JP2010202789A - Aqueous lubricating liquid composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定のアクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体を用いた、潤滑性が高く、かつ低CODの水系潤滑液組成物に関するものである。 The present invention relates to an aqueous lubricating liquid composition having a high lubricity and a low COD, using a specific acrylic acid / methacrylic acid ester copolymer.
近年、地球環境の悪化に伴い、環境に対する関心が高まってきている。各種機器においては、一般的に石油から精製された鉱物油を基油とした潤滑油が使用されているが、水質汚染の一因となるため、機械からの漏洩の予防が必要となる。 In recent years, with the deterioration of the global environment, interest in the environment has increased. In various types of equipment, lubricating oil based on mineral oil refined from petroleum is generally used. However, since it contributes to water pollution, it is necessary to prevent leakage from machinery.
一方、鉱物油を基油とした潤滑油に代わり、基油を水に変更することが試みられている。例えば、特定構造のポリオキシアルキレングリコールジエーテル化合物、特定構造のポリオキシアルキレングリコールモノエーテル化合物、特定構造のポリオキシプロピレングリコールモノエーテル化合物及び特定構造の脂肪酸塩を含有する含水系潤滑油組成物(特許文献1参照)、グリセロールボレートと塩基との中和生成物を含有する水−グリコール系難燃性作動液(特許文献2参照)、特定構造の水溶性ポリエーテルを含有する水−グリコール系難燃性作動液(特許文献3参照)、特定のアミン、特定構造の水溶性高分子化合物を含有する水溶性加工油剤(特許文献4参照)などが挙げられるが、これらの発明は、鉱物油を基油とした潤滑油の代替の観点から難燃性、潤滑性の保持に主眼をおいてなされたものである。 On the other hand, an attempt has been made to change the base oil to water instead of a lubricating oil based on mineral oil. For example, a water-containing lubricating oil composition containing a polyoxyalkylene glycol diether compound having a specific structure, a polyoxyalkylene glycol monoether compound having a specific structure, a polyoxypropylene glycol monoether compound having a specific structure and a fatty acid salt having a specific structure ( Patent Document 1), water-glycol flame retardant hydraulic fluid containing a neutralized product of glycerol borate and base (see Patent Document 2), water-glycol difficult containing a water-soluble polyether having a specific structure Examples include flammable hydraulic fluid (see Patent Document 3), a specific amine, and a water-soluble processing oil containing a water-soluble polymer compound having a specific structure (see Patent Document 4). From the viewpoint of substituting the lubricating oil used as the base oil, the main purpose is to maintain the flame retardancy and lubricity.
上記のような従来の鉱物油を基油とした潤滑油や水を基油とした潤滑油は、その特性や要求に応じ、例えば、鉱物油を基油とした潤滑油は、その高い動粘度や潤滑性を必要とする産業機器や輸送機器等に、水を基油とした潤滑油は、高温の金属を扱う装置や電気スパークが生じる機器等、防災を考慮した油圧機器等に使用されている。
しかしながら、万一の機器からの潤滑油漏えいや排水処理における負荷への対策を鑑み、より低いCODの潤滑油が希求されている。
According to the characteristics and requirements of the conventional lubricating oils based on mineral oil and water based oils as described above, for example, lubricating oils based on mineral oil have a high kinematic viscosity. In industrial equipment and transportation equipment that require lubrication, lubricating oil based on water is used in hydraulic equipment that considers disaster prevention, such as equipment that handles high-temperature metals and equipment that generates electric sparks. Yes.
However, in view of measures against leakage of lubricating oil from equipment and loads in wastewater treatment, a lower COD lubricating oil is desired.
本発明は、このような実情を鑑みて、従来の水系潤滑液と比較し、潤滑性を保持し、より低いCODの水系潤滑液組成物を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to provide an aqueous lubricating liquid composition having a lower COD while maintaining lubricity than a conventional aqueous lubricating liquid.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を行った結果、特定のアクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体を使用することにより、潤滑性を保持するための高い動粘度を有し、かつ低CODを達成できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has a high kinematic viscosity for maintaining lubricity by using a specific acrylic acid and methacrylic acid ester copolymer. And it discovered that low COD could be achieved and came to complete this invention based on this knowledge.
すなわち、本発明は、水を基油とし、アクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体を0.001〜0.05重量%含んで成り、且つ25℃でのpHが6〜11であり、40℃における動粘度が1.5〜300mm2/sであり、CODが160mg/L以下であることを特徴とする水系潤滑液組成物を提供するものである。
また、本発明は、上記水系潤滑液組成物において、前記アクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体の重量平均分子量が100,000,000〜10,000,000,000である水系潤滑液組成物を提供するものである。
That is, the present invention comprises water as a base oil, 0.001 to 0.05% by weight of a copolymer of acrylic acid and methacrylic acid ester, and a pH at 25 ° C. of 6 to 11, An aqueous lubricant composition having a kinematic viscosity at 1.5 ° C. of 1.5 to 300 mm 2 / s and a COD of 160 mg / L or less is provided.
Further, the present invention provides the above-mentioned aqueous lubricating liquid composition, wherein the acrylic acid and methacrylic acid ester copolymer has a weight average molecular weight of 100,000,000 to 10,000,000,000. Is to provide.
また、本発明は、上記水系潤滑液組成物において、さらにアルカリ金属化合物を含んで成る水系潤滑液組成物を提供するものである。
さらに、本発明は、上記水系潤滑液組成物において、前記アルカリ金属化合物が、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムから選ばれる1種以上である水系潤滑液組成物を提供するものである。
The present invention also provides an aqueous lubricating liquid composition further comprising an alkali metal compound in the above aqueous lubricating liquid composition.
Furthermore, the present invention provides an aqueous lubricant composition in which the alkali metal compound is one or more selected from sodium hydroxide and potassium hydroxide in the aqueous lubricant composition.
本発明の水系潤滑液組成物は、潤滑性を保持するための高い動粘度を有し、かつ低CODであり、漏洩の予防対策を省力化した、各種機器へも好適に用いることができる。 The water-based lubricating liquid composition of the present invention has a high kinematic viscosity for maintaining lubricity, has a low COD, and can be suitably used for various devices in which leakage prevention measures are saved.
本発明の水系潤滑液組成物には、アクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体を含有する。
アクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体の重量平均分子量は、増粘性の観点から、100,000,000〜10,000,000,000が好ましく、特に、1,000,000,000〜10,000,000,000が好ましい。
The aqueous lubricant composition of the present invention contains a copolymer of acrylic acid and methacrylic acid ester.
The weight average molecular weight of the copolymer of acrylic acid and methacrylic acid ester is preferably 100,000,000 to 10,000,000,000, particularly 1,000,000,000 to 10,000, from the viewpoint of thickening. 000,000,000 is preferred.
アクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体は、−(CH2CH(COOH))−のアクリル酸に基づく繰り返し単位と、−(CH2C(CH3)(COOR))−(式中、Rは、炭素数1〜100の炭化水素基である。)のメタクリル酸エステルに基づく繰り返し単位により構成される共重合体である。
メタクリル酸エステルに基づく繰り返し単位における、Rの炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基などの脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基などが挙げられるが、脂肪族炭化水素基が好ましく、特にアルキル基が好ましい。
上記Rの炭化水素基としては、直鎖であってもよいし、又は分岐鎖であってもよい。また、その炭化水素基の炭素数は、増粘性の観点から、1〜100であり、5〜50が好ましく、特に10〜30が好ましい。
Copolymers of acrylic acid and methacrylic acid esters, - a repeating unit based on acrylic acid, - - (CH 2 CH ( COOH)) (CH 2 C (CH 3) (COOR)) - ( wherein, R Is a hydrocarbon group having 1 to 100 carbon atoms.)).
Examples of the hydrocarbon group of R in the repeating unit based on a methacrylic acid ester include aliphatic hydrocarbon groups such as alkyl groups and alkenyl groups, alicyclic hydrocarbon groups, and aromatic hydrocarbon groups. A hydrocarbon group is preferred, and an alkyl group is particularly preferred.
The R hydrocarbon group may be a straight chain or a branched chain. Moreover, carbon number of the hydrocarbon group is 1-100 from a viewpoint of thickening, 5-50 are preferable, and 10-30 are especially preferable.
メタクリル酸エステルの具体例としては、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸第三級ブチル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸第二級ブチル、メタクリル酸第三級ブチル、メタクリル酸2−エチルブチル、メタアクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロペンチル、メタクリル酸オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ノニル、メタクリル酸デカニル、メタクリル酸ウンデカニル、メタクリル酸ドデカニル、メタクリル酸トリデカニル、メタクリル酸テトラデカニル、メタクリル酸ペンタデカニル、メタクリル酸ヘキサデカニル、メタクリル酸へプタデカニル、メタクリル酸オクタデカニル、メタクリル酸ノナデカニル、メタクリル酸イコサニル、メタクリル酸トリアコンタニルなどが挙げられる。このうち増粘性の観点から、メタクリル酸デカニル、メタクリル酸ウンデカニル、メタクリル酸ドデカニル、メタクリル酸トリデカニル、メタクリル酸テトラデカニル、メタクリル酸ペンタデカニル、メタクリル酸ヘキサデカニル、メタクリル酸へプタデカニル、メタクリル酸オクタデカニル、メタクリル酸ノナデカニル、メタクリル酸イコサニル、メタクリル酸トリアコンタニルが好ましい。 Specific examples of the methacrylic acid ester include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, isopropyl methacrylate, isobutyl methacrylate, tertiary butyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, benzyl methacrylate, Secondary butyl methacrylate, tertiary butyl methacrylate, 2-ethylbutyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, cyclopentyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, nonyl methacrylate, decanyl methacrylate, undecanyl methacrylate , Dodecanyl methacrylate, tridecanyl methacrylate, tetradecanyl methacrylate, pentadecanyl methacrylate, hexadecanyl methacrylate, heptadecanyl methacrylate Methacrylic acid octadecanyl, nonadecanyl methacrylate, eicosanyl methacrylate, and the like methacrylic acid triacontanyl. Among these, from the viewpoint of thickening, decanyl methacrylate, undecanyl methacrylate, dodecanyl methacrylate, tridecanyl methacrylate, tetradecanyl methacrylate, pentadecanyl methacrylate, hexadecanyl methacrylate, heptadecanyl methacrylate, octadecanyl methacrylate, nonadecanyl methacrylate, methacrylic acid Icosanil acid and tricontanyl methacrylate are preferred.
アクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合割合は、特に制限されず、種々の割合にすることができる。
アクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体において、アクリル酸に基づく繰り返し単位と、メタクリル酸エステルに基づく繰り返し単位は、ブロック構造であってもよいし、ランダム構造であってもよい。
アクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体の製造方法は、特に限定されず、汎用的な種々の製造方法にて製造することができる。
The copolymerization ratio of acrylic acid and methacrylic acid ester is not particularly limited, and can be various ratios.
In the copolymer of acrylic acid and methacrylic acid ester, the repeating unit based on acrylic acid and the repeating unit based on methacrylic acid ester may have a block structure or a random structure.
The manufacturing method of the copolymer of acrylic acid and methacrylic acid ester is not specifically limited, It can manufacture with a versatile various manufacturing method.
メタクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体の含有割合は、水系潤滑液組成物全量に対して0.001〜0.05質量%であり、好ましくは0.01〜0.05質量%、特に好ましくは0.01〜0.04質量%である。メタクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体が、0.001質量%未満であると増粘効果が得られず、0.05質量%を超えるとCODが160mg/Lを超過する。
メタクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体は、水系潤滑液組成物において、溶解していてもよいし、エマルションの状態で分散されていてもよい。
The content ratio of the copolymer of methacrylic acid and methacrylic acid ester is 0.001 to 0.05% by mass, preferably 0.01 to 0.05% by mass, particularly preferably based on the total amount of the aqueous lubricant composition. Is 0.01-0.04 mass%. If the copolymer of methacrylic acid and methacrylic acid ester is less than 0.001% by mass, a thickening effect cannot be obtained, and if it exceeds 0.05% by mass, COD exceeds 160 mg / L.
The copolymer of methacrylic acid and methacrylic acid ester may be dissolved in the aqueous lubricating liquid composition or may be dispersed in the form of an emulsion.
本発明の水系潤滑液組成物においては、アルカリ金属化合物を使用することができる。特に、防錆性の観点から、含有することが好ましい。
アルカリ金属化合物としては、アルカリ性を有するものであれば特に限定されないが、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ金属炭酸水素塩などが挙げられ、防錆性の観点からアルカリ金属水酸化物が好ましく、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムが特に好ましい。
また、本発明のアルカリ金属化合物は1種単独であってもよいし、2種以上を混合してもよい。
In the aqueous lubricant composition of the present invention, an alkali metal compound can be used. In particular, it is preferably contained from the viewpoint of rust prevention.
The alkali metal compound is not particularly limited as long as it has alkalinity, and examples thereof include alkali metal hydroxides, alkali metal carbonates, alkali metal hydrogen carbonates, etc., and alkali metal hydroxides from the viewpoint of rust prevention. Are preferred, and potassium hydroxide and sodium hydroxide are particularly preferred.
Moreover, the alkali metal compound of this invention may be single 1 type, and may mix 2 or more types.
アルカリ金属化合物の含有量は、水系潤滑液組成物の25℃におけるpHが6〜11の範囲になるように含有させれば、特に制限はされない。
本発明の水系潤滑液組成物における水の含有量は、水及びアクリル酸とメタクリル酸エステルの共重合体の合計量に対して、好ましくは99.93〜99.999質量%であり、より好ましくは99.95〜99.99質量%、特に好ましくは99.96〜99.99質量%である。
The content of the alkali metal compound is not particularly limited as long as it is contained so that the pH at 25 ° C. of the aqueous lubricant composition is in the range of 6 to 11.
The content of water in the aqueous lubricating liquid composition of the present invention is preferably 99.93 to 99.999% by mass, more preferably, based on the total amount of water and the copolymer of acrylic acid and methacrylic acid ester. Is 99.95-99.99 mass%, particularly preferably 99.96-99.99 mass%.
本発明の水系潤滑液組成物の40℃における動粘度は1.5〜300mm2/sが好ましく、2.0〜100mm2/sがより好ましく、2.0〜80mm2/sがより好ましい。1.5mm2/sより小さいと潤滑性が低下する傾向にあり、300mm2/sより大きいと流動性が低下する傾向にある。 Kinematic viscosity at 40 ° C. of an aqueous lubricant composition of the present invention is preferably 1.5~300mm 2 / s, more preferably 2.0~100mm 2 / s, 2.0~80mm 2 / s is more preferable. If it is smaller than 1.5 mm 2 / s, the lubricity tends to be lowered, and if it is larger than 300 mm 2 / s, the fluidity tends to be lowered.
本発明の水系潤滑液組成物の25℃における動粘度の保持と増粘性の付与、防錆性の観点からpHは6〜11であり、好ましくは7〜11、特に好ましくは8〜10である。pHが6未満だと潤滑液の動粘度が保持できず、防錆性が低下し、11を超えると動粘度が低下する傾向にある。なお、これらの範囲は、動粘度の保持と増粘性の付与、防錆性という総合的な観点からみたものであり、防錆性のみの観点からは、pHは9〜10が最も好ましい。 The pH of the water-based lubricating liquid composition of the present invention is 6 to 11, preferably 7 to 11, particularly preferably 8 to 10 from the viewpoint of maintaining kinematic viscosity at 25 ° C., imparting thickening, and preventing rust. . When the pH is less than 6, the kinematic viscosity of the lubricating liquid cannot be maintained, the rust prevention property is lowered, and when it exceeds 11, the kinematic viscosity tends to be lowered. These ranges are viewed from a comprehensive viewpoint of maintaining kinematic viscosity, imparting thickening, and rust prevention, and the pH is most preferably 9 to 10 from the viewpoint of rust prevention alone.
本発明の水系潤滑液組成物には、前記成分の他、CODが160mg/Lを超えない範囲で他の成分を適量配合することができる。その他の添加剤としては、例えば、通常の水系潤滑液に用いられる成分、例えば潤滑剤、金属不活性化剤、液相あるいは気相防錆剤、消泡剤、着色剤、及びその他任意の添加剤が挙げられる。 In the aqueous lubricating liquid composition of the present invention, in addition to the above components, other components can be blended in appropriate amounts within a range where COD does not exceed 160 mg / L. Other additives include, for example, components used in ordinary aqueous lubricants, such as lubricants, metal deactivators, liquid phase or gas phase rust preventives, antifoaming agents, colorants, and other optional additions. Agents.
潤滑剤としては、ミリスチン酸、パルミチン酸、ラウリン酸、ステアリン酸などの飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などの不飽和脂肪酸、芳香族脂肪酸、ダイマー酸などが挙げられる。これらの脂肪酸は1
種単独で用いても良いし、2 種以上を混合使用してもよい。
Examples of the lubricant include saturated fatty acids such as myristic acid, palmitic acid, lauric acid and stearic acid, unsaturated fatty acids such as oleic acid, linoleic acid and linolenic acid, aromatic fatty acids and dimer acids. These fatty acids are 1
One species may be used alone, or two or more species may be mixed and used.
金属不活性化剤としては、ベンゾトリアゾール、トリルトリアゾール、5 − メチルベンゾトリアゾール、カルボキシベンゾトリアゾールおよびそれらのアルカリ金属塩又はアミン塩などのベンゾトリアゾール系化合物、メルカプトベンゾチアゾールおよびそのアルカリ金属塩などが挙げられる。これらの金属不活性化剤は1
種単独で用いても良いし、2 種以上を混合使用しても良い。
Examples of the metal deactivator include benzotriazole compounds such as benzotriazole, tolyltriazole, 5-methylbenzotriazole, carboxybenzotriazole and alkali metal salts or amine salts thereof, mercaptobenzothiazole and alkali metal salts thereof. It is done. These metal deactivators are 1
One species may be used alone, or two or more species may be mixed and used.
液相あるいは気相防錆剤としては、メチルモルホリン、エチルモルホリン等のアルキルモルホリン類やトリエタノールアミン、N − メチルジエタノールアミン等の有機アミン類、カルボン酸アルカリ金属塩等を含有させることが可能である。これらの液相あるいは気相防錆剤は1
種単独で用いても良いし、2 種以上を混合使用してもよい。
消泡剤としては、シリコーン化合物の乳化物などが、着色剤としてはアルコール系着色剤、金属系着色剤などが挙げられる。
As the liquid phase or gas phase rust preventive agent, alkyl morpholines such as methyl morpholine and ethyl morpholine, organic amines such as triethanolamine and N-methyldiethanolamine, alkali metal carboxylates and the like can be contained. . These liquid phase or gas phase rust preventives are 1
One species may be used alone, or two or more species may be mixed and used.
Examples of the antifoaming agent include emulsions of silicone compounds, and examples of the coloring agent include alcohol-based coloring agents and metal-based coloring agents.
次に、本発明を実施例及び比較例でさらに具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例によって何ら制限されるものではない。
(実施例1〜2)
表1に示された成分を、表1に示された配合量で混合して水系潤滑液組成物を調製した。その調製された水系潤滑液組成物を用いて40℃動粘度、COD測定を行った。その評価結果を表1に示す。なお、本実施例において使用したアクリル酸とメタクリル酸アルキルエステルの共重合体は以下のものである。
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. In addition, this invention is not restrict | limited at all by these examples.
(Examples 1-2)
The components shown in Table 1 were mixed in the blending amounts shown in Table 1 to prepare an aqueous lubricant composition. Using the prepared aqueous lubricant composition, 40 ° C. kinematic viscosity and COD measurement were performed. The evaluation results are shown in Table 1. The copolymer of acrylic acid and methacrylic acid alkyl ester used in this example is as follows.
(比較例1〜6)
表1に示された成分を、表1に示された配合量で混合して水系潤滑液組成物を調製し、実施例1と同様に測定を行った。なお、本比較例において使用したアクリル酸とメタクリル酸アルキルエステルの共重合体及び比較添加剤は以下のものである。
(Comparative Examples 1-6)
The components shown in Table 1 were mixed at the blending amounts shown in Table 1 to prepare an aqueous lubricating liquid composition, and measurements were performed in the same manner as in Example 1. The copolymers of acrylic acid and alkyl methacrylate and the comparative additives used in this comparative example are as follows.
<アクリル酸とメタクリル酸アルキルエステルの共重合体及び比較添加剤>
(A)アクリル酸とメタクリル酸アルキルエステルの共重合体
(メタクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基の炭素数10〜30)
重量平均分子量:1,000,000,000
(B)アクリル酸とメタクリル酸アルキルエステルの共重合体
(メタクリル酸アルキルエステルにおけるアルキル基の炭素数10〜30)
重量平均分子量:1,000,000
(C) ポリエチレングリコール
重量平均分子量:35000
(D) ポリエチレングリコール
重量平均分子量:500000
なお、40℃動粘度はJIS K2283動粘度試験方法により、CODはJIS K0102排水試験方法により測定した。
<Acrylic acid and alkyl methacrylate copolymer and comparative additive>
(A) Copolymer of acrylic acid and alkyl methacrylate (alkyl group having 10 to 30 carbon atoms in alkyl methacrylate)
Weight average molecular weight: 1,000,000,000
(B) Copolymer of acrylic acid and methacrylic acid alkyl ester (10 to 30 carbon atoms of alkyl group in methacrylic acid alkyl ester)
Weight average molecular weight: 1,000,000
(C) Polyethylene glycol weight average molecular weight: 35000
(D) Polyethylene glycol weight average molecular weight: 500,000
The 40 ° C. kinematic viscosity was measured by the JIS K2283 kinematic viscosity test method, and the COD was measured by the JIS K0102 drainage test method.
表1に示した結果から、実施例1、2の水系潤滑液組成物は、潤滑性に優れている上に、低いCODであることがわかる。 From the results shown in Table 1, it can be seen that the aqueous lubricant compositions of Examples 1 and 2 are excellent in lubricity and have a low COD.
本発明の水系潤滑液組成物は、低環境負荷能が求められる種々の用途において使用することが可能である。例えば産業機械、輸送機械、特に好ましくは設備工場、産業機械の軸受や歯車、搬送用ベルトコンベア、工作機械、農機、金属加工、圧延機、発電所のタービン、油圧機器、コンプレッサー等の潤滑箇所に使用することができる。
The water-based lubricating liquid composition of the present invention can be used in various applications that require a low environmental load. For example, in industrial machinery, transport machinery, particularly preferably equipment factories, industrial machinery bearings and gears, conveyor belt conveyors, machine tools, agricultural machinery, metal processing, rolling mills, power plant turbines, hydraulic equipment, compressors, etc. Can be used.
Claims (4)
The aqueous lubricant composition according to claim 3, wherein the alkali metal compound is at least one selected from sodium hydroxide and potassium hydroxide.
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