表わ
される界面活性化合物的１５ないし２０重量％、好まし
くは１２ないし１７重量％、および Ｄ）　モノ−またはジェタノールアミンと１２ないし２
０個の炭素原子を有する飽和または不飽和脂肪族カルボ
ン酸との反応生成物約１５ないし２５重量％、 からなる乳化剤であって、鉱油に対する卓越した乳化作
用および高い腐食防止作用と共に、同時に潤滑および制
菌／殺菌作用を示す改良された乳化剤である。

上記の混合物の乳化作用は、実質的に成分Ａの作用に基
づく。それに対して残シの成分は、むしろ腐食防止作用
をもたらす。

成分Ａの場合には、それぞれ炭素原子数１２ないし１７
の鎖長を有するクロルパラフィンと第二クロルアルカン
スルホネートとの混合物であって、好ましくは５５　：
　４５の割合およびこの混合物／モノに対して塩素１．
２５〜５モルの塩素化度を有する混合物が実質的に重要
である。これらの生成物ハ、パラフィンのスルホキシド
化の際に得られる、第二アルカンスルホネートと未反応
パラフィンとからなる混合物の塩素化によって得られる
。

成分Ｂは、実質的に式 （上式中、Ｒはそれぞれ１２ないし２４個の炭素原子を
有するアルキル芳香族、環状脂肪族、アルキル環状脂肪
族または好ましくは脂肪族の残基を意味し、Ｒ１は水素
原子またはＣＨ３基を意味し、Ｒ２は水素原子または３
個までの炭素原子を有するアルキル−またはオキシアル
キル基または残−−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ−ＣＯＯＹ １ を意味し、Ｘは０ないし９の数を意味しそしてＹは水素
原子またはアルカリ金属−、アルカノールアミン−また
はモルフオリ′ン陽イオイ、を意味する）で表わされる
化合物である。脂肪族炭化水素のスルホ塩素化生成物か
ら出発するこれらの反応生成物の製造は、例えばドイツ
特許第７６７．０７１号明細書に記載された方法に従っ
て行なわれる。

アルキルスルホン酸クロライドとしては、ドデシルベン
ゼンスルホン酸−クロライド、オクチルベンゼンスルホ
ン酸クロライド、゛イングロビルナフタリンスルホン酸
クロライドまたはノニルナフタリンスルホン酸クロライ
ドが重要である。

成分Ｃとしては、分子中に３ないし１２個のエチレンオ
キサイド単位および１個の疎水性炭化水素残基を含有す
るもののような非イオン界面活性化合物が用いられる。

この型の適当な非イオン界面活性化合物は、例えば、約
１０ないし１２個の炭素原子を有する飽和または不飽和
の脂肪酸、特に１６ないし１８個の炭氷、原子を有する
不飽和脂肪酸１モルへのエチレンオキサイド約６ないし
１０モル、特に８ないし９モルの付加化合物；約８ない
し２０個の炭素原子を有する飽和または不飽和脂肪アル
コール、特に１６ないし１８個の炭素原子を有する不飽
和脂肪アルコール１モルへのエチレンオキサイド約４な
いし１０モル、好ましくは５ないし６モルの付加生成物
；アルキル基が約６ないし１６個、好ましくは８ないし
１２個の炭素原子を包含することができかつ直鎖状また
は分枝鎖状であシうるアルキルフェノールマタ正アルキ
ルナフトール１モルへのエチレン−ジ オキサイド約４ないし１２モル、特に６ないし８モルの
付加生成物、ならびにアルキル基中に８ないし２２個、
好ましくは１４ないし１８個の炭素原子を有する飽和ま
たは不飽和の第一、第二または第三アルキルアミン１モ
ルとエチレンオキサイド約３ないし１０モル、好ましく
は５ないし７モルとの反応生成物である。濃縮物中の成
分Ｃの割合は、好ましくは１５重量％である。

本発明による金銭”□属加工油の成分りにお員ては、式 で表わされる化合物約４０ないし７０重量％、好ましく
は５０ないし６０重量％、ならびに式で表わされる化合
物約ＩＯないし５０重量％、好１しくは２０ないし４０
重量％、および残りが式％式％ で表わされる化合物約１０ないし２０重量％から実質的
になる混合物が重要である。上記各式において、Ｒは１
２ないし２０個の炭素原子を有するアル ルキーまたはアルケニル基を意味し、そしてＸは水素ま
たは残基−０ＣＲを意味する。本発明による金属加工油
において成分りは、好ましくは２０重量％の割合で含有
されている。

成分りは、１２ないし２０個、好ましくは１６ないし１
８個の炭素原子を有する飽和または不飽和の脂肪酸１モ
ルをモノ−またはジェタノールアミン約１ないし３モル
、好ましくは２モルと反応させることによって得られる
。この反応は、両成分を混合し、そして約１００ないし
１６０℃、好ましくは１２０ないし１５０℃に約３ない
し６時間加熱することによって実施されうる。

本発明による金属加工油は、成分Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの
ほかに更に一定の範囲内で、エマルジョンの泡止めおよ
び安定化に役立つ他の補助および添加物質を含有しうる
。そのような物質は、例えばシリコーン油エマルジョン
および石油である。それ自体で泡止め作用をする石灰セ
ッケンを形成する脂肪酸の添加もまたしばしば合目的で
あることが判った。脂肪酸およびそれから形成された塩
は、更にエマルジョンを形成する自発性およびエマルジ
ョン自体の安定性を増大する。これらの生成物は、また
乳化剤、すなわち成分ＡないしＤの混合物に混合するこ
ともできる。

本発明の乳化剤は、使用に当っては１５ないし６０重量
％、好ましくは２０ないし５０重量％の量で、パラフィ
ン基鉱油に混合または添加される。これらのいわゆる金
属加工油は、水で１：２０ないし１：１００、好ましく
は１：３０の割合で希釈される。

これらのエマルジョンは、非鉄金属（重金属および軽金
属）の切削加工、例えば切断、穴ぐシ、フライス削シ、
旋盤加工、研磨その他の際の冷却、潤滑および腐食防止
に用いられる。

上記のＡで記載されたクロルアルカンスルホネートおよ
びクロルパラフィンを天然産または合成の石油スルホネ
ートと比較した場合の有利性は、下記の結果から明らか
である。潤滑作用を測定するため、これらの生成物の１
０ないし２０％水溶液を調製し、ライヘル）　（Ｒｅｉ
ｃｈｅｒｔ）によるフレツチング秤シを用いて潤滑作用
の尺度としてバールで表わした比表面圧力を測定した：
生成物■：天然産石油スルホネートＮａ−モル数４３０
生成物■：合成石油スルホネートＮａ−モル数４３０生
成物■：パラフィンＣ１２−Ｃ□７スルホネート生成物
ｗ　：　２．５モルのＣＪを有する１≧くラフインＣ１
□−Ｃ１７スルホネート 生成物ｖ：Ｃ１５モルを有するパラフィンＣＩ２　　’
１７スルホネート。

生成物番号　　１０Ｘ水溶液　　２０％水溶液、　Ｉ　
　　　　１３５バール　　１７０バール■１２０バール
　　１６０バール ■２００パール　　３００バール ■２７０バール　　３５０バール ｖ３２０バール　　４００バール 細菌類およびカビ類に対する本発明によるエマルジョン
の高いそして使用期間に仝って重要な安定性は、尻化剤
として石油スルホネートを用いて調製されたエマルジョ
ンに比較した下記の記載から明らかである： 力工油Ａ比 ８０重量％　パラフィン５０ないし７０％ナフテン２５
ないし３０％ 芳香族物質０ないし２５％からなる鉱油粘度：３ないし
５０Ｅ／２０℃、 ２０重量％　合成または天然産の石油スルホネ→１”）
Ｎａ塩（活性物質的６２％）・；。

分子量４２０　　３５％ アルキルスルホンアミド酢酸のナトリウム／）ＩＪエタ
ノールアンモニウム塩　１５％ノニルフェノール＋６モ
ルのエチレン オキサイド　　　　　　　　　　１５％トール油脂肪酸
〜ジェタノールアミド １５％ 工業用油酸　　　　　　　　　　１５％苛性カリ溶液（
５０％）　　　　　　５％からなる乳化剤。

金属加工油Ｂ（本発明による ８０重量％　パラフィン　　　　　　　　５０すいシフ
０％ナフテン　　　　　　　　　２５ないし３０％芳香
族物質　　　　　　　　　０ないし２５％からなる鉱油
、 ２０重ｉ％　　クロル−ＣＩ２　０］７パラフインスル
ホネートのナトリウム塩および クロル−ＣＩ２　　Ｃ１７パラフイン（活性物質４５％
） 塩素含有！２．５モル　　　　　　　３５％Ｃ１３ｃｔ
ｓアルキルスルホンアミド酢酸のナトリウム／トリエタ
ノールアンモニウム塩１５％ ノニルフェノール＋６モルのエチレン オキサイド　　　　　　　　　　　　１５％トール油脂
肪酸とジェタノールアミン との反応生成物　　　　　　　　　１５％工業用油酸　
　　　　　　　　　　１５％苛性カリ溶液（５０％）　
　　　　　　５％からなる乳化剤。

上記の金属加工油から３％のエマルジョンを調製したが
、これらは２０℃において２４時間放置した後において
も変化を示さなかった。このことは、乳化剤の成分Ａ含
有量が少々い金属加工油Ｂについても当てはまる。これ
らの３％エマルジョンを微生物に対する負荷試験にかけ
た。

開始後、ｘ、７．ｔｊ、２ｔおよび２８日目にそれぞれ
エマルジョン１ｍｌ当シの菌の数を算して測定を行なっ
た。

６ 開始時　　１０１０６１０５ １日後　　１０　　　　　１０”　　　　　　１０５７
日後　　１０　　　　　１０’　　　　　　　１０５Ａ
　　　　　１４日後　　１０’　　　　　　１０　’　
　　　　　　１０５２１日後　　１０’　　　　　　１
０４　　　　　　１０５２８Ｅｌ後　　１０５１０’　
　　　　　　１０５開始時　　１０５１０５１０’ １日後　　１０５１０’　　　　　　　１０５７日後１
０’　　　　　　１０’　　　　　　　１０’Ｂ　　　
　１４日０ｌ０’　　　　　　１０３１０３２１日後　
　１０１ｏ２１ｏ３ 四日後　　１０　　　　　　１０２１０３（※）　緑膿
菌（ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａａ　ａｅｒｏｇｉｎｏｓａ）
類似のダラム陰性バクテリア菌株 生物学的分解能力に関しては、ツァーンーウェレンス（
ｚａｈｎ　−Ｗｅ　１１ｅｎｓ）試験によれば、ナトリ
ウム−石油スルホネートは、分解能力が不良であると見
なされ、そして塩素化パラフィンスルホネートは、分解
能力がすぐれていると見なされる。

成分Ａの製造例： 例１ 鎖長Ｃ，２−Ｃ，７のパラフィンのスルホキシド化によ
って得られ、下記の組成： 第二アルカンスルホン酸３８．２Ｘ 硫酸　　　　　　　　　　　１．６％ パラフィン（Ｃ１２−Ｃエフ）　　　　５ａ−ａ％水　
　　　　　　　　　　　　　　　　　６．９％を有する
漂白された濃縮物１，４００重量部を塩素化容器に導入
し、攪拌下に８０’ＣにおいてＷ触媒を用いガス状塩素
１，６００重量部で塩素化し、その際発生するＨＣＪガ
スを冷却器を介・、して追出す。次に、塩素化生成物を
加熱器付き分離漏斗に導入しそしてなお存在する硫酸３
００重量部と共に攪拌することによって除去：する。そ
の後で反応生成物が・□？・。

ら減圧下に過剰の塩酸を留去し、そして５０％水酸化ナ
トリウム溶液１４０重量部を用いてｐＨ３〜４まで中性
化する。牽シの水を６０〜７０℃において減圧下に、残
シの含水量が１％以下になるまで除去する。トリエタノ
ールアミン約３０重量部を用いて最終ｐＨ値を約７，５
〜８に調整し、そしてなお注下しうる褐色の液体の形で
乳化剤２，１５０重量部を得る。このものは、アルカン
スルホン酸１モル当シ塩素約２．５モルの塩素化度を有
する。

例２ 例１による漂白濃縮物１，４００重量部を例１に記載さ
れた条件に従って塩素ガス８００重量部を用いて塩素化
する。過剰の硫酸を水性塩酸を用いて分離し、次いでＨ
ＣＩを留去した後に、５０％水酸化ナトリウム溶液１４
５重量部で中和する。次に、残留水を１％以下の含有量
になるまで留去する。

淡褐色のペースト状の乳化剤１，７２５重量部が得られ
、このものは乳化性および腐食防止性において例１の乳
化剤と一致する。塩素化度は、アルカンスルホン酸１モ
ル尚り塩素的１．２５モルである。

例３ 鎖長Ｃ１□−Ｃ１７のパラフィンのスルホキシド化によ
って得られ、下記の組成： パラフィン（Ｃ１２Ｃ１７）　　　　　３２％水　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　３８％８％第二アル
カンスルホン２％ 硫酸　　　　　　　　　　　８％ を有する４成分系２，３３０重量部を塩素化容器におい
て攪拌下に１００℃でガス状塩素１，６００重量部を用
いて塩素化し、その際発生するＨＣｉを冷却を介して除
去する。反応が完了した後に、８０℃に冷却し、水性酸
を下相として流出させる。上相中になお存在する残りの
塩酸を窒素の吹込みによって除去する。次いで、５０℃
において水酸化ナトリウム１４５重量部を用いて中和し
、残りの水を減圧下に除去する。２．５モルの塩素化度
を有し注下可能の淡褐色の乳化剤２，１００重量部が得
られる。

例４ 例３による４成分系名３３０重量部を塩素ガス３．２０
０重量部を用いて塩素化する。水性下相を分離しそして
ＨＣＩガスを追出した後に、上相を５０℃において５０
％水酸化す）　ＩＪウム溶液１５０重量部を用いて中和
し、過剰の水を減圧下に除去する。

塩素５モルの塩素化度を有する暗褐色のよく注下しうる
乳化剤４１００重量部が得られる。

本発明によるその他の乳化剤を以下に列挙する。それら
はすべて単に全部の成分を混合することによって得られ
る。

工 ５５％　　クロル−Ｃ１゜−Ｃ１□パラフインスルホネ
ートのＮａ塩およびクロル−Ｃ１２Ｃ１□−パラフィン
（塩素含有量１．５モル） １５％　ｃｔ３　ｃｔｓアルキルスルホンアミド酢酸の
ナトリウム／トリエタノールアンモニウム塩１５％　　
オレイルアミン＋５モルのエチレンオキサイド２０％　
　トール油脂肪酸とジェタノールアミンとの反応生成物 ５０％　　クロル−０１２−Ｃ１７ハシフインスルホネ
ートのＮａ塩およびクロル−ｄζ１２　　Ｃ１□パラフ
イン（塩素含有量１．５モル）′ ２０％　Ｃ１３Ｃ１８アルキルスルホンアミド酢酸のナ
トリウム／トリエタノールアンモニウム塩１０％　　油
酸＋７モルのエチレンオキサイド２０％　　大豆油脂肪
酸とジェタノールアミンとの反応生成物 立 ４０％　　クロル−０１２−０１７パラフインスルホネ
ートのＮａ塩およびクロル−０１゜−０１７−パラフィ
ン（塩素含有量２．５モル） ２５％　Ｃ１３’１８アルキルスルホンアミド酢酸のナ
トリウム／トリエタノールアンモニウム塩１５％　　ノ
ニルフェノール＋６モルのエチレンオキサイド２０％　
　ヒマワリ種子油脂肪酸とジェタノールアミンとの反応
生成物 」と ４０％　　クロル−Ｃ１□−Ｃ１７パラフインメルホネ
ートのＮａ塩お千びクロル−Ｃ１□−Ｃ１□−パラフィ
ン（塩素含有量２．５モル） ２５％　Ｃ１３−Ｃ１８テ付ルスルホンアミド酢酸のナ
トリウム／１リエタノールアンモニウム塩１５％　油酸
＋７モルのエチレンオキサイド２０％　　トール油脂肪
酸とジェタノールアミンとの反応生成物 ヱ ３０％　　クロル−Ｃ１２Ｃ１７パラフインスルホネー
トのＮａ塩およびクロル−ＣＩ２　　Ｃ１７バラフイン
（塩素含有５モル） ３０％　Ｃ１３Ｃ１８アルキルスルホンアミド酢酸のナ
トリウム／１リエタノールアンモニウム塩２０％　　ノ
ニルフェノール＋６モルのエチレンオキサイド２０％　
　トール油脂肪酸とジェタノールアミンとの反応生成物 ３０％　　クロル−Ｃ１２Ｃ１７パラフインスルホネー
トのＮａ塩およびクロル−Ｃ１２Ｃ１７−パラフィン（
塩素含有量５モル） ３０％　Ｃ□３　　Ｃ１８アルキルスルホンアミド酢酸
のナトリウム／トリエタノールアンモニウム塩２０％　
　オレイルアミン＋５モルのエチレンオキサイド２０％
　　大豆油脂肪酸とジェタノールアミンとの反応生成物
。

第１頁の続き ０発　明　者　ホルスト・ロルケ ドイツ連邦共和国リーデルバツ ハ・ウアツヒエンハイメル・ス トラーセ１４ ３、補正をする者 事件との関係　　出願人 ４、代理人 ５、補正命令の８附　（自　発） 昭和　　　年　　　月　　　日　。

、１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ａ）部分塩素化パラフィンと混合された塩素化パラ
   フィンスルホネート３０ないし５０重量％、 Ｂ）全部で１２ないし２４個の炭素原子を有する、アル
   キル芳香族、環状脂肪族、アルキル環状脂肪族または好
   ましくは脂肪族の炭化水素のスルホン酸クロライドをア
   ンモニアまたは第一級低級脂肪族アミンと反応せしめて
   対応するアルキルスルホンアミドを得、次いでアルカリ
   の存在下に２ないし２２個の炭素原子を有するハロゲン
   カルボン酸と反応せしめるかまたは上記のスルホン酸ク
   ロライドをアルカリの存在下に２ないし１１個の炭素原
   子を有するアミノカルボン酸と反応せしめることによっ
   て得られた反応生成物であって、その際この反応生成物
   は後刻ナトリウム−、カリウム−、モノ−、ジーまたは
   トリアルカノールアミン塩、モルフォリン塩またはシク
   ロヘキシルアミン塩に変換されうる上記反応生成物１５
   ないし３０重合％。 Ｃ）式 ％式％） （上式中、ｎは−３ないし１２の数を意味しそしてＲは
   ＣＩｏ−０２゜アルカノイルオキシまたはアルケノイル
   オキシ、Ｃ８−Ｃ２゜アルコキシまたはアルケノキシ、
   Ｃ６−ｃ１６アルキルフエニル、Ｃ６−Ｃ□６アルキル
   ナフチルまたは七ノー、ジーまたはトリーＣ３−Ｃ２□
   アルキル−またはアルケニルアミンを意味する）で表わ
   される界面活性化合物１５ないし２０重量％、およびＤ
   ）　　モノ−、またはジェタノールアミンと１２ないし
   ２０個の炭素原子を有する飽和または不飽和脂肪族カル
   ボン酸との反応生成物１５ないし２５重量％、 からなることを特徴とする金属加工油用乳化剤。 ２、成分Ａ４０ないし４５重量％、成分Ｂ２０ないし２
   ５重量％、成分Ｃ１２ないし１７重量％および成分Ｄ２
   ０重量％からなる特許請求の範囲第１項記載の乳化剤。