[发明专利]一种水基合成切削液用润滑剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种水基合成切削液用润滑剂的制备方法，在催化剂的作用下，使用脂肪酸、不饱和烯烃或酸酐、植物油、聚醚多元醇、一元脂肪醇依次通过狄尔斯‑阿尔德反应、酯化反应经三步制备。由本发明制备的产品抗硬水能力好，自乳化能力强，适用于多种金属切削加工工艺；产品易生物降解，生产过程三废少，绿色环保；并且添加了本发明制备的产品的水基合成切削液显著提升了润滑性和浸润性。

技术领域

本发明属于金属切削加工润滑剂技术领域，特别涉及一种水基合成切削液用润滑剂的制备方法。

背景技术

切削液是一种用在金属切、削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体。切削液按油品化学组成分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。随着世界范围内对环境保护、节约能源的重视，传统的油基切削液由于存在生物降解性差、污染环境等缺点，已向无公害或低公害的水基切削液发展，尤其是合成型水基切削液由于不含油，具有良好的稳定性、冷却性和清洗性，已成为水基切削液研究的一个重要发展方向。

目前，国内外使用的水基切削液主要分为乳化型切削液和水基合成切削液。前者主要由水、矿物油和乳化剂组成，其特点是润滑性能好，但是在冷却性、渗透性、稳定性上较差，使用周期短，易产生发霉、发臭等现象；后者主要由各种水溶性添加剂(如润滑、抗磨、极压、防锈、表面活性剂等)和水组成，其特点是不含油，在性能上具有良好的润滑性、冷却性、清洗性和稳定性，使用周期长，从环保、节约油料资源等方面具有积极的意义，是切削液发展的主流。

现有技术中的水基合成切削液虽然具有使用寿命长，良好的冷却性、清洗性等诸多优点，然而所采用的乳化剂和润滑剂性能不全面，导致复配出的水基液成分复杂，稳定性差，在一定程度上限制了水基金属加工液的发展。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种水基合成切削液用润滑剂的制备方法，通过本方法制备得到的水基合成切削液用润滑剂抗硬水能力好，润滑性和浸润性显著提升，并且易生物降解，绿色环保。

本发明所述方法在催化剂的作用下，使用脂肪酸、不饱和烯烃或酸酐、植物油、聚醚多元醇、一元脂肪醇依次通过狄尔斯-阿尔德反应、酯化反应经三步制备得到所述水基合成切削液。所述方法包括如下步骤：

(1)室温下，在插有温度计、搅拌器和回流冷凝管的四口烧瓶中加入脂肪酸和催化剂，缓慢升温，在升温至50-60度时滴加不饱和烯烃或者分批加入酸酐，使反应进行更彻底，继续升高温度至200-260度，反应1-5小时，停止反应，降温至室温；

(2)室温下，在插有温度计、搅拌器、分水器和回流冷凝管的四口烧瓶中加入步骤(1)的反应产物和植物油，缓慢升温，在升温至80-90度时滴加或分批加入聚醚多元醇，使反应进行更彻底，继续升高温度至210-250度，反应3-6小时，停止反应；

(3)将步骤(2)的反应产物降温至60度，加入催化剂和一元脂肪醇，升高温度至190-230度，反应4-8小时后停止反应，得到最终产物。

优选地，本发明所述的脂肪酸为妥尔油脂肪酸或大豆脂肪酸，所述不饱和烯烃为丙烯酸，所述酸酐为马来酸酐。

优选地，本发明所述植物油选自椰子油、菜籽油、棕榈油、大豆油和花生油中的一种或几种，植物油中的油酸含量50-85％。

优选地，本发明所述聚醚多元醇为聚丙二醇PPG(平均分子量AMW300-1500)、聚丁二醇PBG(平均分子量AMW 1000-2000)、氧丙烯-氧乙烯-氧丙烯嵌段聚醚PEP(平均分子量AMW 400-1000)中的一种或几种。

优选地，本发明所述一元脂肪醇为碳链长度2-12、饱和或不饱和、直链或支链的一元醇。

优选地，本发明步骤(1)中狄尔斯-阿尔德反应的催化剂为碘，所述步骤(3)的酯化反应的催化剂为硫酸、甲苯磺酸、磷酸三甲酚酯、三氟化硼乙醚、2,6-二叔丁基对甲酚、磷酸三丁酯中的一种。