專利名稱：：熱處理油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及熱處理油組合物，詳細(xì)而言，涉及在淬火加工中冷卻性能高的熱處理油組合物。
背景技術(shù)：
：淬火等熱處理加工通常使用熱處理液，是為了賦予金屬材料所期望的硬度而進(jìn)行的。因此，熱處理液必須具有能夠提高金屬材料硬度的優(yōu)良冷卻性能。以往的熱處理液多使用油系的熱處理液。這是因?yàn)樗档臒崽幚硪豪鋮s性能過(guò)高，具有金屬材料產(chǎn)生淬火裂紋的危險(xiǎn)性，另外與油系的熱處理液相比較，淬火變形大。因此，需求冷卻性能高的油系熱處理液，即熱處理油。熱處理油劃分為低油溫下使用的冷油、可在高溫下使用的熱油以及在中間溫度下使用的半熱油，冷油相當(dāng)于JISK2242的l種，半熱油及熱油相當(dāng)于2種。熱油在10(TC下的運(yùn)動(dòng)粘度通常大約為1030mm7s，冷油大約為6mm7s以下。然而，如果為了減輕淬火變形而使用熱油或半熱油在高油溫下淬火，雖然淬火變形的減輕效果較大，但是冷卻性能不足，存在不能通過(guò)淬火得到目標(biāo)硬度(淬火硬度)的問(wèn)題。與此相對(duì)，使用冷油時(shí)，雖然可以得到足夠的硬度，但是由于是低粘度油，因而閃點(diǎn)低，在淬火加工時(shí)具有著火的危險(xiǎn)性，另外還有產(chǎn)生油煙而使環(huán)境惡化的問(wèn)題。S卩，熱處理油的冷卻性能的狀況為越是低粘度油，其冷卻性能越高，但是低粘度油不能避免著火的危險(xiǎn)性等。鑒于這種狀況，人們期望開(kāi)發(fā)出即使閃點(diǎn)高、粘度高、也具有高的冷卻性能的熱處理油?！矫?，關(guān)于以往的熱處理油的冷卻性能的改良，一直以來(lái)使用的是向礦物油系基油中混合瀝青、高分子化合物、或者磺酸、水楊酸等的堿土金屬鹽而成的、冷卻性能得到提高的淬火油。但是，這種淬火油的冷卻性能不足，有時(shí)不能賦予金屬材料所期望的硬度。另外，在近年來(lái)的研究中，例如，專利文獻(xiàn)1中記載了如下組合物，該組合物在具有特定的運(yùn)動(dòng)粘度及組成的油中含有脂族聚烯烴和烴基取代酚、水楊酸等的堿土金屬鹽以及根據(jù)需要的烴基取代琥珀酸酯等。另外，專利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了如下組合物，該組合物在具有特定的運(yùn)動(dòng)粘度及組成的油中含有水楊醇衍生物的堿金屬鹽和選自脂族聚烯烴、烴基取代酚、水楊酸等的堿土金屬鹽、烴基取代琥珀酸酯等的至少一種。但是，這些組合物都含有聚異丁烯等脂族聚烯烴作為必要成分，氧化穩(wěn)定性不足，同時(shí)冷卻性能也未必足夠。專利文獻(xiàn)1:日本特表2005-513200號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特表2005-513201號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容在這種狀況下，本發(fā)明的目的在于提供冷卻性能高的熱處理油組合物，該組合物即使閃點(diǎn)高也具有優(yōu)良的冷卻性能。本發(fā)明者們?cè)阡J意研究后，出乎預(yù)料地發(fā)現(xiàn)，向基油中混合金屬系清潔分散劑和特定的脂族羧酸而成的組合物可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。本發(fā)明是基于這一發(fā)現(xiàn)而完成的。SP，本發(fā)明提供(1)熱處理油組合物，其是向基油中混合(A)金屬系清潔分散劑以及(B)碳原子數(shù)630的脂族羧酸而得到的；(2)根據(jù)上述(1)中所述的熱處理油組合物，其中(A)成分的金屬系清潔分散劑為選自磺酸、酚及水楊酸的金屬鹽中的至少一種；(3)根據(jù)上述(1)中所述的熱處理油組合物，其中(A)成分的金屬為堿土金屬；(4)根據(jù)上述(1)中所述的熱處理油組合物，其中脂族羧酸為碳原子數(shù)820的脂族單羧酸；(5)根據(jù)上述(1)中所述的熱處理油組合物，其中(A)成分的混合量按組合物基準(zhǔn)為0.120質(zhì)量％，(B)成分的混合量按組合物基準(zhǔn)為0.120質(zhì)量％;(6)根據(jù)上述(1)中所述的熱處理油組合物，其中(B)成分相對(duì)于(A)成分的混合比按質(zhì)量比為O.12;(7)根據(jù)上述(1)中所述的熱處理油組合物，該組合物的閃點(diǎn)為18(TC以上。根據(jù)本發(fā)明，可以提供冷卻性能高的熱處理組合物，該組合物即使閃點(diǎn)高也具有優(yōu)良的冷卻性能。發(fā)明的最佳實(shí)施方式本發(fā)明的熱處理油組合物是向基油中混合(A)金屬系清潔分散劑及(B)碳原子數(shù)630的脂族羧酸而成的組合物。對(duì)本發(fā)明中使用的基油并無(wú)特別限定，可以使用各種礦物油或合成油。作為礦物油，可列舉出例如石蠟基系礦物油、中間基系礦物油、環(huán)烷基系礦物油等。另外，作為合成油，可以使用例如a-烯烴低聚物(碳原子數(shù)616的a-烯烴的低聚化物以及將其加氫而得到的產(chǎn)物)、碳原子數(shù)216的烯烴的(共)聚合物、烷基苯、烷基萘、聚苯基系烴、各種酯類(例如新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇等多元醇的脂肪酸酯)、聚氧亞烷基二醇衍生物等。另外，作為上述基油，優(yōu)選使用IO(TC下的運(yùn)動(dòng)粘度為150mm7s的基油。運(yùn)動(dòng)粘度低于lmm7s，會(huì)出現(xiàn)容易著火的危險(xiǎn)情況，而超過(guò)50mm7s，由于過(guò)于粘稠而處理不便。從這些點(diǎn)來(lái)看，更優(yōu)選上述運(yùn)動(dòng)粘度為1.545mm7s的基油，特別優(yōu)選為240mm7s的基油。另外，基油的閃點(diǎn)優(yōu)選為15(TC以上，更優(yōu)選為17(TC以上。為15(TC以上，則著火等的危險(xiǎn)性低，同時(shí)可以抑制在熱處理加工時(shí)產(chǎn)生油煙。再者，基油的粘度指數(shù)優(yōu)選為85以上，更優(yōu)選為95以上。另外，芳香族部分(％CA)優(yōu)選為10以下，更優(yōu)選為7以下，進(jìn)一步優(yōu)選為3以下，特別優(yōu)選為1以下。如果粘度指數(shù)為85以上、芳香族部分(％CA)為10以下，則可以良好地維持熱處理油組合物的氧化穩(wěn)定性。上述礦物油及合成油可以僅單獨(dú)使用一種，也可以以任意比例將兩種以上混合使用。用作本發(fā)明的(A)成分的金屬系清潔分散劑可使用以往公知的種種金屬系清潔分散劑，沒(méi)有特別的限制，合適的有例如磺酸、酚及水楊酸的金屬鹽。作為上述磺酸，可列舉出分子量大約為3001500的烷基取代芳香族磺酸，具體可列舉出烷基苯磺酸、烷基萘磺酸、石油磺酸等。該磺酸也可以為硫代磺酸。作為酚，可列舉出烷基酚或其硫化物、烷基酚的曼尼希反應(yīng)物等；作為水楊酸，可列舉出烷基水楊酸。這些磺酸、酚及水楊酸的烷基取代基通常優(yōu)選碳原子數(shù)120的飽和或不飽和的直鏈或支鏈烷基。另外，優(yōu)選使用具有17個(gè)、特別是14個(gè)這些取代基的磺酸、酚及水楊酸。作為上述磺酸、酚及水楊酸的金屬鹽等金屬系清潔分散劑中的金屬，可列舉出堿金屬以及堿土金屬。其中，從冷卻性能的角度考慮，優(yōu)選堿土金屬，可使用例如Ca、Ba、Mg，特別優(yōu)選Ca、Ba。另外，磺酸、酚及水楊酸的金屬鹽也適于使用它們的金屬鹽、和用金屬氫氧化物和二氧化碳或者用金屬氧化物和二氧化碳將這些金屬鹽進(jìn)一步過(guò)堿化而得到的產(chǎn)物。因此，本發(fā)明中，作為(A)成分的金屬系清潔分散劑可以廣泛地使用中性、堿性及過(guò)堿性的物質(zhì)，例如，可使用堿值大約為0600mgK0H/g的物質(zhì)。其中，堿值為50400mgK0H/g的物質(zhì)是優(yōu)選的。需說(shuō)明的是，此處所說(shuō)的堿值為根據(jù)JISK2501的"石油制品及潤(rùn)滑油_中和價(jià)實(shí)驗(yàn)法"的7中規(guī)定的高氯酸法而測(cè)定的"總堿值"。本發(fā)明中，作為(A)成分，可以僅使用一種上述金屬系清潔分散劑，也可以以任意比例將兩種以上混合使用。另外，其混合量?jī)?yōu)選為組合物的O.120質(zhì)量％。該混合量不足O.1質(zhì)量％時(shí)，冷卻性能提高的效果有時(shí)會(huì)不充分；而超過(guò)20質(zhì)量％時(shí)，粘度上升，冷卻性能恐怕會(huì)變差，并且效果飽和，成本增高。從這些理由出發(fā)，該混合量更優(yōu)選為110質(zhì)作為本發(fā)明的(B)成分的碳原子數(shù)630的脂族羧酸，優(yōu)選使用具有直鏈或支鏈的飽和或不飽和脂族單羧酸及脂族二羧酸。上述脂族單羧酸的具體例子可列舉出例如己酸(羊油酸)、庚酸、辛酸(羊脂酸)、壬酸、癸酸(羊蠟酸)、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸(肉豆蔻酸)、十五烷酸、十六烷酸(棕櫚酸)、十七烷酸、十八烷酸(硬脂酸)、十九烷酸、二十烷酸、二十一烷酸、二十二烷酸、二十三烷酸、二十四烷酸、二十五烷酸、二十六烷酸、二十七烷酸、二十八烷酸、二十九烷酸、三十烷酸等飽和脂肪酸(這些飽和脂肪酸可以為直鏈狀或支鏈狀)，己烯酸、庚烯酸、辛烯酸、壬烯酸、癸烯酸、十一烯酸、十二烯酸、十三烯酸、十四烯酸、十五烯酸、十六烯酸、十七烯酸、十八烯酸(包括油酸)、十八烷二烯酸(包括亞油酸)、十八烷三烯酸(包括亞麻酸)、十九烯酸、二十烯酸、二十一烯酸、二十二烯酸、二十三烯酸、二十四烯酸、二十五烯酸、二十六烯酸、二十七烯酸、二十八烯酸、二十九烯酸、三十烯酸等不飽和脂肪酸(這些不飽和脂肪酸可以為直鏈狀或支鏈狀，另外雙鍵的位置也是任意的)等。上述脂族二羧酸的具體例子可列舉出例如辛二酸(軟木酸)、壬二酸(杜鵑花酸)、癸二酸(皮脂酸)、十一烷二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、十四烷二酸、十六烷二酸、十八烷二酸、二十烷二酸、二十二烷二酸、二十四烷二酸、二十六烷二酸、二十八烷二酸等飽5和脂族二羧酸(這些二羧酸可以為直鏈狀或支鏈狀)、以及與這些飽和脂族二羧酸對(duì)應(yīng)的不飽和脂族二羧酸(這些不飽和脂肪酸可以為直鏈狀或支鏈狀，另外雙鍵的位置也是任意的)等。在這些脂族羧酸中，從冷卻性能的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選碳原子數(shù)820的脂族單羧酸，具體例子可列舉出辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、異硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸等。在本發(fā)明中，作為(B)成分，可以僅使用一種上述脂族羧酸，也可以以任意比例將兩種以上混合使用。另外，其混合量?jī)?yōu)選為組合物的0.120質(zhì)量％。該混合量不足0.1質(zhì)量％，冷卻性能提高的效果有時(shí)會(huì)不充分；而超過(guò)20質(zhì)量％，效果飽和，有時(shí)得不到與成本相抵的效果。從這些理由出發(fā)，該混合量更優(yōu)選110質(zhì)量％。本發(fā)明中，(B)成分的脂族羧酸相對(duì)于(A)成分的金屬系清潔分散劑的混合比按脂族羧酸/金屬系清潔分散劑的質(zhì)量比優(yōu)選0.12，更優(yōu)選0.21.5?；旌媳仍诖朔秶鷥?nèi)時(shí)，能夠得到良好的冷卻性能?；旧?，本發(fā)明的熱處理油組合物是通過(guò)混合基油、(A)成分及(B)成分而制備的，可以根據(jù)需要進(jìn)一步混合熱處理油中慣用的添加劑，例如蒸汽膜破裂劑、光亮改善劑、抗氧化劑等。作為上述蒸汽膜破裂劑，可以列舉出例如乙烯_丙烯共聚物等乙烯_a-烯烴共聚物(a-烯烴的碳原子數(shù)為320)、l-己烯、l-辛烯、l-癸烯、l-十二烯、l-十四烯、l-十六烯、l-十八烯等碳原子數(shù)為520的a_烯烴的聚合物、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯等碳原子數(shù)為3或4的烯烴聚合物等各種聚烯烴類以及這些聚烯烴類的加氫產(chǎn)物；聚甲基丙烯酸酯、水'J乂夕7々'Jk一卜、聚苯乙烯、石油樹(shù)脂等高分子化合物以及瀝青等。其中，特別是從冷卻性、穩(wěn)定性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選瀝青，而從光亮性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選乙烯-丙烯共聚物等乙烯-a_烯烴共聚物、聚丁烯、聚異丁烯。這些蒸汽膜破裂劑的數(shù)均分子量通常優(yōu)選為800100，000。另外其混合量通常為熱處理油組合物的0.510質(zhì)量％。上述光亮改善劑可列舉出以往公知的油脂或油脂脂肪酸、烷基或烯基琥珀酸酰亞胺、取代羥基芳香族羧酸酯衍生物等?？寡趸瘎┛闪信e出以往公知的胺系抗氧化劑、受阻酚系抗氧化劑等。本發(fā)明的熱處理油組合物是將上述成分混合而成的，對(duì)其性狀并無(wú)特別限制，組合物的閃點(diǎn)優(yōu)選180°C以上，更優(yōu)選190°C以上。另外，本發(fā)明組合物的閃點(diǎn)進(jìn)一步優(yōu)選200°C以上、22(TC以上、24(TC以上、25(TC以上、26(TC以上等更高的溫度。如果是閃點(diǎn)這樣高的組合物，可以適當(dāng)?shù)赜米鞲哂蜏責(zé)崽幚碇惺褂玫臒嵊?、半熱油。組合物的閃點(diǎn)如果為20(TC以上，按照消防法對(duì)危險(xiǎn)物的分類就相當(dāng)于第四石油類，因此可以緩和因指定數(shù)量的控制而帶來(lái)的約束，如果組合物的閃點(diǎn)為25(TC以上，可作為指定可燃物(非危險(xiǎn)物)處理，具有可進(jìn)一步緩和消防法的約束的效果。本發(fā)明的熱處理油組合物即使是閃點(diǎn)高(例如為25(TC以上)的組合物，也具有優(yōu)良的冷卻性能。上面所說(shuō)的冷卻性能，具體而言，可以用基于JISK2242的銀試片的冷卻曲線中從80(TC到30(TC的冷卻時(shí)間(秒數(shù))(以下有時(shí)稱為"30(TC秒數(shù)")來(lái)表示，該冷卻時(shí)間越短則冷卻性能越好，這表明通過(guò)淬火加工可以得到具有充分硬度的淬火加工物。本發(fā)明的熱處理油組合物的30(TC秒數(shù)極短，即使是閃點(diǎn)為26(TC左右的相當(dāng)于熱油、半熱油的組合物，其冷卻時(shí)間也可以達(dá)到6.0秒以下，進(jìn)一步可達(dá)到5.0秒以下、4.0以下。另外，如果是閃點(diǎn)為19(TC左右的相當(dāng)于冷油的組合物，則30(TC秒數(shù)可以達(dá)到3.5秒左右。與具有同程度的閃點(diǎn)的公知的熱處理油相比，上述冷卻性能是相當(dāng)高的性能。實(shí)施例接下來(lái)通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不受到這些例子的任何限定。需說(shuō)明的是，熱處理油組合物的性狀及性能根據(jù)以下方法而求出。(1)冷卻性能基于JISK2242中規(guī)定的冷卻性能試驗(yàn)，將加熱至810°C的規(guī)定的銀試片投入試料(熱處理油)中，測(cè)定銀試片的冷卻曲線。將該冷卻曲線的從80(TC冷卻至30(rC所需要的冷卻時(shí)間(30(TC秒數(shù))作為冷卻性能進(jìn)行測(cè)定。該秒數(shù)越小則表示冷卻性能越高。(2)特性秒數(shù)測(cè)定到達(dá)上述(1)中按JISK2242測(cè)定的冷卻曲線中的特性溫度(蒸汽膜階段終止的溫度)的時(shí)間(秒數(shù))。(3)10(TC下的運(yùn)動(dòng)粘度基于JISK2283進(jìn)行測(cè)定。(4)閃點(diǎn)基于JISK2256(C.0.C法)進(jìn)行測(cè)定。(5)淬火實(shí)驗(yàn)在下述實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行淬火，測(cè)定淬火處理物的硬度(淬火硬度)。[淬火實(shí)驗(yàn)條件]被加工材(試驗(yàn)片)SCM420、小15mmX30mmL加熱溫度85(TCX30分鐘、純氮?dú)鈿夥沾慊饤l件油溫120°C、無(wú)攪拌、冷卻時(shí)間3分鐘[o(m][硬度測(cè)定方法]硬度測(cè)定位置半徑的1/2位置的測(cè)定、r=3.75mm硬度測(cè)定機(jī)器維氏硬度計(jì)實(shí)施例117及比較例16使用表1中所示的基油及添加劑，按照表1所示的比例混合，調(diào)和熱處理油組合物，求出其性狀及性能。結(jié)果顯示于表1。另外，關(guān)于實(shí)施例6及比較例6的熱處理油組合物，進(jìn)行淬火實(shí)驗(yàn)，將其結(jié)果(淬火硬度)顯示于表l。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>[注]1)礦物油-1:氫化精制礦物油(相當(dāng)于IS0-100)、100"運(yùn)動(dòng)粘度=90mm7s、粘度指數(shù)=104、％CA=3.0、閃點(diǎn)=260°C2)礦物油-2:氫化精制礦物油(相當(dāng)于IS0-10)、100°。運(yùn)動(dòng)粘度=14mm7s、粘度指數(shù)=99、％CA=6.0、閃點(diǎn)=190°C3)蒸汽膜破裂劑瀝青、10(TC運(yùn)動(dòng)粘度二500mm7s、閃點(diǎn)二340°C從表1可知，閃點(diǎn)為26(TC左右的本發(fā)明的熱處理油組合物(實(shí)施例116)的30(TC秒數(shù)為6.0秒以下，較短，冷卻性能優(yōu)良。與此相對(duì)，未混合本發(fā)明的(A)、(B)的任一個(gè)或兩個(gè)成分的熱處理油組合物(比較例13)及混合蒸汽膜破裂劑替代(A)、(B)成分的比較例4的熱處理油組合物，它們的30(TC秒數(shù)均為9.4秒以上，冷卻性能低劣。另外，閃點(diǎn)為25(TC左右的市售熱處理油(比較例6)的30(TC秒數(shù)也為7.5秒，與閃點(diǎn)為26(TC左右的本發(fā)明的熱處理油相比，冷卻性能低劣。關(guān)于由本發(fā)明熱處理油(實(shí)施例6、30(TC秒數(shù)為5.0秒)和市售熱處理油(比較例6、30(TC秒數(shù)為7.5秒)的淬火實(shí)驗(yàn)得到的淬火硬度，前者為476Hv，而后者為420Hv，因此可以明確把握本發(fā)明與比較例的淬火性能的差別。閃點(diǎn)為19(TC左右、相當(dāng)于冷油的本發(fā)明的熱處理油組合物(實(shí)施例17)，其30(TC秒數(shù)為3.5秒，與閃點(diǎn)同樣為19(TC左右、混合了蒸汽膜破裂劑替代(A)、(B)成分的比較例5的熱處理油(30(TC秒數(shù)為5.1秒)相比，冷卻性能格外優(yōu)良。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，可以提供冷卻性能高的熱處理油組合物，該組合物即使閃點(diǎn)高也具有優(yōu)良的冷卻性能。因此，為了減輕淬火變形，在使用所謂的熱油或半熱油于高油溫下進(jìn)行淬火時(shí)，也可有效地用作具有必要的冷卻性能的熱處理油。權(quán)利要求熱處理油組合物，其是向基油中混合(A)金屬系清潔分散劑以及(B)碳原子數(shù)6～30的脂族羧酸而得到的。2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的熱處理油組合物，其中(A)成分的金屬系清潔分散劑為選自磺酸、酚及水楊酸的金屬鹽中的至少一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的熱處理油組合物，其中(A)成分的金屬為堿土類金屬。4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的熱處理油組合物，其中脂族羧酸為碳原子數(shù)820的脂族單羧酸。5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的熱處理油組合物，其中(A)成分的混合量按組合物基準(zhǔn)為0.120質(zhì)量％，(B)成分的混合量按組合物基準(zhǔn)為0.120質(zhì)量％。6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的熱處理油組合物，其中(B)成分相對(duì)于(A)成分的混合比按質(zhì)量比為0.12。7.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的熱處理油組合物，該組合物的閃點(diǎn)為18(TC以上。全文摘要本發(fā)明提供向基油中混合(A)金屬系清潔分散劑及(B)碳原子數(shù)6～30的脂族羧酸而成的、冷卻性能高的熱處理油組合物，該組合物即使閃點(diǎn)高也具有優(yōu)良的冷卻性能。文檔編號(hào)C08K5/13GK101765640SQ20088010050公開(kāi)日2010年6月30日申請(qǐng)日期2008年7月11日優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日發(fā)明者市谷克實(shí)申請(qǐng)人:出光興產(chǎn)株式會(huì)社