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含高堿性磺酸鹽添加劑的可溶性油的制作方法

文檔序號(hào):5111969閱讀:335來(lái)源:國(guó)知局

專(zhuān)利名稱(chēng)::含高堿性磺酸鹽添加劑的可溶性油的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及可溶性油并更尤其涉及含具有抗磨性的高堿性磺酸鹽的可溶性油,該可溶性油能夠與水形成極穩(wěn)定的乳液。
背景技術(shù)
:歐洲、加拿大和美國(guó)關(guān)于在工業(yè)油中使用更少危險(xiǎn)材料的環(huán)境考慮已經(jīng)使必須找到氯化鏈烷烴(CP)的代替物成為不必要。含氯基極壓劑的切削液已經(jīng)被指責(zé)對(duì)由環(huán)境污染和氯氣排放所引起的焚燒爐腐蝕和破壞,以及在廢料焚燒期間二噁英的產(chǎn)生負(fù)責(zé)?!愣裕诮饘偌庸み^(guò)程例如切割和打磨中,已經(jīng)使用氯基極壓劑,這是由于它們改進(jìn)切割性能的優(yōu)異能力和較低成本。此外,氯化鏈烷爛(一類(lèi)氯基極壓劑)引起一些關(guān)于它們的毒性和致癌性的關(guān)注。因而,含不存在氯化鏈烷爛的極壓劑的可溶性油乳液是優(yōu)選的。然而,提供含高堿性產(chǎn)品的可溶性油乳液的能力已經(jīng)被該高堿性材料和可溶性油的不相容性阻礙。一般而言,高堿性材料提供混濁的可溶性油基料并且引起最終乳液中的相分離和/或沉積。在描述與水形成穩(wěn)定乳液的可溶性油制劑的文獻(xiàn)中存在許多參考文獻(xiàn),參見(jiàn)例如,美國(guó)專(zhuān)利號(hào)2,307,744;2,470,913;2,670,310;2,695,272;2,846,39沐2,913,410。在這些現(xiàn)有技術(shù)專(zhuān)利中描述的組合物一般包括礦物油和乳化劑包裝料,該乳化劑包裝料包含乳化劑、偶聯(lián)劑和各種添加劑。雖然這些現(xiàn)有技術(shù)組合物在許多情況下已經(jīng)相當(dāng)令人滿意,但是仍需要能夠形成穩(wěn)定乳液,尤其是用作機(jī)械加工中的切削油的油溶性濃縮物。本領(lǐng)域中仍需要具有改進(jìn)的切割性能的環(huán)境友好型穩(wěn)定切削油乳液。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供可溶性油組合物,它包含a)基礎(chǔ)油;b)穩(wěn)定乳液量的中和羧酸;c)至少一種高堿性堿土金屬磺酸鹽;和任選地,d)至少一種選自極壓劑、抗磨劑、乳化劑、防銹劑、防腐劑、消泡劑、抗氧化添加劑、表面活性劑、摩擦改進(jìn)劑和穩(wěn)定劑的添加劑。本發(fā)明提供含具有抗磨性的高堿性磺酸鹽的可溶性油組合物,它們與水形成穩(wěn)定乳液,而不會(huì)引起相分離或沉積。發(fā)明詳述本文描述的這類(lèi)組合物泛稱(chēng)為可溶性油,但是這些組合物當(dāng)與水混合時(shí)一般形成乳液。為了區(qū)分可溶性油和當(dāng)將該可溶性油與足夠量水混合時(shí)制備的乳液,術(shù)語(yǔ)"可溶性油"將用來(lái)描述該油加上乳化劑,并且當(dāng)將該可溶性油與水混合時(shí)形成的乳液將稱(chēng)為"可溶性油乳液"。當(dāng)將可溶性油與水混合時(shí)形成的乳液具有水包油型,其中水相構(gòu)成連續(xù)相并且礦物油成分是分散相。可溶性油乳液允許水的良好的冷卻性能用于金屬加工過(guò)程,而油和添加劑提供潤(rùn)滑和抗腐蝕性能?!愕?,潤(rùn)滑劑,例如切割油中的摩擦改進(jìn)劑、抗磨損或在金^接觸點(diǎn)上的有害^屬:B,、、、一、"「抗磨、極壓、防腐和摩擦改進(jìn)劑;以及清潔劑和分散劑都是極性添加劑,它們對(duì)金屬表面具有親合性并且可以爭(zhēng)奪活性金屬表面部位,或彼此相互作用。具體來(lái)說(shuō),極性和酸性添加劑易于使高堿性磺酸鈣(碳酸鈣在油中的膠體分散體)不穩(wěn)定,并引起碳酸鈣沉淀。仍不太了解精確機(jī)理,但是添加劑如脂肪酸、脂肪酸酯、胺是非常成問(wèn)題的,除非它們按本文概括的嚴(yán)格比例添加。本發(fā)明的基礎(chǔ)油通常是可用于金屬加工的IOOSayboltUniveralSecond(SUS)環(huán)烷油,然而,可能使用粘度70-1000SUS的任何組i、n或in油?;A(chǔ)油不但可以是由石油(或焦油砂礦、煤炭、頁(yè)巖等)獲得的潤(rùn)滑粘度的烴油,而且可以是適合粘度的天然油,例如菜籽油等,和合成油例如氫化聚烯烴油;聚-cc-烯烴(例如,氫化或未氫化的oc-烯烴低聚物例如氫化聚-l-癸烯);二羧酸的烷基酯;二羧酸、聚二醇和醇的復(fù)酯;碳酸或磷酸的烷基酯;聚硅酮;氟代烴油;和無(wú)機(jī)、天然和/或合成油按任何比例的混合物等。本公開(kāi)內(nèi)容的術(shù)語(yǔ)"基礎(chǔ)油"包括所有上述物質(zhì)。如上面所指出,基礎(chǔ)油可以包含一部分的一種或多種合成油。在適合的合成油當(dāng)中的是C2-Cu烯烴的均聚物和互聚物,一元醇和多元醇的羧酸酯,聚醚,硅酮,聚二醇,硅酸酯,烷基化的芳族化合物,碳酸酯,疏代碳酸酯,原甲酸酯,磷酸酯和亞磷酸酯,硼酸酯和卣化爛。此類(lèi)油的代表是C廣d2單烯烴的均聚和互聚物,烷基化的苯(例如,十二烷基苯、二(十二烷基)苯、十四烷基苯、二壬基苯、二-(2-乙基己基)苯、蠟烷基化的萘);和多苯(例如,聯(lián)苯、三聯(lián)苯)。其中末端羥基已經(jīng)通過(guò)酯化、醚化等改性的氧化烯聚合物和互聚物和它們的衍生物構(gòu)成另一類(lèi)合成油。它們的示例是經(jīng)由氧化烯例如氧化乙烯或氧化丙烯的聚合制備的油,和這些聚氧化烯聚合物的烷基和芳基醚(例如,平均分子量為1000的曱基聚異丙二醇醚,分子量為500-1OOO的聚乙二醇的二苯醚,分子量1000-1500的聚丙二醇的二乙醚)或它們的單和多羧酸酯,例如,乙酸酯,混合C3-C6脂肪酸酯,或四乙二醇的Cu含氧酸二酯。另一類(lèi)適合的合成油包括二羧酸(例如,鄰苯二曱酸、琥珀酸、馬來(lái)酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富馬酸、己二酸、亞油酸二聚物)與各種醇(例如,丁醇、己醇、十二醇、2-乙基己基醇、乙二醇)的酯。這些酯的具體實(shí)例包括己二酸二丁酯,己二酸二(2-乙基己基)酯,己二酸二(十二烷基)酯,己二酸二(十三烷基)酉旨,癸二酸二(2-乙基己基)酯,癸二酸二月桂基酯,富馬酸二正己基酯,癸二酸二辛酯,壬二酸二異辛酯,壬二酸二異癸酯,鄰苯二甲酸二辛酯,鄰苯二甲酸二癸酯,癸二酸二(二十烷基)酯,亞油酸二聚物的2-乙基己基二酯,和通過(guò)使一摩爾癸二酸與兩摩爾四乙二醇和兩摩爾2-乙基己酸反應(yīng)形成的復(fù)酯。可以使用的其它酯包括由C廠d8—元羧酸和多元醇和多元醇醚例如新戊二醇、三羥曱基丙烷、季戊四醇和二季戊四醇制成的那些。三羥甲基丙烷三壬酸酯,季戊四醇四己酸酯,由三羥曱基丙烷、辛酸和癸二酸形成的酯,和由C廣Cn二羧酸和一種或多種脂族二羥基Cr"d2醇獲得的例如由壬二酸或癸二酸和2,2,4-三甲基-1,6-己二醇獲得的多酯充當(dāng)實(shí)例。硅基油例如聚烷基-、聚芳基-、聚烷氧基-或聚芳氧基-硅氧烷油和硅酸酯油構(gòu)成另一類(lèi)合成潤(rùn)滑劑(例如,硅酸四乙酯、硅酸四異丙酯、硅酸四(2-乙基己基)酯、硅酸四(叔丁基苯基)酯、聚(曱基)硅氧烷和聚(甲基苯基)硅氧烷。其它合成潤(rùn)滑油包括含磷酸的液體酯(例如,磷酸三甲苯酯、磷酸三辛酯、亞磷酸三苯酯和癸貌膦酸的二乙酯)。也可用作基礎(chǔ)油或用作基礎(chǔ)油的組分的是C6-C"oc-烯烴的氫化或未氫化液體低聚物,例如由1-癸烯形成的氫化或未氫化低聚物。此類(lèi)液體低聚1-烯烴的制備方法是已知的并且在文獻(xiàn)中進(jìn)行了報(bào)道。參見(jiàn)例如美國(guó)專(zhuān)利號(hào)3,749,560;3,763,244;3,780,128;4,172,855;4,218,330;4,902,846;4,906,798;4,910,355;4,911,758;4,935,570;4,950,822;4,956,513和4,981,578,它們的內(nèi)容都在此引入作為參考。為了調(diào)節(jié)給定基礎(chǔ)油的粘度,還可以使用這些材料的共混物。本領(lǐng)域中眾所周知的那樣,這類(lèi)氫化低聚物含有少許(如果有的話)殘留烯屬不飽和部分。優(yōu)選的低聚物是通過(guò)利用弗瑞德-克來(lái)福特(Friedel-Crafts)催化劑(特別是用水或d、烷醇促進(jìn)的三氟化硼)、接著使用例如上述美國(guó)專(zhuān)利中描述的程序?qū)⑺纬傻牡途畚锎呋瘹浠纬傻?。水中乳化的切割油中。可以使用任何常?guī)乳化劑,但是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方案,優(yōu)選的乳化劑是中和了的羧酸化合物。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體的實(shí)施方案,優(yōu)選的乳化劑是中和了的妥爾油脂肪酸。由石油基原料合成。羧酸的一種主要的源物質(zhì)是妥爾油和其組分(即,妥爾油脂肪酸、妥爾油脂肪酸<2%的松香和妥爾油松香)。妥爾油是牛皮紙制造過(guò)程的副產(chǎn)物。羧酸還從植物油,例如巴巴蘇油、椰子油、棕櫚油、玉米油、棉子油、落花生油、橄欖油、紅花油、芝麻油、向日葵油、亞麻子油、大豆油、菜籽油、低芥酸(或canolaoil)菜籽油、高芥酸奧蒂油、桐油、蓖麻油等獲得。羧酸的動(dòng)物源包括但不限于,乳脂、豬脂、油脂(牛脂)、油脂(羊脂)等。它們還可以從魚(yú)油(marineoil),例如緋魚(yú)油、緋油、沙丁魚(yú)油、鯨油等獲得。本文描述的羧酸可以用NaOH或任何其它適合的堿中和。本發(fā)明有用的脂肪酸包括但不限于松香酸和存在于妥爾油及其它自然界物質(zhì)中的脂肪酸。一些具體的飽和酸包括己酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生酸、山蓊酸、木蠟酸、十七烷酸和十九烷酸。不飽和酸例如,棕櫚油酸、油酸、蓖麻油酸、亞油酸、亞麻酸、桐酸、鱈油酸、芥酸和二十碳二烯酸。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中,中和了的羧酸的量為可溶性油組合物的0-大約30wt。/。。在另一個(gè)實(shí)施方案中,中和了的羧酸的量為可溶性油組合物的大約5-大約23wt。/。。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中,中和了的羧酸的量為可溶性油組合物的大約12-15wt9/。。在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方案中,用于可溶性油組合物的乳化劑是中和了的妥爾油。妥爾油是由松香酸和脂肪酸的混合物組成的樹(shù)脂質(zhì)油狀液體,它作為松樹(shù)紙漿處理中的副產(chǎn)物獲得并且用于皂、乳液和潤(rùn)滑劑。妥爾油可以含有0-50%樹(shù)脂酸(松香)和0-50%脂肪酸。松香酸和脫氫松香酸占樹(shù)脂酸的超過(guò)60%,而油酸和亞油酸占脂肪酸部分的大比例。常用的妥爾油共混物通常含有30%松香酸和70°/。妥爾油脂肪酸。妥爾油和/或其組分可以用NaOH或任何其它適合的堿中和以獲得中和了的妥爾油。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中,中和了的妥爾油的量為可溶性油組合物的0-大約30wt、在另一個(gè)實(shí)施方案中,中和了的妥爾油的量為可溶性油組合物的大約5-大約23wt。/。。在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中,中和了的妥爾油的量為可溶性油組合物的大約12-15wt%。本發(fā)明的硫化高堿性化合物是熱穩(wěn)定的并且可用作潤(rùn)滑劑、功能流體和可溶性油中使用的極壓(EP)和/或抗磨劑或抗氧化劑。該硫化高堿性產(chǎn)物尤其適合于用作切削液中使用的EP和/或抗磨劑。高堿性磺酸鹽是磺酸化合物的金屬鹽并且是本領(lǐng)域中熟知的。高堿性磺酸鹽的特征在于金屬含量超過(guò)將根據(jù)金屬和與該金屬反應(yīng)的酸性有機(jī)化合物的化學(xué)計(jì)量存在的含量。高堿性磺酸鹽的"高堿性"金屬內(nèi)容物通??梢耘c石油磺酸鹽懸浮或復(fù)合。(Kirk-OthmerEncyclopediaofChemicalTechnology,JohnWiley&Sons,第三版,N.Y.(1979),vol.22,p.23)。最廣泛使用的高堿性堿土金屬磺酸鹽基于釣、鎂和鋇(Kirk-Othmer,supra.,vol22,p.23)。例如,高堿性鉤磺酸鹽可能包括與磺酸鹽懸浮或復(fù)合的CaO、Ca(OH)2或CaC0u高堿性磺酸鹽的制造方法在各種專(zhuān)利中進(jìn)行了描述,包括Eliades等人,美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4,129,589;Allain等人,美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4,306,983;Allain等人,美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4,347,147;Eliades等人,美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4,597,880;Muir,美國(guó)專(zhuān)利號(hào)4,617,135和Burke,Jr.等人5,259,966,它們所有的內(nèi)容在此引入作為參考。因而,高堿性堿土金屬磺酸鹽是通過(guò)用過(guò)量堿土金屬堿(例如,鎂、鈣或鋇的氫氧化物)中和磺酸制備的化合物以致制備總堿值("TBN")大于零的高堿性堿土金屬磺酸鹽。TBN是中和高堿性材料的所有堿度所必需的酸量,并且可以根據(jù)ASTMD2896測(cè)定。TBN大約100或更低的組合物認(rèn)為是"低高堿性材料"。大約100-300的TBN表征為"中等高堿性"。TBN超過(guò)300的組合物認(rèn)為是"高度高堿性的"材料。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,高堿性堿土金屬磺酸鹽是TBN大于大約250,根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案,大于大約350,在又一個(gè)實(shí)施方案中,大于大約400或更高的高堿性磺酸鈣。根據(jù)本發(fā)明另一方面,已經(jīng)發(fā)現(xiàn),無(wú)定形高堿性磺酸鈣在不希望的沉降方面優(yōu)于結(jié)晶的高堿性磺酸鈣。適合用于本發(fā)明的無(wú)定形高堿性磺酸鈞可從MiddleburyCT的ChemturaCorporation以品名CalcinateC-400CLR商購(gòu)。該無(wú)定形高堿性磺酸釣具有小于大約30nm的顆粒尺寸。結(jié)晶的高堿性磺酸鉤具有大于30服,優(yōu)選50-500nm,更優(yōu)選50-100nm的顆粒尺寸。CalcinateC-300CS(可以從ChemturaCorporation獲得)是結(jié)晶的高堿性磺酸铞的實(shí)例。高度高堿性磺酸鈣的制備方法在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6,444,625Bl中進(jìn)行了描述,該文獻(xiàn)在此引入供參考。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中,高堿性堿土金屬磺酸鹽的量為可溶性油組合物的大約O.l-大約20wt。/。。在另一個(gè)實(shí)施方案中,高堿性堿土金屬磺酸鹽的量為可溶性油組合物的大約l-大約10wt、在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施方案中,高堿性堿土金屬磺酸鹽為可溶性油組合物的大約2-大約5wt8/。。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)某些極壓劑、抗磨劑和/或摩擦改進(jìn)劑當(dāng)與高堿性堿土金屬磺酸鹽相結(jié)合時(shí)提供改進(jìn)的表現(xiàn)性能。在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方案中,可溶性油組合物采用硫化烯烴抗磨劑連同高堿性堿土金屬磺酸鹽。摩擦改進(jìn)劑用來(lái)降低摩擦系數(shù)。在這一方面,可以將摩擦改進(jìn)劑和/或抗磨劑和高堿性磺酸鉤結(jié)合并與其它添加劑例如抗氧化劑、分散劑和/或消泡劑,或其它類(lèi)型的添加劑例如上述的那些包裝。各種摩擦改進(jìn)劑可以用于添加劑混合物。這些摩擦改進(jìn)劑包括甘油單酯,高堿性羧酸酯,高堿性妥爾油脂肪酸,鏈烷醇胺(例如,三乙醇胺("TEA")或二乙醇胺)或二醇(例如,石克二甘醇、二乙二醇)與脂肪酸或脂肪酯的反應(yīng)產(chǎn)物,氧化石油餾分,烷氧基化烷基胺和二醇與脂肪酯的反應(yīng)產(chǎn)物。可用作摩擦改進(jìn)劑的甘油單酯包括例如,飽和或不飽和Cs-C2。脂肪酸的甘油酯例如單棕櫚酸甘油酯、單硬脂酸甘油酯、單油酸甘油酯等。高堿性羧酸鹽是已知的并且一般如下制備使酸性材料,通常酸性氣體例如S02或C02,最通常二氧化碳,與包含羧酸和化學(xué)計(jì)量過(guò)量的堿性基底金屬化合物的混合物在反應(yīng)介質(zhì)中,優(yōu)選在有促進(jìn)劑的情況下反應(yīng)?;捉饘賰?yōu)選是呈氧化物或氫氧化物形式的堿土金屬例如鎂、鉀或鋇。羧酸優(yōu)選是含大約8-大約30個(gè)碳原子的飽和或不飽和羧酸。有用的羧酸包括但不限于,辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、肉豆寇烯酸、癸酸、十二烷酸、十五烷酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、珠光脂酸、硬脂酸、12-羥基硬脂酸、油酸、蓖麻油酸、亞油酸、花生酸、鱈油酸、二十碳二烯酸、山蓊酸、芥酸,任何這些酸或它們的反應(yīng)性等同物的混合物。其它適合的高堿性羧酸鹽包括高堿性樹(shù)脂酸鉤和高堿性樹(shù)脂酸鋇。適合于用作摩擦改進(jìn)劑的TEA和脂肪酯的反應(yīng)產(chǎn)物是TEA和油酸甲酯的反應(yīng)產(chǎn)物。其它適合的摩擦改進(jìn)劑包括TEA與,例如,油酸、蓖麻油酸、異硬脂酸、芥酸、妥爾油脂肪酸(TOFA)、混合油酸/硬脂酸、和異油酸的反應(yīng)產(chǎn)物。氧化石油餾分是已知的。石油氧化物和它們的制造方法在美國(guó)專(zhuān)利號(hào)5,439,602中進(jìn)行了公開(kāi),該文獻(xiàn)在此引入供參考。還適合用作摩擦改進(jìn)劑的是疏二甘醇與脂肪酸或脂肪酯(例如,油酸、油酸甲酯等)的反應(yīng)產(chǎn)物,和二亞烷基二醇(例如,二乙二醇、二丙二醇等)與脂肪酸或脂肪酯(例如,油酸、油酸甲酯等)的反應(yīng)產(chǎn)物。在本發(fā)明的另一方面中,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)高堿性堿土金屬磺酸鹽(特別是結(jié)晶的高堿性磺酸鈣)提供具有更大潤(rùn)滑性(即,更低摩擦系數(shù))的可溶性油組合物。尤其優(yōu)選作為摩擦改進(jìn)劑的是高堿性磺酸4丐和含401活性硫的硫化烯烴如RC2540(得自Rhein-Chemie)的具有優(yōu)異潤(rùn)滑性和低沉降的結(jié)合物。優(yōu)選的結(jié)晶的高堿性磺酸鉀可以從ChemturaCorp.以品名CalcinateC300CS獲得并且具有大約50-500nm的顆粒尺寸。結(jié)晶的高堿性磺酸鈣的優(yōu)選顆粒尺寸為大約50nm-大約100nm。另外,如果有必要的話,可以將各種添加劑添加到本發(fā)明的可溶性油組合物中,只要本發(fā)明的目的不被妨害。添加劑的實(shí)例包括各種已知的摩擦改進(jìn)劑、油性添加劑和極壓劑例如醇、脂肪酸、酯、二酯、多價(jià)酯、油脂、硫化油脂、硫化酯、疏化烯烴、氯化鏈烷烴、磷酸鹽、亞磷酸鹽、二硫代磷酸鹽(二疏代磷酸鋅、二疏代磷酸鉬等)和二硫代氨基甲酸鹽(二硫代氨基甲酸鉬等)。此外,各種已知的抗氧化添加劑、表面活性劑和穩(wěn)定劑。典型的摩擦改進(jìn)劑包括脂肪酸酯、脂肪酰胺、脂肪酰胺、乙氧基化脂肪胺。典型的抗氧化劑是二苯基胺和酚類(lèi)產(chǎn)物如Naugalube4381、Naugalube640、Naugalube438、Naugalube531等。典型的EP/AW添加劑包括ZDDP、二硫代氨基曱酸鉬化合物、氯化鏈烷烴、硫化烯烴和疏化酯。這些添加劑可以按已知和常規(guī)量添加。以下實(shí)施例舉例說(shuō)明本發(fā)明的特征。用表1中顯示的高堿性磺酸鈣、表2顯示的功能化添加劑和表3顯示的可溶性油包裝料準(zhǔn)備實(shí)施例。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>如表4顯示的對(duì)比實(shí)施例1和實(shí)施例2和3證實(shí)添加中和了的妥爾油到可溶性油包裝料和高堿性磺酸鹽的不穩(wěn)定共混物中而形成金屬加工乳液的效果。在1-4周后沉淀的沉積物體積%記錄在表5里。表4<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>表5<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>沉積低,因?yàn)樘妓?丐已經(jīng)附著于離心管的壁。對(duì)比實(shí)施例1證實(shí)添加可溶性油包裝料到高堿性磺酸鈣中形成乳液的效果。所得的產(chǎn)物使碳酸鈣沉積物沉淀以及使碳酸鈣粘附到離心管的側(cè)面。實(shí)施例2證實(shí)添加可溶性油包裝料和中和了的妥爾油(在該包裝料中,3%)到高堿性磺酸4丐中形成乳液的效果。該妥爾油用來(lái)使該高堿性磺酸鉤穩(wěn)定并阻止碳酸鈣沉淀和減少附著于離心管的碳酸鈣的量。實(shí)施例3證實(shí)添加可溶性油包裝料和中和了的妥爾油(在該包裝料中,5%)到高堿性磺酸鈣中形成乳液的效果。該妥爾油用來(lái)使該高堿性磺酸鉤穩(wěn)定并阻止碳酸鉤沉淀和減少附著于離心管的碳酸鉀的量。分別在表6A和6B中顯示的對(duì)比實(shí)施例1和實(shí)施例4-15證實(shí)妥爾油、高堿性磺酸鹽、顆粒尺寸和游離堿度制造穩(wěn)定乳液的有效組合,其中在一個(gè)具體的實(shí)施方案中,具有IO-30nm的顆粒尺寸和低游離堿度的無(wú)定形高堿性磺酸鈣與12-15%的中和了的妥爾油在可溶性油包裝料中的組合是優(yōu)選的。在1-4周后沉淀的沉積物體積%記錄在表6八和6B里。表6A<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>沉積物(Vol°/0(周)<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>實(shí)施例4證實(shí)添加50-IOO認(rèn)顆粒尺寸的結(jié)晶髙游離堿度高堿性磺酸鉀到含12%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造具有低沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例6證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例7證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高后分離的不穩(wěn)定乳液(負(fù)性乳液質(zhì)量)的效果。實(shí)施例8證實(shí)添加50-IOO認(rèn)顆粒尺寸的結(jié)晶高游離堿度高堿性磺酸鉤到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造具有低沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例9證實(shí)添加100-IOOO認(rèn)顆粒尺寸的結(jié)晶高游離堿度高堿性磺酸釣到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造具有高沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例10證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸^到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例ll證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸4丐到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例12證實(shí)添加50-100認(rèn)顆粒尺寸的結(jié)晶高游離堿度高堿性磺酸鉤到含23%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造不穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例13證實(shí)添加100-1000nm顆粒尺寸的結(jié)晶高游離堿度高堿性磺酸鈣到含23%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造不穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例14證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸鉤到含23%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造不穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例15證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸釣到含23%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造不穩(wěn)定乳液的效果。分別在表8A和8B中顯示的實(shí)施例16-35證實(shí)添加功能性添加劑到可溶性油中制造用于金屬加工應(yīng)用的穩(wěn)定乳液的效果。優(yōu)選的實(shí)施方案是具有10-30nm的顆粒尺寸和低游離堿度的無(wú)定形高堿性磺酸4丐與可溶性油包裝料中的12-15%中和了的妥爾油和功能性添加劑的組合。在1-4周后沉淀的沉積物體積。/。記錄在表8A和8B里。表8A<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>散劑0L0A371中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例18證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸鉤到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性摩擦改進(jìn)劑OA/TEA中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例19證實(shí)添加10-30mn顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸铞到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性乳化劑PIBSA中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例20證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸4丐到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性防銹劑A1ox165L中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例21證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸釣到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造在1周之后分離的不穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例22證實(shí)添加10-30mn顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸4丐到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性分散劑OLOA371中制造在1天之后分離的不穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例23證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸釣到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性摩擦改進(jìn)劑0A/TEA中制造在1天之后分離的不穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例24證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸鉤到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性乳化劑PIBSA中制造在1周之后分離的不穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例25證實(shí)添加10-30認(rèn)顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸4丐到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性防銹劑Alox165L中制造在2周之后分離的不穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例26證實(shí)添加50-100nra顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸4丐到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造具有低沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例27證實(shí)添加50-100nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸鈣到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性分散劑0L0A371中制造具有高沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例28證實(shí)添加50-100mn顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸鉤到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性摩擦改進(jìn)劑OA/TEA中制造具有高沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例29證實(shí)添加50-100nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸鈣到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性乳化劑PIBSA中制造具有低沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例30證實(shí)添加50-100認(rèn)顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸鈣到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性防銹劑Alox165L中制造具有低沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例31證實(shí)添加100-1000mn顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例32證實(shí)添加100-1000nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸鉤到含l5%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性分散劑OLOA371中制造具有高沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例33證實(shí)添加100-1000nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸鈣到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性摩擦改進(jìn)劑OA/TEA中制造具有高沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例34證實(shí)添加100-1000nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸鈣到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性乳化劑PIBSA中制造具有低沉積的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例35證實(shí)添加100-1000nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸鈣到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性防銹劑A1ox165L中制造具有低沉積的穩(wěn)定乳液的效果。表10中顯示的實(shí)施例36-41證實(shí)用高堿性磺酸釣和功能性添加劑制成的可溶性油組合物制造用于金屬加工應(yīng)用的穩(wěn)定乳液的改進(jìn)的防銹性能。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方案,提供了具有10-30nm的顆粒尺寸和低游離堿度的無(wú)定形高堿性磺酸鉤與在可溶性油包裝料中的12-15%中和了的妥爾油和功能性添加劑的組合。表10<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>實(shí)施例36證實(shí)可溶性油包裝料的基準(zhǔn)防銹劑性能,其中要求至多5%處理物來(lái)通過(guò)鐵芯片試驗(yàn)。實(shí)施例37證實(shí)添加10-30nra顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸铞到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果,該穩(wěn)定乳液以2.5%濃度阻止生銹。實(shí)施例38證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸鉤到含l5%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性分散劑OLOA371中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果,該穩(wěn)定乳液以2.5%濃度阻止生銹。實(shí)施例39證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸鉤到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性摩擦改進(jìn)劑OA/TEA中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果,該穩(wěn)定乳液以2.5%濃度阻止生銹。實(shí)施例40證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸鉤到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性乳化劑PIBSA中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果,該穩(wěn)定乳液以2.5%濃度阻止生銹。實(shí)施例41證實(shí)添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸鉤到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料和功能性防銹劑Alox165L中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果,該穩(wěn)定乳液以2.5%濃度阻止生銹。表ll中顯示的實(shí)施例42-48證實(shí)用高堿性磺酸鉀和功能性添加劑制成的可溶性油組合物制造用于金屬加工應(yīng)用的穩(wěn)定乳液的改進(jìn)的EP/AW性能。在本發(fā)明的一個(gè)具體的實(shí)施方案中,提供了具有10-30nm的顆粒尺寸和低游離堿度的無(wú)定形高堿性磺酸鉤與可溶性油包裝料中的12-15%中和了的妥爾油和硫化烯經(jīng)的組合。<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>加50-100nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸鉀到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造具有低沉積和改進(jìn)的EP/AW性能的穩(wěn)定乳液的效果。實(shí)施例46證實(shí)含硫化烯烴(40V活性疏)EP/AW添加劑的可溶性油包裝料在ASTMD2783和ASTMD3233試驗(yàn)中的基準(zhǔn)EP/AW性能。實(shí)施例47證實(shí)與硫化烯烴結(jié)合地添加10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸鈣到含15%中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液的效果,該穩(wěn)定乳液提供優(yōu)異的的EP/AW保護(hù)。實(shí)施例48證實(shí)與硫化烯烴結(jié)合地添加50-100nm顆粒尺寸的無(wú)定形高游離堿度高堿性磺酸鈣到含15°/。中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造具有低沉積和EP/AW性能的穩(wěn)定乳液的效果。表12顯示的實(shí)施例49-53證實(shí)用高堿性磺酸鉀和疏化烯烴制成的可溶物制造用于金屬加工應(yīng)用的穩(wěn)定乳液的穩(wěn)定性。在本發(fā)明的具體的實(shí)施方案中,提供了具有10-30nm(5。/?;蚋?的顆粒尺寸和低游離堿度的無(wú)定形高堿性磺酸4丐與可溶性油包裝料中的12-15%中和了的妥爾油和疏化烯烴(20%或更少)的組合。表12<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>'這是負(fù)性的,但是在24小時(shí)之后,可能將乳液再搖晃至乳化2雖然沒(méi)有沉積,但是碳酸鈣附著于離心管的壁3雖然沒(méi)有沉積,但是油和碳酸鉀附著于離心管的壁和10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸鉤形成的可溶性油和乳液的基準(zhǔn)穩(wěn)定性。'/田Er7。J浴'f王》E和10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸4丐形成的可溶性油和乳液的基準(zhǔn)穩(wěn)定性。和硫化烯烴(40%活性硫)形成的可溶性油和乳液的基準(zhǔn)穩(wěn)定性。實(shí)施例52證實(shí)與硫化烯烴結(jié)合地添加少量(5%或更少)10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸辨到含15。/。中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造明亮且透明(B&C)可溶性油的效果,該可溶性油形成沒(méi)有沉積的穩(wěn)定乳液。實(shí)施例53證實(shí)與硫化烯烴結(jié)合地添加高量(10%或更多)10-30nm顆粒尺寸的無(wú)定形低游離堿度高堿性磺酸4丐到含15。/。中和了的妥爾油的可溶性油包裝料中制造明亮且透明(B&C)可溶性油的效果,該可溶性油形成具有附著于離心管壁的沉積物的不穩(wěn)定乳液。雖然已經(jīng)參照某些實(shí)施方案描述了本發(fā)明方法,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解可以在不脫離本發(fā)明范圍的情況下作出各種改變并且等同物可以代替其要素。此外,在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的情況下,可以作出許多修改以使具體情況或材料適應(yīng)本發(fā)明的教導(dǎo)。因此,希望本發(fā)明不限于作為實(shí)施本發(fā)明方法而考慮的最佳方式公開(kāi)的具體實(shí)施方案,而是本發(fā)明將包括屬于所附權(quán)利要求書(shū)范圍的所有實(shí)施方權(quán)利要求1.可溶性油組合物,其包含a)基礎(chǔ)油;b)穩(wěn)定乳液量的中和羧酸;c)至少一種高堿性堿土金屬磺酸鹽;和任選地,d)至少一種選自極壓劑、抗磨劑、乳化劑、防銹劑、防腐劑、消泡劑、抗氧化添加劑、表面活性劑、摩擦改進(jìn)劑和穩(wěn)定劑的添加劑。2.權(quán)利要求l的可溶性油組合物,其中該基礎(chǔ)油是選自以下的至少一種烴油、環(huán)烷油、菜籽油、氫化聚烯烴油;聚-oc-烯烴;二羧酸的烷基酯;二羧酸、聚二醇和醇的復(fù)酯;碳酸或磷酸的烷基酯;聚硅酮;氟代烴油;和礦物油、天然油和/或合成油按任何比例的混合物。3.權(quán)利要求1的可溶性油組合物,其中該基礎(chǔ)油是選自以下的至少一種C2-Cu烯烴的均聚物和互聚物,一元醇和多元醇的羧酸酯,聚醚,硅酮,聚二醇,硅酸酯,烷基化的芳族化合物,碳酸酯,硫代碳酸酯,原甲酸酯,磷酸酯和亞磷酸酯,硼酸酯和卣化烴。4.權(quán)利要求1的可溶性油組合物,其中該基礎(chǔ)油是選自以下的至少一種二羧酸的酯,己二酸二丁酯,己二酸二(2-乙基己基)酯,己二酸二(十二烷基)酯,己二酸二(十三烷基)酯,癸二酸二(2-乙基己基)酯,癸二酸二月桂基酯,富馬酸二正己基酯,癸二酸二辛酯,壬二酸二異辛酯,壬二酸二異癸酯,鄰苯二甲酸二辛酯,鄰苯二甲酸二癸酯,癸二酸二(二十烷基)酯,亞油酸二聚物的2-乙基己基二酯。5.權(quán)利要求1的可溶性油組合物,其中該中和羧酸是選自以下的至少一種i)由妥爾油獲得的中和羧酸;ii)由植物油獲得的中和羧酸;iii)由動(dòng)物油獲得的中和羧酸;iv)由魚(yú)油獲得的中和羧酸;和v)由石油基原料獲得的中和羧酸。6.權(quán)利要求l的可溶性油組合物,其中該中和羧酸由妥爾油和/或其組分獲得。7.權(quán)利要求1的可溶性油組合物,其中該中和羧酸是由妥爾油脂肪酸、含小于大約2%松香的妥爾油脂肪酸和妥爾油松香獲得的至少一種。8.權(quán)利要求l的可溶性油組合物,其中該高堿性堿土金屬磺酸鹽選自鈉鹽、鈣鹽、鋇鹽和鎂鹽。9.權(quán)利要求l的可溶性油組合物,其中該高堿性堿土金屬磺酸鹽是鉤鹽或鈉鹽。10.權(quán)利要求1的可溶性油組合物,其中該高堿性堿土金屬磺酸鹽是鈣鹽。11.權(quán)利要求1的可溶性油組合物,其中中和羧酸的量為可溶性油組合物的O-大約30wt、12.權(quán)利要求1的可溶性油組合物,其中中和羧酸的量為可溶性油組合物的大約5-大約23wt、13.權(quán)利要求1的可溶性油組合物,其中中和羧酸的量為可溶性油組合物的大約12-大約15wtM。14.權(quán)利要求6的可溶性油組合物,其中中和了的妥爾油的量為可溶性油組合物的O-大約30wt%。15.權(quán)利要求14的可溶性油組合物,其中中和了的妥爾油的量為可溶性油組合物的大約5-大約23wt8/。。16.權(quán)利要求15的可溶性油組合物,其中中和了的妥爾油的量為可溶性油組合物的大約12-大約15wt%。17.權(quán)利要求1的可溶性油組合物,其中高堿性堿土金屬油的量為可溶性油組合物的大約O.1-大約20wt9/。。18.權(quán)利要求17的可溶性油組合物,其中高堿性堿土金屬油的量為可溶性油組合物的大約1-大約10wt^。19.權(quán)利要求18的可溶性油組合物,其中高堿性堿土金屬油的量為可溶性油組合物的大約2-大約5wt、20.權(quán)利要求l的可溶性油組合物,其中該高堿性堿土金屬磺酸鹽的總堿值是至少大約400。21.權(quán)利要求20的可溶性油組合物,其中該高堿性堿土金屬磺酸鹽的總堿值為大約200-大約400。22.權(quán)利要求21的可溶性油組合物,其中該高堿性堿土金屬磺酸鹽的總堿值為大約250-大約350。23.權(quán)利要求1的可溶性油組合物,其中該摩擦改進(jìn)劑是選自以下的至少一種甘油單酯、高堿性羧酸酯、高堿性妥爾油脂肪酸、三乙醇胺、二乙醇胺、二醇、油酸、蓖麻油酸、異硬脂酸、芥酸、妥爾油脂肪酸(TOFA)、混合油酸/硬脂酸和異油酸。24.權(quán)利要求l的可溶性油組合物,其中該抗磨劑是硫化烯爛。25.權(quán)利要求l的可溶性油組合物,其中該高堿性堿土金屬磺酸鹽是結(jié)晶的高堿性磺酸鉤。全文摘要本發(fā)明涉及能夠形成穩(wěn)定乳液的可溶性油組合物,該乳液顯示優(yōu)異的性能并且具有作為機(jī)械加工切削油的優(yōu)異應(yīng)用性。該組合物包含具有抗磨性的高堿性堿土金屬磺酸鹽。文檔編號(hào)C10M163/00GK101528901SQ200780039696公開(kāi)日2009年9月9日申請(qǐng)日期2007年9月6日優(yōu)先權(quán)日2006年10月24日發(fā)明者I·里夫,M·T·科斯特洛申請(qǐng)人:科聚亞公司
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