JPS58145791A - 水系潤滑油組成物 - Google Patents

水系潤滑油組成物

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JPS58145791A
JPS58145791A JP2919682A JP2919682A JPS58145791A JP S58145791 A JPS58145791 A JP S58145791A JP 2919682 A JP2919682 A JP 2919682A JP 2919682 A JP2919682 A JP 2919682A JP S58145791 A JPS58145791 A JP S58145791A
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皆川 賢一郎
Noboru Aragaki
新垣 昇
Yoshiharu Tanizaki
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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】 本発明は含水型の作動油および金属加工油などと1−9
て使用される水系潤滑油に関するものである。
従来より作動油および金属加工油などには、潤滑油の漏
洩にもとづく火災の発生を未然に防止する目的で水系潤
滑油が多く使用されてきた。
水系潤滑油には、エマルジョン系、水〜グリコール系の
難燃性作動油ならびにエマルジョン系、)    ソリ
ュブル系、ソリューション系の切削油およびプレス油等
があるが、近年潤滑性の優秀さから水溶性のポリエーテ
ル系化合物を基剤と(5て用いた水〜クリコール系難燃
性作動油やソリューション系切削油の使用が増加してい
る。
しかしながら、これら水系潤滑油の基剤として用いられ
る水溶性のポリエーテル化合物は廃水捷たは廃液処理を
することが困難であることが良く知られている。すなわ
ちz IJエーテル化合物は生物分解が困難なため、活
性汚泥による生物分解処理法を適用することができない
。また薬剤による分離方法として、大過剰の無機塩を添
加し、塩析する方法が知られているが、この方法でも水
系潤滑油中に添加されている他の添加剤や溶剤等の影響
を受けることから、完全に分離させることは困難であっ
た。さらに活性炭やベントナイト等の吸着剤でポリエー
テル系化合物を吸着除去する方法が知られているが、こ
の方法は高い除去率が得られるにも拘らず、多量の吸着
剤を必要とすることから、実用上問題があった。
一方、分離し7難い完全水溶性ポリエーテル化合物の代
りに、常温付近に曇点を持つポリエーテル化合物を使用
し、界面活性剤等の第3成分を加えて可溶化させる試み
もなされているが、このものは水溶液での安定性が悪く
、また潤滑油として使用するのに十分な粘度を得ること
ができないため、処理性が良いにも拘らず、いまだに実
用に供されていない。
本発明は以上のような従来のものの欠点を解消するため
になさ11.たもので、特定のポリエーテル化合物を組
合せることにより、潤滑油として使用するに十分な粘度
を持ち、かつ廃水または廃液処理性に優れた水系潤滑油
組成物全提供することを目的としている。
本発明は、下記の〔13式で示されるポリエーテル化合
物と(rI)式または〔■〕式で示されるポリエーテル
化合物と?含有する水系潤滑油組成物である。
R’ (X[((C2H40)a(C,H2+10)5
)(CpH290几Ham)。〔■〕(式中、R1は炭
素数2ないし26の多価アルコール残基、多価フェノー
ル残基またはポリアミン残基、Xは酸素原子または窒素
原子、pはろまたは4、aはエチレンオキシドの平均付
加モル数、bオヨヒCは炭素数54たは4のアルキレン
オキシドの平均付加モル数で、a + b 十cは10
ないし5000、b / a id oないし1で、b
が0でないとき()内はランダム状に付加しており、c
 / (a + b )は2/8ない1.8/2で〔〕
内は式の順序でブロック状に付加]7ており、mば1ま
たは2、nは2ないし8の整数である。) R20(C2H40)dH[II] (式中、R2は炭素数5ないし8の炭化水素基、dはエ
チレンオキシドの平均付加モル数で0.2すいし2であ
る。) R3[X ((CpH2pO)e)(l、、 ]、  
      〔r旧(式中、R3は炭素数2ないし9の
多価アルコール残基捷たはポリアミン残基、eは炭素数
3または4のアルキレンオキシドの平均付加モル数で4
ないしio、X、p、mおよびnは〔■〕式化合物と同
じである。) 本発明に用いる〔13式で示されるポリエーテル化合物
において、R1i残基とする炭素数2ないし2乙の多価
アルコール、多価フェノールまたはポリアミンの例とし
てはエチレングリコール、ゾロピレンクリコール、ブタ
ンジオール、ヘキシレングリコール、オクテレングリコ
ール、グリセリン、トリメチロールプロパン、はンタエ
リスリトール、ソルビトール、クリコース、ショ糖、エ
チルジェタノールアミン、ブナルンエタノールアミン、
トリエタノールアミン、トリプロパツールアミン、# 
、 #’ −’、;−ナフチルーp−フェニレンジアミ
ン、4.4′−ンーアミノジフェニルメタン、4 、4
’−ジーアミノンゾクロヘキンルメタン、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
、テトラエチレンはンタミン、はンタエテレンヘキサミ
ン、ビスフェノールA、水添ビスフェノールA、4.4
’−ブナリデンビス(6−タージャリーブチル−6−メ
チルフェノール) 、4゜4′−チオビス(6−タージ
ャリーブチル−6−メチルフェノール)、カテコール、
レゾルシノール等がある。
CD式および110式において、(C,H2pO)で示
される炭素数3捷たは4のアルキレンオキシドとし。
ではプロピレンオキンド、ブチレンオキノド、テトラヒ
ドロフラン等があり、これらにそれぞれ単独で、または
混合状態で付加し2てもよい。mばXに直接結合する鎖
の数を示[〜、Yが酸素原子のとき1、Yが窒素原子の
とき2である。nはI’(’ tたはR3に直接結合す
る鎖の数を示し7、R1またはR3の価数に対応する。
〔13式の化合物は]%lを残基とする前記化合物を出
発原料として、これにエチレンオキシドヲ単独で付加重
合させるか、あるいはエチレンオキシドと炭素数3また
は4のアルキレンオキシドをランダムに規定量付加重合
させた後、炭素数3または4のアルキレンオキシドをブ
ロック的に付加重合させることによって得られる。
本発明に用いる〔R9式で示されるポリエーテルはンタ
ノール、ヘキサノール、ヘプタツール、オ(7) ポリエーテル化合物はこれらの脂肪族アルコールにエチ
レンオキシドを付加させることにより得られ、まだ必要
であれば1モル付加体だけを蒸留により分取し、て得る
ことができる。
本発明に用いる[1111式で示されるポリエーテル化
合物において、R3を残基とする炭素数2ないし9の多
価アルコールまたはポリアミンの例としては、エチレン
グリコール、フロピレンゲリコール、ブタンジオール、
ヘキシレングリコール、オクチレングリコール、グリセ
リン、トリメチロールプロパン、はンタエリスリトール
、ソルビトール、グルコース、エチルジェタノールアミ
ン、フチルジエタノールアミン、トリエタノールアミン
、トリプロパツールアミン、エチルジブロバノールアミ
ン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエ
タノールアミン、テトラエチレンはンタミン、はンタエ
チレンへキサミン等がある。
〔1旧式のポリエーテル化合物はこれらの多価アルコー
ルまたはポリアミンを出発原料として、これに炭素数3
4たは4のアルキレンオキシドを付加重合することによ
って得られる。
141式で示されるポリエーテル化合物において、エチ
レンオキシドおよび炭素数′5または4のアルキレンオ
キシドの合計付加モル数を10ない(23、000の範
囲に限定したのは、10モル未満では分子量が低すぎて
完全水溶性になってしまい、増粘性を示さず、さらに廃
水または廃液の処理性が良くないからであり、またろ0
00モルを越えると機械的剪断応力のかかる条件下で分
子切断による粘度低下が激し、<、実用上問題があるか
らである。
ブロック側御重合部分の炭素数ろまたは4のアルキレン
オキシドと、エチレンオキシドまたはランダム付加重合
部分との比率、すなわちc / (a + b )を2
/8ないし8/2の範囲に限定し7たのは、 8/2を
越えると水溶性が劣って水系潤滑油として使用できなく
なるからであり、また2/8未満では炭素数3丑たは4
のアルキレンオキシドに由来する疎水基部分が小さすぎ
て完全水溶性となってしまい、廃水または廃液の処理性
が悪くなるとともに増粘効果が小さくなってし捷うから
である。
エチレンオキシド捷たはランダム付加重合部分とブロッ
ク付加重合部分のアルキレンオキシドとをこの順序でブ
ロック的に付加重合させる理由は、ランダム的に付加し
た場合には疎水基と親水基のノ9ランスがとれず、増粘
効果を示さず水系潤滑油として使用できないことによる
〔19式における各単位の配列、すなわち(炭素数3ま
たは4のアルキレンオキシド部分)〜(エチレンオキシ
ド捷たはランダム付加重合部分)〜(炭化水素基)〜(
エチレンオキシド捷たはランダム付加重合部分)〜(炭
素数3または4のアルキレンオキシド部分)以外の配列
、例えば(エチレンオキシド捷たはランダム付加重合部
分)〜(炭素数3寸たは4のアルキレンオキシド部分)
〜(炭化水素基)〜(炭素数3または4のアルキレン闘
    オキシド部分)〜(エチレンオキシド丑たはラ
ンダム付加重合部分)の配列では1つたく増粘効果を示
さず、水系潤滑油として使用できない。
(11) 〔113式で示されるポリエーテル化合物において、エ
チレンオキシドの付加モル数ヲ0.2すいし2モルと限
定したのは、2モル以上では水溶性力強くなりすぎて、
廃水捷たは廃液の処理性が悪くなり、0.2モル未満で
は水溶性が劣ることによる。
〔■〕式で示されるポリエーテル化合物の出発原料とな
る化合物の炭素を5ないL= 8の範囲に限定したのは
、5未満では水溶性が強くなりすぎ、廃水または廃液の
処理性が悪くなることによる。また8を越えると疎水性
が強くなりすぎ、水系潤滑油として使用できなくなると
ともに、界面活性剤としての性質が強くなりすぎ、廃水
または廃液の処理性をかえって悪くさせ、また泡立ち性
が強くなることによる。
〔1旧式で示されるポリエーテル化合物において炭素数
3または4の付加モル数を4ないし、10の範囲に限定
したのは4モル未満では水溶性が強すき、廃水または廃
液の処理性が悪くなることによる。また10モルを越え
ると、炭素数3またけ、4のアルキレンオキシドに由来
する疎水性が強くな(12) りすぎて水に溶けず、水系潤滑油として使用できなくな
ることによる。
上記〔19式のポリエーテル化合物と〔■〕弐捷たけ〔
]11〕式のポリエーテル化合物とは任意の割合で配合
し2、水に溶解して水系潤滑油組成物とされる。
〔■〕式の化合物と[100式の化合物とは併用し7て
もよい。捷た[19式ないし〔1旧式の化合物は1種類
であってもよく、2種類以上の混合物であってもよい。
本発明の水系潤滑油は〔19式で示されるポリエーテル
化合物を1ないし40重量%、〔■〕弐捷たは〔口1〕
式で示されるポリエーテル化合物を1ないし40重量%
含有するのが望捷しい。低温下における凍結防止能が必
要とされる水系潤滑油には、さらに高沸点溶剤を加える
ことができる。この場合、好ましい組成としては〔19
式で示されるポリエーテル化合物1ないし40重量%、
〔■〕式1たは[+11]式で示されるポリエーテル化
合物1ないし。
30重量%、高沸点溶剤10ないし75050重量%る
前記の高沸点溶剤としてはエチレングリコーノペジエチ
レングリコール、トリエチレンクリコール、プロピレン
グリコール、シフロピレンクリコーノへ) IJ i 
o ヒvンクリコール、ブタンジオール、ヘキシレング
リコール、オクチレングリコール、メチルセロソルブ、
エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、メチルカルピト
ール、エチルカルピトール、ブチルカルピトール、炭素
数1ないし4の低級アルコールにエチレンオキシド丑た
はプロピレンオキンドを6ないし6モル付加重合させた
ものがあるが、〔19式、〔■〕弐捷たけ[111]式
化合物と親和性の強いジプロピレングリコールなどのグ
リコールエーテル系のものが好捷しい。
本発明の水系潤滑油組成物は、さらに必要により極圧剤
、潤滑性向上剤、消泡剤、抗酸化剤などの各種の添加剤
を配合して用いることができる。
〔19式、[,10式または(rn)式で示されるポリ
エーテル化合物は、それぞれ単独では、まったく増粘効
果を示さず、水系潤滑油の基剤、とくに水〜グリコール
系難燃性作動油の基剤としては使用できないものである
が、〔19式のポリエーテル化合物と[TI’:1式捷
たl−J [111]式のポリエーテル化合物ヲ組み合
わせた組成物は優れた増粘性を示し1、水系潤滑油とし
て有用である。
本発明の水系潤滑油組成物を水で2〜200倍に希釈す
ると、〔13式、[10式寸たけ[IIH]式で示され
るポリエーテル化合物が水から分離するので、通常用い
られているセパレーター等の分離装置により容易に廃水
または廃液を処理することができる。
このように、本発明の水系潤滑油組成物は、単に水で希
釈するだけでポリエーテル成分が分離し回収することが
できるが、通常廃水処理において使用されている無機凝
集剤捷たけ高分子凝集剤等を少量添加することにより分
離性をさらに向上させることかできる。
以上のとおり、本発明の水系潤滑油組成物は粘度特性に
優れ、さらに廃水捷たけ廃液処理性が良いことから、水
〜グリコール系難燃性作動油の基剤、切削油、研削油、
プレス油等の水溶性金属加工油の基剤として優れた効果
を示す。
(15) 以下、本発明の製造例および実施例について説明する。
製造例−1〔■〕式化合物の製造 601容の気密容器にエチレングリコール31゜、9(
5モル)と水酸化カリウム60gをとり、9索ガス雰囲
気下でエチレンオキシド22kg(5o。
モル)を90ないし150’C1o5ないし50に9/
crdの加圧下で付加重合させた後に、同条件でプロピ
レンオキシド232 kg (400モル)全付加重合
させてポリオキシエチレン(1o1)オキシエチレン(
80)グリコール(プロソクホリマー) 44.91C
9(粗生成物)を得た。この粗生成物中の水酸化カリウ
ムを塩酸水溶液で中和後、80ないし、120°Cx 
50 mmHg以下の減圧下で2時間脱水し7、析出し
た塩をP別し精製反応物441cgを得た。
製造例−2〔■〕式化合物の製造 ろOl容の気密容器にヘキサノール10.21cg (
100モル)と水酸化カリウム20.9をとり、窒素カ
ス雰囲気下でエチレンオキシド4.41c9 (I D
O(16) モル)全90ないし130℃、C5ないし50kg/c
IIノ加圧下で付加重合させてオキシエチレンモノヘキ
シルエーテル14.3kg(粗生成物)ヲ得り1.この
粗生成物を製造例−1と同様の方法で精製して精製反応
物14kgを得た。
製造例−6 301容の気密容器にグリセリンt 84 kg(20
モル)と水酸化カリウム30gkとり、窒素ガス雰囲気
下でプロピレンオキシド17.4kg(300モル) 
29 Dないし160℃、05ないし5.0 kg /
dの加圧下で付加重合させてポリオキシプロピレン(1
5)グリセロールエーテル19.1 kg(粗生成物)
を得た。この粗生成物を製造例−1と同様の方法で精製
して精製反応物19k17を得た。
上記製造例に準じて、次の実施例で使用する各種の試料
を製造した。
実施例−1 以上に工り製造されたCI)式ないし[lII〕式の化
合物およびこれらに準する化合物ならびに高沸点溶剤を
使用し、表−1の組成となるエラに配合した本発明品と
比較品の水溶液について、曇点、増粘効果および消泡性
(JIS K−2518の潤滑油泡立試験方法に準する
)の試験を行った結果を表−1に示す。
表−1において、使用した化合物は構造が理解しやすい
ように、前記〔■〕ないし[+11]式に対応しない式
で示されている場合があるが、式の端に付した〔I〕、
〔■〕、C11’llはそれぞれ[1)]、〔■〕、〔
1■〕式化合物を示し、()内はランダム重合、他はブ
ロック重合である。比較品中、試料扉18は一般的な水
〜グリコール系難燃性作動油の基剤としての配合剤f 
アリ、Al1は一般的なソリューション型切削油の基剤
配合剤である。また動粘度の欄における測定不能は、測
定温度で均一な溶液とならないため、測定できなかった
ことを示す。
次に表−1の処方液を水で5倍に希釈し、凝集剤を添加
した場合としない場合について、経時によるポリエーテ
ル化合物および溶剤の分離性試験および分離液の組成分
析を行った結果を表−2に示す。
表−2において、分離性の試験は、100meの目盛付
(1ml単位)分液ロートに処方液20m1’lz入れ
、これに水8om61入れて100m1とし、分液ロー
トi2〜3回振盪して系を均一とし、経時的に分離量を
測定した。
−1,り分離物の組成分析は、分離性テストで分離した
ポリエーテル部分を抜き取り、カールフィッシャー法で
水分を測定後、10m1を採取しロータリエバポレータ
ーで50〜60℃、ろOmmHgで脱水し、残査に゛つ
いてGPC分析を行い、面積比より各々の重量%全算出
した。
(19) 表 −1(その1) 試料               成組・ ・46             構        
    造HO(C3H60)40 (C2H40)+
01 (C3H60)40 H[:■:]I  C6H
I30(C2H40)IH[II]水 HO(C3HaO)40 (C2H40)lot (C
3H60)40 H[I:]不   CH20(C3H
60)5H □2.CHO(C3H60)5H皿 −発  CH,,0(C3H60)、、 H耐水 Ll  1HO(CsHaO)u((C21LO)3o
(C3HaO’)u)(C3HaO)+aHrll□:
1C6H130(C2H40)1.8HCIT〕−、閤
プロピレングリコール 1 。
′ 11′ 表 −1(その2) 1  ’  1.C[CH20(C2H40)2oo(
C3HaO)+ooH)+    [:0発1  ′ジ
ゾロビレングリコール □ ・明: 閣 1 :  :HO(C4H80)3(C2H40)IQ(C
4H80)3H[D、品11 、  □  :  C0H190(C2H40)lH[
rI:]6: □ (i水 先 −1rその残) (21) 1HO(C3H60)2 (C2H40)4 (C3H
60)2H,11:C0H190(C2H40)1H:
水 HO(C2H40)50 (C3HaO)50 (C2
H40)50H’12’ C6H,30(C2H40)
、H(II)比    水 l  j HO(C3H60)40 (C2H40)+
01 (C3H60)41]HCD較1 :水 1’ HO(C3H60)’5(C2H40)50(C
3H60)5H、“14i C2H50(C2H40)
4H1j HO(C3H60)2o(C2H,O)、。
(C3H60)20H161HO(C3H60)2H 表 −1(その4) HO(C3H60)? (C2H40)、。(C3H6
0)7H17、HO(C3H60)、H 比   1 水 ’ HO(CaHaO)+on (C2H40)3oo
Haj1s  ンプロビレングリコール ) 1水 17.1 1 表    −2 ※1 ノニオン型ポリアクリルアミド、サンポリ−N−
500(三共化j※20強カチオン型エステル糸凝集剤
、 サンポリ−K−302((23) 戊工業■製、登録商標) ″    ″ )       (24)表−1の結果
からも明ら力・な様に〔19式、〔11〕式teはCr
lD式のポリエーテル化合物を単独で用いた場合には、
溶解しなかったり(74671,%8)、増粘しな刀・
つ1ζりする( 7469 )。ところが〔19式と[
、rT]式または〔I旧式のポリエーテル化合物2組み
合わせた本発明品は優れた増粘性を示し、ざらに消泡性
にも優れている(、%1〜7%6)。〔19式、[lT
〕式および(T10式の範囲外の化合物の場合は均一な
溶液とならなかったり(746101,%161.%1
7)、増粘性を示さなかったり(7%11、扁12、篤
14、z461 s )、増粘しても泡立ちが激しい(
746i 3 )。
表−2の結果力・ら本発明品は単に水で希釈するだけで
優れた分離性2示し、さらに分離液中におけるポリエー
テル化合物および溶剤の回収率は凝集剤を用いない場合
で、7%1で929東7462で727%、746ろで
81.9 %、7464で90′   %、7465で
836係、痛6で714%と高く廃水または廃液の分離
性に優n2ていることが判かる。一方、比較品において
は水で希釈しても分離するものはほとんどなく、凝集剤
を加えてもほとんどその効果は認められない。
表−1、表−2の結果より本発明品は水系潤滑油として
優イ9.た粘度金持ち、消泡性にも優狽4、かつ廃水ま
たは廃液の分離性に優れていることがわかる。
実施例−2 本発明品および現在一般に使用されている水〜グリコー
ル系難燃性作動油について潤滑性能を比較するため、実
施例−1の試料、46ろ、7464お工び7%18の各
試料100重量部に下記の添加剤を配合した組成物につ
いて、下記試験条件によりポンプテストヶ実施した。
(添加剤) オレイン酸          50 重量部水酸化カ
リウム       10 〃モルホリン      
   05 〃ベンツトリアゾール         
 02  〃消泡剤(信越化学工業■KM−83)  
 0.01  〃(ポンプ試験条件) 油圧ポンプ ピッカス社製V−104Cベーンポンプ?
由      @           8 011設
疋圧力   105kg/d 回転数 120Orpm 油    温      50℃ 試験時間   100時間 試験結果を辰−3に示した。衣−乙において粘度比は、
作動油の試験前の動粘度全ν1、試験後の動粘度孕ν2
とし、次式により算出した値である。
ν2 粘度比=− ν1 表 −6 表−6の結果からも明らかなように本発明品は既存の水
〜グリコール系難燃性作動油と比較しても潤滑性に差は
認められず、水系潤滑油として優れていることが判かる
代理人 弁理士  柳 原    成 (28)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 11)下記の〔19式で示されるポリエーテル化合物と
    CID式’Ieは〔■〕式で示されるポリエーテル化合
    物とを含有する水系潤滑油組成物。 R’(XC((C2H40)a(C9H2pO)b)(
    C,R2,O)cH)m)nCD(式中、R1は炭素数
    2ないし26の多価アルコール残基、多価フェノール残
    基またはポリアミン残基、Xは酸素原子または窒素原子
    、pはろまたは4、aはエチレンオキシドの平均付加モ
    ル数、bおよびCは炭素数6または4のアルキレンオキ
    シドの平均付加モル数で、a + b + cは10な
    いし3000、b/aは0ないし1で、bがOでないと
    き()内はランダム状に付加しており、c/(a+b)
    は2/8ないし8/2で〔〕円は式の順序でブロック状
    に付加しており、mは1または2、nば2ないし8の整
    数である。) R20(C2H40)dH〔■〕 (式中、R2は炭素数5ないし8の炭化水素基、dはエ
    チレンオキシドの平均付加モル数で0.2ナイし2であ
    る。) R3[X ((C,R2,0)eH)m ]。    
        〔I旧(式中、R3は炭素数2ないし−19の
    多価アルコール残基捷たはポリアミン残基、eは炭素数
    3捷たけ4のアルキレンオキシドの平均付加モル数で4
    ないし10.X、p、mおよびnは〔■〕式化合物と同
    じである。) (21[I’1式化合物1ないし40重量%、[TI’
    1式または[rll〕式化合物1ないし40重量%を含
    有する特許請求の範囲第1項記載の水系潤滑油組成物。 (3)高沸点溶剤をさらに含む特許請求の範囲第1項ま
    だは第2項記載の水系潤滑油組成物。 (4)〔■〕式化合物1ないし240重量%、DID式
    捷たは〔1■〕式化合物1ないし30重量%、高沸点溶
    剤10ないし50重量%を含有する特許請求の範囲第ろ
    項記載の水系潤滑油組成物。 (5)≠→」−−−−高沸点溶剤がジプロヒ。 レンゲリコールである特許請求の範囲第ろ項捷だけ第4
    項記載の水系潤滑油組成物。 (6)水系潤滑油が含水型作動油である特許請求の範囲
    第1項ないし第5項のいずれかに記載の水系潤滑油組成
    物。 (7)水系潤滑油が含水型切削油である特許請求の範囲
    第1項ないり、第5項のいずれかに記載の水系潤滑油組
    成物。
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