[发明专利]基于聚亚烷基二醇的醚吡咯烷酮羧酸和用于制备含有所述醚吡咯烷酮的合成冷却润滑剂的浓缩物

说明书

本发明涉及基于聚亚烷基二醇的醚吡咯烷酮羧酸和用于制备合成 冷却润滑剂的浓缩物，所述浓缩物含有所述醚吡咯烷酮羧酸作为润滑 剂。

用于制备合成冷却润滑剂的基于水的浓缩物典型地含有以下组分 (例如描述于T.Mang，W.Dressel：“Lubricants and Lubrications”， Wiley-VCH，Weinheim，2001，第14章，或者J.P.Byers，“Metalworking  Fluids”，Taylor & Francis，2006，第127及以后几页)：

(1)水                          40-70％

(2)润滑剂                      10-30％

(3)抗腐蚀剂                    1-20％

(4)调节pH值的试剂(例如醇胺)    1-30％

(5)EP/AW添加剂                 0-10％

(6)消泡剂                      0-2％

(7)杀生物剂                    0-5％

(以重量百分数表示)

pH值典型地处于碱性，通常为pH＞8。升高pH值有助于抗腐蚀。 按照上述组成，至关重要的是抗腐蚀剂和润滑剂。

这类合成冷却润滑剂被用于多种应用，尤其是作为磨削液和切削 液；并且在应用地点通过稀释已经含有水的冷却润滑剂浓缩物来制备 所述冷却润滑剂。

目前所使用的添加剂已具有非常良好的性质，尽管如此冷却润滑 剂的使用者始终期望进一步的成本降低，这仅可以通过使用越来越少 量的非常有效的添加剂组分来实现。

因此，本发明的目的是，发现用作冷却润滑剂浓缩物组分的润滑 剂，所述冷却润滑剂浓缩物在明显更低的使用浓度时达到与现有技术 相当的润滑效果。

非常频繁地用于水溶性冷却润滑剂浓缩物中的润滑剂是聚亚烷基 二醇(T.Mang，W.Dressel：“Lubricants and Lubrications”， Wiley-VCH，Weinheim，2001，第378页)，所述聚亚烷基二醇可通过 氧化烯烃(优选氧化乙烯和氧化丙烯)的序列聚合或无规聚合而获得。 这些润滑剂的作用机理建立在“流体动力润滑”之上。聚亚烷基二醇 具有浊点，即聚合物在某一温度下变得不溶于水。如果该温度通过磨 削或切削金属所释放的热来达到，则聚合物从溶液中释出并在金属和 工具之间形成稀的润滑油膜。然而，由于这种性质也产生缺陷：聚二 醇留下粘性残余物，特别是当较为陈旧的磨削液和切削液在长时间使 用之后具有高钙皂份额和电解质含量，这降低了浊点。

WO-00/53701描述了作为润滑剂的用羧基封端的聚亚烷基二醇。 所述羧基通过聚亚烷基二醇与酸酐在简单的缩合反应中反应或者通过 聚亚烷基二醇与一氯乙酸盐反应形成醚羧酸来引入。通过调节pH值至 碱性中和之后，这种润滑剂不具有浊点或具有非常高的浊点，但仍然 达到了与初始聚亚烷基二醇相当的润滑值。作为优点说到在废物处理 时降低的氧需求。

然而，通过与酸酐反应制备的酯由于在碱性条件下发生的水解极 大地限制了它们的寿命，从而聚亚烷基二醇很快又仅以游离形式存在。 醚羧酸的缺点是在制备时产生的废料(每mol双官能化的聚亚烷基二 醇至少4mol氯化钠)和制备时的低时空产率，总体而言，这导致高 的成本。另一问题是实现完全的转化。如果聚亚烷基二醇本身不是水 溶性的，例如是聚丙二醇，则游离二醇的残余导致不期望的浓缩物的 浑浊或两相性。

醚吡咯烷酮羧酸(以下也称作“EPC”)及其制备由现有技术是已 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备和它们在洗涤剂中以 及作为催化剂制备聚氨酯泡沫塑料的用途。这些来源于脂肪醇及其烷 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 在可乳化的冷却润滑剂浓缩物中作为乳化剂和腐蚀抑制剂使用。