用于金属加工流体的无硼缓蚀剂制造技术

本发明专利技术在某些方面一般性涉及可用于金属加工流体的缓蚀组合物，以及含这样的组合物的浓缩物、添加剂和金属加工流体。本发明专利技术在一些方面中还涉及这样的组合物用于向金属加工流体提供防腐蚀性能、消泡性能、耐磨损性能、载荷能力、长液体寿命、生物稳定性、润滑性、硬水耐受性、制剂稳定性中的一种或更多种的用途。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术在某些方面一般性涉及可用于金属加工流体的缓蚀组合物，以及包含这些组合物的浓缩物、添加剂和金属加工流体。本专利技术在一些方面还涉及这些组合物用于向金属加工流体提供防腐蚀性能、消泡性能、耐磨损性能、载荷能力、长流体寿命、生物稳定性、润滑性、硬水耐受性、制剂稳定性中的一种或更多种的用途。
技术介绍
金属加工的条件促使所涉及金属表面的腐蚀。这尤其与黑色金属有关，但不限制于此，例如，铜在金属加工时在没有足够的腐蚀防护的情况下可能遭受严重的腐蚀损害。因此，金属加工流体通常含缓蚀剂以防止金属表面腐蚀。用于加工黑色金属和有色金属(例如铜或铝)及其合金的金属加工流体通常为水基可溶性油，其在分散在水中时形成透明的、半透明的(translucent)、微透明的(semi-translucent)或乳白色的乳液。所采用的油通常为矿物油基的且通常包含添加剂如天然脂肪油、合成酯或天然来源的脂肪酸，例如可生物降解的那些。所述乳液易受生物侵袭，因此通常用抗微生物添加剂(抗微生物剂)进行处理。含矿物油的水混溶性产品通常含乳化剂添加剂并因此可能遭受生物侵袭。由于含矿物油的乳化相倾向于分离出，所以所述产品可具有较差的寿命。金属加工流体通常利用含硼酸胺的缓蚀剂。已知含硼酸胺的缓蚀剂提供非常好的缓蚀作用，并且还具有杀生物活性。因为金属加工流体含水和油并因此易于生物生长，所以原则上期望这种活性。金属加工流体中的微生物污染对该液的寿命具有有害影响，原因是其使流体中的某些组分如石油磺酸钠降解。因此，使用硼酸胺缓蚀剂降低了对金属加工流体的抗微生物剂需求。然而，已知硼酸胺具有负面的环境影响，引起对健康的危害，并且在工业应用中通常是不期望的。因此，需要减少或消除硼酸胺的使用。在过去，已经提议了数种胺缓蚀剂来取代硼酸胺。在这些胺中，二环己基胺、3-氨基-4-辛醇、单乙醇胺和三乙醇胺已经看到了商业应用。然而，使用这些抑制剂的缓蚀作用通常仅归因于其基本性质。例如，二环己基胺由于其是仲胺而在亚硝酸盐存在时形成已知有毒的亚硝胺，面临着接受度下降。另外，由这些胺的替代品提供的缓蚀作用一般比不上常规硼酸胺所示出的性能。因此，尽管存在多种可以提供硼酸胺一些属性的可用添加剂，但是没有现成的替代品可以用来取代硼酸胺衍生物以符合所需的所有属性并同时满足未来的环境和健康安全标准。为了解决该问题，需要作这样的化合物，其作为无硼缓蚀剂起作用并提供缓蚀作用、生物稳定性、硬水耐受性、低泡沫、制剂稳定和/或润滑性。
技术实现思路
本专利技术涉及可用于金属加工流体的缓蚀组合物，以及包含这些组合物的浓缩物、添加剂和金属加工流体。本专利技术还涉及这些组合物用于向金属加工流体提供防腐蚀性能、消泡性能、耐磨损性能、载荷能力、长流体寿命、生物稳定性、润滑性、硬水耐受性、制剂稳定性中的一种或更多种的用途。具体而言，本专利技术涉及：1.一种组合物，其包含一种或更多种根据式(I)的胺和一种或更多种能够与根据式(I)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，其中X选自O和NR3，Z为氢、R4或-(CH2)q-N(R5)R6，p为1至5的整数，q为1至5的整数，R1、R2、R3、R4、R5、R6独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R5和R6一起形成环状吗啉基；但是所述根据式(I)的胺不包含末端仲氨基。2.根据项1所述的组合物，其包含一种或更多种根据式(II)的胺和一种或更多种能够与根据式(II)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，其中X选自O和NR3，p为1至5的整数，R1和R3独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者两个R1部分一起形成环状吗啉基。3.根据项1或2所述的组合物，其包含一种或更多种根据式(I)的胺和一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯，其中R7为分子量为45至800的直链或支链的(聚)氧化烯烃，n为1或2，m为1或2且n+m为3，X、Z、R1、R2和p与项1中所限定的相同。4.根据项2或3所述的组合物，其包含一种或更多种根据式(II)的胺和一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯，其中R7为分子量为45至800的直链或支链的(聚)氧化烯烃，n为1或2，m为1或2且n+m为3，X选自O和NR3，p为1至5的整数，R1和R3独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基或烷氧基烷基，或者两个R1部分一起形成环状吗啉基。5.根据项3所述的组合物，其中所述组合物包含根据式(IV)的磷酸胺盐或磷酸胺盐的混合物，其能够通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(I)的胺结合获得，其中R1、R2、R7、X、Z和p与项1和3中所限定的相同，并且x为0或1，y为1或2，z为1或2且x+y+z为3。6.根据项4所述的组合物，其中所述组合物包含根据式(V)的磷酸胺盐或磷酸胺盐的混合物，其能够通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(II)的胺结合获得，其中R1、R7、X和p与项4中所限定的相同，并且x为0或1，y为1或2，z为1或2且x+y+z为3。7.根据项3至6中任一项所述的组合物，其中在式(III)的磷酸酯中，R7由下式(VI)表示：其中R8和R9独立地为氢或C1-4烷基，特别是氢或甲基；R10为C1-36直链或支链的烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基或芳烷基，特别是直链或支链的C1-18烷基；r为1至10，优选2至8，特别是3至5的整数。8.根据项3至7中任一项所述的组合物，其中R7的分子量为200至400，优选为300至350。9.根据项1至8中任一项所述的组合物，其中p为2至4的整数，特别是2或3，和/或R1和/或R3为甲基。10.根据项1至9中任一项所述的组合物，其中所述磷酸酯/盐为辛基癸基4EO磷酸酯/盐。11.根据项1至10中任一项所述的组合物，其中所述胺选自：双(N-二甲基氨基丙基)甲胺、双(N-氨基丙基)甲胺、双(N-二甲基氨基乙基)甲胺、双(N-氨基乙基)甲胺、双(二甲基氨基乙基)醚、双(二甲基氨基丙基)醚、双(氨基乙基)醚、双(氨基丙基)醚、双(3-二甲基氨基丙基)异丙醇胺、3-二甲基氨基丙基二异丙醇胺、2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇、N,N,N’-三甲基-N’-羟基乙基-双氨基乙醚、2,2’-二吗啉基二乙醚、N,N,N’-三甲基氨基乙基-乙醇胺、或N’(3-(二甲基氨基)丙基)-N,N-二甲基-1,3-丙二胺。12.根据项1至11中任一项所述的组合物，其中所述胺为双(N-二甲基氨基丙基)甲胺，所述磷酸酯通过五氧化二磷与辛基/癸基乙氧基化物(4EO)反应获得，其中所述辛基/癸基乙氧基化物(4EO)通过4摩尔的环氧乙烷与各1摩尔的C8醇和C10醇反应获得。13.根据项1至12中任一项所述的组合物，其中所述磷酸酯已用所述胺盐化并且盐化得到混合物，所述混合物按相对重量计包含50％至90％，优选60％至80％，更优选65％至75％的胺盐和50％至10％，优选40％至20％，更优选35％至25％的未反应游离胺。14.根据项1至13中任一项所述的组合物，所述组合物包含总量为1重量％至50重量％，优选5重量％至40重量％，特别是25重量％至30重量％的式(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，其包含一种或更多种根据式(I)的胺和一种或更多种能够与根据式(I)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，其中X选自O和NR3，Z为氢、R4或‑(CH2)q‑N(R5)R6，p为1至5的整数，q为1至5的整数，R1、R2、R3、R4、R5、R6独立地选自氢、直链或支链的C1‑4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R5和R6一起形成环状吗啉基；但是所述根据式(I)的胺不包含末端仲氨基。

【技术特征摘要】
2015.07.06 US 14/792,3211.一种组合物，其包含一种或更多种根据式(I)的胺和一种或更多种能够与根据式(I)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，其中X选自O和NR3，Z为氢、R4或-(CH2)q-N(R5)R6，p为1至5的整数，q为1至5的整数，R1、R2、R3、R4、R5、R6独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R5和R6一起形成环状吗啉基；但是所述根据式(I)的胺不包含末端仲氨基。2.根据权利要求1所述的组合物，其包含一种或更多种根据式(II)的胺和一种或更多种能够与根据式(II)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，其中X选自O和NR3，p为1至5的整数，R1和R3独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者两个R1部分一起形成环状吗啉基。3.根据权利要求1或2所述的组合物，其包含一种或更多种根据式(I)的胺和一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯，其中R7为分子量为45至800的直链或支链的(聚)氧化烯烃，n为1或2，m为1或2且n+m为3，X、Z、R1、R2和p与权利要求1中所限定的相同。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物用于金属加工的用途。5.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物用于为金属加工流体提供防腐蚀性能、消泡性能、耐磨损性能、载荷能力、抑菌性能、生物稳定性、润滑性、硬水耐受性、制剂稳定性中的一种或更多种的用途。6.一种组合物，其包含：一种或更多种根据式(VII)的胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·安德森，卡尔·威廉斯，
申请(专利权)人：雅富顿化学公司，
类型：发明
国别省市：美国;US