发明名称 以硫磺为配位原子之水系润滑剂及其使用方法
摘要 实现不含油分的水系润滑剂,其仅需在金属表面涂布,即可形成金属重加工必要的水系润滑膜。上述水系润滑剂为,利用界面活性剂将金属螯合化合物悬浮或分散于水中。上述所使用的金属螯合物系以硫磺为至少一配位原子之复座或多座螯合配位基,与锌、锰、铁、钼、鍚、锑之中一种以上的金属配位座进行配位而得。上述水系润滑剂可涂布于金属表面,而在金属表面形成强固的润滑膜。因为上述润滑膜系以硫磺为配位原子,所以一旦被施以极压后,会因摩擦反应而产生硫磺自由基。上述硫磺自由基反应性高,与金属表面迅速反应,而产生具有润滑效果的硫化金属。再者,上述硫磺自由基与利用金属螯合化合物分解,所产生的金属离子反应,亦会产生具有润滑效果的硫化金属。如上所述,水系润滑剂具有良好的润滑作用。
申请公布号 TW521086 申请公布日期 2003.02.21
申请号 TW087107249 申请日期 1998.05.11
申请人 明克国际股份有限公司;尾嵨平次郎 发明人 尾嵨平次郎;竹内雅彦;池末富三夫;村德俊;河原文雄;伴野满
分类号 C10M109/02 主分类号 C10M109/02
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种水系润滑剂,其系将金属螯合化合物悬浮或分散于水中之水系润滑剂,上述金属螯合物系以硫磺为至少一配位原子之复座或多座螯合配位基,与锌、锰、铁、钼、鍚、锑之中一种以上的金属配位座进行配位而得。2.如申请专利范围第1项所述之水系润滑剂,其中上述以硫磺为至少一配位原子之复座或多座螯合配位基,系在上述锌、锰、铁、钼、鍚、锑之中一种以上的金属之复数配位座部份地填满配位,同时在剩余之配位座以与氢氧化物离子、缩合磷酸、聚羧酸型高分子活性剂及/或聚氧羧酸进行配位之混配位基金属螯合化合物悬浮或分散于水中。3.一种混配位基金属螯合化合物,系以硫磺为至少一配位原子之复座或多座螯合配位基,与锌、锰、铁、钼、鍚、锑之中一种以上的金属之复数个配位座部分地填满配位,同时,残余的配位座与氢氧化物离子、缩合磷酸、聚羧酸型高分子活性剂及/或聚氧羧酸进行配位。4.一种水系润滑剂,系将如申请专利范围第3项所述之混配位基金属螯合化合物,悬浮或分散于水中者,其中,前述以硫磺为至少一配位原子之复座或多座螯合配位基为以化学式1-28分别所示之螯合物配位子中选择出来者,上述化学式1-28分别为:【化学式1】此处,R1与R2可为相同者,此时R1(=R2)为H、CH3.C2H5.正C3H7.异C3H7.正C4H9.异C4H9.第三C4H9或C6H5,R1与R2亦可为不同者,R1为H时,R2为CH3.C2H5.正C3H7.异C3H7.正C4H9.异C4H9.第三C4H9或C4H9,而R1为CH3或C2H5时,R2为C6H5,对应该化学式之适合化合物举例为如双(二甲基二硫胺基甲酸)-锌(bis(diethyldithiocarbamato)-zinc)或双(n-二丁基二硫胺基甲酸)-锌(bis(n-dibutyldithiocarbamato)-zinc)等,【化学式2】此处,R是H、CH3或C2H5,对应于该化学式之适合化合物举例为如双(环戊基甲烯二硫胺基甲酸)-锌 (bis(cyclopentamethylenedithiocarbamato)-zinc)等,【化学式3】对应于该化学式之适合化合物举例为如双(2-氧基环四甲烯二硫胺基甲酸)-锌(bis(2-oxycyclotetramethylenedithiocarbamato)-zinc)等,【化学式4】对应于该化学式之适合化合物举例为如双(氢羰基-水合-二硫胺基甲酸-二锌)-环四甲烯(bis(hydroxo-aqua-dithiocarbamato-dizinc)-cyclotetramethylene)等,【化学式5】此处,R为邻NO2.对NO2或间CH3或间C2H5,对应于该化学式之适合化合物举例为如双(苯基-二硫胺基甲酸)-锌(bis(benzyl-dithiocarbamato)-zinc)等,【化学式6】R为CH3.C2H5.正C3H7或异C3H7,对应于该化学式之适合化合物举例为如双(N,N-二乙基氨基乙基二硫氨基甲酸)-锌(bis(N,N-diethylaminoethyldithiocarbamato)-zinc)等,【化学式7】此处R为氢原子或具有1~12碳原子的烷基,对应于该化学式之适合化合物举例为如双(2-巯基乙基二硫胺基甲酸)-锌(bis(2-mercaptoethyldithiovarbamato)-zinc)等,【化学式8】此处m=1,1(l)=0时,R1~R3.R6~R8为H,R1为CH3.R2~R3.R6~R8为H,R1为C2H5.R2~R3.R6~R8为H,R1为正C3H5或异C3H5,R2~R3.R6~R8为H,R1为正C4H9.异C4H9,或第三C4H9,R2~R3.R6~R8为H,R2与R3为CH2,R1.R6~R8为H,R2与R6为CH3,R1.R3.R7~R8为H,R2与R3与R6与R7为CH3,R1与R8为H,R1与R8为CH3,R2~R3.R6~R7为H,R1与R8为C2H5,R2~R3.R6~R7为H,R1与R8为正C3H5,或异C3H5,R2~R3.R6.R7为H,R1与R8为正C4H9.异C4H9,或第三C4H9,R2~R3.R6~R7为H,或是R2与R6为C6H5,R1.R3.R7~R8为H,m=1,1(l)=1时R1~R8为H或R4与R5为CH3,R1~R3.R6~R7为H,m=1,1(l)=2~7时R1~R8为H,m=2~9,1(l)=0时R1~R8为H或R2为CH3,R1.R3.R6~R8为H,m=2~9,1(l)=1时R1~R8为H,对应于该化学式之适合化合物举例为如1,2-双(氢羰基-水合-二硫胺基甲酸-锌)-乙烷(1,2-bis(hydroxo-aqua-dithiocarbamato-zinc)-ethane)等,【化学式9】对应于该化学式之适合化合物举例为如1,2,3-Tris(hydroxo-aqua-dithiocarbamato-zinc)-propane等,【化学式10】对应于该化学式之适合化合物举例为如双(环己基二硫胺基甲酸)-锌(bis(cyclohexyldithiocarbamato)-zinc)及1,2-双-(氢羰基-水合-二硫胺基甲酸-锌)-环己烷(1,2-bis(hydroxo-aqua-dithiocarbamato-zinc)cyclohexane)等,【化学式11】对应于该化学式之适合化合物举例为如N,N,N',N'-四(氢羰基-水合-乙基二硫胺基甲酸-锌)-乙烯二胺(N,N,N',N'-tetra(hydroxo-aqua-ethyldithiocarbamato-zinc)-ethylenediamine),【化学式12】此处的R为碳数1~12的直链或分支链烷基,对应于该化学式之适合化合物举例为如双(乙基黄原酸-锌(bis(ethylxanthogenato)-zinc)等,【化学式13】此处R为H,1(l)=2~3,m=1或是R为碳数为1~12的烷基,1=2~3,m=2~3,对应于该化学式之适合化合物举例为如双(乙基硫乙醇)-锌(bis(ethylthioethanolato)-zinc)或双(乙基硫乙醇)-铜(II)(bis(ethylthioethanolato)-copper(II))等,【化学式14】此处R1~R3为H,m=1,R1为碳数1~12的烷基,而R2~R3为H,m=2或是R1~R2为H,R3为NH2,m=2,对应于该化学式之适合化合物举例为如双(乙基硫二醇)-锌(bis(ethylthioglycolato)-zinc)或双(乙基硫二醇)-铜(II)(bis(ethylthioglycolato)-copper(II))等,【化学式15】对应于该化学式之适合化合物举例为如双(2-巯苯唑)-锌(bis(2-mercaptobenzothiazolato)-zinc)等,【化学式16】R为H,1=1~6,n=2~3或是R为COOH,1=1~6,n=2~3,对应于该化学式之适合化合物举例为如双(氢羰基-水合-黄原酸-锌)-乙烷(bis(hydroxo-aqua-xanthogenato-zinc)-ethane)等,【化学式17】R1与R2为H,1=2~12,R1为H,R2为CH3,1=2~12,R1为C2H4S-,R2为H,1=2~12或是R1为C2H4S-,R2为CH3,1=2~12,对应于该化学式之适合化合物举例为如N,N'-双(巯基乙基乙烯二胺)-锌(N,N'-bis (mercaptoethylethylenediaminato)-zinc)等,【化学式18】R1与R2为H,1=1~2,m=1~6,n=2~3或是R1为C2H4S-,R2为H,m=1~6,n=1,对应于该化学式之适合化合物举例为如1,3-双(氢羰基-水合-巯基乙基胺-锌)-丙烷(1,3-bis(hydroxo-aqua-mercaptoethylaminato-zinc)-propane)等,【化学式19】对应于该化学式之适合化合物举例为如三-氢羰基-(2,4,6-三巯基三唑)-三锌(tri-hydroxo-(2,4,6-trimercaptotriazinato)-trizinc)等,【化学式20】此处1为0.1.2或3R1与R2为H、CH3.C2H5,正C3H7或异C3H7,R1为H,R2为CH3.C2H5,正C3H7或异C3H7,或是R1为C2H5,R2为C6H5,或是X为阴离子单座配位基,n=2~3,对应于该化学式之适合化合物举例为如氢羰基-(N,N,N',N'-四乙基秋兰姆-二硫)-锌(hydroxo-(N,N,N',N'-tetraethylthiuram-disulfidato)-zinc)等,【化学式21】1=0.1.2或3,X为阴离子单座配位基,n=2~3,对应于该化学式之适合化合物举例为如氢羰基-(2,2'-二硫-双苯唑) -锌(hydroxo-(2,2'-dithio-bisbenzothiazolato)-zinc)等,【化学式22】此处R为H,1=1~4或是R为碳数1~3的烷基,1=1~4,X为阴离子单座配位基,n=2~3,对应于该化学式之适合化合物举例为如氢羰基-(环戊甲烯秋兰姆-二硫-锌)(hydroxo-(cyclopentamethylenethiuram-disulfidato)-zinc)等,【化学式23】此处X为阴离子单座配位基,n = 2 ~ 3,对应于该化学式之适合化合物举例为如二氯-双(吗)-二硫-锌(dichloro-bis(morpholino)-disulfidato-zinc)等,【化学式24】此处,R为H,CH3,OCH3.OH或C6H5,或是X为阴离子单座配位基,n=2~3,对应于该化学式之适合化合物举例为如二氯-双(4-甲氧基苯基)-二硫-锌(dichloro-bis(4-methoxyphenyl)-disulfidato-zinc)等,【化学式25】此处,R为H,CH3.OCH3或OH,或是X为阴离子单座配位基,n=2~3,对应于该化学式之适合化合物举例为如二氯-双(4-甲氧基苯基)-二硫-锌(dichloro-bis(4-methoxybenzyl)-disulfidato-zinc)等,【化学式26】对应于该化学式之适合化合物举例为如锌-二硫-二丙酸(zinc-dithio-dipropionate)等,【化学式27】此m=1~12,X为阴离子单座配位基,n=2~3,对应于该化学式之适合化合物举例为如二氯-二硫-二己酸-锌(dichloro-dithio-dihexanato-zinc)等,【化学式28】此处R为烷基(C=1~12),对应于该化学式之适合化合物举例为如双(二己基-二硫磷酸)-锌(bis(dihexyl-dithiophosphato)-zinc)等。5.一种水系润滑剂,系将可溶性缩合磷酸盐、可溶性聚羧酸型高分子活性剂及/或可溶性聚氧羧酸盐添加于如申请专利范围第2项所述之水系润滑剂中。6.一种结晶性混配位基金属螯合化合物的生成方法,系将预先施以磷酸皮膜的金属材料,浸渍于以硫磺为至少一配位原子之多座或复座螯合配位基的水溶液中,使该螯合配位基与该磷酸皮膜内的锌离子及/或铁离子反应,以在该磷酸皮膜上生成结晶性混配位基金属螯合化合物。7.一种结晶性复核金属螯合化合物的生成方法,系将预先施以磷酸皮膜的金属材料,浸渍于如申请专利范围第2项所述之水系润滑剂中,使非以硫磺为配位原子的螯合配位基与该磷酸皮膜内的锌及/或铁离子反应,以在该磷酸皮膜上形成结晶性复核金属螯合化合物。8.一种如申请专利范围第2项所述之水系润滑剂的形成方法,系在金属材料塑性加工前,涂布如申请专利范围第2项所述之水系润滑剂于上述金属材料的表面或金属模型的成形表面至少一者上,用以在其表面形成润滑膜,然后,以表面形成有润滑膜的状态进行金属材料的塑性加工。
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