KR20170005742A - 금속가공 유체를 위한 붕소-없는 부식 억제제 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 통상적으로, 특정 측면에서, 금속가공 유체에 유용한 부식 억제 조성물 뿐만 아니라, 이러한 조성물을 함유하는 농축물, 첨가물 및 금속가공 유체에 관한 것이다. 더욱이 본 발명은, 일부 측면에서, 금속가공 유체에 부식방지 성능, 거품억제 성능, 마모방지 성능, 내하중 능력, 장수명 유체, 생물학적 안정성, 윤활성, 경수 내성, 제제 안정성 중 하나 이상을 제공하기 위한 이러한 조성물의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 통상적으로, 특정 측면에서, 금속가공 유체에 유용한 부식 억제 조성물 뿐만 아니라, 이러한 조성물을 함유하는 농축물, 첨가물 및 금속가공 유체에 관한 것이다. 더욱이 본 발명은, 일부 측면에서, 금속가공 유체에 부식방지 성능, 거품억제 성능, 마모방지 성능, 내하중 능력, 장수명 유체, 생물학적 안정성, 윤활성, 경수 내성, 제제 안정성 중 하나 이상을 제공하기 위한 이러한 조성물의 용도에 관한 것이다.
금속가공 조건은 관련된 금속 표면의 부식을 촉진시킨다. 이는 특히 철 금속과 관련이 있지만, 그것에 제한되지 않고, 예컨대 구리는 적절한 부식 보호 없이는 금속가공 시에 심각한 부식 손상을 받을 수 있다. 따라서, 금속가공 유체는 보통 부식 억제제를 함유하여 금속 표면을 부식으로부터 보호한다. 구리 또는 알루미늄 및 이들의 합금과 같은 철 및 비-철 금속을 기계가공하기 위한 금속가공 유체는 일반적으로 물에 분산되었을 때 투명, 투광, 반-투광 또는 불투명 에멀젼을 형성하는 수성 가용성 오일이다. 사용된 오일은 주로 미네랄 오일-기재이고 종종, 예컨대 생분해성인, 천연 지방유, 합성 에스테르 또는 천연 유래 지방산으로서 이러한 첨가제를 함유한다. 상기 에멀젼은 생물학적 공격에 약하고 따라서 일반적으로 항-균성 첨가제(살생물제)로 처리된다. 미네랄 오일-함유 수 혼화성(water miscible) 생성물은 일반적으로 유화제 첨가제를 함유하고 따라서 생물학적 공격을 받을 수 있다. 미네랄 오일을 함유하는 유화 상은 분리되는 경향이 있기 때문에 이는 짧은 수명을 가질 수 있다.
금속가공 유체는 종종 아민 붕산염 함유 부식 억제제를 이용한다. 아민 붕산염 함유 부식 억제제는 매우 좋은 부식 억제를 제공하고, 더욱이 살생 활성을 가지는 것으로 알려졌다. 이러한 활성은 대체적으로 금속가공 유체가 물 및 오일을 함유하고-따라서, 생물학적 성장을 하기 쉬울 때가 바람직하다. 금속가공 유체 내 미생물학적 오염은 유체의 수명에 해로운 영향을 미치는데, 이는 유체의 특정 성분, 예를 들면 나트륨 페트롤리움 술폰산염을 분해하기 때문이다. 아민 붕산염 부식 억제제의 용도는 따라서 금속가공 유체에 대한 살생물제 요건을 감소시킨다.
그러나, 아민 붕산염은 부정적인 환경적 영향을 가지고, 건강상 위험을 야기하여, 산업 분야에서 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 알려졌다. 그 결과, 아민 붕산염의 이용의 감소 또는 제거의 필요가 있어 왔다. 종래에는, 여러 아민 부식 억제제가 아민 붕산염을 대체하도록 제시되어왔다. 이들 아민 가운데, 디시클로헥실아민, 3-아미노-4-옥탄올, 모노에탄올아민 및 트리에탄올아민이 상업성이 있다고 보았다. 그러나, 이들 억제제를 사용한 부식 억제는 일반적으로 단지 이들의 염기성 성질에 기인한다. 예를 들면, 디시클로헥실아민은 그것이, 니트라이트의 존재 하에 독성을 띈다고 알려진 니트로사민을 형성하는 이차 아민임으로 인해, 허용 감소에 직면한다. 더욱이, 이들 아민 대체물에 의해 제공된 부식 억제는 일반적으로 종래 아민 붕산염에 의해 나타난 성능과 비교되지 않는다. 따라서, 아민 붕산염의 일부 속성을 제공할 수 있는 이용가능한 여러 첨가제가 있는 반면, 요구되는 모든 속성을 맞추고, 동시에 미래 환경 및 안전 보건 기준을 충족시키는, 아민 붕산염 유도체를 대신해 사용될 수 있는 쉽게 입수가능한 대안은 없다.
이를 해결하기 위해, 붕소-없는 부식 억제제로서 역할을 하고, 부식 억제, 생물학적-안정성, 경수 내성, 낮은 거품, 제제 안정성 및/또는 윤활성을 제공하는 화합물이 필요하다.
금속가공 유체는 종종 아민 붕산염 함유 부식 억제제를 이용한다. 아민 붕산염 함유 부식 억제제는 매우 좋은 부식 억제를 제공하고, 더욱이 살생 활성을 가지는 것으로 알려졌다. 이러한 활성은 대체적으로 금속가공 유체가 물 및 오일을 함유하고-따라서, 생물학적 성장을 하기 쉬울 때가 바람직하다. 금속가공 유체 내 미생물학적 오염은 유체의 수명에 해로운 영향을 미치는데, 이는 유체의 특정 성분, 예를 들면 나트륨 페트롤리움 술폰산염을 분해하기 때문이다. 아민 붕산염 부식 억제제의 용도는 따라서 금속가공 유체에 대한 살생물제 요건을 감소시킨다.
그러나, 아민 붕산염은 부정적인 환경적 영향을 가지고, 건강상 위험을 야기하여, 산업 분야에서 일반적으로 바람직하지 않은 것으로 알려졌다. 그 결과, 아민 붕산염의 이용의 감소 또는 제거의 필요가 있어 왔다. 종래에는, 여러 아민 부식 억제제가 아민 붕산염을 대체하도록 제시되어왔다. 이들 아민 가운데, 디시클로헥실아민, 3-아미노-4-옥탄올, 모노에탄올아민 및 트리에탄올아민이 상업성이 있다고 보았다. 그러나, 이들 억제제를 사용한 부식 억제는 일반적으로 단지 이들의 염기성 성질에 기인한다. 예를 들면, 디시클로헥실아민은 그것이, 니트라이트의 존재 하에 독성을 띈다고 알려진 니트로사민을 형성하는 이차 아민임으로 인해, 허용 감소에 직면한다. 더욱이, 이들 아민 대체물에 의해 제공된 부식 억제는 일반적으로 종래 아민 붕산염에 의해 나타난 성능과 비교되지 않는다. 따라서, 아민 붕산염의 일부 속성을 제공할 수 있는 이용가능한 여러 첨가제가 있는 반면, 요구되는 모든 속성을 맞추고, 동시에 미래 환경 및 안전 보건 기준을 충족시키는, 아민 붕산염 유도체를 대신해 사용될 수 있는 쉽게 입수가능한 대안은 없다.
이를 해결하기 위해, 붕소-없는 부식 억제제로서 역할을 하고, 부식 억제, 생물학적-안정성, 경수 내성, 낮은 거품, 제제 안정성 및/또는 윤활성을 제공하는 화합물이 필요하다.
본 발명은, 금속가공 유체에 유용한 부식 억제 조성물 뿐만 아니라, 이러한 조성물을 함유하는 농축물, 첨가물 및 금속가공 유체를 개시한다. 더욱이 본 발명은, 금속가공 유체에 부식방지 성능, 거품억제 성능, 마모방지 성능, 내하중 능력, 장수명 유체, 생물학적 안정성, 윤활성, 경수 내성, 제제 안정성 중 하나 이상을 제공하기 위한 이러한 조성물의 용도를 개시한다.
본 발명의 비-제한적인 실시양태는, 일정 축적으로 그려지도록 의도되지 않은 개략적인 첨부 도면을 참고로 하여 예로써 기재될 것이다. 도면에서, 각 동일한 또는 거의 동일한 도시된 성분은 단일 숫자에 의해 보통 나타낸다. 명료성을 위하여, 모든 성분이 모든 도면에 표지되지는 않고, 통상의 기술자가 본 발명을 이해하도록 하는데 도시가 필요하지 않은 경우 본 발명의 각 실시양태의 모든 성분을 나타내지도 않는다. 도면에서:
도 1은 본 발명의 특정 실시양태에 따른 4가지 다른 아민의 완충 성질을 도시하고;
도 2는 본 발명의 또 다른 실시양태에서, 다양한 아민 포스페이트 염의 완충 성질을 도시한다.
도 1은 본 발명의 특정 실시양태에 따른 4가지 다른 아민의 완충 성질을 도시하고;
도 2는 본 발명의 또 다른 실시양태에서, 다양한 아민 포스페이트 염의 완충 성질을 도시한다.
하나 이상의 상기-언급한 목적 및 필요에 대한 해결책으로, 본 발명은, 일부 실시양태에서, 화학식 (I)에 따른 하나 이상의 아민 및 화학식 (I)에 따른 아민과 염을 형성할 수 있는 하나 이상의 산 인산염을 포함하는 조성물을 개시한다:
<화학식 (I)>
여기서, X는 O 및 NR3로부터 선택되고, Z는 수소, R4 또는 -(CH2)q-N(R5)R6이고, p는 1 내지 5의 정수(예컨대, 1, 2, 3, 4 또는 5)이고, q는 1 내지 5의 정수(예컨대, 1, 2, 3, 4 또는 5)이고, R1, R2, R3, R4, R5, R6는 수소, 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드록시알킬 또는 알콕시알킬로부터 독립적으로 선택되거나, 또는 R1 및 R2 및/또는 R5 및 R6는 함께 시클릭 모르폴리노기를 형성한다. 일부 경우에서, 화학식 (I)에 따른 아민은 말단 이차 아미노기를 포함하지 않는다는 조건이 있다. 일부 실시양태에서, 그러하지 않아도 되지만, p 및 q는 동일하다.
또 다른 세트의 실시양태에서, 조성물은 화학식 (VII)에 따른 하나 이상의 아민 및 화학식 (VII)에 따른 아민과 염을 형성할 수 있는 하나 이상의 산 인산염을 포함한다:
<화학식 (VII)>
여기서, X는 O 및 NR3로부터 선택되고, Z는 -(CH2)q-N(R4)R5이고, p는 1 내지 5의 정수(예컨대, 1, 2, 3, 4 또는 5)이고, q는 1 내지 5의 정수(예컨대, 1, 2, 3, 4 또는 5)이고, R1 및 R2 각각은 독립적으로 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드로알킬 또는 알콕시알킬이고; R3, R4 및 R5는 수소, 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드록시알킬 또는 알콕시알킬로부터 독립적으로 선택되거나, 또는 R1 및 R2 및/또는 R4 및 R5는 함께 시클릭 모르폴리노기를 형성한다.
또 다른 세트의 실시양태에서, 조성물은 화학식 (IX)에 따른 하나 이상의 아민 및 화학식 (IX)에 따른 아민과 염을 형성할 수 있는 하나 이상의 산 인산염을 포함한다:
<화학식 (IX)>
여기서, X는 O 및 NR3로부터 선택되고, Z는 -(CH2)q-N(R4)R5이고, p는 1 내지 5의 정수이고, q는 1 내지 5의 정수이고, R1 및 R2 각각은 독립적으로 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드로알킬 또는 알콕시알킬이고; R3, R4 및 R5는 수소, 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드록시알킬 또는 알콕시알킬로부터 독립적으로 선택되거나, 또는 R1 및 R2 및/또는 R4 및 R5는 함께 시클릭 모르폴리노기를 형성한다.
본 발명의 일부 실시양태에 따른 바람직한 조성물은 화학식 (II)에 따른 하나 이상의 아민 및 화학식 (II)에 따른 아민과 염을 형성할 수 있는 하나 이상의 산 인산염을 포함할 수 있다:
<화학식 (II)>
여기서, X는 O 및 NR3로부터 선택되고, p는 1 내지 5의 정수(예컨대, 1, 2, 3, 4 또는 5)이고, R1 및 R3는 수소, 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드록시알킬 또는 알콕시알킬로부터 독립적으로 선택되거나, 또는 두 R1 부분이 함께 시클릭 모르폴리노기를 형성한다. 일부 경우에서, R1 및/또는 R3는 메틸일 수 있다.
조성물은 일반적으로 예를 들어, 성분 및 임의의 최종 첨가제를 모두 조합하거나 성분 및 임의의 최종 첨가제를 모두 액체에 첨가함으로써 만들어질 수 있다.
일부 또는 모든 아민은 일부 또는 모든 산 인산염과 반응하여 암모늄 포스페이트 염으로도 또한 알려진 포스페이트 아민 염을 형성할 수 있다고 이해되어야 한다.
바람직한 실시양태에서, 화학식 (I), 화학식 (VII) 또는 화학식 (II)에 따른 아민과 염을 형성할 수 있는 산 인산염은 화학식 (III)에 따른 하나 이상의 산 인산염이다:
<화학식 (III)>
여기서, R7은 45 내지 800 범위 내의 분자량을 갖는 선형 또는 분지형 (폴리)옥시알킬렌이고, n은 1 또는 2, m은 1 또는 2, n+m은 3이다.
또한 포스페이트 아민 염은 또 다른 실시양태에서, 화학식 (III)에 따른 하나 이상의 산 인산염 및 화학식 (I)에 따른 하나 이상의 아민을 조합함에 의해 입수가능한, 화학식 (IV)에 의해 설명될 수 있다:
<화학식 (IV)>
여기서, 화학식 (IV)에 대한 R1, R2, R7, X, Z 및 p는 화학식 (I)에 대해 상기 정의된 바와 같고, x는 0 또는 1, y는 1 또는 2, z는 1 또는 2 및 x+y+z는 3이다. 화학식 (IV)가 외부 (말단) 아민 기능기 중 하나로 4가 질소 원자의 존재를 제한하지 않음이 이해된다. X가 NR3인 경우, -(CH2)q-N(R5)R6 기 뿐만 아니라, 중심 질소가 염처리(salting) 시에 양성자화의 위치가 될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시양태는, 화학식 (III)에 따른 하나 이상의 산 인산염 및 화학식 (VII)에 따른 하나 이상의 아민을 조합함에 의해 입수가능한, 화학식 (VIII)에 의해 설명된다:
<화학식 (VIII)>
여기서, 화학식 (IV)에 대한 R1, R2, R7, X, Z 및 p는 화학식 (VII)에 대해 상기 정의된 바와 같고, x는 0 또는 1, y는 1 또는 2, z는 1 또는 2 및 x+y+z는 3이다. 화학식 (VIII)가 외부 (말단) 아민 기능기 중 하나로 4가 질소 원자의 존재를 제한하지 않음이 이해된다. 일부 실시양태에서, -(CH2)q-N(R5)R6 기 뿐만 아니라, 중심 질소가 염처리 시에 양성자화의 위치가 될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시양태는, 화학식 (III)에 따른 하나 이상의 산 인산염 및 화학식 (II)에 따른 하나 이상의 아민을 조합함에 의해 입수가능한, 화학식 (V)에 의해 설명된다:
<화학식 (V)>
여기서, 화학식 (V)에 대한 R1, R7, X 및 p는 상기 정의된 바와 같고, x는 0 또는 1, y는 1 또는 2, z는 1 또는 2 및 x+y+z는 3이다.
일부 실시양태에서, 임의의 상기 화학식 중 R7은 하기 화학식 (VI)에 의해 나타난다:
<화학식 (VI)>
여기서, R8 및 R9는 독립적으로 수소 또는 C1-4 알킬, 예컨대 수소 또는 메틸이고, R10은 C1-36 선형 또는 분지형 알킬, 시클로알킬, 알케닐, 시클로알케닐, 아릴 또는 아랄킬, 구체적으로 선형 또는 분지형 C1-18 알킬, 바람직하게는 C8-10 알킬이고, r은 1 내지 10의 정수, 예컨대 2 내지 8, 또는 3 내지 5이다.
따라서, 본 발명의 실시양태의 또 다른 세트는 일반적으로, 포스페이트 아민 염 또는 포스페이트 아민 염의 혼합물, 예를 들어, 예컨대 화학식 (III)에 따른 하나 이상의 산 인산염 및 화학식 (I), 화학식 (II) 또는 화학식 (VII)에 따른 하나 이상의 아민을 조합함에 의해 입수가능한 화학식 (IV), 화학식 (V) 또는 화학식 (VIII)에 따른 포스페이트 아민 염을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
바람직하게는 화학식 (III)에 따른 산 인산염 및 화학식 (I), (VII) 또는 (II)에 따른 아민의 상대적인 양은 0.6:1 내지 1.4:1(wt/wt) 인산염 대 아민, 0.8:1 내지 1.2:1(wt/wt) 인산염 대 아민, 또는 0.9:1 내지 1.1:1의 범위로 달라질 수 있다. 예를 들어, 비는 1:1(wt/wt) 인산염 대 아민일 수 있다. 종종 산 인산염은 1가- 및 2가 산의 혼합물로서 사용될 것이다. 1가 대 2가의 몰 비는, 예를 들어, 1:0.1 내지 1:1.5, 1:0.2 내지 1:1, 또는 1:0.4 내지 1:0.8의 범위일 수 있다. 산 인산염에의 아민의 첨가(또는 그 반대)는 기술 분야에서 "염처리"로 지칭된다. 염처리의 정도는 그 결과의 화합물이 과(over)-염처리되었는지, 저(under)-염처리되었는지 또는 "중립적인"지에 따라 결정되어, 즉, 화학식 (I), 화학식 (VII) 또는 화학식 (II)의 아민 유래 암모늄 이온 및 포스페이트 산/탈양성자화 포스페이트 산 등가물이 등몰 양이 될 수 있다.
한 실시양태에서, 산 인산염 또는 산 인산염의 혼합물의 화학식 (I), 화학식 (VII) 또는 화학식 (II)의 하나 이상의 상기 아민(들)과의 염처리는, 상대 중량 기준으로, 아민 염(들) 50 % 내지 90 %, 60 % 내지 80 % 또는 65 % 내지 72 %, 예컨대, 약 70 % 또는 63 % 내지 69 % 및 미반응 자유 아민 50 % 내지 10 %, 40 % 내지 20 % 또는 38 % 내지 25 %, 예컨대, 약 30 % 또는 31 % 내지 37 %를 포함하는 혼합물이 된다. 이들 범위의 임의의 조합이 또한 가능하다. 보통, 염처리된 포스페이트 아민은 젤, 주로 고 점도의 젤이다. 그러나, 염처리된 포스페이트 아민은 또한 결정질 또는 비정질 고체로, 또는 보통 조건에서 액체로 수득될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시양태에서 사용될 산 인산염은, 상기 화학식에서 R7이 200 내지 400, 예컨대 300 내지 350의 분자량을 갖는 것들을 포함한다. 예를 들어, 화학식 (II)의 알콕시화 인산염은 폴리옥시알콜 R7OH와 오산화 인의 반응에 의해 제조되어, 화학식 (II)의 지수 n 및 m이 반영된 포스페이트 모노에스테르 및 디에스테르의 혼합물을 얻는다. 본원에 기재된 다른 인산염 화학식에 대해서도 일반적으로 동일하다.
유용한 인산염은, 2-에틸헥실 인산염, 이소-노나놀 인산염, 옥틸/데실 에톡실레이트 인산염, 옥틸/데실 에톡실레이트 (4EO) 인산염, 2-에틸헥실 에톡실레이트 (3EO) 인산염, 2-에틸헥실 에톡실레이트 (2EO) 인산염, 2-에틸헥실 에톡실레이트 (4EO) 인산염, 데실 알콜 에톡실레이트 (4EO) 인산염, 데실 알콜 에톡실레이트 (6EO) 인산염, 이소트리데카놀 에톡실레이트 (3EO) 인산염, 이소트리데카놀 에톡실레이트 (6EO) 인산염, 이소트리데카놀 에톡실레이트 (5EO) 인산염, 이소트리데카놀 에톡실레이트 (10EO) 인산염, 이소트리데카놀 에톡실레이트 (20EO) 인산염, 터지톨(Tergitol) 15-S-9 인산염, C10 -14 알콜 에톡실레이트 (3EO) 인산염, C12 알콜 에톡실레이트 (4EO) 인산염, C12-14 알콜 에톡실레이트 (4EO) 인산염, C12-15 알콜 에톡실레이트 (5EO) 인산염, 세틸/스테아릴 알콜 에톡실레이트 (2EO) 인산염, 세틸/올레일 알콜 에톡실레이트 (5EO) 인산염, 올레일 알콜 에톡실레이트 (4EO) 인산염, 알킬 페놀 에톡실레이트 인산염, 페놀 에톡실레이트 (3EO) 인산염 또는 페놀 에톡실레이트 (6EO) 인산염을 포함하지만, 이로 제한되는 것은 아니다. 본원에 사용된 "옥틸/데실 에톡실레이트"와 같은 표현은 옥틸 에톡실레이트 및 데실 에톡실레이트의 혼합물을 설명한다. 일부 경우에서, 예컨대, 본원에 기재된 바와 같은 조성물에서, 하나를 초과하는 이들이 존재할 수 있다. 가장 바람직한 인산염 가운데는, 비록 이들은 예로서 제시되고 이로 제한되는 것은 아니지만, 옥틸/데실 에톡실레이트 (4EO) 인산염, 데실 알콜 에톡실레이트 (4EO) 인산염, C12 알콜 에톡실레이트 (4EO) 인산염 또는 C12-14 알콜 에톡실레이트 (4EO) 인산염이다.
기술분야의 명명법에 따르면, 이름의 "알콜"/"페놀" 부분은 "알콜 에톡실레이트" 또는 "페놀 에톡실레이트"가 알콜/페놀 및 에틸렌 옥사이드의 반응 생성물임을 반영한다. 따라서, 예컨대, "데실 에톡실레이트 (4EO) 인산염" 또는 "데실 알콜 에톡실레이트 (4EO) 인산염" 또는 "데카놀 에톡실레이트 (4EO) 인산염"은 동일 화합물, C10H21O(C2H4O)r 인산염을 의미하고, 여기서 r은 대략 4이다. 명명법은 알콜/페놀 및 에틸렌 옥사이드 반응 생성물 R11-(OCH2CH2)b-OH에서 반복 단위 -OCH2CH2-의 평균 수를 반영하고, 여기서 R11은 초기 알콜/페놀의 알킬 부분이다. 정수로부터의 작은 변화, 예컨대 +/- 0.1, +/- 0.2, +/- 0.3, +/- 0.4 또는 +/- 0.5, 및 임의의 이들의 임의의 적절한 조합은 포함되는 것으로 여겨진다. 따라서, 예로서, "4EO"는 3.5 내지 4.4 -OCH2CH2- 반복 단위, 예컨대, 구체적으로 3.9 내지 4.0 -OCH2CH2- 반복 단위를 갖는 샘플을 포함할 수 있다.
2차 아민은 유해할 수 있기 때문에, 사용된 화학식 (I), 화학식 (VII) 또는 화학식 (II)에 따른 아민은 일부 실시양태에서 말단 2차 질소 원자를 가지지 않을 수 있다. 잔기 R1, R2, R3, R4 및 R5는 동일 또는 상이할 수 있고, 독립적으로 다음 중 하나가 될 수 있다. 잔기는 독립적으로 선형 또는 분지형 C1 내지 C5 알킬(C1, C2, C3, C4, C5) 또는 C1 내지 C5(C1, C2, C3, C4, C5) 히드록시알킬일 수 있다. C1 또는 C5 히드록시알킬은 선형 또는 분지형(예컨대, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 이차부틸, 삼차부틸 등)일 수 있고, 존재하는 1, 2, 3 또는 4 이상의 -OH 부분(예컨대, 히드록시메틸, 1-히드록시에틸, 2-히드록시에틸, 1,2-디히드록시프로필, 2-히드록시프로필 등)을 가질 수 있다. 더욱이, 일부 경우에, 잔기는 알콕시알킬일 수 있으며; 일부 실시양태에서, 알콕시알킬기의 각 알킬 부분은 독립적으로 선형 또는 분지형 C1 내지 C5 알킬(C1, C2, C3, C4, C5) 또는 선형 또는 분지형 C1 내지 C5(C1, C2, C3, C4, C5) 히드록시알킬 부분일 수 있다. 더욱이, 일부 실시양태에서, R1 및 R2는 함께 (및/또는 R3 및 R4 함께) 시클릭 모르폴리노기를 형성할 수 있다. 아민은 일부 실시양태에서 1, 2 또는 3 개의 질소 원자, 또는 그 이상을 가질 수 있다. 일부 경우에, 아민은 또한 에테르일 수 있다. 일부 실시양태에서, R1 및 R4는 동일한 구조를 갖고, R2 및 R5는 동일한 구조를 갖는다.
본 발명의 다양한 실시양태에 사용하기 적절한 아민의 비-제한적인 예는 하기를 포함한다:
비스(N-디메틸아미노프로필)메틸아민
비스(N-아미노프로필)메틸아민
비스(N-디메틸아미노에틸)메틸아민
비스(N-아미노에틸)메틸아민
비스(디메틸아미노에틸)에테르
비스(디메틸아미노프로필)에테르
비스(아미노에틸)에테르
비스(아미노프로필)에테르
비스(3-디메틸아미노프로필)이소프로판올아민
3-디메틸아미노프로필디이소프로판올아민
2-(2-디메틸아미노에톡시)에탄올
2-(2-디메틸아미노에톡시에틸)-메틸아미노-에탄올
2,2-디모르폴리노에틸에테르
2-(2-디메틸아미노에틸)-메틸아미노-에탄올
비스(N-디메틸아미노프로필)아민
바람직한 아민은 비스(N-디메틸아미노프로필)메틸아민, 비스(N-디메틸아미노에틸)메틸아민, 비스(디메틸아미노에틸)에테르, 비스(3-디메틸아미노프로필)이소프로판올아민, 3-디메틸아미노프로필디이소프로판올아민 또는 2-(2-디메틸아미노에톡시)에탄올을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다.
임의의 상기 인산염 및 아민의 조합이 또한 가능하다: 더욱이, 하나를 초과하는 인산염 및/또는 하나를 초과하는 아민이 존재할 수 있고, 및/또는 다른 인산염 및/또는 아민이 존재할 수 있다. 구체적인 포스페이트 아민 염의 예는, 비스(N-디메틸아미노프로필)메틸아민, 또는 비스(N-디메틸아미노프로필)메틸아민, 또는 비스(N-디메틸아미노에틸)메틸아민, 또는 비스(디메틸아미노에틸)에테르, 또는 비스(3-디메틸아미노프로필)이소프로판올아민, 또는 3-디메틸아미노프로필디이소프로판올아민, 또는 2-(2-디메틸아미노에톡시)에탄올과 염처리된 옥틸/데실 4EO 인산염을 포함하지만, 이로 제한되지는 않는다.
따라서, 본 발명의 한 예시적인 실시양태에 따른 아민 포스페이트 염에서, 아민은 비스(N-디메틸아미노프로필)메틸아민이고 포스페이트는 옥틸/데실 에톡실레이트 (4EO)와 오산화인의 반응에 의해 수득된다. 옥틸/데실 에톡실레이트 (4EO)는 매 1 몰의 C8 및 C10 알콜에 대해 4 몰의 에틸렌 옥사이드의 반응에 의해 수득된다.
일부 실시양태에서, 본원에 기재된 바와 같은 조성물은 금속가공 유체에 유리하게 사용될 수 있다. 조성물은, 예컨대 종래 아민 붕산염 부식 억제제로 관찰된 것과 비슷한 또는 더 좋은 부식방지 성능을 제공할 수 있다. 더욱이, 놀랍게도 본 발명의 일부 화합물은, 종래 아민 붕산염 기반 부식 억제제로 수득된 것과 비교하여, 아민 붕산염과 관련된 환경적 우려 및 보건상 유해함 없이, 금속가공 유체에 좋은 수명을 제공한다는 것이 밝혀졌다. 본 발명의 일부 조성물은 오랜 시간에 걸쳐 세균 성장을 억제하거나 느리게 하는 것으로 나타났다. 본 발명의 특정 조성물의 장수명 기능성 작용은 종래의 살균 아민 붕산염 기재 부식 억제제에 내재하는 환경적 영향과 비교하여 상당한 개선으로 여겨질 수 있다. 더욱이, 본 발명의 일부 조성물의 사용은, 금속가공에서 종래의 살생물제를 가할 필요를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일부 조성물의 완충 성질은 금속가공 유체에 사용된 종래의 부식 억제제와 동일하거나 보다 뛰어날 수 있고 부식방지 성질에 추가될 수 있다. 본 발명의 특정 조성물은, 금속가공 유체에 기존에 사용된 부식 억제제와 비슷하거나 보다 뛰어난 높은 내하중 능력과 함께 좋은 마모방지 성능을 금속가공 유체에 제공한다.
이들 성질은 본 발명의 특정 조성물을 금속가공 유체에 대한 이상적인 부식 억제제로 만든다. 이들은, 예를 들어, 첨가제 패키지로써, 또는 금속가공 유체에 대한 첨가제 패키지의 한 성분으로써 사용될 수 있다. 일부 경우에, 첨가제 패키지는 최종 금속가공 유체를 만들기 위해 희석된다. 따라서, 본 발명은 또한, 일부 실시양태에서, 화학식 (I), (VII), (III), (IV), (VIII) 및/또는 (V)의 총 화합물의 조성물 1 wt% 내지 50 wt%, 5 wt% 내지 40 wt%, 10 wt% 내지 40 wt% 또는 25 wt% 내지 30 wt%를 포함하는 첨가제 패키지에 관한다. 첨가제 패키지는 다양한 실시양태에서, 화학식 (I) 및 (III); 또는 (I), (III) 및 (IV); 또는 (IV) 단독의 조성물을 포함하거나 이로 필수적으로 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 추가적인 예는, 화학식 (VII) 및 (III); 또는 화학식 (VII), (III) 및 (IV)를 포함하지만, 이로 제한되는 것은 아니다. 더욱이, 일부 실시양태에서, 첨가제 패키지는 화학식 (II) 및 (III); 또는 (II), (III) 및 (V); 또는 (V) 단독의 조성물을 포함하거나 이로 필수적으로 구성될 수 있다. 일부 실시양태에서, 첨가제 패키지는 화학식 (IV), 화학식 (VIII) 및/또는 화학식 (V), 뿐만 아니라 이들 화학식의 임의의 조합물의 조성물 1 wt% 내지 50 wt%, 5 wt% 내지 40 wt%, 10 wt% 내지 40 wt% 또는 25 wt% 내지 30 wt%를 포함할 수 있다.
첨가제 패키지는 임의의 적절한 양의 오일, 예컨대 0 wt% 내지 90 wt%, 10 wt% 내지 80 wt%의 오일, 바람직하게는 10 cSt 내지 50 cSt, 바람직하게는 20 cSt 내지 40 cSt 점도 등급을 가지는, 미네랄 오일, 예컨대(그러나 이로 제한되지는 않음) API 군 I(나프텐계 및 파라핀계 포함), API 군 II(파라핀계 포함)를 더 포함할 수 있다. 첨가제 패키지는, 일부 실시양태에서, 0 wt% 내지 50 wt% 또는 5 wt% 내지 30 wt%, 예컨대, 15 wt% 미만의 물을 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 실시양태에 따른 금속가공 유체에 대한 첨가제 패키지는, 추가적인 부식 억제제, 살생물제, 살진균제, 유화제, 윤활 첨가제, 커플러(coupler), 용액 안정제, 소포제 등과 같은 하나 이상의 추가적인 종래의 성분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 대표적인 예시 첨가제 패키지 또는 농축액은 다음과 같이 구성될 수 있다 (표 1):
적절한 희석제의 예는 물이다.
적절한 윤활제의 예는 독립적으로 폴리리시놀레산 에스테르, 지방산 에스테르, 트리글리세리드, EP/PO 블록 공중합체, 상표명 케첸루베(Ketjenlube) 135 하에 입수가능한 중합체 에스테르, 또는 이들의 혼합물이다.
적절한 부식 억제제의 예는 비스(N-디메틸아미노프로필)메틸아민으로 염처리된 옥틸 데실 4EO 인산염 단독 또는 아민 카복시산염, 톨리트리아졸, 벤조트리아졸, 티아디아졸, 상표명 하이테크(HiTEC)® 614 하에 입수가능한 칼슘 알킬벤젠 술폰산염, 및 상표명 폴라테크 아미드(Polartech Amide) MA 460 TM 하에 입수가능한 지방산 알카놀아민과 같은 다른 부식 억제제와 조합한 것이다.
적절한 유화제의 예는, 독립적으로 술폰산염, 지방산 아미드, 상표명 아키포(Akypo) RO 50 VG 하에 입수가능한 알콜 에테르 카복시산염, 상표명 아크포 테크(Akpo Tec) AMVG 하에 입수가능한 알킬 에테르 카복시산염 및 에톡실레이트, 예컨대 상표명 서포닉(Surfonic) MW 100 하에 입수가능한 지방산 에스테르 알콕실레이트, 또는 이들 중 두 개 이상의 혼합물이다.
적절한 알콜의 예는, 독립적으로 상표명 시나티브(Synative) AL 90/95 V 하에 입수가능한 올레일 세틸 알콜 및 상표명 시나티브 AL S 하에 입수가능한 C12-C14 선형 알콜, 또는 이들 중 두 개 이상의 혼합물이다.
따라서, 본 발명의 대표적인 첨가제 패키지 또는 농축액의 구체적인 비-제한적인 예는 다음과 같이 구성될 수 있다 (표 2):
본 발명은 또한, 특정 실시양태에서, 본원에 논의된 조성물을 포함하는 완성된 금속가공 유체에 관한 것이다. 금속가공 유체는, 예를 들어, 유체에 조성물 또는 첨가제 패키지를 첨가함으로써 제조될 수 있다. 완성된 금속가공 유체는 화학식 (I), (III) 및 (IV); (VII), (III) 및 (VIII); 또는 (II), (III) 및 (V)의 화합물을 포함하는 조성물 1 wt% 내지 20 wt%, 2 wt% 내지 8 wt%, 4 wt% 내지 6 wt% 또는 약 5 wt%를 포함한다. 일부 실시양태에서, 완성된 금속가공 유체는 화학식 (IV), (VIII) 또는 (V)의 조성물 1 wt% 내지 20 wt%, 2 wt% 내지 10 wt%, 2 wt% 내지 8 wt%, 4 wt% 내지 6 wt% 또는 약 5 wt%를 포함할 수 있다. 완성된 금속가공 유체는 임의의 적절한 양의 오일, 예컨대 0 wt% 내지 90 wt% 또는 1 wt% 내지 80 wt%의 오일, 바람직하게는 10 cSt 내지 50 cSt, 바람직하게는 20 cSt 내지 40 cSt 점도 등급을 가지는, 미네랄 오일, 예컨대(그러나 이로 제한되지는 않음) API 군 I(나프텐계 및 파라핀계 포함), API 군 II(파라핀계 포함)를 더 포함할 수 있다. 그 대신에, 또는 추가로, 완성된 금속가공 유체는 0 wt% 내지 60 wt% 또는 5 wt% 내지 30 wt%, 예컨대, 15 wt% 미만의 물을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 대표적인 첨가제 패키지 또는 농축액을 함유하는 완성된 금속가공 유체는 다음의 물리적 파라미터를 가질 수 있다: 15.6 ℃에서의 밀도 0.9 내지 1.2, KOH로서의 10 % 내지 15 % 사이의 총 알칼리도, 5 % 내지 15 %의 물 함량.
본 발명의 일부 실시양태에 따른 완성된 금속가공 유체는, 추가적인 부식 억제제, 살생물제, 살진균제, 유화제, 윤활 첨가제, 커플러, 용액 안정제, 소포제 등과 같은 하나 이상의 추가적인 종래의 성분을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 대표적인 금속가공 유체는 다음과 같이 구성될 수 있다 (표 3):
적절한 베이스 오일의 예는 상표명 니나스(Nynas) T22 하에 입수가능한 나프텐계 미네랄 오일이다.
적절한 술폰산염의 예는 상표명 페트로네이트(Petronate) HL 하에 입수가능한 나트륨 페트롤리움 술폰산염이다.
적절한 지방산의 예는, 독립적으로 상표명 실팻(Sylfat) 2 하에 입수가능한 톨유 지방산 및 상표명 베르사틱(Versatic) 10 하에 입수가능한 C10 모노카복실산, 올레산, 또는 이들 중 두 개 이상의 혼합물이다.
적절한 알콜의 예는, 독립적으로 상표명 시나티브 AL 90/95 V 하에 입수가능한 올레일 세틸 알콜 및 상표명 시나티브 AL S 하에 입수가능한 C12-C14 선형 알콜, 또는 이들 중 두 개 이상의 혼합물이다.
적절한 아민의 예는, 독립적으로 모노이소프로판올아민, 디에탄올아민 및 트리에탄올아민, 또는 이들 중 두 개 이상의 혼합물이다.
적절한 금속 부동화제의 예는, 독립적으로 상표명 폴라테크 멀티테크 Cu(Polartech Multitech Cu) 하에 입수가능한 톨리트리아졸 및 상표명 이르가메트(Irgamet) 42 하에 입수가능한 벤조트리아졸, 또는 이들 중 두 개 이상의 혼합물이다.
적절한 윤활제의 예는, 독립적으로 상표명 케첸루베 135 하에 입수가능한 폴리리시놀레산 및 중합체 에스테르, 또는 이들의 혼합물이다.
적절한 부식 억제제의 예는, 비스(N-디메틸아미노프로필)메틸아민으로 염처리된 옥틸 데실 4EO 인산염 단독 또는 아민 카복시산염, 톨리트리아졸, 벤조트리아졸, 티아디아졸, 상표명 하이테크® 614 하에 입수가능한 칼슘 알킬벤젠 술폰산염 및 상표명 폴라테크 아미드 MA 460 TM 하에 입수가능한 지방산 알카놀아민과 같은 다른 부식 억제제와 조합한 것이다.
적절한 유화제의 예는, 독립적으로 술폰산염, 지방산 아미드, 상표명 아키포 RO 50 VG 하에 입수가능한 알콜 에테르 카복시산염, 상표명 아크포 테크 AMVG 하에 입수가능한 알킬 에테르 카복시산염 및 상표명 술포닉 MW 100 하에 입수가능한 지방산 에스테르 알콕시산염과 같은 에톡실레이트, 또는 이들 중 두 개 이상의 혼합물이다.
적절한 살진균제의 예는, 독립적으로 트리아진, 니트로모르폴린, 브로모니트릴, 또는 이들 중 두 개 이상의 혼합물일 수 있다.
적절한 희석제의 예는 물일 수 있다.
적절한 소포제의 예는, 독립적으로 상표명 폼밴(Foamban) MS525 및 테고(Tego) MR2124 하에 입수가능한 실리콘 소포제, 또는 이들 중 두 개 이상의 혼합물이다.
따라서, 본 발명의 대표적인 금속가공 유체의 구체적인 비-제한적인 예는 다음과 같이 구성될 수 있다 (표 4):
하기 실시예는 본 발명의 특정 실시양태를 도시하기 위한 것이고, 본 발명의 모든 범위를 예시하지는 않는다.
<실시예 1> 부식 억제 자료
하기 금속가공 유체, 샘플 1 내지 6은 비슷한 pH로 제제화되었다 (표 5).
샘플 a는 비스(N-디메틸아미노프로필)메틸아민을 함유하고; 샘플 b는 비스(디메틸아미노에틸)에테르를 함유하고; 샘플 c는 3-아미노옥탄-4-올을 함유하고; 샘플 d는 디시클로헥실아민을 함유하고; 샘플 e는 대략 7 %의 붕소 함량을 갖는 아민 붕산염, BA70 M을 함유하고; 샘플 f는 대략 6 %의 붕소 함량을 갖는 아민 붕산염, BA60 MX를 함유한다.
부식은 200 ppm(CaCO3로 물) 중 0.5 wt%, 1.0 wt% 및 1.5 wt%에서 참조 IP287-2934869, 2008년 1월 발행된 IP287에 따라서, 뿐만 아니라 200 ppm(CaCO3로 물) 중 0.5 wt%, 1.0 wt% 및 1.5 wt%에서 참조 IP125-2935231, 2008년 1월 발행된 IP125에 따라서 시험하였다. IP287 결과는 도 1에 나타난다. 도 2는 IP125 결과를 나타낸다. IP125 결과는 숙련된 기술자에 의해 평가되고, 표 3에 작성된다. 그 결과는 하기 형태(0/3-3)로 제공된다. 첫 번째 숫자-여기서는 0-는 피트(pit)의 수이다. 숫자가 낮을수록, 더 좋다. 두 번째 숫자-여기서는 3-는 염색된 영역의 %이다. 숫자가 낮을수록, 더 좋다. 마지막 숫자-여기서는 3-는 염색의 강도이다. 역시, 숫자가 낮을수록, 더 좋다.
IP 125(참조 기준: 페트롤리움 시험 방법 IP 125/82 기관) 핵심은 다음과 같다: 첫 번째 숫자는 피트의 수이고, 두 번째는 염색의 영역, 세 번째는 염색의 최대 강도 예컨대 0/1-1 이다 (표 6).
이 실시예에 따른 샘플은 적어도 아민 붕산염을 기반으로 한 종래의 부식 억제제의 부식 억제를 보임을 알 수 있다. 이 실시예의 샘플은 종래의 아민 부식 억제제의 것보다 우수한 부식 억제를 나타낸다.
<실시예 2> 아민의 완충 성질
아민 완충은 그것의 초기 pH부터 pH 4까지 고정된 부피의 용액의 pH를 감소시키는데 필요한 표준화된 산(예컨대 0.5M HCl)의 양이다. 하기 결과는 대략 20 ℃에서 수행된 시험 조건을 반영한다. 도 1은 샘플 a-d에 대한 아민 완충 성질 시험의 결과를 나타낸다. 샘플은 붕소 없는 부식 억제제를 함유하였다.
<실시예 3> 아민에 의한 부식 억제
아민 부식은 금속가공 유체의 희석이 사용되는 경우 제조 조작 동안 기계 공구 및 부품이 녹스는 포텐셜을 평가하는데 사용된다. 이는, 대략 2 ml의 시험 유체로 덮이고 고정된 시간 기간 동안 습윤 캐비넷(humidity cabinet)에 놓여지기 전 대략 2 g의 강철 밀링이 첨가되는 주철 플레이트를 사용하는 것을 포함한다. 표 7은 16 시간의 기간 동안 0.5 wt%, 1.0 wt% 및 1.5 wt%(부피/부피)에서 IP287에 따른 아민 부식 시험의 결과를 나타낸다.
<실시예 4> 포스페이트 아민 염의 완충 성질
결과는 도 2에 나타난다.
<실시예 5> 라이헤르트(REICHERT) 마모 시험
라이헤르트 마찰 마모 시험은 금속 가공 유체를, 윤활성의 면에서 평가하도록 디자인된 방법이다. 시험 기구는 전기 모터 및 더블 암(double armed) 레버 시스템을 가져, 시험 윤활제에 부분적으로 침지된 회전 강철 고리와 미끄럼 접촉을 유지하는, 정지 시험 핀에 하중(보통 1500 g)을 가한다. 샘플의 부피는 25 ml이다. 장치가 1.7 m/초의 속도로 작동될 때, 윤활제의 얇은 필름이 고리의 표면에 붙어 마찰을 감소시키는 것을 돕는다. 시험은 100 분 동안 실행한다. 초기 마찰로 인해 타원형 형상이 시험 핀에서 생성된다. 마모에 의해 생성된 자국의 영역은, 유체가 고리 및 시험 핀 사이에 안정한 윤활 필름을 생성할만큼 충분히 넓을 때까지 증가되고; 이 시점에서 노이즈의 감소(drop off)가 들릴 수 있고 거리가 기록된다. 시험이 끝날 때, 시험 핀 상 자국의 너비 및 길이가 측정되어 자국의 영역을 추산한다 (타원형의 영역 (A), mm² 길이 x 너비 x 0.785); 가해진 하중과 자국의 영역 사이의 관계는 내하중 능력을 가져온다 (윤활제의 필름에 의해 효과적으로 압력 운반됨). 내하중 능력이 클수록, 더 좋은 윤활제이다.
결과는 샘플 a가 가장 좋은, 및 샘플 c가 가장 나쁜 내하중 능력을 갖는다는 것을 보여준다.
1500 g의 하중이 가해진 강철 고리 상에 강철 시험 핀을 사용하는 라이헤르트 시험은, 5 %로 희석되었던 제제 내 10 %의 첨가제 수준에 해당하는 정제수 내 0.5 % 농도에서 수행되었다. 결과는 표 8에 기록된다.
샘플 a, b, c, d는, 샘플 c 및 d가 산 인산염을 함유하지 않는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하다.
<실시예 6> 4-볼(Ball) 시험
시험 방법 ASTM D4172-94는 윤활 유체의 내하중 성질의 측정을 포함한다. 특히 이 경우는, 특정 시험 유체의 마모방지 성질을 평가하기 위해 사용되었다. 방법은 물로 희석된 시험 용액을 위해 다음과 같이 변경되었다. 60 초의 고정된 시간 동안 40 kg 고정된 하중, 및 1760 rpm의 회전 속도를 사용하는 4 볼 시험은, 그 후 5 %로 희석된 제제 내 10 %의 첨가제 수준에 해당하는 정제수 내 0.5 % 농도에서 수행되었다. 각 유체에 대해 두 번의 시행을 행하고, 3 개 아래 볼의 표면 상 자국의 평균 측정을 하고, 그 다음 이것을 원형(대칭으로 추정) 영역으로 근사하였다. 결과는 표 9에 기록된다.
샘플 a, b, c, d는 실시예 5에서와 동일하였다.
본 발명의 여러 실시양태가 본원에 기재되고 도시되었지만, 통상의 기술자는 본원에 기재된, 결과 및/또는 하나 이상의 이점을 얻고/얻거나 기능을 수행하기 위한 다양한 다른 수단 및/또는 구조를 쉽게 상상할 수 있을 것이고, 이러한 변화 및/또는 변경 각각은 본 발명의 범위 내인 것으로 간주되어야 한다. 더 일반적으로, 통상의 기술자는 본원에 기재된 모든 파라미터, 치수, 물질 및 배치가 예시적인 것이고 실제의 파라미터, 치수, 물질 및/또는 배치는 본 발명의 교시가 사용된 특정 적용분야 또는 적용분야들에 의존할 것임을 쉽게 알 수 있을 것이다. 통상의 기술자는 일상적인 실험만을 이용하여 본원에 기재된 발명의 구체적인 실시양태에 대한 많은 등가물을 인지하거나 확인할 수 있을 것이다. 따라서, 상기 실시양태는 오직 예로서 제시된 것이고, 첨부된 청구항 및 그것의 등가물의 범위 내에서, 발명이 명확하게 기재되고 청구된 바와 다르게 실행될 수 있음을 이해해야 한다. 본 발명은 본원에 기재된 각 개개의 특징, 시스템, 물품, 물질, 키트 및/또는 방법에 관한 것이다. 더욱이, 이러한 특징, 시스템, 물품, 물질, 키트 및/또는 방법의 두 개 이상의 임의의 조합은, 이러한 특징, 시스템, 물품, 물질, 키트 및/또는 방법이 상호간 상반되지 않는다면, 이는 본 발명의 범위 내에 포함된다.
본원에 정의되고 사용된 바와 같은 모든 정의는 사전적 정의, 참조문헌으로 인용된 문서 내 정의 및/또는 정의된 용어의 일상적인 의미보다 우선하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 및 청구항에서 사용된 바와 같이, "한" 및 "하나"(부정 관사 "a" 및 "an")는, 이와 반대로 명확히 표명되지 않는 한, "적어도 하나"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 및 청구항에서 사용된 바와 같이, 구 "및/또는"은, 결합된 구성요소, 즉, 일부 경우에서 결합하여 존재하고 다른 경우에서 분리되어 존재하는 구성요소의 "둘 중 하나 또는 둘 다"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "및/또는"으로 나열된 여러개의 구성요소는 동일한 방식, 즉, 결합된 구성요소의 "하나 이상"으로 이해되어야 한다. 다른 구성요소는, 명확히 식별된 이들 구성요소와 관련되는지 또는 관련되지 않는지에 따라, "및/또는" 절에 의해 명확히 식별된 구성요소 외에 임의로 존재할 수 있다. 따라서, 비-제한적인 실시예로서, 예컨대 "포함하는"과 같은 개방형 언어와 함께 사용될 때, "A 및/또는 B"에 대한 언급은, 한 실시양태에서, 오직 A만(임의로 B 외의 요소를 포함); 또 다른 실시양태에서, 오직 B만(임의로 A 외의 요소를 포함); 또 다른 실시양태에서, A 및 B 모두(임의로 다른 요소를 포함); 등을 지칭할 수 있다.
본 명세서에서 및 청구항에서 사용된 바와 같이, "또는"은 상기 정의된 바와 같은 "및/또는"과 동일한 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 목록 내 항목을 분리할 때, "또는" 또는 "및/또는"은 포함하는 것, 즉, 구성요소 다수 또는 목록의 적어도 하나, 뿐만 아니라 하나를 초과하는 것 및 추가의 나열되지 않은 항목들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 오직 "... 중 오직 하나" 또는 "... 중 정확히 하나" 또는 청구항에 사용된 때, "...으로 구성"과 같이 이와 명확히 상반된다고 나타나는 용어만이 구성요소 다수 또는 목록 중 정확히 한 구성요소의 포함을 지칭할 것이다. 일반적으로, 본원에 사용된 바와 같은 용어 "또는"은, 예컨대 "둘 중 하나", "... 중 하나", "... 중 오직 하나" 또는 "... 중 정확히 하나"와 같은 배타성의 용어가 선행될 때, 오직 배타적인 대안(즉, 하나 또는 다른 하나이고 둘은 아님)을 나타내는 것으로 해석되어야 한다. "...으로 필수적으로 구성되는"이 청구항에 사용된 때, 특허법의 분야에서 사용되는 바와 같은 그것의 본래 의미를 가져야 한다.
본 명세서에서 및 청구항에서 사용된 바와 같이, 하나 이상의 구성요소의 목록의 언급 중, 구 "적어도 하나"는 구성요소의 목록 중 임의의 하나 이상의 구성요소로부터 선택된 적어도 하나의 구성요소를 의미하는 것으로 이해되어야 하지만, 구성요소의 목록 내 명확히 나열된 적어도 하나의 각각 및 모든 구성요소를 포함할 필요는 없고, 구성요소의 목록 중 구성요소의 임의의 조합을 배제하는 것도 아니다. 이 정의는 또한 구 "적어도 하나"가 언급하는 명확히 식별된 이들 구성요소에 관련되든지 또는 관련되지 않든지, 구성요소의 목록 내 명확히 식별된 구성요소 외의 구성요소가 임의로 존재할 수 있음을 허용한다. 따라서, 비-제한적인 실시예로서, "A 및 B 중 적어도 하나"(또는, 동등하게, "A 또는 B 중 적어도 하나" 또는, 동등하게 "A 및/또는 B 중 적어도 하나")는, 한 실시양태에서, B 없이 적어도 하나(임의로 하나 초과를 포함)의 A(및 임의로 B 외의 구성요소를 포함); 또 다른 실시양태에서, A 없이 적어도 하나(임의로 하나 초과를 포함)의 B(및 임의로 A 외의 구성요소를 포함); 또 다른 실시양태에서, 적어도 하나(임의로 하나 초과를 포함)의 A 및 적어도 하나(임의로 하나 초과를 포함)의 B(및 임의로 다른 구성요소를 포함); 등을 지칭할 수 있다.
본원에 단어 "약"이 숫자와 관련하여 사용되는 경우, 본 발명의 또 다른 실시양태가 단어 "약"의 존재에 의해 수식되지 않는 그 숫자를 포함한다고 이해되어야 한다.
또한, 반대로 명확히 표명되지 않는 한, 하나를 초과하는 단계 또는 작동을 포함하는 본원에 청구된 임의의 방법에서, 방법의 단계 또는 작동의 순서는 방법의 단계 또는 작동이 인용된 그 순서로 반드시 제한되지 않음이 이해되어야 한다.
상기 명세서 뿐만 아니라 청구항에서, 모든 연결구, 예컨대 "구성하는", "포함하는", "수반하는", "갖는", "함유하는", "관여하는", "유지하는", "...로 이루어지는" 등은 개방형, 즉, 포함하지만 이로 제한되지는 않는 것으로 이해되어야 한다. 미국 특허청 심사지침서, 2111.03 부문에서 제시한 바와 같이, 오직 연결구 "...로 구성되는" 및 "...로 필수적으로 구성되는" 만이 각각 폐쇄형 또는 반-폐쇄형 연결구가 될 것이다.
Claims (82)
- 화학식 (I)에 따른 하나 이상의 아민 및 화학식 (I)에 따른 아민과 염을 형성할 수 있는 하나 이상의 산 인산염을 포함하는 조성물:
<화학식 (I)>
상기 식 중, X는 O 및 NR3로부터 선택되고, Z는 수소, R4 또는 -(CH2)q-N(R5)R6이고, p는 1 내지 5의 정수이고, q는 1 내지 5의 정수이고, R1, R2, R3, R4, R5, R6는 수소, 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드록시알킬 또는 알콕시알킬로부터 독립적으로 선택되거나, 또는 R1 및 R2 및/또는 R5 및 R6는 함께 시클릭 모르폴리노기를 형성하고; 단, 화학식 (I)에 따른 아민은 말단 이차 아미노기를 포함하지 않는다. - 제2항 또는 제3항에 있어서, 화학식 (II)에 따른 하나 이상의 아민 및 화학식 (III)에 따른 하나 이상의 산 인산염을 포함하는 조성물:
<화학식 (II)>
<화학식 (III)>
상기 식들 중, R7은 45 내지 800 범위 내의 분자량을 갖는 선형 또는 분지형 (폴리)옥시알킬렌이고, n은 1 또는 2, m은 1 또는 2, n+m은 3이고, X는 O 및 NR3로부터 선택되고, p는 1 내지 5의 정수이고, R1 및 R3는 수소, 선형 또는 분지형 C1-4 알킬 또는 알콕시알킬로부터 독립적으로 선택되거나, 또는 두 R1 부분이 함께 시클릭 모르폴리노기를 형성한다. - 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, R7이 200 내지 400, 바람직하게는 300 내지 350의 분자량을 갖는 조성물.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, p가 2-4의 정수, 특히 2 또는 3이고(이거나), R1 및/또는 R3가 메틸인 조성물.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 인산염이 옥틸 데실 4EO 인산염인 조성물.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 아민이
비스(N-디메틸아미노프로필)메틸아민,
비스(N-아미노프로필)메틸아민,
비스(N-디메틸아미노에틸)메틸아민,
비스(N-아미노에틸)메틸아민,
비스(디메틸아미노에틸)에테르,
비스(디메틸아미노프로필)에테르,
비스(아미노에틸)에테르,
비스(아미노프로필)에테르,
비스(3-디메틸아미노프로필)이소프로판올아민,
3-디메틸아미노프로필디이소프로판올아민,
2-(2-디메틸아미노에톡시)에탄올,
N,N,N'-트리메틸-N'-히드록시에틸-비스아미노에틸에테르,
2,2'-디모르폴리노디에틸에테르,
N,N,N'-트리메틸아미노에틸-에탄올아민, 또는
1,3-프로판 디아민, N'(3-(디메틸아미노)프로필)-N,N-디메틸
로부터 선택된 조성물. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 아민이 비스(N-디메틸아미노프로필)메틸아민이고 인산염이 옥틸/데실 에톡실레이트 (4EO)와 오산화인의 반응에 의해 수득되고, 여기서 옥틸/데실 에톡실레이트 (4EO)가 매 1 몰의 C8 및 C10 알콜에 대해 4 몰의 에틸렌 옥사이드의 반응에 의해 수득되는 조성물.
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 인산염이 아민으로 염처리되고(salted), 염처리가, 상대 중량 기준으로, 아민 염(들) 50 내지 90 %, 바람직하게는 60 내지 80 %, 더 바람직하게는 65 내지 75 % 및 미반응 자유 아민 50 내지 10 %, 바람직하게는 40 내지 20 %, 더 바람직하게는 35 내지 25 %를 포함하는 혼합물을 야기하는 조성물.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 총 1 내지 50 wt%, 바람직하게는 5 내지 40 wt%, 특히 25 내지 30 wt%의 화학식 (I), (III) 및 (IV), 특히 화학식 (II), (III) 및 (V)의 화합물의 조성물을 포함하고, 0 내지 90 wt% 및 바람직하게는 10-80 wt%의 오일, 바람직하게는 미네랄 오일, 및/또는 0 내지 50 wt%, 바람직하게는 5 내지 30 wt% 미만의 물을 더 포함하는 조성물.
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 1 내지 20 wt%, 바람직하게는 4 내지 6 wt%, 특히 약 5 wt%의 화학식 (I), (III) 및 (IV), 특히 화학식 (II), (III) 및 (V)의 화합물의 조성물을 포함하고, 0 내지 90 wt%, 바람직하게는 1 내지 80 wt%의 오일, 바람직하게는 미네랄 오일, 및/또는 0 내지 60 wt%, 바람직하게는 5 내지 30 wt% 미만의 물을 더 포함하는 조성물.
- 금속가공을 위한 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 조성물의 용도.
- 금속가공 유체에 부식방지 성능, 거품억제 성능, 마모방지 성능, 내하중 능력, 정균 성능, 생물학적 안정성, 윤활성, 경수 내성, 제제 안정성 중 하나 이상을 제공하기 위한 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 조성물의 용도.
- 화학식 (VII)에 따른 하나 이상의 아민 및 화학식 (VII)에 따른 아민과 염을 형성할 수 있는 하나 이상의 산 인산염을 포함하는 조성물:
<화학식 (VII)>
상기 식 중, X는 O 및 NR3로부터 선택되고, Z는 -(CH2)q-N(R4)R5이고, p는 1 내지 5의 정수이고, q는 1 내지 5의 정수이고, R1 및 R2 각각은 독립적으로 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드로알킬 또는 알콕시알킬이고, R3, R4 및 R5는 수소, 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드록시알킬 또는 알콕시알킬로부터 독립적으로 선택되거나, 또는 R1 및 R2 및/또는 R4 및 R5는 함께 시클릭 모르폴리노기를 형성한다. - 제18항에 있어서, R4 및 R5 각각이 독립적으로 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드로알킬 또는 알콕시알킬인 조성물.
- 제18항에 있어서, R1, R2, R4 및 R5 각각이 독립적으로 선형 또는 분지형 C1-4 알킬인 조성물.
- 제18항에 있어서, R3가 선형 또는 분지형 C1-4 알킬인 조성물.
- 제18항에 있어서, R1이 메틸인 조성물.
- 제18항에 있어서, R1이 메틸이고 R2가 메틸인 조성물.
- 제18항에 있어서, R1이 2-히드록시프로필인 조성물.
- 제18항에 있어서, R1이 2-히드록시에틸인 조성물.
- 제18항에 있어서, R1 및 R2가 함께 시클릭 모르폴리노기를 형성하는 조성물.
- 제18항에 있어서, R1 및 R4가 동일한 구조를 갖고, R2 및 R5가 동일한 구조를 갖는 조성물.
- 제18항에 있어서, X가 O인 조성물.
- 제18항에 있어서, X가 NR3인 조성물.
- 제18항에 있어서, R3가 2-히드록시프로필인 조성물.
- 제18항에 있어서, R3가 메틸인 조성물.
- 제18항에 있어서, p가 2인 조성물.
- 제18항에 있어서, p가 3인 조성물.
- 제18항에 있어서, p 및 q가 동일한 조성물.
- 제43항에 있어서, 화학식 (II)에 따른 하나 이상의 아민 및 화학식 (III)에 따른 하나 이상의 산 인산염을 포함하는 조성물:
<화학식 (II)>
<화학식 (III)>
상기 식 중, R7은 45 내지 800 범위 내의 분자량을 갖는 선형 또는 분지형 (폴리)옥시알킬렌이고, n은 1 또는 2, m은 1 또는 2 및 n+m은 3이고, X는 O 및 NR3로부터 선택되고, p는 1 내지 5의 정수이고, R1은 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드로알킬 또는 알콕시알킬이고, R3는 수소, 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드록시알킬 또는 알콕시알킬이거나, 또는 두 R1 부분이 함께 시클릭 모르폴리노기를 형성한다. - 제48항에 있어서, R8 및 R9이 독립적으로 수소 또는 메틸인 조성물.
- 제48항에 있어서, R10이 선형 또는 분지형 C1-C18 알킬인 조성물.
- 제48항에 있어서, r이 2 내지 8의 정수인 조성물.
- 제48항에 있어서, r이 3 내지 5의 정수인 조성물.
- 제44항에 있어서, R7이 200 내지 400의 분자량을 갖는 조성물.
- 제44항에 있어서, R7이 300 내지 350의 분자량을 갖는 조성물.
- 제18항에 있어서, p가 2 내지 4의 정수인 조성물.
- 제18항에 있어서, p가 2 또는 3인 조성물.
- 제18항에 있어서, R1이 메틸인 조성물.
- 제18항에 있어서, R3가 메틸인 조성물.
- 제18항에 있어서, R3가 -H인 조성물.
- 제18항에 있어서, 인산염이 옥틸 데실 4EO 인산염을 포함하는 조성물.
- 제18항에 있어서, 아민이 비스(N-디메틸아미노프로필)메틸아민이고 인산염이 옥틸/데실 에톡실레이트 (4EO)와 오산화인의 반응에 의해 수득되고, 여기서 옥틸/데실 에톡실레이트 (4EO)가 매 1 몰의 C8 및 C10 알콜에 대해 4 몰의 에틸렌 옥사이드의 반응에 의해 수득되는 조성물.
- 제18항에 있어서, 인산염이 아민으로 염처리되고, 염처리가, 상대 중량 기준으로, 아민 염 50 % 내지 90 % 및 미반응 자유 아민 50 % 내지 10 %를 포함하는 혼합물을 야기하는 조성물.
- 제63항에 있어서, 혼합물이 아민 염 60 % 내지 80 %를 포함하는 조성물.
- 제63항에 있어서, 혼합물이 아민 염 65 % 내지 75 %를 포함하는 조성물.
- 제63항에 있어서, 혼합물이 미반응 자유 아민 40 % 내지 20 %를 포함하는 조성물.
- 제63항에 있어서, 혼합물이 미반응 자유 아민 35 % 내지 25 %를 포함하는 조성물.
- 제18항에 있어서, 하나 이상의 아민 및 하나 이상의 산 인산염 1 wt% 내지 50 wt%를 포함하는 조성물.
- 제18항에 있어서, 하나 이상의 아민 및 하나 이상의 산 인산염 5 wt% 내지 40 wt%를 포함하는 조성물.
- 제18항에 있어서, 하나 이상의 아민 및 하나 이상의 산 인산염 25 wt% 내지 30 wt%를 포함하는 조성물.
- 제18항에 있어서, 하나 이상의 아민 및 하나 이상의 산 인산염 1 wt% 내지 20 wt%를 포함하는 조성물.
- 제18항에 있어서, 하나 이상의 아민 및 하나 이상의 산 인산염 4 wt% 내지 6 wt%를 포함하는 조성물.
- 제18항에 있어서, 하나 이상의 아민 및 하나 이상의 산 인산염 약 5 wt%를 포함하는 조성물.
- 제18항에 있어서, 오일을 더 포함하는 조성물.
- 제74항에 있어서, 오일이 미네랄 오일을 포함하는 조성물.
- 제74항에 있어서, 오일 0 wt% 내지 90 wt%를 포함하는 조성물.
- 제74항에 있어서, 오일 10 wt% 내지 80 wt%를 포함하는 조성물.
- 제18항에 있어서, 물을 더 포함하는 조성물.
- 제78항에 있어서, 0 wt% 내지 60 wt%의 물을 포함하는 조성물.
- 제78항에 있어서, 50 wt% 내지 30 wt%의 물을 포함하는 조성물.
- 제18항의 조성물을 금속 표면에 도포하는 것을 포함하는 방법.
- 화학식 (IX)에 따른 아민 및 화학식 (IX)에 따른 아민과 염을 형성할 수 있는 하나 이상의 산 인산염을 포함하는 조성물:
<화학식 (IX)>
상기 식 중, X는 O 및 NR3로부터 선택되고, p는 1 내지 5의 정수이고, q는 1 내지 5의 정수이고, R1 및 R2 각각은 독립적으로 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드로알킬 또는 알콕시알킬이고; R3, R4 및 R5는 수소, 선형 또는 분지형 C1-4 알킬, 히드록시알킬 또는 알콕시알킬로부터 독립적으로 선택되거나, 또는 R1 및 R2 및/또는 R4 및 R5는 함께 시클릭 모르폴리노기를 형성한다.
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