添加劑組合物和工業(yè)處理流體的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明技術大體上涉及添加劑組合物和工業(yè)處理流體。具體來說，本發(fā)明技術涉 及環(huán)保的金屬加工、金屬成形、鍛造以及開采流體。
【背景技術】
[0002] 金屬加工流體和金屬成形流體在整個機械制造或機械加工行業(yè)中由于它們的冷 卻、潤滑以及耐腐蝕的特性而在諸如金屬切割、研磨、鏜孔、鉆孔、車削、成形、擠拉、壓印、沖 壓以及拉絲等操作期間被廣泛地使用。這些流體通常由油類、洗滌劑、表面活性劑、生物殺 滅劑、潤滑劑、防腐蝕劑以及其它潛在有害的成分的復雜混合物制成。舉例來說，可商購的 流體可以合并有諸如硼酸、堿金屬硼酸鹽以及硼酸酯之類的添加劑與用于在金屬加工流體 和金屬成形流體中維持堿性pH值以及用于中和酸性功能組分的鏈烷醇胺的組合。
[0003] 雖然所述流體對于金屬成形和機械加工來說是必要的，但當前正在以增多的詳盡 研究對它們進行探究，這是因為存在與工人暴露有關的危險，包括但不限于皮疹、可能升高 的患癌率、呼吸道問題以及其它問題。所述流體可能造成與對它們的處理有關的相當大的 環(huán)境問題。目前普遍認同的是，需要更安全并且更環(huán)保的功能性流體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在一個方面，提供了一種添加劑組合物。所述添加劑組合物包括長鏈伯胺；環(huán)烷 基叔胺以及氨基酸；其中所述處理流體是不含硼的并且不含仲胺。所述添加劑組合物適宜 用于基于水的工業(yè)處理流體中，從而產(chǎn)生增強的潤滑特征、防腐蝕以及緩沖能力。此外，與 常規(guī)的流體相比，含有所述添加劑組合物的處理流體由于不含硼并且不含仲胺而對于環(huán)境 不太有害并且對于工人表現(xiàn)出更少的負面健康隱患。在所述添加劑組合物的任何實施方案 中，所述長鏈伯胺可以是cs-c24伯胺。舉例來說，所述長鏈伯胺可以包括辛胺、壬胺、癸胺、 i胺、十二胺、十三胺、十四胺、十五胺、十六胺、十七胺、或十八胺。在所述添加劑組合物 的任何實施方案中，所述環(huán)烷基叔胺可以是乙氧基化環(huán)烷基叔胺，包括二（乙醇）環(huán)戊胺、 二（乙醇）環(huán)己胺、二（乙醇）環(huán)庚胺、二環(huán)戊基（乙醇）胺、或二環(huán)己基（乙醇）胺。在所 述添加劑組合物的任何實施方案中，所述氨基酸可以具有式NH2CHR2C02H，其中R2是H、烷基 或芳基。舉例來說，所述氨基酸可以包括丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨酸、半胱氨酸、谷 氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、 絲氨酸、蘇氨酸、色氨酸、酪氨酸、或纈氨酸。
[0005] 在另一個方面，提供了一種處理流體。所述處理流體包括石油基或非石油基油類； 水；長鏈伯胺；環(huán)烷基叔胺；以及氨基酸；其中所述處理流體不含硼并且不含仲胺。在所述 處理流體的任何實施方案中，所述長鏈伯胺可以是CS_C24伯胺。舉例來說，所述長鏈伯胺可 以包括辛胺、壬胺、癸胺、十一胺、十二胺、十三胺、十四胺、十五胺、十六胺、十七胺、或十八 胺。在所述處理流體的任何實施方案中，所述環(huán)烷基叔胺可以是乙氧基化環(huán)烷基叔胺，包括 二（乙醇）環(huán)戊胺、二（乙醇）環(huán)己胺、二（乙醇）環(huán)庚胺、二環(huán)戊基（乙醇）胺、或二環(huán)己 基（乙醇）胺。在所述處理流體的任何實施方案中，所述氨基酸可以具有式NH2CHR2C02H，其 中R2是H、烷基或芳基。舉例來說，所述氨基酸可以包括丙氨酸、精氨酸、天冬酰胺、天冬氨 酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、甘氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯 丙氨酸、脯氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、色氨酸、酪氨酸、或纈氨酸。
[0006] 在所述處理流體的一些實施方案中，它包括所述石油基油類。在所述處理流體的 其它實施方案中，它包括所述非石油基油類。在所述處理流體的另外的實施方案中，它包括 石油和非石油基油類的混合物。
[0007] 在所述處理流體的任何實施方案中，可以包括以下添加劑中的一種或多種：鏈烷 醇胺、聚合脂肪酸、磷酸酯、乙氧基化脂肪胺、烴基丁二酰亞胺、含硫的化合物、脂族羧酸、月旨 族二羧酸、消泡劑、腐蝕抑制劑、或嗅劑（olfactory agent)。
[0008] 在所述處理流體的任何實施方案中，所述流體可以具有堿性的pH值。舉例來說， 所述處理流體的pH值可以是9或更大。
[0009] 所述處理流體可以用于多種多樣的應用中，包括但不限于金屬加工流體、金屬成 形流體、鍛造流體、以及開采流體。因此，在一些實施方案中，金屬加工流體包括上述處理流 體中的任一種。在其它實施方案中，金屬成形流體包括上述處理流體中的任一種。在其它 實施方案中，鍛造流體包括上述處理流體中的任一種。在其它實施方案中，開采流體包括上 述處理流體中的任一種。
【具體實施方式】
[0010] 各種實施方案描述于下文中。應當指出的是，具體的實施方案并不旨在為對本文 所論述的更廣泛的方面的詳盡說明或限制。結合具體的實施方案所描述的一個方面未必限 于該實施方案并且可以利用任何其它一個或多個實施方案來實施。
[0011]如本文所用的"約"將為本領域普通技術人員所了解并且將在某種程度上有所不 同，這取決于使用它的背景。如果該術語的使用對于本領域普通技術人員來說尚不清楚，那 么鑒于使用它的背景，"約"將意指最多加上或減去該具體術語的10%。
[0012] 除非在本文中另外指明或與上下文明顯矛盾，否則在描述要素的上下文中（特別 是在以下權利要求書的上下文中）術語"一個（種）（a/an) "和"所述"以及類似的指代對 象的使用應當被理解為包括單數(shù)和復數(shù)這兩種形式。除非在本文中另外指明，否則在本文 中對值的范圍的表述僅意圖用作單獨地指示落入該范圍內(nèi)的每個單獨值的簡寫方法，并且 每個單獨值被并入到本說明書中，如同它在本文中被單獨敘述一般。除非在本文中另外指 明或另外與上下文明顯矛盾，否則本文所述的所有方法均可以按照任何合適的順序進行。 除非另有說明，否則本文提供的任何和所有實例或示例性語言（例如"如"）的使用僅意圖 更好地闡明實施方案而不對權利要求書的范圍構成限制。本說明書中的任何語言均不應當 被理解成將任何未要求保護的要素指示為必要的。
[0013] 一般來說，"取代"指的是分子的一個或多個氫原子被非氫原子或一組原子置換。 由至少兩個或更多個原子組成的取代基可以含有多重鍵，包括雙鍵或三鍵，以及一個或多 個雜原子，即除氫和碳原子以外的原子，例如像氮、氧等。取代基的實例包括：羥基；烷氧 基、稀氧基、塊氧基、芳氧基、芳烷氧基、雜環(huán)氧基、以及雜環(huán)烷氧基；幾基（氧代）；駿基； 酯；聚氨酯；肟；羥胺；烷氧基胺；芳烷氧基胺；硫醇；硫化物；亞砜；砜；磺?；?；磺酰胺； 胺；N-氧化物；肼；酰肼；腙；疊氮化物；酰胺；脲；脒；胍；烯胺；酰亞胺；異氰酸酯；異硫氰 酸酯；氰酸酯；硫氰酸酯；亞胺；硝基；等。
[0014] 如本文所用的"烷基"包括具有1至約20個碳原子，并且通常1至12個碳，或在一 些實施方案中，1至8個碳原子的直鏈和支鏈烷基。如本文所用的"烷基"包括如下文所定 義的環(huán)烷基。烷基可以是取代的或未取代的。直鏈烷基的實例包括甲基、乙基、正丙基、正 丁基、正戊基、正己基、正庚基以及正辛基。支鏈烷基的實例包括但不限于異丙基、仲丁基、 叔丁基、新戊基、以及異戊基。代表性的取代的烷基可以被例如氣基、硫代、羥基、或烷氧基 取代一次或多次。
[0015] 環(huán)烷基是環(huán)狀烷基，諸如但不限于環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基、以及 環(huán)辛基。環(huán)烷基可以是取代的或未取代的。環(huán)烷基還包括多環(huán)環(huán)烷基，諸如但不限于降冰 片基、金剛烷基、冰片基、莰烯基、異莰烯基、以及蒈烯基；以及稠環(huán)，諸如但不限于十氫萘基 等。環(huán)烷基還包括被如上文所定義的直鏈或支鏈烷基取代的環(huán)。代表性的取代的環(huán)烷基可 以被單取代或被不止一次取代，諸如但不限于：2, 2-二取代的環(huán)己基；2, 3-二取代的環(huán)己 基；2, 4-二取代的環(huán)己基；2, 5-二取代的環(huán)己基；或2, 6-二取代的環(huán)己基、或單取代、二取 代或二取代的降冰片基或環(huán)庚基，它們可以被例如烷基、烷氧基、氣基、硫代、羥基、氛基和/ 或鹵基取代。
[0016] 如本文所用的"不含硼"或"無硼"表示僅存在痕量水平的硼。這可以包括組合物 含有少于〇. 5重量％的硼的情況。在一些實施方案中，這可以包括組合物含有少于0. 1重 量％的硼、或少于0. 05重量％的硼的情況。如本文所用的"不含仲胺"或"無仲胺"表示僅 存在痕量水平量的仲胺。這可以包括組合物含有少于0.5重量％的仲胺的情況。在一些實 施方案中，這可以包括組合物含有少于〇.1重量％的仲胺、或少于〇.05重量％的仲胺的情 況。
[0017] 本文提供的是可與水混溶的工業(yè)處理流體。如本文所用的術語可與水混溶指的是 可以與水混合的流體。所述處理流體意在以環(huán)境相容的方式替代現(xiàn)行的被用于多種應用中 的現(xiàn)有技術流體，包括作為金屬加工流體和金屬成形流體。所提供的處理流體不含硼和仲 胺并且不具有或具有低量的揮發(fā)性有機組分（V0C)。所述處理流體對于金屬工人和可能與 所述流體接觸的其他人來說一般應當是無毒的。
[0018] 所述處理流體是基礎流體，所述基礎流體可以被并入到工業(yè)潤滑劑和工業(yè)過程中 所用的廣泛的產(chǎn)品中，包括但不限于金屬加工、切割、研磨、以及金屬成形工業(yè)?；蛘?，所述 處理流體可以被用作工藝清潔劑、水基液壓流體、以及開采流體。所述可與水混溶的處理流 體可以被用于水基潤滑劑中，諸如但不限于含有大于50重量％的礦物油并且在用水稀釋 時形成具有大于1μπι的粒度的乳液的可溶性油；具有0. 5至1μL?的典型乳液粒度并且含 有少于50重量％的礦物油的半合成潤滑劑；含有少于5重量％的礦物油并且在水中以微小 液滴形式存在的微乳液（即具有小于〇. 5μπι的粒度的乳液）；不含礦物油，但可以含有多 達30重量％或更多的在水中以微小液滴形式負載不溶于水的物質(zhì)的植物油、動物油、動物 脂肪、天然酯、合成酯、聚二醇和/或合成聚烯烴的新合成潤滑劑；以及所有添加劑均可溶 于水中的真溶液合成