用于处理金属表面的防腐体系的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种防腐体系，所述防腐体系适合于制备金属处理和金属加工的含水液体，特别是防腐、清洁和冷却润滑乳液。所述防腐体系包括羧酸和/或膦酸，以及至少一种具有至少一个氧双(烷基胺)单元的胺。此类防腐体系有效地保护金属表面以免腐蚀，并具有高水平的水溶性，这对配制用于金属处理和金属加工液体的含水浓缩物是必不可少的。本发明进一步涉及一种表面活性和防腐的含水制剂，其包含所述防腐体系和乳化剂体系，以及涉及含油的可与水混溶的乳液浓缩物，其通过用水稀释提供即用型防腐、清洁和冷却润滑乳液。
【专利说明】用于处理金属表面的防腐体系
[0001] 本发明涉及防腐体系，所述防腐体系适合于制备金属处理和金属加工的含水液 体，特别是防腐、清洁和冷却-润滑的乳液。所述防腐体系包含羧酸和/或膦酸以及至少 一种具有至少一个氧双（烷基胺）单元的胺。这类防腐体系有效地保护金属表面以免腐 蚀，并具有高度的水溶性，水溶性对配制用于金属处理和金属加工液体的含水浓缩物是必 不可少的。本发明进一步涉及包含所述防腐体系和乳化剂体系的表面活性和防腐的含水制 剂，并且涉及含油的可与水混溶的乳液浓缩物，其通过用水稀释产生即用型防腐、清洁和冷 却-润滑乳液。
[0002] 防护腐蚀敏感性金属如铁、铝、锌、铜或其合金以免腐蚀是广泛的技术课题。它特 别发生在金属部件由于它们的加工状态或它们的使用区域而没有或尚未用永久性防腐涂 层如油漆覆盖的情况中。其实例是技术加工步骤例如材料除去或非材料除去的成型或清洁 期间的金属部件，以及完成的金属组件如工作时与腐蚀性含水介质接触的换热器或管道。 为了防护或控制单独的加工步骤期间或之间或预期应用期间的腐蚀，将金属表面与产生暂 时防腐效果的腐蚀抑制剂接触。由于环境保护的原因，经常期望腐蚀抑制剂能够在水相中 与金属表面接触。此外，大部分金属处理或金属加工液体是基于含水制剂，因此腐蚀抑制剂 的水溶性对配制这些制剂是不可缺少的。因此，水溶性是腐蚀抑制剂的期望性质。
[0003] 已知许多无机和有机化合物是水溶性腐蚀抑制剂。无机腐蚀抑制剂可基于例如铬 酸盐、亚硝酸盐或磷酸盐，尽管由于毒理学和环境原因，这些或多或少是不利的。有机腐蚀 抑制剂通常基于羧酸盐、胺、酰胺或含氮杂环化合物。然而，如果由于酸投入抑制剂浴或微 生物工艺，充分地降低pH以使羧酸不以盐形式而以不太有效的酸形式存在，羧酸本身证明 不具有足够长期的效力。因此，抑制腐蚀的羧酸经常以其盐形式使用，或用作由羧酸和碱组 成的防腐体系。由羧酸和烷醇胺组成的防腐体系是现有技术中特别已知的，与包含羧酸和 基于苛性钠或氨的碱的体系相比，其显示出提升的抑制效果。
[0004] DE10 2007 004325描述了一种乳化剂体系，其用于制备适合用于有色金属或铝 合金金属加工的冷却润滑乳液。这里的所述乳化剂体系包含由有色金属抑制剂如羧酸和膦 酸组成的防腐体系，为了避免称为〃Brunnenschwarze〃的黑色污点，其另外包含形成螯 合物的具有膦酸基的有机叔胺化合物。所述防腐体系进一步包含烷醇胺，优选单和三烷醇 胺，作为用于提供特别有效地抑制羧酸盐和膦酸盐的碱。
[0005] DE4444878公开了一种基于一元羧酸和芳族羟基化合物的水溶性抑制剂体系，其 具有7. 0至11范围内的羟基口&值，其中两种组分彼此具有特定的重量比。
[0006] DE19747895公开了一种用于中性pH范围的防腐体系，其基于一种以上羧酸和一 种以上选自有机胺或含氮杂环化合物的含氮化合物的组合，其中所述含氮化合物具有在6 至9的范围内的至少一个蛋白质水解步骤的口&值，其中两种组分彼此具有特定的重量比。 优选的含氮化合物可选自例如直链或环状的亚烷基二胺、亚烷基三胺和亚烷基四胺。
[0007] 本发明的目的是提供一种防腐体系，所述防腐体系适合于制备金属处理和金属加 工的含水液体，特别是清洁剂和润滑剂，与现有技术相比，所述防腐体系更有效地保护金属 特别是铁和铁合金在与处理和加工液体接触时免于腐蚀。
[0008] 该目的是通过适合于金属处理和金属加工的含水液体的防腐体系来实现的，所述 防腐体系包括：
[0009] a)至少一种具有至少6个但至多14个碳原子的脂肪族羧酸，和/或至少一种具有 插入在碳链中的氧杂原子且在碳-杂原子链中包含6-26个原子的羧酸，和/或至少一种具 有至少4个但至多18个碳原子的脂肪族膦酸；
[0010] b)至少一种包含至少一个具有叔氨基的氧双（烷基胺）单元的胺，所述单元的烷 基链在各自情况下由至多4个碳原子组成。
[0011] 根据本发明的防腐体系对铁和铁合金以及铝和铝合金产生优异的防护，以防止在 与含水液体，特别是金属处理或金属加工用液体接触时的腐蚀。此外，值得注意的是，所述 防腐体系具有良好的水溶性，这允许所述防腐体系以高度浓缩的含水制剂形式销售。
[0012] 因此，包含两种组分a)和b)的各制剂，例如即用型金属处理或金属加工液体或其 浓缩物，也包含根据本发明的防腐体系。通常将防腐体系的溶液配制到金属处理或金属加 工液体中，以赋予期望的防腐性质。因此，为了与金属处理和金属加工的含水液体的良好相 容性，根据本发明优选在水相中储存组分a)和b)的防腐体系。
[0013] 在根据本发明优选的防腐体系中，包含至少一种下述结构式（1)的胺作为组分 b)，
【权利要求】
1. 用于制备金属处理和金属加工的含水液体的防腐体系，其包含： a) 具有至少6个但至多14个碳原子的脂肪族羧酸，和/或具有插入在碳链中的氧杂原 子的在碳-杂原子链中包含6-26个原子的羧酸，和/或具有至少4个但至多18个碳原子 的脂肪族膦酸； b) 至少一种包含至少一个具有叔氨基的氧双（烷基胺）单元的胺，所述单元的烷基链 在各自情况下由至多4个碳原子组成。
2. 根据权利要求1所述的防腐体系，其特征在于，包含至少一种下述结构式（1)的胺作 为组分b)，
其中基团RpR2、馬和R4互相独立地选自具有至多8个碳原子的支化或非支化的烷基 基团和-((CH2)x-〇)y-R5，其中X为1至3的自然整数，y为1至6的自然整数，和基团1?5选 自氢、甲基、乙基或丙基；和/或 其中基团RnRyRjPR4选自桥接所述氧双（烷基胺）单元的两个氮原子的那些基团， 因此基团&和/或基团R2分别在结构上与基团R3或R4相同，其中桥接基团R:或R2或R3 或R4选自具有至多6个碳原子的亚烷基、聚氧化亚烷基或聚氨基亚烷基； m和n为1至3的自然整数。
3. 根据权利要求2所述的防腐体系，其特征在于，包含至少一种所述结构式（1)的胺作 为组分b)，其中基团RnR2、馬和R4互相独立地选自具有至多8个、特别优选至多4个碳原 子的支化或非支化的烷基基团，其中所述自然整数m和n等于2。
4. 根据前述权利要求中一项或多项所述的防腐体系，其特征在于，基于根据组分b)的 胺的总比例，至少50重量％、优选至少80重量％比例的组分b)的胺选自根据权利要求2 或3之一所述结构式⑴的胺。
5. 根据前述权利要求中一项或多项所述的防腐体系，其特征在于，组分a)选自优选选 自辛酸、乙基己酸、异壬酸和异癸酸的脂肪族支化或非支化的一元羧酸。
6. 根据前述权利要求中一项或多项所述的防腐体系，其特征在于，组分a)的羧酸基和 /或膦酸基的总量与组分b)的至少一种胺的氧双（烷基胺）单元的摩尔比不大于5:1，优 选不大于3:1，但不少于1:3,优选不少于2:3。
7. 根据前述权利要求中一项或多项所述的防腐体系在金属加工用含水体系中特别是 含水乳液中的用途，优选在清洁、防腐或冷却-润滑乳液中的用途。
8. 表面活性和防腐的含水制剂，其除含水之外还包含： i) 根据权利要求1至6中一项或多项所述的防腐体系（I)， ii) 由下述组成的乳化剂体系（II) c) 具有2-6个环氧乙烷单元和4-8个环氧丙烷单元的且在醇中具有8-18个碳原子的 脂肪醇的乙氧基化物/丙氧基化物，和 d) 具有在醇中的12-24个碳原子且具有0-3个环氧丙烷单元的脂肪醇和/或脂肪醇丙 氧基化物，和/或所述脂肪醇的蒸馏残留物。
9. 含油的可与水混溶的乳液浓缩物，其包含 i) 2-20重量％的根据权利要求1至6中一项或多项所述的防腐体系（I)，其中组分a) 与b)的重量比可在1:0. 2至0.3:1之间变化； ii) 2-50重量％的由下述组成的乳化剂体系（II) c) 具有2-6个环氧乙烷单元和4-8个环氧丙烷单元的且在醇中具有8-18个碳原子的 脂肪醇的乙氧基化物/丙氧基化物，和 d) 具有在醇中的12-24个碳原子且具有0-3个环氧丙烷单元的脂肪醇和/或脂肪醇丙 氧基化物，和/或所述脂肪醇的蒸馏残留物， 其中组分c)与d)的重量比可在1:0. 3至0. 3:1之间变化；和 iii) 5-50重量％的油组分（III)， 和任选存在的其它助剂和活性剂（IV)，其中组分I)至IV)的总量总计60-95重量％， 和剩下的重量比表示水。
10. 根据权利要求8和9之一或二者所述的含油的可与水混溶的乳液浓缩物，其特征在 于，作为油组分（III)
11. 使用链烷矿物油或环烷矿物油、具有12-20个碳原子的二烷基醚、和/或酯油。
【文档编号】C10G75/02GK104508186SQ201380014773
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2012年3月23日
【发明者】A·特默 申请人:汉高股份有限及两合公司