CN101802147A - 具有改进的抗雾化性质的异构化的基础油的金属加工液组合物及其制备 - Google Patents

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Abstract

提供了金属加工液组合物，其包含：异构化的基础油，该异构化的基础油具有连续的碳原子数和小于10wt％的通过n-d-M测定的环烷属碳。该金属加工液具有减少的成雾性、低起泡倾向和优异的空气释放性质。

Description

具有改进的抗雾化性质的异构化的基础油的金属加工液组合物及其制备
技术领域
本发明通常涉及呈现改进的抗雾化性质并具有低起泡倾向和优异的空气释放性质的金属加工组合物。
背景
在工业金属切割操作中或在用于切割硅晶片的半导体工业中，使用加工液或金属加工液。金属加工液用作切割油、轧制油、牵引油、压制油、锻造油、用于铝盘的研磨加工油、用于硅晶片的研磨油和冷却剂。在要求快速施加并循环流体的高速加工操作中，有时会遇到泡沫和空气夹带，导致不希望的结果。起泡是不希望的，因为它会降低工件-工具接触区的冷却并引发密封输送和控制问题。已经采用了各种方法和策略来消除或减少发泡，包括当加工产品或使用流体时加入泡沫控制剂。使用某些泡沫控制剂例如硅基泡沫抑制剂在被加工的部件上留下残留物，使得随后向该部件上涂漆相当困难。此外，对于一些泡沫控制剂来说，通常发现，使用它们会恶化金属加工液的空气释放性质。差的空气释放性质会导致空气夹带问题和气穴现象。
除了起泡问题以外，还经常遇到与使用金属加工液有关的不同的问题，即雾化或成雾。在切割过程中，少量的切割油会被甩到周围空气中，称为微观尺寸的液滴，称作雾。附近的工人会接触到这种雾，并且，除非佩戴保护性呼吸装置，否则，一部分雾会被吸入到工人的肺中。尽管现有技术中的金属切割液对于金属成型和加工是必不可少的，但它们当前被更严格地审查，因为它们对所接触的工人具有潜在的危险。
在现有技术中已经尝试了各种添加剂来减少雾的形成，包括使用少量的至少一种以下物质：聚异丁烯、聚正丁烯和它们的混合物，它们的粘度平均分子量为30万至1000万。Rhamsan胶、疏水性和亲水性单体、苯乙烯或烃基取代的苯乙烯疏水性单体和亲水性单体是建议用于减少成雾的其它添加剂。具有各种添加剂的现有技术中的一些金属切割液产生了与它们的处置有关的环境问题。现在一致认为需要更安全的更环境友好的金属加工液。
最近的重整工艺已经形成了新种类的油，例如费托基础油(FTBO)，其中该油、馏分或原料在某些阶段源自于或产生于费托工艺。用于费托工艺的原料可来自于多种烃资源，包括生物质、天然气、煤、页岩油、石油、市政废物、这些的衍生物和它们的组合。由费托工艺制备的粗产物可被提炼成各种产物，例如柴油、石脑油、蜡和其它液体石油或特种产品。在许多专利公布和申请中，即US 2006/0289337、US2006/0201851、US2006/0016721、US2006/0016724、US2006/0076267、US2006/020185、US2006/013210、US2005/0241990、US2005/0077208、US2005/0139513、US2005/0139514、US2005/0133409、US2005/0133407、US2005/0261147、US2005/0261146、US2005/0261145、US2004/0159582、US7018525、US7083713、US申请序列号11/400570、11/535165和11/613936，它们通过引用并入本文，异构化的基础油由这样的方法产生，该方法中，原料是从费托合成回收的含蜡原料。该方法包括使用双功能催化剂或能选择性地对链烷烃进行异构化的催化剂的完全或部分加氢异构化脱蜡步骤。通过使含蜡原料与加氢异构化催化剂在加氢异构化条件下在异构化区中接触来实施加氢异构化脱蜡。
需要与现有技术的组合物相比具有减少的成雾和起泡性并具有优异的空气释放性质的改进的金属加工液。此外，需要环境友好的金属加工液。
发明概述
在一个实施方案中，提供了金属加工液，该金属加工液包含：润滑剂基础油，其具有连续的碳原子数和小于10wt％的通过n-d-M测定的环烷属碳；和0.10-10wt％的至少一种添加剂，所述添加剂选自金属加工液添加剂包、金属减活剂、腐蚀抑制剂、抗微生物剂、防腐蚀剂、极压剂、减摩剂、防锈剂、聚合物质、阻燃剂、杀菌剂、防腐剂、抗氧剂、螯合剂例如乙二胺四乙酸盐等、pH调节剂、耐磨剂和它们的混合物；且其中所述金属加工液具有在气溶胶成雾测试中开始后30秒内小于300mg/mm3的平均积雾速率。在另一个实施方案中，所述金属加工液具有在所述测试的头60秒内小于150mg/mm3的平均积雾速率。
另一方面，提供一种减少金属加工液中的成雾性的方法，该方法包括共混入一种用于使金属加工液具有在气溶胶成雾测试中开始后30秒内小于300mg/mm3的平均积雾速率的组合物，该组合物包含：润滑剂基础油，其具有连续的碳原子数和小于10wt％的通过n-d-M测定的环烷属碳；和0.10-10wt％的至少一种添加剂，所述添加剂选自金属加工液添加剂包、金属减活剂、腐蚀抑制剂、抗微生物剂、防腐蚀剂、极压剂、减摩剂、防锈剂、聚合物质、阻燃剂、杀菌剂、防腐剂、抗氧剂、螯合剂例如乙二胺四乙酸盐等、pH调节剂、耐磨剂和它们的混合物。
附图简述
图1-3是显示实施例7-13在气溶胶成雾测试中的积雾速率的图。
发明详述
说明书全文将使用下列术语，并将具有以下含义，除非另有说明。
本文所用术语“金属加工液可与“金属加工组合物”、“去金属液”、“切割液”、“切削液”互换使用，是指可用于工业金属切割、金属成型、金属保护、金属处理、金属研磨操作或用于半导体工业(其中最终物件例如硅晶片或机器部件的形状通过逐步去除或不去除金属或硅而得到)的组合物。金属加工液的其它功能还有用于冷却和用于润滑。
“费托衍生的”意思是产物、馏分或原料来源于或是产自于费托过程的某些阶段。本文所用的“费托基础油”可与“FT基础油”、“FTBO”、“GTL基础油”(GTL：气变液)或“费托衍生的基础油”互换使用。
本文所用的“异构化的基础油”是指通过含蜡原料的异构化制成的基础油。
本文所用的“含蜡原料”包含至少40wt％的正构链烷烃。在一个实施方案中，含蜡原料包含大于50wt％的正构链烷烃。在另一个实施方案中，包含大于75wt％的正构链烷烃。在一个实施方案中，含蜡原料还有很低的氮和硫含量，例如氮和硫总和低于25ppm，或者在其它实施方案中低于20ppm。含蜡原料的实例包含疏松石蜡、脱油的疏松石蜡、提炼的脚油、含蜡润滑剂残油、正构链烷烃蜡、NAO蜡、产自化工厂工艺过程的蜡、脱油的石油衍生的蜡、微晶蜡、费托蜡和它们的混合物。在一个实施方案中，含蜡原料的倾点高于50℃。在另一个实施方案中，高于60℃。
“运动粘度”是流体在重力下流动时以mm2/s计的阻力的度量，采用ASTM D445-06测定。
“粘度指数”(VI)是一个实验的、无单位的数值，表示温度变化对油的运动粘度的影响。油的VI越高，则其粘度随温度而变化的倾向就越低。粘度指数按ASTM D2270-04测定。
冷启动模拟器表观粘度(CCS VIS)是以毫帕秒mPa.s为单位的测量值，用于测定润滑剂基础油在低温和高剪切条件下的粘性性质。CCSVIS由ASTM D 5293-04测定。
基础油的沸程分布，以wt％表示，是采用模拟蒸馏法(SIMDIS)按ASTM D 6352-04“气相色谱法测定沸程为174-700℃的石油馏出物的沸程分布”测定的。
“Noack挥发度”是按油质量定义的，以wt％表示，当油在250℃下加热，以恒定的空气流将其带出60分钟时的损失量，按照ASTMD5800-05程序B测定。
使用布氏粘度来确定冷温操作期间润滑剂的内流体摩擦力，其可由ASTM D2983-04来测定。
“倾点”是测量在特定的小心控制的条件下基础油样品将要开始流动时的温度，可按ASTM D 5950-02所述进行测定。
“自燃温度”是液体与空气接触时会自动点燃的温度，其可按ASTM 659-78进行测定。
“Ln”是指以e为底的自然对数。
“牵引系数”是一个内在的润滑剂性能指标，以摩擦力F与法向力N之无量纲的比值表示，其中摩擦力是一种抵抗或阻碍滑动或滚动表面间的运动的机械力。牵引系数可用PCS仪器有限公司的MTM牵引测量系统来测定，该系统配有一个直径19mm的抛光球(SAE AISI 52100钢)，其与一个直径46mm的平坦抛光圆盘(SAE AISI 52100钢)成220度角。钢球和圆盘独立地在以下条件下测量：3米/秒的平均滚动速度，滑动与滚动比为40％，和载荷为20牛顿。滚动比的定义为球和盘之间滑动速度差除以球和盘的平均速度，即滚动比＝(速度1-速度2)/((速度1+速度2)/2)。
本文所用的“连续的碳原子数”的意思是基础油具有涵盖某一碳数范围的烃分子分布，即具有碳数中间的每一个数。例如，基础油可具有范围从C22到C36或从C30到C60中的每一碳数的烃分子。基础油的烃分子彼此相差连续的碳原子数，是因为含蜡原料也具有连续的碳原子数。例如，在费托烃合成反应中，碳原子源是CO，烃分子每次增加一个碳原子。石油衍生的含蜡原料具有连续的碳原子数。与基于聚α-烯烃(PAO)的油相反，异构化的基础油的分子具有更线形的结构，包括带有短支链的较长骨架。PAO的经典教科书描述为星形分子，特别是三癸烷(tridecane)，其可例示为连接到中心点上的三个癸烷分子。尽管星形分子是理论上的，不过PAO分子比构成本文所公开的异构化的基础油的烃分子具有更少的和更长的支链。
“具有环烷属官能团的分子”是指是单环的或稠合多环的饱和烃基团的任何分子，或含有单环的或稠合多环的饱和烃基团作为一个或多个取代基的任何分子。
“具有单环烷属官能团的分子”是指是具有3-7个环碳的单环饱和烃基的任何分子或被具有3-7个环碳的单个单环饱和烃基取代的任何分子。
“具有多环烷属官能团的分子”是指是具有两个或更多个稠合环的稠合多环饱和烃环基的任何分子、被一个或多个有2个或更多个稠合环的稠合多环饱和烃环基取代的任何分子、或被多于1个的有3-7个环碳的单环饱和烃基取代的任何分子。
具有环烷属官能团的分子、具有单环烷属官能团的分子和具有多环烷属官能团的分子以重量百分比报告，并采用场电离质谱(FIMS)、用于测芳族化合物的HPLC-UV和用于测烯烃的质子NMR相结合来测定，本文将进一步全面描述。
氧化器BN测定模拟应用中润滑油的响应。值越高或是说吸收1升氧气的时间越长表明稳定性越好。氧化器BN可用Dornte型氧气吸收设备来测定(R.W.Dornte的“白油的氧化”，Industrial andEngineering Chemistry，28卷，26页，1936)，测定条件是340°F下1大气压的纯氧，以100g油吸收1000ml O2的小时数来报告。在氧化器BN试验中，每100g油使用0.8ml催化剂。催化剂是模拟用过的曲柄轴箱油的平均金属分析的可溶性金属环烷酸盐的混合物。添加剂包是每100g油80mmo l的双聚丙烯苯基二硫代磷酸锌。
分子表征可采用包括场电离质谱(FIMS)和n-d-M分析(ASTMD3238-95(2005再审核))在内的本领域公知的方法来进行。在FIMS中，将基础油表征为烷烃和具有不同不饱和数的分子。具有不同不饱和数的分子可由环烷烃、烯烃和芳族化合物组成。若芳族化合物以显著量存在，则它们被辨识为4-不饱和。当烯烃以显著量存在时，它们被辨识为1-不饱和。FIMS分析中的1-不饱和、2-不饱和、3-不饱和、4-不饱和、5-不饱和及6-不饱和之总和，减去通过质子NMR得到的烯烃wt％，再减去通过HPLC-UV得到的芳族化合物wt％，就是具有环烷属官能团分子的总重量百分比。若没有测出芳族化合物含量，则认为其少于0.1wt％且不包括在具有环烷属官能团的分子的总重量百分比的计算值中。具有环烷属官能团的分子的总重量百分比是具有单环烷属官能团的分子的重量百分比和具有多环烷属官能团的分子的重量百分比之和。
分子量是用ASTM D2503-92(2002年再审核)测定的。所述方法采用蒸气压的热电测量(VPO)。在样品体积不足的情况下，可采用替代方法ASTM D2502-04，且在使用该方法时标明了该方法。
密度是由ASTM D4052-96(2002年再审核)测定的。将样品引入振荡样品管并将因管质量改变而引起的振荡频率变化与校正数据结合来确定样品的密度。
烯烃的重量百分比可按本文所指定的步骤用质子-NMR测定。在大多数试验中，烯烃是常规烯烃，即那些具有连接到双键碳上的氢的烯烃类型的分布式混合物，例如是α、亚乙烯基、顺式、反式和三取代的烯烃，可检测出的烯丙基与烯烃积分之比在1-2.5之间。当这一比值超过约3时，就表明存在较高百分比的三或四取代的烯烃，必须要作出分析领域中已知的其它的假设以计算样品内的双键数量。步骤如下：A)制备5-10wt％的测试烃于氘氯仿中的溶液；B)获得至少12ppm光谱宽度的常态质子光谱并精确地参考化学位移(ppm)轴。所使用的这一仪器必需具有充足的增益范围，以便获得信号而不使接受器/ADC过载，例如当采用30°脉冲时，该仪器必需具有65000的最小信号数字化动态范围。在一个实施方案中，该仪器的动态范围至少为260000；C)测量以下区间的积分强度：6.0-4.5ppm(烯烃)，2.2-1.9ppm(烯丙基)，1.9-0.5ppm(饱和物)；D)用ASTM D2503-92(2002年再审核)确定测试物的分子量，进行如下计算：1.饱和烃的平均分子式；2.烯烃的平均分子式；3.总的积分强度(＝所有积分强度之和)；4.每个样品氢的积分强度(＝总的积分/分子式中的氢的数目)；5.烯烃氢的数目(＝烯烃积分/每个氢的积分)；6.双键的数目(＝烯烃氢×烯烃分子式中的氢/2)；和7.通过质子NMR得到的烯烃wt％＝100×双键的数目×典型烯烃分子中的氢数目/典型测试物分子中的氢数目。在此试验中，当烯烃百分比的结果低时，即少于15wt％时，通过质子NMR计算步骤D得到烯烃wt％工作得特别好。
在一个实施方案中，用HPLC-UV来测定芳族化合物的重量百分比。在一个实施方案中，使用Hewlett Packard 1050系列四元梯度高效液相色谱(HPLC)系统进行测试，该系统与HP 1050二极管阵列UV-Vis检测器连接，以HP化学工作站为界面。根据UV光谱图及洗脱时间确认高度饱和的基础油中各芳族化合物类型。用于此分析的氨基柱主要基于芳族化合物分子的环数(或双键数)来区分芳族化合物分子。因此，含有单环芳族化合物的分子首先洗脱，然后是多环芳族化合物按每分子中双键数递增的顺序洗脱。对于具有相似双键特征的芳族化合物，环上只有烷基取代基的那些比有环烷属取代基的那些洗脱得更快。从各种基础油芳烃的UV吸收谱明确地鉴别它们是通过辨认它们的峰电子跃迁相对于纯模型化合物类似物的全部红移程度来实现的，该红移程度取决于环体系上的烷基和环烷基取代的量。通过积分色谱图来对洗脱的芳族化合物进行定量，其中该色谱图由对每个大类的化合物优化过的波长在对于该芳族化合物的恰当的保留时间窗口内制成。通过人工评价洗脱的化合物在不同时间的各自的吸收谱并基于它们与模型化合物吸收谱的定性相似处将它们归属为恰当的芳族类，由此来确定对于每个芳族类的保留时间窗口界限。
HPLC-UV校正。在一个实施方案中，即使在含量很低的情况下，也可用HPLC-UV鉴定这些芳族化合物的类型，例如多环芳族化合物通常比单环芳族化合物的吸收强10至200倍。烷基取代对吸收有20％的影响。通过垂线下落方法在272nm处确定对于共洗脱的1-环和2-环芳族化合物的积分界限。首先通过从纯模型化合物混合物建立Beer定律图，基于与所述取代的芳族类似物最相近的光谱峰值吸光度，首先确定每类芳族化合物的依赖于波长的响应因子。通过假设每一类芳族化合物的平均分子量近似等于整个基础油样品的平均分子量，来计算芳族化合物的重量百分比浓度。
NMR分析。在一个实施方案中，通过长持续时间的碳13NMR分析确认提纯的单芳族化合物标准样品中具有至少一个芳族官能团的所有分子的重量百分比。通过已知高度饱和的基础油中的95-99％的芳族化合物是单环芳族化合物，将NMR结果从芳族碳％换算成芳族分子％(为了与HPLC-UV和D2007一致)。在另一个测试中，为了通过NMR精确地测量低含量的具有至少一个芳族官能团的所有分子，修改标准D5292-99方法(2004年再审核)以给出500∶1的最小碳灵敏度(通过ASTM标准实践E386)，在具有10-12mmNalorac探针的400-500MHzNMR上运行15小时的持续时间。使用Acorn PC积分软件来定义基线的形状并一致地积分。
支化度是指烃中烷基支链的数目。支化和支化位置可用碳-13(13C)按下面九步法来测定：1)用DEPT脉冲序列确定CH支化中心和CH3支化终止点(Doddrell，D.T.；D.T.Pegg；M.R.Bendall，Journal ofMagnetic Resonance 1982，48，323ff.)；2)用APT脉冲序列证实缺少引起多个支链的碳(季碳)(Patt，S.L.；J.N.Shoolery，Journalof Magnetic Resonance 1982，46，535ff.)；3)用本领域中已知的表列值和计算值将各种支链碳共振指认至具体的支链位置和长度(Lindeman，L.P.，Journal of Qualitative Analytical Chemistry43，1971 1245ff；Netzel，D.A.，等人，Fuel，60，1981，307ff.)；4)通过比较甲基/烷基的指定碳的积分强度与单一个碳的强度来估算不同碳位置处相对支化密度(其等于总积分/混合物中每分子的碳数)。对于2-甲基支链来说，端位甲基和支链甲基两者在相同的共振位置出现，在估算支化密度前将强度除以二。如果4-甲基支链部分被计算和列表，为了避免双重计算，必需扣除它对4+甲基的贡献；5)计算平均碳数，平均碳数是将样品的分子量除以14(CH2的化学式重量)来确定的；6)每分子的支链数是步骤4中发现的支链之和；7)由每分子的支链数目(步骤6)乘以100除以平均碳数来计算每100个碳原子的烷基支链的数目；8)用1H NMR分析估算支化指数(BI)，以液体烃组合物中NMR估算的总氢中甲基氢(化学位移范围0.6-1.05ppm)的百分比表示；9)用13C NMR估算支化接近度(BP)，以液体烃组合物中NMR估算的总碳中重复的亚甲基碳(其距端基或分支4或更多个碳(由29.9ppm处的NMR信号所代表))的百分比表示。可用任何傅里叶变换NMR波谱仪进行测量，例如具有7.0T或更大的磁体的波谱仪。用质谱、UV或NMR测量证实没有芳族碳后，将13C NMR研究的谱宽限于饱和碳区域，相对于TMS(四甲基硅烷)0-80ppm。25-50wt％于氯仿-d1中的溶液用30度脉冲来激发，接着是1.3秒探测时间。为了使不均匀的强度数据最小化，在激发脉冲前的6秒延迟过程中并在探测过程中使用宽带质子逆门(inverse-gated)解偶。样品中掺入0.03-0.05M的Cr(acac)3(三(乙酰丙酮)-铬(III))作为弛豫试剂以确保全部的强度都能观察到。DEPT和APT序列按文献描述进行，Varian或Bruker操作手册中的描述有微小差异。DEPT是通过极化转移的无失真增强。DEPT 45序列给出键联到质子上的所有碳的信号。DEPT 90只显示CH碳。DEPT 135表示向上的CH和CH3及相位相差180度(向下)的CH 2。APT是本领域公知的结合的质子的测试。它使所有的碳可见，但若CH和CH3向上，则季碳和CH2向下。用13C NMR测定样品的支化性质，在计算中使用如下假设：全部样品为异构链烷烃。不饱和物含量可用场电离质谱(FIMS)来测定。
在一个实施方案中，所述金属加工液在基础油基料中包含包括任选的添加剂在内的多种组分。
基础油基料组分：在一个实施方案中，形成该基料的基础油或它们的调和物包含至少一种异构化的基础油，该异构化的基础油产物本身、其馏分或原料在某些阶段源自于或产生于来自费托工艺的含蜡原料的异构化反应(费托衍生的基础油)。在另一个实施方案中，该基础油包含至少一种由基本上链烷属的蜡原料(含蜡原料)制成的异构化的基础油。在第三个实施方案中，该基础油基本上由至少一种异构化的基础油组成。
费托衍生的基础油公开于许多专利公布中，包括，例如美国专利号6080301、6090989、6165949和美国专利公布号US2004/0079678A1、US20050133409、US20060289337。费托过程是一个催化化学反应，其中一氧化碳和氢气转化为各种形式的液体烃，包括轻质反应产物和含蜡反应产物，二者实质上都是链烷属的。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油具有连续的碳原子数并具有少于10wt％的环烷属碳(n-d-M法测定)。在另一个实施方案中，由含蜡原料制成的异构化的基础油在100℃下的运动粘度在1.5-3.5mm2/s之间。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油是通过一个在足以使基础油具有如下特征的条件下进行加氢异构化脱蜡的方法制成的：a)具有至少一个芳族官能团的所有分子的重量百分比少于0.30，b)具有至少一个环烷属官能团的所有分子的重量百分比多于10，c)具有单环烷属官能团的分子的重量百分比与具有多环烷属官能团的分子的重量百分比之比大于20和d)粘度指数大于28×Ln(100℃下的运动粘度)+80。
在另一个实施方案中，所述异构化的基础油是由这样的方法制成的，该方法使用包含贵金属加氢组分的择形中孔径分子筛在600-750°F(315-399℃)的条件下对高链烷属的蜡进行加氢异构化。在此方法中，控制加氢异构化的条件以使蜡原料中沸点高于700°F(371℃)的化合物向沸点低于700°F(371℃)的化合物的转化率维持在10-50wt％之间。所得的异构化的基础油在100℃下的运动粘度在1.0-3.5mm2/s之间和Noack挥发度少于50wt％。该基础油包含多于3wt％的具有环烷属官能团的分子和少于0.30wt％的芳族化合物。
在一个实施方案中，异构化的基础油的Noack挥发度小于由下式计算的量：1000×(100℃下的运动粘度)-2.7。在另一个实施方案中，异构化的基础油的Noack挥发度小于由下式计算的量：900×(100℃下的运动粘度)-2.8。在第三个实施方案中，异构化的基础油在100℃下的运动粘度＞1.808mm2/s和Noack挥发度小于由下式计算的量：1.286+20(kv100)-1.5+551.8e-kv100，其中kv100是100℃下的运动粘度。在第四个实施方案中，异构化的基础油在100℃下的运动粘度小于4.0mm2/s和wt％Noack挥发度在0和100之间。在第五个实施方案中，异构化的基础油的运动粘度在1.5和4.0mm2/s之间和Noack挥发度小于由下式计算的Noack挥发度：160-40(100℃下的运动粘度)。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油在100℃下的运动粘度在2.4-3.8mm2/s范围内和Noack挥发度小于由下式定义的量：900×(100℃下的运动粘度)-2.8-15)。对于在2.4-3.8mm2/s范围内的运动粘度，公式：900×(100℃下的运动粘度)-2.8-15)提供的Noack挥发度低于公式：160-40(100℃下的运动粘度)。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油是由对高链烷属的蜡进行加氢异构化的方法制成的，所述方法的反应条件使得该基础油在100℃下的运动粘度为3.6-4.2mm2/s、粘度指数大于130、wt％Noack挥发度小于12、倾点低于-9℃。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油的自燃温度(AIT)高于下式定义的AIT：以℃计的AIT＝1.6×(40℃下的运动粘度，以mm2/s计)+300。在第二个实施方案中，该基础油的AIT高于329℃，和粘度指数大于28×Ln(100℃下的运动粘度，以mm2/s计)+100。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油具有较低的牵引系数，具体地说，其牵引系数低于由下式计算的量：牵引系数＝0.009×Ln(运动粘度，以mm2/s计)-0.001，其中公式中的运动粘度是在牵引系数测量期间的运动粘度且在2-50mm2/s之间。在一个实施方案中，所述异构化的基础油在运动粘度为15mm2/s和滑移/滚动比为40％时测定的牵引系数小于0.023(或小于0.021)。在另一个实施方案中，所述异构化的基础油在运动粘度为15mm2/s和滑移/滚动比为40％时测定的牵引系数小于0.017。在另一个实施方案中，所述异构化的基础油的粘度指数大于150和在运动粘度为15mm2/s和滑移/滚动比为40％时测定的牵引系数小于0.015。
在一些实施方案中，具有低牵引系数的异构化的基础油还显示了较高的运动粘度和较高的沸点。在一个实施方案中，基础油的牵引系数小于0.015和50wt％沸点高于565℃(1050°F)。在另一个实施方案中，基础油的牵引系数小于0.011和由ASTM D 6352-04测定的50wt％沸点高于582℃(1080°F)。
在一些实施方案中，具有低牵引系数的异构化的基础油还显示了独特的支化性质(由NMR测定)，包括支化指数小于或等于23.4，支化接近度(branching proximity)大于或等于22.0，和游离碳指数在9和30之间。在一个实施方案中，用ASTM D 3238-95(2005再审核)用n-d-M分析测定，基础油具有至少4wt％的环烷属碳，在另一个实施方案中，至少5wt％的环烷属碳。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油是在以下过程中生产的，其中中间馏分油异构体包含链烷烃组分，且其中支化度小于每100个碳7个烷基支链，且其中该基础油包含支化度小于每100个碳8个烷基支链且少于20wt％的烷基支链是在2位的链烷烃组分。在另一个实施方案中，FT基础油的倾点低于-8℃，100℃下的运动粘度至少为3.2mm2/s，和粘度指数大于由公式＝22×Ln(100℃下的运动粘度)+132计算的粘度指数。
在一个实施方案中，所述基础油包含多于10wt％且少于70wt％的所有具有环烷属官能团的分子，且具有单环烷属官能团的分子的重量百分比与具有多环烷属官能团的分子的重量百分比之比大于15。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油的平均分子量在600和1100之间，和分子中平均支化度为每100个碳原子有6.5和10个之间的烷基支链。在另一个实施方案中，所述异构化的基础油的运动粘度在约8和约25mm2/s之间和分子中平均支化度为每100个碳原子有6.5和10个之间的烷基支链。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油是由对高链烷属的蜡在氢气/原料比为712.4-3562升H2/升油的条件下进行加氢异构化的方法获得的，以使该基础油中具有环烷属官能团的分子的总重量百分比大于10，且具有单环烷属官能团的分子的重量百分比与具有多环烷属官能团的分子的重量百分比之比大于15。在另一个实施方案中，基础油的粘度指数大于由公式：28×Ln(100℃下的运动粘度)+95计算的量。在第三个实施方案中，基础油包含的芳族化合物的重量百分比低于0.30，具有环烷属官能团的分子的重量百分比大于10，且具有单环烷属官能团的分子的重量百分比与具有多环烷属官能团的分子的重量百分比之比大于20，和粘度指数大于28×Ln(100℃下的运动粘度)+110。在第四个实施方案中，基础油进一步具有在100℃下大于6mm2/s的运动粘度。在第五个实施方案中，基础油具有的芳族化合物的重量百分比低于0.05和粘度指数大于28×Ln(100℃下的运动粘度)+95。在第六个实施方案中，基础油具有的芳族化合物的重量百分比低于0.30，具有环烷属官能团的分子的重量百分比大于100℃下的运动粘度(以mm2/s计)乘以3，且具有单环烷属官能团的分子与具有多环烷属官能团的分子之比大于15。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油含有2-10％之间的环烷属碳(由n-d-M法测定)。在一个实施方案中，基础油具有在100℃下为1.5-3.0mm2/s的运动粘度和2-3％的环烷属碳。在另一个实施方案中，100℃下的运动粘度为1.8-3.5mm2/s和环烷属碳为2.5-4％。在第三个实施方案中，100℃下的运动粘度为3-6mm2/s和环烷属碳为2.7-5％。在第四个实施方案中，100℃下的运动粘度为10-30mm2/s和环烷属碳多于5.2％。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油的平均分子量大于475，粘度指数大于140，和烯烃的重量百分比少于10。当被掺入到所述金属加工液中时，该基础油改进了混合物的空气释放性质和低起泡性质。
在一个实施方案中，所述异构化的基础油是FT基础油，该FT基础油在100℃下的运动粘度在2和6mm2/s之间，在40℃下的运动粘度在7和20mm2/s之间，CCS粘度在-35℃下低于2300mPa·s，倾点在-20到-40℃范围内，分子量为300-500，密度在0.800-0.820范围内，链烷属碳在93-97％范围内，环烷属碳在3-7％范围内，氧化器BN为30-60小时，和通过ASTM D5800-05程序B测定的Noack挥发度为8-20wt％。
在用于抗雾性能的另一个实施方案中，所述异构化的基础油是“轻”范围粘度的FT基础油，该FT基础油在100℃下的运动粘度在2和3mm2/s之间，在40℃下的运动粘度在7和25mm2/s之间，粘度指数为120-150，倾点在-20到-50℃范围内，分子量为300-500，密度在0.800-0.820范围内，链烷属碳在92-97％范围内，环烷属碳在3-7％范围内，氧化器BN为30-60小时，和通过ASTM D5800-05程序B测定的Noack挥发度为8-60wt％。在另一个实施方案中，所述异构化的基础油是“中”范围粘度的FT基础油，该FT基础油在100℃下的运动粘度在5和7mm2/s之间，在40℃下的运动粘度在25和50mm2/s之间，粘度指数为140-160，倾点在-15到-25℃范围内，分子量为450-550，密度在0.820-0.830范围内，链烷属碳在90-95％范围内。在第三个实施方案中，所述基础油包含“轻”和“中”范围粘度的FT基础油的混合物。
在一个实施方案中，所述金属加工液采用至少一种上述异构化的基础油。在另一个实施方案中，所述组合物基本上由至少一种费托基础油构成。在另一个实施方案中，所述金属加工液使用至少一种费托基础油作为基础油基料和任选的5-95wt％的至少另一种油，例如选自由API互换指南所定义的I类、II类、III类、IV类和V类润滑剂基础油的润滑剂基础油和它们的混合物。在第四个实施方案中，所述金属加工液使用异构化的基础油和5-20wt％的至少另一种油。取决于应用，实例包括常用的矿物油、合成烃油或合成酯油或是它们的混合物。矿物润滑油基础油料可以是衍生自链烷属、环烷属和混合基础原油(mixed base crudes)的任何常规提炼的基础油料。可使用的合成润滑油包括二醇的酯和混合酯。可使用的其它合成油包括合成的烃，例如聚α烯烃；烷基苯，例如来自苯与四聚丙烯的烷基化的烷基化物底部产物；或乙烯与丙烯的共聚物；硅油，例如乙基苯基聚硅氧烷、甲基聚硅氧烷等；聚乙二醇油，例如使丁醇与环氧丙烷缩合而得到的那些；等等。其它合适的合成油包括聚苯基醚，例如具有3-7个醚键和4-8个苯基的那些。其它合适的合成油包括聚异丁烯和烷基化的芳族化合物例如烷基化的萘。
另外的组分：在一个实施方案中，所述金属加工液的特征在于与现有技术的组合物相比具有减少的成雾性、更低的起泡倾向和更好的空气释放性质。取决于应用，例如直馏油(straight oils)(净油)或可溶的油，该金属加工液可含有量为0.10-10wt％的本领域中已知的适用的添加剂以改进该组合物的性质。这些添加剂包括：金属减活剂、腐蚀抑制剂、抗微生物剂、防腐蚀剂、极压剂、减摩剂、防锈剂、聚合物质、阻燃剂、杀菌剂、防腐剂、抗氧剂、螯合剂例如乙二胺四乙酸盐等、pH调节剂、包括活性硫耐磨添加剂包等的耐磨剂、含有至少一种上述添加剂的金属加工液添加剂包。
在不同的实施方案中，对于基本上由所述基础油基料(该基础油基料包含异构化的基础油)和至少一种并非抗雾化剂/泡沫抑制剂的添加剂组成的金属加工液来说，不需要加入任何抗雾添加剂(控雾剂或抗雾化剂)也不需要加入现有技术中的泡沫抑制剂。然而，在其它实施方案中并取决于终端应用，可任选地加入少量的添加剂例如抗雾化剂，其量在一个实施方案中为0.05-5.0体积％，和在其它实施方案中小于1wt％。非限制性的实例包括rhamsan胶、疏水性和亲水性单体、苯乙烯或烃基取代的苯乙烯疏水性单体和亲水性单体、分子量(粘度平均的分子量)为约30万至400万以上的油溶性的有机聚合物例如异丁烯、苯乙烯、甲基丙烯酸烷基酯、乙烯、丙烯、正丁撑基乙酸乙烯基酯(n-butylene vinyl acetate)等。在一个实施方案中，使用分子量为100万至300万的聚甲基丙烯酸甲酯或聚(乙烯，丙烯、丁烯或异丁烯)。
在一些实施方案中并且对于某些应用来说，可向所述组合物中加入少量的现有技术中的泡沫抑制剂，其量为0.05-15.0wt％。非限制性的实例包括通常为三甲基甲硅烷基封端的聚二甲基硅氧烷；聚甲基丙烯酸烷基酯；聚甲基硅氧烷；与烷基氧化烯和/或酰基氧化烯共同使用的具有长链酰基的N-酰基氨基酸和/或其盐、具有长链烷基的N-烷基氨基酸和/或其盐；乙炔二醇和乙氧基化的乙炔二醇；硅酮；疏水性物质(例如二氧化硅)；脂肪酰胺；脂肪酸；脂肪酸酯；和/或有机聚合物；改性的硅氧烷；聚乙二醇；酯化的或改性的聚乙二醇；聚丙烯酸酯；脂肪酸；脂肪酸酯；脂肪醇；脂肪醇醚；羰基合成醇；含氟的表面活性剂；蜡例如亚乙基双硬脂酰胺蜡(ethylenebistereamidewax)、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、亚乙基双硬脂酰胺蜡和链烷属蜡、脲(ureum)。泡沫控制剂可以与合适的分散剂和乳化剂一起使用。额外的泡沫控制剂描述于T.Kerner的“泡沫控制剂”(Noyes DataCorporation，1976)，125-162页。
在各种实施方案中，所述金属加工液还包含减摩剂，减摩剂包括高碱性的磺酸盐、硫化的烯烃、氯化的链烷烃和烯烃、硫化的酯烯烃、胺封端的聚乙二醇和二辛基磷酸钠盐。在其它实施方案中，所述组合物还包含腐蚀抑制剂，所述腐蚀抑制剂包括羧酸/硼酸二胺盐、羧酸胺盐、链烷醇胺、链烷醇胺硼酸盐等。
在各种实施方案中，所述金属加工液还包含其量为0.01-0.5体积％(基于最终的油体积)的油溶性的金属减活剂。非限制性的实例包括三唑或噻二唑、特别是芳基三唑例如苯并三唑和甲苯基三唑、这些三唑的烷基衍生物和苯并噻二唑例如R(C6H3)N2S，其中R为H或C1-C10烷基。合适的物质可从Ciba Geigy以商品名Irgamet和Reomet得到或从Vanderbilt Chemical Corporation以商品名Vanlube得到。
在一个实施方案中，例如当所述组合物用于切割液和机器润滑油的双重目的时，可加入0.01-1.0wt％的少量的至少一种抗氧剂。非限制性的实例包括胺类或酚类抗氧剂或它们的混合物，例如，丁基化的羟基甲苯(BHT)、双-2，6-二叔丁基苯酚衍生物、含硫的受阻酚类和含硫的受阻双酚。
在一些实施方案中，所述金属加工液还包含0.1-20wt％的至少一种极压剂。极压剂的非限制性实例包括二硫代磷酸锌、二硫代磷酸氧硫化钼、硫代氨基甲酸氧硫化钼(molybdenum oxysulfidethithiocarbamate)、钼胺化合物、硫化的油和脂肪、硫化的脂肪酸、硫化的醚、硫化的烯烃、二烃基多硫化物、硫代氨基甲酸盐、硫代萜烯、硫代二丙酸二烷基酯等。
除了以上添加剂以外，还可以加入各种其它常规添加剂至它们不阻碍金属加工液的效果的程度。实例包括：脂肪酸及其盐；多元醇例如丙二醇、丙三醇、丁二醇等；表面活性剂例如阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、非离子型表面活性剂等；和分散在分散剂例如表面活性剂中的氮化硼。
制备方法：能分别或以各种次级组合方式将用于配制该金属加工液组合物的任选的添加剂调和到基础油基料中。在一个实施方案中，使用添加剂浓缩物(即添加剂+稀释剂例如烃溶剂)将所有组分同时调和进去。使用添加剂浓缩物带来的好处是当各成份以添加剂浓缩物形式合并时提供了互容性。
在另一个实施方案中，金属加工液是通过在适当温度例如约60℃下将基础油基料与所述任选的添加剂或添加剂包混合至均相而制成的，以用作直馏油切割液。在另一个实施方案中，可向所述金属加工液中加入乳化剂以形成水包油型乳液。
性质：在一个实施方案中，所述金属加工液组合物的特征在于具有减少的成雾性、低起泡倾向和优异的空气释放性质。可使用ASTMD892-95泡沫测试来测量金属加工液的起泡倾向。在一个实施方案中，当以ASTM D892-06方法来评价时，所述金属加工液显示了泡沫高度小于50ml的序列II起泡倾向。在又一个实施方案中，所述金属加工液显示了小于40ml的序列II泡沫高度。在第三个实施方案中，序列II泡沫高度小于30ml。在第五个实施方案中，序列II泡沫高度小于20ml。在第六个实施方案中，泡沫高度测量不到(0ml)。
在一个实施方案中，所述金属加工液显示了小于100ml的根据ASTM D892-03测定的序列I起泡倾向。在另一个实施方案中，所述液具有小于50ml的序列I起泡倾向。在第三个实施方案中，序列I起泡倾向小于30ml。
在一个实施方案中，所述金属加工液在54℃下由ASTM D1401-02测定的至3ml乳液的分钟数等于或小于30。在又一个实施方案中，所述液在82℃下由ASTM D1401-02测定的至3ml乳液的分钟数等于或小于60。
可使用用于石油的气泡分离时间的ASTM D3427(2003)方法来测量空气释放性质以测量流体分离出夹带的气体的能力。在一个实施方案中，根据ASTM D3427(2003)测定，所述金属加工液在50℃下的空气释放时间小于0.60分钟。在第二个实施方案中，空气释放时间小于0.5分钟。
在一个实施方案中，所述金属加工液呈现出减少的成雾性并赋予该液以气溶胶控制或微粒控制。例如，与包含现有技术中的I类基础油的金属加工液相比，雾减少了5-50％。可根据与Marano等人发表在Journal of the Society of Tribologists and LubricationEngineers，1995年10月，25-35页的“Polymer Additives as MistSuppressants in Metal Cutting Fluids”中所述的气溶胶(雾)形成测试类似的方法测量雾减少实验。在一个实施方案中，未加入任何抗雾添加剂的所述金属加工液具有在气溶胶成雾测试中(在开始后)头30秒内小于300mg/mm3的平均积雾速率。在另一个实施方案中，没有任何抗雾添加剂的所述金属加工液具有在气溶胶成雾测试中头30秒内小于250mg/mm3的平均积雾速率。在第三个实施方案中，在该测试的头30秒内平均积雾速率小于200mg/mm3。在第四个实施方案中，在该测试的头60秒内平均积雾速率小于150mg/mm3。
在一个实施方案中，采用OECD 301D水平为30-95％的基础油，所述金属加工液组合物是易生物降解的。在一个实施方案中，金属加工液在40℃下的运动粘度为10-14mm2/s且OECD 301D可生物降解性＞＝60％。在第二个实施方案中，组合物在40℃下的运动粘度低于10mm2/s且OECD 301D可生物降解性＞＝80％。在第三个实施方案中，组合物在40℃下的运动粘度低于8mm2/s且OECD 301D可生物降解性＞＝90％。在第五个实施方案中，所述金属加工液由OECD 301D所测的可生物降解性至少为30％。
金属加工液可被表征为适合于或不适合于极压应用。被认为是适合于极压的流体是防止滑动中的金属表面在极压条件下被卡住的流体。金属表面被卡住是因为相对的粗糙表面之间的摩擦。粗糙表面是由金属加工操作造成的金属表面的微观凸出物。测量流体的极压性质的一种技术是测量滑动中的表面(其被润滑剂维持而不使滑动中的表面卡住)之间的载荷力。这样的技术被描述为Falex载荷测试，它是用于流体润滑剂的ASTM标准测试(ASTM D-3233(2003))。在一个实施方案中，所述金属加工液被表征为具有小于10齿的Falex参比磨损。在另一个实施方案中，所述金属加工液被表征为具有大于约4500磅力的Falex参比载荷。
在一个实施方案中，所述金属加工液被表征为具有优异的润滑性质，特别是润滑处于滑动接触中的表面，如按照ASTM D4172-94(2004)等的四球磨碎测试中所测量的。在一个实施方案中，所述金属加工液具有小于约0.07mm的四球磨碎斑痕直径。
在一些应用并使用具有低运动粘度的异构化的基础油时，所述金属加工液的特征在于具有平稳的液体流动以用于在泵中优异地流通。此外，所述金属加工液具有优异的，其能防止在工具和工件之间产生摩擦热，因此增加了有效工具寿命。
应用：在一个实施方案中，金属加工液用于半导体、工厂设备和自动部件等的生产中，其中最终物件例如硅晶片或机器部件的形状，是通过逐步去除或不去除金属或硅而得到的。这些操作的非限制性实例包括：切割、钻进、钻孔、搪磨、开孔、研磨、成型、压印、浇铸、铸造、碾轧、穿孔、冲制、牵拉、压制成型、清理毛刺、碾磨、开槽、敲打、斜切、钻孔、铰除、搪磨、卷绕、整平和牵拉。
在金属加工操作的一个实施方案中，将所述金属加工液施加到工具和工件之间的接触区上。可通过各种方法施加该液，包括将接触区浸没在该液中、将该液喷洒到接触区上、用该液溢过接触区、将该液的物流泵送到接触区上、定期用润滑液润湿工具或工件、或任何持续地或间歇地将该润滑剂施加到工具和工件之间的接触区上的方法。
实施例  除非另有说明，通过将各组分按实施例/表中所示出的量进行混合来制备所述组合物。实施例中所用的组分如下所列。
EP剂是可商购得到的硫化的聚酯，10％非活性硫的极压剂。
HYNAPTM  N 100HTS加氢处理的环烷属油(V类)：来自于CA的Bakersfield的San Joaquin Refining Oil，Inc。
AshlandTM 100SN 1类油：来自于Ashland Inc。
ChevronTM 100R 2类油，ChevronTM 100R 3类油和ChevronSynfluid 4cSt PAO油：均来自于CA的San Ramon的Chevron公司。
添加剂2是硫化的植物脂肪酸酯。消泡剂是丙烯酸酯低聚物除泡剂/消泡剂。添加剂CAS是可商购得到的高碱性磺酸钙PEP金属加工添加剂，其含有碳酸盐化的烷基苯磺酸盐。添加剂SO是硫化的烯烃。
40℃下粘度为3.39mm2/s的矿物密封油(MSO)和基础油料油SN100(密度0.864和40℃下的粘度为20.6mm2/s)、SN150和SN600(APII类)可从很多来源商购得到。
GTL费托衍生的基础油GST0449、FTBO L、FTBO XL、FTBO XXL和FTBO M来自于Chevron公司。实施例中所用的费托衍生的基础油的性质示于表3中。
抗雾剂1是甲基丙烯酸酯共聚物。抗雾剂2是可商购得到的高分子量的油溶性的聚合物增粘剂。
实施例1-6：配制若干具有表1所列组分的金属加工液组合物并使用各种标准测试方法测试它们的性质：用于石油和合成流体的水分离能力的ASTM D1401-02、用于石油的空气释放性质的ASTM D3427(2003)标准测试方法和ASTM D892-95泡沫稳定性序列测试。如表中所示，掺有所述异构化的基础油的样品显示出低的起泡倾向(泡沫高度为零)和与现有技术的油相比如果不更优的话也是与其相当的空气释放性质(鉴于1分钟的测试重复性)。
表1
  样品ID   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6
  V类   1类   2类   3类   PAO   GTL
  wt％   wt％   wt％   wt％   wt％   wt％
  SJR Hynap N100HTS-V类   95   -   -   -   -   -
  Ashland 100SN-1类   -   95   -   -   -   -
  Chevron 100R-2类   -   -   95   -   -   -
  Chevron UCBO 4R-3类   -   -   -   95   -   -
  Chevron Synfluid，4cSt-PAO   -   -   -   -   95   -
  GTL GST0449异构化的基础油   -   -   -   -   -   95
  EP剂   5   5   5   5   5   5
  运动粘度@40℃，cSt   19.91   20.51   20.70   18.30   17.76   18.60
  空气释放@50C，D3427，min   0.72   0.88   0.5   0.42   ＜0.42   ＜0.42
  泡沫序列，I-III，D892
  序列I，24C，倾向ml泡沫   220   70   80   30   0   0
  样品ID   实施例1   实施例2   实施例3   实施例4   实施例5   实施例6
  序列I，稳定性，ml 10分钟后   0   0   0   0   0   0
  序列II，93.5C，倾向，ml泡沫   30   30   25   20   0   0
  序列II，稳定性，ml 10分钟后   0   0   0   0   0   0
  序列III，24C，倾向ml泡沫   140   100   80   40   0   0
  序列III，稳定性，ml 10分钟后   0   0   0   0   0   0
  水分离能力，D1401 @54C
  o-w-e，ml   2/0/78   2/0/78   2/0/78   2/0/78   2/0/78   2/2/76
  时间，min   30   30   30   30   30   30
  水分离能力，D1401 @82C
  o-w-e，ml   6/0/74   8/0/74   5/0/75   9/0/71   7/0/73   6/0/74
  时间，min   60   60   60   60   60   60
实施例7-13：配制若干具有表2所列组分的金属加工液组合物并测量/记录它们的性质。实施例11-13对比了各自加入0.25wt％的抗雾剂(高分子量的油溶性聚合物增粘剂)的组合物。
对样品进行与Marano等人发表在Journal of the Society ofTribologists and Lubrication Engineers，1995年10月，25-35页的“Polymer Additives as Mist Suppressants in Metal CuttingFluids”中所述的气溶胶(雾)形成实验类似的气溶胶(雾)形成实验。基本上在该测试中，通过注射泵以至多0.0084升/分钟的恒定流量将金属加工液(100ml样品)通过管(例如内径0.0011m)供应到同轴的雾化器的顶端。通过外管和内管(分别为内径0.0021米和外径0.0013m)之间的环隙以至多35升/分钟的流量供应压缩空气。将由雾化器生成的雾导入到方形截面的长且宽的树脂玻璃管或室中(例如12″×12″×18″的室)。通过数据记录仪获得并记录作为时间的函数的生成的雾的量(在5分钟的持续时间内以mg/mm3计)。在该实验中，使用便携式的实时气溶胶检测器
Figure GPA00001058760000231
[MIE Instruments Inc.，Bedford Mass.]作为该数据记录仪来连续地对生产的雾的量进行量化。DataRAM是用来测量空气中的颗粒浓度的浊度监测器，它通过感知光穿过取样空间时被颗粒群散射的量而工作。
对于所有样品来说，大多数雾在测试开始时生成。雾化后，雾往往落在容器的底部并从而显示了收集的雾的量的下降。
气溶胶(雾)生成实验的测量结果作为时间的函数绘图于图1-3中。结果显示，通常，含有费托衍生的基础油的金属加工液组合物比现有技术的基础油导致显著更少的雾的形成，在一些实施例中，在气溶胶成雾测试的头30秒内，雾的生成减少了至少10％到至多75％或更多。具有异构化的基础油的实施例10比具有I类矿物基础油并甚至具有2wt％的抗雾添加剂的实施例9表现得更好(雾的生成减少)。在图3中，所有加入了高分子量的油溶性的聚合物增粘剂作为强力(且昂贵的)抗雾添加剂的实施例(#11-13)显示了相当的性能。
表2
  组分wt.％   实施例7ZX12A   实施例8ZX12B   实施例9ZX46A   实施例10ZX46B   实施例11ZX12A抗雾   实施例12ZX12B抗雾   实施例13ZX12C抗雾
  SN 100   51.98   -   -   -   51.98   -   -
  SN 150   -   -   70.98   -   -   -   -
  SN 600   -   -   15   -   -   -   -
  MSO   36   -   -   -   36   -   -
  FTBO M   -   -   -   87.98   -   -   -
  FTBO L   -   -   -   -   -   -   -
  FTBO XL   -   16.21   -   -   -   -   16.21
  FTBO XXL   -   71.77   -   -   -   87.98   71.77
  抗雾剂1   -   -   2   -   -   -   -
  抗雾剂2   -   -   -   -   0.25   0.25   0.25
  CAS烷基苯   4   4   4   4   4   4   4
  硫化的烯烃   2.5   2.5   2.5   2.5   2.5   2.5   2.5
  添加剂2   5.5   5.5   5.5   5.5   5.5   5.5   5.5
  组分wt.％   实施例7ZX12A   实施例8ZX12B   实施例9ZX46A   实施例10ZX46B   实施例11ZX12A抗雾   实施例12ZX12B抗雾   实施例13ZX12C抗雾
  消泡剂   0.02   0.02   0.02   0.02   0.02   0.02   0.02
  粘度@40℃m2/s   10.4   9.89   48.12   45.19   10.7   9.61   9.89
  密度@15℃   .8626   .8264   -   -   .8626   .826   .826
  粘度@100℃m2/s   2.84   2.8   -   -   -   -   -
  VI   122   141   -   -   -   -   -
  闪点℃   148   178   -   -   -   -   -
  色度   L3.5   L3.5   -   -   -   -   -
表3
  性质   FTBO-XXL   FTBO-XL   FTBO-L   FTBO-M   BST00449
  运动粘度@40℃，cSt   7.658   11.16   17.07   34.13   17.74
  运动粘度@100℃，cSt   2.333   2.988   4.028   6.134   4.12
  粘度指数   124   125   139   156   138
  冷启动粘度@-40℃，cP   1,525
  冷启动粘度@-35℃，cP   578   1,524   6048   1,596
  冷启动粘度@-30℃，cP   361   866   3200   941
  倾点，℃   -46   -36   -28   -18   -26
  n-d-m
  分子量，gm/mol(VPO)   314   375   436   508   431
  密度，gm/ml   0.8026   0.8059   0.8122   0.824   0.8128
  折射指数   1.4485   1.4507   1.454   1.4596   1.4541
  链烷属碳，％   93.13   96.97   95.82   92.84   95.99
  环烷属碳，％   6.87   3.03   4.18   7.16   4.01
  芳族碳％   0.00   0.00   0.00   0   0
  氧化器BN，hrs   35.9   56.27   39.97   41.02
  ANTEK硫   ＜2   ＜1   ＜1   ＜2
  低含量的氮   ＜0.1   ＜.1   ＜0.1   ＜0.1
  Noack，wt％   60.69   26.8   10.72   3.15   10.22
  性质   FTBO-XXL   FTBO-XL   FTBO-L   FTBO-M   BST00449
  赛波特色度   +33.6
  芳族化合物总计   0.00261   0   0.00082
  COC闪点，℃   192   206   226   254   232
  SIMDIST TBP(WT％)，F
  TBP @0.5   583   679   726   799   732
  TBP @5   622   701   754   831   758
  TBP @10   636   709   766   846   770
  TBP @20   654   720   780   865   784
  TBP @30   667   728   791   880   795
  TBP @40   678   735   800   894   805
  TBP @50   688   741   809   906   813
  TBP @60   697   748   818   920   822
  TBP @70   706   756   828   935   832
  TBP @80   715   764   839   952   843
  TBP @90   727   774   853   976   857
  TBP @95   735   782   864   994   867
  TBP @99.5   753   802   884   1034   887
  FIMS
  饱和物   72.7   75.3   75   75.3
  1-不饱和   19.3   23.2   24   23.6
  2-不饱和   3.9   1.1   0.8   0.9
  3-不饱和   2   0.2   0.1   0.1
  性质   FTBO-XXL   FTBO-XL   FTBO-L   FTBO-M   BST00449
  4-不饱和   1.7   0   0   0
  5-不饱和   0.5   0   0   0
  6-不饱和   0   0.2   0.1   0.1
  支化指数   30.21   28.85   26.95   27.25
  支化接近度   14.05   12.77   14.43   14.83
  每分子的烷基支链   2.17   2.63   2.57   2.9
  每分子的甲基支链   1.90   2.07   2   2.26
  FCI   3.15   3.42   4.5   4.56
  FCI/端甲基比例   2.50   2.33   3.66   3.1
  每100个碳的烷基支链数   9.67   9.83   8.25   9.42
  每100个碳的甲基支链数   8.48   7.74   6.41   7.35
  由质子NMR测定的烯烃％   0.00   0.12   0.23   0.32
  单环烷烃(FIMS 1-不饱和-NMR烯烃)   23.88
  多环烷烃(FIMS 2-不饱和-6不饱和-HPLC-UV-芳族化合物)   0.99739
  单/多比   23.94
出于本说明书和所附权利要求的目的，除非另外标明，表达量、百分比或比例的所有数和说明书和权利要求所用的其它数都应理解为在所有情况下用术语“约”做修饰。因此，除非有相反的明示，以下说明书和所附权利要求所列出的数值参数是近似值，可根据要设法通过本发明获得的期望性质做变动。注意，本说明书和所附权利要求所用的单数形式都有复数的意思，除非明确无疑地限定为单一事物。本文所用术语“包括”和其文字变体意指非限定的，以使例举出的条目不排除其它可取代或加入所列条目的类似条目。
本文所书写的说明书用实施例来公开本发明，包括最佳模式，也能使任何本领域技术人员实践和应用本发明。专利范围由权利要求书限定，且可包括本领域技术人员所能想到的其它实施例。如果它们的构成元素与权利要求的文字语言没有差异，或者它们包括与权利要求文字语言无本质差异的等价构成元素的话，这些其它实施例也要包括在权利要求范围内。

Claims (16)

1.金属加工液：其包含：
润滑剂基础油，其具有连续的碳原子数和小于10wt％的通过n-d-M测定的环烷属碳；和
0.10-10wt％的至少一种添加剂，所述添加剂选自：金属加工液添加剂包、金属减活剂、腐蚀抑制剂、抗微生物剂、防腐蚀剂、极压剂、减摩剂、防锈剂、聚合物质、阻燃剂、杀菌剂、防腐剂、抗氧剂、螯合剂例如乙二胺四乙酸盐等、pH调节剂、耐磨剂和它们的混合物；
其中所述金属加工液具有在气溶胶成雾测试中测量的在开始后30秒内小于300mg/mm3的平均积雾速率。
2.权利要求1的金属加工液，其中所述金属加工液具有在气溶胶成雾测试中测量的在30秒内小于250mg/mm3的平均积雾速率。
3.权利要求1-2中任一项的金属加工液，其中所述金属加工液具有在气溶胶成雾测试中测量的在30秒内小于150mg/mm3的平均积雾速率。
4.权利要求1-3中任一项的金属加工液，其中所述金属加工液具有在气溶胶成雾测试中测量的在60秒内小于150mg/mm3的平均积雾速率。
5.权利要求1-4中任一项的金属加工液，其中所述金属加工液具有按OECD 301D测定的至少30％的可生物降解性。
6.权利要求1-5中任一项的金属加工液，其中所述润滑剂基础油是费托衍生的基础油，该费托衍生的基础油在100℃下的运动粘度在2和6mm2/s之间，在40℃下的运动粘度在7和20mm2/s之间，粘度指数为120-150，倾点在-20℃至-50℃的范围内，分子量为300-500，密度在0.800-0.820的范围内，链烷属碳在93-97％的范围内，环烷属碳在3-7％的范围内，氧化器BN为30-60小时，和根据ASTM D5800-05程序B测定的Noack挥发度为8-60wt％。
7.权利要求1-5中任一项的金属加工液，其中所述润滑剂基础油是费托衍生的基础油，该费托衍生的基础油在100℃下的运动粘度在5和7mm2/s之间，在40℃下的运动粘度在25和50mm2/s之间，粘度指数为140-160，倾点在-15℃至-25℃的范围内，分子量为450-550，密度在0.820-0.830的范围内，链烷属碳在90-95％的范围内。
8.权利要求1-5中任一项的金属加工液，其中所述润滑剂基础油的平均分子量在600和1100之间，分子中的平均支化度在每100个碳原子6.5和10个烷基支链之间。
9.权利要求1-5中任一项的金属加工液，其中所述润滑剂基础油的wt％Noack挥发度在0和100之间且自燃温度(AIT)大于由下式定义的量：1.6×(40℃下的运动粘度，以mm2/s计)+300。
10.权利要求1-5中任一项的金属加工液，其中所述润滑剂基础油具有以下至少一种：大于329℃的自燃温度(AIT)，大于28×Ln(100℃下的运动粘度，以mm2/s计)+300的粘度指数和当在15mm2/s的运动粘度和滑动/滚动比为40％下测量时小于0.023的牵引系数。
11.权利要求1-5中任一项的方法，其中所述润滑剂基础油是费托衍生的基础油，该费托衍生的基础油由含蜡原料制成并且在100℃下的运动粘度在2和3mm2/s之间，在40℃下的运动粘度在7和12mm2/s之间，粘度指数为120-140，倾点在-30℃至-50℃的范围内，分子量为300-500，密度在0.800-0.820的范围内，链烷属碳在93-97％的范围内，环烷属碳在3-7％的范围内，氧化器BN为30-60小时，和根据ASTMD5800-05程序B测定的Noack挥发度为10-60wt％。
12.权利要求1-11中任一项的金属加工液，其中所述润滑剂基础油中具有环烷属官能团的分子的总重量百分比大于10，且具有单环烷属官能团的分子的重量百分比与具有多环烷属官能团的分子的重量百分比之比大于15。
13.权利要求1-12中任一项的金属加工液，其中所述润滑剂基础油包含大于3wt％的具有环烷属官能团的分子和小于0.30wt％的芳族化合物。
14.权利要求1-13中任一项的金属加工液，其中所述润滑剂基础油具有大于10wt％且小于70wt％的具有环烷属官能团的全部分子。
15.在金属加工操作中润滑工件的方法，该方法包括向所述工件上供应权利要求1-14中任一项的金属加工液。
CN200880107410A 2007-07-31 2008-07-15 具有改进的抗雾化性质的异构化的基础油的金属加工液组合物及其制备 Pending CN101802147A (zh)

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