CN105199856A - 一种植物油改性的自乳化酯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种植物油改性的自乳化酯，是以植物油，烯基二元酸，脂肪醇醚为原料合成制备而得，还公开了植物油改性的自乳化酯的制备方法，包括狄尔斯–阿尔德反应：将植物油，烯基二元酸（酸酐）和一定量的催化剂，加入到反应器中，升温至一定温度反应一段时间，发生双健重排和狄尔斯-阿尔德反应，得到反应型植物油；酯化反应：将上一步得到的反应型植物油与脂肪醇醚混和，加入催化剂，升温至一定温度反应一段时间，得到成品自乳化酯，本实施例是一种植物基改性的产品，可再生，易生物降解，避免了环境污染的危害。该产品具有良好的润滑性能和自乳化特性，在水中易乳化可用作一种乳化剂，可以代替或减少其他类型乳化剂、油基润滑剂、防锈剂和矿物油在水基金属加工液中的应用。

Description

一种植物油改性的自乳化酯及其制备方法

技术领域

本发明涉及自乳化酯领域，尤其涉及一种植物油改性的自乳化酯及其制备方法。

背景技术

目前金属加工液行业中主要用乳化剂主要是石油磺酸钠、植物油酸胺皂或无机碱皂、壬基酚聚氧乙烯醚、C10-14脂肪醇聚氧乙烯醚、油醇醚、植物脂肪酸酰胺等；润滑剂主要是脂肪酸酯类，脂肪酸胺盐等，但石油磺酸钠主要从石油中延伸来，不可再生，且生物降解性差。植物油酸胺皂或无机碱皂，具有泡沫大，不抗硬水等缺点。壬基酚聚氧乙烯醚类因对环境影响巨大，已在金属加工液中禁止使用,C10-14脂肪醇醚类具有泡沫高，调配植物油基加工液，乳化不稳定,醇醚产品价格高等问题；而且以上乳化剂都基本不具备好的润滑性能，随着金属加工用油技术的进步，对成本、可生物降解性、低库存量的要求,急需开发一款集乳化、润滑、防锈、抗硬水于一身的产品。植物油改性自乳化酯源自植物油，原料简便易得，资源丰富，可再生，缓解了石油原料短缺的问题。因其具备极佳的乳化、润滑、防锈（与胺中和）和抗硬水性能,应用在水基金属加工液中具有优良的经济性、冷却性、安全性、低污染和易清洗的特性，可广泛应用于切削、磨削、压延、冲压、拉拔、攻丝等金属加工领域以取代其他乳化剂和油性润滑剂。目前水基液所采用的乳化剂和润滑剂性能不全面，导致复配出的水基液成分复杂，稳定性差，易析出,这在一定程度上也限制了水基金属加工液的发展。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种可再生，易生物降解，避免了环境污染危害的植物油改性的自乳化酯。

所述植物油改性的自乳化酯，按重量百分比由以下原料反应制成:植物油45-80%，烯基二元酸5-15%，脂肪醇醚15-45%以及催化剂，所述催化剂包括狄尔斯–阿尔德反应催化剂0-2%、酯化催化剂0.05-1%。

所述植物油为亚油酸含量较高的植物油，主要为大豆油，葵花籽油，花生油，芝麻油，棉籽油，红花籽油中的一种。

所述烯基二元酸主要为顺丁烯二酸酐，富马酸中的一种。

所述脂肪醇醚为脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚；所述脂肪醇为C6-C18直链或支链醇。

所述狄尔斯–阿尔德反应催化剂为二叔丁基过氧化物。

所述酯化催化剂主要为硫酸，对甲苯磺酸，氨基磺酸，甲基磺酸，磷酸，硫酸氢钠，钛酸酯中的一种。

本发明实施例还公开了一种植物油改性的自乳化酯的制备方法，包括如下步骤：

（1）按上述配方称取原料，植物油，烯基二元酸，脂肪醇醚以及催化剂，所述催化剂包括狄尔斯–阿尔德反应催化剂、酯化催化剂；

（2）狄尔斯–阿尔德反应：将上述原料中的植物油、烯基二元酸以及狄尔斯–阿尔德反应催化剂加入反应器中，通过氮气保护；

（3）将反应温度升高到140-230℃，反应时间0.5-6小时，得到反应型植物油；

（4）酯化反应：将步骤（3）中得到的反应型植物油、脂肪醇醚以及酯化催化剂混合，通氮气保护；

（5）将反应温度控制在120-180℃，酯化反应0.5-10小时，得到成品自乳化酯。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例植物油改性的自乳化酯，是以植物油，烯基二元酸（酸酐），脂肪醇醚为原料合成制备而得。该产品是一种植物基改性的产品，可再生，易生物降解，避免了环境污染的危害。该产品具有良好的润滑性能和自乳化特性，在水中易乳化可用作一种乳化剂，可以代替或减少其他类型乳化剂、油基润滑剂、防锈剂和矿物油在水基金属加工液中的应用。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

将650精炼大豆油，70g顺酐混和，通氮气保护，升温至220℃反应2小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与280g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）混和，加入8g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例2

将650精炼大豆油，70g顺酐，10g二叔丁基过氧化氢混和，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与280g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）混和，加入8g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例3

将650精炼大豆油，70g顺酐，10g二叔丁基过氧化氢混和，通氮气保护，升温至200℃反应0.5小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与280g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）混和，加入8g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例4

将650精炼大豆油，70g顺酐混和，通氮气保护，升温至180℃反应6小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与280g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）混和，加入8g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例5

将650精炼大豆油，100g顺酐混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与250g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）混和，加入8g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例6

将650精炼大豆油，100g顺酐混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与250g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-5）混和，加入8g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例7

将650精炼大豆油，70g顺酐混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与280g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-7）混和，加入8g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例8

将650精炼大豆油，70g顺酐混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与700g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-7）混和，加入8g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例9

将650精炼大豆油，70g顺酐混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与130g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）混和，加入8g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例10

将650精炼葵花籽油，70g顺酐混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到马来酸化葵花籽油。将上述马来酸化葵花籽油与280g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）混和，加入8g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例11

将650精炼棉籽油，70g顺酐混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到马来酸化棉籽油。将上述马来酸化棉籽油与280g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）混和，加入8g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例12

将650精炼大豆油，70g顺酐混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与280g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）混和，加入0.5g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至120℃反应10小时，得到成品自乳化酯。

实施例13

将650精炼大豆油，70g顺酐混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与280g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）混和，加入10g对甲苯磺酸，通氮气保护，升温至180℃反应0.5小时，得到成品自乳化酯。

实施例14

将650精炼大豆油，70g顺酐混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到马来酸化豆油。将上述马来酸化豆油与280g脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO-9）混和，加入8g磷酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例15

将650精炼葵花籽油，70g富马酸混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到富马酸化葵花籽油。将上述富马酸化葵花籽油与350g脂肪醇聚氧丙烯醚（10PO）混和，加入20g氨基磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

实施例16

将650精炼花生油，70g富马酸混和，通氮气保护，升温至200℃反应2小时，得到富马酸化花生油。将上述富马酸化花生油与600g脂肪醇聚氧丙烯醚（20PO）混和，加入20g氨基磺酸，通氮气保护，升温至150℃反应2小时，得到成品自乳化酯。

本发明实施例植物油改性的自乳化酯，是以植物油，烯基二元酸（酸酐），脂肪醇醚为原料合成制备而得。该产品是一种植物基改性的产品，可再生，易生物降解，避免了环境污染的危害。该产品具有良好的润滑性能和自乳化特性，在水中易乳化可用作一种乳化剂，可以代替或减少其他类型乳化剂、油基润滑剂、防锈剂和矿物油在水基金属加工液中的应用。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种植物油改性的自乳化酯，其特征在于：按重量百分比由以下原料反应制成:植物油45-80%，烯基二元酸5-15%，脂肪醇醚15-45%以及催化剂，所述催化剂包括狄尔斯–阿尔德反应催化剂0-2%、酯化催化剂0.05-1%。

2.如权利要求1所述的植物油改性的自乳化酯，其特征在于：所述植物油为亚油酸含量较高的植物油，主要为大豆油，葵花籽油，花生油，芝麻油，棉籽油，红花籽油中的一种。

3.如权利要求1所述的植物油改性的自乳化酯，其特征在于：所述烯基二元酸主要为顺丁烯二酸酐，富马酸中的一种。

4.如权利要求1所述的植物油改性的自乳化酯，其特征在于：所述脂肪醇醚为脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段聚醚；所述脂肪醇为C6-C18直链或支链醇。

5.如权利要求1所述的植物油改性的自乳化酯，其特征在于：所述狄尔斯–阿尔德反应催化剂为二叔丁基过氧化物。

6.如权利要求1所述的植物油改性的自乳化酯，其特征在于：所述酯化催化剂主要为硫酸，对甲苯磺酸，氨基磺酸，甲基磺酸，磷酸，硫酸氢钠，钛酸酯中的一种。

7.一种如权利要求1-6中任一项权利要求所述的植物油改性的自乳化酯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）按上述配方称取原料，植物油，烯基二元酸，脂肪醇醚以及催化剂，所述催化剂包括狄尔斯–阿尔德反应催化剂、酯化催化剂；

（2）狄尔斯–阿尔德反应：将上述原料中的植物油、烯基二元酸以及狄尔斯–阿尔德反应催化剂加入反应器中，通过氮气保护；

（3）将反应温度升高到140-230℃，反应时间0.5-6小时，得到反应型植物油；

（4）酯化反应：将步骤（3）中得到的反应型植物油、脂肪醇醚以及酯化催化剂混合，通氮气保护；

（5）将反应温度控制在120-180℃，酯化反应0.5-10小时，得到成品自乳化酯。