所公开技术涉及含有季铵盐的组合物用于具有改进的水分离的金属加工流体和/或液压流体。在一个具体的实施方案中，本技术涉及防腐蚀或防锈涂料组合物及其使用方法。此类涂料组合物包含防锈组合物，其任选包含稀释剂和季铵盐。
大多数防锈剂(RP)基于由I类炼油厂产生的疏松石蜡。天然蜡是防锈剂中I类疏松石蜡的替代品，天然蜡基RP可提供改进的盐雾防护等特性。然而，天然蜡基RP的应用受到其分离水的能力差的限制。良好的水分离是应用于浸渍罐的RP的一个必要特征，可防止溶剂基RP被先前洗涤或机械加工过程中的残留水稀释。
需要找到可用于改进金属加工流体以及液压流体的水分离性能而不损害其它关键性能因素的添加剂。如前所述，基于天然蜡的新实验制剂具有差的水分离性能，但商业上可获得的RP在水分离方面具有类似的问题。
技术实现要素：
在氧化石油蜡基防锈剂和两种天然衍生蜡基RP中测试反乳化添加剂，包括几种季胺结构。显示季胺添加剂可将所有三种RP中的水分离时间改进至15分钟以下，并且在某些情况下，水分离改进至小于10分钟。此外，当使用的浓度足够低时，添加剂对关键性能特性没有负面影响，如通过ASTM B117盐雾测量的防腐蚀。
因此，一方面，所公开技术通过使用季铵盐作为反乳化剂解决了防锈添加剂中水分离的问题。提供了一种涂料组合物，其包含防锈剂和季铵盐、由防锈剂和季铵盐组成或基本上由防锈剂和季铵盐组成。
在一个实施方案中，季铵盐可以包括(a)可季化化合物和(b)适于将可季化化合物季化的季化剂的反应产物。可季化化合物可以是：(i)烃基取代酰化剂，和(ii)具有可季化氨基的含氮化合物的反应产物。季化剂必须适于将含氮化合物的可季化氨基转化为季氮。
在一个实施方案中，烃基取代酰化剂可以是聚异丁烯基琥珀酸酐或聚异丁烯基琥珀酸。在另一个实施方案中，烃基取代基可以是分子量为约100至约5000的聚异丁烯。
在一个实施方案中，含氮化合物可以具有能够与所述烃基取代酰化剂反应的氧或氮原子并且还具有至少一个可季化氨基。
在另一个实施方案中，含氮化合物可以具有能够与所述烃基取代酰化剂反应形成酰亚胺的氮原子并且还具有至少一个可季化氨基。
在又一个实施方案中，含氮化合物可以具有能够与所述烃基取代酰化剂反应形成酯或酰胺的氧或氮原子并且还具有至少一个可季化氨基。
在一个实施方案中，具有能够与所述烃基取代酰化剂反应的氧或氮原子的含氮化合物的可季化氨基可以是伯、仲或叔氨基。
在仍然又一个实施方案中，含氮化合物可以是含叔氨基的咪唑化合物，其具有下式：
其中R是能够与所述烃基取代酰化剂缩合并具有3至8个碳原子的胺或链烷醇。
在一个实施方案中，含氮化合物可以是下式中的任一个；
其中每个R1和R2分别为C1-C6烃基，R为C1-C6烷基，且R3，R4，R5和R6各自为氢或C1-C6烃基。
在一个实施方案中，季化剂能够偶联多于一个(a)可季化化合物。在另一个实施方案中，(a)化合物与(b)季化剂的比为约2:1至约1:1。
在一些实施方案中，季化剂可以选自多环氧化物，多卤化物，环氧卤化物，芳族聚酯及其混合物。在一个实施方案中，季化剂可以选自二环氧化物或烷基二卤化物。在其它实施方案中，季化剂可以选自1,4-丁二醇二缩水甘油醚或双酚A-二缩水甘油醚。
在实施方案中，季化剂可以是至少一种醇官能化的环氧化物，C4至C14环氧化物或其混合物。在具体的实施方案中，季化剂可以是缩水甘油。在进一步的实施方案中，季化剂可以是环氧十六烷。在更进一步的实施方案中，季化剂可以是环氧丁烷。
在一些实施方案中，季化剂可以在质子溶剂存在下使用。在一些实施方案中，质子溶剂可以是2-乙基己醇、水及其混合物。
在实施方案中，季化剂可以在酸存在下使用。在具体的实施方案中，酸可以存在于酰化剂的结构中。
在实施方案中，季化剂可以选自硫酸二烷基酯，烷基卤化物，烃基取代的碳酸酯，烃基环氧化物，羧酸酯，烷基酯及其混合物。
除了防锈剂和季铵盐以外，涂料组合物还可以包含至少一种其它添加剂。在一个实施方案中，所述至少一种其它添加剂可以是至少一种非季化烃基取代琥珀酸。
本文描述的技术的一个方面包括通过向金属表面施用所公开防锈组合物来向金属表面提供防锈的方法。
本技术的另一方面包括使用本文所公开季铵盐来为包含防锈组合物的涂料组合物提供水分离。
发明详述
下面将通过非限制性说明的方式来描述各种优选的特征和实施方案。
所公开技术的一个方面涉及用于保护金属表面，特别是铁表面的涂料组合物。在一个实施方案中，涂料组合物可以是金属加工流体。金属加工流体包括例如用于金属表面防锈应用的防锈涂料组合物。金属加工流体还可以包括未加添加剂的油(straight oil)金属加工应用，例如金属加工流体。涂料组合物可以包含防锈组合物和季铵盐、基本上由防锈组合物和季铵盐组成或由防锈组合物和季铵盐组成。
季铵盐
季铵盐的生产通常导致包含一种或多种季铵盐的化合物的混合物，除了用于生产季铵盐的工艺步骤之外，该混合物可能难以定义。此外，产生季铵盐的方法可影响赋予最终季铵盐产物独特的结构特征，其可影响季铵盐产物的性质。因此，在一个实施方案中，本技术的季铵盐可以描述为(a)可季化化合物和(b)季化剂的反应产物。如本文所用，对季铵盐的提及包括提及包含如本文所述一种或多种季铵盐的混合物化合物，以及涉及季铵盐本身。
用于制备季铵盐的(a)可季化化合物本身可以是(i)烃基取代酰化剂和(ii)含氮化合物的反应产物。更特别地，(a)(i)烃基取代酰化剂可由用数均分子量为约100至约5000，或300至约3000，或500至2500，并且在一个实施方案中，约300至约750，或约1300至约3000的烃基取代基官能化的酰化剂组成。
季铵盐的实例及其制备方法描述于以下专利中，其通过引用并入本文：US 4,253,980，US 3,778,371，US 4,171,959，US 4,326,973，US 4,338,206，US 5,254,138和US 7,951,211。
下面提供关于可季化化合物，具体地，烃基取代酰化剂和含氮化合物以及季化剂的细节。
烃基取代酰化剂
用于制备可季化化合物的烃基取代酰化剂可以是烃基取代基的前体(其为长链烃，通常为聚烯烃)与单不饱和羧酸反应物如(i)α,β-单不饱和C4至C10二羧酸如富马酸，衣康酸，马来酸；(ii)(i)的衍生物如(i)的酸酐或C1至C5醇衍生的单酯或二酯；(iii)α,β-单不饱和C3至C10单羧酸如丙烯酸和甲基丙烯酸；或(iv)(iii)的衍生物如(iii)的C1至C5醇衍生的酯的反应产物。
烃基取代基是长链烃基。在一个实施方案中，烃基可具有约1300至约3000的数均分子量(Mn)。烃基取代基的Mn也可为约1500至约2800或2900，或约1700至约2700或约1900至约2600，或约2000至约2500。在一个实施方案中，烃基取代基可以是含有由以下通式表示的烯键的任何化合物：
(R1)(R2)C＝C(R6)(CH(R7)(R8)) (I)
其中R1和R2各自独立地为氢或基于烃的基团。R6、R7和R8各自独立地为氢或基于烃的基团；优选至少一个是含有至少20个碳原子的基于烃的基团。
用于与单不饱和羧酸反应的烯烃聚合物可以包括包含主要摩尔量的C2至C20如C2至C5单烯烃的聚合物。这种烯烃包括乙烯，丙烯，丁烯，异丁烯，戊烯，辛烯-1或苯乙烯。聚合物可以是均聚物如聚异丁烯，以及两种或更多种这类烯烃的共聚物，例如乙烯和丙烯；丁烯和异丁烯；丙烯和异丁烯的共聚物。其它共聚物包括其中少量摩尔量的共聚物单体的那些，例如1至10摩尔％为C4至C18二烯烃，例如异丁烯与丁二烯的共聚物；或乙烯、丙烯和1,4-己二烯的共聚物。
在一个实施方案中，式(I)的至少一个R衍生自聚丁烯，即C4烯烃的聚合物，包括1-丁烯，2-丁烯和异丁烯。C4聚合物可以包括聚异丁烯。在另一个实施方案中，式(I)的至少一个R衍生自乙烯-α烯烃聚合物，包括乙烯-丙烯-二烯聚合物。在许多专利文献中描述了乙烯-α烯烃共聚物和乙烯-低碳烯烃-二烯三元共聚物，包括欧洲专利公开EP 0 279 863和以下美国专利：3,598,738；4,026,809；4,032,700；4,137,185；4,156,061；4,320,019；4,357,250；4,658,078；4,668,834；4,937,299；5,324,800这些基于乙烯的聚合物的相关公开内容各自通过引用并入本文。
在另一个实施方案中，式(I)的烯键主要是亚乙烯基，由下式表示：
其中R是烃基
其中R是烃基。
在一个实施方案中，式(I)的亚乙烯基含量可以包含至少约30摩尔％亚乙烯基，至少约50摩尔％亚乙烯基或至少约70摩尔％亚乙烯基。这些材料和制备它们的方法描述于美国专利No.5,071,919；5,137,978；5,137,980；5,286,823，5,408,018，6,562,913，6,683,138，7,037,999和美国公开20040176552A1，20050137363和20060079652A1，其明确地通过引用并入本文，这样的产品可由BASF，以商品名和由Texas PetroChemical LP以商品名TPC 1105TM和TPC 595TM市售。
由单不饱和羧酸反应物与式(I)化合物反应制备烃基取代酰化剂的方法在本领域中是公知的，并公开于以下专利中：美国专利3,361,673和3,401,118以引起热“烯”反应发生；美国专利3,087,436；3,172,892；3,272,746，3,215,707；3,231,587；3,912,764；4,110,349；4,234,435；6,077,909；6,165,235，通过引用并入本文。
在另一个实施方案中，烃基取代酰化剂可以由至少一种由下式表示的羧酸反应物：
(R3C(O)(R4)nC(O))R5 (IV)
和
其中R3，R5和R9各自独立地为H或烃基，R4是二价亚烃基，n是0或1，与式(I)所示的任何含有烯键的化合物的反应制备。化合物和制备这些化合物的方法公开于美国专利5,739,356；5,777,142；5,786,490；5,856,524；6,020,500；和6,114,547中。
在又一个实施方案中，烃基取代酰化剂可以由式(I)代表的任何化合物与(IV)或(V)的反应制备，并且可以在至少一种醛或酮的存在下进行。合适的醛包括甲醛，乙醛，丙醛，丁醛，异丁醛，戊醛，己醛，庚醛，辛醛，苯甲醛和更高级醛。其它醛如二醛，特别是乙二醛是有用的，但一般优选单醛。在一个实施方案中，醛是甲醛，其可以作为通常称为福尔马林的水溶液供应，但更经常以聚合物形式作为低聚甲醛使用，其为甲醛的反应性等价物或甲醛源。其它反应性等价物包括水合物或环状三聚物。合适的酮包括丙酮，丁酮，甲基乙基酮和其它酮。优选两个烃基中的一个是甲基。两种或更多种醛和/或酮的混合物也是有用的。
化合物和制备这些化合物的方法公开于美国专利5,840,920；6,147,036；和6,207,839中。
在另一个实施方案中，烃基取代酰化剂可以包括亚甲基双酚链烷酸化合物，(i)下式的芳族化合物：
Rm-Ar-Zc (VI)
其中R独立地为烃基，Ar为含有5至约30个碳原子和0至3个任选取代基如氨基、羟基-或烷基-聚氧烷基、硝基、氨基烷基、羧基或者两个或更多个所述任选取代基组合的芳族基团，Z独立地为OH，低级烷氧基，(OR10)bOR11或O-，其中每个R10独立地为二价烃基，R11为H或烃基，b为1至约30的数.c为1至约3的数且m为0或1至约6的整数，条件是m不超过可用于取代的相应Ar的化合价数，和(ii)至少一种羧基反应物如上述式(IV)和(V)的化合物的缩合产物。在一个实施方案中，芳族结构部分上的至少一个烃基衍生自聚丁烯。在一个实施方案中，烃基源是上述通过异丁烯在路易斯酸催化剂如三氯化铝或三氟化硼存在下聚合得到的聚丁烯。
化合物和制备这些化合物的方法公开于美国专利3,954,808；5,336,278；5,458,793；5,620,949；5,827,805；和6,001,781中。
在另一个实施方案中，任选在酸性催化剂如有机磺酸，杂多酸和无机酸存在下，(i)与(ii)的反应可在至少一种醛或酮的存在下进行。本实施方案中使用的醛或酮反应物与上述那些相同。羟基芳族化合物:羧酸反应物:醛或酮的比可以是2:(0.1至1.5):(1.9至0.5)。在一个实施方案中，该比为2:(0.8至1.1):(1.2至0.9)。加入到反应混合物中的物质的量通常接近这些比，尽管可能需要进行校正以补偿一种组分或另一种组分的更大或更小的反应性，以得到具有所需单体比的反应产物。这样的校正对于本领域技术人员而言是显而易见的。尽管三种反应物可以同时反应形成产物，但也可以顺序进行反应，其中羟基芳族化合物首先与羧酸反应物反应，然后与醛或酮反应，反之亦然。化合物和制备这些化合物的方法公开于美国专利5,620,949中。
制备烃基取代酰化剂的其它方法可见于以下参考文献中：美国专利5,912,213；5,851,966；和5,885,944，在此将其引入作为参考。
含氮化合物
本发明组合物含有含氮化合物。在一些实施方案中，季铵盐可以是含有酰亚胺的季铵盐，在这种情况下，含氮化合物具有能够与酰化剂反应的氮原子并且还具有可季化氨基。在一些实施方案中，季铵盐可以是含酰胺或酯的季铵盐，在这种情况下，含氮化合物可具有能够与酰化剂反应的氧或氮原子并且还具有可季化氨基。在一个实施方案中，含氮化合物可以不含氧原子。可季化氨基是含氮化合物上的任何伯氨基、仲氨基或叔氨基，其可与季化剂反应变成季氨基。
在一个实施方案中，含氮化合物可以由下式表示：
或
其中X是含有约1至约4个碳原子的亚烷基；R2、R3和R4是烃基。
能够与酰化剂反应的含氮化合物的实例可以包括但不限于：二甲基氨基丙胺，N,N-二甲基氨基丙胺，N,N-二乙基氨基丙胺，N,N-二甲基氨基乙胺乙二胺，1,2-丙二胺，1,3-丙二胺，异构丁二胺，戊二胺，己二胺，庚二胺，二亚乙基三胺，二亚丙基三胺，二亚丁基三胺，三亚乙基四胺，四亚乙基五胺，五亚乙基六胺，六亚甲基四胺和双六亚甲基三胺，二氨基苯，二氨基吡啶或其混合物。能够与酰化剂反应并且还具有可季化氨基的含氮化合物可以进一步包括氨基烷基取代的杂环化合物，例如1-(3-氨基丙基)咪唑和4-(3-氨基丙基)吗啉，1-(2-氨基乙基)哌啶，3,3-二氨基-N-甲基二丙胺，3'3-氨基双(N,N-二甲基丙胺)。能够与酰化剂反应并具有可季化氨基的其它含氮化合物包括链烷醇胺，包括但不限于三乙醇胺，三甲醇胺，N,N-二甲基氨基丙醇，N,N-二乙基氨基丙醇，N,N-二乙基氨基丁醇，N,N,N-三(羟乙基)胺，N,N,N-三(羟甲基)胺，N,N-二甲基乙醇胺，N,N-二乙基乙醇胺，2-(二异丙基氨基)乙醇，2-(二丁基氨基)乙醇，3-二甲氨基-1-丙醇，3-二乙氨基-1-丙醇，1-二甲氨基-2-丙醇，1-二乙氨基-2-丙醇，2-二甲氨基-2-甲基-1-丙醇，5-二甲氨基-2-丙醇，2-[2-(二甲基氨基)乙氧基]乙醇，4-甲基-2-{哌啶基甲基}苯酚，1-苄基-3-吡咯烷醇，1-苄基吡咯烷-2-甲醇，2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚，二烷氧基化胺如Ethermeen T12。在一些实施方案中，含氮化合物不包括二甲基氨基丙胺。
在一个实施方案中，含氮化合物可以是咪唑，例如，如下式所示：
其中R是能够与所述烃基取代酰化剂缩合并具有3至8个碳原子的胺或链烷醇。
在一个实施方案中，含氮化合物可以由式X或XI中的至少一个表示：
其中每个X可以单独为C1至C6烃基，R1为C1至C6烷基，每个R可以单独为氢或C1至C6烃基。在一个实施方案中，X可以是例如C1、C2或C3烷基。在一些实施方案中，R1可以是例如C1、C2或C3烷基。在相同或不同的实施方案中，每个R可以是例如H或者C1、C2或C3烷基。
可季化化合物
上述烃基取代酰化剂和含氮化合物一起反应形成可季化化合物。用于使烃基取代酰化剂与含氮化合物反应的方法和工艺在本领域中是公知的。
在实施方案中，烃基取代酰化剂和含氮化合物之间的反应可以在高于约80℃或90℃的温度下进行，或者在一些情况下在100℃下进行，例如在约100℃和约150或200℃之间，或约125和175℃之间。这样的反应温度特别适于制备酰亚胺化合物，但不限于此。在上述温度下，可在冷凝过程中产生水，这里称之为反应水。在一些实施方案中，可以在反应期间除去反应水，使得反应水不返回反应并进一步反应。
在实施方案中，烃基取代酰化剂和含氮化合物之间的反应可以在低于约80℃，例如约30至约70或75℃，或约40至约60℃之间进行。这种反应温度特别适于制备酰胺或酯化合物，但不限于此。
烃基取代酰化剂和含氮化合物可以以1:1的比反应，但反应也可以含有约3:1至约1:1.2，或约2.5:1至约1:1.1，并且在一些实施方案中约2:1至约1:1.05的各反应物(即烃基取代酰化剂:含氮化合物)。
季化剂
当可季化化合物，即烃基取代酰化剂和上述含氮化合物的反应产物与季化剂反应时，可形成季铵盐。合适的季化剂可以包括例如硫酸二烷基酯，烷基卤化物，烃基取代的碳酸酯；烃基环氧化物，羧酸酯，烷基酯及其混合物。
在一个实施方案中，季化剂可以包括烷基卤化物，例如氯化物，碘化物或溴化物；烷基磺酸酯；硫酸二烷基酯如硫酸二甲酯和硫酸二乙酯；磺内酯；烷基磷酸酯；如C1-12三烷基磷酸酯；二C1-12烷基磷酸酯；硼酸酯；硼酸C1-12烷基酯；亚硝酸烷基酯；硝酸烷基酯；碳酸二烷基酯，如草酸二甲酯；烷基链烷酸酯，例如水杨酸甲酯；O,O-二-C1-12烷基二硫代磷酸酯；或其混合物。
在一个实施方案中，季化剂可以源自硫酸二烷基酯如硫酸二甲酯或硫酸二乙酯，N-氧化物，磺内酯如丙烷和丁烷磺内酯；烷基、酰基或芳基卤化物如甲基和乙基氯化物、溴化物或碘化物或苄基氯，和烃基(或烷基)取代的碳酸酯。如果烷基卤化物为苄基氯，则芳环任选进一步被烷基或烯基取代。
烃基取代的碳酸酯的烃基(或烷基)基团可以每个基团含有1至50、1至20、1至10或1至5个碳原子。在一个实施方案中，烃基取代的碳酸酯含有两个烃基，其可以相同或不同。合适的烃基取代的碳酸酯的实例包括碳酸二甲酯或碳酸二乙酯。
在另一个实施方案中，季化剂可以是烃基环氧化物，例如如下式所示：
其中R1，R2，R3和R4可以独立地为H或含有1至50个碳原子的烃基。烃基环氧化物的实例包括：环氧乙烷，环氧丙烷，环氧丁烷，氧化苯乙烯及其组合。在一个实施方案中，季化剂不含任何氧化苯乙烯。
在一些实施方案中，烃基环氧化物可以是醇官能化的环氧化物，C4至C14环氧化物及其混合物。
示例性的C4至C14环氧化物为式XII的那些，其中R1，R2，R3和R4可以独立地为H或C2至C12烃基。在一个实施方案中，环氧化物可以是C4至C14环氧化物。适用作本技术中季化剂的环氧化物可包括例如具有线性烃基取代基的C4至C14环氧化物，例如2-乙基环氧乙烷，2-丙基环氧乙烷等，以及具有支化和环状或芳族取代基的C4至C14环氧化物，例如氧化苯乙烯。C4至C14环氧化物还可以包括环氧化三甘油酯，脂肪或油；环氧化脂肪酸烷基酯；和它们的混合物。
示例性的醇官能化环氧化物可以包括式XII的那些，其中R1，R2，R3和R4可以独立地为H或含羟基的烃基。在一个实施方案中，含羟基的烃基可含有2至32，或3至28，或甚至3至24个碳原子。示例性的醇官能化环氧化物衍生物可以包括例如缩水甘油等。
在一些实施方案中，烃基环氧化物可以与酸组合使用。与烃基环氧化物一起使用的酸可以是单独的组分，例如乙酸。在其它实施方案中，可以存在少量的酸组分，但是<0.2或甚至<0.1摩尔酸每摩尔烃基酰化剂。这些酸也可以与上述其它季化剂一起使用，包括下述烃基取代的碳酸酯和相关材料。
在一些实施方案中，季化剂不包含任何含有超过20个碳原子的取代基。
在另一个实施方案中，季化剂可以是能够与叔胺反应形成季铵盐的羧酸的酯或多羧酸的酯。从一般意义上讲，这些材料可以描述为具有以下结构的化合物：
R19-C(＝O)-O-R20 (XIII)
其中R19是任选取代的烷基，烯基，芳基或烷基芳基，R20是含有1至22个碳原子的烃基。
合适的化合物包括pKa为3.5或更小的羧酸的酯。在一些实施方案中，该化合物是选自取代的芳族羧酸，α-羟基羧酸和多羧酸的羧酸的酯。在一些实施方案中，该化合物是取代的芳族羧酸的酯，因此R19是取代的芳基。R可以是具有6至10个碳原子的取代的芳基、苯基或萘基。R可以适当地被一个或多个选自烷氧基羰基，硝基，氰基，羟基，SR'或NR'R”的基团取代，其中R'和R”各自可以独立地为氢或任选取代的烷基，烯基，芳基或烷氧羰基。在一些实施方案中，R'和R”各自独立地为氢或含有1至22、1至16、1至10，或甚至1至4个碳原子的任选取代的烷基。
在一些实施方案中，上式中的R19是被一个或多个选自羟基，烷氧羰基，硝基，氰基和NH2的基团取代的芳基。R19可以是多取代的芳基，例如三羟基苯基，但也可以是单取代的芳基，例如邻位取代的芳基。R19可以被选自OH，NH2，NO2或COOMe的基团取代。合适的R19是羟基取代的芳基。在一些实施方案中，R19是2-羟基苯基。R20可以是烷基或烷芳基，例如含有1至16个碳原子，或1至10或1至8个碳原子的烷基或烷芳基。R20可以是甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，苄基或其异构体。在一些实施方案中，R20是苄基或甲基。在一些实施方案中，季化剂是水杨酸甲酯。在一些实施方案中，季化剂不包括水杨酸甲酯。
在一些实施方案中，季化剂是α-羟基羧酸的酯。适用于本发明的这种类型的化合物描述于EP 1254889中。含有α-羟基羧酸残基的合适化合物的实例包括(i)2-羟基异丁酸的甲基-，乙基-，丙基-，丁基-，戊基-，己基-、苄基-、苯基-和烯丙基酯；(ii)2-羟基-2-甲基丁酸的甲基-，乙基-，丙基-，丁基-，戊基-，己基-，苄基-，苯基-和烯丙基酯；(iii)2-羟基-2-乙基丁酸的甲基-，乙基-，丙基-，丁基-，戊基-，己基-，苄基-，苯基-和烯丙基酯；(iv)乳酸的甲基-，乙基-，丙基-，丁基-，戊基-，己基-，苄基-，苯基-和烯丙基酯；和(v)乙醇酸的甲基-，乙基-，丙基-，丁基-，戊基-，己基-，烯丙基-，苄基-和苯基酯。在一些实施方案中，季化剂包含2-羟基异丁酸甲酯。
在一些实施方案中，季化剂包含多羧酸的酯。在此定义中，我们的意思是包括二羧酸和具有多于2个酸性结构部分的羧酸。在一些实施方案中，酯是具有含有1至4个碳原子的烷基的烷基酯。合适的实例包括草酸二酯，邻苯二甲酸二酯，马来酸二酯，丙二酸二酯或者柠檬酸二酯或三酯。
在一些实施方案中，季化剂是pKa小于3.5的羧酸的酯。在其中化合物包含多于一个酸基的这样的实施方案中，我们是指第一解离常数。季化剂可以选自羧酸的酯，羧酸选自草酸，邻苯二甲酸，水杨酸，马来酸，丙二酸，柠檬酸，硝基苯甲酸，氨基苯甲酸和2,4,6三羟基苯甲酸中的一种或多种。在一些实施方案中，季化剂包括草酸二甲酯，对苯二甲酸酯如对苯二甲酸二甲酯和2-硝基苯甲酸甲酯。
也可以使用能够偶联多于一种可季化化合物的季化剂。通过“偶联”多于一种可季化化合物，意指至少两种可季化化合物与相同的季化剂反应以形成由季化剂连接的至少两种可季化化合物的化合物。这样的季化剂在一些情况下也可以称作本文的偶联季化剂并且可以包括例如多环氧化物，例如二环氧化物，三环氧化物或更高级的环氧化物；多卤化物；环氧卤化物，芳族聚酯，以及它们的混合物。
在一个实施方案中，季化剂可以是多环氧化物。多环氧化物可以包括例如多缩水甘油基，其可以包括例如二-环氧辛烷；乙二醇二缩水甘油醚；新戊二醇二缩水甘油醚；1,4-丁二醇二缩水甘油醚；3(双(缩水甘油氧基甲基)-甲氧基)-1,2-丙二醇；1,4-环己烷二甲醇二缩水甘油醚；二环氧环辛烷，双酚A二缩水甘油醚-4-乙烯基-1-环己烯二环氧化物，N,N-二缩水甘油基-4-4缩水甘油氧基苯胺；1,6-己烷二缩水甘油醚；三羟甲基丙烷三缩水甘油醚；聚丙二醇二缩水甘油醚；多环氧化三甘油酯，脂肪或油；和它们的混合物。
在一个实施方案中，季化剂可以衍生自多卤化物，例如氯化物，碘化物或溴化物。这种多卤化物可以包括但不限于1,5-二溴戊烷；1,4-二碘丁烷；1,5-二氯戊烷；1,12-二氯十二烷；1,12-二溴十二烷；1,2-二碘乙烷；1,2-二溴乙烷；和它们的混合物。
在一个实施方案中，季化剂可以是环氧卤化物，例如表氯醇等。
季化剂也可以是多芳族酯。多芳族酯的实例可以包括但不限于4,4'-氧代双(甲基苯甲酸酯)；对苯二甲酸二甲酯；和它们的混合物。
在某些实施方案中，可季化化合物与季化剂的摩尔比为1:0.1至2，或1:1至1.5，或1:1至1.3。在一些实施方案中，特别是当使用偶联季化剂时，可季化化合物与季化剂的比可以为约2:1至约1:1。
上述任何季化剂，包括烃基环氧化物，都可以与酸结合使用。合适的酸包括羧酸，如乙酸，丙酸，2-乙基己酸等。
在一些实施方案中，季化剂可以在质子溶剂例如2-乙基己醇、水及其组合的存在下使用。在一些实施方案中，季化剂可以在酸存在下使用。在一些实施方案中，酸可以是除酰化剂结构中存在的酸基之外的酸组分。在进一步的实施方案中，反应可以不含或基本上不含除酰化剂结构中存在的酸基之外的任何额外的酸组分。“不含”是指完全不含，“基本上不含”是指不实质上影响组合物的本质或基本和新特性的量，例如少于1重量％。
结构
虽然制备季铵盐的方法可产生除工艺步骤外不易确定的混合物，但在某些情况下可能会预期某些结构组分。
在一些实施方案中，季铵盐可以包含下式所示的阳离子，基本上由其组成或由其组成：
其中：R21是含有1至10个碳原子的烃基；R22是含有1至10个碳原子的烃基；R23是含有1至20个碳原子的亚烃基；R24是含有5至400个碳原子，或15或25至300或350个碳原子，或50或120至250个碳原子，或135至200个碳原子的烃基；X是衍生自季化剂的基团。在一些实施方案中，R24可以是含有92至215个碳原子，或者107至200或210个碳原子，或者120至195个碳原子，或者135至190或者140至180或185个碳原子的烃基或含有20至55个碳原子，或25至50个，或28至43或47个碳原子的烃基。
在一些实施方案中，季铵盐可以包含下式所代表的阳离子，基本上由其组成或由其组成：
其中：R21和R22是含有1至10个碳原子的烃基；R23是含有1至20个碳原子的亚烃基；R24为含有5至400个碳原子，或15或25至300或350个碳原子，或50或120至250个碳原子，或135至200个碳原子的烃基；X是衍生自季化剂的基团；Y是氧或氮。在一些实施方案中，R24可以是含有92至215个碳原子，或者107至200或210个碳原子，或者120至195个碳原子，或者135至190或者140至180或185个碳原子的烃基或含有20-55个碳原子，或25至50个，或28至43或47个碳原子的烃基。
在一些实施方案中，季铵盐可以包含下式所代表的阳离子，基本上由其组成或由其组成：
或
其中：R可以是C1至C6烷基；R1和R2分别可以是C1-C6烃基，例如C1，C2或C3烷基；单独的R3，R4，R5和R6可以是氢或C1-C6烃基，例如C1，C2或C3烷基；R24为含有5至400个碳原子，或15或25至300或350个碳原子，或50或120至250个碳原子，或135至200个碳原子的烃基；X1和X2单独地可以是H或衍生自季化剂的基团，只要X1和X2中的至少一个是衍生自季化剂的基团即可。在一些实施方案中，R24可以是含有92至215个碳原子，或者107至200或210个碳原子，或者120至195个碳原子，或者135至190或者140至180或185个碳原子的烃基或含有20-55个碳原子，或25至50个，或28至43或47个碳原子的烃基。
在一些实施方案中，季铵盐可以包含下式表示的阳离子，基本上由其组成或由其组成：
其中：R23是含有1至20个碳原子的亚烃基；R24为含有5至400个碳原子，或15或25至300或350个碳原子，或50或120至250个碳原子，或135至200个碳原子的烃基；X是衍生自季化剂的基团。在一些实施方案中，R24可以是含有92至215个碳原子，或者107至200或210个碳原子，或者120至195个碳原子，或者135至190或者140至180或185个碳原子的烃基或含有20-55个碳原子，或25至50个，或28至43或47个碳原子的烃基。
在一些实施方案中，季铵盐可以包含由下式表示的偶联季铵化合物，基本上由其组成或由其组成：
其中：Q和Q'相同或不同，表示可季化化合物，m和n各自为1至4的整数，Xc表示衍生自偶联季化剂的基团，例如多环氧化物；多卤化物；环氧基卤化物；芳族多酯；及其混合物，包括但不限于1,4-丁二醇二缩水甘油醚，1,12-二溴十二烷和双酚A二缩水甘油醚。偶联季铵化合物的实例可以包括例如以下任何式：
其中a为2至8的整数。其中a为2或3的式XX的实例可以分别例如由式XX'和XX”表示；
偶联季铵化合物的另一个实例可以是例如以下式XXI提供：
其中a为2至8的整数。其中a为2或3的式XXI的实例可分别由例如式XXI'和XXI”表示；
偶联季铵化合物的另外的实例可以例如以下式XXII和XXIII提供：
其中c和d分别为0或1；
其中c和d分别为0或1；
偶联季铵化合物的其它实例可以例如以下式XXIV提供：
其中a是2至8的整数。其中a是2或3的式XXIV的实例可分别由例如式XXIV'和XXIV”表示；
并且其中：R21，R22，R25和R26可以分别是含有1至10个碳原子的烃基；R23和R27可以分别为含有1至20个碳原子的亚烃基；R24可以是含有5至400个碳原子，或者15或25至300或350个碳原子，或者50或120至250个碳原子，或者135至200个碳原子的烃基；Xc可以是衍生自季化剂的基团；X1和X2分别可以是H或衍生自季化剂的基团。在一些实施方案中，R24可以是含有92至215个碳原子，或者107至200或210个碳原子，或者120至195个碳原子，或者135至190或者140至180或185个碳原子的烃基或含有20-55个碳原子，或25至50个，或28至43或47个碳原子的烃基。
防锈剂
涂料组合物包含防锈剂。防锈剂可以是有助于防止金属表面上的腐蚀或生锈(与铁金属)的任何材料。
在一个实施方案中，防锈剂可以是蜡或含有蜡。实例蜡包括由植物或动物产生的石油蜡、合成蜡和天然蜡，其可以是或不是氢化的，氧化蜡，微晶蜡，羊毛脂(羊毛脂)和其它蜡状酯，以及它们的混合物。石油蜡是通过一些精炼方法从原油中分离出来的链烷烃化合物，如疏松蜡和石蜡。合成蜡是衍生自石化产品的蜡，例如乙烯或丙烯。合成蜡包括聚乙烯，聚丙烯和乙烯-丙烯共聚物。天然蜡是由植物和/或动物或昆虫产生的蜡。这些蜡包括蜂蜡，大豆蜡和巴西棕榈蜡。昆虫和动物蜡包括蜂蜡或鲸蜡。凡士林和氧化凡士林也可用于这些组合物中。凡士林和氧化凡士林可分别定义为衍生自石油及其氧化产物的半固体烃的纯化混合物。微晶蜡可以定义为从凡士林纯化的高熔点蜡。在一个实施方案中，防锈剂可含有氢化或部分氢化的：椰子油，棕榈油，葵花油，红花油，蓖麻油，低芥酸菜子油，大豆油，小烛树油，棉籽油等。在一个实施方案中，防锈剂可以含有氢化或部分氢化的椰子油或大豆油。
蜡可以0.1重量％至75重量％，例如0.1重量％至50重量％存在于防锈组合物中。
防锈剂可以是腐蚀抑制剂。除示例性化合物之外的其它腐蚀抑制剂也可用于本文提供的组合物中。可以使用的腐蚀抑制剂包括噻唑，三唑和噻二唑。实例包括但不限于苯并三唑，甲苯基三唑，辛基三唑，癸基三唑，十二烷基三唑，2-巯基苯并噻唑，2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑，2-巯基-5-烃硫基-1,3,4-噻二唑，2-巯基-5-烃基二硫代-1,3,4-噻二唑，2,5-双(烃硫基)-1,3,4-噻二唑和2,5-双-(烃基二硫代)-1,3,4-噻二唑。其它合适的腐蚀抑制剂包括醚胺；聚乙氧基化化合物如乙氧基化胺，乙氧基化酚和乙氧基化醇；咪唑啉。其它合适的腐蚀抑制剂包括其中烯基含有10个或更多个碳原子的烯基琥珀酸，例如四丙烯基琥珀酸，十四烯基琥珀酸，十六烯基琥珀酸；分子量范围为600-3000的长链α,ω-二羧酸；和其它类似的材料。此类抑制剂的其它非限制性实例可参见美国专利3,873,465、3,932,303、4,066,398、4,402,907、4,971,724、5,055,230、5,275,744、5,531,934、5,611,991、5,616,544、5,744,069、5,750,070、5,779,938和5,785,896；Corrosion Inhibitors，C.C.Nathan编辑，NACE，1973；I.L.Rozenfeld，Corrosion Inhibitors，McGraw-Hill，1981；Metals Handbook，第9版，13-Corrosion，第478497页；Corrosion Inhibitors for Corrosion Control,B.G.Clubley编辑,The Royal Society of Chemistry,1990；Corrosion Inhibitors,European Federation of Corrosion Publications Number 11,The Institute of Materials,1994；Corrosion,第2卷—Corrosion Control,L.L.Sheir,R.A.Jarman,和G.T.Burstein编辑,Butterworth-Heinemann,1994,第17:10-17:39页；Y.I.Kuznetsov,Organic Inhibitors of Corrosion of Metals,Plenum,1996；and in V.S.Sastri,Corrosion Inhibitors:Principles and Applications,Wiley,1998。
其它一种或多种腐蚀抑制剂可以以0.0001重量％至10重量％，例如0.001重量％至8重量％，或0.01重量％至5重量％，或0.1重量％至3重量％的量存在于涂料组合物中。
防锈剂可以含有磺酸酯或磺酸盐，例如碱金属磺酸盐，碱土金属磺酸盐或胺磺酸盐。所有磺酸盐都对人体和生态系统具有令人满意的高安全性，并且可以通过使碱金属、碱土金属或胺与磺酸反应来制备。构成磺酸盐的碱金属的实例包括钠和钾。碱土金属的实例包括镁、钙和钡。在这些碱金属和碱土金属中，钠、钾、钙和钡是优选的，特别优选钙。要使用的胺的实例包括单胺、多胺或链烷醇胺。上述磺酸可以是通过常规方法生产的已知磺酸。磺酸酯和磺酸盐通常是已知的，并且例如在2015年7月14日授权给Motoyama的美国专利第9,080,123号，第8栏，第51行至第13栏，第44行中可以看到这些磺酸酯和磺酸盐的具体实例，在此引入作为参考。
磺酸酯和磺酸盐可以以约10重量％至约60重量％，例如约15重量％至约55重量％，或约20至约50重量％的量存在于涂料组合物中。
稀释剂
所公开技术提供了组合物，其可以包含稀释剂，例如具有润滑粘度的油或挥发性稀释剂。“挥发性稀释剂”是指通常具有比具有润滑粘度的油如矿物油更高的挥发性的液体组分。
具有润滑粘度的油可以包括天然和合成油，源自加氢裂化、氢化和加氢精制的油，未精制、精制、再精制油或其混合物。在国际公布WO2008/147704的[0054]至[0056]段中提供了未精制、精制和再精制油的更详细描述(在美国专利申请2010/197536中提供了类似的公开内容，参见[0072]-[0073]段)。在WO2008/147704的[0058]至[0059]段中描述了天然和合成润滑油的更详细描述(在美国专利申请2010/197536中提供了类似的公开内容，参见[0075]至[0076])。合成油也可以通过费-托反应来生产，并且通常可以是加氢异构化的费-托烃或蜡。在一个实施方案中，油可以通过费-托气-液合成程序来制备以及其它气-液(GTL)油。
具有润滑粘度的油也可以如2008年4月版的“Appendix E-API Base Oil Interchangeability Guidelines for Passenger Car Motor Oils and Diesel Engine Oil”，第1.3节小标题1.3“Base Stock Categories”中所规定的来定义。美国专利US 7,285,516中也概述了API指南(参见第11栏第64行至第12栏第10行)。在一个实施方案中，具有润滑粘度的油可以是API第II组，III组，IV组油，或其混合物。
在一个实施方案中，具有润滑粘度的油几乎没有溶胀密封的天然能力，例如聚α-烯烃(PAO)或GTL油。PAO和GTL基础油都具有高度的石蜡性(低芳香度)。PAO为100％异链烷烃，芳烃含量基本为零。同样，GTL基础油的链烷烃含量非常高，而芳烃含量基本为零。结果，PAO和GTL基础油都被认为具有低溶解性和差的润滑剂添加剂溶解度性能。它们也显示出很少天然的溶胀密封能力。
聚α-烯烃基础油(PAO)及其制造通常是众所周知的。PAO基础油可以衍生自线性C2至C32，优选C4至C16的α-烯烃。用于PAO的特别优选的原料是1-辛烯，1-癸烯，1-十二烯和1-十四烯。示例性的PAO在100℃下的运动粘度为约3.96mm2s-1且VI为101。具有润滑粘度的油可以是API第IV组油或其混合物，即聚α-烯烃。聚α-烯烃可以通过茂金属催化的方法或由非茂金属方法制备。
GTL基础油包括通过一种或多种可能类型的GTL工艺获得的基础油，典型地为费-托法(Fischer-Tropsch process)。GTL工艺采取天然气，主要是甲烷，并将其化学转化为合成气或合成气。另外，固体煤也可以转化为合成气。合成气主要含有一氧化碳(CO)和氢气(H2)，它们大部分随后通过催化费托工艺化学转化成石蜡。这些石蜡将具有一定范围的分子量，通过使用催化剂可以加氢异构化生产一系列基础油。GTL基础油具有高度的石蜡特性，通常超过90％饱和物。在这些石蜡中，非环烷烃物质比环烷烃物质占优势。例如，GTL基础油料通常包含大于60重量％，或大于80重量％，或大于90重量％的非环烷烃物质。GTL基础油通常在100℃下的运动粘度在2mm2s-1和50mm2s-1之间，或者3mm2s-1至50mm2s-1或3.5mm2s-1至30mm2s-1。在这种情况下例举的GTL在100℃下的运动粘度约为4.1mm2s-1。同样地，GTL基础油料通常被表征为具有80或更大，或者100或更大，或者120或更大的粘度指数(VI，参考ASTM D2270)。在这种情况下例示的GTL具有129的VI。通常，GTL基础流体具有有效的零硫和氮含量，通常小于5mg/kg这些元素中的每一种。GTL基础油料为III组油，按美国石油学会(API)分类。
挥发性稀释剂可以包含水或者一种或多种有机溶剂。稀释剂因此可以包含挥发性有机溶剂，例如石脑油(也称为石油醚)，溶剂油(mineral spirits)，煤油或乳酸乙酯。这些材料可以是烃溶剂。这样的材料可以具有30至60℃或更高温度的沸点，最高可达175至280℃。一些这样的挥发性稀释剂可具有130-210℃的沸程；其它196-205℃。总体而言，如果稀释剂的沸点低于280℃，则可能被认为是挥发性的。
如果需要，挥发性稀释剂可以存在于前述组分的浓缩物中，尽管在制备完全配制的稀释的涂料组合物时通常加入稀释剂或大部分稀释剂。稀释剂的量通常是提供适当的粘度和流变性能的量，使得涂料组合物可以施加到基材如金属制品或表面上。因此，如果浓缩物在最终涂料组合物中被稀释至20％，则稀释剂的总量通常将包含80％的额外溶剂或稀释剂以进行稀释。当然，稀释剂的总量(如果存在的话)将取决于用于制备最终涂料组合物的稀释量，并且因此可以为40至98重量％，或60至98，或40至95，或60至88，或80至86，或82至84重量％。其它组分的量通常为任选挥发性稀释剂的量的100重量％，例如2至60重量％以及本领域技术人员可容易确定的其它量。
也就是说，可以使用本技术的方式之一是通过制备本文所述的组分的初始混合物，不存在任选的稀释剂，或者仅存在少量例如组合物的至多10％或5％或2％或1％或0.1％。为此，其它组分的量可以表示为不包括任选稀释剂的量的组合物的百分数。以这种形式(不含稀释剂)，所公开技术的材料通常可以商业制备和分配。然而，不含稀释剂的材料可能具有不适合易于处理的粘度，因此在将组合物作为涂层施用到基材上之前添加稀释剂可能是期望的。如果在施加涂层时存在稀释剂，则可以计算其它组分的实际量以考虑稀释剂的存在。因此，如果成分在初始配方中以30重量％存在(不含稀释剂或剔除稀释剂的存在)，并且如果组合物在其作为涂层施用时含有80重量％的稀释剂，然后在作为涂层施用时，涂料组合物中所用成分的实际浓度将为6重量％。因为典型地此后通常例如通过蒸发除去稀释剂，所以在这种除去之后各种组分的浓度可以与加入稀释剂之前报道的相同。当然，随着时间的推移，可能发生一些涂料组合物的进一步“干燥”或固化，因此组分的量或甚至特性可能以对本领域技术人员而言显而易见的方式改变。
润滑剂组合物可以通过将季铵盐添加至稀释剂中，任选在其它性能添加剂(如下文所述)的存在下制备。
其它性能添加剂：金属加工流体
在一个实施方案中，本技术提供了一种包含防锈剂和季铵盐的涂料组合物，以及该涂料组合物作为多用途功能流体用于涂覆、冷却和润滑金属表面，特别是铁金属表面。在另一个实施方案中，使用季铵盐来改进含有防锈剂的涂料组合物中的水分离。在一些实施方案中，可包含季铵盐以改进液压流体内的水分离。
可以通过任选地在其它性能添加剂(如下文所述)的存在下加入本文公开的季铵盐和稀释剂来制备涂料组合物。
典型的金属加工流体应用可以包括金属去除，金属成形，金属处理和金属保护。在一些实施方案中，涂料组合物可以含有由美国石油学会定义的第I组、II组或III组基础油料。在一些实施方案中，涂料组合物可以与第IV组或第V组基础油料混合。在一个实施方案中，涂料组合物含有0.001重量％至5重量％的季铵盐或0.01重量％至1重量％或0.01或0.05至0.5重量％。
在一些实施方案中，涂料组合物包含油。油可以包括大部分液态烃，例如链烷烃，烯烃，环烷烃，芳烃，饱和烃或不饱和烃。通常，油是与水不混溶的可乳化烃，并且在一些实施方案中，油在室温下为液体。可以使用来自各种来源的油，包括天然油和合成油及其混合物。
天然油包括动物油和植物油(例如大豆油，猪油)以及链烷烃、环烷烃或混合链烷烃-环烷烃类型的溶剂精制或酸精制的矿物油。衍生自煤或页岩的油也是有用的。合成油包括烃油和卤代烃油，例如聚合和共聚烯烃，例如聚丁烯，聚丙烯，丙烯-异丁烯共聚物，氯化聚丁烯；烷基苯例如十二烷基苯，十四烷基苯，二壬基苯或二-(2-乙基己基)苯。
可以使用的另一类合成油包括二羧酸(例如邻苯二甲酸，琥珀酸，烷基琥珀酸，马来酸，壬二酸，辛二酸，癸二酸，富马酸，己二酸，亚油酸二聚物，丙二酸，烷基丙二酸，烯基丙二酸等)与各种醇(例如丁醇，己醇，十二烷醇，2-乙基己醇，乙二醇，二甘醇单醚，丙二醇，季戊四醇等)的酯。这些酯的具体实例包括己二酸二丁酯，癸二酸二(2-乙基己酯)，富马酸二正己酯，癸二酸二辛酯，壬二酸二异辛酯，壬二酸二异癸酯，邻苯二甲酸二辛酯，邻苯二甲酸二癸酯，癸二酸双二十烷基酯，亚油酸二聚物的2-乙基己基二酯或通过1摩尔癸二酸与2摩尔四甘醇和2摩尔2-乙基-己酸反应形成的复合酯。
可用作合成油的酯还包括由C5至C12一元羧酸和多元醇以及多元醇醚如新戊二醇，三羟甲基丙烷，季戊四醇，二季戊四醇，三季戊四醇等制备的那些。
可以使用上文公开类型的未精制、精制和再精制油(以及各自与彼此的混合物)。未精制油是直接从天然或合成来源获得的油，无需进一步纯化处理。例如，直接从蒸馏操作获得的页岩油，直接从蒸馏获得的石油油或直接从酯化方法获得的酯油并且不经进一步处理而使用的是未精制油。精制油与未精制油相似，除了它们已经在一个或多个纯化步骤中进一步处理以改进一种或多种性质。许多这样的纯化技术是本领域技术人员已知的，例如溶剂萃取，蒸馏，酸或碱萃取，过滤，渗滤等。再精制油是通过将与用于获得精制油类似的那些方法应用于已经用过的精制油而获得的。这种再精制油也被称为回收油或再加工油，并且通常通过旨在去除废添加剂和油分解产物的技术另外加工。
在一些实施方案中，油是美国石油学会定义的第II组或III组基础油料。
任选的其它材料可以掺入涂料组合物中。典型的成品组合物可包含润滑剂如脂肪酸和蜡，抗磨剂，分散剂，腐蚀抑制剂，普通和过碱性清净剂，反乳化剂，杀生物剂，金属减活剂或其混合物。
所公开技术的涂料组合物还可以包含具有至少10个碳原子的羧酸二酸或多酸。“多酸”是指具有三个或更多个羧酸基团的材料。但是，如果二酸或多酸是在相邻碳原子上具有两个羧酸基团的二酸，那么二酸应该具有至少14个总碳原子。在一个实施方案中，二酸或多酸是具有至少16个碳原子的二酸，两个羧酸基团被至少6个碳原子隔开。在这样的实施方案中，也可以存在多于两个的羧酸基团，但是如果是这样的话，那么它们中的至少两个可以被至少6个本身未被羧基取代的碳原子分隔开。在这样的实施方案中，分隔碳原子通常是非芳族的，并且在一个实施方案中，它们包含碳链，即不被插入的氧或氮原子中断。在某些实施方案中，羧基可以被8至24个碳原子，或10至20，或12至20，或14至18个碳原子分隔开。
一种二酸称为二聚酸或二聚酸。二聚酸是通常通过长链如C18不饱和脂肪酸二聚制备的产物。它们通常通过油酸或妥尔油脂肪酸的自缩合来制备。二聚酸是分子量较高(大约560)的物质的混合物，但在室温下是液体。它们是可以通过Diels-Alder反应或通过自由基途径或通过在基质如粘土上催化而制备的市售材料。
在Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology，第三版，第7卷，第768-782页，John Wiley&Sons，New York(1979)中对二聚酸及其制备进行了广泛讨论。
在另一个实施方案中，二酸可以包括具有至少14个碳原子的烃基取代的琥珀酸，包括琥珀酸结构部分的四个碳原子，例如被10-碳烷基取代的琥珀酸。在其它实施方案中，在这样的烷基取代基中具有至少12、14、16或18个碳原子(总数为16、18、20或22个碳原子)。烷基取代基中的原子数可以高达36或30或24或22个碳原子。
在另一个实施方案中，二酸可以是具有至少10或12个碳原子且最高达例如36或24或18个碳原子的α,ω-亚烷基二酸。实例包括1,10-癸二酸，1,12-十二烷二酸和1,18-十八烷二酸。
当在浓缩物中时，所公开技术的涂料组合物中的上述二酸或多酸的量可以为2至20重量％，或3至10重量％，或5至6重量％。完全配制的稀释的涂料组合物中的相应量可以是0.1至14％，或0.2至10％，或0.4至8％，或0.4至5％或1至5％。
另一种任选材料是脂肪酸，其与上述二酸或二聚酸区别开来。可用于本文的脂肪酸包括具有8至35个碳原子的一元羧酸，并且在一个实施方案中为16至24个碳原子。这样的一元羧酸的实例包括不饱和脂肪酸，如肉9-十四烯酸，棕榈油酸，顺6十六碳烯酸(sapienic acid)，油酸，反油酸，十八碳烯酸，亚油酸，反式亚油酸；α-亚麻酸；花生四烯酸；二十碳五烯酸；芥酸，二十二碳六烯酸；和饱和脂肪酸，如辛酸；癸酸；月桂酸，肉豆蔻酸；棕榈酸；硬脂酸，花生酸，山酸；二十四烷酸，蜡酸，异硬脂酸，顺9二十碳烯酸，妥尔油脂肪酸或其组合。这些酸可以是饱和的，不饱和的或具有其它官能团，如羟基，如12-羟基硬脂酸，来自烃基主链。美国专利第7,435,707号中描述了其它示例羧酸。
所述一种或多种脂肪酸可以0.1重量％至50重量％，或0.1重量％至25重量％，或0.1重量％至10重量％存在于金属加工组合物中。
过碱性清净剂的实例包括过碱性金属磺酸盐，过碱性金属酚盐，过碱性金属水杨酸盐，过碱性金属saliginate，过碱性金属羧酸盐或过碱性胺磺酸盐清净剂。过碱性清净剂含有金属如Mg，Ba，Sr，Zn，Na，Ca，K及其混合物。过碱性清净剂是金属盐或配合物，其特征在于金属含量超过根据金属和与金属反应的特定酸性有机化合物(例如磺酸)的化学计量而存在的金属含量。
术语“金属比”在本文中用于表示过碱性材料(例如金属磺酸盐或羧酸盐)中金属的总化学当量与产品中金属的化学当量(预期会导致待过碱化有机材料(例如磺酸或羧酸)与含金属反应物之间的反应用于根据两种反应物的化学反应性和计量形成清净剂(例如氢氧化钙，氧化钡等))之比。因此，在普通钙磺酸盐中，金属比为1，而在过碱性磺酸盐中，金属比为4.5。
这种清净剂的实例描述于例如美国专利2,616,904；2,695,910；2,767,164；2,767,209；2,798,852；2,959,551；3,147,232；3,274,135；4,729,791；5,484,542和8,022,021中。
过碱性清净剂可以单独使用或组合使用。过碱性清净剂可以以组合物的0.1重量％至50重量％的范围存在；如至少1重量％或至多10重量％。
可用于本文的反乳化剂包括聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚丙烯醇氧化物(环氧乙烷-环氧丙烷)聚合物、聚氧化烯醇、烷基胺、氨基醇、与环氧乙烷或取代的环氧乙烷混合物顺序反应的二胺或多胺、三烷基磷酸酯，及其组合。
反乳化剂可以0.0001重量％至10重量％，例如0.0001重量％至2.5重量％的量存在于腐蚀抑制组合物中，
可以包括在组合物中的分散剂包括具有油溶性聚合物烃主链并具有能够与待分散颗粒缔合的官能团的那些。聚合物烃主链可以具有750至1500道尔顿的重均分子量。示例性的官能团包括通常经由桥连基团与聚合物主链连接的胺、醇、酰胺和酯极性结构部分。分散剂的实例包括描述于美国专利3,697,574和3,736,357中的Mannich分散剂；描述于美国专利4,234,435和4,636,322中的无灰琥珀酰亚胺分散剂；描述于美国专利3,219,666、3,565,804和5,633,326中的胺分散剂；描述于美国专利5,936,041、5,643,859和5,627,259中的Koch分散剂和描述于美国专利5,851,965、5,853,434和5,792,729中的聚亚烷基琥珀酰亚胺分散剂。分散剂可以以0.0001重量％至10重量％，例如0.0005重量％至2.5重量％存在于金属加工组合物中。
在一个实施方案中，本文公开的金属加工组合物可以含有至少一种不同于本发明化合物的另外的摩擦改进剂。另外的摩擦改进剂可以以金属加工组合物的0重量％至6重量％，或者0.01重量％至4重量％，或者0.05重量％至2重量％，或者0.1重量％至2重量％存在。
如本文所用，与摩擦改进剂有关的术语“脂肪烷基”或“脂肪”是指具有10-22个碳原子的碳链，通常是直链碳链。或者，脂肪烷基可以是单支化烷基，通常在β-位支化。单支化烷基的实例包括2-乙基己基、2-丙基庚基或2-辛基十二烷基。
合适的摩擦改进剂的实例包括胺的长链脂肪酸衍生物，脂肪酯或脂肪环氧化物；脂肪咪唑啉，如羧酸和多亚烷基-多胺的缩合产物；烷基磷酸的胺盐；脂肪膦酸酯；脂肪亚磷酸酯；硼酸化磷脂，硼酸化脂肪环氧化物；甘油酯；硼酸化甘油酯；脂肪胺；烷氧基化脂肪胺；硼酸化烷氧基化脂肪胺；羟基和多羟基脂肪胺，包括叔羟基脂肪胺；羟烷基酰胺；脂肪酸的金属盐；烷基水杨酸酯的金属盐；脂肪唑啉；脂肪乙氧基化醇；羧酸与多亚烷基多胺的缩合产物；或来自脂肪羧酸与胍、氨基胍、脲或硫脲及其盐的反应产物。
摩擦改进剂还可以包括材料如硫化脂肪化合物和烯烃，二烷基二硫代磷酸钼，二硫代氨基甲酸钼，或其它油溶性钼配合物如855(可从R.T.Vanderbilt，Inc商购)或S-700或S-710(可从Adeka，Inc商购获得)。油溶性钼配合物有助于降低摩擦，但可影响密封相容性。
在一个实施方案中，摩擦改进剂可以是油溶性钼配合物。油溶性钼配合物可以包括二硫代氨基甲酸钼，二硫代磷酸钼，钼蓝氧化物配合物或其它油溶性钼配合物或其混合物。油溶性钼配合物可以是钼氧化物和氢氧化物的混合物，所谓的“蓝色”氧化物。钼蓝氧化物具有平均氧化态为5至6的钼，并且是MoO2(OH)至MoO2.5(OH)0.5的混合物。油溶性的实例是以商品名MB或MBO(可从Lehmann和Voss GmbH商购)已知的钼蓝氧化物配合物。油溶性钼配合物可以以金属加工组合物的0重量％至5重量％，或0.1重量％至5重量％或1至3重量％存在。
在一个实施方案中，摩擦改进剂可以是长链脂肪酸酯。在另一个实施方案中，长链脂肪酸酯可以是单酯，并且在另一个实施方案中，长链脂肪酸酯可以是甘油三酯如向日葵油或大豆油或多元醇和脂族羧酸的单酯。
极压剂可以是含有硫和/或磷和/或氯的化合物。极压剂的实例包括多硫化物，硫化烯烃，噻二唑，氯化石蜡，过碱性磺酸盐或其混合物。
噻二唑的实例包括2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或其低聚物，烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑，烃硫基取代的2,5-二巯基-1,3,4-二噻唑或其低聚物。烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑的低聚物典型地通过在2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑单元之间形成硫-硫键以形成两个或更多个所述噻二唑单元的低聚物而形成。合适的噻二唑化合物的实例包括二巯基噻二唑，2,5-二巯基-[1,3,4]-噻二唑，3,5-二巯基-[1,2,4]-噻二唑，3,4-二巯基-[1,2,5]-噻二唑或4-5-二巯基-[1,2,3]-噻二唑中的至少一种。通常容易获得的材料如2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或烃硫基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑是通常使用的。在不同的实施方案中，烃基取代基上的碳原子数包括1至30、2至25、4至20、6至16或8至10。2,5-二巯基-1,3,4噻二唑可以是2,5-二辛基二硫代-1,3,4-噻二唑或2,5-二壬基二硫代-1,3,4-噻二唑。
在一个实施方案中，至少50重量％的多硫化物分子是三硫化物或四硫化物的混合物。在其它实施方案中，多硫化物分子的至少55重量％或至少60重量％是三硫化物或四硫化物的混合物。
多硫化物包括来自油、脂肪酸或酯、烯烃或聚烯烃的硫化有机多硫化物。
可以被硫化的油包括天然或合成油，例如矿物油，猪油，衍生自脂族醇和脂肪酸或脂族羧酸的羧酸酯(例如油酸肉豆蔻酯和油酸油醇酯)，以及合成的不饱和酯或甘油酯。
脂肪酸包括含有8至30、或12至24个碳原子的脂肪酸。脂肪酸的实例包括油酸，亚油酸，亚麻酸和妥尔油。由混合不饱和脂肪酸酯制备的硫化硫化脂肪酸酯如从动物脂肪和植物油(包括妥尔油，亚麻子油，大豆油，菜籽油和鱼油)获得。
多硫化物包括衍生自各种烯烃的烯烃。烯烃通常具有一个或多个双键。在一个实施方案中烯烃含有3至30个碳原子。在其它实施方案中，烯烃含有3至16个或3至9个碳原子。在一个实施方案中，硫化烯烃包括衍生自丙烯、异丁烯、戊烯或其混合物的烯烃。
在一个实施方案中，多硫化物包含衍生自通过已知技术聚合如上所述的烯烃的聚烯烃。
在一个实施方案中，多硫化物包括二丁基四硫化物，油酸的硫化甲酯，硫化烷基酚，硫化二戊烯，硫化二环戊二烯，硫化萜烯和硫化Diels-Alder加合物。
氯化石蜡可以包括长链氯化石蜡(C20+和中链氯化石蜡(C14-C17))，实例包括来自Dover Chemical的Choroflo，Paroil和Chlorowax产品。
上面已经讨论了过碱性磺酸盐。过碱性磺酸盐的实例包括5283C，5318A，5347LC和5358。
极压剂可以以金属加工组合物的0重量％至25重量％，1.0重量％至15.0重量％，2.0重量％至10.0重量％存在。
金属加工流体可以具有下表中定义的组成：
金属加工组合物的具体实例包括在下表中总结的那些：
为了证明组合物中的水分离性能，可以通过制备用0.1、0.5和1％的季铵盐处理过的浓缩物来评估组合物。然后将含有添加剂的浓缩物在溶剂中稀释至20％，并通过反转稀释6次将75mL稀释液与25mL蒸馏水混合。观察到防锈剂分离25mL水的时间。可以运行ASTM B117，ASTM D1748，MIL-PRF-16173E和MIL-C-22235A以确保腐蚀保护。
另外，为了证明金属加工流体的抗磨损性能，可以相对于对照标准对流体进行评估，以评估四球磨损(ASTM 4172)和Microtap摩擦。此外，可以运行ASTM D665以确保腐蚀保护，并且可以使用ATSM 2272来测定氧化稳定性。
其它性能添加剂：液压油、涡轮机油或循环油
在一个实施方案中，季铵盐可以用于用于液压系统、涡轮机系统或循环油系统的润滑剂组合物中。液压系统通常是其中流体(通常为油基流体)通过液压力将能量传递至系统的不同部分的装置或设备。涡轮机润滑剂通常用于润滑涡轮机(或涡轮机系统)的齿轮或其它运动部件，例如蒸汽涡轮机或燃气涡轮机。循环油通常用于将热量分配到或通过其循环通过的装置或设备。
在一个实施方案中，润滑剂组合物以总组合物的0.005或0.05至2重量％，或0.01或0.05至1.5重量％，0.05至1重量％，0.15至1重量％，0.15至0.5重量％的量包含季铵盐。
润滑剂组合物还可以含有一种或多种另外的添加剂。在一些实施方案中，另外的添加剂可以包括抗氧化剂，抗磨剂，腐蚀抑制剂，防锈剂，泡沫抑制剂，分散剂，反乳化剂，金属减活剂，摩擦改进剂，清净剂，乳化剂，极压剂，倾点下降剂，粘度改进剂或其任何组合。
润滑剂因此可以包含抗氧化剂或其混合物。抗氧化剂可以以润滑剂的0重量％至4.0重量％，或者0.02重量％至3.0重量％，或者0.03重量％至1.5重量％存在。
抗氧化剂包括二芳基胺，烷基化二芳基胺，受阻酚，钼化合物(例如二硫代氨基甲酸钼)，羟基硫醚，三甲基聚喹啉(例如1,2-二氢-2,2,4-三甲基喹啉)或其混合物。
二芳基胺或烷基化二芳基胺可以是苯基-α-萘胺(PANA)，烷基化二苯胺或烷基化苯基萘胺或其混合物。烷基化二苯胺可包括二壬基化二苯胺，壬基二苯胺，辛基二苯胺，二辛基化二苯胺，二癸基化二苯胺，癸基二苯胺，苄基二苯胺及其混合物。在一个实施方案中，二苯胺可以包括壬基二苯胺，二壬基二苯胺，辛基二苯胺，二辛基二苯胺或其混合物。在一个实施方案中，烷基化二苯胺可以包括壬基二苯胺或二壬基二苯胺。烷基化二芳基胺可以包括辛基，二辛基，壬基，二壬基，癸基或二癸基苯基萘胺。在一个实施方案中，二苯胺用苯和叔丁基取代基烷基化。
受阻酚抗氧化剂通常含有仲丁基和/或叔丁基作为空间阻碍基团。酚基团可以进一步被烃基(典型地为线性或支化烷基)和/或与第二芳族基团连接的桥连基团取代。合适的受阻酚抗氧化剂的实例包括2,6-二叔丁基苯酚，4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚，4-乙基-2,6-二叔丁基苯酚，4-丙基-2,6-二叔丁基苯酚或4-丁基-2,6-二叔丁基苯酚或4-十二烷基-2,6-二叔丁基苯酚。在一个实施方案中，受阻酚抗氧化剂可以是酯并且可以包括例如来自BASF GmbH的IrganoxTM L-135。美国专利6,559,105中更详细地描述了合适的含酯受阻酚抗氧化剂化学。
可以用作抗氧化剂的二硫代氨基甲酸钼的实例包括以商品名如MolyvanA、855且来自R.T.Vanderbilt Co.,Ltd.和Adeka Sakura-LubeTM S100、S165、S600和S525或其混合物出售的商业材料。可以用作抗氧化剂或抗磨剂的二硫代氨基甲酸盐的实例是来自R.T.Vanderbilt Co.，Ltd的7723
抗氧化剂可以包括由下式表示的取代的烃基单硫化物：
其中R6可以是具有8至20个碳原子的饱和或不饱和的支化或线性烷基；R7、R8、R9和R10独立地为氢或含有1至3个碳原子的烷基。在一些实施方案中，取代的烃基单硫化物包括正十二烷基-2-羟乙基硫化物，1-(叔十二烷硫基)-2-丙醇或其组合。在一些实施方案中，取代的烃基单硫化物是1-(叔十二烷硫基)-2-丙醇。
润滑剂组合物还可以包含分散剂或其混合物。合适的分散剂包括：(i)聚醚胺；(ii)硼酸化琥珀酰亚胺分散剂；(iii)非硼酸化琥珀酰亚胺分散剂；(iv)二烷基胺，醛和烃基取代苯酚的曼尼希反应产物；或其任何组合。在一些实施方案中，分散剂可以总组合物的0重量％或0.01重量％至2.0重量％，0.05重量％至1.5重量％，或0.005重量％至1重量％，或0.05重量％至0.5重量％存在。
可以包含在组合物中的分散剂包括具有油溶性聚合物烃主链并具有能够与待分散颗粒缔合的官能团的那些。聚合物烃主链可具有750至1500道尔顿的重均分子量。示例性的官能团包括通常经由桥连基团与聚合物主链连接的胺、醇、酰胺和酯极性结构部分。分散剂的实例包括描述于美国专利3,697,574和3,736,357中的Mannich分散剂；描述于美国专利4,234,435和4,636,322中的无灰琥珀酰亚胺分散剂；描述于美国专利3,219,666、3,565,804和5,633,326中的胺分散剂；描述于美国专利5,936,041、5,643,859和5,627,259中的Koch分散剂和描述于美国专利5,851,965、5,853,434和5,792,729中的聚亚烷基琥珀酰亚胺分散剂。
防沫剂(也称为泡沫抑制剂)在本领域中是已知的并且包括有机硅氧烷和非硅泡沫抑制剂。有机硅氧烷的实例包括二甲基硅氧烷和聚硅氧烷。非硅泡沫抑制剂的实例包括丙烯酸乙酯和丙烯酸2-乙基己酯的共聚物，丙烯酸乙酯、丙烯酸2-乙基己酯和乙酸乙烯酯的共聚物，聚醚，聚丙烯酸酯及其混合物。在一些实施方案中，防沫剂是聚丙烯酸酯。防沫剂可以以0.001重量％至0.012重量％或0.004重量％或甚至0.001重量％至0.003重量％的量存在于组合物中。
反乳化剂在本领域中是已知的并且包括环氧丙烷、环氧乙烷、聚氧化烯醇、烷基胺、氨基醇、与环氧乙烷或取代的环氧乙烷或其混合物顺序反应的二胺或多胺的衍生物。反乳化剂的实例包括聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、(环氧乙烷-环氧丙烷)聚合物及其混合物。在一些实施方案中，反乳化剂是聚醚。反乳化剂可以以0.002重量％至0.012重量％的量存在于组合物中。
倾点下降剂在本领域中是已知的并且包括马来酸酐-苯乙烯共聚物的酯，聚甲基丙烯酸酯；聚丙烯酸酯；聚丙烯酰胺；卤化石蜡和芳族化合物的缩合产物；羧酸乙烯酯聚合物；和富马酸二烷基酯的三元共聚物，脂肪酸的乙烯基酯，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，烷基酚甲醛缩合树脂，烷基乙烯基醚及其混合物。
润滑剂组合物还可以包含防锈剂。合适的防锈剂包括烷基磷酸的烃基胺盐，二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐，烃基芳基磺酸的烃基胺盐，脂肪羧酸或其酯，含氮羧酸的酯，磺酸铵，咪唑啉，与醇或醚反应的烷基化琥珀酸衍生物，或其任何组合；或其混合物。
合适的烷基磷酸的烃基胺盐可以由下式表示：
其中R26和R27独立地为氢，烷基链或烃基，通常R26和R27中的至少一个为烃基。R26和R27含有4至30，或8至25，或10至20，或13至19个碳原子。R28、R29和R30独立地为氢，具有1至30、或4至24、或6至20、或10至16个碳原子的烷基支化或线性烷基链。R28、R29和R30独立地为氢，烷基支化或线性烷基链或R28、R29和R30中的至少一个或两个为氢。
适于R28、R29和R30的烷基的实例包括丁基，仲丁基，异丁基，叔丁基，戊基，正己基，仲己基，正辛基，2-乙基，己基，癸基，十一烷基，十二烷基，十三烷基，十四烷基，十五烷基，十六烷基，十七烷基，十八烷基，十八碳烯基，十九烷基，二十烷基或其混合物。
在一个实施方案中，烷基磷酸的烃基胺盐是C14-C18烷基化磷酸与81R(由Rohm&Haas生产和销售)的反应产物，81R为C11-C14叔烷基伯胺的混合物。
二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐可以包括防锈剂，例如二烷基二硫代磷酸的烃基胺盐。这些可以是庚基或辛基或壬基二硫代磷酸与乙二胺、吗啉或81R或其混合物的反应产物。
烃基芳基磺酸的烃基胺盐可以包括二壬基萘磺酸的乙二胺盐。
合适的脂肪羧酸或其酯的实例包括甘油单油酸酯和油酸。含氮羧酸的合适酯的实例包括油基肌氨酸。
防锈剂可以以润滑油组合物的0或0.02重量％至0.2重量％，0.03重量％至0.15重量％，0.04重量％至0.12重量％或0.05重量％至0.1重量％的范围存在。防锈剂可以单独使用或以其混合物使用。
润滑剂可以含有金属减活剂或其混合物。金属减活剂可选自苯并三唑(通常为甲苯基三唑)，1,2,4-三唑，苯并咪唑，2-烷基二硫代苯并咪唑或2-烷基二硫代苯并噻唑，1-氨基-2-丙醇，二巯基噻二唑衍生物，辛酸辛胺，十二碳烯基琥珀酸或酸酐和/或脂肪酸如油酸与多胺的缩合产物。金属减活剂也可以被描述为腐蚀抑制剂。
金属减活剂可以以润滑油组合物的0或0.001重量％至0.1重量％，0.01重量％至0.04重量％或0.015重量％至0.03重量％的范围存在。金属减活剂也可以以0.002重量％或0.004重量％至0.02重量％存在于组合物中。金属减活剂可以单独或以其混合物使用。
在一个实施方案中，本发明提供了还包含含金属清净剂的润滑剂组合物。含金属清净剂可以是钙或镁清净剂。含金属清净剂也可以是总碱值在30-500mg KOH/g当量的过碱性清净剂。
含金属清净剂可选自不含硫的酚盐，含硫酚盐，磺酸盐，salixarates，水杨酸盐及其混合物，或其硼酸化等价物。含金属清净剂可以选自不含硫的酚盐，含硫酚盐，磺酸盐及其混合物。清净剂可以用硼酸化剂如硼酸硼酸化，例如硼酸化的过碱性钙或镁磺酸盐清净剂或其混合物。清净剂可以以液压组合物的0重量％至5重量％，或0.001重量％至1.5重量％，或0.005重量％至1重量％，或0.01重量％至0.5重量％存在。
润滑剂可以包含极压剂。极压剂可以是含有硫和/或磷的化合物。极压剂的实例包括多硫化物，硫化烯烃，噻二唑或其混合物。
噻二唑的实例包括2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或其低聚物，烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑，烃硫基-取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或其低聚物。烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑的低聚物典型地通过在2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑单元之间形成硫-硫键以形成两个或更多个所述噻二唑单元的低聚物而形成。合适的噻二唑化合物的实例包括二巯基噻二唑，2,5-二巯基-[1,3,4]-噻二唑，3,5-二巯基-[1,2,4]-噻二唑，3,4-二巯基-[1,2,5]-噻二唑或4-5-二巯基-[1,2,3]-噻二唑中的至少一种。通常使用的是通常容易获得的材料如2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或烃基取代的2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑或烃硫基取代的2,5-二巯基-1,3,4噻二唑。在不同的实施方案中，在烃基取代基团上的碳原子数包括1至30、2至25、4至20、6至16或8至10。2,5二巯基-1,3,4-噻二唑可以为2,5-二辛基二硫代-1,3,4-噻二唑或2,5-二壬基二硫代-1,3,4-噻二唑。
多硫化物可以包括来自油、脂肪酸或酯、烯烃或聚烯烃的硫化有机多硫化物。
可被硫化的油包括天然或合成油，如矿物油，猪油，由脂肪醇和脂肪酸或脂族羧酸衍生的羧酸酯(例如油酸肉豆蔻酯和油酸油酯)和合成的不饱和酯或甘油酯。
脂肪酸包括含有8至30或12至24个碳原子的那些。脂肪酸的实例包括油酸，亚油酸，亚麻酸和妥尔油。由混合不饱和脂肪酸酯制备的硫化脂肪酸酯，例如从动物脂肪和植物油(包括妥尔油，亚麻子油，豆油，菜籽油和鱼油)获得。
多硫化物包括衍生自宽范围烯烃的烯烃。烯烃通常具有一个或多个双键。在一个实施方案中烯烃含有3至30个碳原子。在其它实施方案中，烯烃含有3至16个或3至9个碳原子。在一个实施方案中，硫化烯烃包括衍生自丙烯、异丁烯、戊烯或其混合物的烯烃。在一个实施方案中，多硫化物包含衍生自通过已知技术聚合如上所述的烯烃的聚烯烃。在一个实施方案中，多硫化物包括二丁基四硫化物，油酸的硫化甲酯，硫化烷基酚，硫化二戊烯，硫化二环戊二烯，硫化萜烯和硫化Diels-Alder加合物。
极压剂可以以液压组合物的0重量％至3重量％，0.005重量％至2重量％，0.01重量％至1.0重量％存在。
润滑剂可进一步包含粘度改进剂或其混合物。适用于本发明的粘度改进剂(通常称为粘度指数改进剂)包括聚合物材料，包括苯乙烯-丁二烯橡胶，烯烃共聚物，氢化苯乙烯-异戊二烯聚合物，氢化自由基异戊二烯聚合物，聚(甲基)丙烯酸酯，聚烷基苯乙烯，氢化烯基芳基共轭二烯共聚物，马来酸酐-苯乙烯共聚物的酯或其混合物。在一些实施方案中，粘度改进剂是聚(甲基)丙烯酸酯，烯烃共聚物或其混合物。粘度改进剂可以以润滑剂的0重量％至10重量％，0.5重量％至8重量％，1重量％至6重量％存在。
在一个实施方案中，本文公开的润滑剂可以含有至少一种摩擦改进剂。摩擦改进剂可以以润滑剂组合物的0重量％至3重量％，或0.02重量％至2重量％，或0.05重量％至1重量％存在。
如本文所用，与摩擦改进剂相关的术语“脂肪烷基”或“脂肪”是指具有10至22个碳原子的碳链，通常为直链碳链。或者，脂肪烷基可以是单支化烷基，通常在β-位具有支化。单支化烷基的实例包括2-乙基己基，2-丙基庚基或2-辛基十二烷基。
合适的摩擦改进剂的实例包括胺的长链脂肪酸衍生物，脂肪酯或脂肪环氧化物；脂肪咪唑啉，如羧酸和多亚烷基-多胺的缩合产物；烷基磷酸的胺盐；脂肪膦酸酯；脂肪亚磷酸酯；硼酸化磷脂，硼酸化脂肪环氧化物；甘油酯；硼酸化甘油酯；脂肪胺；烷氧基化脂肪胺；硼酸化烷氧基化脂肪胺；羟基和多羟基脂肪胺，包括叔羟基脂肪胺；羟烷基酰胺；脂肪酸的金属盐；烷基水杨酸酯的金属盐；脂肪唑啉；脂肪乙氧基化醇；羧酸与多亚烷基多胺的缩合产物；或来自脂肪羧酸与胍、氨基胍、脲或硫脲及其盐的反应产物。
在一个实施方案中，润滑剂组合物还包含抗磨剂。典型地，抗磨剂可以是磷抗磨剂或其混合物。抗磨剂可以以润滑剂的0重量％至5重量％，0.001重量％至2重量％，0.01重量％至1.0重量％存在。
磷抗磨剂可以包括磷胺盐或其混合物。磷胺盐包括含磷酸酯的胺盐或其混合物。含磷酸酯的胺盐包括磷酸酯及其胺盐；二烷基二硫代磷酸酯及其胺盐；亚磷酸盐；和含磷羧酸酯、醚和酰胺的胺盐；磷酸或硫代磷酸的羟基取代的二或三酯及其胺盐；磷酸或硫代磷酸的磷酸化羟基取代的二或三酯及其胺盐；及其混合物。含磷酸酯的胺盐可以单独使用或组合使用。
在一个实施方案中，油溶性磷胺盐包括部分胺盐-部分金属盐化合物或其混合物。在一个实施方案中，磷化合物在分子中还包含硫原子。
抗磨剂的实例可包括非离子磷化合物(通常具有氧化态为+3或+5的磷原子的化合物)。在一个实施方案中，磷化合物的胺盐可以是无灰的，即不含金属(在与其它组分混合之前)。
可适用作胺盐的胺包括伯胺，仲胺，叔胺及其混合物。胺包括具有至少一个烃基的那些，或者在某些实施方案中，两个或三个烃基。烃基可以含有2至30个碳原子，或者在其它实施方案中8至26，或10至20，或13至19个碳原子。
伯胺包括乙胺，丙胺，丁胺，2-乙基己胺，辛胺和十二烷基胺，以及这样的脂肪胺如正辛胺，正癸胺，正十二烷基胺，正十四烷基胺，正十六烷基胺，十八烷基胺和油胺。其它有用的脂肪胺包括可商购的脂肪胺如胺(可得自Akzo Chemicals,Chicago,Illinois的产品)，如Armeen C、Armeen O、Armeen OL、Armeen T、Armeen HT、Armeen S和Armeen SD，其中字母名称涉及脂肪基团如椰油基，油基，牛脂基或硬脂基。
合适的仲胺的实例包括二甲胺，二乙胺，二丙胺，二丁胺，二戊胺，二己胺，二庚胺，甲基乙胺，乙基丁胺和乙基戊胺。仲胺可以是环状胺如哌啶、哌嗪和吗啉。
胺也可以是叔脂族伯胺。在这种情况下，脂族基团可以是含有2至30、或6至26、或8至24个碳原子的烷基。叔烷基胺包括单胺如叔丁胺，叔己胺，1-甲基-1-氨基-环己烷，叔辛胺，叔癸胺，叔十二烷基胺，叔十四烷基胺，叔十六烷基胺，叔十八烷基胺，叔二十四烷基胺和叔二十八烷基胺。
在一个实施方案中，含磷酸胺盐包括具有C11-C14叔烷基伯基或其混合物的胺。在一个实施方案中，含磷酸胺盐包括具有C14至C18叔烷基伯胺或其混合物的胺。在一个实施方案中，含磷酸胺盐包括具有C18至C22叔烷基伯胺或其混合物的胺。也可以使用胺的混合物。在一个实施方案中，有用的胺的混合物是“81R”和“JMT”。81R和JMT(均由Rohm&Haas生产和销售)分别为C11至C14叔烷基伯胺和C18至C22叔烷基伯胺的混合物。
在一个实施方案中，磷化合物的油溶性胺盐包括含磷化合物的无硫胺盐，可以通过包括以下的方法获得/可获得：使胺与(i)羟基取代的磷酸二酯，或(ii)磷酸化羟基取代的磷酸二酯或三酯反应。美国专利8,361,941中公开了这种化合物的更详细的描述。
在一个实施方案中，烷基磷酸酯的烃基胺盐是C14-C18烷基化磷酸与81R(由Rohm&Haas生产和销售)的反应产物，81R是C11-C14叔烷基伯胺的混合物。
二烷基二硫代磷酸酯的烃基胺盐的实例包括异丙基，甲基-戊基(4-甲基-2-戊基或其混合物)，2-乙基己基，庚基，辛基或壬基二硫代磷酸与乙二胺，吗啉或Primene 81RTM及其混合物的反应产物。
在一个实施方案中，二硫代磷酸可以与环氧化物或二醇反应。该反应产物进一步与磷酸、酸酐或低级酯反应。环氧化物包括脂族环氧化物或氧化苯乙烯。有用的环氧化物的实例包括环氧乙烷，环氧丙烷，环氧丁烷，氧化辛烯，氧化十二烯和氧化苯乙烯。在一个实施方案中，环氧化物可以是环氧丙烷。二醇可以是具有1至12，或2至6，或2至3个碳原子的脂族二醇。美国专利3,197,405和3,544,465中描述了二硫代磷酸，二醇，环氧化物，无机磷试剂及其反应方法。然后可以将所得酸用胺盐化。合适的二硫代磷酸的实例如下制备：在58℃下经45分钟将五氧化二磷(约64克)加入514克羟丙基O,O-二(4-甲基-2-戊基)二硫代磷酸酯(通过使二(4-甲基-2-戊基)-二硫代磷酸与1.3摩尔环氧丙烷在25℃下反应而制备)中。该混合物可以在75℃下加热2.5小时，与硅藻土混合并在70℃下过滤。滤液含有11.8重量％的磷，15.2重量％的硫和87(溴酚蓝)的酸值。
在一个实施方案中，抗磨添加剂可以包括二烷基二硫代磷酸锌。在其它实施方案中，本发明组合物基本上不含、或者甚至完全不含二烷基二硫代磷酸锌。
在一个实施方案中，本发明提供了包含在美国专利4,758,362第2栏第35行至第6栏第11行中定义的二硫代氨基甲酸酯抗磨剂的组合物。当存在时，二硫代氨基甲酸酯抗磨剂可以以总组合物的0.25重量％，0.3重量％，0.4重量％或甚至0.5重量％直至0.75重量％，0.7重量％，0.6重量％或甚至0.55重量％存在。
液压润滑剂因此可以包含：
0.01重量％至2重量％的季铵盐，
0.0001重量％至0.15重量％的腐蚀抑制剂，其选自2,5-双(叔十二烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，甲苯基三唑或其混合物，
具有润滑粘度的油，
0.02重量％至3重量％的抗氧化剂，其选自胺类或酚类抗氧化剂或其混合物，
0重量％至1.5重量％的硼酸化琥珀酰亚胺或非硼酸化琥珀酰亚胺分散剂，
0.001重量％至1.5重量％的中性或微过碱性萘磺酸钙(通常为中性或微过碱性二壬基萘磺酸钙)和
0.001重量％至2重量％或0.01重量％至1重量％的抗磨剂，其选自二烷基二硫代磷酸锌，二烷基磷酸锌，含磷酸酯的胺盐或其混合物。
液压润滑剂因此可以包含：
0.01重量％至1.5重量％的季铵盐，
0.0001重量％至0.15重量％的腐蚀抑制剂，其选自2,5-双(叔十二烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，甲苯基三唑或其混合物，
具有润滑粘度的油，
0.02重量％至3重量％的抗氧化剂，其选自胺类或酚类抗氧化剂或其混合物，
0.005重量％至1.5重量％的硼酸化琥珀酰亚胺或非硼酸化琥珀酰亚胺分散剂，
0.001重量％至1.5重量％的中性或微过碱性萘磺酸钙(通常为中性或微过碱性二壬基萘磺酸钙)和
0.001重量％至2重量％或0.01重量％至1重量％的抗磨剂，其选自二烷基二硫代磷酸锌，二烷基磷酸锌，含磷酸酯的胺盐或其混合物。
液压润滑剂还可以包含在下表中定义的制剂：
表3
液压润滑剂的具体实例包括在下表中总结的那些：
表4
可以根据ASTM D471-12a：Standard Test Method for Rubber Property–Effect of Liquids评估液压润滑剂组合物的密封溶胀性能。
如本文所用，术语“缩合产物”旨在涵盖酯，酰胺，酰亚胺和其它可通过酸或酸的反应性等价物(例如酰基卤，酸酐或酯)与醇或胺的缩合反应制备的材料，而不管是否实际进行缩合反应直接导致产物。因此，例如，可以通过酯交换反应而不是直接通过缩合反应来制备特定的酯。所得到的产品仍然被认为是缩合产物。
除非另有说明，否则所述的每种化学组分的量不包括通常可存在于商业材料中的任何溶剂或稀释剂油，即基于活性化学物质。然而，除非另外指出，否则本文提及的每种化学物质或组合物应被解释为商业级材料，其可含有异构体、副产物、衍生物和通常被理解为存在于商业级中的其它此类材料。
如本文所用，术语“烃基取代基”或“烃基”以其普通含义使用，这对于本领域技术人员来说是公知的。具体地说，它指具有与分子的其余部分直接连接的碳原子并具有主要烃特性的基团。烃基的实例包括：
烃取代基，即脂族(例如烷基或烯基)，脂环族(例如环烷基，环烯基)取代基，以及芳族，脂族和脂环族取代的芳族取代基，以及环状取代基，其中环通过分子的另一部分完成(例如，两个取代基一起形成环)；
取代的烃取代基，即含有非烃基团的取代基，其在本发明的上下文中不会改变取代基的主要烃性质(例如卤素(特别是氯和氟)，羟基，烷氧基，巯基，烷基巯基，硝基，亚硝基和亚磺酰基)；
杂取代基，即在本发明的上下文中虽然主要具有烃特性，但是在环或链中含有除碳以外的元素的取代基(否则所述环或链由碳原子组成)，包括吡啶基，呋喃基，噻吩基和咪唑。杂原子包括硫、氧和氮。一般而言，烃基中每10个碳原子不超过2个或不超过1个非烃取代基；或者，在烃基中可不存在非烃取代基。
已知上述材料中的一些可能在最终制剂中相互作用，使得最终制剂的组分可能与最初添加的组分不同。例如，金属离子(例如清净剂的)可以迁移至其它分子的其它酸性或阴离子位。由此形成的产品，包括以其预期用途使用本公开技术的润滑剂组合物时形成的产品可能不容易描述。然而，所有这些修改和反应产物都包括在本公开技术的范围内；本公开技术包括通过混合上述组分制备的润滑剂组合物。
本文的发明可用于在涂料组合物中提供改进的水分离以防止金属表面上的生锈。令人惊讶的是，可以实现改进的水分离而对盐雾性能没有负面影响，参考以下实施例可以更好地理解。
实施例
样品1
将二甲基氨基丙胺的1000Mw聚异丁烯琥珀酰亚胺(250g，0.231mol)，水杨酸甲酯(52.68g，0.347mol)和2-乙基己醇(417.9g，58重量％)加入到配有顶置式搅拌器、具有欧电(eurotherm)加热的热电偶、氮气吹扫和冷凝器的1L法兰瓶中。在搅拌(200rpm)下将反应缓慢加热至140℃。反应保持在该温度过夜(约18小时)。将所得到的材料(被认为具有以下结构的季化聚异丁烯琥珀酰亚胺)冷却并收集。
样品2
将经由聚异丁烯与马来酸酐的阿尔德-烯反应制备的理论酸值为43mg KOH/g的2300Mn聚异丁烯琥珀酸酐(1000g，CO:N 1:1)加入到配有机械搅拌器、具有欧电加热的热电偶、氮气吹扫、顶部配有冷凝器的迪安-斯达克榻分水器的2L法兰瓶中。在搅拌(～250rpm)下将反应加热至95℃。经17分钟将N'N-二甲基氨基丙胺(37.14g CO:N 1:1)液面下逐滴加入反应物中。加完后，将反应加热至150℃并保持液面下氮气分布4小时。在保持期间，水被收集在迪安斯达克榻分水器中。将所得到的材料(被认为具有以下结构的聚异丁烯琥珀酰亚胺)冷却并收集。
样品3
将聚异丁烯琥珀酰亚胺(479.3g，0.43mol)和2-乙基己醇(194.7g，26重量％)加入到配备有顶置式搅拌器、具有欧电加热的热电偶、氮气吹扫、冷凝器和subaseal(具有注射泵)的1L法兰瓶中。在搅拌(210rpm)下将反应加热至75℃。将乙酸(25.57g，0.43mol)和水(4.79g，1重量％)装入烧瓶中)并保持30分钟以均化。通过注射泵经2小时(速率：13.41ml/hr)液面下加入环氧丙烷(44.52g，0.774mol)。在添加期间，搅拌速度增加至476rpm。加完后，反应进一步保持3小时。将所得到的材料(被认为具有以下结构的季化聚异丁烯琥珀酰亚胺)冷却并收集。
样品4
将通过使1摩尔1000数均分子量高亚乙烯基聚异丁烯和1.2摩尔马来酸酐在热“烯”反应中制备的1000Mw聚异丁烯琥珀酸酐(2000g，2.134mol)和庚烷(384.6g，15重量％)向配有顶置式搅拌器、具有欧电加热的热电偶，顶部具有冷凝器的迪安斯达克榻分水器、氮气吹扫和具有液面下添加的滴液漏斗的5L法兰瓶中。在搅拌(120rpm)下将反应加热至70℃。一旦达到温度，经110分钟逐滴加入二甲基氨基丙胺(218.5g，2.134mol)。注-添加是变化的，以便温度不超过80℃。在添加期间，搅拌速度增加至170rpm。加完后，反应在70℃下保持3小时。将所得到的材料(被认为具有以下结构的聚异丁烯基琥珀酰胺-酸)冷却并收集。
样品5
在反应装置上，将聚异丁烯琥珀酸酐(100％活性成分，100重量份(pbw))加热至80℃，并装入配有搅拌器、冷凝器、与支系添加管连接的进料泵、氮气管线和热罩/热电偶/温度控制器系统的夹套式反应容器中。将反应容器加热至100℃，向反应物中加入二甲基氨基丙胺(10.93pbw)，保持批料温度低于120℃。然后将反应混合物加热至150℃并保持3小时。将所得产物(非季化琥珀酰亚胺清净剂)冷却并收集。然后将该物质加热到75℃并装入配有搅拌器、冷凝器、与支系添加管连接的的进料泵、氮气管线和热罩/热电偶/温度控制器系统的夹套式反应容器中。将2-乙基己醇(40.55pbw)、水(1pbw)和乙酸(5.88pbw)加入容器并保持3小时。然后通过液面下喷射环加入环氧丙烷(8.54pbw)，并将反应在75℃下保持6小时。将所得产物(被认为具有以下结构的季化琥珀酰亚胺)冷却并收集。
实施例1
将样品1-5以0.1-1％的浓度范围添加到大豆衍生天然蜡防锈剂(“大豆”)和氧化石油蜡基防锈剂(“石油”)中。然后将这些共混物在溶剂油(mineral spirit)中稀释，通过制备用0.1、0.5和1％季铵盐处理过的浓缩物，将浓缩物在溶剂中稀释至20％，然后通过颠倒稀释6次将75mL稀释与25毫升蒸馏水混合而进行水分离测试。观察到防锈剂分离25mL水的时间
表1显示了该初始测试的结果。
表1.五种季胺的初始水分离测试
当用季胺处理时，两种RP在所有测试浓度下对于所有添加剂均提供比未处理RP更好的水分离。对于天然蜡混合大豆，加入少至0.1％的季胺添加剂将水分离所需的时间从21分钟减少到大约8分钟。同样，未经处理的石油大约需要17分钟才能分离出水；这个时间对于性能最好的季胺添加剂(样品4)改进到少于10分钟。
这些正面结果表明，向大豆衍生的天然蜡和氧化石油蜡基添加少量季胺添加剂可产生具有更好的水分离的防锈剂；然而，季胺对盐雾防护的影响需要在进一步的工作之前进行测试。对大豆共混物以及椰子衍生的天然蜡防锈剂(1:2部分氢化的椰子:部分氢化的大豆-“椰子”)进行盐雾测试。表2给出了水分离测试的结果。
表2.在较低浓度下季胺的水分离测试。
所测试的所有五种季胺似乎对每种共混物的水分离具有大致相同的效果。对于季铵盐样品观察到的10至13分钟的水分离时间比未处理的大豆共混物分离水所需的30分钟更快。
对于天然蜡共混椰子，季铵样品的水分离从未处理共混物椰子的13分钟对于性能最好的季铵盐改进至少于10分钟。
类似地，对于石油，季胺添加剂将水分离时间从25分钟降低到14-16分钟。
这些结果清楚地表明，季胺可以改进防锈剂的水分离。五种季胺表现出类似的行为，并提供了水分离的改进。商业添加剂更难以预测，其中一些可显著改进水分离时间，另一些则显示相对于未处理RP无改进。
进一步评估季铵盐对盐雾防护的影响。选择几种具有良好盐雾性能的共混物用于盐雾测试。这些共混物针对石油、大豆和椰子的对照进行运行，不含反乳化添加剂以确定添加剂的存在是否影响盐雾性能。结果报告在表4中。
表4.盐雾测试
盐雾测试的结果清楚地表明季铵盐对所有三种RP的盐雾性能可以具有可忽略的影响。未经处理的大豆共混物在盐雾中持续超过400小时，而用反乳化添加剂处理的大豆样品则持续超过350小时。类似地，对于椰子共混物，未处理的样品和用0.01％样品4处理的样品具有可比较的盐雾性能，并且优于用0.01％样品5处理的样品。对于石油，测试的添加剂对盐雾性能都没有负面影响。
从该研究中显而易见的是，季胺添加剂在石油基和天然来源的蜡基RP中是有效的反乳化剂。这些添加剂将未经处理的RP的水分离时间从20分钟至30分钟改进到小于15分钟，并且在某些情况下小于10分钟。另外，当以0.05％或更低的浓度使用时，添加剂提供改进的水分离，而对盐雾性能没有负面影响。
上面提到的每个文件通过引用并入本文，包括要求优先权的任何在先申请，无论是否在上面具体列出。提及任何文件并不是承认这种文件具有现有技术的资格，或者构成任何司法管辖区的技术人员的一般知识。除了在实施例中，或者另外明确地指出，本说明书中规定材料的量、反应条件、分子量、碳原子数等的所有数值应被理解为由“约”修饰。应当理解，本文所述的上限和下限量、范围和比限度可以独立地组合。类似地，本发明的每个元素的范围和量可以与任何其它元素的范围或量一起使用。
如本文所使用的，与“包括”、“含有”或“其特征在于”同义的过渡性术语“包含”是包含性的或开放性的，并且不排除另外的未列举的元素或方法步骤。然而，在本文的“包括”的每个陈述中，该术语还包括作为替代实施方案的短语“基本上由...组成”和“由......组成”，其中“由......组成”排除未指定的任何元素或步骤，“基本上由......组成”允许包括不会实质上影响所考虑的组合物或方法的基本和新特征的其它未叙述的元素或步骤。
尽管为了说明本发明的目的已经示出了某些代表性实施方案和细节，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明范围的情况下可以进行各种改变和修改。就这一点而言，本发明的范围仅由以下权利要求限制。