CN116348577A - 用于机械***的润滑的水性组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于润滑机械***中的运动部件的水性润滑组合物，其包含至少水；甘油；以及金丝桃素。本发明还涉及这种水性润滑组合物用于润滑机械***中、特别是车辆推进***中的运动部件的用途。
Description
技术领域
本发明涉及旨在用于润滑机械***如滚动轴承(roulements)、齿轮机构(engrenages)、轴承(paliers)或发动机的润滑组合物的领域。本发明更特别地提出新的水性润滑剂。
背景技术
也被称为“润滑剂”的润滑组合物通常被用在机械***中，以用于减少部件之间的摩擦并且因而保护部件免受磨损。除了磨损现象之外，摩擦还会阻碍接触的部件之间的相对运动，并导致对机械***的最佳运行有害的能量损失。
润滑剂被用于多种应用，例如用于金属加工，特别是用于金属变形操作，用于航空、船舶、铁路运输和发电领域的燃气轮机或蒸汽轮机，用于机动车辆的推进***，例如用于滚动轴承、齿轮机构、发动机等的润滑。
最常见的润滑剂是烃基润滑剂。这些烃基润滑剂通常由一种或多种基础油组成，通常将多种添加剂与该基础油相结合，所述添加剂专用于刺激基础油的润滑性能，例如摩擦改进添加剂。
此外，运动部件之间的摩擦产生热量，并且可能需要连带地确保机械***的冷却。这种冷却通常由不同于烃基润滑剂的冷却流体提供，例如空气、水性流体如水，或者由水和二醇的混合物提供。
如今，新润滑剂的开发必须要考虑到新的限制，以避免使用有毒或潜在有毒的溶剂，或减少其对环境的影响和二氧化碳排放。因此，水基配制剂越来越受到关注。
尽管水是一种优异的冷却流体，但它不具备润滑剂所需的摩擦学性能，尤其是在减少摩擦和保护部件免受磨损方面。
已经研究了由各种添加剂补充的水基润滑组合物。例如，文献US 2012/0149616提出了一种水性润滑剂，其除了水之外还包含水溶性聚亚烷基二醇、乳化剂、亚烷基二醇或甘油型防冻添加剂、防腐蚀添加剂、消泡添加剂和减摩添加剂。
发明内容
本发明的概述
本发明旨在提供一种新型水基组合物，其具有适合用于机械***润滑的摩擦学性能。
更特别地，本发明根据其第一方面涉及用于润滑机械***中的运动部件的水性润滑组合物，其包含至少：
-水，优选去离子水；
-甘油；以及
-金丝桃素(hypéricine)。
本发明含义中的术语“水性组合物”被理解为是指包含水作为基础流体(换言之作为主要溶剂)的组合物。特别地，水(优选去离子水)优选占润滑组合物总重质的大于35％质量。
在本文的其余部分中，“水性润滑组合物”或“水性润滑剂”是指根据本发明的润滑组合物，旨在用于润滑机械***中的运动部件。
本发明含义中的术语“渗透水”被理解为是指下述这样的水：该水经过了净化，特别是通过反渗透方法进行净化，以降低有机和/或矿物化合物的含量，例如含量低于5.0％重量，优选低于1.0％重量。在本文的其余部分中，表述“脱矿质水”或“超纯水”将被视为与表述“渗透水”等同或同义。特别地，渗透水可以是“去离子水”，换言之是经过纯化以减少离子如通常存在于水中的Ca2+和HCO3 -离子的含量的水。优选地，去离子水不含离子。
金丝桃素是一种天然颜料，存在于某些昆虫物种和金丝桃属(Hypericum)的某些植物中，其中常见的植物是圣约翰草(millepertuis)。金丝桃素是一种芳族多环二酮化合物，具有多种生物活性。
金丝桃素长期以来因其在传统医学中的用途而为人所知，例如用于治疗抑郁症和伤口愈合。此外，金丝桃素也被称为抗病毒、抗菌和抗肿瘤试剂，或者作为肿瘤诊断和治疗中的光敏剂。
然而，就本发明人所知，金丝桃素从未被提出在旨在用于润滑机械***的润滑剂中使用。
与所有预期相反，本发明人已经发现，通过向水和甘油的混合物中补充金丝桃素，从而能够获得具有优异摩擦学性能的水性配制剂。
特别地，根据本发明的水性组合物因此在减少机械***中的运动部件之间的摩擦以及抗磨损性方面具有良好的性能。
因此，本发明还涉及金丝桃素作为添加剂用于改善水性组合物的摩擦学性能、特别是减摩和抗磨损性方面的性能的用途，该水性组合物还包含至少水和甘油，特别包含相对于该组合物的总质量计为至少35％质量的水和至少20％质量的甘油。
根据本发明的水性组合物因而被证明适合用作润滑剂，用于机械***中运动部件的润滑。它们因而可被用于任何***和任何应用取代传统的烃基润滑剂。应用的实例在本文的其余部分中给出。
根据其另一方面，本发明涉及根据本发明的水性润滑组合物用于润滑机械***中、特别是车辆推进***中、更特别是车辆推进***的传动装置部分处的运动部件的用途。
本发明根据其另一个方面还涉及一种用于润滑机械***(或机械***中的部件)的方法，包括至少一个使所述机械***的至少一个部件与根据本发明的水性润滑组合物接触的步骤。
本发明还涉及根据本发明的水性润滑组合物用于减少机械***中运动部件之间的摩擦的用途，以及根据本发明的水性润滑组合物用于减少机械体系中部件的磨损的用途。
有利地，根据本发明的组合物因而结合了与水的存在相关联的良好冷却性能，以及良好的摩擦学性能，特别是减摩和抗磨损性能。因此，根据本发明的水性组合物可有利地提供润滑和冷却的双重功能。
因此，本发明还涉及根据本发明的水性润滑组合物用于润滑和冷却机械***中、特别是车辆推进***中的运动部件的用途。
因而可以利用根据本发明的水性组合物来避免使用两种不同的流体：一方面是冷却流体，另一方面是润滑流体。
此外，根据本发明的组合物具有易于配制的优点。除了冷却和润滑的综合性能外，它还具有良好的稳定性。有利地，它还具有良好的防腐蚀性能。
根据本发明的水性润滑组合物的其他特性、变体和优点在阅读以下说明书和实施例时将变得更加清楚，这些实施例以说明的方式给出并且不限制本发明。
表述“在...和...之间(compris entre...et...)”、“从...至...(allant de...à...)”、“从...至…形成(forméde...à...)”和“从...至...变化(variant de...à...)”应理解为包括边界值在内，除非另有说明。
在说明书和实施例中，除非另有说明，否则百分比为重量百分比。所述百分比因而以相对于组合物总质量的质量表示。除非另有说明，否则温度以摄氏度表示，并且除非另有说明，否则压力为大气压。
详细说明
水性润滑组合物
如上所述，根据本发明的水性润滑组合物(也称为水性润滑剂)是包含水作为主要溶剂的配制剂。
出于本发明的目的，“主要溶剂”被理解为是指水的存在量大于组合物中可能存在的任何其他溶剂。优选地，根据本发明的水性润滑组合物包含至少35％质量、优选35％-90％质量、更优选40％-75％质量的水，相对于该组合物的总质量计。
有利地，除了作为溶剂的作用外，水还使得能够获得具有良好冷却性能的润滑组合物，该润滑组合物可被用作机械***中运动部件的冷却流体。
根据一种特别的实施方案，用在根据本发明的水性润滑组合物中的水是去离子水，也称为脱矿质水。
去离子水不含离子，如通常存在于水中的Ca2+和HCO3 -离子，它们导致水中的电传导。
去离子水的使用因而在以下用途的情况下是特别有利的：根据本发明的水性润滑剂用于要求导电很少或根本不导电的流体的应用中的用途，例如该水性润滑剂用于润滑和冷却包括电路的机械***如特别是在电动或混合动力车辆中的电动或混合动力发动机的用途。
根据本发明的水性润滑组合物因此不同于机械***中常规使用的润滑剂，其包含主要比例的一种或多种水不溶性油。
“水不溶性油”被理解为特别是指在环境温度(约25℃)下基本不溶于水的油。特别地，水不溶性油在环境温度下在水中的溶解度小于0.2g/L。
这尤其涉及根据API分类中定义的类别的属于第I至V组的润滑基础油(或根据ATIEL分类的它们的等同物)及其混合物。
优选地，根据本发明的水性润滑组合物包含相对于该组合物的总质量计为小于5％质量、优选小于2％质量且更优选小于1％质量的水不溶性油。
有利地，根据本发明的水性润滑组合物完全不含水不溶性油。
金丝桃素
如上所述，根据本发明的水性润滑组合物使用金丝桃素。
金丝桃素，也被称为1,3,4,6,8,13-六羟基-10,11-二甲基菲并[1,10,9,8-opqra]苝-7,14-二酮或4,5,7,4’,5’,7’-六羟基-2,2’-二甲基萘并二蒽酮，是一种由八个共轭环形成的化合物，含有六个羟基、两个羰基和两个甲基，具有以下化学结构：
金丝桃素可以通过本领域技术人员已知的任何方法获得。
特别地，它可以从金丝桃属的新鲜或干燥植物中获得。贯叶连翘(Hypericumperforatum)又名圣约翰草，是金丝桃素的丰富来源。
金丝桃属提取物可通过用有机溶剂(例如丙酮、乙腈、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇、己烷、异丙醇或甲醇)提取或通过用超临界流体(例如超临界状态下的二氧化碳)提取而容易制备。在US 7,195,783中特别描述了这种方法的实例。
另外可选地，金丝桃素可以根据本领域技术人员已知的合成方法在实验室合成，例如在WO 2017/151111、US 5,120,412和EP 0 432 496中所述。
金丝桃素也可以从例如Sigma Aldrich公司商业获得。
根据本发明使用的金丝桃素通常为粉末形式。
优选地，金丝桃素在根据本发明的水性润滑组合物中的用量为0.01-5.0％质量，优选0.05％-3.5％质量、更优选0.1％-1.5％质量，相对于该组合物的总质量计。
特别地，根据本发明的润滑剂组合物可以以水/金丝桃素质量比为100/1至200/1、特别是120/1至150/1包含水和金丝桃素。
根据一种实施方案变体，可以替代金丝桃素或与金丝桃素一起使用一种或多种其他多环联二蒽醌化合物，并且更一般地是一种或多种基于蒽醌的化合物。
因此，更一般地，根据本发明的水性润滑组合物可包含一种或多种选自多环联二蒽醌、优选选自金丝桃素及其衍生物的化合物。
多环联二蒽醌化合物可以更具体地对应于下式(I)：
其中：
-R1、R6、R7和R12彼此独立地选自-H、-OH、-OR和O(CO)R；
-R3、R4、R9和R10彼此独立地选自-H、-R、-OH、-OR、-O(CO)R、-CH2-OH、-CH2-OR、-CH2-O(CO)R、-COOH和-COOR，优选选自-H、-OH、-OR、-O(CO)R、-CH2-OH、-CH2-OR和CH2-O(CO)R；
-R2、R5、R8和R11彼此独立地选自-H、-R、-F、-Cl、-Br、-I和-SO3H，优选选自-H和-R；
-R是烷基，特别包含1-10个碳原子。
这类化合物可以通过本领域技术人员已知的任何方法获得，例如US 7,195,783中描述的方法。
因此，根据一种实施方案变体，根据本发明的水性润滑组合物可包含至少水、甘油和至少一种多环联二蒽醌化合物，特别选自金丝桃素及其衍生物，更特别地具有如上定义的式(I)。
特别地，特别选自金丝桃素及其衍生物的所述的多环联二蒽醌类型的化合物可以以相对于该组合物的总质量计为0.01％-5.0％质量、优选0.05％-3.5％质量、更优选0.1％-1.5％质量的量使用。
甘油
如前所述，根据本发明的水性润滑组合物包含至少甘油。
甘油是一种含有三个游离羟基的有机分子，其化学式如下：
优选地，根据本发明的水性润滑组合物可包含相对于该组合物的总质量计为至少20％质量、优选20％-75％质量、更优选30％-50％质量的甘油。
特别地，根据本发明的润滑组合物可以以水/甘油质量比为0.5/1至2/1包含水和甘油。
特别地，根据本发明的润滑组合物可以以甘油/金丝桃素质量比为50/1至300/1、特别是100/1至200/1包含甘油和金丝桃素。
根据一种实施方案变体，可以替代甘油或与其组合使用一种或多种多元醇类型的其他化合物，特别选自二醇和聚亚烷基二醇。
因此，更一般地，根据本发明的水性润滑组合物可包含一种或多种多元醇，特别选自甘油、二醇、聚亚烷基二醇及其混合物。
二醇是其中两个羟基由不同碳原子、优选由相邻碳原子携带的二醇。
优选地，二醇是亚烷基二醇，特别具有2-10个碳原子，特别是2-6个碳原子。例如，可以提及单乙二醇、二甘醇和丙二醇。
聚亚烷基二醇(表示为“PAG”)选自水溶性聚亚烷基二醇。
术语“水溶性”是指在环境温度(约25℃)下在水中的溶解度为至少10g/L、优选至少500g/L的聚亚烷基二醇。
聚亚烷基二醇可更特别地由C1-C4、优选C1-C3和更特别地为C2-C3的环氧烷烃单元形成。
有利地，根据本发明的水性润滑组合物中使用的聚亚烷基二醇包含至少50％质量、特别是至少80％质量、更优选至少90％质量的环氧丙烷和/或环氧乙烷单元。它可以是环氧乙烷/环氧丙烷的无规共聚物。
优选地，根据本发明的水性润滑组合物中使用的聚亚烷基二醇具有根据ASTMD445标准在100℃(KV100)下测量的运动粘度在100和5000mm2/s之间，特别是在150和3000mm2/s之间。
优选地，根据本发明的水性润滑组合物中使用的聚亚烷基二醇具有根据ASTMD445标准在40℃(KV40)下测量的运动粘度在500和30000mm2/s之间，特别是在1000和25000mm2/s之间。
根据本发明的水性润滑组合物中使用的聚亚烷基二醇的闪点优选高于或等于160℃，特别是高于或等于220℃。闪点可通过ISO 2592或ASTM D92标准测量。
优选地，根据本发明的水性润滑组合物中使用的聚亚烷基二醇具有根据ASTMD2270标准测量的粘度指数在100和800之间，优选在250和550之间。
因此，根据一种实施方案变体，根据本发明的水性润滑组合物可包含至少水、至少一种多元醇化合物以及金丝桃素，该多元醇化合物选自甘油、二醇，特别是亚烷基二醇、聚亚烷基二醇，及其混合物，优选选自甘油和如前所述的聚亚烷基二醇。
特别地，相对于组合物的总质量，所述多元醇化合物的用量可以为至少20％质量，优选20％-75％质量，更优选30％-50％质量。
因此，根据一种实施方案变体，根据本发明的水性润滑组合物包含至少：
-水，
-至少一种多元醇化合物，选自甘油、二醇，特别是亚烷基二醇、聚亚烷基二醇及其混合物，优选选自甘油和如前定义的聚亚烷基二醇；优选甘油；和
-至少一种多环联二蒽醌化合物，特别选自金丝桃素及其衍生物，更特别具有如上定义的式(I)，优选金丝桃素。
添加剂
根据本发明的水性润滑组合物可进一步包含各种添加剂。
应理解，所述添加剂与它们在水性介质中的用途相容。有利地，所述添加剂以水溶性或水可乳化性的形式使用，例如以离子盐或液体的形式使用。
所述添加剂当然是针对水性润滑剂的预期应用而选择。
当然，本领域技术人员将要注意到选择可能的添加剂和/或其量，以便根据本发明的水性润滑组合物的有利性能(特别是摩擦学性能，特别是减少摩擦和防止部件免受磨损的性能以及冷却性能)不会受到拟议的添加剂添加的不利影响。
这种添加剂可更特别地选自消泡剂、杀生物剂、pH调节剂、腐蚀抑制剂、抗磨和/或极压添加剂、螯合剂、金属钝化剂、着色剂、分散剂、乳化剂及其混合物。
有利地，根据本发明的水性润滑组合物可包含一种或多种添加剂，选自消泡剂、极压剂、腐蚀抑制剂、pH调节剂、金属钝化剂、着色剂及其混合物。
根据本发明的水性润滑组合物可更特别地包含相对于该组合物的总质量计为0.1％-10％质量、更优选1.0％-8.0％质量的添加剂。
腐蚀抑制剂
根据本发明的水性润滑组合物可包含至少一种腐蚀抑制剂。腐蚀抑制剂有利地使得可以减少甚至防止金属部件的腐蚀。所述腐蚀抑制剂的性质可根据待保护以防腐蚀的金属来选择，例如铝、钢、镀锌钢、黄色金属，例如铜或黄铜。
在无机腐蚀抑制剂中，可以提及亚硝酸盐，亚硫酸盐，硅酸盐，硼酸盐，磷酸钠、钾、钙或镁盐，碱金属磷酸盐，氢氧化物，钼酸盐，硫酸锌、镁或镍盐。
在有机腐蚀抑制剂中，可以提及烷醇胺如三乙醇胺，特别具有4-15个碳原子的脂肪族单羧酸如辛酸，具有4-15个碳原子的脂族二羧酸如癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸或其混合物，任选被三乙醇胺中和的多羧酸，如1,3,5-三嗪-2,4,6-三-(6-氨基己)酸，烷酰基酰胺基羧酸，特别是异壬酰基酰胺基己酸及其混合物。也可以使用由胺或氨基醇与硼酸反应产生的硼酸酰胺。
根据本发明的水性润滑组合物可特别包含相对于该组合物的总质量计为0.1％-5.0％质量、优选0.5％-4.0％质量、更优选1.0％-2.5％质量的腐蚀抑制剂。
抗磨/极压添加剂
根据本发明的水性润滑组合物可包含至少一种抗磨和/或极压添加剂。它们的作用是降低磨损和摩擦系数，或者通过在这些表面上形成吸附的保护膜来防止金属-金属接触。
存在种类广泛的抗磨添加剂，其中可提及选自磷-硫添加剂如金属烷基硫代磷酸酯或其盐的那些。
磷酸胺也是可用于本发明组合物中的抗磨添加剂。
不提供磷的添加剂也可以是合适的，例如多硫化物，特别是含硫烯烃。
在适用于本发明的极压添加剂中，可以提及水溶性极压添加剂，例如2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(DMTD)或其盐，特别是二钠盐(NaDMTD)。
根据本发明的水性润滑组合物可包含相对于该组合物的总质量计为0.01％-10％质量、优选0.5％-5.0％质量的如上所述的抗磨和/或极压添加剂。
消泡剂
根据本发明的水性润滑组合物可包含至少一种消泡剂添加剂。消泡剂可防止润滑流体起泡。
它可例如是基于聚硅氧烷或丙烯酸酯聚合物的消泡剂。优选地，消泡剂选自三维硅氧烷。
此外，消泡剂可以是极性聚合物，例如聚甲基硅氧烷或聚丙烯酸酯。
特别地，根据本发明的水性润滑组合物可包含相对于该组合物的总质量计为0.001％-3.0％质量、优选0.005％-1.5％质量、更优选0.01％-1.0％质量的消泡剂添加剂。
pH调节剂
根据本发明的水性润滑组合物可包含至少一种pH调节添加剂，特别是碱性缓冲剂。pH调节剂使得能够保持润滑组合物的期望pH，特别是为了保持碱性pH，有利地在8和11之间，从而特别防止金属表面的腐蚀。
pH调节剂可以选自胺，特别是烷醇胺和氨基醇。
它特别可以是选自以下的pH调节添加剂：乙醇胺，如单乙醇胺(MEA)，二乙醇胺(DEA)；三乙醇胺(TEA)，二甘醇胺(DGA)异丙醇胺，如单异丙醇胺(MIPA)，二异丙醇胺(DIPA)和三异丙醇胺(TIPA)，亚乙基胺，如乙二胺(EDA)，二亚乙基三胺(DETA)，三亚乙基四胺(TETA)和四亚乙基五胺(TEPA)，烷醇胺，如甲基二乙醇胺(MDEA)，环胺，如环己胺，2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇，2-氨基-2-甲基-1-丙醇及其混合物。
根据本发明的水性润滑组合物可特别包含相对于该组合物的总质量计为0.1％-10％质量、优选0.5％-5％质量的pH调节添加剂。
金属钝化剂
根据本发明的水性润滑组合物可包含至少一种金属钝化剂。金属钝化剂可以通过促进金属氧化物在其表面上的形成来保护金属部件。
金属钝化剂可例如选自***衍生物，例如四氢苯并***(THBTZ)，甲苯基***(TTZ)，苯并***(BTZ)，被***基团取代的胺，例如N,N-双(2-乙基己基)-1,2,4-***-1-基甲胺，N’-双(2-乙基己基)-4-甲基-1H-苯并***-1-甲胺，N,N-双(庚基)-ar-甲基-1H-苯并***-1-甲胺，N,N-双(壬基)-ar-甲基-1H-苯并***-1-甲胺，N,N-双(癸基)-ar甲基-1H-苯并***-1-甲胺，N,N-双(十一烷基)-ar-甲基-1H-苯基***-1-甲胺，N,N-双(十二烷基)-ar-甲基-1H-苯并***-1-甲胺，N,N-双(2-乙基己基)-ar-甲基-1H-苯并***-1-甲胺，1,2,4-***，苯并咪唑，2-烷基二硫代苯并咪唑、2-烷基二硫代苯并噻唑，2-(N,N-二烷基二硫代氨基甲酰基)苯并噻唑，2,5-双(烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，例如2,5-双(叔辛基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔壬基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔癸基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔十一烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔十二烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔十三烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔十四烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔十五烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔十六烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔十七烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔十八烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔十九烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(叔二十烷基二硫代)-1,3,4-噻二唑，2,5-双(N,N-二烷基二硫代氨基甲酰基)-1,3,4-噻二唑，2-烷基二硫代-5-巯基噻二唑，及其混合物。
优选地，金属钝化剂选自四氢苯并***(THBTZ)、甲苯基***(TTZ)、苯并三氮唑(BTZ)及其盐，单独地或作为混合物采用。
根据本发明的水性润滑组合物可特别包含相对于该组合物的总质量计为0.01％-2.0％质量、优选0.1％-1.0％质量的金属钝化剂。
着色剂
根据本发明的水性润滑组合物可包含一种或多种着色剂。着色剂可以是天然的或合成的，通常是有机的。
可用于水性润滑组合物中的着色剂可更特别地选自天然或合成的水溶性着色剂，例如着色剂FDC红4、DC红6、DC红22、DC红28、DC红30、DC红33、DC橙4、DC黄5、DC黄6、DC黄8、FDC绿3、DC绿5、FDC蓝1、甜菜苷(甜菜)、胭脂红、叶绿酸、亚甲蓝、花青素(花色素苷、黑胡萝卜和木槿)、焦糖和核黄素。
根据本发明的水性润滑组合物可包含相对于该组合物的总质量计为0.01％-2.0％质量、优选0.01％-1.5％质量、更优选0.02％-1.0％质量的着色剂。
乳化剂
根据本发明的水性润滑组合物可包含一种或多种乳化剂，也称为乳化试剂。它们的作用是在水中生成稳定的乳液。
乳化剂可以更特别地是非离子型的，例如乙氧基化的脂肪醇，乙氧基化的脂肪酸，乙氧基化的脂肪酰胺；阴离子型的，例如KOH或NaOH的皂；磺酸盐；阳离子型的，例如季铵化合物；或水溶性或水可乳化性的羧酸酯。
特别地，根据本发明的水性润滑组合物可包含相对于该润滑组合物的总质量计为0.01％-10％质量、优选0.1％-5.0％质量的乳化剂。
螯合剂
根据本发明的水性润滑组合物可包含至少一种螯合剂。螯合剂(也称为螯合试剂)使得能够限制组合物中金属离子的结垢。
作为螯合剂的实例，可以提及衍生自膦酸和膦酸盐的那些，例如二亚乙基三胺五甲基膦酸(DTPMPA)，氨基三(亚甲基膦酸)(ATMP)，羟基乙烷二膦酸(HEDP)，1-羟基亚乙基1,1-二膦酸盐，2-羟基乙胺二(亚甲基膦酸)(HEAMBP)，二亚乙基三氨基五(亚甲基膦酸)(DTMP)，多官能有机酸和羟基酸，如乙二胺四乙酸(EDTA)，蝶酰-L-谷氨酸(PGLU)，有机多元酸，如马来酸和聚天冬氨酸，多糖和碳水化合物如菊粉，羧甲基菊粉和羧甲基壳聚糖。
根据本发明的水性润滑组合物可包含相对于该组合物的总质量计为0.001％-2.0％质量、优选0.01％-1.0％质量的螯合剂。
杀生物剂和杀真菌剂
根据本发明的水性润滑组合物可包含至少一种杀生物剂和/或杀真菌剂。杀生物剂和杀真菌剂可用于通过限制润滑流体中细菌、真菌和酵母的增殖来提高组合物的生物稳定性。
这类杀生物剂可选自尼泊金、醛、反应性乙酰丙酮化合物、异噻唑啉酮、酚类化合物、酸盐、卤化化合物、季铵、某些醇及其混合物。
优选地，杀生物剂可以选自任选取代的苯并异噻唑啉酮(BIT)，例如N-丁基-1,2-苯并异噻唑啉-3-酮，甲基异噻唑啉酮(MIT)，甲基异噻唑啉酮和氯甲基异噻唑啉酮的混合物(MIT/CMIT)，邻苯基苯酚(OPP)或其钠盐、3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯(IPBC)，氯甲酚和N,N-亚甲基双吗啉(MBM)；山梨酸；优选选自邻苯基苯酚(OPP)或其钠盐，3-碘-2-丙炔基丁基氨基甲酸酯，氯甲酚，苯并异噻唑啉酮和N,N-亚甲基双吗啉。
根据本发明的水性润滑组合物可特别包含相对于该组合物的总质量计为0.01％-10％质量、优选0.5％-5.0％质量的杀生物剂和/或杀真菌剂。
有利地，根据本发明的润滑组合物具有根据标准ASTM D445(ISO3104)在40℃(KV40)下测量的运动粘度为500-2000mm2/s，特别是800-1200mm2/s。
有利地，根据本发明的润滑组合物具有根据标准ASTM D445(ISO3104)在100℃(KV100)下测量的运动粘度为30-70mm2/s，特别是40-60mm2/s。
根据本发明的一种实施方案，根据本发明的水性润滑剂包含：
-至少35％质量、优选35％-90％质量、更优选40％-75％质量的水，特别是去离子水；
-至少20％质量、优选20％-75％质量、更优选30％-50％质量的甘油；
-0.01％-5.0％质量、优选0.05％-3.5％质量、更优选0.1％-1.5％质量的金丝桃素，
所述含量以相对于该润滑组合物的总质量来表示。
根据一种特别的实施方案，根据本发明的水性润滑组合物包含：
-至少35％质量的水，优选去离子水；
-至少20％质量的甘油；
-0.01％-5.0％质量的金丝桃素；和
-任选地，0.1％-10％质量的一种或多种添加剂，选自消泡剂、极压剂、腐蚀抑制剂、pH调节剂、金属钝化剂、着色剂、乳化剂、螯合剂及其混合物，
所述含量以相对于该润滑组合物的总质量来表示。
特别地，根据本发明的水性润滑组合物可由以下项组成：
-至少20％质量的甘油；
-0.01％-5.0％质量的金丝桃素；和
-任选地，0.1％-10％质量的一种或多种添加剂，选自消泡剂、极压剂、腐蚀抑制剂、pH调节剂、金属钝化剂、着色剂、乳化剂、螯合剂及其混合物，
所述含量以相对于该润滑组合物的总质量来表示；
余量为水，优选去离子水。
根据一种实施方案变体，根据本发明的水性润滑组合物可包含：
-至少35％质量的水，优选去离子水；
-至少20％质量的一种或多种多元醇化合物，选自甘油、二醇，特别是亚烷基二醇、聚亚烷基二醇及其混合物，优选选自甘油和如上定义的聚亚烷基二醇；优选甘油；和
-0.01％-5.0％质量的一种或多种多环联二蒽醌化合物，特别选自金丝桃素及其衍生物，更特别具有如上定义的式(I)，优选金丝桃素；
所述含量以相对于该润滑组合物的总质量来表示。
更特别地，根据一种实施方案变体，根据本发明的水性润滑组合物可由以下项组成：
-至少20％质量的一种或多种多元醇化合物，选自甘油、二醇，特别是亚烷基二醇、聚亚烷基二醇及其混合物，优选选自甘油和如上定义的聚亚烷基二醇；优选甘油；和
-0.01％-5.0％质量的一种或多种多环联二蒽醌化合物，特别选自金丝桃素及其衍生物，更特别具有如上定义的式(I)，优选金丝桃素；
所述含量以相对于该润滑组合物的总质量来表示；
余量为水，优选去离子水。
更一般地，本发明因而涉及至少一种多环联二蒽醌化合物作为添加剂用于改善包含至少水和至少一种多元醇化合物的水性组合物的摩擦学性能、特别是减摩和抗磨损性方面的性能的用途，其中所述多环联二蒽醌化合物选自金丝桃素及其衍生物，更特别具有如上定义的式(I)，优选金丝桃素，并且所述多元醇化合物选自甘油、二醇，特别是亚烷基二醇、聚亚烷基二醇及其混合物，优选选自甘油和如上定义的聚亚烷基二醇。
应用
如上所述，根据本发明配制的水性润滑组合物(特别是如上所述)具有优异的摩擦学性能，特别是在减少摩擦和抗磨损性方面，这使得其特别适合用作润滑流体。
水性润滑组合物可用于各种应用。通常，它们可以用作***和应用的润滑流体，替代传统的烃基润滑剂。
根据本发明的水性润滑组合物因此可用于润滑齿轮机构、滚动轴承、轴承(例如滚动轴承或滑动轴承)或发动机。
例如，根据本发明的水性润滑组合物可用于润滑发动机、尤其是内燃机发动机如车辆发动机的用途。它有利地使得可以减少发动机部件的磨损。
在另一应用变体中，根据本发明的水性润滑组合物可用于金属加工，例如用于加工金属如铝、钢、镀锌钢、黄色金属。
有利地，主要由水形成的根据本发明的润滑组合物具有很小的毒理学影响，特别是对于使用这种润滑剂的人。有利地，即使水是根据本发明的水性润滑剂的主要溶剂，经处理的表面也被合适地润滑。
此外，大比例水的存在使得能够更容易清洁待处理的表面，特别是通过用水简单冲洗。
根据本发明的水性润滑组合物还可用于电动或混合动力车辆的推进***的润滑的有利应用，并且更特别是用于润滑发动机、功率电子器件(électronique depuissance)、传动装置(transmission)和/或电池。
根据本发明的水性组合物因此可既用作冷却剂又用作润滑剂，例如在电动或混合动力车辆的机动化(motorisation)***中。有利地，根据本发明的组合物使得能够在电动或混合动力车辆的机动化***的部件的冷却和润滑方面共同地实现良好的性能。
更特别地，根据本发明的组合物能够冷却和润滑电动或混合动力车辆的电动机。它对于冷却功率电子器件和/或电动机的转子和/或定子是特别有效的。它还确保了位于电动或混合动力车辆的电动机的转子和定子之间的滚动轴承的润滑。
有利地，根据本发明的组合物使得能够确保电动或混合动力车辆的传动装置(当其存在时，尤其是减速器)的润滑。此外，根据本发明的组合物有利地使得能够有效地冷却电动或混合动力车辆中存在的电池。
因此，有利地，例如可以通过使用根据本发明的单一组合物来确保电动或混合动力车辆中的电池的冷却以及传动装置(特别是减速器)的润滑。
根据本发明，根据本发明的组合物的特性、优点或优选特征使得可以定义根据本发明的用途的特性、优点和优选特征。
具体实施方式
现在将通过下面的实施例来描述本发明，所述实施例无疑是作为本发明的非限制性说明给出的。
实施例
摩擦学测试
使用往复式球-平面摩擦计测量润滑组合物的摩擦系数和球足迹直径的球磨损(单位：μm3)。对于每次测试，更换球和/或平面表面的机械部件。所用部件的性能如下表1所示。
本研究中使用的机械部件的性能
表1
往复式球-平面摩擦计上的测试条件为：
-温度：25℃；
-频率：0.75Hz；
-最大接触压力：580MPa；
-轨迹长度：2mm；
-时间：1.1小时；
-润滑组合物的体积：约50μL
实施例1
润滑组合物的制备
仅包含甘油和水的参考组合物(I0)和根据本发明的组合物(I1)(对应于补充有金丝桃素的组合物I0)通过在环境温度下简单混合表2中所示的组分来制备。百分比以相对于组合物总质量的质量表示。
| 组成 | I0 | I1 |
| 去离子水[％] | 50 | 49.82 |
| 甘油[％] | 50 | 49.82 |
| 金丝桃素[％] | 0 | 0.36 |
表2
润滑组合物的性能评价
根据以上详述的测量方案，对由此制备的水性组合物的摩擦学性能进行评价。
结果汇总在下表3和4中。
| 组成 | I0 | I1 |
| SiC球-Si3N4平面 | 0.081 | 0.071 |
| 钢球-钢平面 | 0.180 | 0.100 |
| 钢球-Si3N4平面 | 0.020 | 0.010 |
| 钢球-SiC平面 | 0.100 | 0.010 |
针对每个球-平面配置和每个组合物测量的摩擦系数
表3
| 组成 | I0 | I1 |
| SiC球-Si3N4平面 | 1.80×104 | 1.50×104 |
| 钢球-钢平面 | 2.90×104 | 0.40×104 |
| 钢球-Si3N4平面 | 1.35×104 | 0.80×104 |
| 钢球-SiC平面 | 0.30×104 | 0.20×104 |
针对每个球-平面配置和每个组合物测量的球足迹直径(单位：μm3)
表4
从这些实施例可以清楚看出，与不含金丝桃素的参考组合物(I0)相比，根据本发明的组合物(I1)具有减少的磨损和降低的摩擦系数。
Claims (11)
1.用于润滑机械***中的运动部件的水性润滑组合物，其包含至少：
-水，优选去离子水；
-甘油；以及
-金丝桃素。
2.根据权利要求1所述的水性润滑组合物，其包含至少35％质量、优选35％-90％质量、更优选40％-75％质量的水，相对于该组合物的总质量计。
3.根据权利要求1或2所述的水性润滑组合物，其包含至少20％质量、优选20％-75％质量、更优选30％-50％质量的甘油，相对于该组合物的总质量计。
4.根据前述权利要求中任一项所述的水性润滑组合物，其包含0.01％-5.0％质量，优选0.05％-3.5％质量、更优选0.1％-1.5％质量的金丝桃素，相对于该组合物的总质量计。
5.根据前述权利要求中任一项所述的水性润滑组合物，其还包含至少一种添加剂，选自消泡剂、杀生物剂、pH调节剂、腐蚀抑制剂、抗磨和/或极压添加剂、螯合剂、金属钝化剂、着色剂、分散剂、乳化剂及其混合物，优选选自消泡剂、极压剂、腐蚀抑制剂、pH调节剂、金属钝化剂、着色剂及其混合物。
6.根据前述权利要求中任一项所述的水性润滑组合物，其包含相对于所述组合物的总质量计为小于5％质量、优选小于2％质量、更优选小于1％质量的水不溶性油。
7.根据前述权利要求中任一项所述的水性润滑组合物，所述组合物不含水不溶性油。
8.根据前述权利要求中任一项定义的水性润滑组合物用于润滑机械***中、特别是车辆推进***中的运动部件的用途。
9.根据权利要求1-7中任一项定义的水性润滑组合物用于润滑和冷却机械***中、特别是车辆推进***中的运动部件的用途。
10.金丝桃素作为添加剂用于改善水性组合物的摩擦学性能、特别是减摩和抗磨损性方面的性能的用途，该水性组合物还包含至少水和甘油。
11.根据前一个权利要求所述的用途，所述水性组合物包含相对于所述组合物的总质量计为至少35％质量的水和至少20％质量的甘油。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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