CN1006717B - 表面活性剂和烃基取代的丁二酸和/或丁二酸酐/端胺聚(氧化烯)反应产物的水基官能液增稠组合物 - Google Patents

表面活性剂和烃基取代的丁二酸和/或丁二酸酐/端胺聚(氧化烯)反应产物的水基官能液增稠组合物

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Abstract

本文介绍了一种组合物，其中包括(A)至少一种水分散反应产物和(B)至少一种表面活性剂；该水分散反应产物由(A)(I)至少一种由下列分子式表示的化合物：(其中R是约8到约40个碳原子的烷基)与(A)II至少一种水分散端胺聚(氧化烯)反应而制备。本文还介绍了包含这些组合物的含水提浓物和水基官能液。这些组合物用作上述官能液的剪切稳定的增稠剂。

Description

本发明涉及表面活性剂与水分散物质组成的组合物及其含有该组合物的水体系，该水分散物质由至少一种烃基取代的丁二酸和/或丁二酸酐与至少一种端胺聚氧化烯反应而制得。水体系包含提浓物和水基官能液，例如水基润滑剂、水力流体、切削液等。表面活性剂与水分散的烃基取代的丁二酸或丁二酸酐/端胺聚（氧化烯）反应产物组成的组合物作为水体系的增稠剂是很有用的，这种组合物在相当高的剪切条件下是稳定的。
文中使用“水基官能液”是指水基润滑剂、水力流体、切削液等。水基官能液不是一种新的概念，但在最近由于石油价格上涨和短缺，使得用水基官能液代替油基官能液的可能性日益增加。其它的益处也能从这种取代中获得，例如降低着火危险和环境污染问题。然而，在许多情况下使得这种取代成为不可行，这是因为水基官能液在其性能方面的改进不能达到其油基对应物那样高的程度。例如，用水基液代替某些油基水力流体显然是符合人们愿望的，也並非不可能实现，但通常是很困难的。
调配适宜的水基官能液的问题之一是选择增稠剂，提供所希望的增稠程度，同时在高剪切条件下是稳定的。已经试验了各种增稠剂，但没有找到一个完全满意的。已经试验过的增稠剂中有多糖类、纤维素醚和酯以及各种合成聚合物。多糖类包括天然树胶，例如琼脂胶， 瓜耳胶、阿拉伯树胶、藻酸胺、葡聚糖、
Figure 86106154_IMG9
吨胶等。纤维素醚和酯包括羟基烃基纤维素和烃基羟基纤维素以及它们的盐类。在这一组中包括羟乙基纤维素和羟基甲基纤维素的钠盐。合成聚合物包括聚丙烯酸酯类，聚丙烯酰胺类，水解乙烯酯类，丙烯酰胺链烷磺酸酯类的水溶性均聚物和至少含有50%（摩尔）丙烯酰胺链烷磺酸酯及其它诸如丙烯腈、苯乙烯等共聚单体的丙烯酰胺链烷磺酸酯类的水溶性共聚物。其它包括聚n-乙烯基吡咯烷酮均聚物或共聚物，以及苯乙烯、马来酸酐和异丁烯马来酸酐共聚物的水溶性盐类。
人们已经建议采用某些水溶性端羟基聚氧化烯作为增稠剂，例如参看美国专利3，005，776;3，346，501;4，138，346;和4，151，099。然而，人们发现聚氧化烯所提供的增稠程度还未达到完全满意。
美国专利4，239，635透露了端羧酸二酰胺和它们的碱金属、铵或胺盐，该二酰胺由有机多羧酸和聚氧化烯二胺反应制得。这篇参考文献指出了这些二酰胺具有润滑性质，並用于含水的金属加工液中。
美国专利4，288，639透露了使用某些α-烯烃氧化物改性的聚氧化烯作为水成液的增稠剂。这篇专利指出了用α-烯烃氧化物封端一种液体直链聚氧化烯混杂或嵌段共聚物中间体而获得这些增稠剂。
目前仍需要能提供具有所希望的增稠程度、並在高的剪切应用中足够稳定的水基官能液的水分散增稠剂。
按照本发明提供了由表面活性剂与烃基取代的丁二酸和/或丁二酸酐/端胺聚氧化烯的反应产物组成的水分散组合物。这些组合物作 为增稠剂对于水基官能液是有用的，並在高剪切应用中相当稳定。
广义的说，本发明打算提供的一种组合物包括（A）至少一种水分散反应产物和（B）至少一种表面活性剂，该产物（A）由（A）（Ⅰ）至少一种烃基取代的丁二酸和/或丁二酸酐，其分子式为：
（其中R是约8到约40个碳原子的烃基）与（A）（Ⅱ）至少一种水分散端胺聚氧化烯的反应而制得。这些组合物的含水提浓物和水基官能液也包括在本发明的范围之内。
在整个说明书和权利要求书中所使用的“分散了”和“溶解了”（以及同族词，例如分散、可分散、溶解、可溶解的等）是指本发明组合物在它所加入的水体系中的分布。而本发明的实践並不取决于解释本发明的任何特殊理论或假设，人们应该理解，在某些情况下，本发明的组合物可以溶解在水相中而形成真溶液;而在另一些情况下亦可形成胶束分散体或微乳状液，它们从可见度看来似乎是真溶液。无论是形成溶液，胶束分散体，还是微乳状液取决于所采用的特定组合物和被加入的特定体系。无论如何，在整个说明书和权利要求中，“分散了”和“溶解了”都可互换使用，指溶液、胶束分散体、微乳状液等。
当涉及一种按照本发明所使用的物料时，“可水分散”是指在25℃把这种物料加入水中的量至少约每升1克时形成溶液、胶束分 散体或微乳状液。
文中所用“烃基”包括基本上为烃基（例如基本上为烃基化氧，烃基化巯基等）以及纯烃基。描述这一组为基本上是烃基的意思是不含有会大大影响烃基特征或该基团的性质的非烃基取代基或非碳原子，（相对于在此介绍的应用而言）。
下列一些取代基通常不显著改变本发明的烃基的特性或烃基的普通性质。
醚基（尤其是烃基化氧，如甲氧基、正丁氧基等）;
桥氧基（在主碳链中有-O-链）;
硝基;
硫醚基;
硫代基（例如，在主碳链中有-S-键）;
碳化烃基化氧基（例如
Figure 86106154_IMG11
烃基）;
磺酰基（例如 烃基）;
亚磺酰基（例如
Figure 86106154_IMG13
烃基）。
列出这些基团的意图仅仅是说明，而不是全部，未列出的某些类的取代基並不意味着排除在外。一般说，如果那种取代基存在的话，那么这类基团数基本上为烃基中每10个碳原子不大于2，最好每10个碳原子不大于1。因此，烃基最好不含非烃基，即最好是仅由碳和氢原子组成的纯烃基。
文中所用“基本上直链”是指不含对组份（A）（Ⅰ）和（A）（Ⅱ）的反应产物的增稠特性有不利的影响的支链的直链烃基。例如在本发明的上下文中，具有支链或侧链甲基的C16直链烷基与C16直链烷基在本发明使用中有基本上相类似的性质。
组份（A）（Ⅰ）
用于制造本发明组份（A）的烃基取代的丁二酸和/或丁二酸酐（A）（Ⅰ）由下式表示：
Figure 86106154_IMG14
其中R是约8到约40个碳原子的烃基，更好的约8到约30个碳原子，尤以约12到约24个碳原子更为适宜，而以约16到18个碳原子为最好。在优选实施例中，R由下式表示：
Figure 86106154_IMG15
其中R′和R″分别代表氢或直链或基本上直链烃基，以R中碳原子总数在上述指出的范围为条件。R′和R″最好是烷基或链烯基。在特别有用的实施例中，R为约16到约18碳原子，R′是氢或是1到约7个碳原子的烷基或2个到约7个碳原子的链烯基，而R″是约5到15个碳原子的烷基或链烯基。也可使用二种或二种以上这些酸或酐的混合物。
R基能从一种或多种约8到40个碳原子的烯烃得到。这些烯烃 最好是α-烯烃（有时称为单-1-烯烃）或异构化α-烯烃。能被使用的α-烯烃的例子包括1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十三碳烯、1-十四碳烯、1-十五碳烯、1-十六碳烯、1-十七碳烯、1-十八碳烯、1-十九碳烯、1-二十碳烯、1-二十一碳烯、1-二十二碳烯、1-二十四碳烯、1-二十五碳烯、1-二十六碳烯、1-二十八碳烯、1-二十九碳烯等。能被使用的工业上得到的α-烯烃馏份包括C15-18α-烯烃、C12-16α烯烃、C14-16α-烯烃、C14-18α烯烃、C16-18α-烯烃、C16-20α-烯烃、C22-28α-烯烃等。C16和C16-18α-烯烃优先选用。制备这些α-烯烃的方法是本工艺领域熟练技术人员所公知的，並有专文叙述，例如由Kirk和Othmer编著的“化学工艺大全”第二版的补编第632-657页中，在“烯烃”的标题下作了详细叙述（the Encyclopedia of Chemical Technology，Second Edition，Kirk and Othmer，Supplement，Pages 632-657，Interscience publisher，Div.，of John Wiley and son，1971）。在这里，将这篇文献并入本说明书所公开的内容之中。
异构化α-烯烃是已经转变成内烯烃（即烯烃中不饱和烯键不是在“-1-”位或α位）α-烯烃。适合用于本发明的异构化α-烯烃通常是含一些α-烯烃的内烯烃的混合物。异构化α-烯烃的生产工艺是众所周知的技术。这些主要方法通常包括α-烯烃与阳离子交换树脂在如约80-130℃温度范围内接触，直到获得所希望的异构化程度为止。这些方法在如美国专利4，108，889和欧洲专利 专利申请号20037中作了叙述。在这里将这两篇文献并入本说明书所公开的内容之中。
一般说，烃基取代的丁二酸和丁二酸酐（A）（Ⅰ）是由上述α-烯烃或异构化α-烯烃与所需要的不饱和羧酸（如富马酸）或其衍生物（如马来酸酐）在温度为约160℃到约240℃，更好约185℃到约210℃，最好约190℃下反应而制备。一般说，这些反应是在一个大气压下进行，当然压力高达约100Psi（磅/平方英寸）也能使用，特别是当烯烃的分子量（例如C8到C12）相当低时。为了降低或防止聚合的副产物生成，可使用游离基抑制剂（例如、叔丁基邻苯二酚）。制备这些烃基取代的丁二酸和酐是众所周知的现有技术，例如美国专利3，412，111;日本公开特许8112382和8235580;Benn等人写的“马来酸酐与链烯烃的反应”（“The Eue Reaetion of Maleie Anhydride With Alkenes，”J.C.S.Perkin Ⅱ，（1977）PP.535-7）;Remond写的“Preparation-propertieset Emplois de L′Anhydride Dodecenylsuccinique”（Revue Des products Cliniques，（Feb，28，1962）PP.57-64）。在这里将这些文献并入本说明书所公开的内容之中。
组份（A）（Ⅱ）
水分散端胺聚氧化烯最好是α-ω-二氨基聚（氧化乙烯）、α-ω-二氨基聚（氧化丙烯）聚（氧化乙烯）聚（氧化丙烯）或α-ω-二氨基氧化丙烯封端的聚（氧化乙烯）。组份（A）（Ⅱ）也可以是上述的α-ω-二氨基聚（氧化乙烯）、α-ω-二氨基聚（氧 化丙烯）聚（氧化乙烯）聚（氧化丙烯）或α-ω-二氨基氧化丙烯封端的聚（氧化乙烯）的脲缩合物。只要该组分是端胺的且是可水分散的，组份（A）（Ⅱ）也可以是多氨基（例如三氨基、四氨基等）聚（氧化烯）。含有聚（氧化乙烯）和聚（氧化丙烯）基的这些化合物中，最好聚（氧化乙烯）占主导地位，以便提供所希望的水分散性。端胺物可以是伯胺，如-NH2，或仲胺;如-NHR＊，其中R＊是1到约18个碳原子、最好是1到约4个碳原子的烃基。R＊最好是烷基或链烯基。这些化合物的数均分子量一般至少约2000，优先选用范围约为2000到30000，更好为约2000到10000，尤以约3500到6500为最好，也能使用二种或多种这些化合物的混合物。
在优选实施例中，组份（A）（Ⅱ）是由下列分子式表示的化合物：
Figure 86106154_IMG16
其中a为0到约200，b为约10到650，而C为0到约200，这些化合物优先选用的数均分子量为约2000到约10000，尤以约3500到约6500为最适宜。
在另一个优选实施例中，组份（A）（Ⅱ）是由下列分子式所表示的化合物：
Figure 86106154_IMG17
其中n的数是这样确定的，使之足以提供上述化合物的数均分子量至 少约2000。这些化合物的数均分子量更好约2000到10000，尤以约3500到6500为最好。
按照本发明使用的水分散的端胺聚（氧化烯）的例子在美国专利3，021，232;3，108，011;4，444，566和Re31，522中已公开，在这里将这些专利所公开的内容并入本说明书。
可使用的水分散的端胺聚（氧化烯）可从德士古（Texaco）化学公司买到，商品名为Jeffamine。
由组份（A）（Ⅰ）和（A）（Ⅱ）反应生成组份（A）
一个或多个组份（A）（Ⅰ）与一个或多个组份（A）（Ⅱ）可在温度从反应组份的最高熔融温度直到反应组份或产物的最低分解温度范围内进行反应，得到本发明的水分散反应产物（A）。一般说，进行反应的温度范围约60°到约160℃，最好为120°到约160℃，反应通常在生成酰胺的条件下进行，因此，例如生成的产物为半酰胺，即酰胺/酸。
组份（A）（Ⅰ）与组份（A）（Ⅱ）的当量比一般约0.1∶1到约8∶1，最好为约1∶1到约4∶1，有利的约为2∶1。组份（A）（Ⅰ）的当量重量能由它的分子量除以存在的羧酸官能团的数目来确定。采用组份（A）（Ⅰ）时，当量重量等于它的分子量的一半。端胺聚氧化烯（A）（Ⅱ）的当量重量能由它的分子量除以存在的端胺基的数目来确定。这些通常能够由端胺聚（氧化烯）的结构式确定或通过众所周知的方法经验获得。
由组份（A）（Ⅰ）和组份（A）（Ⅱ）反应生成的酰胺/酸能够用如一种或多种碱金属、一种或多种胺、或其混合物中和使之转变 成酰胺/盐。另外，如果把这些酰胺/酸加到含碱金属或胺的提浓物或官能液中，通常可就地生成酰胺/盐。
能中和这些酰胺/酸並生成酯/盐的碱金属中有钠、钾和锂。适宜的金属基包括游离金属和它的氧化物、氢氧化物、醇盐和碱式盐，其例子为氢氧化钠、甲醇钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾等等。碱金属的摩尔量与酰胺/酸中酸的当量之比一般为约1∶10到约2∶1的范围，最好约1∶1。这些酰胺/酸中酸的当量能由酰胺/酸的分子量除以存在的-COOH基团数而确定。这些通常可由酰胺/酸的结构式确定或者通过众所周知的滴定法经验获得。
可用来中和这些酰胺/酸的胺中有N-（羟基取代的烃基）胺类。这些胺的每一个分子中一般含有1到约4个羟基，特别地含有1个到约2个羟基。这些羟基的每一个与一个烃基结合而形成羟基取代的烃基，而该烃基与分子中的胺部分结合。这些N-（羟基取代的烃基）胺可以是一元胺或多元胺、其碳原子总数能高达约40、一般高达约20。它们可以是含有仅仅一个羟基的一元胺。这些胺可以是伯、仲或叔胺，而N-（羟基取代的烃基）多元胺可能含有这些类型胺基中的任何一种或多种胺基。也可以使用前述胺的任何两个或多个混合物。
适用于本发明的N-（羟基取代的烃基）胺的具体例子是N-（羟基-较低级烷基）胺和多元胺，例如2-羟乙胺、3-羟丁胺、二-（2-羟乙基）胺、三-（2-羟基乙基）胺、二-（2-羟丙基）胺、N，N，N′-三-（2-羟乙基）乙二胺、N，N，N′，N′，-四-（2-羟乙基）乙二胺、N-（2-羟乙基）哌嗪、N，N′-二-（3-羟丙基）哌嗪、N-（2-羟乙基）吗啉、N -（2-羟乙基）-2-吗啉酮、N-（2-羟乙基）-3-甲基-2-吗啉酮、N-（2-羟丙基）-6-甲基-2-吗啉酮、N-（2-羟丙基）-5-乙酯基-2-哌啶酮、N-（2-羟丙基）-5-乙酯基-2-哌啶酮、N-（2-羟乙基）-5-（N-丁基氨基甲酰）-2-哌啶酮、N-（2-羟乙基）哌啶、N-（4-羟丁基）哌啶、N，N-二（2-羟乙基）甘氨酸及其与脂肪醇、特别是低级烷醇的醚、N，N-二（3-羟丙基）甘氨酸等。
此外，醇胺类是在美国专利3576，743中所叙述的羟基取代的伯胺，其通式为
Ra-NH2
其中Ra是至少含有一个醇羟基的一价有机基。按照该专利，Ra中碳原子的总数不超过约20。含有总数高达约10个碳原子的羟基取代的脂肪族伯胺是有用的。一般有用的是多羟基取代的链烷醇伯胺，其中仅含有一个氨基（即一个伯氨基），该伯胺具有一个高达10个碳原子和和高达4个羟基的烷基取代基。这些链烷醇伯胺相应于RaNH2，其中Ra是单或多羟基取代的烷基，典型的是至少有一个羟基是伯醇羟基。三羟甲基氨基甲烷是一种典型的羟基取代的伯胺。羟基取代的伯胺的特殊例子包括α-氨基-1-丁醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、对（β羟乙基）苯胺、2-氨基-1-丙醇、3-氨基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇、N-（β羟丙基）-N′-（β-氨基乙基）哌嗪、2-氨基-1-丁醇、乙醇胺、β-（β-羟基乙氧基）乙胺、葡糖胺、glusoamine、4-氨基-3-羟基-3-甲基-1-丁烯（该物质可按现有技术已经方法由异戊二烯氧化物与 氨反应而制备）、N-3-（氨基丙基）-4-（2-羟乙基）哌啶、2-氨基-6-甲基-6-庚醇、5-氨基-1-戊醇、N-β-（羟乙基）-1，3-二氨基丙烷、1，3-二氨基-2-羟基-丙烷、N-（β-羟基乙氧基乙基）乙二胺等等。为了更进一步说明用作本发明中N-（羟基取代烃基）胺的羟基取代伯胺，参看被并入本说明书公开内容的美国专利3，576，743。
典型的胺是伯、仲或叔烷醇胺或其混合物。这些胺可分别由下列分子式表示：
H2N-R′-OH
其中每个R各自表示1到约8个碳原子的烃基或2到约8个碳原子的羟基取代的烃基，而R′是约2到约18个碳原子的二价烃基。在分子式中-R′-OH基代表羟基取代的烃基。R′可以是无环的、脂环的或芳环基，其典型的是无环直链或支链亚烷基，例如1，2亚乙基、1，2亚丙基、1，2亚丁基、1，2亚十八碳基等。当同一个分子中有两个R基时，可通过直接的碳碳键或杂原子（例如，氧、氮或硫）使其相连而形成5-，6-，7-，或8-节环结构。这些杂环胺的例子包括N-（羟基-较低级烷基）吗啉、-硫代吗啉、-哌啶、-噁唑烷、-噻唑烷等。然而典型的各个R基是不大于7个碳原子的较低级烷基。
胺也可以是一种醚N-（羟基取代的烃基）胺。这种胺类可由环氧化物与前述胺反应方便地制备，其分子式如下表示：
H2N-（R′O）xH
Figure 86106154_IMG19
其中X是2到约15，R和R′如上所述。
这些烷醇胺的多元胺类似物，特别是烷氧基亚烷基多元胺〔例如N，N-（二乙醇）乙二胺〕也能被利用。上述多元胺能够由亚烷基胺（例如乙二胺）与2到约20个碳的一种或多种烯化氧（例如环氧乙烷、十八碳烯氧化物）反应而制备。类似的烯化氧-烷醇胺的反应产物也能被使用，例如由前述伯、仲或叔烷醇胺与环氧乙烷、环氧丙烷或较高级环氧化物、以1∶1或1∶2的摩尔比进行反应所制得的产物。进行上述反应的反应物比例和温度是本工艺领域的熟练技术人员所公知的。
烷氧基化亚烷基多元胺的特定例子包括N-（2-羟乙基）乙二胺、N，N-双（2-羟乙基）乙二胺、1-（2-羟乙基）哌嗪、单（羟丙基）取代的二亚乙基三胺、二（羟丙基）取代的四亚乙基五胺、N-（3-羟丁基）四亚甲基二胺等。由上述羟基亚烷基多元胺通过与氨基或通过羟基的缩合获得的较高级同系物同样有用。通过氨基缩合生成高级胺、同时除去氨;而通过羟基缩合生成含有醚链的产物，同时除去水。前述单或多元胺的任何二个或多个混合物也是有用的。
胺的摩尔量与酰胺/酸的当量之比一般约在1∶10到约10∶1的范围，最好约1∶1。
碱金属或胺最好在组份（A）（Ⅰ）和组份（A）（Ⅱ）反应完成后，即生成酰胺/酸之后加入。一般说，碱金属或胺是在某一温度范围，即酰胺/酸或胺或碱金属的金属基的最高溶融温度到上述物质的最低分解温度范围内，较好的温度范围为约60°到约160℃，最好约120℃到约160℃。
下列实施例叙述典型制备本发明的水分散羟基取代的丁二酸和/或丁二酸酐/端胺聚（氧化烯）的反应产物（A）。除非另有指示，所有的分数和百分数都是以重量计，所有温度以摄氏计。
实施例1
部分A
把2960份的C16α-烯烃和100份大孔树脂15（Amberlyst15）（Rohm和Haas公司的产品，标为阳离交换树脂）加到装有氮喷雾器（每小时2.0标准立方英尺）、搅拌器、温度计插孔和位于冷凝器下面的集水器的5立升烧瓶中。混合物在搅拌器的搅动下（每分钟350转）在1.5小时内加热到120℃，滤液是所希望的产品。
部分B
把367.5份马来酸酐加到装有搅拌器、温度计插孔、回流冷凝器和气体进口管的2升烧瓶中。使马来酸酐加热溶融，加入由部分A得到的765份产品。把混合物在9.75小时内加热到180°-200℃。在30毫米汞柱真空下于182℃汽提混合物，然后冷却到115℃。再把混合物在0.7毫米汞柱145℃下汽提，然后 冷却到50℃，用硅藻土过滤混合物，滤液是所希望的产品。
实施例2
部分A
把1100份C16-18α-烯烃馏份和14份大孔树脂15加到装有搅拌器、温度计插孔、回流冷凝器和塞子的两升烧瓶中，在3.25小时内把混合物加热到150°-155℃，然后过滤，滤液是所希望的产品。
部分B
把412份马来酸酐和由部分A所得到的产品920份加到装有搅拌器、温度计插孔、回流冷凝器和塞子的二升烧瓶中。把混合物加热到90℃，开始搅拌。把混合物在搅拌下继续加热到190-195℃，並在该温度下保持11.5小时，然后冷却到80℃。混合物在38毫米汞柱的真空下于120℃汽提，然后又在0.45毫米汞柱的真空下于180℃汽提，用硅藻土过滤混合物，滤液是所希望的产品。
实施例3
把5775份的C15-18α-烯烃馏份（其中各种烯烃分布为C14占1%、C15占29%、C16占28%、C17占27%、C18占14%及C19占1%）通过一个12吋填有活性氧化铅的柱加入含有马来酸酐的12立升烧瓶中，並加热到214℃，在该温度用喷氮保持7小时（喷雾氮为0.2标准立方英寸/时），然后冷却到室温。再把混合物加热到209°-212℃，並在该温度下保持7小时，然后冷却到室温。加入1500份纺织用酒精，搅拌混合1小时。用硅藻土过滤混合物。在30毫米汞柱的真空下，于 121℃汽提混合物，然后冷却到室温。接着在0.7毫米汞柱真空下，于168℃再汽提，随后冷却至室温。用硅藻土在室温下过滤混合物，滤液是所希望的产物。
实施例4
用氮清洗一个20立升釜，把475份C18-24α-烯烃馏份装入釜内。把釜内物料加热到71℃並进行混合。再加入189份马来酸酐。把该混合物在6个小时期间内加热到200℃（温度以每小时升高22℃的速度加热），然后在4个小时内加热到220℃（温度以每小时升高5℃的速度加热）。並在220℃保持10个小时。混合物用氮气，一直吹到未反应的马来酐约还有0.05%为止，然后冷却到室温，获得所希望的产品。
实施例5
把100份Jeffamine    ED-4000（德士古化学公司产品，标为二元胺，平均分子量约4000，是端伯胺氧化丙烯封端的聚氧化乙烯）和16.3份由实施例中部分B获得的产品一起混合，在130℃加热3个小时，然后冷却到室温，获得所希望的产品。
实施例6
把100份Jeffamine    ED-6000（德士古化学公司产品，标为二元胺，平均分子量约6000，是端伯胺氧化丙烯封端的聚氧化乙烯）和10.8份由实施例1中部分B获得的产品一起混合，並在130℃加热3个小时，然后冷却到室温，获得所希望的产品。
实施例7
把20份Jeffamine    EDU-4000（德士古化学公司产 品，标为二元胺，平均分子量约4000，由脲与端伯胺氧化丙烯封端聚氧化乙烯偶合而制得）在70℃熔融，並与3.4份由实施例2中的部分B获得的产品混合。把混合物在121℃加热4个小时，然后冷却到室温，获得所希望的产品。
实施例8
把20份Jeffamine    EDU-4000在70℃熔融，並与6.8份由实施例2中的部分B获得的产品混合。把混合物在121℃加热四个小时，然后冷却至室温而获得所希望的产品。
实施例9
把37.3份Jeffamine    ED-2001（德士古化学公司产品、标为二元胺，平均分子量约2000，是端伯胺氧化丙烯封端聚氧化乙烯）和12.2份由实施例2的部分B获得的产品一起混合，並在105°-115℃加热3-4个小时，然后冷却到室温而获得所希望的产品。组份（B）
有用的表面活性剂（B）可能是阳离子、阴离子、非离子或两性类型。每种类型的许多表面活性剂是已知的现有技术。例如参看Mc    Cutcheon′s“乳化剂和洗涤剂”（1981，North    American    Edition，Published    by    Mc    Cutcheon    Division，Me    Pwblishing    Co.，Glen    Rock，New    Jersey，U.S.A），在这里将这篇文献的有关内容并入本说明书所公开的内容之中。
非离子型表面活性剂类型中有烯化氧处理过的产品，例如环氧乙烷处理的苯酚类、醇类、酯类、胺类和酰胺类。环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物也是有用的非离子型表面活性剂。甘油酯类和蔗糖酯类也 是已知的非离子型表面活性剂。本发明有用的典型非离子型表面活性剂类型是氧化烯处理过的烷基酚，例如由Rohm和Haas公司出售的环氧乙烷烷基酚缩合物。这些非离子型表面活性剂的特殊例子有Tritonx-100，在它的每一个分子中平均含有9-10个环氧乙烷，其亲水亲油平衡值（HLB值）约13.5，分子量约628。许多其它适用的非离子型表面活性剂是已知的，例如参见前述的McCutcheon′s的论文以及由纽约M.Dekker公司Martin    J.Schick，1967年编著的论文“非离子型表面活性剂”，在这里将这些文献中有关公开内容并入本说明书公开的内容之中。
如上所述、阳离子、阴离子和两性表面活性剂也可被使用。一般说，这些类型的表面活性剂都是亲水性表面活性剂。阴离子表面活性剂含有负电荷极性基团，而阳离子表面活性剂含有正电荷极性基团。两性分散剂在同一分子中含有两种类型的极性基团。在Kirk-Othmer编著的“化学工艺大全”、第二版、第19卷第507页起（1969，John    hileyand    Son，New    York）和由上述以McCuteheon′s名字编辑出版的书中能找到有用的表面活性剂的一般综述。这两篇参考文献有关阳离子、两性和阴离子表面活性的公开部分在此声明并入本说明书的公开内容之中。
有用的阴离子表面活性剂类型中有大家所熟知的皂、有机硫酸酯、磺酸盐、硫代羧酸及其盐类和磷酸酯。有用的阳离子表面活性剂包括氮的化合物，例如氧化胺和众所周知的季铵盐。两性表面活性剂包括氨基酸类型的物质和类似的类型。各种阳离子、阴离子和两性分散剂能从工业化生产产品中得到，特别从Rohn    &    Haas和联合碳化物公司得到，这两公司都在美国。由纽约W.M.Linfield编辑 Marcel    Dekker    Inc.1976年出版的“阴离子表面活性剂”教科书第二和第三部分和纽约E.Jungermann编著Marcel    Dekker    Inc.1976年出版的“阳离子表面活性剂”中也能找到有关阴离子和阳离表面活性剂方面的更多情报。这两篇文献中的有关部分在此声明并入本说明书的公开内容之中。
在优选的实施例中，表面活性剂（B）是伯胺与环氧乙烷的缩合产物，例如可用的工业化生产的产品来自Armak，商品名为Ethemeen。
在另一个优选实施例中，表面活性剂（B）是聚亚烷基二醇醚，例如伯和仲醇类的聚乙二醇醚，可自联合碳化物公司获得，商品名为Tergitol。
在另外的优选实施例中，表面活性剂（B）是一种妥尔油，例如蒸馏过的妥尔油，从联合阵线公司（union    Camp.）获得、商品名为unitol。
本发明特别优选的实施例中，表面活性剂（B）是由至少一个羧酸酰化剂（B）（I）（该酰化剂带有至少一个至少为约12到约500个碳原子的烃基为基础的取代基）与至少一种N-（羟基取代的烃基）胺（a）、所述的胺的羟基取代的聚（烃氧基）的类似物（b）、或（a）和（b）的混合物（c）反应制成的至少一种含氮无磷的反应产物。
一般说，在酰化剂（B）（I）中存在的以烃基为基础的取代基中无炔键，烯键（如存在的话）在取代基中每10个碳碳键中所存在烯键数不大于1。通常取代基是完全饱和的、因此不含有烯键。
存在在酰化剂（B）（I）中的以烃基为基础的取代基可从烯烃 聚合物或其氯代类似物衍生而得。可用于制备烯烃聚合物的烯烃单体是可聚合的烯烃和具有一个或多个烯键不饱和基为特征的单体。它们可能是单烯烃单体、例如乙烯、丙烯、丁烯-1、异丁烯和辛烯-1或多烯单体（通常是二烯单体，例如丁二烯-1，3和异戊二烯）。通常这些单体是端烯烃，即具有存在
Figure 86106154_IMG20
基为特征的烯烃。可是某些内烯烃也能用作单体（有时把这些烯烃称作中间烯烃）。当使用这种中间烯烃单体时，它们通常与端烯烃结合使用生产烯烃聚合物（共聚物）。虽然，以烃基为基础的取代基也可能包括芳基（特别是苯基和较低级烷基和/或较低级烷氧基取代的苯基，例如对（叔丁基）苯基和脂环基，例如由可聚合的环烯烃或脂环基取代的可聚合的环烯烃而获得，通常烯烃聚合体不含有这些基团。然而，二烯-1，3和苯乙烯，例如丁二烯-1，3和苯乙烯或对（叔丁基）苯乙烯的共聚物衍生水的烯烃聚合物是这一通则的例外。
烯烃聚合物一般是约2到约16个碳原子的端烃基烯烃的均聚物或共聚物。更典型的烯烃聚合物是选自2到6个，特别是2到4个碳原子的端烯烃的均聚物或共聚物。
用来制备烯烃聚合物（由该聚合物可制得组份（B）（Ⅱ）的以烃基为基础的取代基）的端烯烃和中间烯烃的特殊例子包括乙烯、丙烯、丁烯-1、丁烯-2、异丁烯、戊烯-1、己烯-1、庚烯-1、辛烯-1、壬烯-1、癸烯-1、戊烯-2、丙烯四聚体、二异丁烯、异丁烯三聚体、丁二烯-1，2、丁二烯-1，3、戊二烯-1，2、戊二烯-1，3、异戊二烯、己二烯-1，5、2-氯丁二烯-1、3、2-甲基庚烯-1、3-环己基丁烯-1、3，3-二甲基戊烯-1、苯乙烯二乙烯基苯、醋酸乙烯酯、烯丙醇、1-甲基醋酸 乙烯酯、丙烯酯、丙烯酸乙酯、乙基乙烯基醚和甲基乙烯基酮。在它们当中，纯的烃基单体是更典型的、而端烯烃单体是特别典型的。
通常的烃烯聚合物是聚异丁烯，例如由C4馏份（其中丁烯含量约35%到75%（重量）和异丁烯含量约30%到约60%（重量））在路易氏酸催化剂，例如氯化铝或三氟化硼存在下聚合而获得。这种聚异丁烯主要含有（即大于80%的总的重复单元）如下构型的异丁烯的重复单元：
羧酸酰化剂（B）（I）中典型的以烃基为基础的取代基是约12到约500个碳原子的烃基、烷基或链烯基。有用的酰化剂包括取代的丁二酸或丁二酸酐，其中含有约20到500个碳原子，较好约30到约500个碳原子，更好约50到500个碳原子，最好约50到约90个碳原子，还要好的约60到约75个碳原子的以烃基为基础的取代基。
常用于制造表面活性剂（B）的（B）（Ⅰ）试剂是取代的丁二酸或其衍生物，可用下列分子式表示：
Figure 86106154_IMG22
其中的“hyd”是上述以烃基为基础的取代基。该丁二酸酰化剂能由 马来酐、马来酸或富马酸与前述的烯烃聚合物反应而制取。一般说，反应仅包括在约150℃到200℃温度下加热二种反应物。也能使用前述聚合的烯烃混合物，以及不饱和单和二羧酸的混合物。
N-（羟基取代的烃基）胺（B）（Ⅱ）的分子中一般有1到约4个羟基，典型的为1到约2个羟基。这些羟基的每一个与烃基结合而形成羟基取代的烃基，而后者又结合到分子的胺部分上。这些N-（羟基取代的烃基）胺可以是单元胺或多元胺，它们可含有总数为不大于约40个碳原子、一般为不大于约20个碳原子。这些胺可以是含有仅仅一个羟基的单元胺。这些胺可能是伯、仲或叔胺，而N-（羟基取代的烃基）多元胺可能含有一个或多个任何这些类型的氨基。二种或多种任何前述胺的混合物也能应用。
适用使用在本发明的N-（羟基取代的烃基）胺的特殊例子是N-（羟基-较低级烷基）胺和多元胺、例如2-羟乙胺、3-羟丁胺、二-（2-羟乙基）胺、三-（2-羟乙基）胺、二-（2-羟丙基）胺、N，N，N′-三（2-羟乙基）乙二胺、N，N，N′，N′-四（2-羟乙基）乙二胺、N-（2-羟乙基）哌嗪、N，N′-二-（3-羟丙基）哌嗪、N-（2-羟乙基）吗啉、N-（2-羟乙基）-2-吗啉酮、N-（2-羟乙基）-3-甲基-2-吗啉酮、N-（2-羟丙基）-6-甲基-2-吗啉酮、N-（2-羟丙基）-5-乙酯基-2-哌啶酮、N-（2-羟丙基）-5-乙酯基-2-哌啶酮、N-（2-羟乙基）-5-（N-丁基氨基甲酰）-2-哌啶酮、N-（2-羟乙基）哌啶、N-（4-羟丁基）哌啶、N，N′-二-（2-羟乙基）甘氨酸、和与脂肪醇、特别是较低级链烷醇的醚，N，N-二-（3-羟丙基）甘氨酸等。
其它，胺醇类为在美国专利3，576，743中所叙述的羟基取代的伯胺，其通式为：
Ra-NH2
其中Ra是含有至少一个醇式羟基的单价有机基团。按照该专利，Ra中碳原子的总数不超过约20。含有总数直到约10个碳原子的羟基取代的脂肪族伯胺是有用的。一般有用的是多羟基取代的链烷醇伯胺，其中仅存在一个氨基（即伯氨基），並有一个直到10个碳原子和直到4个羟基的烷基取代基。这些链烷醇伯胺相应的分子式为RaNH2，其中Ra是单或多羟基取代的烷基。典型的是至少有一个羟基是伯醇式羟基。三羟甲基氨基甲烷是一种典型的羟基取代的伯胺。羟基取代的伯胺的特殊例子包括2-氨基-1-丁醇、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、对（β-羟乙基）苯胺、2-氨基-1-丙醇、3-氨基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基-1，3-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1，3-丙二醇、N-（β-羟丙基）-N′-（β-氨基乙基）哌嗪、2-氨基-1-丁醇、乙醇胺、β-（β-羟基乙氧基）乙胺、葡糖胺、glusoamine、4-氨基-3-羟基-3-甲基-1-丁烯（按照现有技术的已知方法由异戊二烯氧化物与氨反应来制备）、N-3-（氨基丙基）-4-（2-羟乙基）哌啶、2-氨基-6-甲基-6-庚醇、5-氨基-1-戊醇、N-β-（羟乙基）-1，3-二氨基丙烷、1，3-二氨基-2-羟基丙烷、N-（β-羟基乙氧乙基）乙二胺等。对于更进一步描述的羟基取代的伯胺用作本发明中的N-（羟基取代的烃基）胺，参见在此并入本说明书公开内容之中的美国专利3，576，743。
典型的（B）（Ⅱ）胺是伯、仲或叔烷醇胺或其混合物。这类胺 分别能用下列分子式表示：
H2N-R′-OH，
其中每个R是分别代表1到约8个碳原子的烃基或是2到约8个碳原子的羟基取代的烃基，R′是约2到约18个碳原子的二价烃基。在分子式中-R′-OH基代表羟基取代的烃基。R′可能是一个无环、脂环或芳基。典型的是一个无环直链或支链亚烷基，例如亚乙基、1，2-亚丙基、1，2-亚丁基、1，2-亚十八基等。在同一分子中的两个R基可以由直接与碳碳键连接或通过一个杂原子（例如氧、氮或硫）而形成一个5-、6-、7-、或8-节环结构。所述杂环胺的例子包括N-（羟基较低级烷基）吗啉、-硫代吗啉、-哌啶、-噁唑烷、-噻唑烷等。然而，典型地每个R是不大于7个碳原子的较低级烷基。
胺（B）（Ⅱ）也可能是醚N-（羟基取代的烃基）胺。该胺类通常由环氧化物与前述的胺反应方便地来制备，其分子式如下表示：
H2N-（R′O）xH
其中X是2到约15，R和R′如上所述。
这些链烷醇胺的多元胺类似物，特别是烷氧基化亚烷基多元胺（例如N，N-（二乙醇）乙二胺）也能利用。该多元胺能由亚烷基胺（例如乙二胺）与一个或多个2到约20个碳的烯化氧（例如环氧乙烷、十八烯氧化物）反应而制得。类似的烯化氧-烷醇胺反应产物也能利用，例如由前述伯、仲或叔烷醇胺与乙烯、丙烯或较高级环氧化物，以1∶1或1∶2摩尔比反应而制备的这类产物。进行该反应的反应产物比例和温度在现有技术中是已知的。
烷氧基化亚烷基多元胺的特殊例子包括N-（2-羟乙基）乙二胺、N，N-双（2-羟乙基）乙二胺、1-（2-羟乙基）哌嗪、单（羟丙基）取代的二亚乙基三胺、二（羟丙基）取代的四亚乙基五胺、N-（3-羟丁基）-四亚甲基二胺等。由上述羟基亚烷基多元胺通过氨基或通过羟基的缩合得到的较高级的同系物同样有用。
通过氨基缩合产生的较高级胺同时伴随着消去氨，而通过羟基缩合产生的含醚键的产物同时伴随着消去水。二种或多种任何前述单或多元胺的混合物也能应用。
N-（羟基取代烃基）胺（B）（Ⅱ）的特别有用例子包括单、二和三乙醇胺、二乙基乙醇胺、二-（3-羟丙基）胺、N-（3-羟丁基）胺、N-（4-羟丁基）胺、N，N-二-（2-羟丙基）胺、N-（2-羟乙基）吗啉和它的硫化类似物、N-（2-羟乙基）环己胺、N-3-羟环戊胺、邻-间-和对-氨基苯酚、N-（羟乙基）哌嗪、N，N′-二（羟乙基）哌嗪等。优先选用的胺是二乙基乙醇胺和乙醇胺及其混合物。
酰化剂（B）（Ⅰ）与羟基胺（B）（Ⅱ）进行反应的温度范围从约30℃到反应组份和/或产物中最低的分解温度、一般在约50 ℃到约150℃温度下进行、但通常低于100℃。反应常在成酯的条件下进行、因此，生成的产物例如是一种酯、盐、酰胺、酰亚胺、酰胺酯或这些产物的混合物。该盐可以是一种内盐，其中一个羧基与同一个基团内的氮原子变成离子健合，或也可能是一种外盐，其中与氮原子形成离子盐基，该氮原子不是生成酯基的同一基团的部分。酰化剂的混合物和/或羟胺的混合物能被使用。
一般说酰化剂（B）（Ⅰ）与N-（羟基取代的烃基）胺（B）（Ⅱ）的比例范围为每当量酰化剂（B）（Ⅰ）比0.5到约3摩尔的胺（B）（Ⅱ）。酰化剂（B）（Ⅰ）的当量能由它的分子量除以存在的羧基官能基数而确定。这些羧基官能团通常能由酰化剂的结构式确定或通过众所周知的滴定方法经验来确定。例如，丁二酸酐或二烷基酯酰化剂的当量为它的分子量的一半。
由组份（B）（Ⅰ）和（B）（Ⅱ）反应制造的反应产物已在美国专利4，329，249;4，368，133;4，435，297;4，447，348;和4，448，703中所公开。在此将这些专利并入本说明书所公开的内容之中。
实施例10
把1000份聚异丁烯（数均分子量为950）取代的丁二酸酐的物料导入树脂釜内，在搅拌下加热到约90℃，在2个小时内慢慢加入209份N，N-二乙基乙醇胺。在90℃又连续加热1个小时。把加热的反应混合物冷却到室温，获得所希望的产物。
提浓物和水基官能液：
在本发明的组合物中，组份（A）和（B）的重量比范围约1∶5到约5∶1，最好约1∶1到约3∶1。在该组合物中能提供多于 一种的组份（A）和/或（B）的混合物。当提供的该种组份为混合物时，所说组份的总量一般仍落在指明重量比之内。
本发明包括水体系或组合物，其特征为带有分散在所述水相中组份（A）和（B）的水相。这种水相最好是一个连续的水相。这些水体系通常含有至少约30%（重量）的水。该水体系包含了含有约30%到约90%，最好约50%到约80%水的提浓物和含有主要量的水和一种较少增稠剂量的本发明的组合物（最好含约1.5%到约10%，尤以约3%到约6%（重量）所述组合物为最宜）的水基官能液。提浓物优选地含有约10%到约70%（重量）的本发明组合物，更好为20%到约50%（重量）的所述组合物。提浓物一般含有小于约50%，较好小于约25%，更好小于约15%，最好小于约6%的烃油。水基官能液含有小于约15%，更好小于约5%，最好小于约2%的烃油。这些提浓物和水基官能液能任意地包括其它传统的通常应用在水基官能液中的添加剂。这些别的添加剂包括官能添加剂、腐蚀抑制剂、剪切稳定剂、杀菌剂、染料、水软化剂、气味掩蔽剂、消泡剂等等，以及上述指定为组份（B）以外的其它表面活性剂。
提浓物除含有较少的水和比例更多的其它组份外，都类似于水基官能液。用水稀释可使提浓物转变成水基官能液。这种稀释方法通常由标准的混合技术操作进行。由于提浓物在加入附加水以前能装运到使用地点，故这是一种通常的方便的方法，因此节省了装运最终水基官能液中大量水的费用，仅需要装运配制提浓物（主要由处理情况和便利因素决定）所需的水。
这些水基官能液一般由用水稀释提浓物而制备，其中水与提浓物 的比例通常约80∶20到约99∶1（重量比）的范围。正如所见到的，当稀释在这个范围内进行，那么最终水基官能液至多含有小量烃油。
制备含有其它通常应用在水基官能液的一般添加剂的水体系，包括提浓物和水基官能液的方法也包括在本发明之内。这些方法包括的步骤为：
（1）使上述其它一般添加剂与本发明的组合物或是同时混合或是顺序地混合，生成一种分散体或溶液;还可任意地：
（2）使所述分散体或溶液与水结合而形成所述水提浓物，和/或
（3）用水稀释所述分散体或溶液，或提浓物，其中所用的水的总量是提供本发明组合物和其它官能添加剂在所述提浓物或所述水基官能液中所需浓度时，所需要的水量。
这些混合步骤使用一般设备和在室温和在稍高温度、通常低于100℃和经常低于50℃下进行。如上所述，可先制成提浓物，然后装运到使用地点，在那里用水稀释而生成所需的水基官能液。在另一些情况下，在用于形成提浓物或分散体或溶液的相同设备中能直接生成成品水基官能液。
能够使用的官能添加剂是典型油溶性、水不溶性添加剂，它在一般油基体系中的作用象耐特高压（E.P）剂、抗磨损剂、负载剂、磨擦改性剂、润滑剂等，它们也能起像抗滑剂、成膜剂和磨擦改进剂的作用。众所周知、上述添加剂能起二种或多种上面提到的作用，例如E.P剂通常起到负载剂的作用。
所谓“油溶性而水不溶性官能添加剂”指一种不溶于水的官能添加剂，在25℃时在每100毫升水中溶解的量不超过约1克，但是 在25℃溶在矿物油中至少每升1克的程度。
这些官能添加剂也能包括某些固体润滑剂，例如石墨、二硫化钼和聚四氟乙烯和相关的固体聚合物。
这些官能添加剂也能包括磨擦聚合物生成剂。简单说，这些添加剂是潜在的聚合物生成的原料，以低浓度分散在液载体中，並在摩擦表面或接触表面聚合，在表面上生成防护性聚合物。相信聚合是由摩擦生成的热量和可能由新鲜暴露面的催化和/或化学作用所引起的。该物质的一个特殊例子是二亚油酸和乙二醇结合物，该结合物能形成一种聚酯摩擦聚合物膜。这些物质在现有技术中是已知的，並能找到它们的详细说明，例如，在“摩耗”杂志第26卷，第369-392页中和西德出版专利申请2，339，065中就能找到。这些文献中讨论摩擦聚合物生成物的内容在此声明并入本说明书所公开的内容之中。
这些典型的官能添加剂是已知的有机硫、磷、硼或羧酸的金属或胺的盐，这些物质与用在油基液中是相同的或同一类型。上述典型的盐类是1到22个碳原子的羧酸盐，包括芳香族和脂族酸;含硫酸，例如烷基和芳基磺酸等;含磷酸，例如磷酸、亚磷酸、次膦酸、酸性磷酸酯和类似的硫的同系物，例如硫代磷酸和二硫代磷酸及相关的酸酯;含硼酸包括硼酸、酸性硼酸酯等。有用的官能添加剂也包括金属二硫代氨基甲酸盐，例如钼和锑的二硫代氨基甲酸盐;以及二丁基锡的硫化物、三丁基锡的氧化物、磷酸盐和亚磷酸盐;硼酸酯胺盐、氯化石蜡;三烷基锡氧化物、磷酸钼和氯化石蜡。
许多官能添加剂在现有技术中是已知的，例如，在通用型油基体系和在本发明水体系中使用的添加剂的叙述能在由John    J. Mckeffa编辑、纽约内科学出版社（Interscience    Publishers）1963年出版的“石油化学和炼油进展”第八卷第31-38页中;由KirK-Othmer编著的“化学工艺大全”，纽约内科学出版社1967年第二版第12卷自第575页起;由M.W.Ranney，Noyes    Data    Corporation，Park    Ridge，N.J.，U.S.A.1973年出版的“润滑剂添加剂”和由C.V.Smalheer和R.K.Smith，The    Lezius-Hiles    CO.Cleveland，Ohio    U.S.A出版的“润滑剂添加剂”中可以找到。这些文献中关于可用在本发明的体系中的官能添加剂的内容在此声明并入本说明书所公开的内容之中。
在本发明某些类型水体系中，官能添加剂是一种硫或氯一硫耐特高压剂已知用在油基体系中。这些物质包括氯化脂肪烃，例如氯化石蜡;有机硫化物和多硫化物，例如二苄化二硫、双-（氯苄）二硫、二丁基四硫化物、硫化鲸蜡油、硫化油酸酯、硫化烷基酚、硫化双戊烯、硫化萜烯和硫化狄尔斯-阿德耳加成物;磷硫化烃，例如硫化磷与松节油或油酸甲酯的反应产物;磷酯类，例如二烃和三烃亚磷酸酯，即亚磷酸二丁酯，亚磷酸二庚酯、亚磷酸二环己酯、亚磷酸戊基苯基酯、亚磷酸二戊基苯基酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸二硬脂基酯和聚丙烯取代苯酚亚磷酸酯;金属硫代氨基甲酸盐，例如锌的二辛基硫代氨基甲羧盐和钡的庚基苯酚二硫代氨基甲酸盐;和二硫代磷酸的周期表上Ⅱ族金属盐，例如二硫代磷酸二环己酯锌和二硫代磷酸的锌盐。
官能添加剂也可能是成膜剂，例如合成或天然胶乳或水乳胶。该胶乳包括天然橡胶胶乳和丁苯合成胶乳。
官能添加剂也可能是抗刀震或抗噪声剂。前者的例子有酰胺金属 二硫代磷酸盐的结合物（例如西德专利No.1，109，302所透露）;偶氮亚甲基胺盐（例如英国专利说明书No.893，977中所公开的），或如在美国专利3，002，014中所公开的二硫代磷酸胺。抗噪声剂的例子有N-酰基肌氨酸及其衍生物（例如美国专利3，156，652和3，156，653中所公开）;例如在美国专利2，913，415和2，982，734中公开的硫化脂肪酸及其酯;例如美国专利3，039，967中公开的二聚脂肪酸的酯。上列引用的专利中有关本发明水体系中用作官能添加剂的抗刀震和抗噪声剂部分在此声明并入本说明书所公开的内容之中。
用在本发明水体系官能添加剂的特定例子包括下列工业上可得到的产品。
表Ⅰ
官能添加剂的商品名    化学种类    供给者
Anglamol 32 氯硫化烃 Lubrizol1
Anglamol 75 磷酸二烷基酯锌 Lubrizol1
MolyvanL 硫代磷钼酸盐 Vanderbilt2
Lubrizol-5315 硫化脂环羧酸酯 Lubrizol1
Emcol TS 230 酸性磷酸酯 Witeo3
1.Lubrizol公司    美国俄亥俄州Wickliffe。
2.R.T.Vanderbilt公司    美国纽约州纽约市。
3.Witeo化学公司有机部    美国得克萨斯，休斯敦。
二种或多种任何上述官能添加剂的混合物也能使用。
特别地，功能添加剂就其功能有效的量存在于本发明的水体系中。 例如，如果官能添加剂准备用作为一种负载剂，那么它就为负载剂的量。
本发明水体系常含有至少一种金属腐蚀抑制剂。这些抑制剂能防止铁或或非铁金属（例如铜、青铜、黄铜、钛、铝等）或两者的腐蚀。抑制剂可以是有机或无机性质的。通常它在水中有足够的溶解性，以能获得满意的抑制作用，虽然它不一定要求必须是是水溶性的，它能在不溶解在水中时也能起腐蚀抑制作用。许多适宜的用在本发明水体系中的无机抑制剂在现有技术中是已知的。包括由Burns和Bradley著，Reinhold出版公司出版的“金属的保护涂层”第二版第13章第596-605页中已作详述。有关抑制剂的公开内容在此声明并入本说明书所公开的内容之中。有用的无机抑制剂的特殊例子包括碱金属亚硝酸盐、二聚和三聚磷酸钠、磷酸钾和磷酸二钾、碱金属硼酸盐及其它们的混合物。许多适用的有机抑制剂在现有技术中是已知的。特殊的例子包括烃基胺和羟基取代的烃基胺中和的酸性化合物，例如中和的磷酸盐和烃基磷酸酯、中和的脂肪酸（例如约含8到约22个碳原子）、中和的芳香烃羧酸（例如4-叔丁基苯甲酸）、中和的环烷酸和中和的烃基磺酸盐。烷基化琥珀酰亚胺的混合的盐酯也是有用的。特别有用的胺包括烷醇胺，例如乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺和相应的丙醇胺。二种或多种前述腐蚀抑制剂的混合物也能被使用。腐蚀抑制剂通常存在于提浓物中，这样可有效抑制与水组合物相接触的金属的腐蚀。
本发明某些水体系（特别是用在金属切削或成型中）也可以含有至少一种在水中具有逆溶解度的多羟基化合物。该多羟基化合物随着水的温度增加溶解度越来越小。因此，在切削或加工操作时，它们能 起到表面润滑剂的作用，因为在金属工件和工具间磨擦的结果，使液体加热，这样具有逆溶解度的羟基化合物就“析出沉淀”在半制品的表面上，因此改进了它的润滑特性。
本发明的水体系也可含有至少一种杀菌剂。该杀菌剂在现有技术中是众所周知的，其具体例子能够在前述的McCutchcon的出版物题名为“官能材料”中“抗微生物”的标题下第9-20页找到，这篇公开文献有关用于本发明含水组合物或水体系中的适宜的杀菌剂部分在此声明并入本说明书所公开的内容之中。一般说，这些杀菌剂是水溶性的，至少允许它起到杀菌剂作用的程度。
本发明的水体系也可含有其它物质，其中有诸如酸性绿色染料等染料，诸如乙二胺四乙酸酯钠盐或硝基三乙酸等水软化剂，诸如香茅油、柠檬油等气味掩蔽剂，诸如众所周知的硅氧烷消泡剂等消泡剂。
本发明的水体系也可以含有抗冷冻添加剂，它适用在低温时使用该组合物的地方。如乙二醇和类似物聚氧化烯多羟基化合物能被用作抗冷冻剂。显然，使用量取决于所希望抗冷冻防护的呈度，在现有技术中是已知的。
如上所指，本发明水体系可能含有附加如上面所指出的组份（B）的表面活性剂。这些表面活性剂是用来增强上述其它添加剂特别是官能添加剂的分散性的。任何一种或多种上述组份（B）的表面活性剂能被使用。当使用这些表面活性剂时，一般采用有效量来增强本发明水体系中上述添加剂的分散作用。
人们也应该注意到制取本发明水体系使用许多上述组份是工业产品，这些产品呈现或授于上述水体系不止一种性能。因此，一种单一组份能提供几种作用，从而可消去或减少一些其它的添加剂组份的需 要量，例如耐特高压剂如三丁基锡氧化物也能起杀菌作用。
在表Ⅱ-Ⅳ中透露了本发明范围内水基官能液的例子。表Ⅱ和Ⅲ也含有不在本发明范围内，为了比较目的的配方。使用一般混合技术，在约50到约70℃温度下，把各组份混合而制备这些官能液。本发明的增稠剂（如果存在）首先与水和氢氧化钠（如果存在）混合，把这些组份搅拌约半个小时，然后加入其它组份，在表Ⅱ-Ⅳ中的数值都是重量份数。
表Ⅱ中配方B-D是属本发明的范围之内，而配方A是属本发明范围之外。这就是说，配方B-D包括组份（A）和（B），而配方A只包括组份（A）。虽然实施例6的产品（即组份（A））本身可作为增稠剂，在配方B-D中提供的结合物（即组份（A）加一种或多种组份（B）能大大提高增稠作用或比配方A（即仅含组份（A））有较高的粘度。
表Ⅱ
A    B    C    D
实施例6的产品    3.5    3.5    3.5    3.5
实施例10的产品    /    2.23    /    /
稀释油    /    0.17    /    /
Unitol    DT-40，
Union    Comp.
公司产品，标为蒸馏妥尔油    /    0.45    /    /
二乙醇胺    /    0.15    /    /
Ethomeem    T-15伯胺
与环氧乙烷的工业缩合产品，    /    /    3.0    /
A    B    C    D
来自Armak
Tergitol    15-S-7，
仲醇的工业级聚乙二醇醚，/    /    /    2.25
来自联合碳化物公司
Tergitol    15-S-12，
仲醇的工业级聚乙二醇醚，/    /    /    0.75
来自联合碳化物公司
50%NaoH水溶液    0.1    0.1    0.1    0.1
水    96.4    93.4    93.4    93.4
粘度，在50℃下，
CSt（厘沲）    1.70    3.48    23.9    11.0
在表Ⅲ中的配方E、G、I和K是属本发明范围之内，而配方F、H、J和L是属本发明范围之外。也就是说配方E、G、I和K包括实施例6的产品（即组份（A））加上一些表面活性剂（即组份（B）），而配方F、H、J和L仅包括表面活性剂（即组份（B））。配方E和F除了配方E含有实施例6的产品和相应地较少量水以外其它都相同，配方E在50℃时的运动粘度是17.9CSt（厘沲），而配方F仅为1.0。在配方G和H、I和J，以及K和L间也能作出类似的比较。
在表Ⅳ中公开的配方M-U是增稠过的水基官能液数据，属于本发明范围，用作水力流体。
Figure 86106154_IMG25
Figure 86106154_IMG26
Figure 86106154_IMG27
Figure 86106154_IMG28
用Vickers泵试验方法（V-105C），评价表Ⅳ中的配方O的剪切稳定性，试验结果列在表Ⅴ中。在泵试验期间各个间隔，从泵除去配方O以试验其运动粘度。粘度数值也包括在表Ⅴ中。泵具有最大泵速为8加仑/分，电动机为10马力，一个V-105C试验筒，一个60目的筛和一个装满三加仑流体的四加仑的池。试验方法包括步骤（1）称筒的重量並放在泵内，（2）把转矩头以10磅增量增加到30吋-磅，（3）把配方C置于储蓄器内並开动泵，（4）重新调节转矩头为30吋-磅，在产生正流的，同时调节压力到200磅/吋2（5）将泵在200磅/吋2压力下运转10分钟，（6）调节压力到400磅/吋2，转矩以10吋-磅的增量增加到75-80吋-磅，（7）将泵在400磅/吋2压力下运转10分钟，（8）把压力调节到600磅/吋2，並运转10分钟，（9）再把压力调节到800磅/吋2，测量其流速。试验总共进行870小时，试验以标出间隔中断来测量环磨耗速率和粘度。
表Ⅴ
时间    环磨耗速率    粘度50℃    泵出速率（加仑/分）
（小时）    （毫克/小时）    CSt（厘沲）    开始    停止
0    -    10.4    7.5
50    0.05    8.9    7.5    7.4
150    0.03    9.6    7.6    6.4
300    0.01    10.8    7.5    7.2
500    0.01    13.0    8.0    7.2
650    0.03    13.9    7.8    7.4
870    0.14    15.8    -    7.2
对本发明的最佳实施方案进行了解释之后，人们知道对此所进行的各种各样的改进，对于那些阅读了本说明书的本工艺领域的熟练技术人员来说都是显而易见的。因而应懂得这里所透露的发明意味着所有这些改进是落入本发明的权利要求范围之内的。

Claims (53)

1、一种组合物，该组合物包括(A)至少一种水分散反应产物和(B)至少一种表面活性剂，该水分散反应产物由(A)(I)至少一种烃基取代的丁二酸和/或丁二酸酐，其分子式如下所示：
Figure 86106154_IMG2
(其中R是约8到约40个碳原子的烃基)与(A)(Ⅱ)至少一种水分散的端胺聚(氧化烯)反应而制得。
2、根据权利要求1的组合物，其中R约含8到约30个碳原子。
3、根据权利要求1的组合物，其中R约含12到约24个碳原子。
4、根据权利要求1的组合物，其中R约含16到约18个碳原子。
5、根据权利要求1的组合物，其中R是由下列分子式表示的链烯基：
Figure 86106154_IMG3
其中R′和R″各自代表氢或直链或基本上直链的烃基。
6、根据权利要求5的组合物，其中R约含16到18个碳原子，R′是氢原子或从1到约7个碳原子的烷基或从2到约7个碳原子的链烯基，而R″是约5到约15个碳原子的烷基或链烯基。
7、根据权利要求1的组合物，其中R由α-烯烃或异构化的α-烯烃衍生而得。
8、根据权利要求1的组合物，其中R由烯烃的混合物衍生而得。
9、根据权利要求1的组合物，其中所述水分散反应产物（A）是一种酰胺/酸。
10、根据权利要求1的组合物，其中所述水分散反应产物（A）是一种酰胺/盐。
11、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅱ）是一种α、ω二氨基聚（氧化乙烯）、一种α、ω二氨基聚（氧化丙烯）聚（氧化乙烯）聚（氧化丙烯）或一种α、ω二氨基氧化丙烯封端的聚（氧化乙烯）。
12、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅱ）是一种α、ω二氨基聚（氧化乙烯）、α、ω二氨基聚（氧化丙烯）聚（氧化乙烯）聚（氧化丙烯）或α、ω二氨基氧化丙烯封端的聚（氧化乙烯）的脲缩合物。
13、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅱ）的端胺由分子式-NH2或-NHR＊表示，其中R＊是1到约18个碳原子的烃基。
14、根据权利要求13的组合物，其中R＊是1到约4个碳原子的烃基。
15、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅱ）是由下列分子式表示的化合物：
Figure 86106154_IMG4
其中a是0到约200、b是约10到约650，而c是0到约200。
16、根据权利要求15的组合物，其中b是约50到约150。
17、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅱ）是由下列分子式表示的化合物：
其中n是这样确定的，它足以提供所述化合物的数均分子量至少约2000。
18、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅱ）的数均分子量至少约2000。
19、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅱ）的数均分子量范围约2，000到约30，000。
20、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅱ）的数均分子量范围约2，000到约10，000。
21、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅱ）的数均分子量范围约3，500到约6，500。
22、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅰ）与组份（A）（Ⅱ）的当量比为约0.1∶1到约8∶1。
23、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅰ）与组份（A）（Ⅱ）的当量比约为1∶1到约4∶1。
24、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅰ）与组份（A）（Ⅱ）的当量比约为2∶1。
25、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅰ）和（A）（Ⅱ）之间反应温度范围从组份（A）（Ⅰ）和（A）（Ⅱ）的最高熔融温度直到所述反应产物的该组份的最低分解温度。
26、根据权利要求1的组合物，其中组份（A）（Ⅰ）和（A）（Ⅱ）间的反应温度范围为约60℃到约160℃。
27、根据权利要求1的组合物，其中组份（B）是一种阴离子、阳离子、非离子或两性表面活性剂。
28、根据权利要求1的组合物，其中组份（B）是一种阳离子或非离子表面活性剂。
29、根据权利要求1的组合物，其中组份（B）是一种伯胺和环氧乙烷的缩合产物。
30、根据权利要求1的组合物，其中组份（B）是一种聚亚烷基二醇醚。
31、根据权利要求1的组合物，其中组份（B）是一种伯或仲醇的聚乙二醇醚。
32、根据权利要求1的组合物，其中组份（B）是妥尔油。
33、根据权利要求1的组合物，其中组份（B）是（B）（Ⅰ）至少烃基取代的羧酸酰化剂（所述的烃基取代基的碳原子数约12到约500），与（B）（Ⅱ）至少一种（a）N-（羟基取代的烃基）胺，（b）所述胺的羟基取代的聚（烃氧基）类似物，或（c）是（a）和（b）的混合物的含氮而不含磷的反应产物。
34、根据权利要求33的组合物，其中所述酰化剂（B）（Ⅰ）由下列分子式表示：
Figure 86106154_IMG6
其中hyd是所述组份（B）（Ⅰ）的以烃基为基础的取代基。
35、根据权利要求33的组合物，其中所述的组份（B）（Ⅰ）的以烃基为基础的取代基是一个约12到约500个碳原子的烷基或链烯基。
36、根据权利要求33的组合物，其中所述组份（B）（Ⅰ）的以烃基为基础的取代基是一个约12到约500个碳原子的聚异丁烯。
37、根据权利要求33的组合物，其中所述胺（B）（Ⅱ）每个分子有1到约4个羟基连接到烃基上，所述烃基是与分子的胺部分相连结。
38、根据权利要求33的组合物，其中所述胺（B）（Ⅱ）含最多40个碳原子。
39、根据权利要求33的组合物，其中所述胺（B）（Ⅱ）是高达40个碳原子的伯、仲或叔烷醇胺。
40、根据权利要求33的组合物，其中所述胺（B）（Ⅱ）是一种由至少两个高达40个碳原子的烷醇胺的混合物。
41、根据权利要求33的组合物，其中所述胺（B）（Ⅱ）是一种分子式为Ra-NH2的羟基取代的伯胺，其中Ra是含有至少一个羟基的单价有机基团，Ra中碳原子总数不超过约20。
42、根据权利要求41的组合物，其中Ra中碳原子总数不超过约10。
43、根据权利要求41的组合物，其中Ra最多含有约4个羟基。
44、根据权利要求41的组合物，其中Ra是单羟基取代的烷基。
45、根据权利要求33的组合物，其中胺（B）（Ⅱ）是选自（a）伯、仲和叔烷醇胺，相应的分子式表示如下：
Figure 86106154_IMG7
（b）上述烷醇胺的羟基取代的氧化烯类似物，由下列分子式表示：
Figure 86106154_IMG8
其中每个R分别代表1到约8个碳原子的烃基，或2到约8个碳原子的羟基取代的烃基，而R′是2到约18个碳原子的二价烃基，和（c）上述胺中二种或多种的混合物。
46、根据权利要求33的组合物，其中胺（B）（Ⅱ）是二乙基乙醇胺和乙醇胺的混合物。
47、根据权利要求33的组合物，其中胺（B）（Ⅱ）是二乙基乙醇胺。
48、根据权利要求1的组合物，其中组份（B）是一种由聚异丁烯基丁二酸酐与N，N-二乙基乙醇胺的反应产物，所述聚异丁烯基取代的丁二酸酐的聚异丁烯基含有平均碳原子数约50到90。
49、根据权利要求48的组合物，其中所述聚异丁烯基取代的丁二酸酐的所述聚异丁烯基的平均碳原子数约60到约75。
50、根据权利要求48的组合物，其中所述聚异丁烯基丁二酸酐与所述N，N-二乙基乙醇胺的摩尔比是1∶2，所述反应产物（B）主要是一种酯/盐。
51、根据权利要求1的组合物，其中（A）和（B）的重量比范围约为1∶5到约5∶1。
52、根据权利要求1的组合物，其中（A）和（B）的重量比范围为约1∶1到约3∶1。
53、一种提浓物，其中包括水和约10%到约70%（重量）根据权利要求1的组合物。
54、一种水基官能液，其中包括主要量的水和较小增稠量的根据权利要求1的组合物。
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