[發明專利]脂肪酸單乙醇酰胺琥珀酸酯磺酸鹽及其制備方法及應用

有效

• 申請號: 201410045983.0
• 申請日: 2014-02-08
• 公開（公告）號: CN103819370A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 張乃慶;吳啟東
• 申請（專利權）人: 上海金兆節能科技有限公司
• 主分類號: C07C309/17
• 分類號: C07C309/17;C07C303/32;B01F17/10;B01F17/22;C10M173/02;C10M105/72;C10N40/22;C10N30/06;C10N30/04;C10N30/12
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 肖愛華

技術領域

本發明涉及合成化學技術領域，具體地說是脂肪酸單乙醇酰胺琥珀酸酯磺酸鹽及其制備方法及應用。

背景技術

傳統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，且傳統的切削油都是采用礦物油為基礎油，在自然環境中不易分解，所用的添加劑大都對人體和環境有害，不僅浪費資源，還會造成加工場所和環境的巨大污染。

加工完的工件在進行下道工序加工前還要使用大量的清洗溶劑進行清洗，造成大量的污染物排放，同時清洗劑往往含有氯化物（如二氯甲烷、四氯乙烯）、磷化物（如三聚磷酸鹽、磷酸酯鹽）等對環境不利的添加成分或不易生物降解的成分。

近年對微量切削技術的研究取得很大的進展，減少了大量切削油液的排放對環境造成的危害，但是加工完的工件也還存在清洗的問題。

如公開號為CN101376863的中國專利，公開了一種微量潤滑系統鋁合金切削液及其制備方法和用途，采用重量百分比原料制備而成：基礎油40份、硫代磷酸酯5－15份、氯化石蠟5－15份、硫化異丁烯5－15份、硼酸鉀5－15份、乙醇或乙二醇5－10份、防銹劑5份，所述的基礎油采用礦物油或植物油。本發明同現有技術相比，硫代磷酸酯、氯化石蠟、硫化異丁烯硼酸鉀這些極壓抗磨劑的總量超過了基礎油的含量，使產品具有良好的潤滑性。雖然該潤滑劑具有較好的潤滑冷卻和極壓性能，但是加工好的工件在進入下道工序時，往往要經過清洗劑清洗才能進入下道工序。

發明內容

鑒于以上缺陷，本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種表面活性強的脂肪酸單乙醇酰胺琥珀酸酯磺酸鹽并將其應用于潤滑劑的生產中，得到一種潤滑和冷卻性能優異可用于水溶性微量潤滑劑。同時加工完的工件在進入下道工序前僅使用清水就可以清洗干凈。

為實現上述目的，本發明提供了一類脂肪酸單乙醇酰胺琥珀酸酯磺酸鹽結構的化合物，其主要組分的分子結構的特征在于：

其中，R為碳原子數為7-19個的烴基;

M為Na或K。

另外，本發明還提供了上述脂肪酸單乙醇酰胺琥珀酸酯磺酸鹽的制備方法，其特征在于：由脂肪酸與單乙醇胺發生酰胺化反應生成脂肪酸單乙醇胺后，與丁烯二酸或丁烯二酸酐反應生成脂肪酸單乙醇胺丁烯二酸酯，再與亞硫酸氫鹽成鹽反應生成脂肪酸單乙醇胺琥珀酸酯磺酸鹽。

上述具體的反應方程式為：

其中，R為碳原子數為7-19的烴基；

M為Na或K。

另外，本發明還提供了上述脂肪酸單乙醇酰胺琥珀酸酯磺酸鹽的具體工藝步驟：

步驟一、將脂肪酸和單乙醇胺分別投入反應釜內，同時攪拌升溫至70～90℃，反應1～2小時以后得到脂肪酸單乙醇酰胺。

其中，脂肪酸和單乙醇胺的摩爾比為0.8～1.2：1，優選為1：1。

脂肪酸優選自碳原子數為7～19個的烷烴酸或烯烴酸。

步驟二、將丁烯二酸或丁烯二酸酐加入到步驟一的反應釜內，加入催化劑。

其中，脂肪酸和丁烯二酸或丁烯二酸酐的摩爾比為1.8～2：1，優選為2：1。

催化劑為稀硫酸或陽離子交換樹脂。

當催化劑為稀硫酸時，其質量濃度為5%以內，其有效成分（即、98%的濃硫酸）的質量為脂肪酸聚氧乙烯醚和琥珀酸總重量的0.3～0.5%；當催化劑為陽離子交換樹脂時，陽離子交換樹脂的質量為脂肪酸聚氧乙烯醚和琥珀酸總重量的1～2%。

丁烯二酸選自順丁烯二酸或反式丁烯二酸。

步驟三、在惰性氣體保護的情況下，于180～220℃的反應溫度反應3～5小時。

其中，惰性氣體一般選擇氮氣、氬氣等可用作為保護氣的惰性氣體。

具體的反應時間視原料的選擇而定。

步驟四、反應結束后，經減壓除水和除去催化劑的工序得到脂肪酸單乙醇酰胺丁烯二酸酯。

其中，當選用的催化劑為稀硫酸時，加氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液中和多余的酸；當選用的催化劑為陽離子交換樹脂時直接過濾去除。

本發明的脂肪酸單乙醇酰胺丁烯二酸酯可以為二取代酯，也可以為單酯和雙酯的混合物。一般為以雙酯產物為主的單酯和雙酯的混合產物。

步驟五、將步驟四中得到的脂肪酸單乙醇酰胺丁烯二酸酯和亞硫酸氫鹽溶液充分攪拌，去除水分，反應生成脂肪酸單乙醇酰胺琥珀酸酯磺酸鹽。

其中，亞硫酸氫鹽和丁烯二酸或丁烯二酸酐的摩爾比為1～1.2：1，優選為1：1。亞硫酸氫鹽溶液的濃度為20～30%。