压铸用水溶性柱塞润滑剂的制作方法
【专利摘要】本发明提供压铸用水溶性柱塞润滑剂，其含有成分（a）：选自矿物油、合成烃、油脂、脂肪酸酯中的1种或2种以上化合物；成分（b）：选自高级脂肪酸的碱金属盐或脂肪族羟基酸的碱金属盐中的1种或2种以上化合物；成分（c）：选自合成磺酸的碱金属盐或石油磺酸的碱金属盐中的1种或2种以上化合物；硅石微粒；水。该压铸用水溶性柱塞润滑剂能在不导致生产效率降低和操作环境恶化的情况下抑制燃烧，并发挥优异的润滑性。
【专利说明】压铸用水溶性柱塞润滑剂
【技术领域】
[0001]本发明涉及供给到用于将铝等金属材料的熔融金属注射到压铸模具内的柱塞(plunger)与该柱塞所进退的套筒之间的压铸用柱塞润滑剂。
【背景技术】
[0002]在铝等金属材料的压铸中，需要降低在用于将熔融金属注射到压铸模具内的柱塞与该柱塞所进退的套筒之间的滑动面上的套筒磨损，并稳定柱塞的注射速度。为此，向柱塞与套筒间(尤其是套筒内壁)供给柱塞润滑剂。作为润滑剂，常使用将石墨粉末、滑石等固体分散到油中而得的油性润滑剂。这类分散有固体的油性润滑剂的润滑性优异。
[0003]然而，使用分散有固体的油性润滑剂时，残渣物(尤其是黑色残渣物)会附着在压铸装置周围。该残渣物含有大量油分和石墨等，因而清洗性(可清洗性)差，所以存在操作环境恶化的问题。此外，由于油性润滑剂特性的缘故，向套筒内供给该油性润滑剂后将熔融金属注入到套筒内时，油性润滑剂被置于高温下，油成分可能会燃烧。这种情况下，可能会损伤压铸装置的柱塞、套筒等。而且，当油成分燃烧产生气体、该气体混入到熔融金属内时，铸件产品上会出现气眼等内部缺陷，导致铸件产品的品质下降。
[0004]为解决油性润滑剂引起的上述问题，需要一种能抑制燃烧的润滑剂。作为这种润滑剂，有人提出一种向油性润滑剂中加入水的水性润滑剂。专利文献I提出一种将作为基础油使用的矿物油、油脂等通过表面活性剂而形成W/0型乳液的润滑剂。此外，专利文献2提出一种将作为主剂使用的 高级脂肪酸金属盐通过表面活性剂进行分散而成的水溶性润滑剂。
[0005]专利文献:
[0006]专利文献1:日本特开2000-15419号报
[0007]专利文献2:日本特开平6-65590号公报
【发明内容】
[0008]然而，专利文献I中所示的润滑剂(将矿物油、油脂等通过表面活性剂而形成W/0型乳液的润滑剂)由于油分多，仍然不能充分抑制燃烧。而专利文献2中所示的润滑剂(将高级脂肪酸金属盐通过表面活性剂进行分散而成的水溶性润滑剂)虽能在一定程度上抑制燃烧，但与油性润滑剂相比，存在润滑性不足的问题。
[0009]即，目前的情状是，作为用于压铸的柱塞润滑剂，尚未发现一种具有与分散有石墨的油性润滑剂同等的润 滑性且在与熔融金属接触时能充分抑制燃烧的水溶性润滑剂。
[0010]本发明旨在提供能在不导致生产效率降低和工作环境恶化的情况下抑制燃烧且发挥优异润滑性的压铸用水溶性柱塞润滑剂。
[0011]本发明提供压铸用水溶性柱塞润滑剂，其含有成分(a):选自矿物油、合成烃、油月旨、脂肪酸酯中的I种或2种以上化合物；成分(b):选自高级脂肪酸的碱金属盐或脂肪族羟基酸的碱金属盐中的I种或2种以上化合物；成分(c):选自合成磺酸的碱金属盐或石油磺酸的碱金属盐中的I种或2种以上化合物；硅石微粒；水。
[0012]本发明的压铸用水溶性柱塞润滑剂显示出优异的润滑性，因此，铸造时，能降低套筒磨损，且不会降低柱塞的注射速度。所以，将该润滑剂用于柱塞润滑，可在不降低生产效率的情况下通过压铸制造高品质的产品。此外，本发明的压铸用水溶性柱塞润滑剂的可燃性低，因而在与熔融金属接触时能充分抑制燃烧。
【具体实施方式】
[0013]本发明的压铸用水溶性柱塞润滑剂(以下有时仅称“润滑剂”)至少含有以下所示的成分(a)~(C)、硅石微粒和水。
[0014]〈成分a>[0015]成分a是选自矿物油、合成烃、油脂或脂肪酸酯中的I种或2种以上化合物。作为构成成分(a)的矿物油的例子，可以是机油、涡轮油、锭子油、过程油等。作为构成成分(a)的合成烃的粒子，有聚α —烯烃。作为构成成分(a)的油脂的例子，有大豆油、菜籽油、蓖麻油、椰油、棕榈油、牛脂等动植物油。作为构成成分(a)的脂肪酸酯的例子，有使月桂酸、肉豆蘧酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、异油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸等脂肪酸与一元或多元醇反应而生成的酯。作为一元醇或多元醇的例子，有2 —乙基己醇、异癸醇、十三醇等碳数I~18的一元醇或三羟甲基丙烷、季戊四醇、新戊二醇、二季戊四醇等。
[0016]成分(a)的种类不局限于上述记载的示例。考虑到在润滑剂中的使用，成分(a)的运动粘度优选为40°C下在5~500mm2/sec的范围。若运动粘度低于上述范围，则润滑剂的润滑性不充分(润滑能力低)。若运动粘度高于上述范围，则在通过柱塞注射熔融金属后，难以除去飞散的润滑剂残渣物(污染清洗性差)，使用环境会因此恶化。
[0017]考虑到润滑剂的使用，成分(a)的燃点优选在200°C以上。若燃点低于200°C，则润滑剂容易燃烧。
[0018]相对于润滑剂总量，成分(a)的含量以0.1~20重量％为宜。优选为0.5~18重量％，更优选为I~16重量％。若成分(a)的含量小于0.1重量％，则润滑剂的润滑性不充分。若成分(a)的含量超过20重量％，则在润滑剂与熔融金属接触时不能充分抑制润滑剂的燃烧。成分(a)的含量为0.5~18重量％时，润滑性充分(润滑能力高)，且能充分抑制燃烧。成分(a)的含量为I~16重量％时，润滑性更好，且能进一步抑制燃烧。成分(a)可以是选自矿物油、合成烃、油脂或脂肪酸酯中的I种化合物，也可以是2种以上化合物。所述2种以上化合物可以从矿物油、合成烃、油脂、脂肪酸酯内的I个种类中进行选择，也可以从多个种类中进行选择。成分(a)为2种以上化合物时，只要这2种以上化合物的合计含量在上述范围内即可。
[0019]〈成分b>
[0020]成分(b)是选自高级脂肪酸的碱金属盐或脂肪族羟基酸的碱金属盐中的I种或2种以上化合物。作为构成成分(b)的高级脂肪酸的例子，有月桂酸、肉豆蘧酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、异油酸、亚油酸、亚麻酸、花生酸。优选为月桂酸、棕榈酸、棕榈油酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸，更优选为棕榈油酸、油酸、亚油酸。作为构成成分(b)的脂肪族羟基酸的例子，有乳酸、枸橼酸、苹果酸、蓖麻油酸等，优选为蓖麻油酸。
[0021]作为与这些高级脂肪酸或脂肪族羟基酸一起构成成分(b)的碱金属的例子，有钠、锂、钾等，优选为钠、钾。
[0022]成分(b)为高级脂肪酸的碱金属盐或脂肪族羟基酸的碱金属盐，但只要作为润滑剂成分可溶于水，则对高级脂肪酸、脂肪族羟基酸、碱金属的种类无特殊限制。
[0023]相对于润滑剂总量，成分(b)的含量以0.1~30重量％为宜。优选为I~27重量％，更优选为2~24重量％。若成分(b)的含量小于0.1重量％，则润滑剂的润滑性和污染清洗性(清洗附着在装置周围的润滑剂的能力)中的任一方或两方不充分。若成分(b)的含量超过30重量％，则在润滑剂与熔融金属接触时不能充分抑制润滑剂的燃烧。成分(b)的含量为I~27重量％时，润滑性和污染清洗性均充分，且能充分抑制燃烧。成分(b)的含量为2~24重量％时，润滑性和污染清洗性更好，且更能抑制燃烧。成分(b)可以是选自高级脂肪酸的碱金属盐或脂肪酸羟基酸的碱金属盐中的I种化合物，也可以是2种以上化合物。所述2种以上化合物可以从高级脂肪酸的碱金属盐或脂肪族羟基酸的碱金属盐中的一个种类中进行选择，也可以从多个种类中进行选择。成分(b)为2种以上化合物时，只要这2种以上化合物的合计含量在上述范围内即可。
[0024]〈成分C〉
[0025]成分(C)是选自合成磺酸的碱金属盐或石油磺酸的碱金属盐中的I种或2种以上化合物。作为构成成分(C)的磺酸，无特殊限制，作为其例子，例如有来自石油馏分的石油磺酸或来自芳香族化合物烷基化的合成磺酸、以及石油磺酸或合成磺酸的混合物成分。
[0026]作为与这些石油磺酸或合成磺酸一起构成成分(C)的碱金属的例子，有钠、锂、钾等，优选为钠、钾。
[0027]成分(C)为石油磺酸的碱金属盐或合成磺酸的碱金属盐，但只要作为润滑剂成分可溶于水，则对其种类无特殊限制。
[0028]相对于润滑剂总量，成分(C)的含量以0.1~20重量％为宜。优选为0.5~18重量％，更优选为I~16重量％。若成分(c)的含量小于0.1重量％，则污染清洗性低下。若成分(c)的含量超过20重量％，则在润滑剂与熔融金属接触时不能抑制润滑剂的燃烧。成分(c)的含量为0.5~18重量％时，污染清洗性充分，且能充分抑制燃烧。成分(c)的含量为I~16重量％时，产品的污染清洗性进一步提高，且更能抑制燃烧。成分(c)可以是选自石油磺酸的碱金属盐或合成磺酸的碱金属盐中的一种化合物，也可以是2种以上化合物。成分(c)为2种以上化合物时，只要这2种以上化合物的合计含量在上述范围内即可。
[0029]<硅石微粒>
[0030]硅石微粒按制法分为湿式、干式等种类，可通过任一制法得到。
[0031]作为硅石微粒的粒径，只要能达成本发明的目的便无特殊限制。硅石微粒的粒径用库尔特计数器进行测定时，分散在溶剂中的硅石微粒的最大二次凝聚粒径优选在20 μ m以下，更优选在10 μ m以下。最大二次凝集粒径在20 μ m以下时，硅石微粒在润滑剂中的分散性良好。最大二次凝集粒径在10 μ m以下时，硅石微粒在润滑剂中的分散性进一步提高。
[0032]相对于润滑剂总量,娃石微粒的含量以0.1~5重量％为宜。优选为0.2~3重量％。若硅石微粒的含量小于0.1重量％，则润滑剂的抗咬粘性(抗咬合性)受损。若硅石微粒的含量超过5重量％，则不仅不能提高润滑剂的性能(抗咬粘性)，而且，由于硅石微粒分散不充分，硅石微粒容易沉淀，不易使用，且残渣物增加。因此，会引起污染清洗性(清洗附着在装置周边的润滑剂的能力)不充分、压铸装置周边受到污染之类的问题。硅石微粒的含量为0.2~3重量％时，抗咬粘性充分，且润滑剂的安全性、污染清洗性也充分。
[0033]润滑剂中，除上述成分(a)、成分(b)、成分(C)和硅石微粒外，剩余部分为水。水的含量用从润滑剂的总量中除去润滑剂中的固体成分浓度后的部分表示，例如，相对于润滑剂总量，在50重量％以上，优选为50~90重量％，更优选为55~85重量％。因水的含量多，所以本实施方式的润滑剂形态为0/W乳液形态。若水的含量小于50重量％，则因油分多而不能充分抑制燃烧。此外，由于润滑剂的产品形式会从0/W型乳液向W/0型乳液转相、粘度增加，因此，向套筒内供给润滑剂时的操作性会恶化。另一方面，若水的含量超过90%，则润滑成分相对减少，从而不能发挥充分的润滑性和抗咬粘性，不适合用作润滑剂。需要说明的是，固体成分浓度是指成分(a)、成分(b)、成分(C)、硅石微粒以及后述的添加剂相对于润滑剂总量的合计量。
[0034]本实施方式的润滑剂中也可以含有压铸用润滑剂领域中以往添加在润滑剂中的添加剂，例如增粘剂、防腐剂、防锈蚀剂、离子螯合剂、表面活性剂等。此外，本实施方式的润滑剂可通过任何方法供给到对象部位(套筒)。例如，可通过喷雾将润滑剂供给到套筒的内壁。
[0035]在本实施方式的润滑剂中，分别调节各成分的含量，以使各成分的含量在上述范围内。
[0036]此外，成分(a)、成分(b)、成分(C)、硅石微粒以及水的含量在上述范围内时，通过各成分具有的功能并加上因各成分间的相互作用而获得的功能，可作为润滑剂而发挥良好的润滑性，并能在与熔融金属接触时充分抑制燃烧。
[0037]按以上方式构成的本实施方式的润滑剂还能以原液使用。此外，考虑到经济面和运输方法，也可在不损害润滑剂稳定性的范围内先预先制作含有大量固体成分的制剂，使用前在上述范围内将其稀释后使用。
[0038]实施例1
[0039]下面，通过实施例对本发明进行更具体的说明，但显而易见的是，本发明不应被解释为仅限于这些实施例。
[0040]为了显明本发明的压铸用水溶性润滑剂的性能，对具有表1~11 (实施例)及表12 (比较例)所示组成的润滑剂进行以下所示的试验并评价其性能。试验时，润滑剂不作稀释而直接使用。此外，表1~12所示的成分中，菜籽油使用日清奥利友公司产品，三羟甲基丙烷三油酸酯使用日油公司产品，矿物油使用出光兴产公司生产的Diana Fresia (注册商标)U-46,聚α —烯烃使用埃克森美孚公司生产的SpectraSyn (注册商标)6。油酸使用花王公司产品，蓖麻油酸使用小仓合成工业公司产品，分别用碱金属按当量中和、形成盐。石油磺酸钠盐使用松村石油公司生产的SULFOL (注册商标)430Α，合成磺酸钠盐使用松村石油公司生产的M0RESC0-AMBER SN-60，硅石微粒使用德山公司生产的FINE SEAL (注册商标)X-45，滑石使用富士滑石公司生产的SP-40。
[0041]另外，菜籽油的粘度为37mm2/SeC (40°C )，燃点在300°C以上。三羟甲基丙烷三油酸酯的粘度为48mm2//sec(4(rC)，燃点在314°C以上。Diana Fresia (注册商标)U-46的粘度为46mm2/sec,燃点在10CTC以上、20CTC以下。SpectraSyn (注册商标)6的粘度为31mm2/sec,燃点为 230°C ο
[0042]表1
【权利要求】
1.压铸用水溶性柱塞润滑剂，其含有成分(a):选自矿物油、合成烃、油脂、脂肪酸酯中的I种或2种以上化合物；成分(b):选自高级脂肪酸的碱金属盐或脂肪族羟基酸的碱金属盐中的I种或2种以上化合物；成分(c):选自合成磺酸的碱金属盐或石油磺酸的碱金属盐中的I种或2种以上化合物；硅石微粒；水。
2.根据权利要求1所述的压铸用水溶性柱塞润滑剂，其特征在于，所述成分(a)的含量占润滑剂总量的0.1~20重量％，所述成分(b)的含量占润滑剂总量的0.1~30重量％，所述成分(c)的含量占润滑剂总量的0.1~20重量％，所述硅石微粒的含量占润滑剂总量的0.1~5重量％，作为余部的所述水的含量占润滑剂总量的50重量％以上。
3.根据权利要求1或2所述的压铸用水溶性柱塞润滑剂，其特征在于，所述成分(a)在40°C下的运动粘度为5~500mm2/sec。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的压铸用水溶性柱塞润滑剂，其特征在于，在用库尔特计数器测定粒径时，所述硅石微粒的最大二次粒径在IOym以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的压铸用水溶性柱塞润滑剂，其特征在于，所述成分(a)的燃 点在200°C以上。
【文档编号】C10N20/00GK103534342SQ201280019713
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2012年4月16日 优先权日:2011年4月22日
【发明者】奥田时良, 堂园浩, 山内猛, 永崎藤昭, 鹈饲伸介, 竹上元德 申请人:爱信精机株式会社, 日本奎克化学株式会社