CN103396543B - 聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯及制备方法 - Google Patents
聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯，包括以下成分：合适烷基的链烯基马来酸酐、烷基脂肪醇、合适聚合度的聚乙二醇、催化剂，合适烷基的链烯基马来酸酐和烷基脂肪醇在催化剂的作用下反应生成链烯基丁二酸单烷基脂，链烯基丁二酸单烷基脂和合适聚合度的聚乙二醇，反应得到聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯。本发明通过采用一种特定的化学分子结构，使之具有优良的乳化性能，调节通用的低分子乳化剂和所发明的高分子乳化剂的比例复配使用，控制所生产的钢板轧制油的乳液颗粒的直径，并在钢板轧制过程中维持所需要稳定的润滑性能，具有低油焦生成倾向和良好的钢板轧后退火清净性，解决轧制油配方复杂性问题。本发明用于钢板轧制领域。
Description
技术领域
本发明涉及钢板轧制油领域，尤其涉及具有乳化性能并能稳定乳化液颗粒粒径的钢板轧制油乳化添加剂聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯及制备方法。
背景技术
本发明是有关冷轧钢板以及钢带时使用的润滑油添加剂的发明。在冷轧钢板时，要经过酸洗—冷轧—清洗—退火—平整—检查等各工序。一般钢板冷轧油的组成都为以油脂，矿物油或脂肪酸合成脂等为基础油，添加多种乳化剂，防锈剂，极压剂，润滑剂，油性剂，抗氧化剂等助剂，制成水包油的乳化液。通常以1-20%的浓度使用，可起到防止轧辊与被轧制材料直接接触的润滑作用。 但近来随着轧制技术和冷轧的生产效率的提高，被轧制材料的压下率{（入侧板厚—出侧板厚）/入侧板厚}可超过90%，轧制负荷也为800吨—1500吨的高负荷，钢板轧制速度高达1200米/每分钟。在这种高压下率，高负荷和高速度轧制的情况下，因此对轧制油的润滑性，循环使用稳定性提出了越来越高的要求。但现在使用乳化剂的轧制油，往往通过改变乳化剂的种类，添加的量来控制乳化液颗粒的直径来调整钢板表面油分附着量，进而控制轧制润滑性，通常在冷轧油中使用低分子的乳化剂来产生初始钢板轧制油的乳化性能，用高分子乳化剂来控制钢板冷轧油的乳液颗粒直径来提高和控制冷轧油乳液的润滑性，正确的分子结构的高分子乳化剂能在轧机轧制钢板的工况中能维持钢板冷轧油的乳液颗粒直径以保证钢板冷轧油在整个轧机轧制钢板过程保持一致的润滑性，有效的防止钢板在轧制是可能发生的打滑和热划伤现象，保证轧后钢板的质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯及制备方法，通过采用设计一种特定的化学分子结构，使之具有优良的乳化性能，调节通用的低分子乳化剂和所发明的高分子乳化剂的比例复配使用，能控制所生产的钢板轧制油的乳液颗粒的直径，并在钢板轧制过程中维持所需要稳定的润滑性能，并具有低油焦生成倾向和良好的钢板轧后退火清净性，解决轧制油配方复杂性问题。
本发明是这样实现的：聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯，包括以下成分：合适烷基的链烯基马来酸酐、烷基脂肪醇、合适聚合度的聚乙二醇、催化剂，其特征在于：合适烷基的链烯基马来酸酐和烷基脂肪醇在催化剂的作用下反应生成链烯基丁二酸单烷基脂，链烯基丁二酸单烷基脂和合适聚合度的聚乙二醇，反应得到聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯。
本发明所述的合适烷基的链烯基马来酸酐为链烯基可以从辛烯基，十二烯基到平均分子量为2300的聚α烯烃。
本发明所述的合适聚合度的聚乙二醇的平均分子量为200。
本发明所述的催化剂可以是烷基磺酸，对甲基苯磺酸，酸性阳离子树脂，氯化锡化合物，钛酸丁酯化合物， 硫酸和磷酸中的任一种。
本发明所述的聚乙二醇双酯的化学结构式是：
其中：
R是C4 ，C8 ，C12 烯烃， 也可以是平均分子量为700-2300的聚α 烯烃，
最好是C8 到 C12 烯烃，平均分子量为700或1000的聚α 烯烃；R2 是烷基脂肪醇的烷基链，可以是C4 ，C6, C8 ，C12， C16， C18的直链烷基或它们的混合烷基，最好是C8到C12的直链烷基或C8-C16的混合烷基；(C2H4O)m 是聚乙二醇的核，m可以为4-68，最好是6-12；
其反应原理可以用下式表示：
本发明所述的聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯的制备方法，包括以下步骤：1）在带有回流冷凝管的三口烧瓶中，在氮气气氛中加入链烯基马来酸酐，加入链烯基马来酸酐质量的1%的酸性催化剂，再加入烷基脂肪醇和一定量的脱水剂，搅拌下升温到110-120℃，反应期间定时取样到酸值，反应时间约4-5小时. 直到酸值不变为止，得到链烯基丁二酸单烷基酯；2）然后加入合适聚合度的聚乙二醇，聚乙二醇和上述反应生成物链烯基丁二酸单烷基酯的摩尔比为1:2，在温度为150-160℃时发生反应，除去反应中生成的水，定时取样测定酸值，直到没有水分被蒸出，反应时间为6-8小时，然后将溶液减压，使体系真空度达到0.07-0.08Mpa,蒸出作为脱水剂的溶剂，反应产物便是产品聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯。
本发明通过采用设计一种特定的化学分子结构，使之具有优良的乳化性能，调节通用的低分子乳化剂和所发明的高分子乳化剂的比例复配使用，能控制所生产的钢板轧制油的乳液颗粒的直径，并在钢板轧制过程中维持所需要稳定的润滑性能，并具有低油焦生成倾向和良好的钢板轧后退火清净性，解决轧制油配方复杂性问题。
具体实施方式
聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯，包括以下成分：合适烷基的链烯基马来酸酐、烷基脂肪醇、合适聚合度的聚乙二醇、催化剂，其特征在于：合适烷基的链烯基马来酸酐和烷基脂肪醇在催化剂的作用下反应生成链烯基丁二酸单烷基脂，链烯基丁二酸单烷基脂和合适聚合度的聚乙二醇，反应得到聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯。所述的合适烷基的链烯基马来酸酐为链烯基可以从辛烯基，十二烯基到平均分子量为2300的聚α烯烃。所述的合适聚合度的聚乙二醇的平均分子量为200。所述的催化剂可以是烷基磺酸，对甲基苯磺酸，酸性阳离子树脂，氯化锡化合物，钛酸丁酯化合物， 硫酸和磷酸中的任一种。所述的聚乙二醇双酯的化学结构式是：
其中：
R是C4 ，C8 ，C12 烯烃， 也可以是平均分子量为700-2300的聚α 烯烃，
最好是C8 到 C12 烯烃，平均分子量为700或1000的聚α 烯烃；R2 是烷基脂肪醇的烷基链，可以是C4 ，C6, C8 ，C12， C16， C18的直链烷基或它们的混合烷基，最好是C8到C12的直链烷基或C8-C16的混合烷基；(C2H4O)m 是聚乙二醇的核，m可以为4-68，最好是6-12；
其反应原理可以用下式表示：
所述的聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯的制备方法，包括以下步骤：1）在带有回流冷凝管的三口烧瓶中，在氮气气氛中加入链烯基马来酸酐，加入链烯基马来酸酐质量的1%的酸性催化剂，再加入烷基脂肪醇和一定量的脱水剂，搅拌下升温到110-120℃，反应期间定时取样到酸值，直到酸值不变为止，反应时间约4-8小时，得到链烯基丁二酸单烷基酯；2）然后加入合适聚合度的聚乙二醇，聚乙二醇和上述反应生成物链烯基丁二酸单烷基酯的摩尔比为1:2，搅拌下升温到150-180℃时发生反应，除去反应中生成的水，定时取样测定酸值，直到没有水分被蒸出，反应时间为6-8小时，然后将溶液减压，使体系真空度达到0.07-0.08Mpa,蒸出作为脱水剂的溶剂，反应产物便是产品聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯。具体实施时，本发明通过选择合适烷基链的链烯基丁二酸酐和适当的烷基脂肪醇，合适聚合度的聚乙二醇，合成的高分子乳化添加剂，和低分子乳化剂复配使用，能够调节所生产的钢板轧制油的乳液的颗粒直径，并能在轧机轧制钢板的工况条件下维持钢板轧制油的乳液的颗粒直径以保证钢板轧制时所需的润滑特性，由于该高分子乳化剂的使用， 轧制油乳液颗粒的直径随温度的影响较小，所以可以使轧制油乳液在钢板轧制过程中的提供的润滑性能不随轧制工况而发生大幅度的变化，有效的防止钢板轧制过程中发生的热划伤现象，非常有利于作业管理。即使有油泥、铁粉混入，乳化液的油滴粒径的变化也很小，另外可使油泥、铁粉亲水化，改善轧机的脏污现象。大幅提高冷轧后钢板表面的清洁性。本发明的独特优势是一个添加剂是可以选择不同分子量的链烯基马来酸酐，选择不同烷基的烷基脂肪醇，不同聚合度的聚乙二醇作为原材料，可以根据钢板轧制现场工况操作条件，从而生产出具有不同乳化特性的的高分子乳化剂，来调节所生产的钢板轧制油所需要的轧制油乳液颗粒直径从而得到所需的钢板轧制油的润滑特性。将钢板轧制油乳化添加剂聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基脂肪醇酯酯按0.5-5%的比例加入到金属轧制油可用在高速轧制大批量超过90%大变形量钢板时没有钢板板面划伤和打滑的情况发生。
实施例：
在带有回流冷凝管的三口烧瓶中，在氮气气氛中加入265克十二烯基马来酸酐，加入十二烯基马来酸酐重量的1%的甲基苯磺酸作为催化剂，再加入186克十二烷基脂肪醇，和总量10%的脱水剂，搅拌下升温到115-120℃，反应期间每0.5小时分析反应体系的酸值，直到酸值不变为止，反应时间4-5小时；然后加入102克聚乙二醇（平均分子量200），搅拌下升温到150 -160℃，反应期间每0.5小时分析反应体系的酸值，直到酸值不变为止。反应时间6-8小时，直到没有水分被蒸出，然后将溶液减压，使体系真空度达到0.07-0.08MPa,蒸出溶剂二甲苯。反应产物便是产品。
Claims (1)
1.聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯的制备方法，包括以下成分：合适烷基的链烯基马来酸酐、烷基脂肪醇、合适聚合度的聚乙二醇、催化剂，其特征在于：合适烷基的链烯基马来酸酐和烷基脂肪醇在催化剂的作用下反应生成链烯基丁二酸单烷基酯，链烯基丁二酸单烷基酯和合适聚合度的聚乙二醇，反应得到聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯；所述的合适烷基的链烯基为辛烯基，十二烯基；所述的烷基脂肪醇的烷基基团包括C4、C6、C8、C12、C16、 C18直链烷基中的一种或它们的混合烷基；所述的合适聚合度的聚乙二醇的平均分子量为200；所述的催化剂是烷基磺酸，对甲基苯磺酸，酸性阳离子树脂，氯化锡化合物，钛酸丁酯化合物， 硫酸和磷酸中的任一种；所述的聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯的化学结构式是：
说明: 说明: D:\CPC客户端\cases\inventions\17b1b147-5553-407e-b183-c60920918368\new\100001\dest_path_image001.jpg
其中： R是C8 或C12 烯基 ；R2 是烷基脂肪醇的烷基基团，是C4、C6、C8、C12、 C16、C18的直链烷基或它们的混合烷基；(C2H4O)m 是聚乙二醇的核，m是4-12，相对应平均分子量为200的聚乙二醇；
其反应原理可以用下式表示：
说明: 说明: 说明: D:\CPC客户端\cases\inventions\739fde7c-67dd-44e0-923c-7523d7709449\new\100001\dest_path_image002.jpg
说明: 说明: 说明: D:\CPC客户端\cases\inventions\739fde7c-67dd-44e0-923c-7523d7709449\new\100001\dest_path_image003.jpg
其包括以下步骤：1）在带有回流冷凝管的三口烧瓶中，在氮气气氛中加入链烯基马来酸酐，加入链烯基马来酸酐质量的1%的酸性催化剂，再加入烷基脂肪醇和一定量的脱水剂，搅拌下升温到110-120℃，反应期间定时取样分析酸值，反应时间4-5小时，直到酸值不变为止，得到链烯基丁二酸单烷基酯；2）然后加入合适聚合度的聚乙二醇，聚乙二醇和上述反应生成物链烯基丁二酸单烷基酯的摩尔比为1:2，在温度为150-160℃时发生反应，除去反应中生成的水，定时取样测定酸值，直到没有水分被蒸出，反应时间为6-8小时，然后将溶液减压，使体系真空度达到0.07-0.08MPa，蒸出作为脱水剂的溶剂，反应产物便是产品聚乙二醇双链烯基丁二酸单烷基酯酯。
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