專利名稱：基于聚亞烷基二醇的醚吡咯烷酮羧酸和用于制備含有所述醚吡咯烷酮的合成冷卻潤滑劑 ...的制作方法
基于聚亞烷基二醇的醚吡咯烷酮羧酸和用于制備含有所述醚吡咯烷酮的合成冷卻潤滑劑的濃縮物本發明涉及基于聚亞烷基二醇的醚吡咯烷酮羧酸和用于制備合成冷卻潤滑劑的濃縮物，所述濃縮物含有所述醚吡咯烷酮羧酸作為潤滑劑。用于制備合成冷卻潤滑劑的基于水的濃縮物典型地含有以下組分(例如描述于 T. Mang, W. Dressel “Lubricants and Lubrications，，，ffiley-VCH, Weinheim, 2001,第 14 章，或者 J. P. Byers，‘‘Metalworking Fluids", Taylor & Francis，2006，第 127 及以后幾
頁)(1)水40-70%(2)潤滑劑10-30%(3)抗腐蝕劑1-20%(4)調節pH值的試劑(例如醇胺)1-30 %(5)EP/AW 添加劑0-10%(6)消泡劑0-2%(7)殺生物劑0-5%(以重量百分數表示)pH值典型地處于堿性，通常為pH>8。升高pH值有助于抗腐蝕。按照上述組成， 至關重要的是抗腐蝕劑和潤滑劑。這類合成冷卻潤滑劑被用于多種應用，尤其是作為磨削液和切削液；并且在應用地點通過稀釋已經含有水的冷卻潤滑劑濃縮物來制備所述冷卻潤滑劑。目前所使用的添加劑已具有非常良好的性質，盡管如此冷卻潤滑劑的使用者始終期望進一步的成本降低，這僅可以通過使用越來越少量的非常有效的添加劑組分來實現。因此，本發明的目的是，發現用作冷卻潤滑劑濃縮物組分的潤滑劑，所述冷卻潤滑劑濃縮物在明顯更低的使用濃度時達到與現有技術相當的潤滑效果。非常頻繁地用于水溶性冷卻潤滑劑濃縮物中的潤滑劑是聚亞烷基二醇(T. Mang, W. Dressel “Lubricants and Lubrications，，，Wiley-VCH，Weinheim，2001，第 378 頁)，所述聚亞烷基二醇可通過氧化烯烴(優選氧化乙烯和氧化丙烯)的序列聚合或無規聚合而獲得。這些潤滑劑的作用機理建立在“流體動力潤滑”之上。聚亞烷基二醇具有濁點，即聚合物在某一溫度下變得不溶于水。如果該溫度通過磨削或切削金屬所釋放的熱來達到，則聚合物從溶液中釋出并在金屬和工具之間形成稀的潤滑油膜。然而，由于這種性質也產生缺陷聚二醇留下粘性殘余物，特別是當較為陳舊的磨削液和切削液在長時間使用之后具有高鈣皂份額和電解質含量，這降低了濁點。W0-00/53701描述了作為潤滑劑的用羧基封端的聚亞烷基二醇。所述羧基通過聚亞烷基二醇與酸酐在簡單的縮合反應中反應或者通過聚亞烷基二醇與一氯乙酸鹽反應形成醚羧酸來引入。通過調節PH值至堿性中和之后，這種潤滑劑不具有濁點或具有非常高的濁點，但仍然達到了與初始聚亞烷基二醇相當的潤滑值。作為優點說到在廢物處理時降低
的氧需求。
然而，通過與酸酐反應制備的酯由于在堿性條件下發生的水解極大地限制了它們的壽命，從而聚亞烷基二醇很快又僅以游離形式存在。醚羧酸的缺點是在制備時產生的廢料(每mol雙官能化的聚亞烷基二醇至少4mol氯化鈉)和制備時的低時空產率，總體而言， 這導致高的成本。另一問題是實現完全的轉化。如果聚亞烷基二醇本身不是水溶性的，例如是聚丙二醇，則游離二醇的殘余導致不期望的濃縮物的渾濁或兩相性。醚吡咯烷酮羧酸(以下也稱作“EPC”)及其制備由現有技術是已知的。US-4 304 690、US-4 298 708和US-4 235 811因此示例性地描述了基于脂肪醇(聚)醚胺的醚吡咯烷酮的制備和它們在洗滌劑中以及作為催化劑制備聚氨酯泡沫塑料的用途。這些來源于脂肪醇及其烷氧化物的吡咯烷酮羧酸是油溶性、可水分散的，并且在中和之后可以在可乳化的冷卻潤滑劑濃縮物中作為乳化劑和腐蝕抑制劑使用。GB-A-I 323 061要求保護含有吡咯烷酮羧酸的液壓液，所述吡咯烷酮羧酸還可以是基于聚亞烷基二醇的醚吡咯烷酮單羧酸和醚吡咯烷酮二羧酸。而GB-A-I 323 061僅描述了來源于(聚)乙二醇胺的醚吡咯烷酮羧酸，即僅僅是短鏈聚胺H 163 (9-羥基-4，7-二氧雜壬胺)及其單乙醇胺衍生物。這類EPC作為腐蝕抑制劑用于液壓液中。作為另外的應用，描述了在酸性清潔劑中作為腐蝕抑制劑的用途。未教導潤滑效果。現發現，除了含有二醇單元以外還含有丙二醇單元或者尤其是僅含有丙二醇單元的式1的醚吡咯烷酮羧酸在堿性冷卻潤滑劑中是特別有效的潤滑劑。當醚吡咯烷酮羧酸含有長鏈的聚亞烷基二醇單元，尤其是聚丙二醇單元時，即具有高摩爾質量時，效果特別顯著。這類醚吡咯烷酮羧酸可以代替聚亞烷基二醇和現有技術的其它潤滑劑在濃縮物中用于制備合成(水溶性)冷卻潤滑劑，在此必須使用明顯更低的使用濃度。這類醚吡咯烷酮羧酸的制備可以以與脂肪醇-醚吡咯烷酮羧酸類似的方式，通過衣康酸與聚醚胺的反應來實現。該聚醚胺在某些情況下以商品名Polyetheramine(BASF)或Jeffamine (Huntsman) 可商購得到，或者可以通過將合適的聚亞烷基二醇與氨的氨解反應或者通過聚亞烷基二醇與丙烯腈的反應和隨后的腈的氫化反應而獲得。因此，本發明的主題是式⑴的醚吡咯烷酮羧酸
權利要求
1.式(1)的醚吡咯烷酮羧酸
2.根據權利要求1的醚吡咯烷酮羧酸，其中R1是脂族基團。
3.根據權利要求1和/或2的醚吡咯烷酮羧酸，其中R1含有2至6個碳原子。
4.根據權利要求1至3中一項或多項的醚吡咯烷酮羧酸，其中(A-O)表示烷氧基，所述烷氧基具有大于200g/mol的數均分子量。
5.根據權利要求1至4中一項或多項的醚吡咯烷酮羧酸，其中(A-O)表示烷氧基，所述烷氧基包含多于20mol %的丙氧基。
6.根據權利要求1至5中一項或多項的醚吡咯烷酮羧酸，其中y= 1且R2 = HXH3或 CH2CH3 ο
7.根據權利要求1至5中一項或多項的醚吡咯烷酮羧酸，其中y= 2且R2 = H。
8.組合物，其含有至少一種根據權利要求1至7中一項或多項的醚吡咯烷酮羧酸、水和足夠量的中和劑，使得組合物的PH為介于7和11之間。
9.根據權利要求8的組合物，其還含有0.1-60重量％的水溶性腐蝕抑制劑。
10.根據權利要求8和/或9的組合物，其還含有0.1和20重量％的EP/AW添加劑。
11.根據權利要求1至7中一項或多項的醚吡咯烷酮羧酸在冷卻潤滑劑中作為潤滑劑的用途。
全文摘要
基于聚亞烷基二醇的醚吡咯烷酮羧酸和用于制備合成冷卻潤滑劑的濃縮物，所述濃縮物含有所述醚吡咯烷酮羧酸。本發明的主題是式(1)的醚吡咯烷酮羧酸，其中，R1表示具有1-4個氧基的C1-C6-烴基，R2表示H、CH3、CH2CH3，(A-O)表示(聚)亞烷基二醇單元，其含有一個或多個C2-C4-烷氧基或多個C2-C4-烷氧基的組合，其中至少一個烷氧基是丁氧基或丙氧基，M表示氫、堿金屬、堿土金屬或銨根，y表示1或2，x表示1、2、3或4。
文檔編號C10N30/06GK102395660SQ201080016288
公開日2012年3月28日 申請日期2010年5月19日 優先權日2009年6月25日
發明者A·羅施, C·庫爾斯, R·庫普弗 申請人:科萊恩金融(Bvi)有限公司