[发明专利]酯类化合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及脂肪酸酯化合物领域，特别是涉及一种自乳化型的酯类化合物及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，脂肪酸酯作为添加剂在金属加工液中的应用越来越广泛。传统的脂肪酸酯是天然脂肪酸与一元醇或者多元醇反应后的产物，均属于油溶性物质，并且该类物质具有的酸值较低，一般在1mgKOH/g～15mgKOH/g。脂肪酸酯一般都是单功能添加剂，通常是作为润滑剂、乳化剂、抗腐蚀剂或耦合剂加入到金属加工液配方中。因此通常情况下，一个可用的金属加工液产品都有一个复杂的配方。但随着环境、安全与健康等问题的日趋凸显，金属加工液添加剂同时也受到了影响，其中诸多添加剂被限制使用。

随着水基金属加工液的大量使用，油溶性脂肪酸酯在水基金属加工液中的使用必须添加乳化剂。传统的金属加工液由乳化剂与油脂共同组成，乳化剂起到将油脂分散到水中的作用，油脂在工作中起到润滑的作用，水在加工过程中起到冷却的作用。

然而，传统的金属加工液中乳化剂分子与被乳化的物质分子之间以分子间的作用力结合，由于分子间作用力相对于化学键作用而言较弱。因此传统的金属加工液对温度和电解质非常敏感，容易失效，稳定性较差。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高金属加工液的稳定性的自乳化型的酯类化合物及其制备方法。

此外，还有必要提供一种包括上述自乳化型的酯类化合物的稳定性较好的金属加工液。

一种酯类化合物，具有如下结构式：

其中，-R¹为碳原子数为1～17的烷基、碳原子数为2～17的烯基、碳原子数为2～17的环烷基或碳原子数为6～17的芳香基；

-R²-为-CH₂-、-C_mH_2m-或-C_mH_2m-2-，m为2～8的整数；

-R³-为-CH₂-、-C_kH_2k-或-C_kH_2k-2-，k为2～8的整数；

-P为分子量为200～500的水溶性聚合物链段。

在一个实施例中，-R¹为-CH₃、-C_nH_2n+1或-C_nH_2n-1，其中，n为2～17的整数。

在一个实施例中，-R²-与-R³-相同。

在一个实施例中，-P的通式为

其中，a1、b1和c1均为自然数，d1为0、1、2、3或4。

在一个实施例中，-P的通式为

其中，a2为自然数，d2为0、1、2、3或4。

在一个实施例中，-P的通式为

其中，a3为自然数，d3为0、1、2、3或4。

在一个实施例中，-P的通式为

其中，a4为自然数，d4为0、1、2、3或4。

在一个实施例中，-P的通式为

其中，a5为自然数。

在一个实施例中，-P为分子量为250～350的水溶性聚合物链段。

一种上述的酯类化合物的制备方法，包括如下步骤：

在酯化催化剂和携水剂存在的条件下，按照摩尔比为1：1将具有如下结构式的化合物A与三羟甲基丙烷在180℃～260℃下反应1h～30，纯化后得到具有如下结构式的化合物B，

化合物A：化合物B：

其中，-R¹为碳原子数为1～17的烷基、碳原子数为2～17的烯基、碳原子数为2～17的环烷基或碳原子数为6～17的芳香基；

按照摩尔比为1：1：1将所述化合物B、具有如下结构式的化合物C和具有如下结构式的化合物D混合，搅拌反应1h～30h，纯化后得到具有如下结构式的化合物E，

化合物C：

化合物D：

化合物E：