CN103113568A - 1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯及其制备方法和用该聚酯配制的环保型准干切削油 - Google Patents

1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯及其制备方法和用该聚酯配制的环保型准干切削油 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯及其制备方法和用该聚酯制备的环保型准干切削油。该聚酯化学式为：
Figure DDA00002691944000011
其中n为≤50的整数。该聚酯制备方法：将1，4丁二醇和琥珀酸按摩尔比1：1加入聚合釜内，加入强酸性阳离子交换树脂作催化剂进行聚合反应，反应温度200-210℃，反应时间2-3小时，然后加入一定比例1，4丁二醇进行封端，减压除去水份和未反应的1，4丁二醇，去除强酸性阳离子交换树脂后即得。该环保型准干切削油组分：40℃运动粘度≤50mm2/s的基础油70-80%、1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯20-30%。本发明的环保型准干切削油有很好的极压抗磨性、润滑性和冷却性，配合准干切削润滑装置使用，可减少润滑剂的使用量95%以上，节能减排效果显著。

Description

1,4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯及其制备方法和用该聚酯配制的环保型准干切削油
技术领域
本发明属于润滑技术领域，具体涉及一种1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯及其制备方法和用该聚酯配制的环保型准干切削油。 
背景技术
传统的金属切削加工采用矿物油或植物油或切削液进行大量冲淋式润滑，润滑剂的使用量大，同时切削油液中添加了大量的含硫、磷、氯等极压抗磨成分，不仅浪费资源，同时造成加工场所和环境的巨大污染，还会严重影响操作工人的身体健康，硫、磷、氯等添加剂对环境有较大负面影响。 
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯及其制备方法和用该聚酯配制的环保型准干切削油。该环保型准干切削油适用于金属切削加工工艺中，尤其适用于轻合金的切削加工工艺中，配合准干润滑装置使用，能代替原有的传统的以矿物油或植物油或切削液为主的金属加工切削油/液。 
本发明的技术方案如下： 
一种1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯，它是由1，4丁二醇与琥珀酸按摩尔比1：1发生聚合反应，然后用1，4丁二醇进行封端得到的，其化学式为： 
Figure BDA00002691943900011
其中n为≤50的整数。 
上述1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯的制备方法如下： 
将1，4丁二醇和琥珀酸按摩尔比为1，4丁二醇：琥珀酸=1：1加入聚合釜内，加入强酸性阳离子交换树脂作为催化剂进行聚合反应，反应温度在200-210℃，反应时间为2-3小时，然后加入一定比例的1，4丁二醇进行封端，减压除 去水份和未反应的1，4丁二醇，去除强酸性阳离子交换树脂后，即制得聚合度在50以下的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯；上述反应过程为： 
Figure BDA00002691943900021
上述反应过程中n为≤50的整数。 
上述封端所用的1，4丁二醇占聚合反应的1，4丁二醇的比例为1-10%。 
上述反应中加入的强酸性阳离子交换树脂的重量为反应物总重量的2-3%。 
本发明用上述1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯（聚酯）配制的环保型准干切削油中各组分的重量百分比为： 
40℃运动粘度≤50mm2/s的基础油          70-80% 
1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯         20-30% 
所述基础油可以是40℃运动粘度≤50mm2/s的矿物油、植物油或者合成油。 
上述环保型准干切削油的制备方法如下： 
按重量百分比将20-30%的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯和70-80%的40℃运动粘度≤50mm2/s的基础油混合，在50-60℃下搅拌2小时左右即可制备环保型准干切削油。 
本发明的环保型准干切削油，适用于金属切削加工工艺中，尤其适用于轻合金的切削加工工艺中，配合准干切削润滑装置一起使用。 
本发明的有益效果： 
本发明与现有技术相比，具有以下优点： 
本发明的环保型准干切削油具有很好的极压抗磨性、润滑性和冷却性。 
本发明中的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯可以在加工工件表面形成一层极压抗磨物理保护膜，可以有效替代以硫、磷、氯为主的在加工工件表面形成的化学极压抗磨保护膜。 
本发明的环保型准干切削油，配合准干切削润滑装置一起使用，可以减少润滑剂的使用量95%以上，节能减排效果显著。 
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明： 
实施例1： 
步骤1：将90.12kg（1000mol）1，4丁二醇和118.09（1000mol）琥珀酸加入聚合釜内，加入4.164kg强酸性阳离子交换树脂(001x7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂)作为催化剂进行聚合反应，反应温度在210℃，反应时间为2小时，然后加入4.5kg(50mol)的1，4丁二醇进行封端减压除去水份和未反应的1，4丁二醇，去除强酸性阳离子交换树脂后即制得1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯。 
步骤2：将30kg步骤1反应生成的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯和70kg三羟甲基丙烷油酸酯混合，在50-60℃下搅拌2小时左右即制得一种环保型准干切削油。 
将上述制备的环保型准干切削油应用于高速切割机切割铝合金汽车散热器，原来使用切削液进行润滑冷却，使用前后对比如下： 
准干切削润滑装置+环保型准干切削油 用传统切削液
润滑剂用量0.3L/天 切削液耗量40L/天
工作现场干净 工作现场油腻，滑溜
工件后处理简单，提高生产率 工件后处理复杂，浪费劳动力
锯片使用寿命16-24小时 锯片使用寿命8-12小时
对员工健康安全 对员工健康有一定损害
无污油/水，无后处理费用 有污油/液，后处理费用大
实施例2： 
步骤1：将90.12kg（1000mol）1，4丁二醇和118.09（1000mol）琥珀酸加入聚合釜内，加入6.246kg强酸性阳离子交换树脂(D001大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂)作为催化剂进行聚合反应，反应温度在200℃，反应时间为3小时，然后加入6.3kg(70mol)的1，4丁二醇进行封端减压除去水份，未反应的1，4丁二醇，去除强酸性阳离子交换树脂后即制得1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯。 
步骤2：将25kg步骤1反应生成的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯和75kg聚ɑ-烯烃（PAO6）混合，在50-60℃下搅拌2小时左右即制得一种环保型准干切削油。 
将上述制备的环保型准干切削油应用于高速带锯床，锯切直径245mm铝镁合金棒材，原来使用32#机械油进行冷却、润滑。 
准干切削润滑装置+环保型准干切削油 用传统切削油
润滑剂用量：0.6L/天 润滑剂用量：20L/天
工作现场干净 工作现场油腻，滑溜
工件后处理简单，提高生产率 工件后处理复杂，浪费劳动力
屑干燥，回收价值高 屑粘油太多，回收价值低
对员工健康安全 对员工健康有一定损害
无污油/水，无后处理费用 有污油/液，后处理费用大
实施例3： 
步骤1：将90.12kg（1000mol）1，4丁二醇和118.09（1000mol）琥珀酸加入聚合釜内，加入5kg强酸性阳离子交换树脂(001x7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂)作为催化剂进行聚合反应，反应温度在205℃，反应时间为2.5小时，然后加入5.4kg(60mol)的1，4丁二醇进行封端减压除去水份，未反应的1，4丁二醇，去除强酸性阳离子交换树脂后即制得聚1，4丁二醇封端琥珀酸丁二醇酯。 
步骤2：将20kg步骤1反应生成的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯和80kg的26#白油混合，在50-60℃下搅拌2小时左右即制得一种环保型准干切削油。 
上述方法制备的一种环保型准干切削油，理化指标如下： 
项目 基本数据 实验方法
[0041] 
外观 黄色透明 目测
运动粘度40℃mm2/s 45 GB/T265
开口闪点℃ 253 GB/T3536
倾点℃ -13 GB/T3535
密度20℃kg/m3 915 GB/T1884
四球磨斑直径mm 0.35 SH/T0762
实施例4： 
步骤1：将90.12kg（1000mol）1，4丁二醇和118.09（1000mol）琥珀酸加入聚合釜内，加入4.6kg强酸性阳离子交换树脂(D001大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂)作为催化剂进行聚合反应，反应温度在206℃，反应时间为2.4小时，然后加入7.2kg(80mol)的1，4丁二醇进行封端减压除去水份，未反应的1，4丁二醇，去除强酸性阳离子交换树脂后即制得1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯。 
步骤2：将26kg步骤1反应生成的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯和74kg的40℃时粘度为35mm2/s的大豆油混合，在50-60℃下搅拌2小时左右即制得一种环保型准干切削油。 
上述方法制备的一种环保型准干切削油，理化指标如下： 
项目 基本数据 实验方法
外观 黄色透明 目测
运动粘度40℃mm2/s 59 GB/T265
开口闪点℃ 246 GB/T3536
倾点℃ -9 GB/T3535
密度20℃kg/m3 887 GB/T1884
四球磨斑直径mm 0.33 SH/T0762
实施例5： 
步骤1：将90.12kg（1000mol）1，4丁二醇和118.09（1000mol）琥珀酸加入聚合釜内，加入5.5kg强酸性阳离子交换树脂(D001大孔强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂)作为催化剂进行聚合反应，反应温度在203℃，反应时间为2.7小时， 然后加入3.6kg(40mol)的1，4丁二醇进行封端减压除去水份，未反应的1，4丁二醇，去除强酸性阳离子交换树脂后即制得1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯。 
步骤2：将28kg步骤1反应生成的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯和50kg的己二酸二辛酯、22kg的邻苯二甲酸二乙酯混合，在50-60℃下搅拌2小时左右即制得一种环保型准干切削油。 
上述方法制备的一种环保型准干切削油，理化指标如下： 
项目 基本数据 实验方法
外观 黄色透明 目测
运动粘度40℃mm2/s 47 GB/T265
开口闪点℃ 238 GB/T3536
倾点℃ -16 GB/T3535
密度20℃kg/m3 921 GB/T1884
四球磨斑直径mm 0.28 SH/T0762
实施例6： 
步骤1：将90.12kg（1000mol）1，4丁二醇和118.09（1000mol）琥珀酸加入聚合釜内，加入4.8kg强酸性阳离子交换树脂(001x7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂)作为催化剂进行聚合反应，反应温度在202℃，反应时间为2.6小时，然后加入8.1kg(90mol)的1，4丁二醇进行封端减压除去水份，未反应的1，4丁二醇，去除强酸性阳离子交换树脂后即制得1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯。 
步骤2：将23kg步骤1反应生成的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯和40kg的10#机械油，37kg的季戊四醇四月桂酸酯在50-60℃下搅拌2小时左右即制得一种环保型准干切削油。 
上述方法制备的一种环保型准干切削油，理化指标如下： 
项目 基本数据 实验方法
外观 黄色透明 目测
运动粘度40℃mm2/s 39 GB/T265
开口闪点℃ 235 GB/T3536
[0057] 
倾点℃ -18 GB/T3535
密度20℃kg/m3 908 GB/T1884
四球磨斑直径mm 0.31 SH/T0762

Claims (6)

1.一种4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯，其特征在于，它是由1，4丁二醇与琥珀酸按摩尔比1：1发生聚合反应，然后用1，4丁二醇进行封端得到的，其化学式为：
Figure FDA00002691943800011
其中n为≤50的整数。
2.如权利要求1所述的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯，其特征在于，所述封端所用的1，4丁二醇占聚合反应的1，4丁二醇的比例为1-10%。
3.一种如权利要求1-2所述的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯的制备方法，其特征在于，按如下方法进行：
将1，4丁二醇和琥珀酸按摩尔比为1，4丁二醇：琥珀酸=1：1加入聚合釜内，加入强酸性阳离子交换树脂作为催化剂进行聚合反应，反应温度在200-210℃，反应时间为2-3小时，然后加入一定比例的1，4丁二醇进行封端，减压除去水份和未反应的1，4丁二醇，去除强酸性阳离子交换树脂后，即制得聚合度在50以下的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯；上述反应过程为：
Figure FDA00002691943800012
上述反应过程中n为≤50的整数。
4.如权利要求3所述的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯的制备方法，其特征在于，所述封端所用的1，4丁二醇占聚合反应的1，4丁二醇的比例为1-10%；所述反应中加入的强酸性阳离子交换树脂的重量为反应物总重量的2-3%。
5.一种用如权利要求1-2所述的1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯配制成的环保型准干切削油，其特征在于，它由以下重量百分比的组分组成：
40℃运动粘度≤50mm2/s的基础油          70-80%
1，4丁二醇封端聚琥珀酸丁二醇酯         20-30%
6.如权利要求5所述的环保型准干切削油，其特征在于，所述基础油是40℃运动粘度≤50mm2/s的矿物油、植物油或合成油。
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Address before: Shanghai Road Pudong New Area town Shanghai city 201399 No. 9628 Building 1 room 523

Applicant before: Shanghai Yuanyu Energy-saving Science & Technology Co., Ltd.

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