專利名稱：：低粘度功能流體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：新開發(fā)的設(shè)備如電子或自動防抱死系統(tǒng)和穩(wěn)定性控制系統(tǒng)需要具有合適的物理和應(yīng)用性能的高性能剎車流體。特別強烈需要當達到或超過希望的最小干平衡回流沸點(ERBP)和濕平衡回流沸點(WERBP)溫度時，仍具有很好的低溫粘度的高性能剎車流體。一套標準的剎車流體是FederalMotorVehicleStandard116，其包括標7隹的DOT3禾BDOT4，標準如下表1DOT3和DOT4剎車流體標準<table></column></row><row><column></column><column>最小ERBP</column><column>最小WERBP</column><column>一4(TC下最大粘度</column></row><row><column>DOT3</column><column>205°C</column><column>140°C</column><column>1500cSt</column></row><row><column>DOT4</column><column>230。C</column><column>155°C</column><column>1800cSt</column></row><table>其它的標準包括SAEJ1703和ISO4925。符合這些超標準的功能流體可能是已知的，但流體還需要使用速效組分，這些組分是降低成本的選擇，其中包括那些能最低程度使用或免除使用硼酸酯的組分。
發(fā)明內(nèi)容發(fā)明簡述發(fā)明人通過提供一種功能流體組合物己認識到一個或多個上述問題的解決方案，其中該組合物具有干平衡回流沸點、濕平衡回流沸點、和低溫粘度，能用作D0T3剎車流體。進一歩有望最低限度地使用硼酸酯。此外，這種組合物的低溫粘度足夠低，以致在用作剎車流體時，剎車系統(tǒng)在緊急情況下不需要氣壓或液壓助力器就可以充分剎車。發(fā)明詳述本發(fā)明所述的功能流體組合物有大量的應(yīng)用；但是，它們特別適用于液壓流體，如剎車流體。本發(fā)明所述的流體組合物包括一種烷氧基二醇(alkoxyglycol)混合物，以組合物的重量計，該混合物包括不大于約10重量％的硼酸酯。這種組合物的物理性能包括較高的千平衡回流沸點(ERBP)、較高的濕平衡冋流沸點(WERBP)、和低溫粘度。因為本發(fā)明的功能流體組合物的物理性能(例如WERBP、ERBP、和低溫粘度)滿足FederalMotorVehicleStandardNo.116下的DOT3剎車流體的條件，本發(fā)明的功能流體組合物特別有用。本發(fā)明的組合物的物理性能(無論硼酸酯的存在與否)使它特別好地適用于剎車流體。此外，不含硼酸酯的組合物也滿足DOT3剎車流體的必要條件。本發(fā)明所述的功能流體包括(a)—種垸氧基二醇組分，以組合物的總重量計約50重量％至約100重量％;(b)—種垸氧基二醇硼酸酯組分，以組合物的總重量計約0重量％至約10重量％;和(c)一種添加劑包，以組合物的總重量計約0.30重量％至約10重量％。烷氧基二醇組分優(yōu)選具有通式RO(CH2CH20)nH，其中R是含有1至8個碳原子的烷基或其混合物，n為1或大于1，優(yōu)選為2或大于2;以垸氧基二醇組分的重量計，n=2的烷氧基二醇的含量為約0.25重量％至約10.00重量％，n=3的垸氧基二醇的含量為約25.0重量％至約99.5重量％，和n=4或更大的垸氧基二醇的含量為約0重量％至約15重量％。優(yōu)選的烷氧基二醇組分包括以下化學(xué)通式，其中n=2或更大，并且在流體組合物中的含量為該組合物的約50重量％至100重量％;優(yōu)選為組合物的約60重量％至約90重量％;和最優(yōu)選為組合物的約75重量％至85重量％。優(yōu)選的垸氧基二醇組分包括11=2的烷氧基二醇、n=3的烷氧基二醇、11=4或更大的烷氧基二醇、或其混合物。更優(yōu)選的烷氧基二醇組分包括含n=2、n=3和n=4或更大的數(shù)的烷氧基二醇的混合物。在一個實施方式中，垸氧基二醇組分包括n=2的烷氧基二醇，其含量為其它組分(orcomponent)的約0.50重量％至約20重量％。n=2的烷氧基二醇的含量優(yōu)選為其它組分的約1.50重量％至約5.00重量％。11=2的烷氧基二醇的含量更優(yōu)選為其它組分的約2.00重量％至約4.00重量％;和n二2的烷氧基二醇的含量最優(yōu)選為其它組分的約2.50重量％至約3.50重量％。在另一個實施方式中，其它組分包括n=3的烷氧基二醇。11=3的烷氧基二醇的含量優(yōu)選為其它組分的約50重量％至約99.5重量％;它的含量更優(yōu)選為其它組分的約55.0重量％至約85.0重量％;和n=3的烷氧基二醇的含量最優(yōu)選為其它組分的約62.0重量％至約64.0重量％。在又一個實施方式中，其它組分包括11=4的烷氧基二醇，其數(shù)量為其它組分的約0重量％至約30重量％。它的含量優(yōu)選為其它組分的約1重量％至約25重量％;更優(yōu)選為其它組分的約10重量％至約20重量％;和最優(yōu)選為其它組分的約14重量％至約16重量％。垸氧基二醇合適的R基團是含有1至8個碳原子的烷基。優(yōu)選的垸氧基二醇組分包括一個R基團，其中R基團包括甲基、乙基、丙基、丁基、或它們的組合。更優(yōu)選的烷氧基二醇組分包括一個R基團，其中R基團包括甲基、乙基、丁基、或它們的組合。進一步優(yōu)選的烷氧基二醇包括一個R基團，其中R基團包括甲基、丁基、或它們的組合。最優(yōu)選的烷氧基二醇組分包括甲基烷氧基二醇(即甲氧基乙二醇)和丁基烷氧基二醇(即丁氧基二醇)的混合物。有用的烷氧基二醇的例子包括以下內(nèi)容，但不限于此甲氧基三甘醇、甲氧基二甘醇、甲氧基聚乙二醇、乙氧基三甘醇、乙氧基二甘醇、乙氧基四甘醇、丙氧基三甘醇、丁氧基三甘醇(例如三甘醇一丁基醚)、丁氧基二甘醇(例如二甘醇一丁基醚)、丁氧基四甘醇、戊氧基二甘醇、戊氧基三甘醇、2-乙基己基二甘醇和其混合物。優(yōu)選的烷氧基二醇組分包括甲氧基三甘醇、甲氧基二甘醇、甲氧基聚乙二醇、乙氧基三甘醇、乙氧基二甘醇、乙氧基四甘醇、丁氧基三甘醇、丁氧基二甘醇、丁氧基四甘醇、或其混合物。更優(yōu)選的烷氧基二醇組分包括甲氧基三甘醇、甲氧基二甘醇、甲氧基聚乙二醇、丁氧基三甘醇、丁氧基二甘醇、丁氧基聚乙二醇、或其混合物。最優(yōu)選的垸氧基二醇組分包括甲氧基聚乙二醇、丁氧基二甘醇、丁氧基三甘醇或丁氧基聚乙二醇的混合物。在一個優(yōu)選的實施方式巾，烷氧基二醇組分包括約5重量％至約20重量％的甲氧基聚乙二醇、約1重量％至約6重量％的丁氧基二甘醇、和約50重量％至約卯重量％的丁氧基三甘醇。在一個更優(yōu)選的實施方式中，乙二醇組分包括約10重量％至約18重量％的甲氧基聚乙二醇、約2重量％至約5重量％的丁氧基二甘醇、和約55重量％至約80重量％的丁氧基三甘醇。最優(yōu)選的實施方式包括一種甲氧基聚乙二醇，含量為該組分的約16重量％至約17重量％;—種丁氧基二甘醇，含量為該組分的約3重量％至約4重量％(例如，丁基CARBITOL,theDOWChemicalCompany有售)；和一種丁氧基三甘醇，含量為該組分的約78重量％至約80重量％。制備有用的烷氧基二醇的方法包括垸氧基化反應(yīng)但不限于此，在垸氧基化反應(yīng)中烯化氧與醇反應(yīng)生成垸基二醇?！矫妫瑑?yōu)選采用高純度的垸氧基二醇組分。例如，通過采用高純度的烷氧基二醇可以得到合適的低溫粘度。尤其是單獨或組合使用高純度的丁氧基三甘醇和丁氧基二甘醇能保持希望的低溫粘度。一方面，高純度的烷氧基二醇的純度為至少約90%;純度為至少約97%，或至少約98%。在一個優(yōu)選的實施方式中，流體組合物中使用了高純度的丁氧基三甘醇和高純度的丁氧基二甘醇。使用時，垸氧基二醇硼酸酯組分優(yōu)選具有以下通式[RO(CH2CH20)nH]3-B，其中R是含有1至8個碳原子的烷基或其混合物，和n為2至4。任選的垸氧基二醇硼酸酯組分的例子包括甲氧基二縮三乙二醇硼酸酯、乙基二縮三乙二醇硼酸酯、丁基二縮三乙二醇硼酸酯和其混合物，這在U.S.PatentNo.6，558，569中已公開，因此將其以參考文獻的形式并入全文。如果組合物中存在硼酸酯組分，存在的數(shù)量優(yōu)選為小于組合物的約10重量％。組合物中的硼酸酯的含量更優(yōu)選為小于約4重量％。在-個實施方式中，本發(fā)明的流體組合物基本上不含任何硼酸酯組分。流體組合物也可以包括一種添加劑包(additivespackage),以組合物的總重量計，該添加劑包的含量為0.3至約10重量％。添加劑包的含量優(yōu)選為組合物的約1重量％至約5重量％;更優(yōu)選為組合物的約2重量％至約4重量％;和最優(yōu)選為組合物的約3.0重量％至約3.5重量％。合適的添加劑包可以包括以下組分，但不限于此腐蝕抑制劑、穩(wěn)定劑(如pH穩(wěn)定劑)、抗泡沬劑、抗氧化劑和其組合。許多已知的腐蝕抑制劑，如烷醇胺或焼基胺和其它的有機胺，增加了含硼酸酯的功能流體的低溫粘度，這回過頭來又導(dǎo)致采用更復(fù)雜和昂貴的添加劑，如在EP0750033和EP0617116中公開的那些添加劑。通過使用少量的硼酸酯，流體組合物可以使用已知的腐蝕抑制劑并且還能達到希望的低溫粘度。此外，可以增加腐蝕抑制劑和添加劑的用量來改善穩(wěn)定性或腐蝕抵抗力而不犧牲低的粘度。能用于本發(fā)明的功能流體組合物中的各類腐蝕抑制劑的例子包括脂肪酸(例如十二烷酸、軟脂酸、硬脂酸或油酸)，磷或磷酸與脂肪醇亞磷酸酯形成的酯(如乙基磷酸酯、二甲基磷酸酯、異丙基磷酸酯、丁基亞磷酸酯、三苯基亞磷酸酯和二異丙基亞磷酸酯)、含雜環(huán)氮的化合物(如苯并三唑或其衍生物和這些化合物與1,2,4三唑及其衍生物的混合物)(見U.S.PatentNo.6,974,992，其以參考文獻的形式并入全文)?？捎米鞲g抑制劑的其它的胺化合物包括烷基胺，如二正丁基胺和二正戊基胺、環(huán)己基胺及其鹽。特別能用作本發(fā)明的功能流體組合物中的腐蝕抑制劑的胺化合物包括烷醇胺，優(yōu)選含有1至3個烷醇基，每個垸醇基團含1至6個碳原子的那些。有效的烷醇胺的例子包括單、二和三甲醇胺，單、二和三乙醇胺，單、二和三丙醇胺，單、二和三異丙醇胺。一方面使用二異丙醇胺，得到的產(chǎn)品具有速效性而且不貴。添加劑包中也可能有利地包括了另外一種或多種腐蝕抑制劑、其它的添加劑化合物，如抗泡沬劑、pH穩(wěn)定劑、抗氧化劑、等為技術(shù)人員所熟知的能增強功能流體組合物的性能的所有物質(zhì)。以功能流體組合物的總重量計，這些與腐蝕抑制劑聯(lián)合使用的其它的添加劑正常存在的數(shù)量為約0.3重量%至約10.0重量％。—種優(yōu)選的添加劑包包括一種腐蝕抑制劑(例如二異丙醇胺CAS#110-97-4)、一種pH穩(wěn)定劑(例如硝酸鈉CAS#23-721-3)、-一種抗泡沬劑(例SAGAntifoamCAS#63148-62-9UnionCarbideCorporation有售)、和一種抗氧化劑(例如2,4-二甲基-6-叔丁基苯酚CAS#1879-09-0)?？梢缘贸?，只要不降低ERBP或WERBP溫度至可接受水平以下或增加低溫粘度至可接受水平以上，就可以用其它的材料按配方加入至本發(fā)明的功能流體中。例如，以組合物的總重量計，本發(fā)明的功能流體可能包括約0重量％至約30重量％的稀釋劑或潤滑劑，如聚環(huán)氧乙烷、聚環(huán)氧丙烷、聚乙二醇(例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇和更多摩爾的乙二醇的加合物的混合物)、聚(烯化氧)二烷氧基二酉享(poly(alkyleneoxides)diall(oxyglycols)、硼酉變共酉旨(borateco-ester)或其組合。一個優(yōu)選的實施方式包括一種聚乙二醇，其數(shù)量為約5重量％至約25重量％，其數(shù)量更優(yōu)選為約15重量％至約22重量％，和其數(shù)量最優(yōu)選為約18.5重量％至約19.5重量％。也可以得出，本發(fā)明的指教可以在保持可以接受的最小ERBP和WERBP溫度下，用于其它的流體以得到更低的粘度，如進一歩降低U.S.PatentNo.4，371,448、EP0750033禾nEP0617116(在此以參考文獻的形式并入全文)所公開的那些流體的粘度。本發(fā)明的流體組合物的ERBP為至少約205°C，優(yōu)選為至少約225°C，更優(yōu)選為至少約250°C，和最優(yōu)選為至少約270。C或更大(例如300°C)。本發(fā)明的流體組合物的WERBP為至少約140°C，優(yōu)選為至少約145°C，和更優(yōu)選為至少約15(TC或更大(例如160°C)。流體組合物在-4(TC時的低溫粘度優(yōu)選為小于1500厘沲(centistokescSt)，更優(yōu)選為小于約1250cSt,進一歩優(yōu)選為小于約1050cSt，和最優(yōu)選為小于約880cSt。在一個實施方式中，-3(TC時的低溫粘度優(yōu)選為小于約750cSt，更優(yōu)選為小于約500cSt，和最優(yōu)選為小于約350cSt。具體實施方案實施例配方以下例子說明木發(fā)明某個優(yōu)選的實施方式，但并不用于限制本發(fā)明。<table>complextableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>本發(fā)明的功能流體可很好地用作為大量機械系統(tǒng)所用的液壓流體(例如液壓電梯、起重機、叉車、推土機、液壓千斤頂、剎車系統(tǒng)、以上的組合或類似的)。這些流體組合物具有高的ERBP、WERBP和低溫粘度，特別適合于交通工具的剎車系統(tǒng)(例如，固定或旋轉(zhuǎn)機冀飛機、火車、1級至8級的汽車(automobilesinclasses1to8)、或其類似)。這些剎車系統(tǒng)包括防抱死剎車系統(tǒng)(ABS)、穩(wěn)定性控制系統(tǒng)、或其組合。因此，本發(fā)明包括包括在此公開的流體組合物的任何系統(tǒng)。傳統(tǒng)的汽車剎車系統(tǒng)包括一個壓力裝置(該裝置可操作地與一個主缸連接)、一個氣壓或液壓助力器、剎車線、和剎車裝置。操作剎車時，操作員壓下壓力裝置，主缸將壓力施加至剎車流體上，剎車流體通過剎車線將壓力傳遞至剎車裝置，該裝置至少部分阻止一個輪子或多個輪子的動作。由于傳統(tǒng)剎車流體的粘度很高，傳統(tǒng)的剎車系統(tǒng)需要一個助力器泵來增加施加于剎車流體的壓力至足夠操作剎車裝置(例如，當一個或多個輪子在路面打滑或其組合時，避免發(fā)生碰撞)。進一步好的地方是，多組分或步驟的功能或結(jié)構(gòu)可以組合成單一組分或步驟，或一步或一種組分的功能或結(jié)構(gòu)可以分散于多個歩驟或組分中。本發(fā)明考慮所有的這些組合。除非特別提及，在此描述的各種結(jié)構(gòu)的維度和幾何圖不能用來限定本發(fā)明，其它的維度或幾何圖也是可能的。多結(jié)構(gòu)組分或步驟可以用單一整合的結(jié)構(gòu)或步驟來替代。單一整合的結(jié)構(gòu)或步驟可替代地被分成分離的多個組分或步驟。此外，本發(fā)明的特征可能僅在一個示范性的實施方式的上下文中進行描述，但是這個特征可以和一個或多個其它的實施方式的其它的特征進行組合，提供任何需要的應(yīng)用。從以上也可以得出，根據(jù)本發(fā)明的此處的單一結(jié)構(gòu)的制作及其操作也能構(gòu)成多種方法。本發(fā)明也包括此處的實踐和方法形成的中間產(chǎn)品和最終產(chǎn)品。"包含(comprising)"或"包括(including)"的使用也考慮到"基本上由所述特征組成"或"由所述特征組成"的情況。此處的解釋和說明是為了使本領(lǐng)域其他的技術(shù)人員熟知本發(fā)明、它的原理、和它的實際應(yīng)用。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以以多種形式采用和應(yīng)用本發(fā)明，這可以最好地滿足特定用途的要求。因此，這樣特定的實施方式不是窮盡性的或要限制本發(fā)明。本發(fā)明的保護范圍因而不應(yīng)參考以上說明而確定，而應(yīng)當替代地參考權(quán)利要求和權(quán)利要求所保護的內(nèi)容的整個范圍來確定。為所有目的公開的所有論文和參考文獻，包括專利申請和公開出版物，以參考文獻的形式并入全文。權(quán)利要求1、一種功能流體組合物，其包括一種烷氧基二醇組分，其含量為約50重量％至約100重量％，包括下列通式RO(CH2CH2O)nH，其中R是含有1至8個碳原子的烷基或其混合物，n＝2的烷氧基二醇的含量為該組分的約0.25重量％至約10重量％，n＝4或更大的烷氧基二醇的含量為該組分的約0重量％至約30重量％，一種烷氧基二醇硼酸酯，其含量為約0重量％至約10重量％，包括下列通式[RO(CH2CH2O)nH]3-B，其中R是含有1至8個碳原子的烷基或其混合物，n為2至4，和一種添加劑包，其含量為約0.3重量％至約10重量％，其中包括一種腐蝕抑制劑。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其屮n=3的烷氧基二醇的含量大于烷氧基二醇組分的約90重量％，n-2的烷氧基二醇的含量為烷氧基二醇組分的約0.5重量％至約5.0重量％，和n=4的垸氧基二醇的含量為烷氧基二醇組分的約0重量％至約15重量％。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中所述的組合物的干平衡回流沸點為約205"C或更大，濕平衡回流沸點為約14(TC或更大，且在約-40。C溫度下其粘度為約1500cSt或更小。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合物，其中所述的組合物基本不含烷氧基二醇硼酸酯。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的組合物，其中所述的組合物的干平衡回流沸點為約250"C或更大，濕平衡回流沸點為145"C或更大，在約-4CTC溫度下粘度為約1000cSt或更小，在約-3(TC溫度下粘度為約350cSt或更小，或具有其組合的特征。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的組合物種或多種高純度垸氧基二醇組分。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的組合物聚乙二醇的含量為該組合物的約15重8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合物劑、一種抗泡沬劑、一種腐蝕抑制劑、9、一種功能流體組合物，其包括一種烷氧基二醇組分，其含量為該組合物的約50重量％至約100重量％，包括下列通式RO(CH2CH20)nH，其中R是含有1至4個碳原子的烷基或其混合物，n為2或更大，R含1個碳原子和n=4或更大的烷氧基二醇的含量為該組分的約10重量％至約15重量％，R含4個碳原子和n=2的烷氧基二醇的含量為該組分的約0.5重量％至約10重量％，R含4個碳原子和n=3的垸氧基二醇的含量為該組分的約50重量％至約75重量％;一種烷氧基二醇硼酸酯，其含量為約0重量％至約10重量％，包括下列通式[RO(CH2CH20)nH]rB,其中R包括含有1至8個碳原子的垸基或其混合物，n包括2至4;禾口一種添加劑包，其含量為該組合物的約0.3重量％至約10重量％，其中包括腐蝕抑制劑。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的組合物，其中烷氧基二醇組分進一歩包括r含4個碳原子和n=3的烷氧基二醇組分，含量為約75重量％至約85重量％;，其中所述的垸氧基二醇包括，其進一步包括一種聚乙二醇，量％至約20重量％。，其中添加劑包包括一種抗氧化一種pH穩(wěn)定劑、和其組合。R含4個碳原子和n=2的焼氧基二醇組分，含量為約0.5重量％至約10重量％;和R含4個碳原子和n=4或更大的烷氧基二醇組分，含量為約0重量％至約10重量％。11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合物，其中所述的組合物的干平衡回流沸點為約205。C或更大，濕平衡回流沸點為14(TC或更大，在約-40。C溫度下粘度為約1500cSt或更小。12、根據(jù)權(quán)利要求ll所述的組合物，其中所述組合物基本不含烷氧基二醇硼酸酯。13、根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合物，其中所述的組合物的干平衡回流沸點為約25(TC或更大，濕平衡回流沸點為145"C或更大，在約-40。C溫度下粘度為約1000cSt或更小，或具有其組合的特征。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合物，其進一步包括-'種聚乙二醇，其含量為該組合物的約15重量％至約20重量％。15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的組合物，其中添加劑包包括一種抗氧化劑、一種抗泡沬劑、一種腐蝕抑制劑、一種pH穩(wěn)定劑、或其組合。16、一種交通工具剎車系統(tǒng)，其包括一種流體，其中所述的流體包括一種烷氧基二醇組分，含量為約50重量％至100重量％，其中該烷氧基二醇組分包括約95重量％至約99重量％的丁氧基三甘醇、約0.50重量％至約5重量％的丁氧基二甘醇、約0重量％至約5重量％的丁氧基聚乙二醇、和約10重量％至約15重量％的甲氧基聚乙二醇；一種垸氧基二醇硼酸酯，其含量為約0重量％至約10重量％;和一種添加劑包，含量為約0.30重量％至約10重量％。17、根據(jù)權(quán)利要求16所述的剎車系統(tǒng)，其屮所述的系統(tǒng)不含助力器泵。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的剎車系統(tǒng)，其中該流體基本不含烷氧基硼酸酯。19、根據(jù)權(quán)利要求18所述的剎車系統(tǒng)，其中該流體進一步包括一種基本不含硼酸酯的DOT3剎車流體，其干平衡回流沸點為約205"C或更大，濕平衡回流沸點為14(TC或更大，和在約-4(TC溫度下粘度為約1000cSt或更小。20、根據(jù)權(quán)利要求19所述的剎車系統(tǒng)，其中添加劑包進一步包括一種抗氧化劑、一種抗泡沬劑、一種腐蝕抑制劑、一種pH穩(wěn)定劑、或其組合。全文摘要本發(fā)明所述的流體組合物包括一種烷氧基二醇組分，其中以組合物的重量計，該組合物包括不超過約10重量％的硼酸酯。這種組合物的物理性能包括較高的干平衡回流沸點(ERBP)、較高的濕平衡回流沸點(WERBP)、和低溫粘度。因為它的物理性能(例如WERBP、ERBP和低溫粘度)滿足或超出FederalMotorvehicleStandardNo.116下的DOT3剎車流體的條件，這些組合物特別有用。文檔編號C10M105/00GK101208414SQ200680023106公開日2008年6月25日申請日期2006年6月29日優(yōu)先權(quán)日2005年7月1日發(fā)明者G·A·卡彭特,P·L·克羅森申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司