专利名称：压力传输介质及油压机的制作方法
技术领域：
本发明涉及体积弹性系数高的压力传输介质及使用此压力传输介质的油压机。
背景技术：
如今，例如建筑机械或注射模塑成形机、压床、起重机、加工中心等使用油压油的 各种油压机受到广泛应用。这些油压机使用各种油(例如，参阅专利文献1或者专利文献 2)。专利文献1公开了一种减振阻尼器用油压油，其体积弹性系数在1. 3以上，粘度指 数在110以上，倾点在-25°c以下，具体地，由聚α-烯烃、多元醇酯、聚醚构成。专利文献2公开了一种压缩机油、涡轮机油、油压油等在起动负荷大的润滑系统 中使用的润滑油，其由烷基联苯或烷基二苯醚构成。专利文献1 日本专利特开2000-119672号公报专利文献2 日本特开平6-200277号公报
发明内容
但是在油压机中，当所使用的油压油的工作压力高达20MPa以上时，由压缩引起 的油压油体积减少所导致的能量损耗就不可忽视。压缩引起的油的体积变化率及此体积变 化率引起的功率损耗(能量损耗)率如下式(I)、(II)所示，其中P为压缩压力，K为体积 弹性系数。体积变化率=ΔΡ/Κ - (I)功率损耗率=ΔP/(I) - (II)例如，将体积弹性系数K为1. 的矿物油用于^MI3a时，根据上式⑴、(II)，体 积变化率收缩了 2%，油压能以的弹性能保留在矿物油中，但此弹性能无法恢复，故导 致了能量的损失。特别地，在为了减少惯性重量而具备有凹型活塞的轴向活塞泵中，广泛使 用着即使是全冲程，死体积也被设定为与吐出容量相同的构成，而此种构成会引起2%的能 量损耗。此外，可变冲程泵中在恒压或恒力下运行的构成，由于大多都是高压低冲程运行， 所以吐出容积减少，死体积增大，功率损耗瞬间即到达最大额定输入值的10%的水平。另一方面，油压伺服控制回路的性能几乎取决于应答速度和稳定性，并且依赖于 油压伺服控制回路中控制回路的固有振动数Oci和衰减系数D。由于固有振动数COci和衰 减系数D两者都是越大越好，并且均与K"2成正比例，所以，增大油压油的K值，可以得到油 压回路的高速化或油压的高精密控制化。由此可知，油压油的K值必须设定为较高的值。然而，当今通常使用的矿物油系化 合物或脂肪酸酯系化合物、专利文献1公开的常用油压油基油，其体积弹性系数低。此外， 含水系化合物或磷酸酯系化合物，虽然体积弹性系数较高，但润滑性和热稳定性差，无法在 高温·高压的严酷条件下使用。在其他的合成润滑油基油中，如专利文献2公开的具有碳 原子数10以上的烷基的联苯或二苯醚化合物，其体积弹性系数低，另外体积弹性系数高的
3聚苯醚，其粘度指数低，低温流动性差，而且与其他化合物相比，价格高，不适合应用。本发明出于此种考虑，以提供一种体积弹性系数高，效率好的压力传输介质及油 压机为目的。本发明的压力传输介质是包含酯或醚之中的至少一种而成的压力传输介质，其特 征在于，所述酯或醚之中的至少一种为具有2个以上芳香环或者饱和环烷烃环，并且40°C 运动粘度不足15mm2/S。本发明中，使用体积弹性系数、润滑性和稳定性均高的具有2个以上芳香环或饱 和环烷烃环的40°C运动粘度不足15mm2/s的压力传输介质，可以减少压缩引起的能量损耗， 还可以使例如，利用油压回路时的应答性优异、油压回路中节能、高速化和高精密控制化成 为可能。此外，具体地，40°C运动粘度的下限优选3mm2/S以上。40°C运动粘度在3mm2/S以 上时，可以减少压力传输介质从密封部的泄漏，故优选。进一步地，由于密度高，使加压下和 常压下的溶存气体的浓度差小，例如，储液罐中生成的气泡减少，此外，就算生成了气泡，其 与气泡之间的比重差大，很容易与气泡分离，从而能够防止由产生气泡引起的油压控制下 降或气穴现象与腐蚀的发生。再进一步，由于压力传输介质的粘度低，其搅拌阻力小，节能 性优异。如上所述，本发明的化合物在应用于低压的油压回路中也能体现出高性能，其通用 性优异。本发明中，所述酯优选为二元酸二酯构成。二元酸二酯可以列举，例如，草酸二酯、丙二酸二酯、丁二酸二酯、己二酸二酯、壬 二酸二酯等。本发明中，使用二元酸二酯作为压力传输介质，其生产容易且粘度性状优异。进一 步，由于压力传输介质的粘度低，其搅拌阻力小，节能性优异。如上所述，本发明的化合物在 应用于低压的油压回路中也能体现出高性能，其通用性优异。本发明中，所述酯优选为具有芳香环或饱和环烷烃环的羧酸与具有芳香环或饱和 环烷烃环的醇生成的酯。本发明使用具有芳香环或饱和环烷烃环的羧酸与具有芳香环或饱和环烷烃环的 醇生成的酯作为压力传输介质，其生产容易。此外，可以减少压缩引起的能损耗，例如，在利 用油压回路时应答性优异，在油压回路中节能，获得高速化及高精密控制化。进一步地，由 于密度高，使加压下和常压下的溶存气体的浓度差小，例如，储液罐中生成的气泡减少，此 外，就算生成了气泡，其与气泡之间的比重差大，很容易与气泡分离，从而能够防止由产生 气泡引起的油压控制下降或气穴现象与腐蚀的发生。再进一步，由于压力传输介质的粘度 低，其搅拌阻力小，节能性优异。如上所述，本发明的化合物在应用于低压的油压回路中也能体现出高性能，其通 用性优异。本发明中，所述酯优选为具有醚键的羧酸与不具有醚键的醇生成的酯、不具有醚 键的羧酸与具有醚键的醇生成的酯，或者具有醚键的羧酸与具有醚键的醇生成的酯之中的 任意一种。本发明使用具有醚键的羧酸与不具有醚键的醇生成的酯、不具有醚键的羧酸与具 有醚键的醇生成的酯，或者具有醚键的羧酸与具有醚键的醇生成的酯之中的任意一种作为 压力介质，其生产容易且粘度性状优异。进一步，由于压力传输介质的粘度低，其搅拌阻力小，节能性优异。如上所述，本发明的化合物在应用于低压的油压回路中也能体现出高性能，其通 用性优异。本发明中，所述酯优选为碳酸酯构成。本发明使用碳酸酯作为压力传输介质，其生产容易且粘度性状优异。进一步，由于 压力传输介质的粘度低，其搅拌阻力小，节能性优异。如上所述，本发明的化合物在应用于 低压的油压回路中也能体现出高性能，其通用性优异。本发明的油压机的特征在于，使用上述本发明的压力传输介质。本发明中，含有酯或醚作为基油的压力传输介质可以用于油压机。
具体实施例方式下面，对实施本发明的方式进行详细说明。此外，本实施方式中虽然例示了用于， 例如，建筑机械或注射模塑成形机、压床、起重机、加工中心等比较高压的油压装置油压机 中的油压回路的油压油，但也适用于低压油压机的油压回路，进一步还适用于油压伺服控 制回路等。〔压力传输介质的构成〕本实施方式中的压力传输介质的构成组分，混合有压力传输基油和添加剂。(压力传输基油)压力传输基油含有具有2个以上芳香环或饱和环烷烃环的酯或者醚。另外，具有2个以上芳香环或饱和环烷烃环的酯或醚的生产方法没有特别限制， 可以采用常用的各种酯化或醚化的生产方法。例如，原料可以使用，羧酸、羧酸酯、羧酸氯化物或其衍生物、乙醇或其衍生物。具 体地，二元羧酸可以使用草酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、壬二酸等；羧酸可以使用苯甲酸、甲 苯酸、苯乙酸、苯氧乙酸、茴香酸、水杨酸、环己烷羧酸等。醇可以使用，苯酚、甲酚、二甲苯 酚、苯甲醇、苯乙醇、苯氧乙醇、苄氧乙醇、二乙二醇单苯甲醚、环己醇、甲基环己醇、环己烷 甲醇、降莰烷甲醇等。此外，作为取代基，芳香环或环烷烃环可以被烷基、硝基、羟基、烷氧基取代。通常 是使用含有这些取代基的原料，但当使用烷基时，可以酯化后再烷基取代化，此外，还可以 使用最初就已经烷基取代化的原料。接着，酯化催化剂没有特别限制，此外，也可以在没有催化剂的条件下酯化。此外，醚化合物可以采用通常的Williamson合成法等生产法，没有限制，可以使 用上述的苯氧乙酸、苯氧乙醇、苄氧乙醇、二乙二醇单苯甲醚等具有醚键的羧酸或具有醚键 的醇作为原料进行酯化。作为基油，含有具有2个以上芳香环或饱和环烷烃环的酯或醚在10质量％以上， 优选30质量％以上，更优选40质量％以上。此处，酯或醚不足10质量％时，有可能发生体积弹性系数高，几乎没有效果的不 理想状况。因此，适宜含有10质量％以上，优选30质量％以上，更优选40质量％以上具有 2个以上芳香环或饱和环烷烃环的酯或醚。(添加剂)
只要能达到本发明的目的，即体积弹性系数高，能够抑制用于油压回路时的能量 损耗，获得良好的工作效率，压力传输介质还可以适当地混合各种添加剂。作为添加剂，可以适当使用，例如，粘度指数改进齐IJ、抗氧化齐IJ、洗涤分散齐U、减阻 齐U、金属减活剂、倾点降低剂、耐磨剂、消泡剂、极压添加剂等。作为粘度指数改进剂，可以单独使用例如，聚甲基丙烯酸酯、乙烯-丙烯共聚物等 烯烃系共聚物、分散型烯烃系共聚物、苯乙烯-二烯氢化共聚物等苯乙烯系共聚物，或者组 合2种以上使用。这些粘度指数改进剂通常混合0. 5质量％以上10质量％以下。抗氧化剂，例如，2，6_ 二-叔丁基-4-甲基苯酚、4，4'-亚甲基-二 _(2，6_ 二-叔 丁基苯酚)等酚系抗氧化剂，烷基化二苯胺、苯基-α -萘胺、烷基化-α -萘胺等胺系抗氧 化剂，二烷基硫二代丙酸酯、二烷基二硫代氨基甲酸衍生物(金属盐除外)、二(3，5_二-叔 丁基-4-羟基苯甲基)硫化物、巯基苯并噻唑、五硫化磷与烯烃的反应生成物、双十六烷基 硫化物等硫黄系抗氧化剂，可以单独或组合2种以上使用。特别优选酚系或胺系，或者烷基 二硫代磷酸锌，进一步优选它们的混合物等。这些抗氧化剂通常混合0. 1质量％以上10质 量％以下。洗涤分散剂可以使用例如，链烯基琥珀酰亚胺。这些洗涤分散剂通常混合0. 1质 量％以上10质量％以下。金属减活剂，例如，苯并三唑、噻二唑等，可以单独或者组合2种以上使用。这些金 属减活剂通常混合0. 1质量％以上5质量％以下。作为倾点降低剂，可以使用例如，聚甲基丙烯酸酯等。这些倾点降低剂通常混合 0.5质量％以上10质量％以下。耐磨剂可以使用，例如，烷基二硫代磷酸锌。这些耐磨剂通常混合0. 1质量％以上 10质量％以下。作为消泡剂，例如，硅酮系化合物、酯系化合物等，可以单独或者组合2种以上使 用。这些消泡剂通常混合0.01质量％以上1质量％以下。极压添加剂可以使用例如，磷酸三(甲苯酯)。这些极压添加剂通常混合0. 1质 量％以上10质量％以下。〔油压油的作用效果〕根据上述实施方式，含有具有2个以上芳香环或者饱和环烷烃环的酯或者醚作为基油。因此，将体积弹性系数、润滑性和稳定性均高的具有2个以上芳香环的酯或醚作 为基油使用，可以减少压缩引起的能量损耗，还可以获得例如，利用油压机的油压回路时优 异的应答性、油压回路中节能、高速化和高精密控制化。进一步，由于密度高，使加压下和常 压下的溶存气体的浓度差小，例如，储液罐中生成的气泡减少，此外，就算生成了气泡，其与 气泡之间的比重差大，很容易与气泡分离，从而能够防止由产生气泡引起的油压控制下降 或气穴现象与腐蚀的发生。再进一步，由于压力传输介质的粘度低，其搅拌阻力小，节能性 优异。如上所述，本发明的化合物在应用于低压的油压回路中也能体现出高性能，其通用性 优异。另外，使用本发明化合物构成油压机时，密封材料等有机材料适宜选用耐溶胀性 优异的材料。
此外，作为压力传输介质基油，含有10质量％以上，优选30质量％以上，更优选40 质量％以上具有2个以上芳香环或饱和环烷烃环的酯或醚。因此，具有能使体积弹性系数变高的特有的作用效果。〔实施方式的变形例〕以上所说明的方式是本发明的一个例示形态，本发明并不限于上述实施方式，在 能够达成本发明目的和效果的范围内的变形或改良均包含于本发明内。此外，实施本发明 时的具体结构和形状等在能够达成本发明的目的和效果范围内，也可以是其他的结构或形状等。即，本发明的压力传输介质，虽然含有10质量％以上的具有2个以上芳香环或者 饱和环烷烃环的酯或者醚作为压力传输介质基油，但并不限于此。另外，虽然例示了可以适当添加添加剂的构成，但也可以不使用添加剂。其他，本发明的实施中的具体组成等在能够达成本发明的目的的范围内，也可以 是其他的组成等。实施例接着列举实施例和比较例，进一步对本发明进行详述。本发明不限于下述实施例等所述的内容。{制作样本}实施实验确认上述实施方式中的油压油的性能。实验使用在以下条件下制作的各 种油压油进行，分别测定各自的物性，即，运动粘度、粘度指数、密度、倾点和正切体积弹性 系数，进行比较评价。运动粘度按照JIS (日本工业标准Japanese Industrial Mandards)K2^3的方 法进行测定，粘度指数通过JIS K2283的方法算出。密度按照JIS K2249的方法进行测定。倾点按照JIS K2269的方法进行测定。正切体积弹性系数取由高压密度测定求得的40°C、50MPa中的值。高压密度测定 使用下示结构的佐贺大式活塞型高压密度计，于40°C下，从常压到200MPa阶段性加压进行 测定。此外，容器内油压油的体积通过线性测量计测得的活塞的位移求出。·滚筒Ni-Cr-Mo 钢制外径 80. Omm 内径 29. 93mm·活塞和塞子Cr-Mo钢制·高压密封铍铜制这些物性结果见表4和表5。此外，依据JIS K6950，使用夕4〒？夕株式会社制 BOD测试仪200F对本流体进行28天的生物降解力测试，结果同见表4和表5。(实施例1)向1升的具有Dean-Stark装置的四口烧瓶中投入50g丙二酸(东京化成工业株 式会社制，化学试剂)、125g苯甲醇(东京化成工业株式会社制，化学试剂)、40g 2-苯氧乙 醇(东京化成工业株式会社制，化学试剂)、80ml混合二甲苯(东京化成工业株式会社制， 化学试剂)、0. Ig四异丙氧基钛(东京化成工业株式会社制，化学试剂)，在氮气流搅拌下一 边蒸馏除去水一边于160°C反应2小时。然后，用饱和食盐水，0. 1当量氢氧化钠水溶液分 别清洗3次后，使用无水硫酸镁(东京化成工业株式会社制，化学试剂)干燥。过滤硫酸镁后，蒸馏除去过量的原料醇，获得120g的62%二苯甲酯、31%苯甲基苯氧酯、7%二苯氧酯 的酯混合物。(实施例2)除了使用25g丙二酸、28g 丁二酸、156g苯甲醇替代50g丙二酸、125g苯甲醇、 40g2-苯氧乙醇之外，其他均与实施例1相同，再进行实验，得到121g的50%丙二酸二苄基 酯与50%丁二酸二苄基酯的混合物。(实施例3)使用146g邻茴香酸替代实施例2中的25g丙二酸、28g 丁二酸，进行同样的实验， 获得214g邻茴香酸苄基酯。(实施例4)向500毫升具有Dean-Stark装置的四口烧瓶中投入28. 4g碳酸二乙酯、43. 5g苯 甲醇、20.4g 2-苄氧基乙醇、18. 5g苯氧乙醇和0. Ig钛酸四异丙酯，在氮气流下边搅拌蒸馏 除去醇边于120°C反应约8小时，确认不会再馏出乙醇后，反应结束。冷却后，倒入分液漏 斗，再倒入50ml甲苯稀释，使用饱和食盐水、0. 1当量氢氧化钠水溶液分别清洗3次后，再使 用无水硫酸镁干燥。过滤硫酸镁后，使用旋转蒸发器蒸馏除去溶剂，减压下使用真空泵蒸馏 除去过量的未反应醇、溶剂等，通过气相色谱分析(GC)确认是否完全蒸馏除去。由蒸发器 蒸发的浓缩物残渣即为目标碳酸酯混合物，获得65. 2g。此酯混合物是下述表1所示组成的 混合物。表1末端取代基
权利要求
1.一种压力传输介质，包含酯或醚之中的至少一种而成，其特征在于，所述酯或醚之中 的至少一种具有2个以上芳香环或者饱和环烷烃环，并且40°C下的运动粘度不足15mm2/s。
2.根据权利要求1所述的压力传输介质，其特征在于，所述酯为二元酸二酯。
3.根据权利要求1所述的压力传输介质，其特征在于，所述酯为具有芳香环或饱和环 烷烃环的羧酸与具有芳香环或饱和环烷烃环的醇生成的酯。
4.根据权利要求3所述的压力传输介质，其特征在于，所述酯为具有醚键的羧酸与不 具有醚键的醇生成的酯、不具有醚键的羧酸与具有醚键的醇生成的酯或者具有醚键的羧酸 与具有醚键的醇生成的酯之中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的压力传输介质，其特征在于，所述酯为碳酸酯。
6.一种油压机，其特征在于，使用权利要求1-5任意一项所述的压力传输介质。
全文摘要
压力传输介质含有具有2个以上芳香环或者饱和环烷烃环的酯或者醚作为压力传输介质基油。能够提供一种减少压缩引起的能量损失，利用油压回路时的应答性优异，油压回路中节能，高速化及高精密控制化，低粘度且搅拌阻力小的节能型压力传输介质以及油压机。
文档编号C10N20/02GK102083951SQ200980125939
公开日2011年6月1日 申请日期2009年7月8日 优先权日2008年7月8日
发明者坪内俊之, 弘中义雄 申请人:出光兴产株式会社