[发明专利]含有醚吡咯烷酮羧酸的水混合的金属处理液

说明书

本发明涉及水混合的金属处理液和用于制备水混合的金属处理液的浓缩物，所述金属处理液含有显示出乳化和腐蚀抑制作用的醚吡咯烷酮羧酸或其盐。

在世界范围内，水混合的金属处理液是最大量的金属处理液，并且其中乳液又占据最大的份额。这种乳液通过与来自浓缩物的水混合来制备，所述浓缩物典型地具有以下组成：

a)基础油，例如矿物油、合成烃、烷基化的芳烃、脂肪酸酯、天然油和合成聚合物合酯

b)乳化剂

c)腐蚀抑制剂

d)pH调节剂/中和剂，例如胺和醇胺

e)稳定剂，增容剂

f)极压添加剂(EP)

g)抗磨添加剂(AW)

h)消泡剂

i)杀生物剂

j)对抗金属离子，例如水硬度的络合剂

k)有色金属抑制剂

在浓缩物中除基础油以外，乳化剂和腐蚀抑制剂在量上占主导地位。除了非离子型乳化剂以外，主要使用离子型乳化剂，他们部分也具有腐蚀抑制作用。在此，除了稳定乳液以外，对乳化剂的重要要求之一是快速地“自发”形成乳液，这通过在引入水相时浓缩物的快速分散(“blooming”)来显现。

通常，浓缩物和水在此以1∶5至1∶100，优选1∶10至1∶30的比例混合。

由于经济上的原因，并且为了降低混合物的复杂性，优选使用具有多种功能的添加剂，以减少添加剂的数目或其量。添加剂的数目越少并且它们彼此之间相容得越好，则使用稳定剂或增容剂的必要性越低。值得期望还有这样的添加剂，所述添加剂使得不必或者至少减少使用添加剂，诸如杀生物剂、消泡剂和对抗水硬度的络合剂。从生态学的角度来看，目前还需要易于生物降解的添加剂。

而非离子型乳化剂不具有腐蚀抑制作用，从常用的教科书(例如Theo Mang，W.Dressel，“Lubricants and Lubrication”，Wiley-VCH，Weinheim，2008，第400页及以下几页；或者J.P.Byers，“Metalworking fluids”，Taylor and Francis，Boca Raton，2006，第132页及以下几页)已知具有腐蚀抑制作用的阴离子型乳化剂，例如脂肪酸和环烷酸(其在介于7和11之间的占优势的pH值的情况下以阴离子形式存在)，石油磺酸盐或磷酸单酯和磷酸二酯。而所述教科书还描述了，这类物质类别共同具有或多或少地严重的硬水不稳定性。因为通常使用饮用水制备金属处理液，并且因为金属离子的数目在液体的若干个月的使用时间段内由于调和水(Ansetzwasser)的蒸发和所处理的金属工件的浸出而增加，这些化合物的使用(尤其是在硬水区域中)受到限制。

EP-A-0501368描述了烯基琥珀酸单酰胺和烯基琥珀酸单酰亚胺，它们是优秀的腐蚀抑制剂和乳化剂，通常在一定的质量下是硬水稳定的并且不过于强烈地起泡。然而，所述单酰胺尤其是具有一定的水解不稳定性，这缩短了乳化剂的使用时间。

EP-A-1354905和其中援引的文献中描述了醚羧酸，所述醚羧酸可以作为具有腐蚀抑制作用的乳化剂用于金属处理液中并且具有非常良好的硬水稳定性。但是，在某些情况下仅微弱地显示出腐蚀抑制作用。遗憾的是，这些化合物具有强烈的起泡倾向，它们在洗涤剂和清洁剂中的用途也指明了该方面。此外，它们的制备是高耗水的并且产生大量的氯化钠，这从生态学和经济学的角度来看是不令人愉快的。

本发明的目的是，发现用于水混合的金属处理液中的易于获得的、具有良好抗腐蚀性质、在硬水中稳定并且低发泡性的乳化剂。

现已发现，由醚胺和衣康酸在缩合反应中可获得的醚吡咯烷酮羧酸特别适合在水混合的金属处理液中作为乳化剂，因为它们具有非常良好的硬水稳定性并且在起泡倾向和抗腐蚀方面优于已知的醚羧酸。另一优点在于，它们与大多数已知的额外的添加剂，诸如非离子型乳化剂、腐蚀抑制剂以及EP/AW添加剂良好地相容，并且因此易于配制。

本发明的主题是组合物，其含有基础油，10至50重量％的式(1)的醚吡咯烷酮羧酸或其盐

其中

R¹是C₈-C₃₀-烷基、C₈-C₃₀-烯基、C₆-C₃₀-芳基、C₇-C₃₀-烷基芳基

M是氢、碱金属、碱土金属或铵