醇醚磷酸酯及其制備方法和用該酯制備微量切削液的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于潤滑技術領域，涉及一種醇醚磷酸酯及其制備方法和用該酯制備微量 切削液。
【背景技術】
[0002] 傳統的金屬切削加工采用礦物油或植物油或切削液進行大量沖淋式潤滑，潤滑劑 的使用量大，不僅浪費資源，造成加工場所和環境的巨大污染，同時還會嚴重影響操作工人 的身體健康，為解決這些問題，近期對微量潤滑技術的研宄取得一定的進展，微量潤滑技術 解決了以上潤滑劑使用量大，污染嚴重等問題，但對微量潤滑劑的研宄，但在應用方面還存 在一定的問題，主要是潤滑和冷卻問題不能很好的解決。
[0003] 還有，就是微量潤滑劑往往需要添加大量的含硫、含氯等對環境有較大壓力的添 加劑來增加產品的極壓抗磨性，延長刀具使用壽命。如公開號為CN101376863的中國專利 公開的一種微量潤滑系統鋁合金切削液及其制備方法和用途，采用：基礎油30%、硫化異 丁烯5-20 %、氯化石蠟5-20 %、硫代磷酸酯5-20 %、硼酸鉀5-20 %、表面活性劑10 %、防銹 劑5%，所述的基礎油采用礦物油或植物油。
【發明內容】
[0004] 鑒于以上缺陷，本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種具有生物可降解、 防銹緩釋等多重效果的醇醚磷酸酯，并用該酯制備了一種高效、環保的微量切削液。
[0005] 為實現上述目的，本發明提供的一種醇醚磷酸酯的特征在于，由包括以下組分的 物質制備而成：脂肪醇、環氧乙烷、環氧丙烷、五氧化二磷。
[0006] 其中，上述脂肪醇、環氧乙烷、環氧丙烷、五氧化二磷的摩爾比為1 :5_10 :1_2 : 0?3-1〇
[0007] 上述脂肪醇選自C10-C20的飽和或不飽和脂肪醇中的一種或幾種的組合物；
[0008] 上述脂肪醇優選自正癸醇、月桂醇、異十三醇、十四碳醇、十六醇、油醇、硬脂醇、花 生醇中的一種或幾種的組合物。
[0009] 另外，本發明還提供了上述醇醚磷酸酯的制備方法，其特征在于：由脂肪醇與環氧 乙烷和環氧丙烷先進行加成反應后，再加入五氧化二磷進行磷酸酯化反應制備而成的。
[0010] 上述醇醚磷酸酯的合成路線的具體工藝步驟如下所示：
[0011] 步驟一、將脂肪醇和催化劑加入反應釜內，充入保護氣（如：氮氣、氬氣、氦氣等惰 性氣體）轉換出反應釜內空氣；
[0012] 上述催化劑為堿性催化劑；
[0013] 優選為氫氧化鈉或氫氧化鉀；
[0014] 當采用氫氧化鈉或氫氧化鉀時，其有效成分的重量百分比為上述反應物總重量的 0? 3 ~0? 5%〇
[0015]步驟二、當反應釜中保護氣保持正壓時，將環氧乙烷、環氧丙烷的混合物推進反 應釜（如：用氮氣等進料罐將環氧乙烷、環氧丙烷混合物推進反應釜），同時攪拌升溫至 100-120°C，保持反應溫度不超過120°C的情況下，反應5-8小時，即為脂肪醇聚氧乙烯聚氧 丙烯醚；
[0016] 由于該步驟的反應是放熱反應，為了防止放熱過快的不良影響，環氧乙烷和環氧 丙烷的加入速度有必要加以控制，使反應在平和的狀態下進行。
[0017] 步驟三、等上述反應釜內脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚反應完成后，加入五氧化二 磷，保持反應溫度不超過150°C的情況下，攪拌反應2-4小時；
[0018] 由于本步驟的反應是放熱反應，為了防止局部的反應過熱碳化，五氧化二磷的加 入速度有必要加以控制。五氧化二磷粉末應當緩慢加入以控制反應不會產生局部過熱的現 象。
[0019] 步驟四、減壓排出水分，即為醇醚磷酸酯。
[0020] 此處值得指出的是，本發明的醇醚磷酸酯是一種多組分磷酸酯的混合物。
[0021] 另外，本發明還提供了上述醇醚磷酸酯的使用方法，即、用于制備微量切削液。
[0022] 另外，本發明還提供了上述微量切削液母液的制造方法，其特征在于，由以下重量 百分比的組分制備而成：
【主權項】
1. 一種醇醚磷酸酯，其特征在于，由包括以下組分的物質制備而成：脂肪醇、環氧乙 烷、環氧丙烷、五氧化二磷； 其中，所述脂肪醇、環氧乙烷、環氧丙烷、五氧化二磷的摩爾比為I:5-10 :1-2 :0. 3-1。
2. 如權利要求1所述的一種醇醚磷酸酯，其特征在于： 所述脂肪醇選自C10-C20的飽和或不飽和脂肪醇中的一種或幾種的組合物； 所述脂肪醇優選自正癸醇、月桂醇、異十三醇、十四碳醇、十六醇、油醇、硬脂醇、花生醇 中的一種或幾種的組合物。
3. 如權利要求1或2所述的一種醇醚磷酸酯的制造方法，其特征在于： 由脂肪醇與環氧乙烷和環氧丙烷先進行加成反應后，再加入五氧化二磷進行磷酸酯化 反應制備而成的。
4. 如權利要求3所述的一種醇醚磷酸酯的制造方法，其特征在于，具體工藝步驟如下 所示： 步驟一、將脂肪醇和催化劑加入反應釜內，充入保護氣轉換出反應釜內空氣； 步驟二、當反應釜中保護氣保持正壓時，將環氧乙烷、環氧丙烷的混合物推進反應釜， 同時攪拌升溫至100_120°C，保持反應溫度不超過120°C的情況下，反應5-8小時； 步驟三、加入五氧化二磷，保持反應溫度不超過150°C的情況下，攪拌反應2-4小時； 步驟四、減壓排出水分，即為醇醚磷酸酯； 其中，所述催化劑為堿性催化劑； 所述催化劑優選為氫氧化鈉或氫氧化鉀； 所述氫氧化鈉或氫氧化鉀的有效成分為反應物總重量的〇. 3-0. 5%。
5. 如權利要求1-4任一所述的醇醚磷酸酯，其特征在于： 所述醇醚磷酸酯用于制備微量切削液。
6. 如權利要求5所述的一種微量切削液的母液，其特征在于，由以下重量百分比的組 分制備而成：
7. 如權利要求6所述的一種微量切削液的母液，其特征在于： 所述脂肪酸單酯選自由一元醇和一元脂肪酸制備的酯中的一種或幾種的混合物； 所述脂肪酸單酯優選自油酸甲酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、 棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、油酸丁酯中的一種或幾種的混合物。
8. 如權利要求6所述的一種微量切削液的母液，其特征在于： 所述脂肪酸鹽選自由C10-C20的飽和或不飽和脂肪酸和堿反應生成的脂肪酸鹽中的 一種或幾種的混合物； 所述脂肪酸鹽優選自月桂酸鈉、月桂酸鉀、油酸鈉、油酸鉀、硬脂酸鈉、硬脂酸鉀中的一 種或幾種的混合物。
9. 如權利要求6所述的一種微量切削液的母液，其特征在于： 所述醇胺選自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、異丙醇胺中的一種或幾種混合物； 所述聚蓖麻油酸酯優選自聚合度為3-6的聚蓖麻油酸酯中的一種或幾種混合物。
10. 如權利要求6-9任一所述的一種微量切削液的母液，其特征在于： 其制造方法為：將各組分在40-60°C溫度下混合攪拌至透明時即可； 其使用方法優選為：將所述微量切削液的母液加1-5倍的水攪拌至透明或半透明后加 入微量潤滑裝置中使用。
【專利摘要】本發明提供了一種醇醚磷酸酯，其特征在于,由包括以下組分的物質制備而成：脂肪醇、環氧乙烷、環氧丙烷、五氧化二磷；其中，所述脂肪醇、環氧乙烷、環氧丙烷、五氧化二磷的摩爾比為1：5-10：1-2：0.3-1。本發明制備的醇醚磷酸酯具有優異的潤滑性、極壓抗磨性、防銹性，較好的水溶性，同時又是一種優良的表面活性劑，可全部或部分取代傳統的含氯、硫、磷的極壓抗磨劑使用于微量切削液中，少量的微量切削液就能滿足金屬加工的潤滑冷卻、極壓抗磨和防銹要求；配合微量潤滑裝置使用，可節省切削液的使用量90％以上，節能減排、環境保護效果顯著。
【IPC分類】C10M173-00, C08G65-327, C07F9-09, C10M169-04, C08G65-28
【公開號】CN104710610
【申請號】CN201510067964
【發明人】張乃慶, 吳啟東
【申請人】上海金兆節能科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年2月9日