CN112567008B - 在用于处理金属表面的组合物中作为ep剂/腐蚀抑制剂的胺官能化有机硅烷/有机磷酸酯组合体系 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，处理金属表面的组合物，尤其是金属加工流体，其包含至少一种胺官能化有机硅烷和至少一种有机磷酸酯的反应产物和/或所述反应产物的至少一种低聚物或聚合物，其中所述至少一种胺官能化有机硅烷的氨基与所述至少一种有机磷酸酯的摩尔比为1.0:0.4至1.0:1.2，并且其中所述至少一种胺官能化有机硅烷通过至少一个磷酸/胺盐键连接到所述至少一种有机磷酸酯上。本发明还包括制备所述组合物的方法、所述组合物的用途以及处理金属表面的方法。

Description

在用于处理金属表面的组合物中作为EP剂/腐蚀抑制剂的胺 官能化有机硅烷/有机磷酸酯组合体系
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年6月18日提交的美国临时申请62/686,183的优先权，其内容全文引入本文中。
发明领域
本发明涉及一种用于处理金属表面的组合物，尤其是金属加工流体，其提供改善的高承载极压性能和腐蚀抑制，以及涉及一种用于制备所述组合物的方法和一种用所述组合物处理金属表面的方法。
发明背景
现代金属加工工艺变得越来越苛刻和复杂，并且需要具有增强的高承载能力的金属加工流体(MWF)，即其在极压下，换言之，在高载荷下起润滑剂的作用。因此，已经投入了大量的技术努力和研究活动来改善MWF的润滑性能，尤其是在高压、重载荷以及高温条件下，即所谓的边界润滑。
按照这些思路，现代MWF的高承载，即EP(极压)技术主要依赖于各种氯化石蜡、磷酸酯或硫化物化学品，它们在金属加工操作期间通过与金属或金属氧化物的化学反应在金属表面上形成摩擦膜。特定EP化学品的选择取决于金属加工操作的严格程度以及EP剂和金属表面之间反应的活化温度(氯化石蜡：约180-420℃，磷酸酯：约200-600℃，硫化物：>600℃)。在活化温度下，EP剂开始在金属表面上形成摩擦膜。
在各种EP剂中，氯化石蜡(CP)由于许多优点而成为MWF配制剂中最流行的EP添加剂，所述优点包括无与伦比的成本效率、宽范围的活化温度谱、应用的多样性、容易配制和在水中的稳定性。然而，CP由于分解时潜在的毒性释放而表现出健康和环境问题。这就是为什么除了非常长链的CP(>C20)之外，EPA法规在不久的将来可能禁止CP的原因。
因此，最近所有MWF生产商正在寻求CP替代品，并且他们中的大多数着眼于各种磷酸酯和硫化合物作为潜在的替代品。然而，含磷或含硫化合物具有在含水体系中累积过量营养素的固有缺点，从而引起微生物增殖，这反过来对MWF性能具有不利影响。
因此，开发一种可以最小化微生物生长的新型EP化学品将是在发现新的EP技术平台以替代MWF配制剂中的CP中最重要的课题之一。
腐蚀抑制在MWF领域也是重要的问题，因为金属表面在含水环境中倾向于被腐蚀，并且大多数现代MWF主要由水组成。因此，如果EP剂也表现出腐蚀抑制性能，这将是非常有利的。
如下文将解释的那样，本发明描述了与有机磷酸酯反应且具有最低磷含量的胺官能化有机硅烷在用于处理金属表面，特别是半合成MWF配制剂中作为新的不含CP的EP和腐蚀抑制技术的用途。
发明简述
根据本发明，用于处理金属表面的组合物，尤其是金属加工流体包含至少一种胺官能化有机硅烷和至少一种有机磷酸酯的反应产物和/或所述反应产物的至少一种低聚物或聚合物，其中所述至少一种胺官能化有机硅烷的氨基与所述至少一种有机磷酸酯的摩尔比为1.0:0.4至1.0:1.2，并且其中所述至少一种胺官能化有机硅烷通过至少一个磷酸/胺盐键连接到所述至少一种有机磷酸酯上。
烷氧基硅烷和磷酸酯官能团与经处理的金属表面反应，并且通过成盐与有机硅烷连接的磷酸酯的非极性烃链起到防止水、氧和腐蚀性化学品接触金属表面的阻隔的作用。
此外，烃链的疏水特性也通过防止过度水解和随后的缩合而抑制烷氧基硅烷基团的不希望的凝胶形成。通过改变烃链长度和结构可以控制所获得的阻隔厚度。
金属/金属界面之间的增强的高承载能力，特别是在金属加工过程中，是通过a)在高压/高温条件下与金属表面反应的有机磷酸酯官能团和b)通过电荷转移相互作用锚定在金属/金属氧化物表面上的氨基烷基硅烷官能团的组合作用实现的。
优选实施方案的详细描述
以下段落描述了本发明组合物的优选实施方案。
在本发明的意义上，术语“用于处理金属表面的组合物”不仅包括金属加工流体。例如，其还指代润滑剂，例如干润滑剂、防锈剂、清洁剂和用于永久性涂覆金属表面的组合物。然而，本发明的组合物作为金属加工流体的用途是尤其选的。
待处理的“金属表面”优选包括铝、铝合金、钢和/或镀锌钢。此处，优选的铝合金包含Cu、Si、Mg和/或Zn，镀锌钢可为热浸或电解镀锌钢。更优选地，“金属表面”包括不同金属的混合物，例如铝/铝合金区域以及(镀锌)钢区域，因为本技术尤其适合于这样的多金属表面。
“金属表面”还可为涂覆有转化或钝化层的金属表面。然而，优选地，其未涂覆有转化或钝化层。
在本发明中，术语“胺官能化的有机硅烷”表示胺官能化的有机硅烷和/或其低聚物和/或聚合物，其可分别源自胺官能化有机硅烷的部分水解和水解产物(即，相应的有机硅烷醇)的随后(部分)缩合。用于所述水解的水可在所述至少一种胺官能化有机硅烷和所述至少一种有机磷酸酯的反应期间，即在磷酰胺键形成期间作为副产物释放，和/或可为所用离析物中的污染物。
在本发明中，术语“有机磷酸酯”表示该有机磷酸酯的所有质子化和脱质子化形式。
所述至少一种胺官能化有机硅烷可为单一有机硅烷或两种或更多种不同有机硅烷的混合物。
所述至少一种胺官能化有机硅烷具有至少一个烃基结构部分，其带有至少一个氨基。作为氨基，优选伯-NH2。有机硅烷优选具有一个携带一个氨基的烃基结构部分。然而，其也可具有两个或更多个携带一个或两个或更多个氨基的烃基结构部分。
作为烃基结构部分，优选烷基，更优选具有3个或更多个碳原子的烷基。根据一个实施方案，可使用在水解方面更稳定的至少一种具有两个或更多个烷基和/或支化烷基的胺官能化有机硅烷。然而，该有机硅烷对经处理的金属表面的粘附力较低。
除所述至少一个烃基结构部分以外，所述至少一种胺官能化有机硅烷优选具有一个或多个烃氧基结构部分，其中烃基和烃氧基结构部分的总和优选为4个，即在有机硅烷的中心硅原子处没有其他结构部分。作为烃氧基结构部分，优选烷氧基。
然而，所述至少一种胺官能化有机硅烷还可具有一个或多个-OH基团而不是一个或多个烃氧基。
尤其优选地，所述至少一种胺官能化有机硅烷包括至少一种氨基烷基三烷氧基硅烷，最优选3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
所述至少一种有机磷酸酯可为单一的有机磷酸酯或两种或更多种不同有机磷酸酯的混合物。
每个有机磷酸酯分子具有一个或两个通过磷酸酯键(C-O-P)与中心磷酸酯原子连接的烃链。
所述烃链可间隔有至少一个杂原子，尤其是间隔有氮、氧和/或硫，优选间隔有氧。此外，所述烃链可包含至少一个芳族或杂芳族结构部分，尤其是亚苯基结构部分。
长烃链的总体疏水特性通过防止过度水解和随后的缩合而抑制了组合物内不希望的凝胶形成。所述烃链排斥水，并且因此降低水与胺官能化有机硅烷接触的机会。
为了将该组合物用作金属加工流体，所述烃链优选具有8-22个碳原子。
根据一个实施方案，所述至少一种有机磷酸酯具有至少一个支化烃链，所述烃链优选具有至少一个含至少2个碳原子的侧链，更优选具有至少一个含至少4个碳原子的侧链。如果金属表面用具有大的极性头基，例如3-三乙氧基甲硅烷基丙基氨基的胺官能化有机硅烷和/或其低聚物和/或聚合物处理，则这种支化烃链是有利的。
所述至少一种有机磷酸酯对包含铝、铝、钢和/或镀锌钢的金属表面的粘附可通过将至少一个C＝C双键引入所述至少一个烃链中而增强，因为在C＝C双键和相应金属之间存在吸引力。
因此，所述至少一种有机磷酸酯优选具有至少一个烃链，所述烃链具有至少一个C＝C双键，更优选至少一个顺式构型的C＝C双键，因为预期后者尤其增强对含铝表面的吸附。
通过使用至少两种具有不同烃链(碳原子数、疏水性/亲水性、未支化/支化、饱和/不饱和)的有机磷酸酯的混合物作为所述至少一种有机磷酸酯，可以针对预期应用调整本发明的组合物以及所得阻隔层的性质。
优选地，所述至少一种有机磷酸酯包括至少一种具有以下结构的有机磷酸酯：
O＝P(OR)2–OH (I)
其中两个R结构部分中的每一个可为H、X-(OCH2CH2)n-或XmPh-(OCH2CH2)n-，条件是至少一个R结构部分为X-(OCH2CH2)n-或XmPh-(OCH2CH2)n-，其中X为可间隔有一个或两个C＝C键并且具有6-22个碳原子的直链烷基链，并且其中m为1-3的整数，n为0-12的整数。
优选地，m为1或2，n为0-9的整数，X具有8-18个碳原子。
根据第一尤其优选的实施方案，本发明的组合物通过使用至少一种根据上式(I)的有机磷酸酯来制备，其中两个R结构部分中的每一个可为H或X-(OCH2CH2)n-，条件是R结构部分中的至少一个为X-(OCH2CH2)n-，其中X为间隔有一个或两个C＝C键且具有6-22个碳原子的直链烷基链，且其中n为1-12的整数。
除EP剂功能以外，通过控制n值，所得反应产物可以是作为乳化剂/表面活性剂的多官能添加剂。如上所述，C＝C增强对包含铝、铝、钢和/或镀锌钢的金属表面的粘附。X保护表面免受腐蚀剂的影响，即起腐蚀抑制剂的作用，而含磷的头基改善作为EP剂的润滑性。
进一步优选地，3个R结构部分中的一个为X-(OCH2CH2)n-，而另外两个R结构部分为H，其中X为间隔有一个或两个C＝C键并且具有6-22个碳原子的直链烷基链，并且其中n为1-12的整数。
还进一步优选地，两个R结构部分中的每一个可为H或X-(OCH2CH2)n-，条件是R结构部分中的至少一个为X-(OCH2CH2)n-，其中X为间隔有一个C＝C键并且具有14-20个碳原子的直链烷基链，并且其中n为1-5的整数。
甚至更优选地，两个R结构部分中的一个为X-(OCH2CH2)n-，而另一个为H，其中X为间隔有一个C＝C键并且具有14-20个碳原子的直链烷基链，并且其中n为1-5的整数。
根据该第一优选实施方案的有机磷酸酯的尤其优选的实例为：
Figure BDA0002808938310000061
该有机磷酸酯优选与3-氨基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应，特别是与3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应。
根据第二尤其优选的实施方案，本发明的组合物通过使用至少一种根据上式(I)的有机磷酸酯来制备，其中两个R结构部分中的每一个可为H或X-(OCH2CH2)n-，条件是R结构部分中的至少一个为X-(OCH2CH2)n-，其中X为未被C＝C键间隔且具有6-22个碳原子的直链烷基链，并且其中n为1-12的整数。
C＝C的不存在改善了所得反应产物的氧化稳定性。
进一步优选地，两个R结构部分中的一个为X-(OCH2CH2)n-，而另一个为H，其中X为具有6-22个碳原子的直链烷基链，且其中n为1-12的整数。
还进一步优选地，两个R结构部分中的每一个可为H或X-(OCH2CH2)n-，条件是至少一个R结构部分为X-(OCH2CH2)n-，其中X为具有8-16个碳原子的直链烷基链，且其中n为1-8的整数。
甚至更优选地，两个R结构部分中的一个为X-(OCH2CH2)n-，而另一个为H，其中X为具有8-16个碳原子的直链烷基链，且其中n为1-8的整数。
根据该第二优选实施方案的有机磷酸酯的尤其优选的实例为：
Figure BDA0002808938310000062
该有机磷酸酯优选与3-氨基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应，特别是与3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应。
根据第三尤其优选的实施方案，本发明的组合物通过使用至少一种根据上式(I)的有机磷酸酯来制备，其中两个R结构部分中的每一个可为H或X-，条件是R结构部分中的至少一个为X-，其中X为具有6-22个碳原子的直链烷基链。
进一步优选地，两个R结构部分均为X-，其中X为具有6-22个碳原子的直链烷基链。
由于其支化结构，所得反应产物表现出最好的氧化稳定性、优异的抗腐蚀/污染性能、最小的pH变化以及更好的微生物防治。
还进一步优选地，两个R结构部分中的每一个可为H或X-，条件是R结构部分中的至少一个为X-，其中X为具有8-12个碳原子的直链烷基链。
甚至更优选地，两个R结构部分均为X-，其中X为具有8-12个碳原子的直链烷基链。
根据该第三优选实施方案的有机磷酸酯的尤其优选的实例为：
Figure BDA0002808938310000071
该有机磷酸酯优选与3-氨基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应，特别是与3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应。
根据第四尤其优选的实施方案，本发明的组合物通过使用至少一种根据上式(I)的有机磷酸酯来制备，其中两个R结构部分中的每一个可为H或XmPh-(OCH2CH2)n-，条件是至少一个R结构部分为XmPh-(OCH2CH2)n-，其中X为具有6-22个碳原子的直链烷基链，并且其中m为1-3的整数，n为1-12的整数。
所得反应产物表现出较好的乳化以及微生物防治。
进一步优选地，两个R结构部分中的一个为XmPh-(OCH2CH2)n-，而另一个为H，其中X为具有6-22个碳原子的直链烷基链，并且其中m是1-3的整数，n为1-12的整数。
还进一步优选地，两个R结构部分中的每一个可为H或XmPh-(OCH2CH2)n-，条件是至少一个R结构部分为XmPh-(OCH2CH2)n-，其中X为具有7-13个碳原子的直链烷基链，并且其中m为1或2，n为2-11的整数。
甚至更优选地，两个R结构部分中的一个为XmPh-(OCH2CH2)n-，而另一个为H，其中X为具有7-13个碳原子的直链烷基链，并且其中m为1或2，n为2-11的整数。
根据该第四优选实施方案的有机磷酸酯的尤其优选的实例为：
Figure BDA0002808938310000081
这些有机磷酸酯优选与3-氨基丙基三甲氧基硅烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应，特别是与3-氨基丙基三乙氧基硅烷反应。
阻隔层的厚度和密度以及阻隔层在经处理的金属表面上的吸附取决于所施加的至少一种有机磷酸酯的烃链的长度和结构以及所用的至少一种胺官能化有机硅烷的结构。支化的尾部导致膜不太致密和不太厚，但显示出强的吸附，而长的直链尾部导致膜具有较高的密度和厚度，代价是牺牲一些吸附强度。源自有机硅烷的大的头基导致膜具有较低的密度和厚度，但具有强的吸附，而小的头基导致膜更致密和更厚，伴随着吸附强度的一些损失。
在本发明的组合物中，所述至少一种胺官能化有机硅烷和/或其低聚物和/或聚合物的氨基与所述至少一种有机磷酸酯的摩尔比优选为1.0:0.4至1.0:0.6或1.0:0.8至1.0:1.2。
本发明的组合物可通过用合适的溶剂，优选去离子水稀释合适的浓缩物来制备，优选稀释1:10至1:20倍(对应于5-10重量％的浓缩物)，且如果需要的话，随后用合适的pH调节剂来调节pH值。
在该浓缩物中，所述至少一种胺官能化有机硅烷的浓度优选为0.1-4.0重量％，更优选为0.2-2.0重量％，尤其优选为0.6-1.5重量％(以离析物计)，并且所述至少一种有机磷酸酯的浓度优选为0.1-4.0重量％，更优选为0.3-3.0重量％，尤其优选为1.0-2.0重量％(以离析物计)。
相应地，在可通过稀释所述浓缩物而获得的本发明组合物中，所述至少一种胺官能化有机硅烷的浓度优选为0.005-0.4重量％，更优选为0.01-0.2重量％，尤其优选为0.03-0.15重量％(以离析物计)，并且所述至少一种有机磷酸酯的浓度优选为0.005-0.4重量％，更优选为0.015-0.3重量％，尤其优选为0.05-0.2重量％(以离析物计)。
优选地，上述浓缩物额外包含：
10-40重量％的环烷油，
4-7重量％的多聚蓖酸，
3-6重量％的自乳化酯，
2-4重量％的聚合复合酯，
3-6重量％的马来酸化的聚合酯，
2-4重量％的芥酸，
3-6重量％的二乙基乙醇胺，
2-4重量％的二甘醇胺，
1-2重量％的三丙二醇丁基醚，
1-3重量％的3-氨基-4-辛醇，
20-40重量％的去离子水，
2-4重量％的三乙醇胺，
4-8重量％的约1:1摩尔比的十二烷二酸和三乙醇胺的混合物，
1-2重量％的作为非离子表面活性剂的仲醇乙氧基化物，
0.5-1.5重量％的二羧基脂肪酸，
2-4重量％的(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和芥酸(1:1摩尔比)的反应产物，和/或
至多0.5重量％的消泡剂混合物，
(条件是所有组分的总和为100重量％)。
根据一个尤其优选的实施方案，所述浓缩物额外包含上述重量％的上述所有组分。
因此，本发明的组合物额外包含：
0.5-4重量％的环烷油，
至多0.7重量％的多聚蓖酸，
0.15-0.6重量％的自乳化酯，
至多0.4重量％的聚合复合酯，
0.15-0.6重量％的马来酸化的聚合酯，
至多0.4重量％的芥酸，
0.15-0.6重量％的二乙基乙醇胺，
至多0.4重量％的二甘醇胺，
0.05-0.2重量％的三丙二醇丁基醚，
0.05-0.3重量％的3-氨基-4-辛醇，
91-95重量％的去离子水，
至多0.4重量％的三乙醇胺，
至多0.8重量％的约1:1摩尔比的十二烷二酸和三乙醇胺的混合物，
0.05-0.2重量％的作为非离子表面活性剂的仲醇乙氧基化物，
0.025-0.15重量％的二羧基脂肪酸，
至多0.4重量％的(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和芥酸(1:1摩尔比)的反应产物，和/或
0.005-0.05重量％的消泡剂混合物
(条件是所有组分总和为100重量％)。
根据一个尤其优选的实施方案，本发明的组合物额外包含上述重量％的上述所有组分。
根据优选的实施方案，所述组合物为含水组合物，这意味着，例如当浓缩物主要用水作为溶剂稀释时，大于50重量％的溶剂为水。所述组合物还可包含合成油和/或矿物油作为溶剂，例如环烷油。由于额外使用这种油，所述组合物具有良好的润滑性和高冷却能力的优点。
取决于预期的金属表面处理，本发明组合物的性能可通过加入不同种类的添加剂来调节。
详细地，所述添加剂可为中和剂、乳化剂、润滑增强剂、生物杀伤剂、杀真菌剂、金属减活剂和/或用于冷冻/解冻循环的稳定性增强剂。
此外，所述添加剂可用于抗腐蚀、pH调节、偶联、润湿、微生物防治和/或防止泡沫形成。
所述组合物的pH值优选为8.5-10.5，更优选为9.0-10.0，尤其优选为9.2-9.7。
本发明还包括一种制备本发明组合物的方法。在该方法中，
i)将至少一种胺官能化有机硅烷(指氨基)和至少一种有机磷酸酯以1.0:0.4至1.0:1.2的摩尔比在净反应中或在至少一种有机溶剂中混合，
ii)在搅拌下，使所述混合物经历至少10℃的温度至少35分钟，
iii)在步骤i)和ii)在至少一种有机溶剂中进行的情况下，将反应产物作为粘性液体分离，和
iv)然后，将反应产物与其他组分合并，以便获得用于处理金属表面的组合物或该组合物的浓缩物，
其中由步骤i)获得的混合物基本上不含水。
此处，“基本上不含水”意指由于离析物和/或所用溶剂的相应污染而可能在步骤i)的混合物中作为污染物所包含的水。此处，水不是有意加入的，因此优选以不大于0.1重量％的浓度包含在步骤i)的混合物中。
如果在步骤i)的混合物中含有水作为污染物，则通过烷氧基硅烷基团的部分水解和随后所得硅烷醇基团到硅氧烷基团的缩合反应，在一定程度上形成低聚和/或聚合物质。然而，在步骤ii)中的磷酰胺键形成期间作为副产物释放的水也可能引起部分水解和随后的缩合反应，从而产生低聚物和/或聚合物物质。
步骤i)和ii)优选在不使用任何溶剂的情况下进行，即在净反应中进行。此时省略步骤iii)。然而，也可使用基本上不含水的有机溶剂，例如基础油，来制备步骤i)中的混合物。在这种情况下，步骤ii)中所需的反应时间将更长，而反应的放热性可以更好地控制，这对于大规模生产可能是尤其有利的。
在步骤ii)中，所述至少一种胺官能化有机硅烷和所述至少一种有机磷酸酯在不存在任何催化剂的情况下通过典型的酸/碱反应连接，即通过至少一个磷酸/胺盐键连接。然而，也可形成磷酰胺键。
步骤ii)优选在20-55℃的温度下进行，尤其优选在室温下进行。步骤ii)中所需的反应时间优选为40-50分钟。
优选地，本发明的组合物包含至少一种胺官能化有机硅烷和至少一种有机磷酸酯的反应产物的至少一种低聚物或聚合物。这是尤其有利的，因为这种低聚/聚合产物将提高乳液稳定性。
在步骤iv)中，优选将反应产物与其他组分合并，以便获得用于处理金属表面的组合物的浓缩物，然后将其稀释成该组合物。
此外，本发明还包括一种处理金属表面的方法，其中使金属表面与本发明的组合物接触，然后任选地漂洗。
在与本发明的组合物接触之前，也可以清洁和/或漂洗金属表面。
优选地，所述金属表面为多金属表面，并且与本发明的组合物接触，所述组合物为金属加工流体，然后在极压/高载荷条件下实施金属加工方法。此处，所述金属表面优选包括铝和/或铝合金以及钢和/或镀锌钢。
本发明的组合物优选用作金属加工流体、用作润滑剂，特别是用作干性润滑剂、用作防锈剂、用作清洁剂和/或用于永久性涂覆金属表面。更优选地，所述组合物用作金属加工流体。
本发明应通过以下实施例指出，而不是由此限制本发明的范围。
(对比)实施例
对比实施例1(CE1)：
金属加工流体的浓缩物—其包含30重量％的环烷油、20.5重量％的去离子水、8重量％的2-氨基-2-甲基丙醇、4重量％的硼酸、7重量％的约1:1摩尔比的十二烷二酸和三乙醇胺的混合物、1重量％的作为非离子表面活性剂的仲醇乙氧基化物、3重量％的支化琥珀酸、1重量％的牛油胺乙氧基化物、0.5重量％的二羧基脂肪酸、0.3重量％的二丙二醇丁基醚、8重量％的氯化脂肪酸、0.5重量％的3-碘-2-丙基丁基氨基甲酸酯、2重量％的油醇，14重量％的中等链长的氯化石蜡和0.2重量％的消泡剂混合物(条件是所有组分的总和为100重量％)—通过混合所述组分制备。
对比实施例2(CE2)：
金属加工流体的浓缩物—其包含23重量％的环烷油、6重量％的多聚蓖酸、4重量％的自乳化酯、3重量％的聚合复合酯、4重量％的马来酸化的聚合酯、3重量％的芥酸、5重量％的二乙基乙醇胺、3重量％的二甘醇胺、2重量％的三丙二醇丁基醚、2重量％的3-氨基-4-辛醇、30重量％的去离子水、3重量％的三乙醇胺、6重量％的约1:1摩尔比的十二烷二酸和三乙醇胺的混合物、1.5重量％的作为非离子表面活性剂的仲醇乙氧基化物、1重量％的二羧基脂肪酸，3重量％的(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和芥酸(1:1摩尔比)的反应产物和0.5重量％的消泡剂混合物(条件是所有组分的总和为100重量％)—通过混合所述组分制备。
实施例1(E1)：
金属加工流体的浓缩物—其包含22.2重量％的环烷油、5重量％的多聚蓖酸、4重量％的自乳化酯、2.5重量％的聚合复合酯、4重量％的马来酸化的聚合酯、3重量％的芥酸、5重量％的二乙基乙醇胺、2.5重量％的二甘醇胺、2重量％的三丙二醇丁基醚、2重量％的3-氨基-4-辛醇、30重量％的去离子水、3重量％的三乙醇胺、6重量％的约1:1摩尔比的十二烷二酸和三乙醇胺的混合物、1.5重量％的作为非离子表面活性剂的仲醇乙氧基化物、1重量％的二羧基脂肪酸、3重量％的(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和磷酸癸基辛基酯(1:1摩尔比)的反应产物、3重量％的(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和芥酸(1:1摩尔比)的反应产物和0.3重量％的消泡剂混合物(条件是所有组分总和为100重量％)—通过混合所述组分制备。
此处，通过以下程序制备(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和磷酸癸基辛基酯(1:1摩尔比)的反应产物：
将(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和磷酸癸基辛基酯以1:1的摩尔比在净反应中混合而不使用任何溶剂。
然后在搅拌下将混合物置于室温下40-50分钟。
将8体积份浓缩物CE1、CE2或E1加入92体积份硬水(去离子水中75ppm乙酸钙)中并混合。通过使用一次性移液管将获得的金属加工流体CE1、CE2和E1施加到1018钢(CRS)测试板以及6061铝测试板上。
为了测量扭力，通过螺纹攻丝装置进行微攻丝试验。所得结果示于下表1中：
表1：
Figure BDA0002808938310000131
Figure BDA0002808938310000141
可以清楚地看出，与CE2相反，含有(3-氨基丙基)三乙氧基硅烷和磷酸癸基辛基酯(1:1摩尔比)的反应产物(E1)的金属加工流体导致在钢和铝上的扭矩值甚至优于，即低于，使用含有氯化石蜡和氯化脂肪酸的金属加工流体(CE1，现有技术)获得的值。

Claims (17)

1.用于处理金属表面的组合物，所述组合物包含至少一种胺官能化有机硅烷和至少一种有机磷酸酯的反应产物和/或所述反应产物的至少一种聚合物，其中所述至少一种胺官能化有机硅烷的氨基与所述至少一种有机磷酸酯的摩尔比为1.0:0.4至1.0:1.2，
其中所述至少一种胺官能化有机硅烷通过至少一个磷酸/胺盐键连接到所述至少一种有机磷酸酯上；
并且其中所述至少一种有机磷酸酯包括至少一种具有以下结构的有机磷酸酯：
O＝P(OR)2-OH 式(I)
其中两个R结构部分中的每一个可独立地为H、X-(OCH2CH2)n-或XmPh-(OCH2CH2)n-，其中R结构部分中的至少一个为X-(OCH2CH2)n-或XmPh-(OCH2CH2)n-；
其中X为可间隔有一个或两个C＝C键并且具有6-22个碳原子的直链烷基链；
并且其中m为1-3的整数，n为0-12的整数。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述聚合物是低聚物。
3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述至少一种胺官能化有机硅烷包含至少一种氨基烷基三烷氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述至少一种有机磷酸酯具有至少一个烃链，所述烃链具有至少一个C＝C双键。
5.根据权利要求4所述的组合物，其特征在于：所述至少一种有机磷酸酯具有至少一个顺式构型的C＝C双键。
6.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述至少一种有机磷酸酯包括至少一种根据式(I)的有机磷酸酯，其中两个R结构部分中的每一个可为H或X-(OCH2CH2)n-，条件是R结构部分中的至少一个为X-(OCH2CH2)n-，其中X为间隔有一个或两个C＝C键并且具有6-22个碳原子的直链烷基链，并且其中n为1-12的整数。
7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述至少一种有机磷酸酯包括至少一种根据式(I)的有机磷酸酯，其中两个R结构部分中的每一个可为H或X-(OCH2CH2)n-，条件是R结构部分中的至少一个为X-(OCH2CH2)n-，其中X为未间隔有C＝C键并且具有6-22个碳原子的直链烷基链，并且其中n为在1-12的整数。
8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述至少一种有机磷酸酯包括至少一种根据式(I)的有机磷酸酯，其中两个R结构部分中的每一个可为H或X-，条件是R结构部分中的至少一个为X-，其中X为具有6-22个碳原子的直链烷基链。
9.根据权利要求8所述的组合物，其特征在于：两个R结构部分均为X-，其中X为具有6-22个碳原子的直链烷基链。
10.根据权利要求8所述的组合物，其特征在于：两个R结构部分中的每一个可为H或X-，条件是R结构部分中的至少一个为X-，其中X为具有8-12个碳原子的直链烷基链。
11.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述至少一种有机磷酸酯包括至少一种根据式(I)的有机磷酸酯，其中两个R结构部分中的每一个可为H或XmPh-(OCH2CH2)n-，条件是R结构部分中的至少一个为XmPh-(OCH2CH2)n-，其中X为具有6-22个碳原子的直链烷基链，并且其中m为1-3的整数，n为1-12的整数。
12.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述组合物包含所述至少一种胺官能化有机硅烷和所述至少一种有机磷酸酯的反应产物的至少一种聚合物。
13.浓缩物，其特征在于：可通过稀释所述浓缩物且任选调节pH值而获得根据权利要求1所述的组合物。
14.制备根据权利要求1所述的组合物的方法，其特征在于：
i)将至少一种胺官能化有机硅烷与至少一种有机磷酸酯以1.0:0.4至1.0:1.2的摩尔比在净反应中或在至少一种有机溶剂中混合，
ii)在搅拌下，使混合物经历至少10℃的温度至少35分钟，
iii)在步骤i)和ii)在至少一种有机溶剂中进行的情况下，将反应产物作为粘性液体分离，和
iv)将所述反应产物与其他组分合并，以便获得用于处理金属表面的组合物或该组合物的浓缩物，其中由步骤i)得到的混合物基本上不含水。
15.处理金属表面的方法，所述方法包括：使所述金属表面与根据权利要求1所述的组合物接触。
16.使用根据权利要求1所述的组合物的方法，所述方法包括使用所述组合物作为金属加工流体或作为润滑剂。
17.根据权利要求16所述的方法，包括使用所述组合物作为干性润滑剂，作为防锈剂，作为清洁剂和/或用于永久性涂覆金属表面。
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