[發(fā)明專利]一種用于制備可降解微量潤滑油的硼酸酯的制備和使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310413905.7
• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103484188A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張乃慶;吳啟東;王炬鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 上海金兆節(jié)能科技有限公司
• 主分類號: C10M139/00
• 分類號: C10M139/00;C07F5/04;C07F5/02;C10N30/12;C10N30/06;C10N40/20
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 肖愛華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及潤滑技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種用于制備可降解微量潤滑油的硼酸酯的制備和使用方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)金屬加工潤滑和冷卻用的切削油、冷卻劑、乳化液等潤滑劑使用量大，且傳統(tǒng)的切削油都是采用礦物油為基礎(chǔ)油，在自然環(huán)境中不易分解，所用的添加劑大都對人體和環(huán)境有害，不僅浪費資源，還會造成加工場所和環(huán)境的巨大污染。

近年對微量切削技術(shù)的研究取得很大的進(jìn)展，減少了大量切削油液的排放對環(huán)境造成的危害。同時出于對環(huán)境和工人的保護，一些研究利用合成油酯加添加劑來解決有關(guān)微量潤滑的潤滑冷卻問題，但是添加劑往往不能做到環(huán)?？山到狻?/p>

近年來，在油品研究的領(lǐng)域中，雖然對其生物降解性能也有涉足，但是，此類油品隨著生物降解性能的提高往往是建立在犧牲其部分性能來實現(xiàn)的，例如，市場上現(xiàn)有的此類油品，其極壓抗磨性能較差，無法完全適用于現(xiàn)代生產(chǎn)和實踐的需要。這就造成其在實際使用中，為改善此類油品的極壓抗磨性等工作性能，往往采用加入添加劑的手段來實現(xiàn)，而此類添加劑的加入，經(jīng)常會使油品的生物降解性能變?nèi)酢?/p>

由此可見，現(xiàn)有產(chǎn)品仍無法真正的解決油品中存在的品質(zhì)優(yōu)良、高效和綠色環(huán)保并存的問題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上缺陷，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于制備可降解微量潤滑油的硼酸酯及其制備和使用方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的用于制備可降解微量潤滑油的硼酸酯的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：依次將油脂、低碳醇和催化劑一加入反應(yīng)釜內(nèi)，于70-90℃，反應(yīng)60-90分鐘；

步驟二：將硼酸和催化劑二加入反應(yīng)釜中；

步驟三：充入氮氣置換出釜內(nèi)空氣，升溫至110-130℃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)3-4小時；

步驟四：分水、冷卻、除去或中和催化劑后得到硼酸酯；

其中，油脂、低碳醇和硼酸的摩爾比為1：1-2：1-2。

實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)油脂中的水和雜質(zhì)含量較高時，會使得催化劑的活性降低，同時，水的存在還會促使脂肪酸三油甘油脂在堿性條件下水解生成游離的脂肪酸，從而產(chǎn)生反應(yīng)速率降低，轉(zhuǎn)化率減少等不利于反應(yīng)正向進(jìn)行的結(jié)果。

因此，在油脂使用前，最好對其進(jìn)行除去雜質(zhì)和水分的預(yù)處理的工序。

另外，本發(fā)明提供的用于制備可降解微量潤滑油的硼酸酯的方法，還具有這樣的技術(shù)特征：低碳醇為碳原子數(shù)為1至5個的一元醇，如：甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇、2-戊醇、3-戊醇等。

另外，本發(fā)明提供的用于制備可降解微量潤滑油的硼酸酯的方法，還具有這樣的技術(shù)特征：催化劑一為氫氧化鈉、氫氧化鉀、甲醇鈉、乙醇鈉、甲醇鉀、乙醇鉀中的一種或幾種的混合物。

另外，本發(fā)明提供的用于制備可降解微量潤滑油的硼酸酯的方法，還具有這樣的技術(shù)特征：催化劑一的使用重量為油脂重量的0.2-0.5%。

另外，本發(fā)明提供的用于制備可降解微量潤滑油的硼酸酯的方法，還具有這樣的技術(shù)特征：催化劑二優(yōu)選為陽離子交換樹脂。

當(dāng)催化劑二為陽離子交換樹脂時，步驟三中僅需通過過濾的方法即可除去該催化劑二。

另外，本發(fā)明提供的用于制備可降解微量潤滑油的硼酸酯的方法，還具有這樣的技術(shù)特征：催化劑二為硫酸或鹽酸。

當(dāng)催化劑二為硫酸或鹽酸等強酸時，步驟三中往往采用中和的手段來除去該催化劑二。

另外，本發(fā)明提供的用于制備可降解微量潤滑油的硼酸酯的方法，還具有這樣的技術(shù)特征：催化劑二的使用重量為油脂重量的1-2%。

上述制備過程中步驟一所涉及的反應(yīng)方程式為：

其中，R為碳原子數(shù)為1至5個的烷基；

R₁為碳原子數(shù)為11至19個的烯烴基或烷烴基；

R₂為碳原子數(shù)為11至19個的烯烴基或烷烴基；

R₃為碳原子數(shù)為11至19個的烯烴基或烷烴基；

R_i、R_j、R_k、R_x、R_y、R_z為R₁或R₂或R₃。

由于原料的配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間的控制，本發(fā)明步驟一所涉及的反應(yīng)產(chǎn)物為酯交換產(chǎn)物（I）和酯交換產(chǎn)物（II）的混合物。

上述制備過程中步驟二所涉及的反應(yīng)方程式為：