[發(fā)明專利]聚甲醛聚乙二醇脂肪酸酯及其制備方法和用該酯制備的長(zhǎng)壽命切削液

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410853794.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN104559124A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張乃慶;吳啟東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海金兆節(jié)能科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L71/02
• 分類號(hào): C08L71/02;C08L59/00;C08K5/103;C10M145/20;C10M145/38;C10N40/22
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 杜蔚瓊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及潤(rùn)滑技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種聚甲醛聚乙二醇脂肪酸酯及其制備方法和用該酯制備的長(zhǎng)壽命切削液。

背景技術(shù)

金屬加工潤(rùn)滑和冷卻用的切削油、冷卻劑、乳化液等潤(rùn)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，同時(shí)切削液中往往還添加有對(duì)環(huán)境有害的氯化物、硫化物、磷化物、醇胺、亞硝酸鹽等添加劑來解決微量切削中的潤(rùn)滑、冷卻和防銹等等問題。

這些添加劑大多對(duì)人體和環(huán)境有害，不僅浪費(fèi)資源，還會(huì)造成加工場(chǎng)所和環(huán)境的巨大污染。

同時(shí)切削液還容易滋生細(xì)菌和真菌，使用速效型的殺菌劑如嗎啉衍生物(MBM)、三嗪衍生物(BK)等，加入量大(一般為濃縮液的2-3％)，其中的甲醛快速釋放，可以在短時(shí)間內(nèi)殺滅細(xì)菌和真菌，但是由于甲醛釋放過快，對(duì)操作工人的健康和環(huán)境影響巨大，同時(shí)使用一段時(shí)間后，當(dāng)甲醛釋放后溶液甲醛有效濃度低于一定值后，細(xì)菌或真菌還是會(huì)滋生，致使切削液工作液發(fā)臭，嚴(yán)重威脅工人的健康和工作環(huán)境，只能更換新切削液，廢液的處置是一個(gè)嚴(yán)竣的問題。

隨著環(huán)境污染事件的不斷發(fā)生，國(guó)內(nèi)外對(duì)污染環(huán)境的處罰力度的加大，廢棄切削液的處置成本已經(jīng)高于切削液的使用成本，而且還在繼續(xù)攀升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服上述缺陷，提供了一種可以保持長(zhǎng)時(shí)間使用而不變質(zhì)，只需定期過濾雜質(zhì)，按需補(bǔ)充自然消耗的新液，零污染的，可大幅度的減少?gòu)U液的處理成本和廢液處理設(shè)施投入的切削液及用于制造該切削液的底物。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種聚甲醛聚乙二醇脂肪酸酯，其特征在于，由如下重量百分比的物質(zhì)制備而成：

脂肪酸????40-45％；

聚乙二醇??40-45％；

聚甲醛????10-15％。

其中，脂肪酸優(yōu)選自C10-C20飽和或不飽和脂肪酸中的一種或幾種的混合物。

聚乙二醇優(yōu)選自平均分子量為200-600的聚乙二醇中的一種或幾種的混合物。最優(yōu)選自PEG200、PEG300、PEG400中的一種或幾種的混合物。

聚甲醛為聚合度大于100的粉末狀聚甲醛。

另外，本發(fā)明還提供了一種聚甲醛聚乙二醇脂肪酸酯的制備方法，其特征在于，由聚乙二醇和聚甲醛加熱混溶后，再加入脂肪酸進(jìn)行酯化反應(yīng)制備而成的。

具體工藝步驟如下所示：

步驟一、將聚乙二醇和聚甲醛加入反應(yīng)釜中，用保護(hù)氣置換出釜中空氣，加熱到180-185℃攪拌10-30分鐘；

保護(hù)氣為惰性氣體，多選為氮?dú)獗Ｗo(hù)。

步驟二、加入脂肪酸和催化劑的同時(shí)，攪拌升溫至180-190℃，反應(yīng)8-12小時(shí)；

步驟三、減壓除去部分水分即為聚甲醛聚乙二醇脂肪酸酯。

其中，催化劑選自質(zhì)子酸、相轉(zhuǎn)移催化劑、陰/陽(yáng)離子交換樹脂等可用于酯化反應(yīng)的催化劑。

最優(yōu)選為質(zhì)量濃度為5-10％的稀硫酸。

催化劑用量為催化量，優(yōu)選用量占反應(yīng)物總反應(yīng)物重量的0.1-0.5％，最優(yōu)選為占總反應(yīng)物重量的0.1-0.3％。

另外，本發(fā)明還提供了一種長(zhǎng)壽命切削液母液，采用如上方法制造的聚甲醛聚乙二醇脂肪酸酯，由以下重量百分比的組分組成：

由于使用上述方法制備的聚甲醛聚乙二醇脂肪酸酯由于原料、催化劑(如：硫酸等)的使用量，酯化程度均有差別，每批次制備的產(chǎn)物聚甲醛聚乙二醇脂肪酸酯酸值有比較大的差異，所以在制備長(zhǎng)壽命切削液母液時(shí)需要先用氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液滴定觀測(cè)pH值，并通過計(jì)算確定氫氧化鈉或氫氧化鉀的添加量。一般來說，通過氫氧化鈉或氫氧化鉀調(diào)節(jié)溶液pH值至9.5-10。

上述磷酸鹽選自三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、三聚磷酸鉀、六偏磷酸鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀中一種或幾種的混合物；在本發(fā)明中主要是用于鋁及其合金加工時(shí)作為鋁緩蝕劑使用，同時(shí)磷酸鹽還有一定的極壓抗磨性。

上述硼酸鹽選自四硼酸鉀、四硼酸鈉、過硼酸鉀、過硼酸鈉中一種或幾種的混合物；主要作用為極壓抗磨劑，同時(shí)還有一定的防銹功能。

上述苯并三氮唑在本發(fā)明中主要應(yīng)用于銅及其合金加工時(shí)作為銅緩蝕劑使用。

上述消泡劑選自聚醚類消泡劑、二甲基硅油、聚醚改性聚硅氧烷、高碳醇類消泡劑、聚硅氧烷消泡劑、高碳醇脂肪酸酯復(fù)合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚和聚氧丙烯中的一種或幾種的混合物。

將上述母液加10-50倍的水稀釋后使用，即為一種長(zhǎng)壽命切削液工作液。