一種水溶性聚醚酯潤滑添加劑及其制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種用于水基液壓液、切削液中的水溶性聚醚酯潤滑添加劑及其制備方法，該添加劑是單、雙酯的混合物，添加劑的化學組分是右式（1）和（2）的混合物，式中R為1-18個碳原子的烴基；聚氧乙烯醇中n的范圍為5～15。其制備方法是：1mol脂肪酸與1.0～1.8mol的聚氧乙烯醇在酸性分子篩的催化作用下，在110℃～190℃反應3～8小時制得。該添加劑以2.0(重)％的劑量加入到純水中，可以使水的PB值從98N提高至588N,同時具有良好的清洗作用和乳化作用。
【專利說明】一種水溶性聚醚酯潤滑添加劑及其制備方法
(-)【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水溶性聚醚酯潤滑添加劑及其合成方法，屬于水基金屬加工液添加劑【技術領域】。
(二)【背景技術】
[0002]隨著石油資源的日益枯竭和環保法規的日趨嚴格，傳統的油基切削液已向無公害或低公害的水基切削液發展。另一方面，切削速度的提高需要快速將產生的大量熱量傳遞出去，因此冷卻性質、清洗性質的油基切削液逐漸被水基切削液取代。而切削液發展的關鍵是其添加劑的開發和使用。
[0003]水溶性聚醚酯潤滑添加劑是許多水基金屬加工液的重要組分，比一般的水溶性油性劑，尤其是脂肪酸皂，具有更好的冷卻性、穩定性、抗菌性、抗硬水性和消泡性能，而且使用壽命長，對人體沒有明顯傷害；生理、生態毒性很低，目前的應用越來越廣泛。水溶性聚醚酯的合成方法有兩種:一是利用脂肪酸與環氧乙烷在堿性催化劑的作用下，發生乙氧基化反應制得。但環氧乙烷易燃易爆，在工業生產中經常發生危險；二是在酸性催化劑的作用下，聚乙二醇與脂肪酸進行酯化反應。該法所得的產品，主要是單雙酯的混合物，因此要得到水溶性的單酯，催化劑的選擇和合成工藝條件的探索是很重要的。工業上大量使用硫酸和對甲苯磺酸做酯化反應的催化劑。這類催化劑廉價易得，催化效率較高，但存在選擇性差、副產品多、產品質量差、設備腐蝕嚴重，同時產生大量酸性廢水、污染環境等缺點。這種生產方式已不符合當今的環保政策及綠色化學的要求。為了克服這些催化劑的諸多困難，近年來，采用固體超強酸，強酸性陽離子樹脂催化合成聚醚酯的工作已有報道。羅小民等人將自制的固體超強酸Zr02/S042-用于油酸與聚乙二醇酯化反應，建立了一種清潔合成方法。但該催化劑的成本價格昂貴，還處于實驗室研制階段；王彤等人報道了采用強酸性陽離子樹脂催化合成油酸聚乙二醇雙酯的工作，但所合成的產物是油溶性的，不能在水基產品中使用。并且通過測試，上述兩種催化劑催化合成的聚醚酯的酸值均在10mgK0H/g以上，說明脂肪酸轉化成酯的轉化率不高。然而，大量游離酸的存在會嚴重腐蝕設備、金屬加工件等，導致產品無法在切削液配方中使用。本專利中，采用酸性分子篩，制備酸值低于
.1.0mgK0H/g的水溶性聚醚酯類潤滑添加劑的工作在國內外的專利中均未見諸報道。
(三)
【發明內容】
[0004]本發明的目的之一是提供一種用于綠色水基金屬加工液的水溶性聚醚酯潤滑添加劑。
[0005]本發明的目的之二是提供該水溶性聚醚酯潤滑添加劑的制備方法。
[0006]為了達到上述目的，本發明采用的反應原理如下所示:
[0007]
【權利要求】
1.一種水溶性聚醚酯潤滑添加劑，其特征在于:該添加劑的化學組分是通式(I)和通式(2)的混合物
2.—種權利要求1所述的水溶性聚醚酯潤滑添加劑的制備方法，其特征在于:lmol脂肪酸與1.0~1.8mol的聚氧乙烯醇在酸性分子篩的催化作用下，在110°C~190°C反應3~8小時，反應期間除去反應生成的水，趁熱過濾除去催化劑即得產品，催化劑的用量為反應原料脂肪酸質量的0.5~1.6%。
3.根據權利要求2所述的水溶性聚醚酯潤滑添加劑的制備方法，其特征在于:若需要添加劑具有良好的潤滑性能，則可以控制脂肪酸與聚氧乙烯醇的反應物料摩爾比的范圍在1: 1.0~1: 1.3之間；若需要添加劑具有良好的清洗性能，則可以控制脂肪酸與聚氧乙烯醇的反應物料摩爾比的范圍在1: 1.2~1:1.8之間。
4.根據權利要求2所述的水溶性聚醚酯潤滑添加劑的制備方法，其特征在于所述的脂肪酸是碳數在I~18之間的任何脂肪酸或它們的混合物。
5.根據權利要求2所述的水溶性聚醚酯潤滑添加劑的制備方法，其特征在于所述的聚氧乙烯醇是分子量在400~800之間的聚乙二醇或它們的混合物。
6.根據權利要求2所述的水溶性聚醚酯潤滑添加劑的制備方法，其特征在于所述的催化劑是一種酸性苯磺酸基分子篩，該催化劑不溶于酸、堿性溶液，不溶于有機溶劑，比表面積為650~750m2/g,孔體積為0.10~0.50cm3/g，孔徑為10~IOOnm0
7.根據權利要求1所述的水溶性聚醚酯潤滑添加劑在水基潤滑液中的應用，其特征在于:添加劑在水基潤滑液中的加入量為水基潤滑液量的5~IOwt %，可以提高體系的潤滑性能和乳化性能。
【文檔編號】C10M145/38GK103509633SQ201210211294
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月21日 優先權日:2012年6月21日
【發明者】祁有麗, 陳馥婧, 蘇剛, 周旭光 申請人:中國石油天然氣股份有限公司