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KR20110026714A - 수용성 금속가공 유제 조성물 - Google Patents

수용성 금속가공 유제 조성물 Download PDF

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KR20110026714A
KR20110026714A KR1020090084478A KR20090084478A KR20110026714A KR 20110026714 A KR20110026714 A KR 20110026714A KR 1020090084478 A KR1020090084478 A KR 1020090084478A KR 20090084478 A KR20090084478 A KR 20090084478A KR 20110026714 A KR20110026714 A KR 20110026714A
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Abstract

본 발명은 수용성 금속가공 유제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜과, 식물성 지방산 에스테르 아마이드와, 윤활첨가제를 일정비율로 혼합으로 조성함으로써, 매우 우수한 내마모성, 극압성, 윤활성, 유화안정성, 및 분산성을 갖는 수용성 금속가공 유제 조성물에 관한 것이다.
수용성 금속가공 유제, 환경친화성, 극성기, 극압성, 내마모성, 윤활특성

Description

수용성 금속가공 유제 조성물{COMPOSITION FOR WATER SOLUBLE OIL BASED METAL WORKING FLUIDS}
본 발명은 절삭유, 압연유 또는 신선유의 수용성 금속가공 유제를 구성하는, 광유를 혼합하지 않는 포화/불포화 지방산 유도체 및 윤활첨가제들로 구성된 환경친화적 수용성 금속가공 유제 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 수용성 금속가공 유제는 광유, 계면활성제 및 윤활첨가제 등으로 구성되어 있으며 이의 기능은 금속제품의 가공시 마찰 및 마모의 감소, 가공표면의 특성 향상, 표면 유착 및 융착현상 저감, 열변형 방지 및 잔류물 세정 등의 역할을 한다. 그리고 이의 메카니즘은 금속표면과의 물리화학적인 흡착에 의한 보호막을 형성시켜 윤활성, 내마모성 및 극압성 등의 성능을 향상시키는 기능을 하며 화합물의 극성도에 크게 의존한다.
그러나 유화안정성의 결여, 윤활성의 결여, 산화안정성의 결여, 내마모성의 결여 및 극압성의 결여 등의 윤활시스템의 불안정시 또는 가혹한 조건하에서 흡착 반응에 의해 형성된 보호막의 탈착 및 감쇄를 가속화시킴으로써 금속표면의 파괴(failure)현상의 야기로 제품의 불량률이 증가할 수 있다.
종래의 수용성 금속가공 유제는 광유 50 ~ 80wt%, 유지 지방산 0 ~ 50wt%, 윤활첨가제(극압첨가제) 0 ~ 40wt%, 계면활성제 20 ~ 40wt%, 알카놀아민(pH 향상제) 3 ~ 10wt%, 방청첨가제 1 ~ 5wt%, 소포제 0 ~ 2wt% 등으로 구성됨으로써, 생분해성 저조, 다량의 유화제 사용, 페수처리시 처리비용 증가, 다량의 윤활첨가제 사용, 인체에 대한 유해성 등의 많은 문제점이 대두되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근 전 세계적으로 광유를 대체할 환경 친화적인 금속가공 유제의 개발이 활발하게 진행되고 있는 추세이다.
대한민국등록특허 10-0486626호는 식물성오일의 메틸에스테르, 계면활성제 및 윤활첨가제 등을 함유하는 금속가공유 조성물이고, 대한민국등록특허 10-0486624호는 식물성오일, 합성에스테르, 계면활성제 및 윤활첨가제 등으로 구성된 수용성 절삭유 조성물이고, 대한민국등록특허 10-0665790호는 식물성유, 계면활성제 및 윤활첨가제 등의 수용성 절삭유 조성물을, 대한민국등록특허 10-0750394호는 바이오디젤 증류잔유물, 계면활성제, 이온교환수 및 윤활첨가제 등으로 구성되는 금속가공유 조성물을, 대한민국등록특허 10-0761557호는 대두유 에스테르기유, 계면활성제 및 윤활첨가제 등으로 구성되는 수용성 금속가공유의 조성물로서, 이들 수용성 금속가공유제들은 식물성유 및 식물성유 유도체로 구성되어 있으므로 짧은 사슬기에 따른 분자량의 제한성, 각각의 친수성 및 소수성 또는 친수성과 소수성의 낮은 양면성에 따른 물에 대한 낮은 용해성 및 극성기의 제한성에 따른 낮은 흡착특성 등으로 가혹한 조건하에서 유화안정성, 윤활성, 내마모성 및 극압성 등의 윤활성능의 저하 및 다량의 윤활첨가제가 첨가되는 문제가 있었다.
따라서 본 발명자는 종래의 금속가공 유제의 문제점, 즉 친수성과 소수성의 양면성 증가에 따른 물에 대한 용해성 증가, 극성기의 증가에 따른 높은 흡착특성 및 긴사슬기에 따른 분자량 증가 등의 윤활성능 및 유화성능의 향상과 더불어 소량의 윤활첨가제를 첨가시키는 예의 연구를 거듭한 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 포화/불포화 지방산 유도체 및 윤활첨가제 등으로 구성하여, 금속제품의 가공시 야기되는 윤활성, 내마모성, 극압성 및 유화안정성 등의 우수한 윤활성능 특성을 갖는 수용성 금속가공 유제 조성물을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜 20 ~ 80wt%와, 식물성 지방산 에스테르 아마이드 20 ~ 80wt%의 혼합으로 조성되거나,
윤활첨가제를 첨가하여 구성되는,
디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜 10 ~ 80wt%와, 식물성 지방산 에스테르 아마이드 10 ~ 80wt%와, 윤활첨가제 1.5 ~ 15wt%의 혼합으로 조성되는 수용성 금속가공 유제 조성물을 주요 기술적 구성으로 한다.
본 발명의 수용성 금속가공 유제 조성물은 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜과 식물성 지방산 에스테르 아마이드의 혼합으로 조성되는 것을 기본구성으로 하며, 상기 기본구성에 윤활성능과 물성을 향상시키기 위해 윤활첨가제가 첨가된다. 하기에서는 윤활첨가제가 첨가된 것을 기준으로 기술 구성에 대해 상세히 살펴보고자 한다.
상기 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜은 3단계 반응을 거쳐 합성된다.
1단계 반응으로, 탄소수 10 ~ 18개의 지방산 1몰과 디메틸아미노 프로필 아민 1몰의 아마이드 반응에 의해 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아마이드가 합성된다.
그리고, 2단계 반응으로, 상기 합성된 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아마이드 1몰과 탄소수 1 ~ 5개의 단사슬의 카르복실산 1몰의 중화반응에 의해 엔-디메 틸 암모니움 카르복실레이트 프로필 지방산 아마이드가 합성된다.
그리고, 3단계 반응으로, 상기 합성된 엔-디메틸 암모니움 카르복실레이트 프로필 지방산 아마이드 2몰와 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르 1몰의 반응에 의해 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜이 합성된다.
상기 탄소수 10 ~ 18개의 지방산은 카프릭산(capric acid), 라우릭산(lauric acid), 미리스틱산(myristic acid), 팔미틱산(palmitic acid), 스테아릭산(stearic acid), 올레익산(oleic acid) 또는 리놀릭산(linoleic acid) 중 선택되는 어느 1종 이상인 것이며, 상기 탄소수 1 ~ 5개의 단사슬의 카르복실산은 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 프로피닉산(propionic acid), 브틸릭산(bytyric acid) 중 선택되는 어느 1종 이상인 것을 사용한다.
상기 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜의 사용량은 전체 조성물에 대해 10 ~ 80wt%이며, 사용량이 10wt% 미만인 경우에는 극압성 및 내마모성 등의 윤활성능에 문제가 발생하며, 80wt%를 초과하여 사용하게 되는 경우에는 점도가 증가하는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜은 전체 조성물에 대해 10 ~ 80wt%로 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30 ~ 60wt%의 범위 내로 사용한다.
상기 식물성 지방산 에스테르 아마이드는 2단계 반응을 거쳐 합성된다.
1단계 반응으로, 질소분위기하에서 식물성유 60 ~ 80wt%와, 폴리에틸렌글리콜 19.9 ~ 39.0wt%와, 수산화나트륨 0.1 ~ 1.0wt%의 에스테르반응에 의해 식물성 지방산 디에스테르가 합성된다.
그리고, 2단계 반응으로, 상기 합성된 식물성 지방산 디에스테르 70 ~ 90wt%와 알칸올아민 10 ~ 30wt%의 아마이드반응에 의해 식물성 지방산 에스테르 아마이드가 합성된다.
상기 식물성유는 대두유, 올리브유, 채종유, 옥수수유, 야자유, 팜유 중 선택되는 어느 1종 이상인 것이며, 상기 알칸올아민은 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 중 선택되는 어느 1종 이상인 것을 사용한다.
상기 식물성 지방산 에스테르 아마이드의 사용량은 수용성 금속가공 유제 조성물 전체양에 대해 10 ~ 80wt%이며, 사용량이 10wt% 미만인 경우에는 분산성 및 유화안정성 등의 물성 상에 문제가 있으며, 80wt%를 초과하게 되는 경우에는 분자량의 감소, 극압성등의 윤활성능에 문제가 있으므로, 상기 식물성 지방산 에스테르 아마이드는 수용성 금속가공 유제 조성물 전체양의 10 ~ 80wt%로 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30 ~ 60wt%로 배합한다.
상기 윤활첨가제는 극압첨가제, 방청첨가제, 소포제, 산화안정제 중 선택되는 어느 2종 이상의 혼합으로 조성된다. 상기 윤활첨가제의 사용량은 수용성 금속가공 유제 조성물 전체양에 대해 1.5 ~ 15wt%이며, 사용량이 1.5wt% 미만인 경우에는 극압성, 산화안정성등의 윤활성능에 문제가 있으며, 15wt%를 초과하게 되는 경우에는 경제성과 더불어 오히려 윤활성능을 저하시킬 수 있는 문제가 있으므로, 상기 윤활첨가제는 수용성 금속가공 유제 조성물 전체양의 1.5 ~ 15wt%로 사용하는 것이 바람직하다.
상기 극압첨가제는 수용성 금속가공 유제 조성물의 윤활성능을 향상시키기 위해 사용하는 것으로, 구체적인 예로는 진크 디알킬 디티오 포스페이트(ZDDP), 염화파라핀, 트리크레질 포스페이트, 디알킬 페놀 설파이드 중 선택되는 어느 1종 이상인 것을 사용한다.
상기 방청첨가제는 방청효과 증대 목적으로 사용하는 것으로, 구체적인 예로는 지방산아민염, 바륨설포네이트, 칼슘 셀포네이트, 벤조트리아졸 중 선택되는 어느 1종 이상인 것을 사용한다.
상기 소포제는 실리콘 화합물을 사용한다.
그리고, 상기 산화안정제는 산화안정성을 높이기 위한 목적으로 사용하는 것으로, 구체적인 예로는 효과알킬아민 또는 알킬 페놀을 사용한다.
특히, 상기 방청첨가제와 소포제는 윤활첨가제에 필요에 따라 첨가하여 사용한다.
이하, 수용성 금속가공 유제 조성물의 제조과정에 대해 상세히 살펴보도록 한다.
디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜 합성단계
디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜은 3단계 반응에 의해 합성되는 것으로, 1단계 반응으로, 지방산 1몰과 디메틸아미노 프로필 아민 1몰을 반응기에 넣고 질소분위기에서 반응온도 140 ~ 200℃에서 반응시간 1 ~ 3시간으로 아마이드반응에 의해 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아마이드를 합성한다.
2단계 반응으로, 상기 1단계에서 합성한 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아마이드 1몰과 카르복실산 1몰을 반응기에 넣고 반응온도 40 ~ 90℃에서 반응시간 1 ~ 3시간 동안 반응시켜 엔-디메틸 암모니움 카르복실레이트 프로필 지방산 아마이드를 합성한다.
그리고, 3단계 반응으로, 상기 2단계에서 합성된 엔-디메틸 암모니움 카르복실레이트 프로필 지방산 아마이드 2몰과 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르 1몰을 반응기에 넣고 반응온도 60 ~ 120℃에서 반응시간 10 ~ 20시간 동안 반응시켜 디 엔- 디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜을 합성한다.
식물성 지방산 에스테르 아마이드 합성
식물성 지방산 에스테르 아마이드는 2단계 반응에 의해 합성된다.
1단계 반응으로, 질소분위기하에서 식물성유 60 ~ 80wt%와 폴리에틸렌글리콜 19.9 ~ 39.0wt%와, 수산화나트륨 0.1 ~ 1.0wt%를 반응기에 넣고 반응온도 150 ~ 210℃, 반응시간 2 ~ 5시간 동안 반응시켜 식물성 지방산 디에스테르를 합성한다.
2단계 반응으로, 상기 1단계에서 합성된 식물성 지방산 디에스테르 70 ~ 90wt%와 알킬올아민 10 ~ 30wt%를 반응기에 넣고 반응온도 60 ~ 100℃, 반응시간 2 ~ 5시간 동안 반응시켜 식물성 지방산 에스테르 아마이드를 합성한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 수용성 금속가공 유제 조성물은 종래의 수용성 금속가공 유제보다 친수성과 소수성의 양면성 증가에 따른 물에 대한 용해성이 증가하고, 극성기의 증가에 따른 높은 흡착특성 및 긴사슬기에 따른 분자량의 증가의 특성을 지님으로써 유화안정성, 내마모성 및 극압성의 윤활성능이 매우 우수하다.
특히, 탄소수 30 이상의 긴 사슬의 소수기로 인한 윤활성능이 매우 우수하며 3개의 소수기와 3개의 친수기로 구성되어 있어 유화성능 및 분산성을 증가시킨다.
이와 더불어 소포성, 살균성 및 방청성 등을 향상시키는 부수기능이 작용함으로써, 종래의 제품에 비해 적은 양의 윤활첨가제가 첨가되어 기능성면에서나 경제성면에서 많은 장점을 갖는다.
이상의 기술적 구성에 대한 구체적 내용을 실시 예를 통해 살펴보도록 한다.
실시 예 1 : 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜 합성
반응기에 올레익산 1몰과 디메틸 아미노 프로필 아민 1몰을 넣고 질소분위기 하에서 반응온도 160℃에서 2시간 동안 반응시켜 엔-디메틸 아미노 프로필 옥타데카닉 아마이드(N-(dimethyl amino propyl) octadecanoic amide, 이하 DAPOA라 한다)를 합성한다.
그리고, 상기 합성된 엔-디메틸 아미노 프로필 옥타데카닉 아마이드 1몰과 초산 1몰을 반응온도 70℃에서 2시간 동안 반응시켜 엔-디메틸 암모니움 아세테이트 프로필 옥타데카닉 아마이드(N-(dimethyl ammonium acetate propyl) octadecanoic amide, 이하 DAAPOA라 한다.)를 합성한다.
다음으로, 상기 합성된 엔-디메틸 암모니움 아세테이트 프로필 옥타데카닉 아마이드 2몰과 에틸렌 글리콜 디글레시딜 에테르 1몰을 반응온도 100℃에서 16시 간 동안 반응시켜 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜(1,6-Di[ N-(dimethyl amino propyl) octadecanoic amide] triethylene glycol, 이하 DDAPOATG 라 한다)을 합성한다.
실시 예 2 : 채종유 지방산 에스테르 아마이드 합성
반응기에 식물성유인 채종유 70wt%와, 프로필렌 글리콜(분자량 400) 29.5wt%와, 수산화나트륨 0.5wt%를 넣고 질소분위기에서 반응온도 180℃에서 3시간 동안 반응시켜 채종유 지방산 에스테르(rapeseed fatty ester, 이하 RFE라 한다.)를 합성한다.
다음으로, 상기 합성된 채종유 지방산 디에스테르 85wt%와 디에탄올아민 15wt%를 반응기에 넣고 반응온도 90℃에서 3시간 동안 반응시켜 채종유 지방산 에스테르 아마이드(rapeseed fatty acid ester amide, 이하 RFAEA라 한다)를 합성한다.
실시 예 3 : 수용성 금속가공 유제 제조
반응기에 상기 실시 예 1 및 실시 예 2에서 합성된 DDAPOATG와 RFAEA를 하기의 표 1, 표 2에 기재된 조성비에 맞게 넣고 온도 80℃에서 30분 동안 혼련시켜 수용성 금속가공 유제를 제조한다.
또한, 표 3에 기재된 조성비에 맞게 DDAPOATG와 RFAEA에 윤활첨가제를 첨가하여 혼련시켜 수용성 금속가공 유제를 제조한다.
시험 예 1
상기 실시 예 3에서 제조된 수용성 금속가공 유제 조성물의 내마모시험은 Four Ball Wear Tester를 이용하여 ASTM D2255 규격에 준해 실시하였으며 마모직경(Wear Scar Diameter, mm)과 마찰계수로 나타내었다.
극압성시험은 Falex tester를 이용하여 ASTM D 3233 규격에 준해 토크(Torque)를 측정하였으며 failure시의 하중(lbf)으로 나타내었다.
pH 및 유화안정성은 KS M 2525 규격에 준해 실시하였으며, 방청시험은 주철칩 부식시험방법인 ASTM D 4627-92 규격에 준해 주철칩 시편에 생성된 녹의 유무로 평가되었다.
아울러 기존의 시판되는 수용성 금속가공유제(캐스트롤사, 독일제품)와 성능을 비교하였다. 또한 합성된 반응 화합물을 규명하기 위해 FT-IR 분석기기를 이용하여 분석하였다.
그리고, 상기 실시 예 1 및 실시 예 2에서 얻어진 반응물 DDAPOATG 및 RFAEA는 FT-IR 기기를 통해 반응을 확인하였으며, 그 결과를 도 1 및 2에 나타내었다.
도 1에서 (a)는 DAPOA를, (b)는 DAAPOA를, (c)는 DDAPOATG를 각각 나타내고 있다.
도 1의 (a)에서는 1,680cm-1에서 C=O 피크가, 1,555cm-1에서 NH피크가 나타나고 있으며, 도 1의 (b)에서는 3,000 ~ 3,500cm-1에서 OH 피크가 증가함을 알 수 있으며, 1,950cm-1에서 암모늄 이온피크가 나타남을 알 수 있다. 그리고 도 1(c)에서는 3,000 ~ 3,500cm-1에서 OH 피크가 더 크게 증가하고 있으며 1,125 cm-1에서 에테르(-C-O-C-) 피크가 확인되어 합성이 잘 이루어졌음을 알 수 있다.
도 2에서 (a)는 채종유를, (b)는 RFAE를, (c)는 RFAEA를 각각 나타내고 있다.
도 2의 (a)에서는 채종유에서 나타나는 1,705cm-1 에서의 카르복실 그룹의 C=O 피크가 사라졌음을 알 수 있으며, 커플링 사이트인 에스테르그룹은 1,745cm-1에서 나타나는 saturated ester에서 보이는 카르복실그룹의 피크에 의해 가려졌으며, 반응후 1,128cm-1에서 에테르( -C-O-C-) 피크가 나타나고 있다.
도 2의 (b)에서는 1,635 cm-1에서 C=O 피크가 나타나고 있으며 3,000 ~ 3500cm-1에서 OH 피크가 더 크게 증가되고 있음이 확인되어 합성이 잘 이루어졌음을 알 수 있다.
따라서 상기 실시 예3에서 DAPAEGDO 및 RFAEA의 반응물들과 윤활첨가제들을 조성비에 따라서 혼련하여 물에 일정량 희석하여 에멀젼용액으로 제조한 후 이들의 윤활성, 내마모성, 극압성 등의 윤활성능과 pH, 유화안정성 및 방청성 등의 물성을 조사하였으며 이의 결과는 표 1에 나타내었으며 아울러 기존의 시판되는 수용성 금속가공 유제(캐스트롤 사, 독일제품)와 비교하였다.
DDAPOATG와 RFAEA의 조성비에 따른 윤활성능
1 2 3 비교예1 비교예2 비교예3
성분 조성비(wt%)
DDAPOATG
RFAEA
광유		 80
20
0		 50
50
0		 20
80
0		 100
0
0		 0
100
0		 0
0
100
항목 윤활성능
내마모성(mm)
마찰계수		 0.58
0.062		 0.61
0.063		 0.62
0.065		 0.47
0.055		 0.64
0.068		 0.85
0.129
상기 표 1에서 보듯이 DDAPOATG가 RFAEA에 비해 내마모성 및 마찰특성이 우수함을 알 수 있으며 광유에 비교하여 볼 때 DDAPOATG와 RFAEA는 매우 우수한 윤활성능을 보여주고 있다. 이는 본 발명의 반응물들이 높은 극성도를 지니므로 강한 물리화학적 흡착성에 기인된다.
DDAPOATG와 RFAEA 조성혼합물의 수용액상의 윤활성능
4 5 6 비교예4 비교예5 비교예6
성분 조성비(wt%)
DDAPOATG
광유
RFAEA
물		 8
0
2
90		 2
0
8
90		 5
0
5
90		 10
0
0
90		 0
0
10
90		 3
2
5
90
항목 윤활성능
내마모성(mm)
마찰계수
극압성(lbf)		 0.65
0.095
2000		 0.64
0.093
2000		 0.62
0.090
2250		 0.67
0.097
2250		 0.60
0.085
2000		 0.72
0.108
1500
상기 표 2는 DDAPOATG 와 RFAEA 의 조성물을 10% 수용액상으로 혼련한 후 이들의 윤활성능을 나타내는 것으로 DDAPOATG로 혼련된 수용액은 극압성이 우수하며, RFAEA로 혼련된 수용액은 내마모성이 우수하다. 이는 DDAPOATG의 경우 물에 대한 분산용해성이 RFAEA에 비해 낮으나 높은 극성도에 기인된 강한 흡착성을 지니기 때문이다. 광유가 혼련된 비교예 6의 경우 윤활성능이 매우 낮다.
수용성 금속가공 유제 조성물의 윤활성능 및 물성
7 8 9 10 11 12 비교예7
성분 조성비(wt%)
DDAPOATG
RFAEA
ZDDP
염화파라핀
옥틸아민
바륨셀퍼네이트		 74.8
18.7
5
0
0.5
1		 70.8
17.7
5
5
0.5
1		 46.75
46.75
5
0
0.5
1		 44.25
44.25
5
5
0.5
1		 18.7
74.8
5
0
0.5
1		 17.7
70.8
5
5
0.5
1		 시판용 수용성 금속가공유제(캐스트롤사, 독일제품)
항목 윤활성능 및 물성(10wt% 수용액)
내마모성(mm)
마찰계수
극압성(lbf)
pH
유화안정성(ml)
방청성(3wt%)		 0.70
0.093
2250
9.0
2
녹없음		 0.71
0.096
2250
9.0
2
녹없음		 0.59
0.086
2250
9.2
2
녹없음		 0.65
0.088
2250
9.1
2
녹없음		 0.63
0.090
2000
9.3
1
녹없음		 0.68
0.091
2000
9.3
1
녹없음		 0.93
0.114
2000
9.4
3
녹없음
상기 표 3은 본 발명의 조성물에 따른 윤활성능 및 물성치를 나타내고 있으며 표 3에서 보듯이 DDAPOATG는 윤활첨가제와의 혼화성이 낮아 윤활성능의 감소를 나타내는 반면 RFAEA는 윤활첨가제와의 혼화성이 높아 우수한 윤활성능과 물성을 보여주고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 DDAPOATG 반응물의 FT-IR 스펙트럼 결과를 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 RFAEA 반응물의 FT-IR 스펙트럼 결과를 나타낸 그래프.

Claims (5)

  1. 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜 20 ~ 80wt%와, 식물성 지방산 에스테르 아마이드 20 ~ 80wt%의 혼합으로 조성되는 것임을 특징으로 하는 수용성 금속가공 유제 조성물.
  2. 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜 10 ~ 80wt%와, 식물성 지방산 에스테르 아마이드 10 ~ 80wt%와, 윤활첨가제 1.5 ~ 15wt%의 혼합으로 조성되는 것임을 특징으로 하는 수용성 금속가공 유제 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜은 3단계 반응을 거쳐 합성되는 것으로써,
    1단계 반응으로, 탄소수 10 ~ 18개의 지방산 1몰과 디메틸아미노 프로필 아민 1몰의 아마이드 반응에 의해 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아마이드가 합성되고,
    2단계 반응으로, 상기 합성된 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아마이드 1몰과 탄소수 1 ~ 5개의 단사슬의 카르복실산 1몰의 중화반응에 의해 엔-디메틸 암모 니움 카르복실레이트 프로필 지방산 아마이드가 합성되고,
    3단계 반응으로, 상기 합성된 엔-디메틸 암모니움 카르복실레이트 프로필 지방산 아마이드 2몰와 에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르 1몰의 반응에 의해 디 엔-디메틸 아미노 프로필 지방산 아미이드 트리에틸렌 글리콜이 합성되는 것으로,
    상기 탄소수 10 ~ 18개의 지방산은 카프릭산(capric acid), 라우릭산(lauric acid), 미리스틱산(myristic acid), 팔미틱산(palmitic acid), 스테아릭산(stearic acid), 올레익산(oleic acid) 또는 리놀릭산(linoleic acid) 중 선택되는 어느 1종 이상인 것이며,
    상기 탄소수 1 ~ 5개의 단사슬의 카르복실산은 포름산(formic acid), 아세트산(acetic acid), 프로피닉산(propionic acid), 브틸릭산(bytyric acid) 중 선택되는 어느 1종 이상인 것임을 특징으로 하는 수용성 금속가공 유제 조성물.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    식물성 지방산 에스테르 아마이드는 2단계 반응을 거쳐 합성되는 것으로써,
    1단계 반응으로, 질소분위기하에서 식물성유 60 ~ 80wt%와, 폴리에틸렌글리콜 19.9 ~ 39.0wt%와, 수산화나트륨 0.1 ~ 1.0wt%의 에스테르반응에 의해 식물성 지방산 디에스테르가 합성되고,
    2단계 반응으로, 상기 합성된 식물성 지방산 디에스테르 70 ~ 90wt%와 알칸올아민 10 ~ 30wt%의 아마이드반응에 의해 식물성 지방산 에스테르 아마이드가 합 성되는 것으로,
    상기 식물성유는 대두유, 올리브유, 채종유, 옥수수유, 야자유, 팜유 중 선택되는 어느 1종 이상인 것이며,
    상기 알칸올아민은 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 중 선택되는 어느 1종 이상인 것임을 특징으로 하는 수용성 금속가공 유제 조성물.
  5. 청구항 2에 있어서,
    윤활첨가제는 극압첨가제, 방청첨가제, 소포제, 산화안정제 중 선택되는 어느 2종 이상의 혼합으로 조성되는 것으로,
    상기 극압첨가제는 진크 디알킬 디티오 포스페이트(ZDDP), 염화파라핀, 트리크레질 포스페이트, 디알킬 페놀 설파이드 중 선택되는 어느 1종 이상이며,
    상기 방청첨가제는 지방산아민염, 바륨설포네이트, 칼슘 셀포네이트, 벤조트리아졸 중 선택되는 어느 1종 이상이며,
    상기 소포제는 실리콘 화합물이며,
    상기 산화안정제는 알킬아민 또는 알킬 페놀임을 특징으로 하는 수용성 금속가공 유제 조성물.
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