专利名称：：金属加工油剂组合物及金属加工方法
技术领域：
：本发明涉及可广泛用于切削、磨削加工等塑性加工等金属加工的水溶性金属加工油剂组合物及使用该组合物的金属加工方法，特别涉及耐腐败性能优异的水溶性金属加工油剂组合物及使用该组合物的金属加工方法。技术背景在切削、磨削加工领域中广泛使用的切削油剂，有以矿物油为基的非水溶性切削油剂以及含有矿物油、表面活性剂、有机胺等，在水中稀释使用的水溶性切削油剂。在水溶性切削油剂中，为了提高油剂的耐腐败性能，添加称为防腐剂的化合物，或者配入具有防腐作用的胺类。但是，近年来，为了节约地球资源和防止地球环境恶化，对于切削油剂，要求开发与以往相比对地球环境更好的油剂、进而能够尽可能耐长期使用的油剂。以往，在水溶性金属加工油中，已知例如有使用薄荷油的水溶性金属加工油剂组合物(专利文献1);使用肉桂油的水溶性金属加工油剂组合物(专利文献2);使用芳香族胺或脂环胺的水溶性金属加工油剂组合物(专利文献3);使用苯类化合物和对羟基苯甲酸酯化合物的水溶性磨削油剂组合物(专利文献4);使用亚烷基二胺的抗菌性水溶性切削油剂(专利文献5);使用脂肪酸烷醇酰胺环氧乙烷加成物和烷基胺环氧乙烷加成物、脂环胺环氧乙烷加成物、脂肪酸高级醇加成物的水溶性切削油剂组合物(专利文献6);使用烷基伯胺、烷基仲胺、烷基叔胺、芳香族二胺氧化烯加成物、脂环式二胺氧化烯加成物等的水溶性切削、磨削油剂(专利文献7);含有伯链烷醇胺和碳原子数6~24的羧酸及特定的亚烷基二胺的物质(专利文献8)等。但是，这些水溶性金属加工油剂，虽然对于一般的细菌具有效果，但对于霉菌、酵母不能获得充分的效果。另外，上述具有效果者，使用含有卣素的化合物、多环芳香族化合物、酚类化合物或金属盐，其中有一些化合物是PRTR对象物质，对于人体有可能产生影响。由以上的观点出发，重新审视切削油剂中使用的主要成分(原料)，结果，对于耐腐败性能方面发挥作用的防腐剂、胺等判明了以下问题。作为防腐剂的有代表性的化合物，可以举出含氯化合物、含溴化合物、含氟化合物。金属加工油剂在使用后产生废油。例如，在燃烧处理该废油的场合，由于氯气、氯化氢气体等的产生而引起焚烧炉的损伤、焚烧炉的寿命降低。另外，在部分氯系添加剂中发现二噁英的产生。另一方面，考虑到胺对人体的不良影响，其使用趋向受到控制。例如，去年实施的PRTR法中指定的物质单乙醇胺，以及与亚硝酸盐合并使用时产生具有致癌性的亚硝胺的可能性高的仲胺等。但是，防腐剂、胺是提高油剂的耐腐败性能所不可缺少的化合物。专利文献l:专利第2676056号专利文献2:专利第2645675号专利文献3:专利第2510233号专利文献4:特公平7-37632号公报专利文献5:特公平7-30348号公报专利文献6:特公平6-31388号公报专利文献7:特公平9-316482号公报专利文献8:特公平6-76590号公报
发明内容发明要解决的问题本发明的目的在于，提供可广泛用于切削、磨削加工等塑性加工等的金属加工的水溶性金属加工油剂组合物及使用该组合物的金属加工方法。特别是提供耐腐败性能优异的水溶性金属加工油剂组合物及使用该组合物的金属加工方法。本发明的另一目的在于，提供显示优异的耐腐败性能并且对地球环境或人体不易产生不良影响的水溶性金属加工油剂组合物及使用该组合物的金属加工方法。解决问题的措施本发明人进行深入研究，结果发现，作为这些防腐剂、胺的替代物质，通过以特定的比例含有特定的胺，比含有现有防腐剂、胺的切削油剂更好的耐腐败效果，从而完成了本发明。本发明提供了以下的水溶性金属加工油剂组合物及使用该组合物的金属加工方法。1.金属加工油剂组合物，其特征在于，包含具有碳原子数4以上的直链或支链烷基的胺(成分A)和具有环烷基环或苯环的胺(成分B)，其中，含有成分A为0.5-20%、成分B为0.5-20%。2.根据上述1所述的金属加工油剂组合物，其中，成分A由以下通式1表示R'是碳原子数4以上的烷基或碳原子数4以上的烷氧基，R"及W是选自由(CxH^O)yH表示的基团、H、碳原子数4以上的烷基或碳原子数4以上的烷氧基中的至少一种，x是24的整数，y是l或2。3.根据上述1或2所述的金属加工油剂組合物，其中，成分B是由以下通式25表示的胺的至少l种通式1<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>通式2通式3通式4通式5!^R"是H或(CxH2xO)nH表示的基团，可以彼此相同或不同，x是24的整凄史，n是l3的整凄史；R's及R"是H或C6Hn(环己基)或(CxH2xO)nH,可以彼此相同或不同，x是24的整凄t，n是l3的整凄史；R"R"是H或(CxH2xO)nH,可以彼此相同或不同，x是24的整数，n是1~3的整数；Ridx是24的整数。4.根据上述1~3中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分A是通式1表示的胺，式中R'是碳原子数4~12的烷基，112及W是选自(CxH2xO)yH、H、碳原子数4~12的烷基中的至少一种，x是24的整数，y是1或2。5.根据上述1~4中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分A是通式1表示的胺，式中W是碳原子数4的烷基，！^及I^是选自(CxH2xO)yH、H、碳原子数4的烷基中的至少一种，x是24的整数，y是l或2。6.根据上述1~5中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分A是通式l表示的仲胺，式中R'是正丁基或叔丁基，！^是(CxH2xO)yH，RS是H，x是24的整数，y是l或2。7.根据上述1~6中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分A是正丁基单乙醇胺或叔丁基单乙醇胺。8.才艮据上述1~7中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式2或3表示的胺，式中R"R"是H或(CxH2xO)nH，可以分别相同或不同，x是24的整凄丈，n是l3的整凄史。9.根据上述1~8中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式2或3表示的胺，式中R"R"全部为H。10.根据上述1~7中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式4表示的胺。11.根据上述IO所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是二环己基胺。12.根据上述IO所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式4表示的胺，式中R"及R"是(CxH2xO)nH，可以分别相同或不同，x是24的整数，n是l-3的整数。13.根据上述12所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式4表示的胺，式中R"及R"为(C2H40)nH,可以分别相同或不同，n是l-3的整数。14.根据上述1~7中任1项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式5表示的胺。15.根据上述14所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式5表示的胺，式中R"R'6为H或(C2H40)nH,可以分别相同或不同，n是l3的整数。16.金属的加工方法，其特征在于，使用上述1~15中任一项所述的金属加工油剂组合物。发明的效果本发明的水溶性金属加工油剂组合物，在切削、磨削加工等金属加工中具有优异的加工性能。另外，其耐腐败性能优异，而且对于地球环境或人体不易利用协同效果，不仅对于一般的细菌，而且对于霉菌、酵母等菌类也具有抗菌作用，与以往的金属加工油剂组合物相比，具有显著的耐腐败效果。具体实施方式本发明的金属加工油剂组合物(原液)，其特征在于，在全部成分中含有0.5~20%(在本说明书中，如没有另外说明"％"表示质量％)的具有碳原子数4以上的直链或支链烷基的胺(成分A),优选为0.5~15%，含有0.5~20%的具有环烷基环或苯环的胺(成分B),优选为0.5~15%。作为成分A即具有碳原子数4以上的直链或支链烷基的胺，例如可以举出正丁基单乙醇胺、正丁基二乙醇胺、二正丁基单乙醇胺、叔丁基单乙醇胺、叔丁基二乙醇胺、二叔丁基单乙醇胺、正丁基单异丙醇胺、正丁基二异丙醇胺、二正丁基单异丙醇胺、叔丁基单异丙醇胺、叔丁基二异丙醇胺、二叔丁基单异丙醇胺、正辛基单乙醇胺、正辛基二乙醇胺、二正辛基单乙醇胺、正月桂基二乙醇胺、二正月桂基单异丙醇胺等。作为成分B即具有环烷基环或苯环的胺，可以举出1,3-双氨基曱基环己烷、1,3-双氨基曱基环己烷环氧乙烷加成物、1，3-双氨基曱基环己烷环氧丙烷加成物、间苯二甲基二胺、间苯二曱基二胺环氧乙烷加成物、间二曱苯二胺环氧丙烷加成物、环己胺、二环己胺、环己胺环氧乙烷加成物、环己胺环氧丙烷加成物、环己基乙二胺、环己基丙二胺、环己基丁二胺、环己基乙二胺环氧乙烷加成物、环己基丙二胺环氧乙烷加成物、环己基丁二胺环氧乙烷加成物等。这些物质可单独使用，此外也可多种混合使用。本发明的金属加工油剂组合物，是以具有碳原子数4以上的直链或支链烷基的胺的至少一种(成分A)和具有环烷基环或苯环的胺的至少一种(成分B)作为必要成分，作为成分A，优先选用正丁基单乙醇胺、叔丁基单乙醇胺，作为成分B，优先选用环己基丙二胺、二环己胺、环己胺环氧乙烷加成物，更优选的是合并使用环己基丙二胺和二环己胺，或者合并使用环己胺环氧乙烷加成物和二环己胺。本发明的金属加工油剂组合物的特征是，以特定比例含有成分A和成分B的特征。成分A为0.5~20%，优选为0.5-15%,更优选为2~8%，成分B为0.5~20%，优选为0.5~15%，更优选为2~8%。成分A不足0.5。/。时，成分B不足0.5°/。时，不具有预期的耐腐败性能。另一方面，成分A超过20。/。时或成分B超过20。/。时，存在刺激性强、皮肤粗糙等危险，因而不适于作为金属加工油剂使用。从这样的观点出发，成分A和成分B分别在15。/。以下为宜。另外，上述成分A和成分B分别可以是单一物质，也可以是2种以上的混合物。另夕卜，本发明的水溶性金属加工油剂组合物，根据需要可以含有其他的水溶性胺和/或氬氧化钾、氬氧化钠等碱性物质，例如，作为水溶性胺，可以举出二乙醇胺、二异丙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺、甲基二乙醇胺、二甲基乙醇胺、单异丙醇胺、2-氨基-2-曱基-l-丙醇、2-(2-氨基乙氧基)乙醇、二乙基单异丙醇胺、N,N-二正丙基氨基异丙醇、N,N-乙二胺(二异丙醇)、N，N-乙二胺(二乙醇)、单正丁基二乙醇胺、单乙基二异丙醇胺、二甘醇胺等，也可以是其他的水溶性胺或无积J咸。具体地说，为了将pH维持在一定高的程度，可以与二甘醇胺、曱基二乙醇胺、单异丙醇胺、2-氨基-2-曱基-l-丙醇、2-(2-氨基乙氧基)乙醇等组合。进而，本发明的水溶性金属加工油剂组合物，根据需要，可以含有直链和/或支链型的饱和脂肪酸和/或二元酸，例如己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十五烷酸、十七烷酸、十九烷酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、二十二烷酸、异硬脂酸、反油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、羟基月桂酸、羟基肉豆蔻酸、羟基棕榈酸、羟基硬脂酸、羟基花生酸、羟基二十二烷酸、蓖麻醇酸、羟基十八烯酸、癸二酸、十二烷二酸、十二烷基琥珀酸、月桂基琥珀酸、十八烷基琥珀酸、异硬脂基琥珀酸、二聚酸等。此外，也可以是由动物、鱼、植物、谷物等的天然油脂获得的脂肪酸。另外，本发明的水溶性金属加工油剂组合物，根据需要可以含有基础油。作为基础油，例如可以举出矿物油、多元醇酯、油脂、聚乙二醇、聚a烯烃、a-烯烃、正链烷、异链烷、烷基苯、聚醚等。这些物质不限于单一品种，也可以是多种的混合油。优选矿物油、聚乙二醇、烷基苯。本发明的金属加工油剂组合物，根据需要，可以使用月桂基琥珀酸、十八烷基琥珀酸、异硬脂基琥珀酸、十二烷二酸等脂肪酸、石油磺酸钠等磺酸盐、羧酸酰胺等作为防锈剂。另外，本发明的金属加工油剂组合物，根据需要，可以使用聚硅氧烷类消泡剂、醇类消泡剂、苯并噻唑类金属防蚀剂等。进而，本发明的金属加工油剂组合物，根据需要，可以使用苯并异噻唑啉和/或其衍生物、二巯基吡啶钠盐(sodiumOmadine)、金属巯氧吡咬盐(metalpyrithionate)等防腐剂、以月桂胺、油胺等为代表的烷基胺及其氧化乙烯加成物作为防腐剂或抑菌剂。本发明的金属加工油剂组合物通常在水中稀释成5~200倍左右使用。以下通过实施例详细地说明本发明。制备表1(例1~8)、表2(例9~16)及表3(例17~28)所示质量组成(分别将全部作为100质量份)的金属加工油剂组合物。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>[表3〗<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>采用以下方法评价上述各组合物的耐腐败性、皮肤粗糙性、稀释稳定性及切削性能。耐腐败性试-险将含有该组合物的各油剂用水稀释至3%，在100ml该稀释的溶液中添加3%的下述腐败液，在30。C、150rpm下进行振荡培养14天后，测定活菌数。腐败液腐败劣化的乳液型切削液50%TryptoSoy培养基25%葡萄糖蛋白胨培养基25%将上述曝气24小时、进行活化的腐败液。评定标准用三爱微生物测定器(三爱石油林式会社制)评价一般细菌、霉菌、酵母、厌氧菌的数量或污染度。对于一4殳细菌和酵母，按照无、小于103个、103个、104个、105个、106个、107个、大于107个这8个等级来评价lml中的菌数。对于霉菌和厌氧菌，按照无、轻(轻度)、中(中度)、重(重度)的4个等级来评价污染度。合格与否的评定界线是无霉菌、酵母、厌氧菌，一般细菌小于W个/lml。皮肤粗糙性将含有该组合物的各油剂用水稀释成2倍的液体，滴下1滴到皮肤接触实验装置(Epitest公司制的FINchamber)上，用胶带贴附于上腕部，根据24小时后的皮肤状态进行判断。评价是合计判断受试者(男子10名)的结果。判断标准3分变红并伴随有水泡、丘渗2分变红，肿起l分稍微变红0.5分怀疑0分没有反应根据上述判断标准，将IO名的结果进行合计的分数作为判断结果，分数越低，对于皮肤的刺激性越少，皮肤粗糙性良好。合格与否的判断是以5分作为界线。稀释稳定性试验使用调整的硬水(将0.0757g氯化钙2水合物用蒸馏水稀释为1L的水溶液德国硬度3。，Ca硬度54ppm,参照JISK2221切削油剂乳化稳定性试验)，将该组合物用水稀释，制成5%稀释液，目视观察刚稀释后以及24小时后的状态。判断标准如下所述。O:合格均匀溶解、分离、没有乳膏层Em:不合格分离、有乳膏层切削性试验使用铝合金(AC8B-T6、300x200x30mm，HRB60)作为实验材料，钻削4)5.45的下盲孔，使用M6的刀具(tap)(OSG制newrolltapB-NRT)进行切削性试验。切削速度lOm/min进给量1mm/rev切削长度t=17mm(盲孔)N数5以6L/min的量将稀释金属加工油剂组合物进行给油通过评价切削阻力值及有无刀具折损进行评定。评定标准如下所述。〇合格切削阻力值为500N'cm以下x:不合格发生粘连(不可加工)结果示于表46中。[表4]<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>[表6]<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>~16，在耐腐败性、皮肤粗糙性、切削性及稀释稳定性的所有方面都优异。权利要求1.金属加工油剂组合物，其特征在于，包含具有碳原子数4以上的直链或支链烷基的胺(成分A)和具有环烷基环或苯环的胺(成分B)，其中含有成分A为0.5～20％、成分B为0.5～20％。2.根据权利要求1所述的金属加工油剂组合物，其中，成分A由下面的通式1表示二W是碳原子数4以上的烷基或碳原子数4以上的烷氧基，112及113是选自由(CxH2xO)yH表示的基团、H、碳原子数4以上的烷基或碳原子数4以上的烷氧基中的至少一种，x是24的整数，y是l或2。3.根据权利要求1或2所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是由下面的通式2~5表示的胺的至少1种<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>通式5R4~R1'是H或由(CxH2xO)nH表示的基团，可以分别相同或不同，x是2~4的整凄史，n是l-3的整凄史；R"及R"是H或C6H(环己基)或(CxH2xO)nH，可以分别相同或不同，x是2~4的整凄t，n是1~3的整凄t;R"R'6是H或(CxH2xO)nH,可以分别相同或不同，x是24的整数，n是l-3的整数；Ridx是24的整数。4.根据权利要求1~3中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分A是通式1表示的胺，式中R'是碳原子数4~12的烷基，W及W是选自(CxH2xO)yH、H、碳原子数4~12的烷基中的至少一种，x是2~4的整数，y是l或2。5.根据权利要求1~4中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分A是通式1表示的胺，式中R'是碳原子数4的烷基，RS及W是选自(CxH2xO)yH、H、碳原子数4的烷基中的至少一种，x是24的整数，y是l或2。6.根据权利要求1~5中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分A是通式l表示的仲胺，式中R'是正丁基或叔丁基，！^是(CxH2xO)yH,W是H，x是24的整数，y是l或2。7.根据权利要求1~6中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分A是正丁基单乙醇胺或叔丁基单乙醇胺。8.根据权利要求1~7中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式2或3表示的胺，式中！^R"是H或(CxH2xO)nH,可以分别相同或不同、x是24的整数，n是l3的整it。9.根据权利要求1~8中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式2或3表示的胺，式中R^R"全部是H。10.根据权利要求1~7中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式4表示的胺。11.根据权利要求IO所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是二环己基胺。12.根据权利要求IO所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式4表示的胺，式中1112及1113是(CxH2xO)nH，可以分别相同或不同，x是24的整凄史，n是1~3的整凄t。13.根据权利要求12所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式4表示的胺，式中R'2及R"是(C2H40)nH,可以分别相同或不同，n是l3的整数。14.根据权利要求1~7中任一项所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式5表示的胺。15.根据权利要求14所述的金属加工油剂组合物，其中，成分B是通式5表示的胺，式中R"R"是H或(C2H40)nH,可以分别相同或不同，n为l3的整数。16.金属的加工方法，其特征在于，使用权利要求115中任一项所述的金属加工油剂组合物。全文摘要本发明提供了显示优异的耐腐败性能并且不易对地球环境或人体产生不良影响的水溶性金属加工油剂组合物及使用该组合物的金属加工方法。所述金属加工油剂组合物的特征在于，包含具有碳原子数4以上的直链或支链烷基的胺(成分A)和具有环烷基环或苯环的胺(成分B)，其中含有成分A为0.5～20％、成分B为0.5～20％。文档编号C10M133/04GK101213279SQ200680024070公开日2008年7月2日申请日期2006年6月1日优先权日2005年6月1日发明者上田敦也,佐佐木节夫,后藤孝一,美马聪志申请人:协同油脂株式会社