CN106337185B - 用于金属加工流体的无硼缓蚀剂 - Google Patents
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Abstract
本发明在某些方面一般性涉及可用于金属加工流体的缓蚀组合物，以及含这样的组合物的浓缩物、添加剂和金属加工流体。本发明在一些方面中还涉及这样的组合物用于向金属加工流体提供防腐蚀性能、消泡性能、耐磨损性能、载荷能力、长液体寿命、生物稳定性、润滑性、硬水耐受性、制剂稳定性中的一种或更多种的用途。
Description
技术领域
本发明在某些方面一般性涉及可用于金属加工流体的缓蚀组合物，以及包含这些组合物的浓缩物、添加剂和金属加工流体。本发明在一些方面还涉及这些组合物用于向金属加工流体提供防腐蚀性能、消泡性能、耐磨损性能、载荷能力、长流体寿命、生物稳定性、润滑性、硬水耐受性、制剂稳定性中的一种或更多种的用途。
背景技术
金属加工的条件促使所涉及金属表面的腐蚀。这尤其与黑色金属有关，但不限制于此，例如，铜在金属加工时在没有足够的腐蚀防护的情况下可能遭受严重的腐蚀损害。因此，金属加工流体通常含缓蚀剂以防止金属表面腐蚀。用于加工黑色金属和有色金属(例如铜或铝)及其合金的金属加工流体通常为水基可溶性油，其在分散在水中时形成透明的、半透明的(translucent)、微透明的(semi-translucent)或乳白色的乳液。所采用的油通常为矿物油基的且通常包含添加剂如天然脂肪油、合成酯或天然来源的脂肪酸，例如可生物降解的那些。所述乳液易受生物侵袭，因此通常用抗微生物添加剂(抗微生物剂)进行处理。含矿物油的水混溶性产品通常含乳化剂添加剂并因此可能遭受生物侵袭。由于含矿物油的乳化相倾向于分离出，所以所述产品可具有较差的寿命。
金属加工流体通常利用含硼酸胺的缓蚀剂。已知含硼酸胺的缓蚀剂提供非常好的缓蚀作用，并且还具有杀生物活性。因为金属加工流体含水和油并因此易于生物生长，所以原则上期望这种活性。金属加工流体中的微生物污染对该液的寿命具有有害影响，原因是其使流体中的某些组分如石油磺酸钠降解。因此，使用硼酸胺缓蚀剂降低了对金属加工流体的抗微生物剂需求。
然而，已知硼酸胺具有负面的环境影响，引起对健康的危害，并且在工业应用中通常是不期望的。因此，需要减少或消除硼酸胺的使用。在过去，已经提议了数种胺缓蚀剂来取代硼酸胺。在这些胺中，二环己基胺、3-氨基-4-辛醇、单乙醇胺和三乙醇胺已经看到了商业应用。然而，使用这些抑制剂的缓蚀作用通常仅归因于其基本性质。例如，二环己基胺由于其是仲胺而在亚硝酸盐存在时形成已知有毒的亚硝胺，面临着接受度下降。另外，由这些胺的替代品提供的缓蚀作用一般比不上常规硼酸胺所示出的性能。因此，尽管存在多种可以提供硼酸胺一些属性的可用添加剂，但是没有现成的替代品可以用来取代硼酸胺衍生物以符合所需的所有属性并同时满足未来的环境和健康安全标准。
为了解决该问题，需要作这样的化合物，其作为无硼缓蚀剂起作用并提供缓蚀作用、生物稳定性、硬水耐受性、低泡沫、制剂稳定和/或润滑性。
发明内容
本发明涉及可用于金属加工流体的缓蚀组合物，以及包含这些组合物的浓缩物、添加剂和金属加工流体。本发明还涉及这些组合物用于向金属加工流体提供防腐蚀性能、消泡性能、耐磨损性能、载荷能力、长流体寿命、生物稳定性、润滑性、硬水耐受性、制剂稳定性中的一种或更多种的用途。具体而言，本发明涉及：
1.一种组合物，其包含一种或更多种根据式(I)的胺
和一种或更多种能够与根据式(I)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，其中X选自O和NR3，Z为氢、R4或-(CH2)q-N(R5)R6，p为1至5的整数，q为1至5的整数，R1、R2、R3、R4、R5、R6独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R5和R6一起形成环状吗啉基；
但是所述根据式(I)的胺不包含末端仲氨基。
2.根据项1所述的组合物，其包含一种或更多种根据式(II)的胺
和一种或更多种能够与根据式(II)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，其中X选自O和NR3，p为1至5的整数，R1和R3独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者两个R1部分一起形成环状吗啉基。
3.根据项1或2所述的组合物，其包含一种或更多种根据式(I)的胺
和一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯，
其中R7为分子量为45至800的直链或支链的(聚)氧化烯烃，n为1或2，m为1或2且n+m为3，X、Z、R1、R2和p与项1中所限定的相同。
4.根据项2或3所述的组合物，其包含一种或更多种根据式(II)的胺
和一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯，
其中R7为分子量为45至800的直链或支链的(聚)氧化烯烃，n为1或2，m为1或2且n+m为3，X选自O和NR3，p为1至5的整数，R1和R3独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基或烷氧基烷基，或者两个R1部分一起形成环状吗啉基。
5.根据项3所述的组合物，其中所述组合物包含根据式(IV)的磷酸胺盐或磷酸胺盐的混合物，
其能够通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(I)的胺结合获得，其中R1、R2、R7、X、Z和p与项1和3中所限定的相同，并且x为0或1，y为1或2，z为1或2且x+y+z为3。
6.根据项4所述的组合物，其中所述组合物包含根据式(V)的磷酸胺盐或磷酸胺盐的混合物，
其能够通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(II)的胺结合获得，其中R1、R7、X和p与项4中所限定的相同，并且x为0或1，y为1或2，z为1或2且x+y+z为3。
7.根据项3至6中任一项所述的组合物，其中在式(III)的磷酸酯中，R7由下式(VI)表示：
其中R8和R9独立地为氢或C1-4烷基，特别是氢或甲基；R10为C1-36直链或支链的烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基或芳烷基，特别是直链或支链的C1-18烷基；r为1至10，优选2至8，特别是3至5的整数。
8.根据项3至7中任一项所述的组合物，其中R7的分子量为200至400，优选为300至350。
9.根据项1至8中任一项所述的组合物，其中p为2至4的整数，特别是2或3，和/或R1和/或R3为甲基。
10.根据项1至9中任一项所述的组合物，其中所述磷酸酯/盐为辛基癸基4EO磷酸酯/盐。
11.根据项1至10中任一项所述的组合物，其中所述胺选自：
双(N-二甲基氨基丙基)甲胺、
双(N-氨基丙基)甲胺、
双(N-二甲基氨基乙基)甲胺、
双(N-氨基乙基)甲胺、
双(二甲基氨基乙基)醚、
双(二甲基氨基丙基)醚、
双(氨基乙基)醚、
双(氨基丙基)醚、
双(3-二甲基氨基丙基)异丙醇胺、
3-二甲基氨基丙基二异丙醇胺、
2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇、
N,N,N’-三甲基-N’-羟基乙基-双氨基乙醚、
2,2’-二吗啉基二乙醚、
N,N,N’-三甲基氨基乙基-乙醇胺、或
N’(3-(二甲基氨基)丙基)-N,N-二甲基-1,3-丙二胺。
12.根据项1至11中任一项所述的组合物，其中所述胺为双(N-二甲基氨基丙基)甲胺，所述磷酸酯通过五氧化二磷与辛基/癸基乙氧基化物(4EO)反应获得，其中所述辛基/癸基乙氧基化物(4EO)通过4摩尔的环氧乙烷与各1摩尔的C8醇和C10醇反应获得。
13.根据项1至12中任一项所述的组合物，其中所述磷酸酯已用所述胺盐化并且盐化得到混合物，所述混合物按相对重量计包含50％至90％，优选60％至80％，更优选65％至75％的胺盐和50％至10％，优选40％至20％，更优选35％至25％的未反应游离胺。
14.根据项1至13中任一项所述的组合物，所述组合物包含总量为1重量％至50重量％，优选5重量％至40重量％，特别是25重量％至30重量％的式(I)、(III)和(IV)，特别是式(II)、(III)和(V)的化合物的组合物；还包含0重量％至90重量％，优选10重量％至80重量％的油，优选矿物油，和/或0重量％至50重量％，优选5重量％至小于30重量％的水。
15.根据项1至13中任一项所述的组合物，所述组合物包含1重量％至20重量％，优选4重量％至6重量％，特别是约5重量％的式(I)、(III)和(IV)，特别是式(II)、(III)和(V)的化合物的组合物；还包含0重量％至90重量％，优选1重量％至80重量％的油，优选矿物油，和/或0重量％至60重量％，优选5重量％至小于30重量％的水。
16.根据项1至15中任一项所述的组合物用于金属加工的用途。
17.根据项1至15中任一项所述的组合物用于为金属加工流体提供防腐蚀性能、消泡性能、耐磨损性能、载荷能力、抑菌性能、生物稳定性、润滑性、硬水耐受性、制剂稳定性中的一种或更多种的用途。
18.一种组合物，其包含：
一种或更多种根据式(VII)的胺：
和一种或更多种能够与根据式(VII)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，
其中X选自O和NR3，Z为-(CH2)q-N(R4)R5，p为1至5的整数，q为1至5的整数，R1和R2各自独立地为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，R3、R4和R5独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R4和R5一起形成环状吗啉基。
19.根据项18所述的组合物，其中R4和R5各自独立地为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基。
20.根据项18所述的组合物，其中R1、R2、R4和R5各自独立地为直链或支链的C1-4烷基。
21.根据项18所述的组合物，其中R3为直链或支链的C1-4烷基。
22.根据项18所述的组合物，其中R1为甲基。
23.根据项18所述的组合物，其中R1为甲基以及R2为甲基。
24.根据项18所述的组合物，其中R1为2-羟基丙基。
25.根据项18所述的组合物，其中R1为2-羟基乙基。
26.根据项18所述的组合物，其中R1和R2一起形成环状吗啉基。
27.根据项18所述的组合物，其中R1和R4具有相同结构，以及R2和R5具有相同结构。
28.根据项18所述的组合物，其中X为O。
29.根据项18所述的组合物，其中X为NR3。
30.根据项18所述的组合物，其中R3为2-羟基丙基。
31.根据项18所述的组合物，其中R3为甲基。
32.根据项18所述的组合物，其中p为2。
33.根据项18所述的组合物，其中p为3。
34.根据项18所述的组合物，其中p与q相等。
35.根据项18所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
36.根据项18所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
37.根据项18所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
38.根据项18所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
39.根据项18所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
40.根据项18所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
41.根据项18所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
42.根据项18所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
43.根据项18所述的组合物，其中所述组合物包含一种或更多种根据式(II)的胺：
和一种或更多种能够与根据式(II)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，
其中X选自O和NR3，p为1至5的整数，R1为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，R3为氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者两个R1部分一起形成环状吗啉基。
44.根据项18所述的组合物，其中所述组合物包含一种或更多种根据式(I)的胺
和一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯，
其中R7为分子量为45至800的直链或支链的(聚)氧化烯烃，n为1或2，m为1或2且n+m为3。
45.根据项43所述的组合物，其中所述组合物包含一种或更多种根据式(II)的胺
和一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯，
其中R7为分子量为45至800的直链或支链的的(聚)氧化烯，n为1或2，m为1或2且n+m为3，X选自O和NR3，p为1至5的整数，R1为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，R3为氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者两个R1部分一起形成环状吗啉基。
46.根据项44所述的组合物，其中所述组合物包含根据式(IV)的磷酸胺盐、或磷酸胺盐的混合物，
其能够通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(I)的胺结合获得，其中x为0或1，y为1或2，z为1或2，并且x+y+z为3。
47.根据项45所述的组合物，其中所述组合物包含根据式(V)的磷酸胺盐、或磷酸胺盐的混合物，
其能够通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(II)的胺结合获得，其中x为0或1，y为1或2，z为1或2，且x+y+z为3。
48.根据项44所述的组合物，其中在式(III)的磷酸酯中，R7由下式(VI)表示：
其中R8和R9独立地为氢或C1-4烷基，R10为C1-36直链或支链的烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基或芳烷基，r为1至10的整数。
49.根据项48所述的组合物，其中R8和R9独立地为氢或甲基。
50.根据项48所述的组合物，其中R10为直链或支链的C1-C18烷基。
51.根据项48所述的组合物，其中r为2至8的整数。
52.根据项48所述的组合物，其中r为3至5的整数。
53.根据项45所述的组合物，其中在式(III)的所述磷酸酯中，R7由下式(VI)表示：
其中R8和R9独立地为氢或C1-4烷基，R10为C1-36直链或支链的烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基或芳烷基，r为1至10的整数。
54.根据项44所述的组合物，其中R7的分子量为200至400。
55.根据项44所述的组合物，其中R7的分子量为300至350。
56.根据项18所述的组合物，其中p为2至4的整数。
57.根据项18所述的组合物，其中p为2或3。
58.根据项18所述的组合物，其中R1为甲基。
59.根据项18所述的组合物，其中R3为甲基。
60.根据项18所述的组合物，其中R3为-H。
61.根据项18所述的组合物，其中所述磷酸酯/盐包括辛基癸基4EO磷酸酯/盐。
62.根据项18所述的组合物，其中所述胺为双(N-二甲基氨基丙基)甲胺，所述磷酸酯通过五氧化二磷与辛基/癸基乙氧化基物(4EO)反应获得，以及其中所述辛基/癸基乙氧化基物(4EO)通过4摩尔的环氧乙烷与各1摩尔的C8醇和C10醇反应获得。
63.根据项18所述的组合物，其中所述磷酸酯已用胺盐化并且盐化得到混合物，所述混合物按相对重量计包含50％至90％的胺盐和50％至10％的所述未反应游离胺。
64.根据项63所述的组合物，其中所述混合物包含60％至80％的所述胺盐。
65.根据项63所述的组合物，其中所述混合物包含65％至75％的所述胺盐。
66.根据项63所述的组合物，其中所述混合物包含40％至20％的所述未反应游离胺。
67.根据项63所述的组合物，其中所述混合物包含35％至25％的所述未反应游离胺。
68.根据项18所述的组合物，其中所述组合物包含1重量％至50重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
69.根据项18所述的组合物，其中所述组合物包含5重量％至40重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
70.根据项18所述的组合物，其中所述组合物包含25重量％至30重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
71.根据项18所述的组合物，其中所述组合物包含1重量％至20重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
72.根据项18所述的组合物，其中所述组合物包含4重量％至6重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
73.根据项18所述的组合物，其中所述组合物包含约5重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
74.根据项18所述的组合物，其中所述组合物还包含油。
75.根据项74所述的组合物，其中所述油包括矿物油。
76.根据项74所述的组合物，其中所述组合物包含0重量％至90重量％的所述油。
77.根据项74所述的组合物，其中所述组合物包含10重量％至80重量％的所述油。
78.根据项18所述的组合物，其中所述组合物还包含水。
79.根据项78所述的组合物，其中所述组合物包含0重量％至60重量％的水。
80.根据项78所述的组合物，其中所述组合物包含5重量％至30重量％的水。
81.一种方法，其包括：
将根据项18所述的组合物施用于金属表面。
82.一种组合物，其包含具有式(IX)的胺
和能够与根据式(IX)的胺形成盐的一种或更多种酸性磷酸酯/盐，其中X选自O和NR3，p为1至5的整数，q为1至5的整数，R1和R2各自独立地为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基；R3、R4和R5独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R4和R5一起形成环状吗啉基。
附图说明
将参照附图通过举例的方式描述本发明的非限制性实施方案，所述附图是示意性的而非旨在按比例绘制。在附图中，所示出的各个相同或几乎相同的组件通常用单一数字表示。为了清楚起见，在不必说明以使得本领域普通技术人员能够理解本发明的情况下，不是每个组件都被标记在每个附图中，也不是本发明各个实施方案的每个组件都被示出。在附图中：
图1说明了根据本发明某些实施方案的四种不同的胺的缓冲性能；
图2说明了本发明另一个实施方案中的各种磷酸胺盐的缓冲性能。
具体实施方式
作为一种或更多种上述目的和需要的解决方案，本发明在一些实施方案中公开了一种组合物，其包含一种或更多种根据式(I)的胺和一种或多种能够与根据式(I)的胺形成盐的酸性磷酸酯，
其中X选自O和NR3，Z为氢、R4或-(CH2)q-N(R5)R6，p为1至5的整数(例，如1、2、3、4或5)，q为1至5的整数(例如，1、2、3、4或5)，R1、R2、R3、R4、R5、R6独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R5和R6一起形成环状吗啉基。在一些情况下，其前提条件是根据式(I)的胺不包括末端仲氨基。在一些实施方案中，p和q相等，但是其并不一定相等。
在另一组实施方案中，所述组合物包含一种或更多种根据式(VII)的胺和一种或更多种能够与根据(VII)的胺形成盐的酸性磷酸酯，
其中X选自O和NR3，Z为-(CH2)q-N(R4)R5，p为1至5的整数(例如，1、2、3、4或5)，q为1至5的整数(例如，1、2、3、4或5)，R1和R2各自独立地为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基；R3、R4和R5独立地选自氢，直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R4和R5一起形成环状吗啉基。
在又一组实施方案中，所述组合物包含一种或更多种根据式(IX)的胺和一种或更多种能够与根据式(IX)的胺形成盐的酸性磷酸酯：
其中X选自O和NR3，Z为-(CH2)q-N(R4)R5，p为1至5的整数，q为1至5的整数，R1和R2各自独立地为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基；R3、R4和R5独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R4和R5一起形成环状吗啉基。
根据本发明一些实施方案的优选组合物可以包含一种或更多种根据式(II)的胺和一种或更多种能够与根据式(II)的胺形成盐的酸性磷酸酯：
其中X选自O和NR3，p为1至5的整数(例如，1、2、3、4或5)，R1和R3独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者两个R1部分一起形成环状吗啉基。在一些情况中，R1和/或R3可以为甲基。
所述组合物通常可以通过例如使两种组分与任意的最终添加剂组合或者将两种组分和任意的最终添加剂添加到液体中来制得。
应理解，部分或所有的胺可以与部分或所有的酸性磷酸酯反应形成磷酸胺盐，也称为磷酸铵盐。
在一个优选的实施方案中，能够与根据式(I)、式(VII)或式(II)的胺形成盐的酸性磷酸酯是一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯：
其中R7为分子量为45至800的直链或支链的的(聚)氧化烯烃，n为1或2，m为1或2，且n+m为3。
在另一个实施方案中，磷酸胺盐也可以通过式(IV)来描述，
其可通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(I)的胺结合得到，其中式(IV)的R1、R2、R7、X、Z和p如以上式(I)中所定义，并且x为0或1，y为1或2，z为1或2且x+y+z为3。应理解，式(IV)并不限制外部(末端)胺官能团之一上存在季氮原子。在X为NR3的情况下，中心的氮也可以是盐化(salting)时质子化的位置，以及基团-(CH2)q-N(R5)R6。
另一个优选的实施方案通过式(VIII)来描述：
其可通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(VII)的胺结合得到，其中式(IV)的R1、R2、R7、X、Z和p如以上式(VII)中所定义，并且x为0或1，y为1或2，z为1或2且x+y+z为3。应理解，式(VIII)不限制外部(末端)胺官能团之一上存在季氮原子。在一些实施方案中，中心的氮可以是盐化时质子化的位置，以及基团-(CH2)q-N(R5)R6。
又一个优选实施方案通过式(V)来描述，
其可通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(II)的胺结合得到，其中式(V)的R1、R7、X和p如以上所定义，并且x为0或1，y为1或2，z为1或2且x+y+z为3。
在一些实施方案中，上式中任何一个的R7由下式(VI)所表示：
其中R8和R9独立地为氢或C1-4烷基，例如氢或甲基；R10为C1-36直链或支链的烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基或芳烷基，特别是直链或支链的C1-18烷基，优选为C8-10烷基；r为1至10，例如2至8或者3至5的整数。
因此，本发明的另一组实施方案一般涉及包含磷酸胺盐或磷酸胺盐混合物的组合物，所述磷酸胺盐例如根据式(IV)、式(V)或式(VIII)的磷酸胺盐，其可通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(I)、式(II)或式(VII)的胺结合得到。
酸性磷酸酯(优选根据式(III)的酸性磷酸酯)与根据式(I)、(VII)或(II)的胺的相对量可以在0.6:1至1.4:1(重量/重量)的磷酸酯:胺，0.8:1至1.2:1(重量/重量)的磷酸酯:胺或者0.9:1至1.1:1(重量/重量)的范围中变化。例如，该比例可以为1:1(重量/重量)的磷酸酯:胺。时常，酸性磷酸酯会作为一价酸和二价酸的混合物使用。一价酸与二价酸的摩尔比例如可以在1:0.1至1:1.5，1:0.2至1:1或1:0.4至1:0.8的范围中。向酸性磷酸酯中添加胺(或者反之亦然)在本领域中称为“盐化”。盐化的程度可以确定所得化合物是被超盐化(oversalted)、低盐化(undersalted)还是是“中性”的(即，产生等摩尔量的衍生自式(I)、式(VII)或式(II)的胺的铵离子和磷酸/去质子化磷酸等同物)。
在一个实施方案中，用一种或更多种式(I)、式(VII)或式(II)的胺使酸性磷酸酯或酸性磷酸酯的混合物盐化，得到了如下混合物：按相对重量计，其包含50％至90％、60％至80％或65％至72％，例如约70％或63％至69％的胺盐，以及50％至10％、40％至20％或38％至25％，例如约30％或31％至37％的未反应游离胺。这些范围中任意范围的组合也是可能的。通常，经盐化的磷酸胺为凝胶，通常为高粘度的。然而，经盐化的磷酸胺在正常条件下也可以作为结晶的或无定形的固体或者作为液体获得。
本发明多个实施方案中待使用的酸性磷酸酯包括其中上式中R7的分子量为200至400，例如300至350的那些。例如，式(II)的烷氧基化磷酸酯可以通过五氧化二磷与聚氧醇(polyoxyalcohol)R7OH反应来制备，得到磷酸单酯和磷酸二酯的混合物，通过式(II)中的指数n和m所反映的。本文所述的其他磷酸酯式通常也同样如此。
可用的磷酸酯包括但不限于：2-乙基己基磷酸酯、异壬醇磷酸酯、辛基/癸基乙氧基化物磷酸酯、辛基/癸基乙氧基化物(4EO)磷酸酯、2-乙基己基乙氧基化物(3EO)磷酸酯、2-乙基己基乙氧基化物(2EO)磷酸酯、2-乙基己基乙氧基化物(4EO)磷酸酯、癸醇乙氧基化物(4EO)磷酸酯、癸醇乙氧基化物(6EO)磷酸酯、异十三烷醇乙氧基化物(3EO)磷酸酯、异十三烷醇乙氧基化物(6EO)磷酸酯、异十三烷醇乙氧基化物(5EO)磷酸酯、异十三烷醇乙氧基化物(10EO)磷酸酯、异十三烷醇乙氧基化物(20EO)磷酸酯、Tergitol 15-S-9磷酸酯、C10-14醇乙氧基化物(3EO)磷酸酯、C12醇乙氧基化物(4EO)磷酸酯、C12-14醇乙氧基化物(4EO)磷酸酯、C12-15醇乙氧基化物(5EO)磷酸酯、十六烷醇/十八烷醇乙氧基化物(2EO)磷酸酯、十六烷醇/油醇乙氧基化物(5EO)磷酸酯、油醇乙氧基化物(4EO)磷酸酯、烷基酚乙氧基化物磷酸酯、酚乙氧基化物(3EO)磷酸酯或酚乙氧基化物(6EO)磷酸酯。本文使用的表述如“辛基/癸基乙氧基化物”描述了辛基乙氧基化物和癸基乙氧基化物的混合物。在一些情况下，多于一种的这些磷酸酯可存在于例如本文所述的组合物中。其中最优选的磷酸酯为：辛基/癸基乙氧基化物(4EO)磷酸酯、癸醇乙氧基化物(4EO)磷酸酯、C12醇乙氧基化物(4EO)磷酸酯或C12-14醇乙氧基化物(4EO)磷酸酯，但是这些是通过举例的描述的而并非限制。
根据本领域的命名规则，名称中的“醇”/“酚”部分反映了“醇乙氧基化物”或“酚乙氧基化物”是醇/酚和环氧乙烷的反应产物。因此，例如“癸基乙氧基化物(4EO)磷酸酯”或“癸基醇乙氧基化物(4EO)磷酸酯”或“癸醇乙氧基化物(4EO)磷酸酯”意指同一化合物：C10H21O(C2H4O)r磷酸酯，其中r约为4。该命名规则反映了醇/酚和环氧乙烷的反应产物R11-(OCH2CH2)b-OH中重复单元–OCH2CH2-的平均数目，其中R11为起始醇/酚的烷基部分。整数的微小变化意味着包括例如+/-0.1、+/-0.2、+/-0.3、+/-0.4或+/-0.5，以及这些变化中任何变化的任意合适的组合。因此，作为实例，“4EO”可以包括具有3.5至4.4个-OCH2CH2-重复单元的样品，例如特别是具有3.9至4.0个-OCH2CH2-重复单元的样品。
在一些实施方案中，所使用的根据式(I)、式(VII)或式(II)的胺可以不具有末端仲氮原子，因为仲胺可危害健康。残基R1、R2、R3、R4和R5可相同或不同，且可以独立地为以下的一种。残基可以独立地为直链或支链的C1-C5烷基(C1、C2、C3、C4、C5)或C1-C5(C1、C2、C3、C4、C5)羟基烷基。C1至C5羟基烷基可以为直链或支链的(例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等)，并且可以存在1、2、3或4或更多个–OH部分(例如，羟甲基、1-羟基乙基、2-羟基乙基、1,2-二羟丙基、2-羟丙基等)。另外，在一些情况中，残基可以为烷氧基烷基；在一些实施方案中，烷氧基烷基中的各个烷基部分可以独立地为直链或支链的C1-C5烷基(C1、C2、C3、C4、C5)或直链或支链的C1-C5(C1、C2、C3、C4、C5)羟基烷基部分。另外，在一些实施方案中，R1和R2一起(和/或R3和R4一起)可以形成环状吗啉基。在一些实施方案中，所述胺可以具有1、2或3个氮原子或更多个氮原子。在一些情况下，所述胺也可以为醚。在一些实施方案中，R1和R4具有相同结构，并且R2和R5具有相同结构。
用于本发明各个实施方案的合适的胺的非限制性实例包括：
双(N-二甲基氨基丙基)甲胺
双(N-氨基丙基)甲胺
双(N-二甲基氨基乙基)甲胺
双(N-氨基乙基)甲胺
双(二甲基氨基乙基)醚
双(二甲基氨基丙基)醚
双(氨基乙基)醚
双(氨基丙基)醚
双(3-二甲基氨基丙基)异丙醇胺
3-二甲基氨基丙基二异丙醇胺
2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇
2-(2-二甲基氨基乙氧基乙基)甲基氨基乙醇
2,2-二吗啉基乙醚
2-(2-二甲基氨基乙基)甲基氨基乙醇
双(N-二甲基氨基丙基)胺
优选的胺包括但不限于，双(N-二甲基氨基丙基)甲胺、双(N-二甲基氨基乙基)甲胺、双(N-二甲基氨基乙基)甲胺、双(N-二甲基氨基乙基)醚、双(3-二甲基氨基丙基)异丙醇胺、3-二甲基氨基丙基二异丙醇胺或2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇。
上述磷酸酯和胺中任意磷酸酯和胺的组合也是可能的；另外，可以存在多于一种的磷酸酯和/或多于一种的胺，和/或可以存在其他的磷酸酯和/或胺。具体的磷酸胺盐的实例包括但不限于，用双(N-二甲基氨基丙基)甲胺、或双(N-二甲基氨基丙基)甲胺、或双(N-二甲基氨基乙基)甲胺、或双(N-二甲基氨基乙基)醚、或双(3-二甲基氨基丙基)异丙醇胺、或3-二甲基氨基丙基二异丙醇胺或2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇盐化的辛基/癸基4EO磷酸酯。
因此，在根据本发明的一个示例性实施方案的磷酸胺盐中，胺为双(N-二甲基氨基丙基)甲胺，磷酸酯通过五氧化二磷与辛基/癸基乙氧基化物(4EO)反应获得。辛基/癸基乙氧基化物(4EO)通过4摩尔的环氧乙烷与各1摩尔的C8醇和C10醇反应获得。
在一些实施方案中，例如本文中所述的组合物可以有利地用于金属加工流体。所述组合物可以提供良好的防腐蚀性能，例如与常规硼酸胺缓蚀剂所观察到的防腐蚀性能相当或比其更好。另外，出乎意料地发现，本发明的一些化合物为金属加工流体提供了与常规硼酸胺基缓蚀剂相当的良好的寿命，而不存在与硼酸胺相关的环境问题和健康危害。本发明的一些组合物已显示出在延长的时间段中抑制或减缓细菌生长。与常规的杀菌硼酸胺基缓蚀剂所固有的环境影响相比，本发明的某些组合物的长寿命功能作用可被认为是显著的改善。另外，使用本发明的一些组合物可降低对在金属加工时应用常规抗微生物剂的需求。
本发明一些组合物的缓冲性能可以等于或优于在金属加工流体中使用的常规缓蚀剂并增加了防腐蚀性能。本发明的某些组合物为金属加工流体提供了良好的耐磨损性能以及高载荷能力，与通常在金属加工流体中使用的缓蚀剂相当或比其更优。
这些性能使得本发明的某些组合物成为用于金属加工流体的理想缓蚀剂。其可被用作例如用于金属加工流体的添加剂包或添加剂包的组分。在一些情况下，稀释添加剂包以制造成品金属加工流体。因此，在一些实施方案中，本发明还涉及添加剂包，其包含1重量％至50重量％、5重量％至40重量％、10重量％至40重量％或25重量％至30重量％的所有式(I)、(VII)、(III)、(IV)、(VIII)和/或(V)的化合物的组合物。应理解，在各个实施方案中，所述添加剂包可以包含式(I)和(III)；或式(I)、(III)和(IV)；或单独的式(IV)的组合物；或者基本该组合物其组成。另外的实例包括但不限于，式(VII)和(III)；或式(VII)、(III)和(IV)。另外，在一些实施方案中，所述添加剂包可以包含式(II)和(III)；或式(II)、(III)和(V)；或单独的式(V)的组合物；或者基本由该组合物组成。在一些实施方案中，所述添加剂包可以包含1重量％至50重量％、5重量％至40重量％、10重量％至40重量％或25重量％至30重量％的式(IV)、式(VIII)和/或式(V)，以及这些式中任意式的组合的组合物。
所述添加剂包还可以包含任意适量的油，例如0重量％至90重量％、10重量％至80重量％的油，优选矿物油，例如(但不限于)粘度等级为10厘斯(cSt)至50厘斯，优选20厘斯至40厘斯的API I类(API Group I，包括环烷油和石蜡油)、API II类(API Group II，包括石蜡油)。在一些实施方案中，所述添加剂包还可以包含0重量％至50重量％，或5重量％至30重量％，例如低于15重量％的水。根据本发明的一些实施方案的用于金属加工流体的添加剂包还可以包括一种或更多种另外的常规组分，例如另外的缓蚀剂、抗微生物剂、杀真菌剂、乳化剂、润滑添加剂、偶联剂(coupler)、溶液稳定剂、消泡剂等。
本发明的添加剂包或浓缩物的典型实例可包含如下组分(表1)：
表1
| <u>组分/功能</u> | <u>重量％</u> |
| 稀释剂 | ～10-12 |
| 润滑剂 | ～40-50 |
| 缓蚀剂 | ～27-29 |
| 乳化剂 | ～8-9 |
| 醇 | ～5-6 |
适当的稀释剂的实例为水。
适当的润滑剂的实例为单独的聚蓖麻油酸酯、脂肪酸酯、甘油三脂、EP/PO嵌段共聚物和以商品名Ketjenlube 135提供的聚合酯，或者上述的混合物。
适当的缓蚀剂的实例为单独的用双(N-二甲基氨基丙基)甲胺盐化的辛基癸基4EO磷酸酯，或者其与另一些缓蚀剂如羧酸胺、甲苯基三唑、苯并三唑、噻二氮、以商品名
614提供的烷基苯磺酸钙和以商品名Polartech Amide MA 460 TM提供的脂肪酸烷醇胺的组合。
适当的乳化剂的实例为单独的磺酸盐、脂肪酸酰胺、以商品名Akypo RO 50VG提供的醇醚羧酸盐、以商品名Akpo Tec AMVG提供的烷基醚羧酸盐和乙氧基化物(例如以商品名Surfonic MW 100提供的脂肪酸酯烷氧基化物)，或者其中两种或更多种的混合物。
适当的醇的实例为单独的以商品名Synative AL 90/95V提供的油烯基十六烷醇(oelyl cetyl alchohol)和以商品名Synative AL S提供的C12-C14直链醇，或者为其中两种或更多种的混合物。
因此，本发明的一种典型的添加剂包或浓缩物的具体非限制性实例可包含如下组分(表2)：
表2
在某些实施方案中，本发明还涉及包含本文所讨论的组合物的成品金属加工流体。所述金属加工流体例如可以通过向流体添加所述组合物或所述添加剂包来制造。成品金属加工流体包含1重量％至20重量％、2重量％至8重量％、4重量％至6重量％或约5重量％的包含式(I)、(III)和(IV)；式(VII)、(III)和(VIII)；或式(II)、(III)和(V)的化合物的组合物。在一些实施方案中，成品金属加工流体可以包含1重量％至20重量％、2重量％至10重量％、2重量％至8重量％、4重量％至6重量％或约5重量％的式(IV)、(VIII)或(V)的组合物。成品金属加工流体还可以包含任意适量的油，例如0重量％至90重量％或1重量％至80重量％的油，优选矿物油，例如(但不限于)粘度等级为10厘斯至50厘斯，优选20厘斯至40厘斯的API I类(包括环烷油和/或石蜡油)、API II类(包括石蜡油)。可替代地或另外地，成品金属加工流体还可以包含0重量％至60重量％或5重量％至30重量％，例如少于15重量％的水。例如，包含典型的添加剂包或浓缩物的成品金属加工流体可以具有以下物理参数：密度在15.6℃下为0.9至1.2，以KOH计的总碱度为10％至15％，水含量为5％至15％。
根据本发明一些实施方案的成品金属加工流体还可以包含一种或更多种另外的常规组分，例如另外的缓蚀剂、抗微生物剂、杀真菌剂、乳化剂、润滑添加剂、偶联剂、溶液稳定剂、消泡剂等。
本发明的一种典型的金属加工流体可例如包含如下组分(表3)：
表3
| <u>组分/功能</u> | <u>重量％</u> |
| 基础油 | ～30-50 |
| 磺酸盐 | ～3-5 |
| 脂肪酸 | ～7-10 |
| 醇 | ～4-6 |
| pH中和剂 | ～7-10 |
| 金属钝化剂 | ～0-1 |
| 润滑剂 | ～8-10 |
| 缓蚀剂(本发明) | ～4-6 |
| 其他缓蚀剂 | ～0-7 |
| 乳化剂 | ～0.1-1 |
| 杀真菌剂 | ～0.1-1 |
| 稀释剂 | ～20-25 |
| 消泡剂 | ～0.1-0.5 |
适当的基础油的实例为以商品名Nynas T22提供的环烷矿物油。
适当的磺酸盐的实例为以商品名Petronate HL提供的石油磺酸钠。
适当的脂肪酸的实例为单独的以商品名Sylfat 2提供的妥尔油脂肪酸、以商品名Versatic 10提供的C10一元羧酸(monocarboxylic C10acid)、油酸，或者为其中两种或更多种的混合物。
适当的醇的实例为单独的以商品名Synative AL 90/95V提供的油烯基十六烷醇和以商品名Synative AL S提供的C12-C14的直链醇，或者为其中两种或更多种的混合物。
适当的胺的实例为单独的单异丙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺，或者为其中两种或更多种的混合物。
适当的金属钝化剂为单独的以商品名Polartech Multitech Cu提供的甲苯基三唑和以商品名Irgamet 42提供的苯并三唑，或者为其中两种或更多种的混合物。
适当的润滑剂的实例为单独的聚蓖麻油酸酯和以商品名Ketjenlube135提供的聚合酯，或者为其中两种或更多种的混合物。
适当的缓蚀剂的实例为单独的用双(N-二甲基氨基丙基)甲胺盐化的辛基癸基4EO磷酸酯，或者其与另一些缓蚀剂如羧酸胺、甲苯基三唑、苯并三唑、噻二唑、以商品名
614提供的烷基苯磺酸钙和以商品名Polartech Amide MA 460 TM提供的脂肪酸烷醇胺的组合。
适当的乳化剂的实例为单独的磺酸盐、脂肪酸酰胺、以商品名Akypo RO 50VG提供的醇醚羧酸盐、以商品名Akpo Tec AMVG提供的烷基醚羧酸盐和乙氧基化物(例如以商品名Surfonic MW 100提供的脂肪酸酯烷氧基化物)，或者为其中两种或更多种的混合物。
适当的杀真菌剂的实例可以为单独的三嗪、硝基吗啉、溴腈，或者为其中两种或更多种的混合物。
适当的稀释剂的实例可以为水。
适当的消泡剂的实例为单独的以商品名Foamban MS525和Tego MR2124提供的有机硅消泡剂，或者为其中两种或更多种的混合物。
因此，本发明的典型金属加工流体的具体非限制性实例可以例如包括以下组分：
表4
以下实施例旨在说明本发明的某些实施方案，但是没有例示出本发明的全部范围。
实施例1：缓蚀剂数据
以下金属加工流体(样品1至6)被配制成类似的pH(表5)。
表5
样品a含双(N-二甲基氨基丙基)甲胺；样品b包含双(二甲基氨基乙基)醚；样品c包含3-氨基辛-4-醇；样品d包含二环己基胺；样品e包含BA70M(硼含量为约7％的硼酸胺)；样品f包含BA60MX(硼含量为约6％的硼酸胺)。
根据IP287(2008年1月出版，参考IP287-2934869)在200ppm(按CaCO3计的水)下在0.5重量％、1.0重量％和1.5重量％下，以及根据IP125(2008年1月出版，参考IP125-2935231)在200ppm(按CaCO3计的水)下在0.5重量％、1.0重量％和1.5重量％下测试腐蚀。IP287的结果示于图1中。图2示出了IP125的结果。IP125结果通过受培训的技术人员评定并报道在表3中。该结果用以下形式(0/3-3)提供。第一个数字(这里为0)为凹点(pit)的数目。该数越低越好。第二个数字(这里为3)为染色面积的百分数。该数越低越好。最后一个数字(这里为3)为染色强度。同样地，该数越低越好。
IP 125(参考标准：石油机构测试方法IP 125/82)关键点如下：第一个数字为凹点的数目，第二个为染色面积，第三个为最大染色强度，例如0/1-1(表6)。
表6
由此可见，根据该实施例的样品至少显示出了基于硼酸胺的常规缓蚀剂的缓蚀作用。该实施例的样品显示出了缓蚀作用优于常规胺缓蚀剂的缓蚀性能。
实施例2：胺的缓冲性能
胺缓冲是使固定体积的溶液的pH从其初始pH降到pH为4所需的标准酸(例如，0.5MHCl)的量。以下结果反映了在约20℃下进行的测试条件。图1示出了样品a至d的胺缓冲特性测试的结果。样品包含无硼缓蚀剂。
实施例3：胺的缓蚀作用
表7
胺的腐蚀用于评估机床和部件在其中使用金属加工流体稀释体的制造作业期间生锈的可能性。其涉及使用铸铁板，向该板中添加约2g钢磨粉后用约2ml测试液覆盖并在湿度箱中保留固定一段时间段。表7示出了根据IP287在0.5重量％、1.0重量％和1.5重量％(体积/体积)下16小时的胺腐蚀测试的结果。
实施例4：磷酸胺盐的缓冲特性
结果示于图2中。
实施例5：Reichert磨损试验
Reichert摩擦磨损试验是设计来评估金属加工流体的润滑作用的方法。该试验装置具有电动机和双臂杠杆系统，以给固定测试针施加载荷(通常为1500g)，所述针与部分浸渍在测试润滑剂中的旋转钢圈保持滑动接触。样品的体积为25ml。当在1.7米/秒的速度下操作该装置时，润滑剂的薄膜粘附在该圈的表面以帮助降低摩擦。该测试进行100分钟。由于起始的摩擦而在测试针上产生了椭圆形。由磨损产生的创痕(scar)面积增大直到其足够宽以使流体在所述圈与测试针之间能够产生稳定的润滑膜为止；此时可以听到噪音下降并记录距离。测试结束时，测量测试针上创痕的宽度和长度以计算该创痕的面积(椭圆面积(A)，mm2，长度×宽度×0.785)；所施加载荷与创痕面积之间的关系提供了承载能力(通过润滑剂膜承载的有效的压力)。承载能力越大，润滑剂越好。
结果示出样品a具有最好的承载能力，样品c的最差。
在去离子水中0.5％的浓度下进行在钢圈上使用钢测试针并施加1500g载荷的的Reichert测试，所述浓度相当于在已稀释至5％的制剂中10％的添加剂水平。结果报道在表8中。
表8
样品a、b、c、d与实施例1的相同，不同之处在于样品c和d不包含酸性磷酸酯。
实施例6：四球测试
测试方法ASTM D4172-94包括测定润滑流体的承载特性。在这种特定情况下，其用于评价某一测试液的耐磨损特性。该方法被修改用于如下测试用水稀释的溶液。于60秒的固定时间和1760rpm的转速下使用40kg固定载荷的四球测试在去离子水中0.5％的浓度下进行，所述浓度相当于在已稀释至5％的制剂中10％的添加剂水平。每种液体进行两轮且取底下三个球表面上的创痕的平均测量结果，随后近似为圆形(假设对称)面积。结果报道在表9中。
表9
样品a、b、c、d与实施例5的相同。
尽管本文已经描述和说明了本发明的几个实施方案，但是本领域的普通技术人员将容易预见用于执行本文所述的功能和/或获得本文所述的结果和/或一个或更多个优点的各种其他手段和/或结构，并且每个这样的变化和/或修改都被视为在本发明的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解本文所述的所有参数、尺度、材料和尺度、材料旨在使示例性的，并且实际的参数、尺度、材料和/或结构将依赖于对本发明的教导进行应用的一个或多个具体应用。本领域的技术人员将认识或者能够确定仅使用常规实验即可获得本文所述的本发明具体实施方案的多个等效方案。因此，应理解，仅通过示例的方式呈现了前述的实施方案，并且在所附权利要求及其等效范围内，可以用具体描述和要求保护的方式之外的方式实施本发明。本发明涉及本文所述的各单独特征、系统、制品、材料、工具包和/或方法。另外，如果两种或更多种这样的特征、系统、制品、材料、工具包和/或方法不是互相矛盾的，则这样的特征、系统、制品、材料、工具包和/或方法的任意组合包括在本发明的范围内。
如本文所定义和使用的所有定义都应理解为控制字典定义、通过引用并入的文献中的定义和/或所定义术语的普通含义。
除非明确指示相反，否则本文说明书和权利要求书中所使用的单数形式不定冠词“一个/一种”应理解为意指“至少一个/一种”。
本文说明书和权利要求书中所使用的表述“和/或”应理解为意指这样联合的要素中的“任一个或两个”，即在一些情况下共同存在而在其他情况中分开存在的要素。用“和/或”列举的多个要素应以相同方式来理解，即这样联合的要素中的“一个或更多个”。除了由措词“和/或”具体标识的要素之外的其他要素无论与所具体标识的那些要素相关还是不相关都可以任选地存在。因此，作为非限制性的实例，“A和/或B”这个引用在于开放式语言例如“包括”结合使用时，可以在一个实施方案中可以仅指A(任选地包括除B之外的要素)；在另一个实施方案中可以仅指B(任选包括除A之外的要素)；在又一个实施方案中可以指A和B(任选包括其他要素)；等等。
如本文说明书和权利要求书中所使用的“或”应理解为与以上定义的“和/或”相同的含义。例如，当分隔列表中的项目时，“或”或者“和/或”应理解为包括，即包括多个要素或者要素列表中的至少一种，还包括多于一种，且任选地包括另外的未列举项目。只有明确指示相反的术语，例如“……中的仅一种”或“……中的恰好一种”或者在用于权利要求书中时“由……组成”，将指包括多个要素或要素列表中的恰好一种要素。一般来说，本文所使用的术语“或”在排他性术语(例如“任一个”、“……中的一种”、“……中的仅一种”、“……中的恰好一种”)之前时应仅解释为表示排他性的选择(即，“一种或另一种，而不是两者”)。权利要求中使用“基本由……组成”时应为其专利法领域中使用的普通含义。
如本文在说明书和权利要求中所使用的短语“至少一种”在提及一种或多种要素的列表时应理解为意思是从要素列表中的任何一种或多种要素中选择的至少一种要素，但不一定包括在要素列表中具体列举的所有每种要素中的至少一种要素，且不排除要素列表中要素的任意组合。这种定义也允许可以任选地存在除了短语“至少一种”所提及的元素列表中具体标识的要素之外的要素，无论与具体标识的那些要素相关还是不相关。因此，作为非限制性的实例，“A和B中的至少一种”(或等效地“A或B中的至少一种”，或等效地“A和/或B中的至少一种”)在一个实施方案中可指至少一种(任选地包括多于一种)A，而不包括B(且任选地包括除B之外的要素)；在另一个实施方案中指至少一种(任选地包括多于一种)B而不包括A(且任选地包括除A之外的要素)；在又一个实施方案中指至少一种(任选地包括多于一种)A和至少一种(任选地包括多于一种)B(且任选地包括其他要素)；等等。
在本文中提及数字使用词“约”时，应理解，本发明的又一个实施方案包括未被存在的词“约”修饰的数字。
还应理解，除非明确指示相反，，在本文所要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，所述方法的步骤或动作的顺序并不一定限于所述方法的步骤或动作的记载顺序。
在权利要求书以及以上的说明书中，所有的过渡短语，例如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含”、“涉及”、“保持”、“构成”等都应理解为开放式的，即，意指包括但不限制于。仅过渡短语“由...组成”和“基本上由……组成”才应当分别是封闭式或半封闭式过渡短语，如在United States Patent Office Manual of Patent Examining Procedures(美国专利局专利审查指南)第2111.03节中所阐明的。
Claims (80)
1.一种组合物，其包含一种或更多种根据式(I)的胺
和一种或更多种能够与根据式(I)的胺形成盐的根据式(III)的酸性磷酸酯/盐，
其中，在式(I)中，X选自O和NR3，Z为氢、R4或-(CH2)q-N(R5)R6，p为1至5的整数，q为1至5的整数，R1、R2、R3、R4、R5、R6独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R5和R6一起形成环状吗啉基；
其中，在式(III)中，R7为分子量为45至800的直链或支链的氧化烯烃或R7为分子量为45至800的直链或支链的聚氧化烯烃，n为1或2，m为1或2且n+m为3；并且
其中所述根据式(I)的胺不包含末端仲氨基。
2.根据权利要求1所述的组合物，其包含一种或更多种根据式(II)的胺
和一种或更多种能够与根据式(II)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，其中X选自O和NR3，p为1至5的整数，R1和R3独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者两个R1部分一起形成环状吗啉基。
3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含根据式(IV)的磷酸胺盐或磷酸胺盐的混合物，
其能够通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(I)的胺结合获得，其中R1、R2、R7、X、Z和p与权利要求1中所限定的相同，并且x为0或1，y为1或2，z为1或2且x+y+z为3。
4.根据权利要求2所述的组合物，其中所述组合物包含根据式(V)的磷酸胺盐或磷酸胺盐的混合物，
其能够通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(II)的胺结合获得，其中R1、R7、X和p与权利要求2 中所限定的相同，并且x为0或1，y为1或2，z为1或2且x+y+z为3。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中在式(III)的磷酸酯中，R7由下式(VI)表示：
其中R8和R9独立地为氢或C1-4烷基；R10为C1-36直链或支链的烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基或芳烷基；r为1至10的整数。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中R7的分子量为200至400。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中p为2至4的整数，和/或R1和/或R3为甲基。
8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述磷酸酯/盐为辛基癸基4EO磷酸酯/盐。
9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述胺选自：
双(N-二甲基氨基丙基)甲胺、
双(N-氨基丙基)甲胺、
双(N-二甲基氨基乙基)甲胺、
双(N-氨基乙基)甲胺、
双(二甲基氨基乙基)醚、
双(二甲基氨基丙基)醚、
双(氨基乙基)醚、
双(氨基丙基)醚、
双(3-二甲基氨基丙基)异丙醇胺、
3-二甲基氨基丙基二异丙醇胺、
2-(2-二甲基氨基乙氧基)乙醇、
N,N,N’-三甲基-N’-羟基乙基-双氨基乙醚、
2,2’-二吗啉基二乙醚、
N,N,N’-三甲基氨基乙基-乙醇胺、或
N’(3-(二甲基氨基)丙基)-N,N-二甲基-1,3-丙二胺。
10.根据权利要求1所述的组合物，其中所述胺为双(N-二甲基氨基丙基)甲胺，所述磷酸酯通过五氧化二磷与辛基/癸基乙氧基化物(4EO)反应获得，其中所述辛基/癸基乙氧基化物(4EO)通过4摩尔的环氧乙烷与各1摩尔的C8醇和C10醇反应获得。
11.根据权利要求1所述的组合物，其中所述磷酸酯已用所述胺盐化并且盐化得到混合物，所述混合物按相对重量计包含50％至90％的胺盐和50％至10％的未反应游离胺。
12.根据权利要求3所述的组合物，所述组合物包含总量为1重量％至50重量％的式(I)、(III)和(IV)的化合物的组合物；0重量％至90重量％的油，和/或0重量％至50重量％的水。
13.根据权利要求4所述的组合物，所述组合物包含1重量％至20重量％的式(II)、(III)和(V)的化合物的组合物；0重量％至90重量％的油，和/或0重量％至60重量％的水。
14.根据权利要求1所述的组合物用于金属加工的用途。
15.根据权利要求1所述的组合物用于为金属加工流体提供防腐蚀性能、消泡性能、耐磨损性能、载荷能力、抑菌性能、生物稳定性、润滑性、硬水耐受性、制剂稳定性中的一种或更多种的用途。
16.一种组合物，其包含：
一种或更多种根据式(VII)的胺：
和一种或更多种能够与根据式(VII)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，
其中X选自O和NR3，Z为-(CH2)q-N(R4)R5，p为1至5的整数，q为1至5的整数，R1和R2各自独立地为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，R3、R4和R5独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R4和R5一起形成环状吗啉基。
17.根据权利要求16所述的组合物，其中R4和R5各自独立地为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基。
18.根据权利要求16所述的组合物，其中R1、R2、R4和R5各自独立地为直链或支链的C1-4烷基。
19.根据权利要求16所述的组合物，其中R3为直链或支链的C1-4烷基。
20.根据权利要求16所述的组合物，其中R1为甲基。
21.根据权利要求16所述的组合物，其中R1为甲基以及R2为甲基。
22.根据权利要求16所述的组合物，其中R1为2-羟基丙基。
23.根据权利要求16所述的组合物，其中R1为2-羟基乙基。
24.根据权利要求16所述的组合物，其中R1和R2一起形成环状吗啉基。
25.根据权利要求16所述的组合物，其中R1和R4具有相同结构，以及R2和R5具有相同结构。
26.根据权利要求16所述的组合物，其中X为O。
27.根据权利要求16所述的组合物，其中X为NR3。
28.根据权利要求16所述的组合物，其中R3为2-羟基丙基。
29.根据权利要求16所述的组合物，其中R3为甲基。
30.根据权利要求16所述的组合物，其中p为2。
31.根据权利要求16所述的组合物，其中p为3。
32.根据权利要求16所述的组合物，其中p与q相等。
33.根据权利要求16所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
34.根据权利要求16所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
35.根据权利要求16所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
36.根据权利要求16所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
37.根据权利要求16所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
38.根据权利要求16所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
39.根据权利要求16所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
40.根据权利要求16所述的组合物，其中一种或更多种胺包括具有以下结构的胺：
41.根据权利要求16所述的组合物，其中所述组合物包含一种或更多种根据式(II)的胺：
和一种或更多种能够与根据式(II)的胺形成盐的酸性磷酸酯/盐，
其中X选自O和NR3，p为1至5的整数，R1为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，R3为氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者两个R1部分一起形成环状吗啉基。
42.根据权利要求16所述的组合物，其中所述组合物包含一种或更多种根据式(I)的胺
和一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯，
其中R7为分子量为45至800的直链或支链的氧化烯烃或R7为分子量为45至800的直链或支链的聚氧化烯烃，n为1或2，m为1或2且n+m为3。
43.根据权利要求41所述的组合物，其中所述组合物包含一种或更多种根据式(II)的胺
和一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯，
其中R7为分子量为45至800的直链或支链的氧化烯或R7为分子量为45至800的直链或支链的聚氧化烯烃，n为1或2，m为1或2且n+m为3，X选自O和NR3，p为1至5的整数，R1为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，R3为氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者两个R1部分一起形成环状吗啉基。
44.根据权利要求42所述的组合物，其中所述组合物包含根据式(IV)的磷酸胺盐、或磷酸胺盐的混合物，
其能够通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(I)的胺结合获得，其中x为0或1，y为1或2，z为1或2，并且x+y+z为3。
45.根据权利要求43所述的组合物，其中所述组合物包含根据式(V)的磷酸胺盐、或磷酸胺盐的混合物，
其能够通过使一种或更多种根据式(III)的酸性磷酸酯与一种或更多种根据式(II)的胺结合获得，其中x为0或1，y为1或2，z为1或2，且x+y+z为3。
46.根据权利要求42所述的组合物，其中在式(III)的磷酸酯中，R7由下式(VI)表示：
其中R8和R9独立地为氢或C1-4烷基，R10为C1-36直链或支链的烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基或芳烷基，r为1至10的整数。
47.根据权利要求46所述的组合物，其中R8和R9独立地为氢或甲基。
48.根据权利要求46所述的组合物，其中R10为直链或支链的C1-C18烷基。
49.根据权利要求46所述的组合物，其中r为2至8的整数。
50.根据权利要求46所述的组合物，其中r为3至5的整数。
51.根据权利要求43所述的组合物，其中在式(III)的所述磷酸酯中，R7由下式(VI)表示：
其中R8和R9独立地为氢或C1-4烷基，R10为C1-36直链或支链的烷基、环烷基、烯基、环烯基、芳基或芳烷基，r为1至10的整数。
52.根据权利要求42所述的组合物，其中R7的分子量为200至400。
53.根据权利要求42所述的组合物，其中R7的分子量为300至350。
54.根据权利要求16所述的组合物，其中p为2至4的整数。
55.根据权利要求16所述的组合物，其中p为2或3。
56.根据权利要求16所述的组合物，其中R1为甲基。
57.根据权利要求16所述的组合物，其中R3为甲基。
58.根据权利要求16所述的组合物，其中R3为-H。
59.根据权利要求16所述的组合物，其中所述磷酸酯/盐包括辛基癸基4EO磷酸酯/盐。
60.根据权利要求16所述的组合物，其中所述胺为双(N-二甲基氨基丙基)甲胺，所述磷酸酯通过五氧化二磷与辛基/癸基乙氧化基物(4EO)反应获得，以及其中所述辛基/癸基乙氧化基物(4EO)通过4摩尔的环氧乙烷与各1摩尔的C8醇和C10醇反应获得。
61.根据权利要求16所述的组合物，其中所述磷酸酯已用胺盐化并且盐化得到混合物，所述混合物按相对重量计包含50％至90％的胺盐和50％至10％的未反应游离胺。
62.根据权利要求61所述的组合物，其中所述混合物按相对重量计包含60％至80％的所述胺盐。
63.根据权利要求61所述的组合物，其中所述混合物按相对重量计包含65％至75％的所述胺盐。
64.根据权利要求61所述的组合物，其中所述混合物按相对重量计包含40％至20％的所述未反应游离胺。
65.根据权利要求61所述的组合物，其中所述混合物按相对重量计包含35％至25％的所述未反应游离胺。
66.根据权利要求16所述的组合物，其中所述组合物包含1重量％至50重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
67.根据权利要求16所述的组合物，其中所述组合物包含5重量％至40重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
68.根据权利要求16所述的组合物，其中所述组合物包含25重量％至30重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
69.根据权利要求16所述的组合物，其中所述组合物包含1重量％至20重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
70.根据权利要求16所述的组合物，其中所述组合物包含4重量％至6重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
71.根据权利要求16所述的组合物，其中所述组合物包含5重量％的所述一种或更多种胺和所述一种或更多种酸性磷酸酯/盐。
72.根据权利要求16所述的组合物，其中所述组合物还包含油。
73.根据权利要求72所述的组合物，其中所述油包括矿物油。
74.根据权利要求72所述的组合物，其中所述组合物包含0重量％至90重量％的所述油。
75.根据权利要求72所述的组合物，其中所述组合物包含10重量％至80重量％的所述油。
76.根据权利要求16所述的组合物，其中所述组合物还包含水。
77.根据权利要求76所述的组合物，其中所述组合物包含0重量％至60重量％的水。
78.根据权利要求76所述的组合物，其中所述组合物包含5重量％至30重量％的水。
79.一种方法，其包括：
将根据权利要求16所述的组合物施用于金属表面。
80.一种组合物，其包含具有式(IX)的胺
和一种或更多种能够与根据式(IX)的胺形成盐的根据式(III)的酸性磷酸酯/盐，
其中，在式(IX)中，X选自O和NR3，p为1至5的整数，q为1至5的整数，R1和R2各自独立地为直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基；R3、R4和R5独立地选自氢、直链或支链的C1-4烷基、羟基烷基或烷氧基烷基，或者R1和R2和/或R4和R5一起形成环状吗啉基，并且
其中，在式(III)中，R7为分子量为45至800的直链或支链的氧化烯烃或R7为分子量为45至800的直链或支链的聚氧化烯烃，n为1或2，m为1或2且n+m为3。
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