一种切削液用改性超支化聚醚的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种切削液用超支化聚醚的制备方法及其在切削液中的应用，其方法中以

【技术实现步骤摘要】
一种切削液用改性超支化聚醚的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及切削液领域，尤其涉及切削液用聚醚的制备方法，具体涉及一种能够兼顾润滑性能及消泡性能且防锈性能不发生明显降低的超支化聚醚的制备方法以及使用该聚醚的切削液组合物
。

技术介绍

[0002]一直以来，金属切削液被广泛地应用在各种金属切削加工作业中，如切削
、
磨削
、
攻丝等金属加工领域，在作业过程中，切削液可以起到冷却
、
润滑
、
清洗
、
防锈
、
抗菌抑菌等功能，从而可以带走刀具与加工件之间摩擦产生的热量，并在刀具与工件之间形成润滑膜减少磨损，实现提高金属加工的精度，延长刀具的使用寿命
。
而且切削液的合理使用，还可以提高工件的表面光洁度，从而可以提高生产效率和工件质量
、
降低生产成本的目的
。
[0003]金属切削液根据组成和介质可分为水基切削液和油基切削液，其中油基切削液，起步较早，属于较为传统的切削液，其具有较优的润滑效果，但其粘稠且容易产生较多的油性泥垢导致切削液随着使用时间的延长，切削液的清洗性能和冷却性能无法满足要求，且产生的废液不易处理
。
随着国家环保要求的不断加强以及人们对于身体健康安全的重视，绿色的水基切削液因其具有较低的排放而日益受到人们的重视
。
水基切削液具有良好的冷却性能和清洗性能，但在润滑性效果方面还不够理想，未能彻底解决合成型水基切削液性能的关键
。
水性切削液产品一般情况下按照以下配方原理进行制备，提供润滑成分：主要选自聚醚类低泡表面活性剂，聚乙二醇，长链羧酸盐，甘油等物质；提供清洗成分：主要为低泡表面活性剂类，如聚醚类表面活性剂；同时，一般还需添加防锈成分，可根据加工的金属材质作以区分，如黑色金属常用乙醇胺
、
苯甲酸钠等；铜材质则常选用苯骈三氮唑；极压成分，通过上述功能组分的组配，从而使得切削液具备良好的冷却性能
、
润滑性能
、
防锈性能
、
除油清洗功能
。
但切削液在使用过程中会由于高速喷洗以及污垢等原因产生泡沫，如果不及时清理泡沫，泡沫残留会遗留在机器表面，对机器造成损坏
。
虽然润滑组分和清洗组分添加有聚醚，但传统的聚醚因其分子结构使得具有较强的抑泡能力，具有一定的消泡作用，但缺点是破泡率低，消泡缓慢不够彻底，但在某些在难消泡的顽固泡沫切削应用场景中，需要添加大量的消泡剂来提高消泡性能，而高效消泡剂价格昂贵，如常用的聚醚改性硅油，通常采用铂作为催化剂催化制备，贮存期短，易失效，在使用过程中需要不断补充加入，无疑导致生产效率和生产成本的增加
。
[0004]CN107312177A
公开了一种切削液用聚醚改性硅油的制备方法，首先，将空心玻璃微珠，氯铂酸，三甲基硅烷基乙炔锂，三
(8
‑
羟基喹啉
)
‑
镓，二氯二乙二胺合铂混合均匀，加入到四氢呋喃中，在
50
‑
100℃
温度下浸泡
18
‑
35h
，过滤，洗涤，在真空环境下干燥，得到负载催化剂；其次，将聚醚，含氢硅油与负载催化剂混合均匀，在氮气环境，
80
‑
120℃
温度下反应1‑
6h
，即得到聚醚改性硅油产品，虽然能够获得具有较制备表面张力的切削液用聚醚改性硅油，但其仍然需要采用贵金属铂作为催化剂，且制备工艺较为复杂，而且其防锈性能并不理想
。
[0005]US20110113699A1
中披露了一种水性切削液，包含
0.01
至
20
重量％的改性硅氧烷
(A)。
合适的改性硅氧烷包括聚醚改性硅氧烷，氨基改性硅氧烷，羧基改性硅氧烷和环氧改性硅氧烷
。
特别地，聚醚和氨基改性的硅氧烷是优选的
。
包含改性硅酮可有效地大大降低水性切削液的动态接触角，从而导致切削性能的显着改善
。
[0006]CN106975247A
公开了一种新型聚醚酯消泡剂及其制备方法，该方法以碳链长度大于
18
的高级脂肪醇为起始剂，在催化剂作用下与环氧乙烷
、
环氧丙烷进行反应，得到的聚醚再与脂肪酸进行酯化反应得到聚醚酯，该化合物比传统的聚醚消泡剂具有更低的表面张力，更好的消泡能力；
[0007]CN113717375B
中公开了一种超支化聚醚，具有良好的润湿效果和消泡能力，其首先通过脂肪醇醚的环氧化加成物的合成：将脂肪醇醚和催化剂混合均匀，滴加环氧氯丙烷，得到脂肪醇醚的环氧化加成物；再将脂肪醇醚和催化剂混合，滴加所述脂肪醇醚的环氧化加成物，反应结束过滤得到超支化聚醚，但其未关注在切削液的应用
。
[0008]面对不同的切削应用场景和对新材料性能不断的追求，现有技术中并没有一种能够同时具有良好的润滑
、
消泡等多种用途且对于切削液中防锈剂的防锈性能不产生明显负面影响的超支化聚醚
。

技术实现思路

[0009]针对上述现有技术，本专利技术提供一种同时具有良好的润滑
、
消泡等多种用途且对于切削液中防锈剂的防锈性能不产生明显负面影响的超支化聚醚的制备方法以及在切削液中的应用
。
[0010]本专利技术的第一方面涉及一种用于特殊改性超支化聚醚的制备方法，本专利技术中的特殊改性超支化聚醚是通过如下的化学反应制备的：
[0011][0012]上述中间物质4和最终支化聚醚结构式中的取代基
R
选自
C11
‑
C17
的直链或支链，
m、n、p、q
分别代表重复单元数量，各自相同或不同，且
m、n
的范围选自
20
‑
40
，
p、q
的范围选自
15
‑
30
，且上述重复单元数量满足
p+q<m+n
的关系
。
[0013]本专利技术中的改性超支化聚醚的制备方法如下：
[0014]①
、
在反应容器中加入一定量的
BOC
‑
氨基三
(
羟甲基
)
甲烷
(CAS 146651
‑
71
‑
0)、
四氢呋喃
THF
进行搅拌溶解，加入再加入甲醚化试剂，如
NaH/MeI(
碘甲烷
)
或
Me2SO4(
二甲基硫酸
)
，优选碘甲烷，搅拌混合均匀后，升温至
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种切削液用超支化聚醚的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
①
、
在反应容器中加入
BOC
‑
氨基三
(
羟甲基
)
甲烷
、THF
中进行搅拌溶解，加入
NaH/MeI
，反应得到
BOC
‑
氨基三
(
羟甲基
)
甲烷；
②
、
将步骤
①
中得到的产物溶解到二氯甲烷中，加入适量三氟乙酸，脱去
BOc
基团，之后再向其中加入阻聚剂和酸性催化剂，再缓慢滴加丙烯酸，反应结束后得到中间物质1；
③
、
将中间物质1溶解到所需量的乙醇中，加热条件下，加入乙醇钠和二乙醇胺，反应结束后得到中间物质2；
④
、
在反应釜中加入中间物质2，溶剂，搅拌均匀后，加入催化剂，并升高温度至
105℃
后，向反应釜内缓慢滴加环氧乙烷，保温至环氧乙烷反应完全，再向反应釜内缓慢滴加环氧丙烷，滴加完毕后，保温反应后得到中间物质3；
⑤
、
在步骤
④
的基础上，加入脂肪酸和苯磺酸基官能化的
SBA
分子筛催化剂，得到中间物质4；
⑥
、
取中间物质4，溶解到二氯甲烷中，脱去甲醚保护基，再加入加成催化剂氢化钠或氢化钾，并向反应釜内缓慢滴加环氧乙烷，保温至环氧乙烷反应完全，再向反应釜内缓慢滴加环氧丙烷，开始环氧丙烷的加成反应，滴加完毕后，保温反应后得到，即...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小琴，朱建成，张杰，于文放，
申请(专利权)人：浙江恒翔新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：