JPS5896698A - 水系潤滑油組成物 - Google Patents

水系潤滑油組成物

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JPS5896698A
JPS5896698A JP19531981A JP19531981A JPS5896698A JP S5896698 A JPS5896698 A JP S5896698A JP 19531981 A JP19531981 A JP 19531981A JP 19531981 A JP19531981 A JP 19531981A JP S5896698 A JPS5896698 A JP S5896698A
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古瀬 和夫
Yoshiharu Tanizaki
谷崎 義治
Heihachiro Okabe
岡部 平八郎
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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】 この発明は含水型の作動油および金属加工油などに使用
される水系潤滑油組成物に関するものである。
従来よシ作動油および金属加工油などには、潤滑油の漏
洩にもとす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−グリコール系難燃性作動油やソリューション型切削
油に代表されるような水系潤滑油には、潤滑性の向上剤
あるいは増粘剤として、一般に水溶性の高分子化合物、
たとえばポリメタクリル酸塩やポリエーテル類が5ない
し40重量係程度配合されている。ところが近年、省資
源、省エネルギーの観点よシ水系潤滑油中の水分量を大
幅に増加させた水系潤滑油の要求が高まりつつある。こ
の要求は特に水−グリコール系難燃性作動油に関して顕
著であシ、従来の水分量40%程度の水系作動油中ら水
分量85ないし95%程度の高含水型作動油が要求され
ている。
水−グリコール系難燃性作動油中の水分量を85ないし
95%程度に増加させることは、必然的に水系作動油中
に占める増粘剤の含量を低下させることになり、従来よ
り用いられてきた増粘剤では対処することができなくな
ってきた。すなわち少量の添加で増粘効果のあるポリメ
タクリル酸ナトリウムや分子量数十刃ないし数百刃のポ
リエチレンオキシドなどは機械的剪断応力に対して弱い
ために、使用中において分子切断による分子量低下すな
わち粘度低下が激しくて、水系作動油の増粘剤としては
不適なものである。一方、現在主に水−グリコール難燃
性作動油の増粘剤として用いられている分子量5万以下
の水溶性ポリエーテルは機械的剪断応力に対しては安定
であるが、増粘効果が小さいために少量の添加では粘度
が上昇せず、潤滑性の不良や作動機械の部品接合部分か
らの作動液の漏れが大きくて、水系作動油の増粘剤とし
ては不適当なものである。
この発明は以上のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、特定のポリエーテル化合物を配合
することにより、機械的剪断応力に対して優れた安定性
を示し、かつ増粘効果の大きい水系潤滑油組成物を提供
することを目的としている。
この発明は下記〔19式で示されるポリエーテル化合物
と、下記〔R3式または〔R3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である。
R’[X((C2H40)a(CpHzpO)bH)A
)m    −CI)(R20fC2H40)c(Cp
H2pO)d)2cH2−[11)R3Y[:(C2H
40)c(CpHzpO)dR’)n    +・[I
[l)(ここでR1は炭素数2ないし26、価数2ない
し8の多価アルコール、多価フェノールまたはポリアミ
ンの残基、R2、R3、R4はそれぞれ炭素数5ないし
26の炭化水素基、X、Yはそれぞれ酸素原子または窒
素原子、pは3または4、a、b、c、dはそれぞれエ
チレンオキシドまたは炭素数6もしくは4のアルキレン
オキシドの平均付加モル数を示し、a十すは10ないし
6000、a/bは9/1ないし′5/7、c + d
は1Dないし200、c / dは3/7以上で、dは
0でもよく、エチレンオキシドと他のアルキレンオキシ
ドはCI)式ではブロック重合しているが、(nJ、〔
R3式ではプロック重合またはランダム重合のいずれで
もよく、j、nはX、Yが酸素原子の場合は1、窒素原
子の場合は2、mはR1の価数に対応する2ないし8で
ある。) この発明の水系潤滑油組成物は下記[IV)式で示され
るポリエーテル化合物をさらに含有してもよい。
R’Z((CzH40)eTcpHzpo)fH)q 
     −[IV)(ここでR5は炭素数5ないし2
6の炭化水素基、Zは酸素原子または窒素原子、pは′
5″!たは4、e、fはそれぞれニチオンオキシドと炭
素数6もしくは4のアルキレンオキシドの平均付加モル
数でe 十fは2ないし200、e / fは6/7以
上で、fは0であってもよく、qは2が酸素原子の場合
は1、窒素原子の場合は2である。)〔13式において
、R1を残基とする炭素数2ないし26、価数2ないし
8の多価アルコール、多価フェノールおよびポリアミン
としては特に制限はないが、エチレングリコール、プ゛
ロビレングリF−ル、フチレンクリコール、ヘキシレン
グリコール、オクチルフェノ−ル、グリセリン、トリメ
チロールプロパン、エリスリトール、ペンタエリスリト
ール、ンルビトール、クルコース、ショ糖、エチルジェ
タノールアミン、ブチルジェタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、トリプロパツールアミン、N、N’−ジ
−ナフチル−p−フェニレンジアミン、4.4′−ジ−
アミノジフェニルメタ7.4.4’−u−アミノジシク
ロヘキシルメタン、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、テトラエチレンズン
タミン、−!: 7 p ニー1−レンへキサミン、ヒ
スフェノールA1水添ビスフエノールA、4.4’−ブ
チリデンビス(6−ターシャリ−ブチル−6−メチルフ
ェノール)、4,4′−チオビス(6−ターシャリ−ブ
チル−3−メチルフェノール)、カテコール、レゾルシ
ノール等が例示できる。
〔13式ないし[IV)式において、CpH2p9で示
される炭素数3または4のアルキレンオキシドとしては
プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロ
フラン等があシ、これらはそれぞれ単独または混合状態
で付加してもよい。
〔R3式ないし[IV)式において、R2、R3、R4
、R5で示される炭化水素基としては、脂肪族直鎖状、
脂環状もしくは側鎖を有する飽和または不飽和炭化水素
基あるいは芳香族炭化水素基などが含まれ、これらは炭
素数5ないし26の脂肪族飽和アルコール類、脂肪族不
飽和アルコール類、脂環式アルコール類、芳香族アルコ
ール類、アルキル置換フェノール類、アルケニル置換フ
ェノール類、脂肪族飽和アミン類、脂肪族不飽和アミー
ン類、脂環式アミン類、芳香族アミン類等の残基として
表わされる。
R2ないしR5を残基とするアルコール類、フェノール
類、アミン類の例としてははツタノール、ヘキサノール
、ヘプタツール、オクタツール、ノナノール、デカノー
ル、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、
テトラデカノール、啄ンタデカノール、ヘキサデカノー
ル、ヘプタデカノール、オクタデカノール、ノナデカノ
ール、シクロにツタノール、シクロヘキサノール、ベン
ジルアルコール、シンナミルアルコ−々、オレイルアル
コール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、デシ
ルアミン、ドデシルアミン、トリテシルアミン、テトラ
デシルアミン、はツタデシルアミン、ヘキサデシルアミ
ン、ヘプタデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイ
ルアミン等があげられ、これらは直鎖状、でも分岐状で
もよく、また1種でも数種でもよい。
mはR〜に直接結合する鎖の数を示し、鮎の価数(2な
いし8)に対応する数である。!、n、qはx、ySz
に直接結合するオキシアルキレン鎖の数を示し、x、y
、zの価数に対応する。これに対して、a、b、c、d
、e、fはそれぞれのオキシアルキレン鎖における平均
付方ロモル数を示し、前記範囲内で選択され、d、fは
0の場合を含む。オキシエチレンと炭素数6または4の
オキシアルキレンとは、(1)式では記載の順序でブロ
ック重合しているが、[11)式ないし〔■〕式ではブ
ロック重合(順序を問わない)またはランダム重合のい
ずれであってもよい。
[13式のホIJエーテル化合物は前述のR1を残基ト
スるアルコール類、フェノール類もしくはアミン類の1
種または数種を出発原料とし、これにエチレンオキシド
を付加重合したのち、炭素数3または4のアルキレンオ
キシドを付加重合させることにより製造することができ
る。
〔13式の化合物において、エチレンオキシドと他のア
ルキレンオキシドとをブロック的に付加する理由は、ラ
ンダム的に付加した場合、疎水部と親水部とのバランス
がとれず、増粘効果を示さないためである。この場合の
オキシエチレン基と他のオキシアルキレン基の配列は重
要であり、これらの配列が逆になった場合には増粘効果
を示さない。
〔13式においてa、bの比率が限定される理由は、3
/7未満では水溶性が劣って水系潤滑油として使用でき
なくなり、また9/1を越えると他のアルキレンオキシ
ドに由来する疎水基部分が少なすぎて、親水基と疎水基
のバランスがつシ合わず、増粘効果を示さなくなるため
である。他のアルキレンオキシドの付加モル数が限定さ
れるのは、10モル未満では分子量が低くすぎ、完全水
溶性となって増粘効果を示さなくなシ、また3000モ
ルを越えると機械的剪断応力のかがる条件下でめである
[11)式または(IIlJ式の化合物は、[IV)式
の化合物の末端水酸基を金属ナトリウム、水酸化ナトリ
ウム、ナトリウムメチラート、水酸化カリウム等でナト
リウム化またはカリウム化させ、この反応物にモノまた
はりハロゲン化アルキル化合物を反応させてカップリン
グ反応またはエーテル化反応を行うことによシ製造する
ことができる。
(IV)式の化合物は前述のR5を残基とするアルコー
ル類、フェノール類、もしくはアミン類の1種または数
種を出発原料とし、これにエチレンオキシドを付加し、
次いで炭素数3もしくは4のアルキレンオキシドを付加
するが、またはこれらを逆の順序で付加するか、あるい
はこれらを同時に付加するか、またはエチレンオキシド
のみを付方口することによって製造することができる。
以上における付加重合の方法は限定されず、例えばアル
カリ触媒の存在下に60ないし180 ”Oで反応させ
ることができる。
(11)ないしくTV)式において、オキシエチレン基
と他のオキシアルキレン基の比が限定されるのは、6/
7未満では水溶性が劣って水系潤滑油として使用できな
くなるためである。またこれらの付加モル数、すなわち
(c+d)または(e十f )が限定されるのは、下限
未満では出発物質の疎水性の影響が強くなり、水溶性が
劣って水系潤滑油として使用できなくなるためであシ、
また上限を越えると出発物質の分子中に占める割合が低
下し、水溶性が強くなシすぎて増粘性を示さなくなるた
めである。さらに出発化合物の炭素数が限定されるのは
、5未満では出発化合物の疎水性が小さく、他のアルキ
レンオキシドを付加重合させても疎水基と親水基のバラ
ンスがつシ合わず、増粘性を示さないためである。
〔13式ないし〔■〕式の化合物は水系潤滑油組成物の
基剤としての優れた性能を有し、〔13式の化合物と(
It)式または[111)式の化合物とを配合し、ある
いはさらに〔■〕式の化合物を配合し、水に溶解して水
系潤滑油組成物とする。本発明の水系潤滑油組成物に配
合する(I)式ないし〔■〕式の化合物はそれぞれ1種
類であってもよく、2種類以上でもよく、また(II)
式の化合物と〔■〕式の化合物はともに含まれていても
よい。好ましい配合比は、〔13式の化合物が01ない
し20重量%、〔■〕大または〔■〕式の化合物が0.
1ないし20重量%、[TV)式の化合物が0ないし1
0重量%である。これらの化合物は配合状態で水に溶解
してもよく、また別々に添加して水に溶解した状態で配
合してもよい。
以上のように配合された組成物はそのまま水系潤滑油と
して使用できるが、必要によシ他の添加剤を配合するこ
とも可能である。潤滑性を特に要求される場合には、さ
らに数平均分子量500ないし100.00 ’[]の
水溶性化合物を0.1ないし10重量%配合するのが望
ましい。この場合のより好ましい配合例を示すと、〔1
3式の化合物が05ないし10重量%、[II)式また
は(I[I]式の化合物が0.5ないし10重量%、(
TV)式の化合物が0ないし8重量%、前記水溶性化合
物が0.5ないし8重量%、水が64ないし98.5重
量%である。
このほか極圧剤、油性向上剤、消泡剤、抗酸化剤などの
各種添加剤を配合することもできる。
前記の数平均分子量500ないし100.000の水溶
性化合物としてはポリアクリル酸塩、マレイン酸共重合
物塩、水溶性尿素樹脂、ポリビニルアルコール、ポリア
クリルアミド、ポリエチレンイミン、ポリエーテル誘導
体等があるが、〔13式および[11〕式のポリエーテ
ル化合物と親和性の強いポリエーテル誘導体、特にポリ
アルキレングリコールが好ましい。
以上によシ得られる水系潤滑油組成物は十分な潤滑粘度
と剪断安定性を有し、作動油、引き抜き油、切削油、プ
レス油、その他の用途に使用可能である。
〔13式のポリエーテル化合物は単独では全く増粘効果
を示さず、また[Il)式および〔■〕式のポリエーテ
ル化合物はそれぞれ単独で増粘効果を示すが、これらの
化合物は水溶液中での安定性が悪く、経時的に分離し、
作動油の基剤としては不適当なものである。また〔■〕
式のポリエーテル化合物は、出発原料の疎水基とアルキ
レンオキシドの付加モル数のつシ合った非常に狭い領域
において、単独で増粘効果を示すことが知ら°れている
が(「非イオン界面活性剤」石井義部著、誠文堂新左社
出版)、この場合の増粘性は温度依存性が高い欠点があ
る。すなわちこの場合の増粘効果は水溶液の画点温度付
近のみであり、画点温度を下回った温度では増粘効果は
極めて弱く、画点以上の温度では分離してしまう。さら
にこの場合の画点温度は通常60℃前後であって、水系
増粘剤としては使用困難である。
これに対して、本発明のように〔13式のポリエーテル
化合物と(II)式もしくは(III)式のポリエーテ
ル化合物を組合せた組成物、またはこれにさらに[rV
)式のポリエーテル化合物を組合せた化合物は相乗効果
を示し、上記単独使用の場合の欠点を解消するとともに
、少量の添刀口で優れた増粘性を示し、剪断安定性も高
いため水系潤滑油組成物の基剤として有用である。
以上のとおシ、本発明の水系潤滑油組成物は少量の基剤
の配合で優れた潤滑粘度および剪断安定性が得られ、高
含水型の水系潤滑油として優れた効果を有する。特に水
分含有量が80ないし99重量%の高含水型の作動油と
して十分使用可能であり、その効果は太きい。
次に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〔I〕式化合物の製造 60!容の気密容器にエチレングリコールを3109−
< 5モル)、触媒として水酸化カリウム60?をとり
、窒素ガス雰臼気下でエチレンオキシド22kg(50
0モル)を90ないし160℃、0.5ないし5.0に
9/cFrL2の加圧下で付加重合させたのちに、同条
件でプロピレンオキシド11.6Icg(200モル)
を付加重合させ、ポリオキシエチレンオキシプロピレン
グリコール(フロックポリマー)粗反応物33.5 k
gを得た。この粗反応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°c、sommHg以下
の減圧下で2時間脱水し、析出した塩を濾別し精製反応
物521C9を得た。
製造例2〔■〕式化合物の製造 60!容の気密容器にノニルフェノール2.2 kg(
10モル)、触媒として水酸化カリウム60y−をとシ
、窒素ガス雰囲気下でエチレンオキシド22kg(50
0モル)とプロピレンオキシド2.9kg(50モル)
の混合物を90ないし130℃、0.5ないし5.0 
kg 7cm2の刃口圧下でランダム重合させて、ポリ
オキシエチレンオキシプロピレングリコールモノノニル
フェニルエーテル粗反応物27に9を得た。この粗反応
物を製造例1と同様の操作で精製し、精製反応物26.
6 kgを得た。
製造例3〔■〕式化合物の製造 10!容の気密容器に製造例?で合成した精製反応物5
420.P[2モル)、金属ナトリウム92?(4モル
)をとシ、80ないし120°C15Qlllml(g
以下の減圧下で10時間のナトリウム化反応を実施した
のち、85.2?11モル)のジクロルメタンを窒素刃
口圧下で反応容器中に圧入し、80ないし130℃で1
0時間のカップリング化反応を行って、ポリオキシエチ
レンオキシプロピレングリコールジノニルフェニルエー
テル粗反応物5400y−を得た。この粗反応物を製造
例1と同様の操作で精製し、精製反応物51[10,P
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 以上によシ製造された〔13式ないし[IV)式の化合
物および他の水溶性化合物を使用し、表−1の組成とが
るように配合した本発明品と比較品の水溶液について、
画点、増粘効果、保存安定性、剪断安定性の試験を行っ
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(I)カいし〔■〕式に対応しない式で
示されている場合があるが、〔I〕ないし[IV)はそ
れぞれ〔I〕ないしくIV)式の化合物またはこれらに
準する化合物を示し、〔v〕は他の水溶性化合物を示す
。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。
保存安定性は、5℃の恒温、槽中で24時間静置後の液
の状態が完全透明のものを○、濁シのあるものを△、分
離したものを×で表示した。剪断安定性は超音波剪断安
定性試験機(出力150W、周波数10 kHz )で
測定したものであり、測定条件は照射時間60分、温度
40”Oで、超音波照射前の25°Cにおける動粘度を
シl、超音波照射後の25°Cにおける動粘度をν2と
して、次式によシ算出した値である。
剪断安定性=□ ν1 表1の結果から明らかなように、〔13式または(IV
)式化合物は単独では増粘効果はないか、たとえ増粘効
果がある場合でも画点が低くて常温で分離するため、水
系潤滑油の基剤としては不適当である。一方〔■〕式ま
たは(I[[)式化合物は単独で使用しても増粘効果が
優れているが、水溶液の安定性が悪く、経時的に分離す
るため、水系潤滑油の基剤としては不適当である。これ
に対して、これらを組合せた本発明品は両化合物を単独
で用いた場合の欠点を解消し、低濃度で優れた増粘性を
示し、保存安定性および剪断安定性にも優れている。
実施例2 実施例1における本発明品1.3および比較品16.1
6を試料とし、これらの試料100重量部に対し下記添
加剤を添加して調製した水系作動油について、下記試験
条件によるポンプテストを実施した。
(添刀口剤 ) オレイン酸            i、o重量部水酸
化カリウム        o、2!モルホリン   
       0,2〃ベンゾトリアゾール     
 0.1//消泡剤(信越化学工業c株) KM−84
)  0.01重量部(試験条件) 油圧ポンプ:ピッカス社製V−104Cベーンポンプ 油  量    二 80! 設定圧力 : 70 kg 7cm2 回転数  : 120 Orpm 油  温    : 50℃ 試験時間 :1”00時間 試験結果は表−2に示す通りである。表−2において粘
度比は、作動液の試験前の動粘度をνl、試験後の動粘
度をν2とし、次式によシ求めた値である。
粘度比=ニ ジ1 表−2から明らかなように、本発明品は比較品と比べ、
ポンプの摩耗量が少なく、スラッジの発生もなく、また
動粘度および粘度比の変化も小さく、水系作動油として
優れていることがわかる。
代理人 弁理士  柳 原   成

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)下記(I)式で示されるポリエーテル化合物と、
    下記(II)式または[1[[]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。 RI[刈[CzH40)a(CpHapO)bH1#)
    m   −CI)[R”0(CzLO)c(CpHzp
    O)d)scHz    −(II)R”Y([CtH
    *0)c(CpHzpO)dR’)n    +++ 
    (II)(ここでR1は炭素数2ないし26、価数2な
    いし8の多価アルコール、多価フェノールまたはポリア
    ミンの残基、R2,11、R4はそれぞれ炭素数5ない
    し26の炭化水素基、X、Yはそれぞれ酸素原子または
    窒素原子、pは3または4、h、 b、c、dはそれぞ
    れエチレンオキシドまたは炭素数3もしくは4のアルキ
    レンオキシドの平均付加モル数を示し、a+bは10な
    いし5000、a/bは9/1ないし3/7、c+dは
    10ないし200、e / dは5/7以上で、dは0
    でもよく、オキシエチレン基と他のオキシアルキレン基
    、は(1)式ではブロック重合しているが、[II)、
    (I[l)式ではブロック重合またはランダム重合のい
    ずれでもよく、Z、nはX、Yが酸素原子の場合は1、
    窒素原子の場合は2、mはR1の価数に対応する2ない
    し8である。) (2)  下記〔■〕式で示されるポリエーテル化合物
    をさらに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。 R’Z[(CzH40)e(CpHzpO)fH)(1
    ++ (■)(ここでR1′は炭素数5ないし26の炭
    化水素基、2は酸素原子または窒素原子、pは5または
    4、e、fはそれぞれニチオンオキシドと炭素数5もし
    くは4のアルキレンオキシドの平均付加モル数でe +
     fは2ないし200、e / fは3/7以上で、f
    は0であってもよく、qは2が酸素原子の場合は1、窒
    素原子の場合は2である。)(5)  CI)式の化合
    物を0.1ないし20重量%、CI)式または〔■〕式
    の化合物を0.1ないし20重量%、(IV)式の化合
    物を0ないし10重量%含有する特許請求の範囲第1項
    または第2項記載の水系潤滑油組成物。 (4)数平均分子量500ないしioo、oooの水溶
    性化合物をさらに含む特許請求の範囲第1項または第2
    項記載の水系潤滑油組成物。 (5)  水溶性化合物がポリアルキレングリコールで
    ある特許請求の範囲第4項記載の水系潤滑油組成物。 (6)〔I〕式の化合物を0.1ないし20重量%、(
    II)式または[I[l)式の化合物をo、 1nいし
    20重量%、〔■〕式の化合物をOないし丁O重量%、
    水溶性化合物を01ないし10重量%含有する特許請求
    の範囲第4項または第5項記載の水系潤滑油組成物。 (7)  水系潤滑油組成物が水分を80ないし99重
    量%含有する高含水型作動油である特許請求の範囲第1
    項ないし第6項のいずれかに記載の水系潤滑油組成物。
JP19531981A 1981-12-04 1981-12-04 Mizukeijunkatsuyusoseibutsu Expired - Lifetime JPH0227393B2 (ja)

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