[其他]使水基功能性液体具有极压性能的水溶性添加剂，功能性液体以及含有所述添加剂的浓水基组合物

说明书

本发明涉及使水基功能性液体具有极压性能的添加剂并涉及功能性液体和含有所述添加剂的浓水基组合物。

许多种象金属机加工一类的工业操作，例如钻孔，磨削，车削，铣削，轧制，线材拉拨或型锻，都需要有所谓的功能性液体存在。

这些液体的作用是减小切削力、冷却工件从而得到良好的量钢特性、从切削区除掉切屑而使工件具有优良表面光洁度、以及延长刀具寿命。

水的比热，汽化潜热和热传导率都很高，是最好的冷却剂。同时还由于水最经济和对环境完全无害，所以应用水基功能性液体日益普遍。这些水基功能性液体可以是不同的添加剂在水中的真溶液，它们被称为合成液体，或者是微乳状液，它们被称为半合成液体。半合成液体，除含水外，还含有矿物油和表面活性剂。

对于高压力的机加工操作，水基功能性液体的使用尚未找到满意的解决办法。

在这些操作中，金属表面之间的摩擦力极大，因此必须使用极压添加剂。这些添加剂的使用是在金属表面形成一层保护层。此种保护层的膜可防止工件与加工刀具咬住，或在更糟的情况下，将工件与刀具熔接在一起。

在这些极压添加剂中，使用最普遍的是含硫添加剂，因为它们的效果最好。含硫化合物与热的金属表面接触时可使其分解，并形成一层保护性金属硫化物层，此种硫化物层是不断更新的。

在矿物油或乳状液的润滑剂中用做极压添加剂的含硫物质是二烷基多硫化物，含硫聚异丁烯，以及含硫脂肪酸酯。所有这些物质均为微溶或不溶于水。

为了克服此一缺点，曾试图使用可溶于水的极压添加剂。

英国石油有限公司的R.W.MOULD的文章（Journal    of    the    American    Society    of    Lubrication    Engineers    33（6）291-298（1977年））考察了许多水溶性卤化产物或含硫物质作为水基液体的极压添加剂的效能。卤化产物，一般是氯化产物的效能非常低。所研究的含硫物质，例如硫代水杨酸、2-巯基丙酸、2，2′-二硫代二苯甲酸、2，2′-二硫代二丙酸的钠盐，左旋胱氨酸二钠盐，和二硫代二甘醇酸二钠盐都是非常不稳定，并且促使细菌的生长和硫化氢的释放。

为了使其稳定，在这些产品的配方中需加入大量杀菌剂，这些杀菌剂一般都是以乳状液形式使用，但是它们通常是不能在功能性液体中使用的。

美国专利42350046叙述了使用二乙醇二硫化物作为极压添加剂。但是，此种物质与半合成液体配方中常用的多种添加剂是不相容的。

本发明人现已发现一种水溶性的、有效的和稳定的极压添加剂。

根据本发明，用于水基功能性液体的极压添加剂，包括一种3-巯基丙酸二硫化物或3，3′-二硫代二丙酸（SCH₂CH₂CO₂H）₂的水溶性盐。所谓的水溶性盐，是指在室温条件下，在水中的溶解度至少为0.01%的任何无机或有机盐，而较好的是溶解度至少为0.1%的盐。

3-巯基丙酸二硫化物是一种公知的化合物，将3-巯基丙酸用硫或一种惯用的氧化剂，例如过氧化氢来氧化即可容易地制成。

本发明所用的盐是采用本来就是公知的方法，即在水介质中，用有机或无机碱中和该二硫化物来制备的。因此，可以使用碱金属或碱土金属氧化物、氢氧化物或碳酸盐，氨水或含氮有机碱。在用含氮有机碱制备水溶性盐时，应该特别指出的是碳原子总数不超过8（最好是1至6）的单、二或三烷基胺，和环烷基胺，而该烷基胺的至少一个烷基带有一个或多个亲水基团，例如OH，COOH或聚（氧乙烯和/或氧丙烯）。

本发明的盐的水溶液是非常稳定的，可容易地贮存，甚至在pH是7的中性介质中亦不会释放出硫化氢。必要时，由无机碱所制备的盐还能够以晶体形态分离出来。

本发明的盐是以重量浓度在0.01至20%而较好的是在0.1至10%范围内的形式加入该水基液体中。

它们可以单独使用，但一般是与水基液体常用的其他添加剂混合使用。在这些添加剂中，可指出的是具有抗磨、防锈和消泡性能的添加剂。

水基功能性液体在本性上为合成的或半合成的两种。合成液体是各种不同添加剂在水中的真溶液。加入聚二醇可改进它们的润滑性能，例如聚乙二醇，聚丙二醇或它们的共聚物。

半合成液体是含有矿物油或合成油以及表面活性剂的微乳状液。这些油提高了该水基液体的润滑性能。