无胺无voc的金属加工液的制作方法

无胺无voc的金属加工液的制作方法
【专利摘要】本申请涉及水性金属加工组合物，其在浓缩物或用在稀释剂中的水稀释浓缩物后包含：按重量计0.002至40%的为润滑剂的组分(a)，其包含至少一个具有至少一个疏水性脂族链和至少一个极性基团的水-不溶性化合物(a)，且在20℃时具有的水溶解度小于0.1g/升；按重量计0.002至40%的组分(b)，其包含至少一个水-溶性的、抑制腐蚀的化合物(b)，所述化合物具有在20℃时大于0.1g/升的水-溶解度；按重量计0.002至45%的至少一个乳化剂和分散剂(c)，其含至少一个乳化性和/或分散性的化合物(c)，其为水-溶性的、水-易混溶的或水-可分散的并选自非离子型、阴离子型和两性离子型表面活性剂；按重量计0.002至30%的碱化剂(d)，其含至少一个碱性的水-溶性化合物(d)，选自氢氧化物和碳酸盐；和按重量计0.004至99%的转运组分(e)，其主要含水。此外，本申请涉及使用这样的水性金属加工组合物作为冷却剂、作为润滑剂等的方法，并进一步涉及制备水性金属加工组合物的方法和金属加工工艺过程。
【专利说明】无胺无VOC的金属加工液
[0001]本发明涉及水-基的金属加工组合物领域。
【技术领域】
[0002]本发明具体涉及水性的、对环境友好的、可再生的(recyclable)、合成的、无胺、无石油油料和无voc的金属加工组合物，其为高程度的无害材料且其与广泛范围的金属合金相适合。
[0003]发明背景
金属加工组合物被用于许多金属处理操作，诸如切削、磨削、成形、叠接(lapping)、拉拔、成形、压制、冲孔、辗压、压印，和另外地润滑和冷却金属加工工具，从加工件冲洗掉金属性碎屑和杂质(如果加工件存在一些的话)，和尽可能地保护工具和机器的部件免于损坏、磨损和腐蚀。这样的处理包括显示金属切削的切割操作，如磨削、车削、铣削、攻丝、拉削和滚齿，以及显示通常无金属切削的成形操作，如弯曲、热轧和冷轧、拉拔、锻造、压印和冲裁。金属加工组合物可辅助从这些金属性组分中冲洗掉油和碎片。且它们会向这些组分提供防腐蚀保护。
[0004]金属加工组合物的主要类别是直链油型且是水-基类型。
[0005]水-基类型可进一步细分为以下类型:
A)可溶性油典型地包括按重量计至少70 %的石油油料、乳化剂、任何润滑性添加剂、链烷醇胺和按重量计小于2 %的水。
[0006]B)半-合成的流体典型地包含按重量计5至60 %的石油油料、高含量的乳化剂、任何润滑性添加剂、链烷醇胺和按重量计10至60 %的水。半-合成的流体的劣势是低热容量，这样它们具有低的冷却效应，差的乳化稳定性，常常出现细菌生长和石油油料残渣的易净化性问题。`
[0007]C)合成的流体是无石油油料的且典型地含有任何水-溶性润滑性添加剂，如水-溶性短链羧酸、水-溶性聚亚烷基二醇和水-溶性Ε0/Ρ0嵌段共聚物的混合物，还有抑制腐蚀和用于PH缓冲性能的任何水-溶性腐蚀抑制剂、链烷醇胺和非常高含量的水。合成的金属加工组合物C)具有以下优势:没有石油油料的清洁问题，具有良好的硬水稳定性和微生物控制，和油槽寿命长。但是，现有的合成的金属加工组合物的缺点典型地是以下问题:清洁由所加的润滑性添加剂引起的残洛，在与相同成本基础上的含石油油料产品比较时降低了润滑性，增加油槽寿命和机器保养腐蚀问题，和潜在的对工人的皮肤刺激。
[0008]D)新的-合成的流体使用植物油和/或动物油替代石油油料，和典型地含额外的任何乳化剂、腐蚀抑制剂、链烷醇胺和一定含量的水。但是它们典型地仅具有中等高度的润滑性和具有这样的劣势，即乳液常常很不稳定并且极其常见地有细菌生长。
[0009]在本领域的现有技术状态下，许多金属加工组合物为水和油的石油油料-基分散液或乳液。现在，用富含石油油料的金属加工组合物进行多于80 %的金属加工操作。但是在任何金属加工组合物中的一定含量的石油油料引起如下几个问题:1.)热传导性差，以致具有较低的冷却效应，2.)其使微生物能够生长和可对工人有害，3.)石油油料引起薄雾和难以清洗掉的残余物，4.)处置问题和对环境不友好和5.)水硬度可影响乳液稳定性。因此，存在进一步开发无石油油料的金属加工组合物的需求。因此，行业转向水-基金属加工组合物的应用。
[0010]链烷醇胺具有诸多缺点，即它们中的一些是非常有害的化合物和对环境不友好，它们中的一些引起高度挥发性有机内容物VOC和它们中的一些引起皮肤和身体的刺激性和疾病。此外，这些化合物可导致强烈的气味。
[0011]市场中的合成的无石油油料的金属加工组合物的润滑性和稳定性仍然是十分有限的。行业仍然寻求更好的产品，它们具有更好的润滑性，具有更好的和更长的稳定性和具有少量的有害化合物。
[0012]此外，金属加工组合物应该能够从金属性组分中隔离和排除残留物、污染物和油，并且应该对所有的金属性组分提供良好的防腐蚀保护。但是进一步地，这样的组合物通常是微-乳液或大乳液(macro-emulsion),其必须是稳定的尽可能地不使乳液分离，同时作为浓缩物和作为已经通过用低或高量的水稀释浓缩物获得的稀释物。金属加工操作越严格，所应用的金属加工组合物的浓度应该越高。对于低需求的金属加工操作如磨削而言，稀释至按重量计5 %的金属加工组合物的稀释物可为足够的。对于中度严格需求的金属加工操作如磨削而言，应该使用稀释至按重量计10至15 %的金属加工组合物的稀释物。此外，当应用于任何金属加工操作时，这些组合物必须是非-发泡的或低发泡的组合物。并且这些组合物应该越来越对环境友好。近年来，使用几种含胺的金属加工组合物，因为胺和特别是链烷醇胺对抗生物作用、防腐蚀保护和乳液稳定性有帮助，但是几种胺是非常有毒的并且也掺入挥发性有机化合物V0C。不使用任何胺的水性金属加工组合物的形成更加困难。对于一种金属加工组合物的普遍应用，期望覆盖性质和机会的全范围。
[0013]如将在下面描述的，本发明涉及一种水性金属加工组合物，它无需针对各种金属材料的任何石油油料的辅助而提供了非常良好的润滑性和非常好的稳定性。由于已经测试用于铝基金属材料和 用于钢的不同的金属加工组合物，相信这些测试材料代表不同金属材料的绝大部分，如果即使不是所有种类的金属材料，以满足多种-金属的目的。因此，本发明的金属加工组合物适合而不腐蚀广泛的各种各样的金属和合金。它们良好地从金属零部件排除石油油料、污垢和残留物。它们是对环境友好、低发泡性、防腐蚀、可再生的、长时间使用的，并且可抵抗生物生长。
[0014]此外，这样的组合物可用于冷成形操作，其中冷成形包括:例如焊接的或无缝管材、空心型材(hollow profiles)、棒材、实心型材或线材的滑动拉拔(slide drawing)(在拉伸和压制条件的组合下成形);例如条状、片状或中空部件的展薄拉伸和/或深拉，以形成中空部件；例如空心或实心部件的冷挤压(在压制条件下形成)，和/或例如线材截面的冷锻，以形成连接件诸如，例如螺母或螺钉坯件。
[0015]US 7，018，959 B2公开了水-基的、可再生的金属加工流体，其包含聚亚烷基二醇、链烷醇胺、聚乙二醇表面活性剂、多元醇表面活性剂、杀生物剂包和腐蚀抑制剂的水性溶液。
[0016]US 2009/0149359 Al涉及水性金属加工组合物的组成和水性金属加工组合物的成分，任何细节仅在实施例中描述至一定程度。这些组合物的PH将至少为3，但是酸性pH值仅对于铝基金属材料而不是对钢是可接受的。针对钢的水性金属加工组合物的应用比对于铝基金属材料要复杂得多，并且常常需要高的pH值。公开获得的最佳性能适用样品C，这也将在本申请的表4中作比较。该出版物指出了胺和甚至链烷醇胺以及许多其他化合物的使用。
[0017]本申请的目的是提出对环境友好的金属加工组合物，其显示高的润滑性、高的稳定性和良好的防腐蚀保护。
[0018]本申请的另一个目的是提出组合物，其可很好地用于多种-金属的金属加工操作。此外，有一个目的是提出制备稳定的金属加工乳液的方法。
[0019]已经发现基于US 2009/0149359 Al讲述的水性金属加工组合物的性能，必须经进一步修改和优化，因为这些组合物似乎仅对铝基材料有益，且如在本表4中详细公开的。
[0020]发明简述
本发明的水性金属加工组合物，其在浓缩物或用在稀释剂中的水稀释浓缩物后包含以下组分、由以下组分基本组成或由以下组分组成:
-按重量计0.002至40 %的组分(a)，其为润滑剂，包含具有至少一个疏水性脂族链和至少一个极性基团的至少一个水-不溶性化合物(a)，且在20°C时水溶解度小于0.1 g/升，且其选自以下的化合物:
?(al)彼此独立的至少一个具有12至100个碳原子的一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸和多元羧酸的、直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的化合物，
?(a2)彼此独 立的至少一个甘油三酯的、直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的化
合物
?(a3)至少一个具有12至5，000个碳原子的化合物(al)或(a2)或两者的衍生物，和
?(a4)彼此独立的至少一个具有12至40个碳原子的、直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的水-不溶性脂族醇，
所述化合物(a)选自单体、寡聚体、聚合物、共低聚物和共聚物；
-按重量计0.002至40 %的组分(b)，其包含至少一个水-溶性的、抑制腐蚀的化合物(b)，在20°C时的水-溶解度大于0.1 g/升且其选自:
?(bl)彼此独立地具有4至80个碳的、链长4至12个碳原子的、直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的水-溶性化合物，选自如下的化合物:一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸和多元羧酸及它们的碱金属盐、碱土金属盐、它们的酯及它们的乙氧基化物，
?(b2)硼酸及它们的衍生物，
?(b3)咪唑、咪唑啉及它们的衍生物，
?(b4)噻唑及它们的衍生物，和 '(b5)三唑及它们的衍生物；
-按重量计0.002至45 %的至少一个乳化剂和分散剂(c)，其含至少一个乳化性和/或分散性化合物(c)，其为水-溶性的、水-易混溶的或水-可分散的且其选自非离子型、阴离子型和两性离子型表面活性剂；
-按重量计0.002至30 %的碱化剂(d)，含选自氢氧化物和碳酸盐的至少一个碱性的水-溶性化合物⑷；和
-按重量计0.004至99 %的主要含水的转运组分(e)。
[0021]本发明涉及制备水性金属加工组合物的方法，该方法通过首先将任何的化合物(b)和(d)加入水中，然后加入任何的化合物(a)和继而加入(C)，在此期间，采用混合程序一直进行至加热至从30至50°C范围的温度并搅动，然后任选地加入所有其他的化合物。
[0022]本发明还涉及应用本发明的水性金属加工组合物的方法，所述组合物作为冷却剂、作为润滑剂和/或用于弯曲、用于冲裁、用于镗孔、用于拉削、用于冷却、用于切削、用于拉拔、用于钻孔、用于锻造、用于磨削、用于滚齿、用于珩磨、用于液压成形、用于叠接、用于润滑、用于成形、用于铣削、用于压制、用于冲孔、用于铰孔、用于冷轧、用于热轧、用于锯切、用于压印、用于攻丝、用于车螺纹、用于车削或它们的任何组合。
[0023]本发明最终涉及金属加工工艺过程，其特征在于用本发明的水性金属加工组合物，通过喷液冲洗(flushing)、喷雾、高压喷雾、刷涂、流溢涂(flowing)、槽统涂(fluting)、棍涂、浸镀(i_ersion)或其任何组合,实施金属加工操作。
[0024]发明详述
优选地，本发明的水性金属加工组合物具有低V0C，其典型地意味着按重量计小于I %的含量的挥发性有机化合物。更优选地，本发明的水性金属加工组合物是O-VOC的，或优选地无石油油料，或优选地无链烷醇胺，或是无胺的，或优选地没有它们的任何组合，至少直至其开始应用于金属加工操作是这样。
[0025]"V0C"意指“挥发性有机化合物”和在实践中包含石油油料和特别是低-分子量石油油料、有机溶剂和链烷醇胺。最优选的是，在许多实施方案中，金属加工组合物甚至是无胺的或没有在金属加工组合物的制剂和制备期间故意添加任何胺，至少直至其开始应用于金属加工操作是这样。在很少的实施方案中，本申请的金属加工组合物可包含链烷醇胺或烷基胺或油含量或其任何组合，它们的总含量在按重量计从0.01至小于5 %的范围内，或以美国政府环境保护署(Environmental Protection Agent of US government)的测试方法EPA24不允许探测到VOC含量的这样一种含量存在。但在现实中，极微痕量的胺有时在以下情况下可能的无法避免的，假如在它们以痕量包含在是混合物的任何原料中，或如果在工艺过程中存在杂质，或如果金属加工组合物用了更长的时间或其循环使用或它们的任何组合。即使应该有小含量的胺，如链烷`醇胺或烷基胺或任何其他胺基物质或油或其任何组合，已经发现，依据EPA24测试的VOC仍不经常被允许探测出一定含量的V0C。那么，有时没有必要是无胺的、无链烷醇胺的、无石油油料或无油的或无任何这样的组合。此外，优选的是，水性金属加工组合物不含任何铵含量和氨含量，至少直至其开始应用时是这样。优选地，本组合物基本上不含或完全不含有机溶剂、强酸性化合物、蜡、链长< C12的氯化的脂肪酸及它们的酯和/或重金属如铬和镍。
[0026]优选地，对于浓缩物以及对于稀释的组合物而言，组合物一般具有的pH在从5至14范围内，更优选从7至13.5或从8至13或9至12或10至11范围内。但是即使在pH
>13时，用金属加工组合物未出现技术问题。因此，大多数组合物为稍微碱性或强碱性的。对于防腐蚀保护、乳化作用和乳液稳定性和生物稳定性而言，碱度可能是必要的。碱度程度各自的PH值往往不影响水性金属加工组合物的稳定性或润滑性。如果存在低pH，这可导致腐蚀和在各部件和机器上生锈以及细菌的生长。本组合物的碱度主要是通过加入至少一个碱化剂(d )的化合物引起。低碱度对应于低pH。在pH为5至6时，组合物可具有良好的润滑性，特别是在铝基金属部件上，但一个非常差的防腐蚀保护作用。显著低于最佳的任何PH值可增加在金属加工乳液中相分离的危险，并因此增加不协调的润滑作用的危险。在pH为13至14时，本组合物对金属材料可具有不显示碱性侵蚀的良好的防腐蚀保护和良好的润滑性，但是铝、锌及它们的合金可在PH大于12溶解。在pH从7至10的范围内常常获得最好的结果。
[0027]可将化学化合物施用于水性金属加工组合物中，所述化合物彼此独立地以由存在的原子的数量和类型定义的任何其他化学物种类的离子、不稳定的或稳定的、假设的、未反应的和/或任何反应的形式呈现，以及以有适当定义的分子的化合物呈现。
[0028]本发明涉及水性金属加工组合物，其在浓缩物中或用在稀释剂中的水稀释浓缩物后，包含来自组分(a)、(b)、(c)、⑷和(e)的每个类别的化合物中的至少一个化合物:
依据本发明的组合物的首要必需的成分是其主要的赋予润滑性的组分(a)，其含主要赋予润滑性的化合物。优选地，化合物(a)是水-不溶性的。大部分情况是，化合物(a)贡献额外的良好的耐腐蚀性和良好的乳化作用。
[0029]如何添加或如何制备赋予润滑性的混合物，有几种不同的方式:然而优选的是，植物油、动物油分别含完全不同的羧酸及它们的衍生物的混合物。可通过它们的任何组合，彼此独立地纯化、精制、调节(conditioned)、化学修饰、合成或制备这样的油。此外,添加至金属加工组合物中的，有至少一个特定的化合物(a)或具有作为主要化合物的化合物(a)的至少一个化学产物和任选的任何其他化合物(a)。在许多情况下，将优选的是，添加至金属加工组合物中的，是两个、三个或四个不同的特定的化合物(a)或具有作为它们的主要化合物的各自的化合物(a)的两个、三个或四个不同的化学产物。这使得能够有机会产生协同性倉泛效应(synergistic property effects)。
[0030]优选地，组分(a)或疏水性润滑剂(a)的至少一个化合物的含量范围是，从0.1至36 %重量，或从0.3至32 % 重量，或从0.7至28 %重量，或从I至24 %重量，或从1.5至
20%重量,或从2至17 %重量,或从3至14 %重量,或从4至12 %重量,或从5至10 %重量，或从6至8 %重量，独立地，如果它是浓缩物或稀释物。如果组分(a)的含量要是较低，则金属加工组合物将不会有效，但是如果要是具有较高的含量，则其经常是不稳定的组合物。
[0031]组分(a)化合物为选自化合物(al)、(a2)、(a3)和/或(a4)的化合物。最优选的化合物(a)是化合物(al)、(a2)和/或(a3)中的任何化合物，其可任选地通过加入任选的化合物A协助。
[0032]在许多实施方案中，金属加工组合物含至少一个化合物(al)，其彼此独立地为直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸和多元羧酸化合物和彼此独立地具有12至100个碳原子。其可额外具有至少一个芳族基团。
[0033]优选地，化合物(al)为脂肪酸。更优选的化合物选自月桂酸/十二烷酸、肉豆蘧酸/十四烷酸/肉豆蘧烯酸、十五烷酸、棕榈酸/十六烷酸/棕榈烯酸/十六烷多烯酸、十七烷酸/十七烯酸、蓖麻酸、硬脂酸/十八酸、亚油酸/ 二十烷酸、油酸、亚油酸/亚麻酸/十八碳四烯酸、二十酸/ 二十碳-9-烯酸(gadoleic)/ 二十碳二烯酸/花生四烯酸/ 二十碳五烯酸、二 i 酸、二十二酸/山箭酸/芥酸/ 二十二碳多烯酸(docosapolyenoic acid)、二十二碳六烯酸、二十四烷酸及它们的衍生物和任何组合。羧酸(al)及它们属于化合物(a3)的各自的衍生物优选每条链具有12至26或16至22个碳原子。
[0034]更优选的碱使用(spend)，如油酸或类似的化合物(al)，如在含有基础含量时，如在油菜籽油、蓖麻油、椰子油、大豆油、向日葵油、猪油或其任何组合中。这样的化合物优选具有从14至56个，或从16至50个，或从18至46个，或从20至42个，或从22至38个，或从24至34个，或从26至32个碳原子。特别优选的衍生物是具有14至120个或18至100个或24至80个碳原子的脂肪酸的酯和缩合产物。如果这样的油或化合物的碳原子数要是低于每条链12个，可出现这些化合物的润滑性不会有效的情况，但是如果碳原子数要是高于每条链24个，则可出现金属加工组合物是不稳定的组合物的情况。
[0035]例如，油酸具有18个碳原子。例如，蓖麻油含按重量计约85至95 %的、也具有18个碳原子的蓖麻酸。因为蓖麻油以甘油三酯存在，该酯可基于一个丙三醇单位与三个蓖麻酸单位，蓖麻油中的碳原子的总数常为约57。另一种常见的可用作润滑性添加剂的植物油是油菜籽油。油菜籽油的按重量计通常为约41%的是芥酸。芥酸的甘油三酯的碳原子的总数是69。
[0036]本发明的水性金属加工组合物优选包含至少一个具有30至140个碳原子的甘油三酯(a2)，或至少一个它的衍生物(a3)或两者，它们彼此独立地为直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的化合物。
[0037]在一些实施方案中，金属加工组合物含有至少一个化合物(a2)，其彼此独立地为直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的至少一个甘油三酯的化合物。
[0038]优选地，至少一个甘油三酯(a2)选自各自彼此独立地具有24至80个碳原子的甘
油三酯。
[0039]优选地，这些化合物具有36至2，000个，或42至1，000个，或48至800个碳原子。它们特别优选的衍生物(a3)是酯。如果分子的碳原子数要是低于30，则可出现这些化合物的润滑性不有效发挥的情况，`但是如果碳原子数要是高于5，000，则可出现金属加工组合物是不稳定的组合物的情况。
[0040]甘油三酯显示各自独立地为相同或不同的侧链，而甘油三酯的脂肪酸彼此独立地具有“中等链长”或“长的链长”。如果它们彼此独立地分别含有6至12个碳原子、14至24个碳原子，则这样的链被称为“中等链长”或“长的链长”。甘油三酯是衍生于丙三醇和三个脂肪酸的酯。它是植物油和动物脂肪的主要成分。不饱和脂肪甘油三酯的具体实例是基于丙三醇和基于另一侧的棕榈酸、油酸和α-亚麻酸、C55H9806。甘油三酯是丙三醇的三酯。多个优选的水-不溶性甘油三酯(a2)中的一些是三个相同的或两个或三个不同的羧酸的甘油三酯，且特别是基于油酸、硬脂酸、蓖麻酸、芥酸、二十四烷酸和/或月桂酸的三酯。
[0041]在一些实施方案中，金属加工组合物含至少一个化合物(a3)，其为化合物(al)或(a2)的衍生物或两者，并且彼此独立地具有12至5，000个碳原子。
[0042]优选的衍生物(a3)是氯化的或硫化的衍生物-其也可任选地被用作极压添加剂_，酯、醚、乙氧基化物、乙氧基化物-丙氧基化物、丙氧基化物、碱金属盐、碱土金属盐和/或已经与至少一个羧酸如蓖麻酸缩合的化合物。更优选的衍生物是酯、乙氧基化物、乙氧基化物-丙氧基化物和/或丙氧基化物。优选地，衍生物具有从14至170个，或从16至130个，或从18至100个，或从20至70个，或从22至52个，或从24至42个碳原子。这样的衍生物的具体实例是蓖麻酸酯和聚合的蓖麻酸酯，后者可为约四个分子的缩合产物。作为甘油三酯乙氧基化的蓖麻油的实例，可使用各自具有12至120个碳原子的蓖麻油。
[0043]本发明的水性金属加工组合物优选包含至少一个具有14至36个，或16至32个碳原子的水-不溶性脂族醇(a4)或至少一个其衍生物(a4)或其任何组合，它们彼此独立地为直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的化合物。
[0044]水-不溶性脂族醇和/或它们的衍生物具有一个或多个OH基团，优选I个或2个或3个OH基团。优选地，它们具有从14至28个，或从16至24个，或从18至22个碳原子。即使如果有3个OH基团，它们是水-不溶性的。如果水-不溶性脂族醇的碳原子数要是低于12，则可出现这些化合物不具有效的润滑性的情况，但是如果碳原子数要是高于40，则可出现金属加工组合物不是稳定的组合物的情况。
[0045]在一些实施方案中，金属加工组合物含至少一个化合物(a4)，其彼此独立地为直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的水-不溶性醇和彼此独立地具有12至40个碳原子。
[0046]水-不溶性聚醇(a4)显示分子含至少三个羟基部分和至少三个碳原子，且优选含大于10个或6个或4个或3个羟基部分,和进一步优选地含不大于10个或6个或4个或3个碳原子。多个优选的水-不溶性脂族醇(a4)中的一些为月桂醇(十二烷醇、1-十二烷醇)、肉豆蘧醇(1-十四烷醇)、十五烷基醇(1-十五醇、十五醇)、鲸蜡醇(1-十六烷醇)、油醇(顺式-9-十八烯-1-醇)和蓖麻油醇(12-羟基-9-十八烯-1-醇)。
[0047]所有这些化合物(a)选自单体、寡聚体、聚合物、共低聚物和共聚物。
[0048]优选地，赋予润滑性的化合物(s) (a)在20°C时有/具有的水-溶解度小于0.05g/升或小于0.001 g/升。由于不相信存在于化合物(a)的盐中的具体的阳离子对所获得的性能具有任何显著的作用，故阳离子的浓度未作进一步的详细说明。优选地，这些阳离子选自碱金属和碱土金属。作为阳离子，钠和钾是最优选的，但是也可使用其他的阳离子。在制备工艺过程、稀释或应用于实际的金属加工组合物中可改变酸或盐的中和或离子化程度。所有这些不同的状况均纳入本发明的一般检测中。
[0049]依据本发明的组合物的另一个必要的成分是组分(b)，其包含至少一个水-溶性抑制腐蚀的化合物(b)。优选地，金属加工组合物含按重量计0.002至30 %的组分(b)，其包含至少一个水-溶性抑制腐蚀的化合物(b)，其在20°C时具有的水-溶解度大于0.1 g/升。更优选地，水-溶性抑制腐蚀的化合物(b)在20°C时有/具有的水-溶解度大于0.5g/升，或大于I g/升，或大于5 g/升。水-溶性化合物(b)对水性金属加工组合物的生物-稳定性起作用。水-溶性化合物(bl)和(b3)至(b5)可有助于金属加工组合物改善乳液的稳定性。
[0050]优选地，组分(b)或至少一个化合物(b)含量范围为从0.1至36 %重量，或从0.3至32 %重量,或从0.7至28 %重量,或从I至24 %重量,或从1.5至20 %重量,或从2至17 %重量,或从3至14 %重量,或从4至12 %重量,或从5至10 %重量,或从6至8 %重量，如果其独立地为浓缩物或稀释物的话。如果至少一个抑制腐蚀的化合物(b)的金属加工组合物的含量要是较低，可出现组分(b)不是有效的情况，但是如果要是具有较高的含量，可出现金属加工组合物是不稳定的组合物的情况。在许多情况下，添加至金属加工组合物中的，是两个、三个或四个不同的具体化合物(b)，或是两个、三个或四个不同的、作为它们的主要化合物的化合物(b)的化学产物将是优选的。优选地，抑制腐蚀的组分(b)含至少两个或至少三个或至少 四个不同的化合物(b)，特别是优化防腐蚀保护。因为这样的抑制腐蚀的化合物的混合物可强烈地增进防腐蚀保护作用，而不需添加太多量的这样的化合物。这样的混合物使得能够有机会产生协同性能效应。[0051]优选地，金属加工组合物含至少一个抑制腐蚀的化合物(b)，其选自或多或少适当的水-溶性化合物(bl)、(b2)、(b3)、(b4)和(b5):
?(bl)羧酸及它们的衍生物，
?(b2)硼酸及它们的衍生物，
?(b3)咪唑，咪唑啉及它们的衍生物，
?(b4)噻唑及它们的衍生物，和
?(b5)三唑及它们的衍生物。
[0052]在一些实施方案中，金属加工组合物含至少一个化合物(bl)，其彼此独立地为直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的水-溶性化合物，且其彼此独立地具有4至80个碳原子和具有4至12个碳原子的链长。更优选地，化合物(bl)彼此独立地每条脂族链具有6至10个，或6至8个碳原子。化合物(bl)选自一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸和多元羧酸及它们的碱金属盐、碱土金属盐以及它们的酯的化合物。优选地，使用一元羧酸、二元羧酸和/或它们的衍生物。例如，CS-—元羧酸(辛酸)于20°C在水中的水溶解度是0.7 g/升。
[0053]优选的化合物(b2)是硼酸、其盐，如其碱金属盐及其碱土金属盐和硼酸酯。含硼的化合物(b2)还可有助于生物-稳定性。
[0054]优选的化合物(b3)是咪唑、咪唑啉及它们的衍生物如它们的酯和盐，特别是如它们的碱金属盐和碱土金属盐，例如苯并咪唑及它们的盐。
[0055]优选的噻唑及它们的衍生物(b4)特别包含它们的碱金属盐、碱土金属盐和酯，例如苯并噻唑、巯基苯并噻唑及它们的盐和酯。
`[0056]优选的三唑及它们的衍生物(b5)特别包含它们的盐和酯，且作为实例，苯并三唑，甲苯基三唑C7H7N3，及它们的衍生物以及三唑的碱金属盐、碱土金属盐和酯。
[0057]最优选的化合物(b)是任何化合物(bl)、(b2)和/或(b5)。
[0058]依据本发明的组合物的另一个必要的成分是含至少一个乳化性和/或分散性化合物(c)的组分(C)。优选地，金属加工组合物含按重量计0.002至45 %的至少一个乳化剂和分散剂(c)，其含至少一个乳化性和/或分散性化合物(c)，其为水-溶性的、水-易混溶的或水-可分散的并选自非离子型、阴离子型和两性离子型表面活性剂和在一些情况下其甚至可为抑制腐蚀的。由于化合物(a)和(b)常常是疏水性的，如果没有添加乳化剂和分散剂，组合物将分离成微滴或甚至更大的滴，或分层，或其任何组合。
[0059]如果将会用到较低含量的组分(C)，那么金属加工组合物将不会有效，但是如果要是具有较高的含量，则将往往不是稳定的组合物。优选地，包含在本发明的金属加工组合物中的乳化剂和分散剂(c)的范围是从0.01至40 %重量，或从0.05至35 %重量，或从0.1至32 %重量，或从0.5至25 %重量，或从I至20 %重量，或从3至15 %重量，或从5至12%重量，独立地，如果其是浓缩物或稀释物的话。
[0060]优选地，乳化剂和分散剂(C)具有的HLB在I至40，或6至24，或8至16，或10至12的范围内。优选地，乳化剂和分散剂(c)选自所有具有从I到40，或6至24，或8至16，或10至12的范围的HLB值的表面活性剂。优选地，单个的乳化性和/或分散性化合物(c)具有的HLB值在I至40，或6至24，或8至16，或10至12的范围内。优选地，乳化剂和分散剂(c)包含至少两个或至少三个或至少四个不同的化合物(C)，特别是获得在一个组合物中的HLB的宽泛分布。不同的化合物(c)的这种组合提供了协同效应的机会。
[0061]如果水性金属加工组合物具有不充足的乳化效应，乳液可易于分离成两层或层加层的(one above the other)更多层。如果水性金属加工组合物由于错的HLB范围而具有不足够乳化效应，如尽管添加高量的化合物(C)，乳液可可易于分裂成两层或层加层的更多层。如果水性金属加工组合物具有太高的乳化效应，乳液可具有显著降低的润滑性，可以是高发泡性的和可具有不充足的防腐蚀保护效应。
[0062]优选地，至少一个乳化性和/或分散性化合物(C)选自以下的非离子型、阴离子型和两性离子型表面活性剂:
?(cl)烷基醇，
?(c2)烷基酚，
?(c3)链烷酸、脂肪酸、醚羧酸盐和/或其他有机酸，
?(c4)嵌段和无规共聚物，
?(c5)烷基多聚葡糖苷，
?(c6)具有至少一个硫酸根或磺酸根基团的阴离子型表面活性剂，
?(c7)醚硫酸盐，
?(c8)醚磷酸盐，
?(c9)磷酸酯，`
?(clO)甘油一酯，
?(cll)甘油三酯，
?(cl2)脂肪胺，
?(cl3)失水山梨醇及其衍生物，
?(cl4)琥珀酸及其衍生物，和
?包括这些表面活性剂(Cl)至(cl4)的衍生物。
[0063]优选地，选择相互独立地为乙氧基化的或乙氧基化的-丙氧基化的和没有或有端基封端的这些表面活性剂。
[0064]更优选地，所述至少一个乳化性和/或分散性化合物(C)选自以下的非离子型、阴离子型和两性离子型表面活性剂:
(Cl)乙氧基化的烷基醇、乙氧基化的-丙氧基化的烷基醇、端基封端的乙氧基化的烷基醇，和端基封端的乙氧基化的-丙氧基化的烷基醇，且特别地，烷基醇的烷基基团是饱和的或不饱和的，并具有的碳原子平均数的范围为从4至24个，并且具有或者直链或者支链结构；
(c2)乙氧基化的烷基酚、乙氧基化的-丙氧基化的烷基酚、端基封端的乙氧基化的烷基酚，和端基封端的乙氧基化的-丙氧基化的烷基酚，且特别地，烷基酚的烷基基团一饱和的或不饱和的一具有范围从4至18个的碳原子平均数，并且具有或者直链或者支链结构；(c3)乙氧基化的或乙氧基化的-丙氧基化的链烷酸、乙氧基化的或乙氧基化的-丙氧基化的脂肪酸和/或其他的乙氧基化的或乙氧基化的-丙氧基化的有机酸，诸如萜烯酸，如松香酸，且特别地，烷基酸具有烷基基团(饱和的、不饱和的和/或环状的)，其具有范围从4至24个的碳原子平均数，并且其具有直链或者支链结构；
(c4)嵌段共聚物，含至少一个聚氧化乙烯嵌段和至少一个聚氧化丙烯嵌段以及无规共聚物，且特别是，嵌段共聚物具有包含平均数为2至100个氧化乙烯单位的聚氧化乙烯嵌段，和包含平均数为2至100个氧化丙烯单位的聚氧化丙烯嵌段，和任选地，分子含一个或多个彼此独立的聚氧化乙烯嵌段或聚氧化丙烯嵌段，其中这些嵌段共聚物中的一些也可贡献组合物的润滑性，其中这些嵌段共聚物可有时也具有抗发泡和消泡特性；
(c5)烷基多聚葡糖苷，其烷基基团-饱和的或不饱和的-具有的碳原子平均数范围从4至18，且或者直链或者支链结构，和具有平均至少一个糖的I至5个单位，和任选地，糖的单位经糖苷键(glucosidically)连接至烷基基团,其中术语“糖”被理解为包括所有糖类和所有其他糖样化合物；
(c6)阴离子型表面活性剂，其烷基基团-饱和的或不饱和的-具有碳原子平均数范围从4至24个，且或者是直链或者是支链结构，和任选地，烷基部分具有一个或多个芳族基团，且特别是有至少一个硫酸根或磺酸根基团存在于分子中，其中烷基醇链优选地具有平均数10至14个碳原子和其中苯优选地被结合为芳族基团；
(c7)醚硫酸盐，其乙氧基化的烷基醇或乙氧基化的-丙氧基化的烷基醇具有硫酸根基团，且特别是烷基醇的烷基基团-饱和的或不饱和的-具有的碳原子平均数范围从4至24个且或者是直链或者是支链结构，其中任选地，氧化乙烯链具有平均数2至30个氧化乙烯单位，且此外，任选地，氧化丙烯链具有平均数I至25个氧化丙烯单位，且其中的烷基部分任选具有一个或多个芳族和/或酚基；
(c8)醚磷酸盐，其乙氧基化的烷基醇或乙氧基化的-丙氧基化的烷基醇具有磷酸根基团，且特别是烷基醇的烷基基团-饱和的或不饱和的-具有的碳原子平均数范围从4至24个且或者是直链或者是支链结构，和任选地，氧化乙烯链具有平均数2至30个氧化乙烯单位，和任选地，氧化丙烯链具有平均数I至25个氧化丙烯单位，其中的烷基部分任选具有一个或多个芳族和/或酚基基团；
(c9)磷酸酯，其一个或两个烷基基团-饱和的或不饱和的-独立地各自具有的碳原子平均数范围从4至24个且或 者是直链或者是支链结构，和任选地，烷基部分具有一个或多个芳族和/或酚基基团，其中有一个磷酸根基团存在于分子中；
(clO)甘油一酯，乙氧基化的、丙氧基化的、乙氧基化的-丙氧基化的或特别是带有封闭的末端基团的乙氧基化的甘油一酯，其中这些甘油一酯有时也可具有抗发泡和消泡特性；
(cll)甘油三酯，乙氧基化的、丙氧基化的、乙氧基化的-丙氧基化的或特别是带有封闭的末端基团的乙氧基化的甘油三酯；
(cl2)脂肪胺以及乙氧基化的、丙氧基化的、乙氧基化的-丙氧基化的或特别是带有封闭的末端基团的乙氧基化的脂肪胺；
(cl3)失水山梨醇和失水山梨醇衍生物包含乙氧基化的、丙氧基化的、乙氧基化的-丙氧基化的或带有封闭的末端基团的乙氧基化的失水山梨醇，以及例如聚山梨醇酯、失水山梨醇油酸酯以及它们的衍生物；(cl4)琥珀酸和琥珀酸的衍生物，包含它们的酯和盐，以及例如烷基琥珀酸盐(酯)、琥珀酸氢盐(酯)、磺基琥珀酸盐(酯)、琥珀酰胺酸盐(酯)、磺基琥珀酰胺酸盐(酯)，以及它们的衍生物；和
其中也包括在这些化学物类别中的(Cl)至(cl2)化合物的衍生物。
[0065]优选地，乳化性化合物或分散性化合物或两者(C)选自具有EO基团的总数为I至20个单位的非离子型表面活性剂，或选自具有EO和PO基团的总数为2至40个单位的非离子型表面活性剂。EO基团的数目越高，其越是乳化剂，EO基团的数目越小，其越是分散剂。
[0066]至少一个乳化性和/或分散性化合物(C)将在水相中、在使固体颗粒分布中、在使分散液稳定中帮助分散第二相，和将帮助-如果必须-形成乳液。术语分散液在本文将包括乳液和溶液。最优选地，这样的化合物(C)被用作乳化剂或分散剂或两者。因此，其可在许多实施方案中，有助于添加至少两个或至少三个不同的表面活性剂，其中的第一个主要起着乳化剂的作用，和至少一个其他的主要起着分散剂的作用，分别作为消泡剂。这使得可能有机会产生协同性能效应。
[0067]此外，需要添加含至少一个碱性的水-溶性化合物⑷的碱化剂⑷。碱化剂促进乳液的更高的的稳定性和在耐腐蚀性中起作用，也经常在生物-稳定性中起作用。碱度助剂(alkalinity assists),如阴离子型表面活性剂可变得更稳定。
[0068]如果金属加工组合物要是碱性不足够，则乳液将不会是足够稳定的，这样润滑性将降低，甚或失去，耐腐蚀性则也可降低，且抗微生物性也将降低。这样，金属加工组合物获得更好的防腐蚀保护，且其可出现乳化剂不起作用的情况。如果碱度要是太高，工人的皮肤可变得受刺激。在某些实施方案中，优选水性金属加工组合物将不具有高于12的pH值，但是浓缩物可为高得多的碱性。在一些实施方案中，约14的pH值不妨碍。
[0069]优选地，金属加工组合物含按重量计0.002至30 %的碱化剂(d)，其包含选自氢氧化物和碳酸盐的至少一个碱性的水-溶性化合物(dl)。但是，尽管如此，在很少的实施方案中，有可能是，即使添加少量的链烷醇胺或烷基胺或两者(d2)，其可选自伯链烷醇胺，如氨基-甲基丙醇AMP、二乙二醇胺DGA、甲醇胺MEA和单异丙基胺MIPA，仲链烷醇胺，如二乙醇胺DEA和二异丙醇胺DIPA和正-丁基乙醇胺ηΒΕΑ，叔链烷醇胺，如三乙醇胺TEA和正-丁基二乙醇胺nBDEA，以及具有I至10个碳原子和I至3个OH基团的烷基胺，如双环己基胺DCHA0链烧醇胺或烷基胺或两者的这样的含量,优选地在从0.01至小于5 %重量,或从0.1至小于2 %重量,或从0.2至0.8 %重量的范围内。优选地,碱化剂(d)的含量在从0.01至25 %重量,或从0.1至20 %重量,或从I至15 %重量,或从3至12 %重量的范围内。
`[0070]如果要是有较低含量的碱化剂(d)，防腐蚀保护可为不充分的，但是如果含量较高，则润滑性可能太低，且碱性敏感性金属材料可受化学性侵袭和溶解。优选地，以达到预定的PH值的量添加至少一个碱性化合物(d)。
[0071]更优选地，所述碱化剂(d)选自碱金属和碱土金属的氢氧化物和碳酸盐(dl)，例如氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠或这些化合物的任何混合物。钠和钾化合物是最优选的碱化剂。许多其它的碱化剂可以替代以上化合物使用，这对于本领域技术人员而言将是显而易见的。但是，例如大量的链烷醇胺和/或通常是所有种类的胺可导致高的V0C，与这样的组合物接触对人体皮肤有刺激和可产生强烈的气味。因此，链烷醇胺和/或通常是所有种类的胺因此是不想要的。
[0072]最后，必须将至少含水的转运组分(e)加到混合物中。按重量计0.004至99 %或0.01至95 %的转运组分(e)主要含水。首先，主要的，几乎全部或仅有水是包含在金属加工组合物中作为转运组分(e)或作为水的液体化合物。正常地，金属加工组合物具有含量为按重量计比5 %大得多的和直至约60 %的石油油料。对于本发明，优选的是没有添加石油油料至金属加工组合物中，或仅添加含量按重量计最多至I %或最多至3 %的石油油料至金属加工组合物中，该含量至少直至其开始应用于金属加工是这样。无石油油料的金属加工组合物是特别优选的，该组合物可仅通过在任何金属加工操作中的应用被任何石油油料污染。在这种情况下，金属加工组合物将通常仅在直至第一次应用之前，才是无石油油料的。如果没有石油油料内容物，则组合物在许多实施方案中是O VOC的；典型地在最常规的金属加工组合物中，它们具有一定量的、基于链烷醇胺诸如三乙醇胺、有机溶剂、石油油料和低分子量石油油料的任何化合物，所有这些引起中值的或常常高值的挥发性有机化合物VOC。
[0073]在很少的实施方案中，转运组分(e)可包含即使是小量的有机溶剂如醇。水性金属加工组合物则可含很少超过按重量计I %的醇。但是在大多数情况下，这样的溶剂不是故意添加的，但是可包含在原料中或是工艺过程中的杂质。已经发现，如果添加任何量的石油油料或有机溶剂，大多数组合物变得不稳定，以致需要不同类型的乳化剂。另一方面，优选加工无VOC和对环境高度友好的，这样，优选的是-这取决于金属加工组合物的应用和需求-避免任何内容物，避免任何添加或一定量的石油油料或按重量计大于5或3或I %的任何有机溶剂。此外，对于其用作合成的冷却剂而言，金属加工组合物应该不含任何石油油料或任何有机溶剂。
[0074]本发明的水性金属加工组合物，其中按重量计至少98 %的转运组分(e)是水，其中此是经计算的，这样全部转运组分(e)总量按重量计最多可至100 %。在少数的实施方案中，转运剂(e)的水含量可为较低的，例如按重量计至少75 %。对于这样的很少的实施方案，转运组分(e)含按重量计最多可至20 %的醇或最多至5 %的石油油料或两者。但是，在大多数实施方案中，转运剂(e)的水含量较高，例如按重量计至少99 %。通常想要的是避免使用任何有机溶剂，特别是易燃溶剂和被分类为挥发性有机化合物的溶剂。
[0075]对于为浓缩物的组合物而言，金属加工组合物中转运剂(e)的含量优选在按重量计从0.1至90 %的范围内，或在按重量计从I至80 %的范围内，且特别优选的是在按重量计从10至70 %的范围内，或在按重量计从20至60 %的范围内。经常是，浓缩物中的转运剂的含量在按重量计从30至`50或从35至45 %范围内。这样的组合物典型地显示pH在从6至13或从7至12范围内。当然，浓缩物不需要在其使用前被稀释。
[0076]以下的具有在从5至14范围内的pH的、低-VOC或O-VOC、无石油油料和大多数或总是无链烷醇胺的金属加工组合物是特别优选的制剂:
-按重量计0.01至35 %的组分(a)，其为润滑剂，包含具有至少一个疏水性脂族链和至少一个极性基团的至少一个水-不溶性化合物(a)，且在20°C时水溶解度小于0.1 g/升，且其选自以下的化合物:
?(al)彼此独立的至少一个具有12至100个碳原子的一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸和多元羧酸的、直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的化合物，
?(a3)至少一个具有12至5，000个碳原子的化合物(al)的衍生物，和
?(a4)彼此独立的至少一个具有12至40个碳原子的直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的水-不溶性脂族醇，
所述化合物(a)选自单体、寡聚体、聚合物、共低聚物和共聚物；
-按重量计0.01至35 %的组分(b)，其包含至少一个在20°C时的水-溶解度大于0.1g/升的、水-溶性抑制腐蚀的化合物(b)，其选自:?(bl)彼此独立的具有4至80个碳原子、具有4至12个碳原子链长的、直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的水-溶性化合物，其选自如下的化合物:一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸和多元羧酸及它们的碱金属盐、碱土金属盐、它们的酯及它们的乙氧基化物，
?(b2)硼酸及它们的衍生物，
?(b3)咪唑、咪唑啉及它们的衍生物，
?(b4)噻唑及它们的衍生物，和
?(b5)三唑及它们的衍生物；
-按重量计0.01至40 %的至少一个乳化剂和分散剂(c)，其含至少一个乳化性和/或分散性化合物(c)，其为水-溶性的、水-易混溶的或水-可分散的，且其选自非离子型、阴离子型和两性离子型表面活性剂；
-按重量计0.01至25 %的碱化剂(d)，含选自氢氧化物和碳酸盐的至少一个碱性的水-溶性化合物(dl);和
-按重量计0.01至98 %的转运组分(e)，其基本上由或由水组成，和-任选一定含量的至少一个任选的赋予润滑性的组分A或赋予润滑性的化合物A，其为植物油、动物油、乙氧基化的、丙氧基化的或乙氧基化的-丙氧基化的衍生物或任何组合或任何这些的任何部分，但 是其仅包含在本发明的金属加工组合物中的含量在按重量计其组分(a)的含量的从I至200 %范围内。
[0077]通过加水制备稀释的组合物。这些“稀释物”优选地具有的水含量在按重量计从20至99.5 %或按重量计从30至99 %的范围内，或更优选在按重量计从40至98 %、按重量计从50至96 %、按重量计从60至94 %、按重量计从70至92 %或按重量计从80至90 %的范围内。它们经常显示的pH在从6.5至11范围内。
[0078]组分(a)的化合物对组分(b)的化合物的重量比，或组分(a)的化合物对组分(C)的化合物的重量比，或组分(a)的化合物对组分(d)的化合物的重量比，优选地在从1: (0.2至5)的范围内，或在从1: (0.3至3)的范围内，或在从1: (0.5至2)的范围内，或在从1: (0.8至1.5)的范围内，或在从1: (0.8至1.3)的范围内，或在从1: (0.9至I)的范围内，或接近1:1。相同的重量比优选地适用于组分(b)的化合物对组分(c)的化合物的重量t匕，或组分(b)的化合物对组分(d)的化合物的重量比。相同的重量比优选地适用于组分
(c)的化合物对组分(d)的化合物的重量比。
[0079]优选地，本发明的水性金属加工组合物具有组分(a)的化合物对组分(b)的化合物对组分(C)的化合物的重量比，在从1: (0.1至10): (0.01至30)的范围内。
[0080]优选地，组分(a)的化合物对组分(b)的化合物对组分(C)的化合物的重量比，优选在从1: (0.2至5): (0.05至12)的范围内，或在从1: (0.3至3): (0.1至5)的范围内，或在从1: (0.5至2): (0.2至3)的范围内，或在从1: (0.8至1.5): (0.3至1.8)的范围内或在从1: (0.8至1.3): (0.8至1.3)的范围内，或在从1: (0.9至I): (0.9至I)的范围内，或接近1:1:1。
[0081]优选地，组分(a)化合物对组分(b)化合物对组分(C)化合物和对组分(d)化合物的重量比优选地在从1: (0.2至5): (0.05至12): (0.05至5)的范围内，或在从1: (0.3至3): (0.1至5): (0.1至2)的范围内，或在从1: (0.5至2): (0.2至3): (0.2至1.5)的范围内，或在从 1: (0.8 至 1.5): (0.3 至 1.8): (0.2.5 至 I)的范围内，或为从 1: (0.8 至 1.3): (0.8至1.3): (0.3至1.1)的范围内，或接近从1: (0.9至I): (0.9至I): (0.4至I)的范围内。
[0082]在本发明优选的实施方案中，选择组合物的组分及调节它们的相对比例和浓度，以提供单相制剂或两相制剂。
[0083]优选的是，稀释的组合物具有的化合物(a)至(d)的总含量在按重量计从80至
0.5 %的范围内，在按重量计从70至I %的范围内，在按重量计从60至2 %的范围内，在按重量计从50至4 %的范围内，在按重量计从40至6 %的范围内，在按重量计从30至8 %的范围内，或更优选在按重量计从20至10 %的范围内。
[0084]表1公开了一些实例，这些实例指出在浓缩物和稀释物中的含量的更优选的变化。
[0085]表1:在依据本发明的一些浓缩物和稀释物中的不同的组分的含量的实例，其中(e)仅为水
【权利要求】
1.一种水性金属加工组合物，其在浓缩物中或用在稀释剂中的水稀释浓缩物后包含: -按重量计0.002至40 %的组分(a)，其为润滑剂，包含具有至少一个疏水性脂族链和至少一个极性基团的至少一个水-不溶性化合物(a)，且在20°C时具有小于0.1 g/升的水溶解度，且其选自以下化合物: '(al)彼此独立的至少一个具有12至100个碳原子的一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸和多元羧酸的、直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的化合物， ?(a2)彼此独立的至少一个甘油三酯的、直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的化合物， ?(a3)至少一个具有12至5，000个碳原子的化合物(al)或(a2)或两者的衍生物，和 ?(a4)彼此独立的至少一个具有12至40个碳原子的、直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的水-不溶性脂族醇， 所述化合物(a)选自单体、寡聚体、聚合物、共低聚物和共聚物； -按重量计0.002至40 %的组分(b)，其包含至少一个水-溶性的、抑制腐蚀的化合物(b)，在20°C时具有大于0.1 g/升的水-溶解度且其选自: ?(bl)彼此独立的具有4至80个碳的、链长4至12个碳原子的、直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的水-溶性化合物，选自以下化合物:一元羧酸、二元羧酸、三元羧酸和多元羧酸及它们的碱金属盐、碱土金属盐、它们的酯及它们的乙氧基化物， ?(b2)硼酸及它们的衍生物， ?(b3)咪唑、咪唑啉及它们的衍生物， ?(b4)噻唑及它们的衍生物，和 '(b5)三唑及它们的衍生物； -按重量计0.002至45 %的至少一个乳化剂和分散剂(c)，其含至少一个乳化性和/或分散性化合物(c)，其为水-溶性的、水-易混溶的或水-可分散的，且其选自非离子型、阴离子型和两性离子型表面活性剂； -按重量计0.002至30 %的碱化剂(d)，含选自氢氧化物和碳酸盐的至少一个碱性的水-溶性化合物⑷；和 -按重量计0.004至99 %的主要含水的转运组分(e)。
2.权利要求1的水性金属加工组合物,其中组分(a)化合物对组分(b)化合物对组分(c)化合物的重量比在从1:(0.1至10): (0.01至30)范围内。
3.权利要求1或2的 水性金属加工组合物，其中的金属加工组合物在浓缩物中包含以下含量的组分:含量在从10至20 %重量范围内的(a),含量为5至10 %重量的(b),含量在从10至20 %重量范围内的(c)，含量在从5至15 %重量范围内的(d)，含量在从70至25 %重量范围内的(e)和总含量为O或在从0.01至10 %重量范围内的任选的组分。
4.权利要求1至3的任一项的组合物，其具有O-VOC的或无石油油料或无链烷醇胺或无胺，或没有它们的任何组合。
5.权利要求1至4的任一项的组合物，该浓缩物是清澈的或半透明的微-乳液。
6.权利要求1至5的任一项的组合物，其在25°C时为分散液、乳液和/或溶液，并且其中按重量计至少95 %的组合物在25°C时是液态。
7.权利要求1至6的任一项的组合物，其pH在从5至13范围内。
8.权利要求1至7的任一项的水性金属加工组合物，其对多-金属目的是特别有用的，和/或其为乳液，其疏水性微滴的平均疏水性微滴大小在特别适于浓缩物的从10至200 nm范围内，和其为乳液，其疏水性微滴的平均微滴大小在特别适于稀释物的从10 nm至30 μπι范围内。
9.权利要求1至8的任一项的水性金属加工组合物，当在微攻丝测试中用MicrotapGmbH的攻丝扭矩仪器Microtap Megatap I1-G8检测时，其具有如所检测的平均扭矩数不大于300 N.cm的润滑性。
10.权利要求1至9的任一项的水性金属加工组合物，其具有稳定性，以致没有分离出用肉眼可见的任何相，且其在用纯水或用最多至1200 ppm Ca含量的硬水稀释的组合物中，为清澈的或半透明的微-乳液或透明的、朦胧的、或多或少牛奶样的大乳液。
11.权利要求1至10的任一项的水性金属加工组合物，其具有防腐蚀保护作用和/或其稳定对抗发泡。
12.权利要求1至11的任一项的水性金属加工组合物,其中的组合物包含具有4至42个碳原子的一元羧酸脂肪酸、二元羧酸脂肪酸、三元羧酸脂肪酸和多元羧酸脂肪酸或至少一个其酯或两者的至少一个化合物(a)，它们彼此独立地选自直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的化合物。
13.权利要求1至12的任一项的水性金属加工组合物，其中的组合物包含具有30至140个碳原子的至少一个甘油三酯(a2)或至少一个其衍生物或两者，它们彼此独立地为直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的化合物。
14.权利要求1至13的任一项的水性金属加工组合物，其中的组合物另外包含至少一个具有14至40个碳原子的水·-不溶性脂族醇(a4)或至少一个其衍生物或两者，它们彼此独立地为直链和/或支链的、饱和和/或不饱和的化合物。
15.权利要求1至14的任一项的水性金属加工组合物，其中的疏水性润滑剂(a)含至少两个或至少三个或至少四个不同的化合物(a)，特别是达到最佳润滑性时。
16.权利要求1至15的任一项的水性金属加工组合物，其中所含的组分(a)的含量在按重量计从0.01至28 %范围内。
17.权利要求1至16的任一项的水性金属加工组合物，其中的抑制腐蚀的化合物(b)选自每个化合物总共具有6至40个碳原子的羧酸及它们的盐。
18.权利要求1至17的任一项的水性金属加工组合物，其中的抑制腐蚀的组分(b)含至少两个或至少三个或至少四个不同的化合物(b)，特别是达到最佳防腐蚀保护时。
19.权利要求1至18的任一项的水性金属加工组合物，其中包含按重量计在从0.01至28 %范围内的组分(b)。
20.权利要求1至19的任一项的水性金属加工组合物，其中的乳化剂和分散剂(c)具有在从I至40范围内的HLB。
21.权利要求1至20的任一项的水性金属加工组合物，其中至少一个乳化性和/或分散性化合物(c)选自由以下组成的非离子型、阴离子型和两性离子型表面活性剂的组: (cl)烷基醇， ?(c2)烷基酚， ?(c3)链烷酸、脂肪酸、醚羧酸盐和/或其他有机酸，?(c4)嵌段和无规共聚物， '(c5)烷基多聚葡糖苷， ?(c6)具有至少一个硫酸根或磺酸根基团的阴离子型表面活性剂， ?(c7)醚硫酸盐， ?(c8)醚磷酸盐， ?(c9)磷酸酯， ?(clO)甘油一酯， '(cll)甘油三酯， ?(cl2)脂肪胺， ?(cl3)失水山梨醇及其衍生物， ?(cl4)琥珀酸及其衍生物，和 ?包括这些表面活性剂(Cl)至(cl4)的衍生物。
22.权利要求1至21的任一项的水性金属加工组合物，其中的乳化剂和分散剂(c)含至少两个或至少三个或至少四个不同的化合物(c)，特别是获得宽泛的分布的HLB时。
23.权利要求1至22的任一项的水性金属加工组合物，其中的碱化剂(d)选自碱金属的和碱土金属的氢氧化物和碳酸盐。`
24.权利要求1至23的任一项的水性金属加工组合物，其中包含的碱化剂(d)在从0.01至15 %重量或从0.1至12 %重量或从I至10 %重量或从3至12 %重量范围内。
25.权利要求1至24的任一项的水性金属加工组合物，其中按重量计至少98%的转运组分(e)是水。
26.权利要求1至25的任一项的水性金属加工组合物，其中的组合物另外包含按重量计总共0.002至60 %的选自任选组分A至D的至少一个任选的化合物。
27.权利要求1至26的任一项的水性金属加工组合物，其中的组合物包含至少一个任选的赋予润滑性的组分A或赋予润滑性的化合物A，其为植物油、动物油、任何这些油的乙氧基化的、丙氧基化的或乙氧基化-丙氧基化的衍生物或任何组合，但其仅包含在本发明的金属加工组合物中的含量在其组分(a)含量的按重量计从I至200 %的范围内。
28.权利要求1至27的任一项的水性金属加工组合物，其中的组合物包含至少一个杀生物剂B、至少一个杀真菌剂B或两者。
29.权利要求1至28的任一项的水性金属加工组合物，其中的组合物包含至少一个防泡剂C和/或至少一个消泡剂C。
30.权利要求1至29的任一项的水性金属加工组合物，其中的组合物包含至少一个任选的组分D，其基于丙烯酰胺、丙烯酸/甲基丙烯酸、丁烷、环氧化物、乙烯、离子聚合物、异丁烯、聚-α-烯烃、聚酰胺、聚甘油、聚异丁烯、丙烯、苯乙烯、聚磺酸、尿烷、它们的酯和/或它们的盐的单体、寡聚体、共低聚物、聚合物和/或共聚物。
31.一种制备权利要求1至30的任一项的水性金属加工组合物的方法，该方法通过首先将任何化合物(b)和(d)加入水中，然后加入任何化合物(a)，然后加入(C)，在此期间采用混合程序一直进行至此，加热至从30至50°C范围的温度并搅动，然后任选地加入所有的其他化合物。
32.一种应用权利要求1至31的任一项的水性金属加工组合物的方法，所述组合物作为冷却剂、作为润滑剂和/或用于弯曲、用于冲裁、用于镗孔、用于拉削、用于冷却、用于切肖IJ、用于拉拔、用于钻孔、用于冷成形、用于热成形、用于锻造、用于磨削、用于滚齿、用于珩磨、用于液压成形、用于叠接、用于润滑、用于成形、用于铣削、用于压制、用于冲孔、用于铰孔、用于冷轧、用于热轧、用于锯切、用于压印、用于攻丝、用于车螺纹、用于车削或它们的任何组合。
33.一种金属加工工艺过程，其特征在于金属加工操作用权利要求1至30的任一项的水性金属加工组合物，通过喷液冲洗、喷雾、高压喷雾、刷涂、流溢涂、槽铣涂、辊涂、浸镀或其任何组合实施。·
【文档编号】C10M173/02GK103827278SQ201280033543
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年5月3日 优先权日:2011年5月6日
【发明者】Y.赵 申请人:凯密特尔有限责任公司