KR840001779B1

KR840001779B1 - 수성윤활유 조성물

Info

Publication number: KR840001779B1
Application number: KR1019810001514A
Authority: KR
Inventors: 마틴 에드빈 헬스텐 칼; 토라군보르 칼슨 비르지트
Original assignee: 베롤 케미 에이비; 롤프 에링 앤더슨
Priority date: 1981-05-01
Filing date: 1981-05-01
Publication date: 1984-10-19
Also published as: KR830006413A

Abstract

내용 없음.

Description

수성윤활유 조성물

본 발명은 수성윤활유 조성물에 관한것이다.

특히, 본 발명은 금속의 기계적 가공시 유용한 수성윤활유 조성물에 관한 것이다.

성형, 연삭 및 절삭과 같은 금속의 기계적 가공에는 일반적으로 많은 열이 발생되어 가공도구의 수명과 가공속도가 상당히 영향을 받게 된다. 그러므로, 윤활유를 사용하여 냉각시키므로써, 발생된 열을 제거하려는 노력이 시도되었는데, 이러한 목적을 위해서, 윤활유성분으로서 음이온 계면활성제가 함유된 수성윤활유 시스템이 널리, 오랫동안 사용되어 오고 있다.

일반적으로 사용되고 있는 음이온 계면활성 화합물은 비누인데, 때로는 다른음이온 계면활성 화합물과의 조합으로도 사용되고 있다. 미합중국 특허 제3,372,117호에는 비누와 알킬에테르 포스페이트 그리고 폴리에틸렌 옥사이드 부가물로 이루어진 음이온 계면활성 화합물이 기술되어 있는데, 이러한 윤활제는 금속표면상에서 포스페이트, 옥사이드, 설파이드 및 옥살레이트와 같은 화학적 피복물을 단지 어느정도만 공격하기 때문에 화학적으로 피복된 금속표면의 윤활작용에 있어 유용한 것으로 판명된었다.

금속가공시 특정한 윤활제의 존재하에 작업을 진행시킴으로써, 가공도구의 수명

본 발명에 의한 수성윤활유 조성물은 pH 값이 7.5 내지 10.5이며, 윤활제로서 특정한 음이온 계면활성화합물이 함유되어 있다. 음이온 계면활성 화합물은 다음 일반식(I)로 표시되는 에테르 포스페이트로 이루어져 있다.

위의 식에서,

R은 C₁₂-C₂₄탄화수소그룹이며, n은 1 내지 4의 수이고 M은 수소 또는 1가의 양이온이다.

에테르 포스페이트의 양은 윤활유 조성물 1000g당 0.5 내지 20g이다. 에테르포스페이트와는 별도로, 한종류 또는 그 이상의 다른 계면활성 화합물을 윤활유 조성물에 포함시킬 수 있는데, 이는 비이온 계면활성 및 또는 음이온 계면활성화합물의 형태가 바람직하지만, 계면활성 화합물 또한 고려할 수 있다. 이러한 양이온 계면활성제의 양은 일반적으로 윤활유 조성물 1000g당 0.5 내지 30g의 범위이다. 또한 윤활유 조성물 100g당 폴리알킬렌글리콜형태의 비-표면활성 중합체 최고 20무게부, 바람직하게는 0.5 내지 15중량부 그리고, 필요할 경우는, 용해성-부여 하이드록실 화합물을 첨가하

본 발명에 있어서는 다음 요구조건을 충족시켜주는 윤활유 농축물을 쉽게 제조할 수 있다.

1) +5°-+30°범위에서 맑은액체

2) 해빙시자발적으로 재형성.

3) 냄새나는 정도가 낮음.

4) 거품나는 정도가 낮음.

5) 물에 쉽게 용해-겔이 형성되지 않음.

6) 미생물분해성.

7) 물로 희석시켰을때 농도범위가 0.5 내지 20무게% 이내인 유용한 용액이 형성됨.

상기 특성은 사용하는데 어떤 특정한 장치를 필요로하지 않으며 그리고 사용하기에 간편한 윤활유 조성물을 얻는데 특히 중요하다.

본 발명에 따른 바람직한 에테르 포스페이트는 일반식(I)에서 R이 C₁₅-C₂₀, 바림직하게는 C₁₆-C₁₈알킬그룹이며, n이 1 내지 2의 수인 것이다.

에테르포스페이트의 특정한 예를들면 다음과 같다.

모노-n-헥사데실트리(옥시프로필렌)인산, 모노-n-옥타데실디(옥시프로필렌)인산, 모노-n-헥사데실옥시 프로필렌 인산, 모노-n-헵타데실옥시프로필렌인산

이의 예를들면, 모노알킬페놀, 디알킬페놀, 지방알코올, 2급알코올, 지방산, 지방산아미드 및 알킬머캅탄의 알킬렌옥사이드 부가물, 또한, 하이드록실-함유알킬 설파이드, 알킬설폭사이드 및 알킬술폰이 있는데, 여기서 소수성부분의 탄소수는 전체 8 내지 22개이며, 폴리알킬렌글리콜 사슬은 2 내지 40의 알킬렌글리콜, 그룹으로 이루어져 있다.

비이온화합물로서 특히 바람직한 것은 다음 일반식(Ⅱ)로 표시되는 것이다.

RO(C₂H₄O)p₁(C_nH_2nO)p₂H (Ⅱ)

위의 식에서, R은 C₈-C₂₂-, 바람직하게는 C₈-C₁₄-지방족 또는 사이클로지방족그룹, 또는 알킬그룹의 탄소수가 전체 4 내지 24, 바람직하게는 8 내지 18인 모노-또는 디알킬페닐 그룹이며, n은 3 또는 4의 수이고, p₁은 R이 지방족 또는 사이클로지방족 그룹일때 2 내지 40, 바람직하게는, 3 내지 12의 수이며, R이 모노-또는 디알킬페닐그룹일때는 2 내지 18의 수이고 ; p₂는 0 내지 5, 바람직하게는 0 내지 3의 정수이다. 상기 일반식(II)으로 표시되는 화합물의 예를들면 다음과 같다 : 데실알코올, 라우릴알코올, 미리스틸알코올, 세틸알코올, 스테아릴알코올, 에이코실알코올, 오레일알코올, 사이클로옥탄올, 사이클로도데칸올, 사이클로헥사데칸올, 옥틸페놀, 노닐페놀, 데데실페놀, 헥사데실페놀, 디부틸페놀, 디옥틸페놀 및 디노닐페놀과의 에틸렌옥사이드 부가물.

다른 비이온 계면활성 화합물로서 적절한 것은 다음일반식(Ⅲ)으로 표시되는 천

RA(C₂H₄O)p₁(C_nH_2nO)p₂H (Ⅲ)

위의 식에서, R, n, p₁및 p₂는 위에서 정의한 바와 동일하며, A는 황원자 또는,

또는

그룹을 나타낸다.

또한 비이온 계면활성 화합물로서 적절한 것은 다음 일반식(IV)으로 표시되는, 알킬아미도알킬렌옥사이드 부가생성물을 들 수 있다.

위의 식에서, R은 위에서 정의한 바와 동일하며, n₁및 n₂는 2 내지 40의 수이다.

본원에서 사용할 수 있는 또 다른 그룹의 비이온 계면활성 화합물은 소위 블록공중합체이다. 이는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및 혹은 부틸렌옥사이드의 부가중합체로 이루어진 블록으로 구성되어 있다.

프로필렌옥사이드 또는 부틸렌옥사이드부 또는 부분의 분자량은 1000 내지 4000의 벽위내라야하며, 반면에 폴리에틸렌옥사이드부 또는 부분의 분자량은 약 500 내지 2000이다.

필요할 경우는, 비이온 계면활성화합물을 음이온 계면활성화합물(예 : 아킬아릴술포네이트, 지방산비누, 알킬 설페이트 및 알킬 포스페이트)로써 전체적으로 또는 부분적으로 대치시킬 수 있다. 또한, 양이온 계면 활성화합물도 고려할 수 있는데, 4가 질소원자를 지닌것이 바람직하다. 또한 양이온 계면활성 화합물도 살균특성을 지니고 있는 장점이 있다.

본 발명에 포함시키기에 적절한 폴리알킬렌 글리콜유형의 비표면활성 중합체는 다음일반식(V)으로 요약할 수 있다.

R₁[O(A)_xG]_n(V)

위의 식에서, R₁은 탄소 1 내지 6이 함유된 탄화수소잔기 또는 하이드록실치환 탄화수소잔기를 나타내며, G는 수소 또는 탄소수 1 내지 22인 탄화수소 잔기 또는 아릴그룹을 나타내고, A는 탄소수 2 내지 4인 알킬렌옥사이드에서 유도된 옥시알킬렌그룹을 나타내며, X는 4 내지 200의 수이고 n은 1 내지 6의 수이다.

보통 최소한 50%의 옥시알킬렌그룹이 프로필렌옥사이드에서 유도된 화합물이 바람직하다. 본 발명에 따른 폴리알킬렌 글리콜화합물은 탄소 1 내지 6이 함유된 비환식(acyclic) 또는 이소환식(isocyclic), 모노-또는 다작용성 하이드록실화합물을 탄소수 2 내지 4인 알킬렌옥사이드 또는 이들의 혼합물로써 전환시켜 제조할 수 있다. 만일 이러한 방법이 적합하다면 알킬렌옥사이드 부가후 얻은 하이드록실그룹을 적절한 화합물로써 에테르화 또는 에스테르화시킬 수 있다. 단작용성 하이드록실화합물로서 적절한 것으로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올 및 사이클로헥산올이 있다. 한편 다

알킬렌옥사이드로서 적절한 화합물은 다음일반식(VI)으로 표시되는 것을 예로들 수 있다.

R₁(A)_xOH (VI)

위의 식에서, R₁, A 및 X는 위에서 정의한 바와 동일하다.

본 발명에 따른 화합물로서 바람직한 것은 다음일반식(VⅡ)으로 표시되는 화합물이다.

H(A)_xOH (Ⅶ)

위의 식에서, X 및 A는 위에서 정의한 바와 동일하다.

윤활유조성물의 안정도를 증가시키기 위해서는, 필요할 경우, 하이드록실그룹이 함유된 용해도 증가제를 첨가시킬 수 있다. 이러한 화합물로는 모노에틸에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸디에틸렌글리콜 및 에틸렌글리콜 등이 있다.

본 발명에 따른 윤활유 조성물을 제조할시는 제일먼저 농축물을 만드는 것이 가장 바람직하다. 농축물은 여러종류의 성분을 적절한 양의 물에 가하여 제조한다. 이때는 먼저 본 발명에 따른 에테르포스페이트 수용액을 제조하고, 이어서 중합체 화합물 및 용해도 향상제를 약하게 휘저으면서 도입시키는 것이 바람직하다. 다른성분들과 연관되는 물의 양은 농축물 중량의 대략 10 내지 70중량%가 물인 농축물이 형성되도록 정할수 있다. 전형적인 농축물구성은 다음과 같다.

상기 농축물을 사용하기전에는 물로 희석시켜 용액의 물 함량이 99.5 내지 80중량%가 되도록 한다.

본 발명을 실시예를 통해 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예]

다음 성분들이 함유된 윤활유 농축물을 제조한다.

위에서 농축물 E는 본 발명에 포함되지는 않지만 실험에 있어 대조용으로 사용하였다. 다음에는 상기 농축물 A-E를 물 20부로 희석시킨 결과 pH가 약 8.9인 사용하기에 적합한 용액을 얻었다.

다음에서 위에서 얻은 윤활유 농축물을, 드릴이 닳아질때까지 뚫을 수 있는 구멍의 수로서 표현된 드릴의 수명에 관해서, 나선형 드릴을 사용해 시험한다. 드릴시험을 하기 위해서, 직경이 약 6mm인 고속스틸드릴 SIS 2724를 사용하고, 가공재로는 SIS 2541-03이다.

절삭속도는 20m/분 내지 25m/분이며, 공급속도는 0.17mm/회전이다. 뚫린구멍의 깊이는 24mm이었다. 결과는 다음과 같다.

위의 결과를 요약하면, 본 발명에 따른 모든 조성물은 대조용 조성물 E보다 월등하게 우수함을 알 수 있다. 이중에서도 조성물 C 및 D는 특히 바람직한 특성을 나타낸다.

Claims

다음 일반식(I)으로 표시되는 에테르포스페이트 0.5 내지 20중량부(조성물 100부당)로 이루어져 있으며, pH 값이 7.5 내지 10.5임을 특징으로 한, 금속가공용 수성윤활유 조성물 ;

위의 식에서, R은 C_12-24탄화수소그룹이며, n은 1 내지 4의 수이고, M은 수소 또는 1가의 양이온을 나타낸다.