專利名稱：：含有腐蝕抑制劑的烷基醚胺傳輸機用潤滑劑的制作方法
技術領域：
：本發明涉及以胺為基礎的潤滑劑組合物及其使用方法。更具體地講，本發明涉及含有腐蝕抑制劑的抗菌傳輸機用潤滑劑，所述潤滑劑是基于含有直鏈烷基醚胺和/或二胺化合物的組合物。飲料和其它食料通常是在機械化的傳輸機系統上進行加工和包裝的。需要對這些傳輸系統進行潤滑以減少包裝品和傳輸機承重表面之間的摩擦。抗菌劑用于傳送食品物料的傳輸系統。在傳輸機上濺出的飲料和其它食料常常會導致細菌、酵母和霉菌生長，并可能產生爛泥狀物和污物，這些物質又會損害傳輸機性能，同時也可能會損害產品純度和外觀。抗菌劑特別適用于降低傳送食料的傳輸系統中這種爛泥狀物的形成。以前，通常用于傳輸系統承重表面的潤滑劑含有脂肪酸皂作為活性潤滑成份，采用抗菌劑控制微生物生長。然而，由于脂肪酸皂潤滑劑會與水硬性離子發生反應，從而會犧牲潤滑劑的總體性能。近年來，人們已開發了不含脂肪酸的潤滑劑組合物，以避免或消除采用含硬離子的水稀釋潤滑劑所碰到的沉淀問題。例如，U.S.專利4,839,067(Jansen)公開了一種保持鏈型傳輸帶的方法，該方法用包含潤滑量的中性化C12-18脂肪伯胺的潤滑組合物處理傳送帶。但是，如Jansen指出的那樣，由于水中通常含有陰離子如SO4-2、PO4-3和CO3-2等雜質，當存在所述的這些陰離子時，脂肪酸伯胺會發生沉淀現象，所形成的沉淀會堵塞噴嘴并使傳輸系統表面污染，特別是在存在水硬度時，脂肪酸皂更是如此。U.S.專利5,182,035(Schmidt等)公開了一種脂族醚二胺乙酸酯，它可與用于增加物理穩定性的醇性水溶助長劑一起用于潤滑劑組合物中。U.S.專利5,062,978(Weber等)也公開了一種基于脂族烷基醚胺的含水潤滑劑組合物，該組合物可用于傳送帶操作中，特別是用于傳輸瓶子。EP專利0,533,522A1(Schapira)公開了包含支鏈飽和/或不飽和C6-C21烷基醚胺和二胺的潤滑劑組合物。該潤滑劑組合物可用于傳輸機操作，且該組合物還可包含一種表面活性劑以及醇溶劑。隨著在某些食品的生產過程中會發生黑色沉淀物形成現象，附加的沉淀問題也發生了。這種黑色沉淀物大部分是在生產過程中產生的，特別是在充氣飲料如啤酒的加工及罐裝過程中產生的。以前，這種沉淀物的形成甚至會導致改變所給定的應用過程。據信，所述的沉淀物是來自金屬損耗、金屬腐蝕上的金屬，以及某些食品污物(存在于加工環境中)與所用潤滑劑的相互作用。因此，人們仍然希望找到一種用于所有包裝材料和傳輸機表面中的抗菌潤滑劑，這種潤滑劑應能改善金屬潤滑性及腐蝕抑制性。一方面，本發明提供了一種潤滑劑濃縮組合物，該組合物含有有效潤滑量的下式胺化合物及其混合物，R1-O-R2-NH2R1-O-R2-NH-R3-NH2其中R1可以是直鏈飽和或不飽和C6-C18，R2可以是直鏈或支鏈的C1-C8烷基，R3可以是直鏈或支鏈的C1-C8烷基。該濃縮物含有腐蝕抑制劑，并且還可以含有表面活性劑，表面活性劑的用量足以使濃縮物在稀釋和使用時具有洗滌作用，濃縮物中還含有有效量的酸以穩定胺。濃縮物中還可以選擇性地含有增加產物穩定性的水溶助長劑。本發明還提供了一種通過稀釋上述濃縮物而形成的潤滑劑應用溶液，胺類化合物的濃度約為10ppm-10000ppm。本發明還提供了一種潤滑傳輸系統的方法，該方法包括使用本發明的潤滑劑濃縮組合物的應用溶液。本發明的潤滑劑中包含直鏈烷基醚胺和腐蝕抑制劑。直鏈烷基醚胺潤滑劑可促進在離子與飲料污物存在時水系統的潤滑性和溶解性，并使溶液保持在較寬的pH值范圍內。本發明的潤滑劑可保持穩定，基本上不會與系統中的游離陰離子及食料中的污物反應。進而，為保持濃縮物的物理穩定性，本發明的直鏈烷基醚胺無需使用醇型溶劑。本發明的組合物還同時能夠降低金屬腐蝕，改善金屬潤滑性。本發明還提供了對于聚對苯二酸乙二醇酯(PET)、玻璃及金屬表面優良的滑動性。此外，本發明的潤滑劑對非食料接觸表面也具有抗菌效能，在5分鐘內，細菌可降低99.9％。本發明涉及潤滑劑濃縮組合物以及應用溶液。該濃縮物可以是固體或液體。本發明的組合物包括直鏈烷基醚胺化合物，該化合物可以提供潤滑作用，具有抗菌特性，還能降低各種沉淀物的形成，所述沉淀物是在應用環境中經常會出現的。本發明的組合物包括腐蝕抑制劑、洗滌劑、酸，以及選擇性成份水溶助長劑，及其它成份。本發明也包括使用所述組合物的方法。A.烷基醚胺化合物本發明的潤滑劑含有胺類化合物。該胺類化合物的功能是增強組合物的潤滑性、抗菌性，減少或消除各種因水稀釋引起的沉淀物的形成和/或減少或消除應用表面上的污染物。本發明的胺類化合物可以含有任意種胺類物質。該胺類化合物優選為下式的胺化合物及其混合物，R1-O-R2-NH2(1)R1-O-R2-NH-R3-NH2(2)其中R1可以是直鏈飽和或不飽和C6-C18烷基，R2可以是直鏈或支鏈的C1-C8烷基，R3可以是直鏈或支鏈的C1-C8烷基。更優選R1是直鏈的C12-C16烷基，R2是C2-C6直鏈或支鏈烷基，R3是直鏈或支鏈的C2-C6烷基。優選的本發明組合物含有式(1)和(2)的直鏈烷基醚胺化合物，其中R1是C12-C16，R2和R3是C3。當使用的胺類化合物是式(1)和/或(2)的胺時，R1是直鏈C12-C16烷基或是C10-C12和C14-C16直鏈烷基的混合物。總的來說，用于本發明組合物的直鏈烷基醚胺混合物在稀釋時可以提供低的使用濃度并增強其潤滑性。濃縮物中胺類化合物的量通常為約0.1％(重量)至90％(重量)，優選為約0.25％(重量)至75％(重量)，更優選為約0.5％(重量)至50％(重量)。可以從TomahProductsIncorporated購買到商品名為PA-19、PA-1618、PA-1816、DA-1618、DA-18、DA19和DA-1816等的胺類物質。濃縮物的應用稀釋液優選能在應用時產生消毒或清潔效果。因此，本發明組合物中的活性胺類化合物的濃度為約10ppm-10000ppm，優選約20ppm-7500ppm，首選約40ppm-5000ppm。B.腐蝕抑制劑本發明的濃縮組合物和應用稀釋組合物還可含有腐蝕抑制劑。有用的腐蝕抑制劑包括多元羧酸例如短鏈二元羧酸、三元羧酸，以及磷酸酯以及它們的混合物。有用的磷酸酯包括烷基磷酸酯、單烷基芳基磷酸酯、二烷基芳基磷酸酯、三烷基芳基磷酸酯、以及它們的混合物，例如可以從Witco化學公司購買到的EmphosPS236。更具體地講，酯化磷酸或磷酸酯對應于通式(3)R1-O-[CH2CH2-O]n-PO3X2(3)其中R1是直鏈或支鏈的飽和C8-C12伯烷基，X是氫和/或堿金屬，n是約3-10的整數。酯化的烷基芳基磷酸或磷酸對應于通式(4)R2R3-C6H3-O-[-CH2CH2-O]n-PO3X2(4)其中R2是直鏈或支鏈的飽和C8-C10伯烷基，R3是氫或直鏈或支鏈的飽和C8或C10伯烷基，X是氫和/或堿金屬，n是約4-10的整數。其它有用的腐蝕抑制劑包括三唑，例如苯并三唑、甲苯基三唑和巰基苯并三唑，以及膦酸酯如1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸和表面活性劑如油酸二乙醇酰胺和椰子基兩性羥丙基磺酸鈉(sodiumcocoamphohydroxypropylsulfonate)等。根據本發明，優選的腐蝕抑制劑是多元羧酸如二元羧酸。優選的酸包括己二酸、戊二酸、琥珀酸及其混合物。首先己二酸、戊二酸、琥珀酸的混合物，該物質是由BASF以SOKALANDCS商品名出售的原料。在濃縮物中，組合物中腐蝕抑制劑的濃度從0.05％-25％，優選從0.1％-20％。在一個優選方案中，濃縮物含有約1％(重量)-6％(重量)的腐蝕抑制劑并含有SokalanDCS二酸混合物。C.中和劑通常，還可使用中和劑以在濃縮物和應用溶液中提供約5和10之間的有效pH。酸的例子包括有機和無機酸。可用于本發明組合物的無機酸包括鹽酸、磷酸、氫氟酸、硫酸、硝酸、氫溴酸、氨基磺酸及其它。可用于本發明的有機酸包括乙酸、羥基乙酸、葡糖酸、乳酸、苯甲酸、C8-C20飽和及不飽和脂肪酸如油酸，以及它們的混合物。酸的濃度應足以并能有效地溶解和穩定本發明的各種組分以及濃縮組合物和應用稀釋組合物。D.表面活性劑本發明的潤滑劑組合物可以選擇性地、但優選還另外含有表面活性劑。表面活性劑的功能是增強消毒和潤滑作用。可在本發明中用作表面活性劑的化合物包括，非離子表面活性劑、兩性表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑以及其它化合物。陰離子表面活性劑通常是含有疏水的烴基部分和帶負電荷的親水部分的化合物。一般購買到的產品中帶有羧酸鹽、磺酸鹽、硫酸鹽或磷酸鹽基團作為帶負電荷的親水部分。特別適用于本發明潤滑劑組合物的陰離子表面活性劑是磷酸酯。總的來說，任何可購買到的陰離子表面活性劑均可用于本發明的潤滑劑組合物。非離子表面活性劑通常是基本不帶電荷的疏水化合物，由于在分子中存在氧而表現出親水傾向。非離子表面活性劑包括多種聚合物，其中包括但不限于，乙氧基化的烷基酚、乙氧基化的脂肪醇、乙氧基化的胺、乙氧基化的醚胺、羧酸酯、羧酸酰胺、以及聚氧化烯嵌段共聚物。特別適用于本發明潤滑劑組合物的非離子表面活性劑是通式為R10O((CH2)mO)n的烷氧基化的(優選乙氧基化的)醇，其中R10是含有約8到約24個碳原子的脂族基團，m是1至約5的整數，n是1至約40的數，它表示分子上環氧乙烷的平均數量。陽離子表面活性劑也可用于本發明并具有抗菌功能。代表性的例子包括季銨鹽酸鹽表面活性劑如正烷基(C12-18)二甲基芐基氯化銨、正烷基(C14-18)二甲基芐基氯化銨、正十四烷基二甲基芐基氯化銨一水合物、正烷基(C12-14)二甲基1-萘甲基氯化銨。兩性表面活性劑，即同時含有酸性和堿性親水基團的表面活性劑也可以用于本發明。兩性表面活性劑可以含有陰離子或陽離子表面活性劑中常見的陰離子或陽離子基團，此外還可含有羥基或其它可以改善表面活性劑特性的親水基團。所述兩性表面活性劑包括三甲銨內酯類(甜菜堿)表面活性劑、磺基甜菜堿表面活性劑、兩性咪唑啉衍生物及其它。在濃縮物中，表面活性劑的的濃度通常為約0.01％(重量)至50％(重量)，優選從0.1％(重量)至20％(重量)。更優選表面活性劑的濃度從約1至10％(重量)并且表面活性劑是非離子的醇乙氧基化物如ShellChemical的Neodol25-7。E.水溶助長劑本發明的潤滑劑組合物還可以選擇性地含有有效量的水溶助長劑，以控制粘度并保持濃縮物的低溫穩定性。多種可混溶的水溶助長劑可用于潤滑劑組合物，包括單官能基和多官能基的醇以及醇醚化合物。其中，最有用的化合物包括烷基醇如乙醇、異丙醇等。多元醇包括甘油、己二醇、聚乙二醇、丙二醇、山梨醇等。優選的水溶助長劑為雙官能的醇類，如烷基醇。業已發現，己二醇是一種顯著提高濃縮物和其應用溶液穩定效能的化合物。通常，濃縮物中水溶助長劑的濃度為約0.1-40％(重量)，優選約1-25％(重量)。在本發明優選的實施方案中，濃縮物中水溶助長劑的濃度為約3-10％(重量)，并且它可包含己二醇。實施例下述實施例用于說明本發明的各種性質、特征及實施方案。但它們并不構成對本發明保護范圍的限定。實施例1摩擦試驗和磨耗試驗如表1所述摩擦試驗和磨耗試驗用潤滑劑濃縮物這樣制備將軟水與水溶助長劑和酸混合，加熱至120°F，攪拌下加入其余的原料。這些濃縮物的應用溶液是用1000份自來水(5-6顆粒硬度)與2.5份濃縮物混合而形成的0.25％溶液。表1用于摩擦試驗和磨耗試驗制備的配方1購自BASF公司商品名SokalanDCS的二酸混合物。2購自WitcoChemical的EmphosPS236磷酸酯。配有低碳鋼v-塊(1137)的法列克司摩擦與磨耗機(Faville-LeVallyCorp.，ModelPinandV-Block)用于測定潤滑劑應用溶液的破壞點(failpoint)。以100ml/min的速度，使溶液在v-塊(block)和銷(pin)上循環。期間，在Falex上施加50psi的壓力5分鐘，然后在5分鐘的間隔內增加壓力至200、250、300psi等，直至大體上不穩定的扭矩讀數或突然的壓力損失表明銷和/或v-塊磨壞，因而損壞。在1分鐘間隔時間內，將壓力重新設置至所要求值，結果，產生最小的壓力損失。記錄每分鐘時通過嚙合調節測量的扭矩、壓力和磨損。表2摩擦和磨耗破壞點測定</tables>1配方代表本發明的教導。直鏈胺與二酸混合物的中和導致低碳鋼和不銹鋼間摩擦和磨耗減少。在50psi下平衡5分鐘后，采用乙酸中和的商購和實驗用潤滑劑均很快損壞。實施例2腐蝕抑制按照表3制備潤滑劑濃縮物使軟化水與特定酸及水溶助長劑混合，加熱至120°F，混合下再加入其它原料。表3用于低碳鋼腐蝕試驗制備的配方</tables>1購自BASF公司商品名SolkalanDCS的二酸混合物。2購自Witco的EmphosPS236磷酸酯。3如下提到的腐蝕添加劑。為了測試低碳鋼對包含各種中和劑的潤滑劑濃縮物的腐蝕抑制性，用1000份包含5-6顆粒硬度的自來水制備0.25％的應用溶液，用稀KOH調節pH值至9。將預清潔的1×3英尺的冷軋制鋼(1018#)面板浸入應用溶液中，如此使應用溶液蓋住取樣管。在24小時后，目視評價面板的腐蝕和應用溶液澄清情況，并按照如下描述進行評定。所有試驗進行兩次。樣品以下列單位為基礎進行評判。</tables>表4低碳鋼對配方2A、2B和2C的腐蝕試驗結果(0.25％溶液，調節至pH9，24小時后評級)</tables>為了測試低碳鋼對包含各種腐蝕劑抑制劑的潤滑劑濃縮物的腐蝕抑制性，由配方2D和2E制備0.5％的應用溶液。為了進行該評價試驗，用5份濃縮物和1000份包含5-6顆粒硬度的自來水制備制備應用溶液，用稀KOH調節pH值至8。將預清潔的1×3英尺的冷軋制鋼(1018#)面板浸入應用溶液中，如此使應用溶液蓋住取樣管。在48小時后，目視評價面板的腐蝕和應用溶液澄清情況，并對其定級。所有試驗進行兩次。表5低碳鋼對配方2D和2E的腐蝕試驗結果(0.50％溶液，調節至pH8，48小時后評級)1由RhonePoulenc出售的商品名WRS-166的Alkamide。2由RhonePoulenc出售的商品名CS的Miranol。各種腐蝕抑制劑特別是二元酸以直鏈烷基醚胺制劑提供了對低碳鋼的腐蝕防護。進而，很明顯，酸性產品可具有雙重作用，即作腐蝕抑制劑，又作胺中和劑，這有益于生產成本及效益。如上說明、實施例及數據對本發明的組合物的生產和應用提供了的完整的說明。由于在不背離本發明的精神實質的基礎上可完成本發明的多種實施方案，因此，本發明提出了如下的權利要求。權利要求1.潤滑劑濃縮物組合物，含有a.有效潤滑量的下式胺類化合物及其混合物，R1-O-R2-NH2R1-O-R2-NH-R3-NH2其中R1是直鏈飽和或不飽和C6-C18烷基，R2是直鏈或支鏈C1-C8烷基，R3是直鏈或支鏈的C1-C8烷基；b.有效量的腐蝕抑制劑；和c.能有效地給組合物在稀釋和使用時提供洗滌作用量的表面活性劑，其中，濃縮物的pH范圍從約5-10。2.稀釋權利要求1的濃縮物所得的潤滑劑，其中含有大部分的稀釋劑，約10ppm-10000ppm的胺類化合物，所述胺類化合物是下式化合物及其混合物，R1-O-R2-NH2R1-O-R2-NH-R3-NH2其中R1是直鏈飽和或不飽和C6-C18烷基，R2是直鏈或支鏈C1-C8烷基，R3是直鏈或支鏈的C1-C8烷基；腐蝕抑制劑；能在使用時有效地提供洗滌作用量的表面活性劑，其中所述應用溶液的pH為約5-10。3.權利要求1或2的組合物，其中所述胺類化合物的濃度為約0.1％(重量)至90％(重量)。4.前述任一權利要求的組合物，其中所述胺類化合物是單胺化合物并且R1是直鏈C12-C16烷基，R2是C2-C6烷基。5.權利要求1、2或3的組合物，其中所述胺類化合物是單胺化合物，R1選自C10-C12烷基；C14-C16烷基，及其混合物，R2是C2-C6烷基。6.權利要求1、2或3的組合物，其中所述胺類化合物是二胺化合物，R1是C12-C16烷基，R2是C2-C6烷基，R3是C2-C6烷基。7.權利要求1、2或3的組合物，其中所述胺類化合物是二胺化合物，R1選自C10-C12烷基；C14-C16烷基，及其混合物，R2是C2-C6烷基，R3是C2-C6烷基。8.前述任一權利要求的組合物，還另外含有水溶助長劑。9.權利要求8的組合物，其中所述水溶助長劑選自二元醇、醇、二醇醚、以及它們的混合物。10.權利要求8或9的組合物，其中所述水溶助長劑包括己二醇，其濃度為約0.1％(重量)至40％(重量)。11.前述任一權利要求的組合物，其中所述腐蝕抑制劑包括選自二元羧酸、三元羧酸、以及它們的混合物的多元羧酸。12.權利要求11的組合物，其中所述腐蝕抑制劑選自烷基磷酸酯、三唑以及它們的混合物。13.權利要求11或12的組合物，其中所述腐蝕抑制劑包括二元羧酸，其濃度為約0.05％(重量)至25％(重量)。14.權利要求13的組合物，其中所述二元羧酸選自己二酸、戊二酸、琥珀酸以及它們的混合物。15.權利要求12的組合物，其中所述腐蝕抑制劑包括磷酸酯，所述磷酸酯選自烷基磷酸酯、單烷基芳基磷酸酯、二烷基芳基磷酸酯、三烷基芳基磷酸酯、以及它們的混合物，其濃度為約0.05％(重量)至65％(重量)。16.前述任一權利要求的組合物，其中所述表面活性劑選自非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、兩性表面活性劑以及它們的混合物。17.權利要求16的組合物，其中所述表面活性劑包括非離子表面活性劑，其濃度為約0.01％(重量)至50％(重量)。18.權利要求17的組合物，其中所述非離子表面活性劑具有約1至40摩爾的乙氧基化。19.前述任一權利要求的組合物，其中所述組合物是固體。20.前述任一權利要求的組合物，其中所述組合物是液體。21.權利要求1的組合物，還另外含有中和劑。22.前述任一權利要求的組合物，其中所述中和劑包括酸，所述酸選自乙酸、羥基乙酸、葡糖酸、乳酸、苯甲酸、以及它們的混合物。23.前述任一權利要求的組合物，其中所述組合物具有消毒水平的抗菌效果。24.使用前述任一權利要求的組合物潤滑傳輸機系統的方法，所述組合物含有有效潤滑量的下式胺類化合物及其混合物，R1-O-R2-NH2(1)R1-O-R2-NH-R3-NH2(2)其中R1是直鏈飽和或不飽和C6-C18烷基，R2是直鏈或支鏈C1-C8烷基，R3是直鏈或支鏈C1-C8烷基；腐蝕抑制劑；能有效地在稀釋和使用時提供洗滌作用量的表面活性劑；能有效地生產約5-10的pH量的酸，所述方法包括如下步驟a.配制含有約0.1％(重量)至90％(重量)所述胺類化合物的潤滑劑濃縮組合物；以及b.將所述潤滑劑組合物的應用溶液涂抹于待應用表面。25.權利要求24的方法，其中所述潤滑劑應用溶液可與聚對苯二甲乙二醇酯混溶。全文摘要本發明涉及潤滑劑濃縮物組合物,應用溶液以及使用方法。該潤滑劑含有結構式為R文檔編號C10N30/16GK1194665SQ97190620公開日1998年9月30日申請日期1997年3月10日優先權日1996年5月31日發明者K·L·普森海,M·E·比希,B·E·施密特,C·S·希克斯申請人:埃科萊布有限公司