[发明专利]一种环保型水溶性金属加工液用润滑剂及其合成方法

说明书

本发明公开了一种式(1)所示结构的环保型水溶性金属加工液用润滑剂及其合成方法，其中，n为0、1、2、3或4；其合成采用油酸甲酯与顺丁烯二酸酐反应后再与特定的含有胺基的改性化合物缩聚而制成；该润滑剂不仅兼具环保与水溶性功能，同时水解安定性好，润滑性能优异。

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，尤其涉及金属加工液用润滑剂，具体涉及一种环保型水溶性金属加工液用润滑剂及其合成方法。

背景技术

目前金属加工行业通过使用金属加工液来减小摩擦和控制磨损以达到降低能耗、节约能源及延长机器寿命的目的。金属加工液中的主要成分是润滑添加剂，润滑添加剂分为极压润滑剂和普通润滑剂。矿物油是切削液中常用的普通润滑剂，但是它是不可降解的物质，使用过程中污染环境。目前使用的极压润滑剂主要是含硫、磷、氯的化合物的润滑油，这些物质危害人体健康且污染环境，而且由于含磷或硼的化合物水解生成的无机酸会加速酯化水解，使润滑油的水解安定性变差。在环保形势日益严峻的形势下，传统硫、磷、氯抗极压剂以及石油类润滑油已经跟不上行业发展的步伐，开发高润滑、环保、抗极压的添加剂以及基础油日趋紧迫。尤其是水性润滑剂由于具有润滑、冷却、环保以及价格优势，因此成为行业内研发的热点领域。

例如中国专利CN201610217547.6介绍了以油酸甲酯为原料，通过在双键上引入巯基噻唑基团，合成植物油脂肪酸甲酯巯基噻唑衍生物，作为金属加工液的基础油或抗磨剂，此专利虽然相比常规的植物油类的基础油具有较好的水解安定性，但实际上仍然有所欠缺，难以满足日渐高标准的要求，同时其润滑性能的优劣难以获悉，而且其制备过程需要使用强碱例如氢氧化钠等作为碱催化剂，会产生较大水污染，此外，其还在结构中引入了含有硫元素的巯基基团，会在后续废物处理时产生不利于环境保护的硫氧化合物，不利于环保。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种新型的金属加工液用润滑剂，其不仅兼具环保与水溶性功能，同时水解安定性好，润滑性能优异。

本发明同时还提供了一种上述新型的金属加工液用润滑剂的合成方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种金属加工液用润滑剂，所述润滑剂具有如下式(1)所示结构：

其中，n为0、1、2、3或4。

本发明提供的又一技术方案：一种上述所述的金属加工液用润滑剂的合成方法，所述合成方法包括如下步骤：

(a)使油酸甲酯与顺丁烯二酸酐在铅单质存在下、在保护气体存在下进行反应，制成异丁烯二酸酐油酸甲酯；

(b)使异丁烯二酸酐油酸甲酯与含有胺基的改性化合物在保护气体存在下、在有机溶剂中进行缩聚反应生成式(1)所示的润滑剂；

其中，所述含有胺基的改性化合物为选自乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺和五乙烯六胺中的一种或多种的组合。

根据本发明的一些优选且具体的方面，步骤(a)中，使所述反应在155-165℃下进行。

根据本发明的一些具体方面，步骤(a)中，所述反应的反应时间约为3-4h。

根据本发明的一些优选且具体的方面，步骤(a)中，所述油酸甲酯与所述顺丁烯二酸酐的投料摩尔比为1-1.2∶1。

根据本发明，本发明中的油酸甲酯可以商购获得；或者可以通过如下方法制备而得：以植物油脂、废弃植物油脂、酸化植物油与甲醇通过酯化、酯交换反应制得混合脂肪酸甲酯，然后经过高塔精馏所制得。