JP3919444B2 - Ｗ／ｏエマルション型難燃性油圧作動油 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｗ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油に関するものであり、特には、特定のチアジアゾール化合物を含有する、金属材料、なかでも銅系材料に対する腐食防止性能と潤滑性能に優れたＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高熱源雰囲気にさらされる鉄鋼設備、ダイキャストマシーンなどの各種油圧装置に可燃性の鉱油系油圧作動油を用いると、突発的な油漏れにより火災の危険があるので、従来からこれらの設備には難燃性油圧作動油が用いられている。難燃性油圧作動油には、水−グリコール型、Ｗ／Ｏエマルション型、Ｏ／Ｗエマルション型などの含水系の難燃性油圧作動油と脂肪酸エステル型、リン酸エステル型などの合成油系のものがある。合成油系の難燃性油圧作動油は難燃性が充分でなかったり、毒性の問題があるため、実用性に欠けている。
Ｗ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油は、一般的に、基油約６０容量％に乳化剤を配合し、水約４０容量％を機械的に乳化したものであり、作動油としての特性を持たせるため、摩耗防止剤、防錆剤、酸化防止剤、抗菌剤、消泡剤等が適宜配合されている。この結果、Ｗ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油は、難燃性、潤滑性、廃水処理性に優れ、上記用途に多用されている。
【０００３】
Ｗ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油には、摩耗防止剤として、極圧性、摩耗防止性に優れたジチオリン酸亜鉛が広く用いられているが、ある種のジチオリン酸亜鉛は、銅部材又は銅含有部材等（以下、単に「銅部材」という）に対して腐食性が強く、また、水溶性抗菌剤も銅部材に対して好ましくない影響を及ぼすものが多いといわれている。銅部材は、反応性が比較的高い金属材料であるが、熱伝導性、加工性、経済性に優れており、油圧装置のオイルクーラーや油圧ポンプのピストンシューなどに広く採用されている。銅部材、ジチオリン酸亜鉛及び抗菌剤等は、油圧装置や油圧作動油を構成する材料として、特に経済性と効果を考慮すると非常に重要なものであるが、一方で、上述のように、銅部材の腐食をもたらし、腐食生成物は、油圧作動油を劣化してさらに腐食を促進するという問題もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、摩耗防止剤や抗菌剤を含有する難燃性油圧作動油であっても、腐食防止作用と摩耗防止作用を持つ特定の化合物を配合して、潤滑性、エマルションの安定性といった難燃性油圧作動油の基本的な性能を失うことなく、特に銅部材に対して優れた腐食防止性能を有するＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基油に界面活性剤を用いて水を分散させてなるＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油において、チアジアゾール骨格中の両炭素において炭素数５〜３０の炭化水素基を有する１〜４個の硫黄からなるスルフィド基又はポリスルフィド基により置換されたチアジアゾール誘導体を含有することからなるＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油であって、油圧作動油の銅部材に対する耐腐食効果を顕著に向上させたものである。
【０００６】
【発明の実施の態様】
本発明の油圧作動油に用いる基油には、鉱油、合成油及びそれらの混合油を用いることができる。前記鉱油は、原油を常圧蒸留及び／又は減圧蒸留して得られた潤滑油留分を、溶剤脱れき、溶剤抽出、水素化分解、溶剤脱蝋、水素化脱蝋、水素化精製、硫酸洗浄、白土処理等の潤滑油の精製に用いられる各種の精製処理を適宜組み合わせて得ることができる。
また、合成油としては、ポリ−α−オレフィン、低分子量エチレン・α―オレフィン共重合体，合成ナフテン、アルキルベンゼン等が挙げられる。
さらに、各種の鉱油基材を混合した混合油、あるいは合成油基材の混合油、及びそれら基材の任意な混合割合の混合油を使用することができる。安価に油圧作動油を提供する本発明の趣旨からは鉱油の占める割合が多い混合油又は鉱油単独で用いることが好ましい。
これらの基油の物性は、特に限定するものではないが、４０℃における動粘度が５〜１００mm²/sのものが好ましく、１０〜４０mm²/sのものがより好ましい。
【０００７】
本発明の油圧作動油に用いる水は、特に制限はないが、不純物や細菌の極めて少ない水を用いることが好ましい。
前記基油への水の配合割合は、０.１〜７０容量％が好ましく、難燃性、エマルション安定性及びエマルション粘度の観点からは、水分割合２０〜５５容量％がより好ましい。エマルジョンは、基油と水を界面活性剤とともに公知の方法で混合することにより得ることができるが、基油と水それぞれに好適な添加剤を配合した油側母液、水側母液を予め調製した後、両母液を強力に攪拌混合して得ることが好ましい。
【０００８】
前記界面活性剤（乳化剤）としては、非イオン系界面活性剤やイオン系界面活性剤などＷ／Ｏエマルションに用いられている周知のものを適宜用いることができる。具体的には、非イオン系界面活性剤として、アルキル化フェニルエーテル、脂肪酸エステルなどが挙げられ、また、アニオン系界面活性剤としては、Ｃａスルホネート、Ｂａスルホネート、Ｎａスルホネートなどがその一例として挙げられる。これらのうち、少なくとも１種以上の界面活性剤を、基油に対して０．５〜２０重量％、好ましくは１〜１０重量％添加する。
【０００９】
本発明に用いるチアジアゾール誘導体は、例えば、１,３,４−チアジアゾール骨格のものは、下記一般式（１）で表される化合物で、当該骨格中の両炭素の置換基であるスルフィド基又はポリスルフィド基中のＲ¹及びＲ²がそれぞれ独立して炭素数５〜３０の炭化水素基、ｍ及びｎがそれぞれ独立して１〜４の整数からなるものである。
【化１】

このチアジアゾール誘導体には、骨格部分が１,３,４−体以外に、１,２,３−体、１,２,４-体等のものがあり、これらの骨格部分の両炭素に上述したようなスルフィド基或いはポリスルフィド基が置換された、いずれの化合物も用いることができ、また、２種以上の化合物が混合したものであっても、本発明の目的上何ら支障がない。
【００１０】
なお、上記化合物中のＲ¹及びＲ²の炭化水素基は、直鎖及び／又は分枝、飽和及び／又は不飽和のいずれでも良く、特に、炭素数５〜１５のものが好ましい。
【００１１】
本発明で用いるチアジアゾール化合物は、腐食防止剤として基油に対して０.０１〜５重量％、さらには０.０５〜２重量％、特には０.１〜１重量％配合することが好ましい。該ポリサルファイド化合物を前記の範囲で配合することにより、銅部材に対する防食効果は格段に向上し、銅製オイルクーラーの腐食減量を大幅に低減することができる。特に、ジチオリン酸亜鉛と併用しても，その効果は損なわれることなく、十分発揮される。
【００１２】
本発明の作動油には、周知の極圧剤、摩耗防止剤、防錆剤、酸化防止剤、抗菌剤、及び消泡剤などの添加剤を適宜配合することができる。
極圧剤としてジアルキルジチオリン酸亜鉛、硫黄系化合物など、摩耗防止剤としてリン系化合物など、防錆剤として金属スルホネートなど、酸化防止剤としてフェノール系、アミン系化合物など、抗菌剤（防ばい剤）としてＮ系化合物など、及び消泡剤としてシリコーン系化合物、ＰＭＡポリマーなどが挙げられる。これらの添加剤は、仕上がりの作動油に対して適宜添加すればよい。
特に本発明の作動油は、極圧剤、摩耗防止剤として使用されるジアルキルジチオリン酸亜鉛と併用してもその機能を損なわれることなく、その効果を十分発揮する。
また、前記各種の添加剤は、数種が予め混合されたいわゆる添加剤パッケージの形で用いることもできる。
【００１３】
上記の各種添加剤を基油、又は水に配合し、それぞれ母液を調製する．油母液及び水母液を上記の割合で混合し、高速ホモジナイザーなどの撹拌機を用いて、機械的に乳化してＷ／Ｏエマルションを得ることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例に基づいて、本発明のＷ／Ｏエマルジョン型難燃性油圧作動油をより詳細に説明するが、本発明はそれらにより何ら制限されるものではない。
実施例及び比較例のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油を調製するに当たり、次の基材を用いた。
ａ）基油：パラフィン系鉱油。動粘度（４０℃）が１５mm²/s、粘度指数が９０、流動点が−１５℃。
ｂ）水：精製水
ｃ）添加剤：乳化剤（界面活性剤）としてＣａスルホネートなどを、摩耗防止剤としてジアルキルジチオリン酸亜鉛を、抗菌剤として油溶性アミンを使用し，腐食防止剤兼摩耗防止剤として前述した１,３,４-チアジアゾール化合物の式（１）において、Ｒ¹、Ｒ²の合計炭素数が２２の炭化水素基、ｎ、ｍのそれぞれが平均で３のポリスルフィド基を有するチアジアゾール化合物の混合物を配合した。
これらの基材を、表１に示す割合で混合し、高速ホモジナイザーで機械的に撹拌乳化して実施例１及び比較例１のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油を調製した。
【００１５】
【表１】

添加剤の数値は、基油（鉱油）に対する重量％である。
【００１６】
上記のようにして調製した実施例１及び比較例１のＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油について、その銅腐食防止性能はオイルクーラーをシミュレートした銅循環腐食試験における銅減量にて、また潤滑性はＬＦＷ−１試験による摩耗痕及び摩擦係数、及びベーンポンプでの耐摩耗性にて評価した。これらの試験条件を次に示す。
（1）オイルクーラーの銅減量試験
・ＪＩＳ Ｈ３３００ 銅合金継ぎ目無し管 Ｃ１２００Ｔりん脱酸銅
・管内径 ６ｍｍ
・流量：２０Ｌ／ｍｉｎ
・油量：６０Ｌ
・油温：６０℃
・時間：５００ｈｒ
・銅管の腐食減量を測定
(2) ＬＦＷ−１試験
・ブロック／リング：Ｈ−６０／Ｓ−１０
・油温：室温
・荷重：１００ｌｂｓ
・回転数：３００ｒｐｍ
・時間：３０ｍｉｎ
・ブロック摩耗痕幅を測定
(3) ベーンポンプの耐摩耗性試験
・ベーンポンプ：油研工業製ＰＶ−２Ｒ
・試験圧力：連続１４ＭＰａ
・油温：５０℃
・油量：５０Ｌ
・試験時間：５００ｈｒ
・評価：試験終了後のベーン、カムリングの摩耗量を測定
上記評価試験の結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】

【００１８】
表２から明らかなように、銅部材に対して優れた腐食防止性能を有するとともに、潤滑性も優れていることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明はＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油に特定のチアジアゾール誘導体を配合したため、ジチオリン酸亜鉛などの摩耗防止剤や抗菌剤を含有するものであっても、潤滑性といった難燃性油圧作動油としての基本的な性能を強化しつつ、銅部材に対して優れた腐食防止性能を有するという格別の効果を奏する。

Claims (1)

1. 基油に界面活性剤を用いて水を分散させてなるＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油において、チアジアゾール骨格中の両炭素において炭素数５〜３０の炭化水素基を有する１〜４個の硫黄からなるスルフィド基又はポリスルフィド基により置換されたチアジアゾール誘導体とジアルキルジチオリン酸亜鉛を含有することを特徴とするＷ／Ｏエマルション型難燃性油圧作動油。