一种水溶性聚醚酯润滑添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于水基液压液、切削液中的水溶性聚醚酯润滑添加剂及其制备方法，该添加剂是单、双酯的混合物，添加剂的化学组分是右式（1）和（2）的混合物，式中R为1-18个碳原子的烃基；聚氧乙烯醇中n的范围为5～15。其制备方法是：1mol脂肪酸与1.0～1.8mol的聚氧乙烯醇在酸性分子筛的催化作用下，在110℃～190℃反应3～8小时制得。该添加剂以2.0(重)％的剂量加入到纯水中，可以使水的PB值从98N提高至588N,同时具有良好的清洗作用和乳化作用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种用于水基液压液、切削液中的水溶性聚醚酯润滑添加剂及其制备方法，该添加剂是单、双酯的混合物，添加剂的化学组分是右式（1）和（2）的混合物，式中R为1-18个碳原子的烃基；聚氧乙烯醇中n的范围为5～15。其制备方法是：1mol脂肪酸与1.0～1.8mol的聚氧乙烯醇在酸性分子筛的催化作用下，在110℃～190℃反应3～8小时制得。该添加剂以2.0(重)％的剂量加入到纯水中，可以使水的PB值从98N提高至588N,同时具有良好的清洗作用和乳化作用。【专利说明】(-)
本专利技术涉及一种水溶性聚醚酯润滑添加剂及其合成方法，属于水基金属加工液添加剂
。(二)
技术介绍
随着石油资源的日益枯竭和环保法规的日趋严格，传统的油基切削液已向无公害或低公害的水基切削液发展。另一方面，切削速度的提高需要快速将产生的大量热量传递出去，因此冷却性质、清洗性质的油基切削液逐渐被水基切削液取代。而切削液发展的关键是其添加剂的开发和使用。水溶性聚醚酯润滑添加剂是许多水基金属加工液的重要组分，比一般的水溶性油性剂，尤其是脂肪酸皂，具有更好的冷却性、稳定性、抗菌性、抗硬水性和消泡性能，而且使用寿命长，对人体没有明显伤害；生理、生态毒性很低，目前的应用越来越广泛。水溶性聚醚酯的合成方法有两种:一是利用脂肪酸与环氧乙烷在碱性催化剂的作用下，发生乙氧基化反应制得。但环氧乙烷易燃易爆，在工业生产中经常发生危险；二是在酸性催化剂的作用下，聚乙二醇与脂肪酸进行酯化反应。该法所得的产品，主要是单双酯的混合物，因此要得到水溶性的单酯，催化剂的选择和合成工艺条件的探索是很重要的。工业上大量使用硫酸和对甲苯磺酸做酯化反应的催化剂。这类催化剂廉价易得，催化效率较高，但存在选择性差、副产品多、产品质量差、设备腐蚀严重，同时产生大量酸性废水、污染环境等缺点。这种生产方式已不符合当今的环保政策及绿色化学的要求。为了克服这些催化剂的诸多困难，近年来，采用固体超强酸，强酸性阳离子树脂催化合成聚醚酯的工作已有报道。罗小民等人将自制的固体超强酸Zr02/S042-用于油酸与聚乙二醇酯化反应，建立了一种清洁合成方法。但该催化剂的成本价格昂贵，还处于实验室研制阶段；王彤等人报道了采用强酸性阳离子树脂催化合成油酸聚乙二醇双酯的工作，但所合成的产物是油溶性的，不能在水基产品中使用。并且通过测试，上述两种催化剂催化合成的聚醚酯的酸值均在10mgK0H/g以上，说明脂肪酸转化成酯的转化率不高。然而，大量游离酸的存在会严重腐蚀设备、金属加工件等，导致产品无法在切削液配方中使用。本专利中，采用酸性分子筛，制备酸值低于.1.0mgK0H/g的水溶性聚醚酯类润滑添加剂的工作在国内外的专利中均未见诸报道。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种用于绿色水基金属加工液的水溶性聚醚酯润滑添加剂。本专利技术的目的之二是提供该水溶性聚醚酯润滑添加剂的制备方法。为了达到上述目的，本专利技术采用的反应原理如下所示:【权利要求】1.一种水溶性聚醚酯润滑添加剂，其特征在于:该添加剂的化学组分是通式(I)和通式(2)的混合物 2.—种权利要求1所述的水溶性聚醚酯润滑添加剂的制备方法，其特征在于:lmol脂肪酸与1.0~1.8mol的聚氧乙烯醇在酸性分子筛的催化作用下，在110°C~190°C反应3~8小时，反应期间除去反应生成的水，趁热过滤除去催化剂即得产品，催化剂的用量为反应原料脂肪酸质量的0.5~1.6%。3.根据权利要求2所述的水溶性聚醚酯润滑添加剂的制备方法，其特征在于:若需要添加剂具有良好的润滑性能，则可以控制脂肪酸与聚氧乙烯醇的反应物料摩尔比的范围在1: 1.0~1: 1.3之间；若需要添加剂具有良好的清洗性能，则可以控制脂肪酸与聚氧乙烯醇的反应物料摩尔比的范围在1: 1.2~1:1.8之间。4.根据权利要求2所述的水溶性聚醚酯润滑添加剂的制备方法，其特征在于所述的脂肪酸是碳数在I~18之间的任何脂肪酸或它们的混合物。5.根据权利要求2所述的水溶性聚醚酯润滑添加剂的制备方法，其特征在于所述的聚氧乙烯醇是分子量在400~800之间的聚乙二醇或它们的混合物。6.根据权利要求2所述的水溶性聚醚酯润滑添加剂的制备方法，其特征在于所述的催化剂是一种酸性苯磺酸基分子筛，该催化剂不溶于酸、碱性溶液，不溶于有机溶剂，比表面积为650~750m2/g,孔体积为0.10~0.50cm3/g，孔径为10~IOOnm07.根据权利要求1所述的水溶性聚醚酯润滑添加剂在水基润滑液中的应用，其特征在于:添加剂在水基润滑液中的加入量为水基润滑液量的5~IOwt %，可以提高体系的润滑性能和乳化性能。【文档编号】C10M145/38GK103509633SQ201210211294【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月21日 优先权日:2012年6月21日 【专利技术者】祁有丽, 陈馥婧, 苏刚, 周旭光 申请人:中国石油天然气股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性聚醚酯润滑添加剂，其特征在于：该添加剂的化学组分是通式（1）和通式（2）的混合物：式中，R为1～18个碳原子的烃基；n为5～15。FDA00001795485000011.jpg,FDA00001795485000012.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：祁有丽，陈馥婧，苏刚，周旭光，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：