Композиции присадок и промышленные технические жидкости - RU2658917C2

Описание

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящая технология в целом относится к композициям присадок и промышленным техническим жидкостям. В частности, настоящая технология относится к экологически чистым жидкостям, применяемым при металлообработке, обработке металлов давлением, ковке и в горном деле.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Благодаря своим охлаждающим, смазывающим и антикоррозионным свойствам жидкости для металлообработки и жидкости для обработки металлов давлением широко используются в машиностроении и обрабатывающей промышленности при проведении таких операций как резка, шлифовка, расточка, сверление, обточка, формование, вытяжка с утонением, чеканка, штамповка и волочение металлов. Такие жидкости обычно состоят из сложных смесей масел, детергентов, поверхностно-активных веществ, биоцидов, смазывающих агентов, антикоррозионных агентов и других потенциально вредных ингредиентов. Например, коммерчески доступные жидкости могут содержать добавки, такие как борная кислота, бораты щелочных металлов и сложные эфиры борной кислоты в сочетании с алканоламинами, для поддержания щелочных значений pH и для нейтрализации кислотных функциональных компонентов жидкостей для металлообработки и жидкостей для обработки металлов давлением.

[0003] Несмотря на то что указанные жидкости являются неотъемлемой частью процессов обработки металлов давлением и металлообработки, в настоящее время они являются предметом тщательного изучения из-за рисков, связанных с вредным воздействием на рабочих, включая, но не ограничиваясь ими, кожную сыпь, возможное увеличение заболеваемости раком, респираторные осложнения и т.д. Указанные жидкости могут являться причиной серьезных экологических проблем, связанных с их утилизацией. В настоящее время существует всеобщее соглашение о необходимости разработки более безопасных, более экологичных функциональных жидкостей.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В одном из аспектов предложена композиция присадки. Композиции присадок содержат длинноцепочечный первичный амин; третичный циклоалкиламин и аминокислоту, при этом указанная техническая жидкость не содержит бора и вторичного амина. Композиция присадки выполнена с возможностью применения в промышленных технических жидкостях на основе воды, что приводит к улучшению смазывающих характеристик, антикоррозионных свойств и буферного действия. Кроме того, благодаря отсутствию в ее составе бора и вторичных аминов техническая жидкость, содержащая композицию присадки, является менее вредной для окружающей среды и обладает менее вредным воздействием на здоровье рабочих по сравнению с традиционными жидкостями. В любом из вариантов реализации композиции присадки длинноцепочечный первичный амин может представлять собой C₈-C₂₄ первичный амин. Например, длинноцепочечный первичный амин может включать октиламин, нониламин, дециламин, ундециламин, додециламин, тридециламин, тетрадециламин, пентадециламин, гексадециламин, гептадециламин и октадециламин. В любом из вариантов реализации композиции присадки третичный циклоалкиламин может представлять собой этоксилированный третичный циклоалкиламин, включая ди(этанол)циклопентиламин, ди(этанол)циклогексиламин, ди(этанол)циклогептиламин, дициклопентил(этанол)амин и дициклогексил(этанол)амин. В любом из вариантов реализации композиции присадки аминокислота может иметь формулу NH₂CHR²CO₂H, где R² представляет собой H, алкил или арил. Например, аминокислота может включать аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновую кислоту, цистеин, глутамин, глутаминовую кислоту, глицин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, пролин, серин, треонин, триптофан, тирозин и валин.

[0005] В другом аспекте предложена техническая жидкость. Технические жидкости содержат масла на нефтяной или ненефтяной основе; воду; длинноцепочечный первичный амин; третичный циклоалкиламин и аминокислоту; при этом техническая жидкость не содержит бора и вторичного амина. В любом из вариантов реализации технической жидкости длинноцепочечный первичный амин может представлять собой C₈-C₂₄ первичный амин. Например, длинноцепочечный первичный амин может включать октиламин, нониламин, дециламин, ундециламин, додециламин, тридециламин, тетрадециламин, пентадециламин, гексадециламин, гептадециламин и октадециламин. В любом из вариантов реализации технической жидкости третичный циклоалкиламин может представлять собой этоксилированный третичный циклоалкиламин, включая ди(этанол)циклопентиламин, ди(этанол)циклогексиламин, ди(этанол)циклогептиламин, дициклопентил(этанол)амин и дициклогексил(этанол)амин. В любом из вариантов реализации технической жидкости аминокислота может иметь формулу NH₂CHR²CO₂H, где R² представляет собой H, алкил или арил. Например, аминокислота может включать аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновую кислоту, цистеин, глутамин, глутаминовую кислоту, глицин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, пролин, серин, треонин, триптофан, тирозин и валин.

[0006] В некоторых вариантах реализации технической жидкости она содержит масла на нефтяной основе. В других вариантах реализации технической жидкости она содержит масла на ненефтяной основе. В других вариантах реализации технической жидкости она содержит смесь масел на нефтяной и ненефтяной основе.

[0007] В любом из вариантов реализации технической жидкости она может содержать одну или более следующих добавок: алканоламин, полимеризованная жирная кислота, сложный эфир фосфорной кислоты, этоксилированный жирный амин, гидрокарбилсукцинимид, серосодержащее соединение, алифатическая карбоновая кислота, алифатическая дикарбоновая кислота, противовспенивающий агент, ингибитор коррозии и отдушка.

[0008] В любом из вариантов реализации технической жидкости она может иметь основный pH. Например, pH технической жидкости может составлять 9 или более.

[0009] Технические жидкости можно использовать в широком спектре областей применения, включая, но не ограничиваясь ими, применение в качестве жидкостей для металлообработки, жидкостей для обработки металлов давлением, жидкостей для ковки и жидкостей для горнодобычи. Соответственно, в некоторых вариантах реализации жидкости для металлообработки включают любые из вышеуказанных технических жидкостей. В других вариантах реализации жидкости для обработки металлов давлением включают любые из вышеуказанных технических жидкостей. В других вариантах реализации жидкости для ковки включают любые из вышеуказанных технических жидкостей. В других вариантах реализации жидкости для горнодобычи включают любые из вышеуказанных технических жидкостей.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0010] Ниже описаны различные варианты реализации. Следует отметить, что конкретные варианты реализации не являются исчерпывающим описанием или ограничением более широких аспектов, описанных в настоящей заявке. Аспект, описанный в сочетании с конкретным вариантом реализации, не обязательно ограничивается указанным вариантом реализации и может быть применен с любым(и) другим(и) вариантом(ами) реализации.

[0011] Термин «примерно», применяемый в настоящей заявке, понятен специалистам в данной области и в некоторой степени изменяется в зависимости от контекста, в котором применяется. Если применение термина с учетом контекста, в котором он применяется, не понятно специалистам в данной области, «примерно» означает отклонение до плюс или минус 10% от конкретного значения.

[0012] Применение форм единственного числа и аналогичных обозначений в контексте описания элементов (особенно в контексте формулы изобретения, приведенной ниже) охватывает формы единственного и множественного чисел, если иное не указано в настоящей заявке или явно не противоречит контексту. Указание в настоящей заявке диапазонов значений представляет собой лишь условный способ индивидуального указания каждого из отдельных значений, входящих в диапазон, если иное не указано в настоящей заявке, и каждое из отдельных значений включено в настоящее описание, как если бы оно было отдельно указано в настоящей заявке. Все способы, описанные в настоящей заявке, можно проводить в любом подходящем порядке, если иное не указано в настоящей заявке или явно не противоречит контексту. Применение любого или всех примеров или выражений, применяемых в контексте примеров (например, «такой как»), представленных в настоящей заявке, предназначено только для лучшего представления вариантов реализации и не ограничивает объем формулы изобретения, если не указано иное. Ни одно выражение в настоящем описании не следует считать указанием на значимость какого-либо из незаявленных элементов.

[0013] В целом, термин «замещенный» относится к замене одного или более атомов водорода в молекуле на атомы, отличные от водорода, или группу атомов. Заместители, состоящие по меньшей мере из двух или более атомов, могут содержать кратные связи, включая двойные или тройные связи, а также один или более гетероатомов, т.е. атомов, отличных от атомов водорода и углерода, таких как, например, азот, кислород и т.п. Примеры замещающих групп включают: гидроксильные; алкокси-, алкенокси-, алкинокси-, арилокси-, аралкилокси-, гетероциклилокси- и гетероциклилалкоксигруппы; карбонилы (оксо); карбоксилы; сложноэфирные группы; уретаны; оксимы; гидроксиламины; алкоксиамины; аралкоксиамины; тиолы; сульфиды; сульфоксиды; сульфоны; сульфонилы; сульфонамиды; амины; N-оксиды; гидразины; гидразиды; гидразоны; азиды; амиды; мочевины; амидины; гианидины; енамины; имиды; изоцианаты; изотиоцианаты; цианаты; тиоцианаты; имины; нитрогруппы и т.п.

[0014] Термин «алкильные» группы, применяемый в настоящей заявке, включает алкильные группы с прямой и разветвленной цепью, содержащие от 1 до примерно 20 атомов углерода, обычно от 1 до 12 атомов углерода, и в некоторых вариантах реализации от 1 до 8 атомов углерода. Термин «алкильные группы», применяемый в настоящей заявке, включает циклоалкильные группы, определенные ниже. Алкильные группы могут быть замещенными или незамещенными. Примеры алкильных групп с прямой цепью включают метильную, этильную, н-пропильную, н-бутильную, н-пентильную, н-гексильную, н-гептильную и н-октильную группы. Примеры разветвленных алкильных групп включают, но не ограничиваются ими, изопропильную, втор-бутильную, трет-бутильную, неопентильную и изопентильную группы. Типичные замещенные алкильные группы могут быть замещены, например, одной или более амино-, тио-, гидрокси- или алкоксигруппами.

[0015] Циклоалкильные группы представляют собой циклические алкильные группы, включая, но не ограничиваясь ими, циклопропильную, циклобутильную, циклопентильную, циклогексильную, циклогептильную и циклооктильную группы. Циклоалкильные группы могут быть замещенными или незамещенными. Циклоалкильные группы также включают, но не ограничиваются ими, полициклические циклоалкильные группы, такие как норборнильная, адамантильная, борнильная, камфенильная, изокамфенильная и каренильная группы, и конденсированные кольца, включая, но не ограничиваясь ими, декалинил и т.п. Циклоалкильные группы также включают кольца, замещенные алкильными группами с линейными или разветвленными цепями, определенными выше. Типичные замещенные циклоалкильные группы могут представлять собой монозамещенные группы или группы с большей степенью замещения, включая, но не ограничиваясь ими: 2,2-; 2,3-; 2,4-; 2,5- и 2,6-дизамещенные циклогексильные группы или моно-, ди- или тризамещенные норборнильные или циклогептильные группы, которые могут быть замещены, например, алкильными, алкокси-, амино-, тио-, гидрокси-, цианогруппами и/или галогенами.

[0016] Выражение «не содержит бора», применяемое в настоящей заявке, означает, что бор присутствует только в следовых количествах. Указанное выражение включает случаи, в которых композиция содержит меньше 0,5 масс.% бора. В некоторых вариантах реализации указанное выражение может включать случаи, в которых композиция содержит меньше 0,1 масс.% бора или меньше 0,05 масс.% бора. Выражение «не содержит вторичных аминов», применяемое в настоящей заявке, означает, что вторичные амины присутствуют только в следовых количествах. Указанное выражение включает случаи, в которых композиция содержит меньше 0,5 масс.% вторичных аминов. В некоторых вариантах реализации указанное выражение может включать случаи, в которых композиция содержит меньше 0,1 масс.% вторичных аминов или меньше 0,05 масс.% вторичных аминов.

[0017] В настоящей заявке предложены промышленные технические жидкости, смешивающиеся с водой. Термин «смешивающаяся с водой», применяемый в настоящей заявке, относится к жидкости, которая может смешиваться с водой. Технические жидкости являются экологичной заменой традиционным жидкостям, широко применяемым в различных областях, включая применение в качестве жидкостей для металлообработки и жидкостей для обработки металлов давлением. Предложенные технические жидкости не содержат бора и вторичных аминов и не содержат или содержат малое количество летучих органических соединений (VOC). Как правило, технические жидкости должны являться безопасными для рабочих-металлистов и других людей, которые могут контактировать с указанными жидкостями.

[0018] Технические жидкости представляют собой базовые жидкости, которые можно включать в широкий спектр продуктов, применяемых в качестве промышленных смазочных материалов в различных процессах, включая, но не ограничиваясь ими, металлообработку, резку, шлифовку и обработку металлов давлением. Альтернативно, технические жидкости можно применять в качестве технологических очистителей, гидравлических жидкостей на водной основе и жидкостей для горнодобычи. Технические жидкости, смешивающиеся с водой, можно использовать в смазочных материалах на водной основе, включая, но не ограничиваясь ими, растворимые масла, содержащие больше 50 масс.% минерального масла и при разбавлении водой образующие эмульсии с размером частиц более 1 мкм; полусинтетические смазочные материалы с характерным размером частиц эмульсии от 0,5 до 1 мкм, содержащие меньше 50 масс.% минерального масла; микроэмульсии (т.е. эмульсии с размером частиц меньше 0,5 мкм), содержащие меньше 5 масс.% минерального масла и существующие в воде в виде микроскопических капель; неосинтетические смазочные материалы, не содержащие минерального масла, которые могут содержать до 30 масс.% или больше растительных масел, животных масел, животных жиров, природных сложных эфиров, синтетических сложных эфиров, полигликолей и/или синтетических полиолефинов, которые содержат нерастворимые в воде материалы в виде микроскопических капель в воде; и синтетические масла в виде истинного раствора, в которых все добавки растворимы в воде.

[0019] Технические жидкости, смешивающиеся с водой, подходят для применения в качестве смазывающих агентов при обработке и формовке металлов, включая, но не ограничиваясь ими, сталь, алюминий, титан и другие сплавы. Технические жидкости не вызывают коррозии, ржавления или обесцвечивания указанных металлов или вызывают в минимальной степени. Технические жидкости обеспечивают антикоррозионные свойства и являются буфером для других водных промышленных жидкостей. Кроме того, небольшие количества, остающиеся на поверхности металлов, подвергнутых обработке или формовке, не оказывают негативного влияния на протекание дополнительных процессов, таких как термическая обработка, сварка, нанесение покрытия и/или нанесение краски.

[0020] В одном из аспектов предложена техническая жидкость, не содержащая бора и вторичных аминов. Технические жидкости содержат масла на нефтяной или ненефтяной основе; воду; длинноцепочечный первичный амин; третичный циклоалкиламин, в частности, этоксилированный третичный циклоалкиламин и аминокислоту. Техническая жидкость может являться смешивающейся с водой.

[0021] В некоторых вариантах реализации техническая жидкость содержит масло на нефтяной основе. Иллюстративные масла на нефтяной основе включают, но не ограничиваются ими, рафинированное нафтеновое масло и парафиновое масло. Также в технических жидкостях можно использовать смеси любых двух или более указанных масел.

[0022] В некоторых вариантах реализации техническая жидкость содержит масло на ненефтяной основе. Иллюстративные масла на ненефтяной основе включают, но не ограничиваются ими, растительные масла, синтетические сложные эфиры, полиальфаолефины, полиалкиленгликоли и жирные масла, такие как триглицериды растительного или животного происхождения. Также в технических жидкостях можно использовать смеси любых двух или более указанных масел или смеси с любыми маслами на нефтяной основе.

[0023] В соответствии с некоторыми вариантами реализации длинноцепочечный первичный амин может представлять собой C₈-C₂₄ первичный амин. Иллюстративные длинноцепочечные первичные амины включают, но не ограничиваются ими, октиламин, нониламин, дециламин, ундециламин, додециламин, тридециламин, тетрадециламин, пентадециламин, гексадециламин, гептадециламин и октадециламин. Техническая жидкость может содержать смеси любых двух или более указанных длинноцепочечных первичных аминов.

[0024] Иллюстративные этоксилированные третичные циклоалкиламины включают, но не ограничиваются ими, ди(этанол)циклопентиламин, ди(этанол)циклогексиламин, ди(этанол)циклогептиламин, дициклопентил(этанол)амин и дициклогексил(этанол)амин. В некоторых вариантах реализации этоксилированный третичный циклоалкиламин представляет собой ди(этанол)циклогексиламин.

[0025] Длинноцепочечный первичный амин может содержаться в технической жидкости в количестве от примерно 1 масс.% до примерно 5 масс.%. В некоторых вариантах реализации длинноцепочечный первичный амин содержится в технической жидкости в количестве от примерно 2 масс.% до примерно 4 масс.%. Этоксилированный третичный циклоалкиламин может содержаться в технической жидкости в количестве от примерно 1 масс.% до примерно 5 масс.%. В некоторых вариантах реализации этоксилированный третичный циклоалкиламин содержится в технической жидкости в количестве от примерно 2 масс.% до примерно 4 масс.%.

[0026] Как уже отмечалось, техническая жидкость содержит аминокислоту. Полагают, что аминокислоты придают жидкостям хорошие эмульгирующие свойства и способствуют диспергируемости и стабильности эмульсий. Например, аминокислота может представлять собой протеиногенную альфа-аминокислоту. Иллюстративные аминокислоты могут иметь любую из формул NH₂CHR²CO₂H, NH₂CH₂CHR²CO₂H и NH₂CHR²CH₂CO₂H, где R² представляет собой H или алкил. В некоторых вариантах реализации R² представляет собой H или C₁-C₄ алкил. Иллюстративные аминокислоты могут включать, но не ограничиваются ими, аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновую кислоту, цистеин, глутамин, глутаминовую кислоту, глицин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, пролин, серин, треонин, триптофан, тирозин и валин. В технических жидкостях можно использовать любые две или более указанные аминокислоты. В любом из вариантов реализации, указанных выше, аминокислота может представлять собой глицин, лизин, аспарагиновую кислоту или смесь любых двух или более указанных аминокислот. Аминокислота может содержаться в технической жидкости в количестве от примерно 1 масс.% до примерно 5 масс.%. В некоторых вариантах реализации аминокислота может содержаться в технической жидкости в количестве от примерно 2 масс.% до примерно 4 масс.%.

[0027] В некоторых вариантах реализации технические жидкости могут содержать алканоламин. Иллюстративные алканоламины включают, но не ограничиваются ими, метаноламин, этаноламин, пропаноламин, триметаноламин, триэтаноламин, трипропаноламин, метилдиметаноламин, этилдиметаноламин, пропилдиметаноламин, циклогексилдиметаноламин, метилдиэтаноламин, этилдиэтаноламин и пропилдиэтаноламин. В технических жидкостях можно использовать смеси любых двух или более указанных алканоламинов.

[0028] Алканоламины могут содержаться в технической жидкости в количестве от примерно 1 масс.% до примерно 15 масс.%. В некоторых вариантах реализации алканоламин может содержаться в технической жидкости в количестве от примерно 5 масс.% до примерно 10 масс.%.

[0029] Как уже отмечалось, технические жидкости содержат полимеризованную жирную кислоту. Полимеризованные жирные кислоты включают, но не ограничиваются ими, полимеризованную рицинолеиновую кислоту, полученную из касторового масла, и полимеризованные жирные кислоты, полученные из масла из соевых бобов или льняного масла.

[0030] Любая из технических жидкостей, описанных выше, также может содержать сложный эфир фосфорной кислоты. Сложные эфиры фосфорной кислоты можно использовать в качестве агентов, применяемых при работе под давлением, противоизносных и/или антикоррозионных агентов. Сложные эфиры фосфорной кислоты, содержащиеся в жидкости, могут представлять собой соединения формулы [R⁴(CH₂CH₂O)_n]_aP(O)[OX]_b. В указанной формуле R⁴ представляет собой C₆-C₃₀ алкил, фенил, (C₁-C₁₀ алкил)фенил или (C₁-C₁₀ диалкил)фенил; X представляет собой H, аммоний, тетраалкиламмоний, амины или металл, такой как Li, Na, K, Rb, Cu, Ag, Au, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd или Hg. Кроме того, в указанной формуле n составляет от 0 до 50; a равняется 1, 2 или 3; и b равняется 0, 1 или 2, при этом сумма a и b равняется 3. В некоторых вариантах реализации сложный эфир фосфорной кислоты представляет собой фосфат моноолеилового простого эфира полиэтиленгликоля, фосфат простого эфира полиэтиленгликоля и одноатомного C₁₂-C₁₅ спирта или фосфат простого эфира полиэтиленгликоля и одноатомного C₁₀-C₁₄ спирта.

[0031] В некоторых вариантах реализации жидкость содержит этоксилированный жирный амин, являющийся продуктом взаимодействия этиленоксида и жирного амина и имеющий формулу R³N[(CH₂CH₂O)_mH][(CH₂CH₂O)_nH]. Этоксилированные жирные амины демонстрируют характеристики поверхностно-активных соединений и обычно применяются в качестве эмульгаторов и/или увлажняющих агентов. В указанной формуле R³ представляет собой кокоалкил (C₁₂, C₁₄ насыщенный), талло- (C₁₆, C₁₈ насыщенный и C₁₈ ненасыщенный), стеарил (C₁₈ насыщенный) или олеил (C₁₈ мононенасыщенный); и m и n составляют от примерно 2 до примерно 20. В некоторых вариантах реализации этоксилированный жирный амин представляет собой полиоксиэтиленкокоамин, бис-(2-гидроксиэтил)изотридецилоксипропиламин или N-талло-поли(3)оксиэтилен-1,3-диаминопропан.

[0032] Любая из технических жидкостей, описанных выше, также может содержать гидрокарбилсукцинимид. Такие добавки можно применять в технических жидкостях в качестве диспергаторов и/или детергентов. Гидрокарбилсукцинимид может представлять собой продукт взаимодействия полиизобутилена с молекулярной массой от примерно 500 до примерно 3000 дальтон и малеинового ангидрида.

[0033] Любая из технических жидкостей, описанных выше, также может содержать серосодержащее соединение. Серосодержащие соединения в сочетании со сложными эфирами фосфорной кислоты, описанными выше, могут выступать в качестве агентов для работы под высоким давлением, противоизносных агентов и антикоррозионных агентов. Иллюстративные серосодержащие соединения включают, но не ограничиваются ими, элементарную серу, сульфированное минеральное масло или соединение формулы:

В указанных формулах R¹ представляет собой H, SO₄, NH₂, CH₃, COOH, OCH₃ или OCH₂CH₃. В технических жидкостях, которые содержат как серосодержащее соединение, так и сложный эфир фосфорной кислоты, массовое соотношение сложного эфира фосфорной кислоты к сере в серосодержащем соединении может составлять от примерно 25:1 до примерно 1:1.

[0034] Любая из технических жидкостей, описанных выше, также может содержать алифатическую карбоновую кислоту или алифатическую дикарбоновую кислоту. Указанные типы добавок обычно применяют в качестве ингибиторов коррозии, смазывающих агентов и/или эмульгаторов при нейтрализации с применением соответствующих алканоламинов. В соответствии с различными вариантами реализации алифатическая моно- или дикарбоновая кислота может представлять собой C₆-C₂₅ моно- или дикарбоновую кислоту. Иллюстративные моно- и дикарбоновые кислоты для применения в технических жидкостях включают, но не ограничиваются ими, гексановую, гептановую, октановую, каприловую, изононановую, неодекановую, азелаиновую, декановую, ундекановую, себациновую, нонановую, додекановую, тетрадекановую, гексадекановую, октадекановую, эйкозановую, додеценовую, тетрадеценовую, гексадеценовую, октадеценовую, эйкозеновую, докозеновую, октадекатриеновую, октандикарбоновую, нонандикарбоновую, рицинолеиновую, декандикарбоновую, ундекандикарбоновую, додекандикарбоновую, тридекандикарбоновую, тетрадекандикарбоновую, пентадекандикарбоновую, гексадекандикарбоновую, гептадекандикарбоновую, октадекандикарбоновую, нонадекандикарбоновую, эйкозандикарбоновую, докозандикарбоновую, бегеновую, абиетиновую и эруковую кислоты.

[0035] Любая из технических жидкостей, описанных выше, также может содержать множество дополнительных присадок, включая, но не ограничиваясь ими, противовспенивающие агенты, ингибиторы коррозии и отдушки.

[0036] Как будет отмечено, технические жидкости представляют собой жидкости на водной основе. Содержание воды в жидкостях может варьироваться в широком диапазоне. В любом из вариантов реализации, описанных выше, вода может содержаться в количестве от примерно 1 масс.% до примерно 50 масс.%. В других вариантах реализации вода может содержаться в количестве от примерно 1 масс.% до примерно 25 масс.%. В других вариантах реализации вода может содержаться в количестве от примерно 25 масс.% до примерно 50 масс.%. В других вариантах реализации вода может содержаться в количестве от примерно 20 масс.% до примерно 50 масс.%. В других вариантах реализации вода может содержаться в количестве от примерно 25 масс.% до примерно 35 масс.%. Технические жидкости также могут иметь основный pH. Это может включать pH больше 7. В любом из вариантов реализации, описанных выше, pH технической жидкости составляет по меньшей мере 9. Например, pH технической жидкости может составлять от 9 до 12.

[0037] В иллюстративном варианте реализации техническая жидкость может содержать одно или более из следующих соединений, и, в случае их присутствия (соединения не являются обязательными), соединения могут содержаться в количестве:

Гидрокарбилсукцинимид в количестве от примерно 1 масс.% до примерно 10 масс.% в пересчете на массу технической жидкости, в некоторых вариантах реализации от примерно 3 масс.% до примерно 5 масс.%;

Алканоламин в количестве от примерно 1 масс.% до примерно 15 масс.% в пересчете на массу технической жидкости, в некоторых вариантах реализации от примерно 5 масс.% до примерно 10 масс.%;

C₇-C₂₅ жирные кислоты в количестве от примерно 1 масс.% до примерно 10 масс.% в пересчете на массу технической жидкости, в некоторых вариантах реализации от примерно 2 масс.% до примерно 7 масс.%;

Полимеризованная жирная кислота, полученная из C₁₅-C₂₂ жирных кислот, в количестве от примерно 1 масс.% до примерно 5 масс.% в пересчете на массу технической жидкости, в некоторых вариантах реализации от примерно 1 масс.% до примерно 3 масс.%;

Одно- и/или двухосновные C₇-C₂₅ кислоты в количестве от примерно 0,5 масс.% до примерно 5 масс.% в пересчете на массу технической жидкости, в некоторых вариантах реализации от примерно 1 масс.% до примерно 3 масс.%;

Сложный эфир фосфорной кислоты в количестве от примерно 1 масс.% до примерно 10 масс.% в пересчете на массу технической жидкости, в некоторых вариантах реализации от примерно 2 масс.% до примерно 4 масс.%;

Этоксилированный жирный амин в количестве от примерно 0,5 масс.% до примерно 3 масс.% в пересчете на массу технической жидкости, в некоторых вариантах реализации от примерно 0,7 масс.% до примерно 1,5 масс.%;

Глицерин в количестве от примерно 0,5 масс.% до примерно 3 масс.% в пересчете на массу технической жидкости, в некоторых вариантах реализации от примерно 0,7 масс.% до примерно 1,5 масс.%;

Противовспенивающий агент в количестве от примерно 0,5 масс.% до примерно 3 масс.% в пересчете на массу технической жидкости, в некоторых вариантах реализации от примерно 0,7 масс.% до примерно 1,5 масс.%;

Ингибитор коррозии в количестве от примерно 0,1 масс.% до примерно 1 масс.% в пересчете на массу технической жидкости, в некоторых вариантах реализации от примерно 0,15 масс.% до примерно 0,5 масс.%;

Мыло на основе жирной кислоты и этаноламина в качестве смазывающего агента, растворимого в воде, в котором фрагменты жирных кислот получены из C₆-C₂₂ жирных кислот, в некоторых вариантах реализации от примерно 10 масс.% до примерно 15 масс.%;

Серосодержащее соединение с массовым соотношением сложного эфира фосфорной кислоты к серосодержащему соединению, составляющим от примерно 25:1 до примерно 1:1 в пересчете на массу серы в указанном серосодержащем соединении; и

Базовое масло в количестве, достаточном для обеспечения сбалансированной композиции, т.е. в количестве от примерно 20 масс.% до примерно 60 масс.% в пересчете на массу технической жидкости, в некоторых вариантах реализации от примерно 30 масс.% до примерно 40 масс.%.

[0038] В иллюстративном варианте реализации техническая жидкость может содержать:

[0039] Лучшее понимание настоящего изобретения обеспечивается при помощи следующих примеров, которые приведены только для иллюстрации и не ограничивают настоящее изобретение.

ПРИМЕРЫ

[0040] Пример 1. Исследование стабильности pH. Техническую жидкость готовили на основе формулы, представленной в таблице 1, путем объединения материалов.

[0041] В таблице 1 применяются следующие определения:

[0042] ДЦГА представляет собой аббревиатуру для дициклогексиламина.

[0043] МДЦГА представляет собой аббревиатуру для метилдициклогексиламина.

[0044] Смесь аминов 1 представляет собой смесь дициклогексиламина и дибутиламиноэтанола.

[0045] Смесь аминов 2 представляет собой смесь метилдициклогексиламина, дибутиламиноэтанола и метилдиэтаноламина.

[0046] Смесь аминов 3 представляет собой смесь 3-амино-4-октанола и 2-амино-2-метил-1-пропанола.

[0047] Алифатический первичный амин выбран из одного или более следующих соединений: нониламин, дециламин, ундециламин, додециламин, тридециламин, тетрадециламин, пентадециламин, гексадециламин, гептадециламин и октадециламин.

[0048] Альфа-аминокислота выбрана из одного или более следующих соединений: аланин, аспарагиновая кислота, цистеин, глутамин, глутаминовая кислота, глицин, лейцин, лизин, метионин, фениламин, пролин, триптофан, тирозин и валин.

[0049] Смесь алканоламинов представляет собой смесь моноэтаноламина, моноизопропиламина и триэтаноламина.

[0050] Смесь жирных кислот 1 представляет собой смесь жирной кислоты таллового масла, неодекановой кислоты и двухосновной кислоты.

[0051] Смесь жирных кислот 2 представляет собой смесь полимеризованной рицинолеиновой кислоты, высшей эруковой кислоты и рицинолеиновой кислоты.

[0052] На основе результатов, представленных в таблице 1, можно сделать несколько выводов. Во-первых, при применении образцов рабочей жидкости из примера 7, содержащих синергическую комбинацию длинноцепочечного алифатического амина и протеиногенной аминокислоты, обеспечивалась отличная стабильность pH эмульсии при рабочих концентрациях. В отличие от этого, стабильность pH эмульсий других образцов, испытанных в аналогичных условиях, оказалась хуже.

[0053] Во-вторых, в случае образцов рабочей жидкости из примера 23, содержащих синергическую комбинацию длинноцепочечного алифатического амина, протеиногенной аминокислоты и циклического амина, крутящий момент при сверлении при рабочих концентрациях оказался низким, что обеспечивало отличные смазывающие характеристики в случае алюминиевых сплавов. В отличие от этого, смазывающие характеристики эмульсий других образцов, определенных путем исследований крутящего момента при сверлении в аналогичных условиях, оказались хуже.

[0054] В-третьих, при испытаниях образцов рабочей жидкости из примера 23 крутящий момент при сверлении при рабочих концентрациях оказался низким, что обеспечивало отличные смазывающие характеристики в случае титановых сплавов. В отличие от этого, смазывающие характеристики эмульсий других образцов, определенных путем исследований крутящего момента при сверлении в аналогичных условиях, оказались хуже.

[0055] В-четвертых, образцы рабочей жидкости из примера 23 продемонстрировали отличные характеристики, касающиеся образования остатка и последующего смыва, при рабочих концентрациях. В отличие от этого, характеристики, касающиеся образования остатка и смыва, эмульсий других образцов, испытанных в аналогичных условиях, оказались хуже.

[0056] Состав из примера 23 сравнивали с другой смазочной жидкостью, приобретенной в Fuchs (ECOCOOL^® 761B). Результаты представлены в таблице 2.

[0057] Согласно данным, представленным в таблице 2, состав, предложенный в примере 23, является сравнимым в некоторых аспектах и значительно лучшим в других аспектах по сравнению с традиционными охладителями. Например, состав из примера 23 превосходит уровень техники по смазывающей способности, обработке титана, характеристикам остатка и эксплуатационным характеристикам согласно испытаниям Airbus.

[0058] В таблице 2 для проведения испытаний обеспечивали следующие параметры:

¹ Стабильность pH: эмульсии каждой из жидкостей готовили в двух повторностях при концентрации 10% в присутствии куска агара. Инокулировали микробную суспензию и инкубировали при 25°C в течение 14 дней. Стабильность эмульсии оценивали путем измерения разности значений pH в начале и в конце испытания.

² ТЭПВ. Трансэпидермальная потеря воды (ТЭПВ) является термином, связанным с дерматологией и родственными науками. Она определяется путем измерения количества воды, которая проходит из тела через эпидермальный слой (кожу) в окружающую атмосферу в процессе диффузии и испарения. Измерения ТЭПВ могут являться полезными для выявления повреждений кожи, вызванных конкретными химическими веществами, так как значения ТЭПВ возрастают пропорционально серьезности повреждений.

³ Испытание на резьбонарезном станке FLC mircotap. Меньшие значения указывают на лучшую смазывающую способность. Эксплуатационная характеристика станков.

Алюминий: испытания Mircotap проводили на каждом из продуктов при разбавлении до концентрации 10% об.%. Все испытания на алюминии проводили на предварительно просверленных отверстиях в брусках Aluminum 6061.

Титан: испытания Mircotap проводили на каждом из продуктов при разбавлении до концентрации 20% об.%. Все испытания на титане проводили на предварительно просверленных отверстиях в брусках титана. Все испытания проводили на Megatap II Micro-electronische Gerate GMBH.

⁴ Станок - Fuchs UK. Данное испытание проводили на испытательном оборудовании в Fuchs UK на основе протокола испытаний по обработке металлов OEM Aerospace. Способ основан на фрезеровке сплава титана с применением цельной твердосплавной концевой фрезы. Износ инструмента измеряли при помощи стереомикроскопа с 5-минутными интервалами резания до достижения высокого износа инструмента и деформации режущих кромок инструмента. Таким образом определяли срок службы инструмента и указывали его в виде минут резания. Данные для инструментов: Sandvik 16 мм концевая фреза R216.24 16050IAK32P1620. Образец: Ti6AI-4V, 5 класс по ASTM B348. Условия испытания: RPM - 2337 об/мин; подача - 972 мм/мин; осевая глубина резания - 10,0 мм; радиальная глубина резания - 1,0 мм; длина резания - 740 мм; подход по радиусу - 10,0 мм; отход по радиусу - 10,0 мм.

⁵ Производственные испытания Airbus проводили в соответствии с ABR 9-0204.

⁶ Стабильность эмульсии: продукт смешивали до 5% раствора в (1) водопроводной воде (125 ppm Ca), (2) воде с 500 ppm Ca, (3) воде с 500 ppm Mg и (4) воде с 1000 ppm Ca и все образцы оставляли на 24 часа. Продукт считали неподходящим при исследуемой твердости воды, если на дне образовывался осадок, или на поверхности наблюдали образование пены. Оценка эффективности: отлично (стабильная при всех жесткостях, (1), (2), (3), (4)); хорошо (стабильная при (1), (2) и (3)) и удовлетворительно (стабильная при (1) и (2)).

⁷ Контроль пенообразования: испытание - 300 мл эмульсии готовили в виде 5% раствора в водопроводной воде (125 ppm Ca) и перемешивали в течение 1 минуты при высокой скорости в смесителе Waring. Жидкость сразу вносили в 1000 мл градуированный цилиндр и измеряли высоту пены. Высоту пены повторно измеряли через 2 минуты после завершения перемешивания. Оценка эффективности: отличный контроль пенообразования (<20 мл пены); хороший (<50 мл пены) и удовлетворительный (<100 мл).

⁸ Коррозия чугуна: продукт смешивали с получением растворов указанных концентраций (1, 2, 3 и 4%) в водопроводной воде (<25 ppm хлоридов). Затем смесь наносили на бруски чугуна, соответствующие ASTM, помещали на фильтровальную бумагу и укрывали на 2 часа, затем покрытие удаляли и смесь сушили в течение ночи. Оценка эффективности: отлично (отсутствие ржавчины при 2%); хорошо (отсутствие ржавчины при 3%) и удовлетворительно (отсутствие ржавчины при 4%).

⁹ Ржавление цветных металлов: образцы цветных металлов шлифовали песком и выдерживали в ацетоне, а затем погружали в продукт, в виде 10% раствора в водопроводной воде (жесткость ~ 120 ppm) на 20 часов.

¹⁰ Отвод стекающего масла: 95 мл продукта смешивали в водопроводной водой (125 ppm Ca) с получением 5% раствора и с 5 мл гидравлической жидкости (Renolin AW 68), а затем перемешивали в течение 1 минуты при высокой скорости в смесителе Waring. Жидкость сразу вносили в 100 мл градуированный цилиндр и оставляли на 24 часа. Эффективность оценивали по наличию масла и пены на поверхности жидкости. Оценка эффективности: отличная эффективность отвода стекающего масла (3 мл слой масла и 1 мл слой пены); хорошая (2 мл слой масла и 1 мл слой пены).

¹¹ Испытание смываемости остатка. 50 мл 5% эмульсии продукта в водопроводной воде (Ca 125 ppm) выдерживали в чашке Петри в сушильном шкафу при 48,8°C в течение 24 часов. Через 24 часа фиксировали образование остатка, а затем остаток смывали холодной водопроводной водой. Оценка эффективности: отлично (мягкий/частично текучий, смывается быстро и полностью); хорошо (мягкий/частично текучий, смывается долго, но полностью) и удовлетворительно (частично текучий/липкий, смывается долго и не полностью).

¹² FLC испытание #. Испытание рециркуляции: данное испытание предназначено для определения применимости продукта в рециркуляционном резервуаре обрабатывающего станка. 10% раствор продукта в деионизированной воде (2 л) помещали в 4-литровый лабораторный стакан. Затем продукт подвергали рециркуляции при помощи насосов и шлангов. Каждые 30 минут жесткость увеличивали на 100 ppm до суммарной жесткости 300 ppm (кальций). Затем жидкость подвергали рециркуляции каждый день (с перерывами на ночь) в течение 3 недель. Оценка эффективности: отлично (эмульсия стабильна на всем протяжении испытания, мало пены. Не наблюдается нестабильности или образования нерастворимого мыла); хорошо (некоторая нестабильность эмульсии, умеренное образование пены и нерастворимого мыла); удовлетворительно (умеренная нестабильность, повышенное образование пены и нерастворимого мыла) и неудовлетворительно (расслаивание эмульсии, значительное образование пены и плохо растворимого мыла).

¹³ Стабильность концентрата: 20 мл помещали в 3 отдельные пробирки, затем различные пробирки помещали в a) сушильный шкаф при 48,8°C, b) холодильную камеру при 4,4°C и c) морозильную камеру при -18°C. Стабильность концентратов в пробирках проверяли каждый день. Образец в морозильной камере каждый день доставали и нагревали до комнатной температуры перед исследованием стабильности. Обычно исследование стабильности проводили в течение 5 дней. Любое заметное разделение, осаждение или помутнение считали проявлением нестабильности. РЕЗУЛЬТАТ: продукт продемонстрировал отличную стабильность концентрата при небольшом потемнении в сушильном шкафу. Продукт подвергался сильной заморозке, но при обратном нагревании до комнатной температуры становится прозрачным без необходимости перемешивания.

[0059] Хотя проиллюстрированы и описаны некоторые варианты реализации, следует понимать, что специалист в данной области техники способен осуществить изменения и модификации без отступления от технологии в ее более широких аспектах, определенных в формуле изобретения, приведенной далее.

[0060] Иллюстративные варианты реализации, описанные в настоящей заявке, могут быть реализованы при отсутствии любого элемента или элементов, ограничения или ограничений, конкретно не описанных в настоящей заявке. Таким образом, например, термины «содержащий», «включающий» и т.п. термины следует рассматривать в широком смысле и без ограничений. Кроме того, термины и выражения, применяемые в настоящей заявке, используются в качестве терминов описания, но не ограничения, и такие термины и выражения не исключают любые эквиваленты представленных и описанных отличительных признаков или их фрагментов, и различные модификации могут быть реализованы в рамках объема заявленной технологии. Кроме того, фраза «состоящий по существу из» включает конкретно указанные элементы и дополнительные элементы, которые не оказывают существенного влияния на основные и новые характеристики заявленной технологии. Фраза «состоящий из» исключает любые конкретно неуказанные элементы.

[0061] Настоящее изобретение не ограничивается конкретными вариантами реализации, описанными в настоящей заявке. Специалистам в данной области понятно, что множество модификаций и вариаций может быть реализовано без отступления от сущности и объема настоящего изобретения. В соответствии с описанием, представленным выше, специалистам в данной области понятно, что функционально эквивалентные способы и композиции входят в объем настоящего изобретения. Такие модификации и вариации входят в объем прилагаемой формулы изобретения. Настоящее изобретение ограничивается только прилагаемой формулой изобретения, а также полным спектром эквивалентов, охватываемых указанной формулой изобретения. Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конкретными способами, реагентами, композициями соединений или биологическими системами, которые могут варьироваться. Также следует понимать, что терминология, применяемая в настоящей заявке, используется только для описания конкретных вариантов реализации, а не в качестве ограничения.

[0062] Кроме того, специалистам в данной области понятно, что, если отличительные признаки или аспекты настоящего изобретения описываются в терминах групп Маркуша, настоящее описание также описывается в терминах любого отдельного члена или подгруппы членов группы Маркуша.

[0063] Специалисту в данной области понятно, что для любой или всех целей, в частности, для письменного описания, все диапазоны, представленные в настоящей заявке, также включают любые или все возможные поддиапазоны и комбинации поддиапазонов. Любой из указанных диапазонов может быть легко представлен как достаточное описание и разделен по меньшей мере на равные половины, трети, четверти, пятые доли, десятые доли и т.п. В качестве неограничивающего примера каждый из диапазонов, представленных в настоящей заявке, может быть разделен на нижнюю треть, среднюю треть и верхнюю треть и т.п. Специалисту в данной области также понятно, что все выражения, такие как «до», «по меньшей мере», «больше», «меньше» и т.п., включают указанное значение и относятся к диапазонам, которые в дальнейшем могут быть разделены на поддиапазоны, как описано выше. Наконец, специалисту в данной области понятно, что диапазоны включают каждое из отдельных значений.

[0064] Все публикации, патентные заявки, выданные патенты и другие документы, указанные в настоящем описании, включены в настоящую заявку посредством ссылки, как если бы каждая отдельная публикация, патентная заявка, выданный патент или другой документ была бы конкретно и отдельно указана, как включенная во всей полноте посредством ссылки. Определения, которые содержатся в тексте, включенном посредством ссылки, исключаются в той степени, в которой они противоречат определениям в настоящем изобретении.

[0065] Другие варианты реализации представлены в формуле изобретения, приведенной ниже.

Реферат

Настоящее изобретение относится к композициям присадок и промышленным техническим жидкостям для использования в металлообработке, обработке металлов давлением, ковке и в горном деле. Композиция содержит: длинноцепочечный первичный C-Cамин, третичный этоксилированный циклоалкиламин и аминокислоту, при этом указанная композиция присадки свободна от бора и вторичного амина, что означает, что композиция содержит меньше 0,5 мас.% бора и вторичного амина. 2 н. и 32 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула