CN105732968B - 聚蔗糖脂肪酸酯及其制备方法和用该酯制备微量润滑油 - Google Patents
聚蔗糖脂肪酸酯及其制备方法和用该酯制备微量润滑油 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种聚蔗糖脂肪酸酯,其特征在于:由包括或由蔗糖、二元羧酸、脂肪酸制备而成,其中,所述蔗糖、二元羧酸、脂肪酸的摩尔比为1:1‑1.5:1‑2。采用本发明制备的聚蔗糖脂肪酸酯,由于具有许多空位‑OH,可以有效的附着于加工金属的表面,具有优异的润滑性、极压抗磨性、防锈性,可全部或部分取代传统的含氯、硫、磷的极压抗磨剂使用于微量润滑油中,少量的微量润滑油就能满足金属加工的润滑冷却、极压抗磨和防锈要求;配合微量润滑装置使用,可节省切削液的使用量95%以上,节能减排、环境保护效果显著。
Description
技术领域
本发明属于润滑技术领域,具体地,涉及一种聚蔗糖脂肪酸酯及其制备方法和用该酯制备微量润滑油。
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,不仅浪费资源,造成加工场所和环境的巨大污染,同时还会严重影响操作工人的身体健康。
为解决这些问题,近期对微量润滑技术的研究取得一定的进展,微量润滑技术解决了以上润滑剂使用量大,污染严重等问题,但对微量润滑剂的研究,但在应用方面还存在一定的问题,主要是润滑和冷却问题不能很好的解决。
另外,微量润滑剂往往需要添加大量的含硫、含氯等对环境有较大压力的添加剂来增加产品的极压抗磨性,延长刀具使用寿命。如公开号为CN101376861的中国专利公开的一种微量润滑系统铝合金润滑剂及其制备方法和用途,采用:基础油40份、硫代磷酸酯5-15份、氯化石蜡5-15份、硫化异丁烯5-15份、硼酸钾5-15份、乙醇或乙二醇5-10份、防锈剂5份,所述的基础油采用矿物油或植物油。还有就是由于追求使用的润滑油使用量微少,所以组成原料往往不能降解,也会加重环境的负担。
发明内容
鉴于以上缺陷,本发明旨在克服现有技术的不足,提供一种聚蔗糖脂肪酸酯及其制备方法和用该酯制备的微量润滑油。
为实现上述目的,本发明提供的一种聚蔗糖脂肪酸酯,其特征在于,由包括或由蔗糖、二元羧酸、脂肪酸制备而成,
其中,上述蔗糖、二元羧酸、脂肪酸的摩尔比为1:1-1.5:1-2。
进一步地,本发明提供的一种聚蔗糖脂肪酸酯,还具有这样的特点:即、二元羧酸选自碳原子数为4-10的饱和或/和不饱和羧酸中的一种或几种;
上述二元羧酸优选自富马酸及其衍生物、马来酸及其衍生物、琥珀酸及其衍生物、己二酸及其衍生物、辛二酸及其衍生物、癸二酸及其衍生物中的一种或几种。
进一步地,本发明提供的一种聚蔗糖脂肪酸酯,还具有这样的特点:即、上述脂肪酸选自碳原子数为10-20的饱和或不饱和脂肪酸中的一种或几种;
上述脂肪酸选自正癸酸及其衍生物、月桂酸及其衍生物、棕榈酸及其衍生物、油酸及其衍生物、硬脂酸醇及其衍生物中的一种或几种。
此外,本发明还提供了上述聚蔗糖脂肪酸酯的制备方法:即、按比例称取蔗糖、二元羧酸、脂肪酸、分别加入反应釜中,搅拌加热至190-260℃,充分反应6-12小时,减压排出水分,即为一种聚蔗糖脂肪酸酯。
进一步地,在本发明提供的上述聚蔗糖脂肪酸酯的制备方法中:为了提高反应速度,在反应物中还可加入催化剂加速反应;
该催化剂选自质子酸、离子交换树脂、分子筛中的一种;
该催化剂优选自稀硫酸;当催化剂选用稀硫酸时,其有效成分占反应物总重量的0.1-0.2%。
另外,本发明还提供了一种含上述聚蔗糖脂肪酸酯的微量切削液,其特征在于,由以下重量百分比的组分制造而成:
进一步地,本发明提供的含上述聚蔗糖脂肪酸酯的微量切削液,还具有这样的特点:即、上述新戊二醇酯选自新戊二醇二异辛酸酯及其衍生物、新戊二醇二癸酸酯及其衍生物、新戊二醇月桂酸酯及其衍生物、新戊二醇二棕榈酸酯及其衍生物、新戊二醇二油酯及其衍生物中的一种或几种。
进一步地,本发明提供的含上述聚蔗糖脂肪酸酯的微量切削液,还具有这样的特点:即、上述的脂肪醇磷酸酯选自饱和或不饱和脂肪醇和磷酸或五氧化二磷反应生成的脂肪醇酯中的一种或几种;
进一步地,本发明提供的含上述聚蔗糖脂肪酸酯的微量切削液,还具有这样的特点:即、上述的脂肪醇磷酸酯优选自三月桂醇磷酸酯及其衍生物、亚磷酸三月桂醇酯及其衍生物、异构十三醇磷酸酯及其衍生物、油醇磷酸酯及其衍生物、三异辛醇磷酸酯及其衍生物中的一种或几种。
进一步地,本发明提供的含上述聚蔗糖脂肪酸酯的微量切削液,还具有这样的特点:即、上述硫化脂肪选自硫化猪油、硫化菜籽油、硫化豆油、硫化棉籽油中的一种或几种。
此外,本发明提供了上述微量润滑油的制备方法:即、将聚蔗糖脂肪酸酯、新戊二醇酯、脂肪醇磷酸酯、硫化脂肪在40~60℃温度下混合搅拌至透明时即可。
发明的作用与效果
采用本发明制备的聚蔗糖脂肪酸酯,由于具有许多空位-OH,可以有效的附着于加工金属的表面,具有优异的润滑性、极压抗磨性、防锈性,可全部或部分取代传统的含氯、硫、磷的极压抗磨剂使用于微量润滑油中,少量的微量润滑油就能满足金属加工的润滑冷却、极压抗磨和防锈要求;配合微量润滑装置使用,可节省切削液的使用量95%以上,节能减排、环境保护效果显著。
在本发明中,新戊二醇酯提供良好的润滑性,生物降解性好,同时较低的运动粘度可有效降低微量润滑油的运动粘度,方便使用于微量润滑装置中。
在本发明中,脂肪醇磷酸酯,具有良好的润滑性和极压抗磨性,可部分取代含硫、含氯的极压抗磨剂。
在本发明中,硫化脂肪,具有良好的润滑性和极压抗磨性,生物降解性好。
在本发明的配方中,上述各组分混合后,基于其各自的结构特点,可发生分子间弱键作用力,经相溶相促后,提高和激发彼此的润滑性、溶解性和极压抗磨性等性质。
具体实施方式
实施例一
称取342.3g(1mol)蔗糖、174.11g(1.5mol)马来酸、258.39g(1.5mol)正癸酸、分别加入反应釜中,搅拌加热至190℃,充分反应12小时,减压排出水分,即为一种聚蔗糖马来酸正癸酸酯。
称取上述制备的聚蔗糖马来酸正癸酸酯300g、新戊二醇二癸酸酯650g、三月桂醇磷酸酯30g、硫化猪油20g在40℃温度下混合搅拌至透明时即为一种微量润滑油。
实施例二
称取342.3g(1mol)蔗糖、118.09g(1mol)琥珀酸、400.64g(2mol)月桂酸、12g稀硫酸(10%)分别加入反应釜中,搅拌加热至260℃,充分反应6小时,减压排出水分,即为一种聚蔗糖琥珀酸月桂酸酯。
称取上述制备的聚蔗糖琥珀酸月桂酸酯200g、新戊二醇二月桂酸酯700g、三亚磷酸三月桂醇酯40g、硫化菜籽油10g在60℃温度下混合搅拌至透明时即为一种微量润滑油。
实施例三
称取342.3g(1mol)蔗糖、175.37g(1.2mol)已二酸、256.42g(1mol)棕榈酸、分别加入反应釜中,搅拌加热至240℃,充分反应8小时,减压排出水分,即为一种聚蔗糖已二酸棕榈酸酯。
称取上述制备的聚蔗糖已二酸棕榈酸酯250g、新戊二醇二棕榈酸酯670g、三异构十三醇磷酸酯50g、硫化大豆油30g在50℃左右温度下混合搅拌至透明时即为一种微量润滑油。
实施例四
称取342.3g(1mol)蔗糖、283.15g(1.4mol)癸二酸、312.93g(1.1mol)硬脂酸、分别加入反应釜中,搅拌加热至230℃,充分反应10小时,减压排出水分,即为一种聚蔗糖癸二酸硬脂酸酯。
称取上述制备的聚蔗糖癸二酸硬脂酸酯230g、新戊二醇二异辛酸酯690g、三油醇磷酸酯30g、硫化棉籽油50g在50℃左右温度下混合搅拌至透明时即为一种微量润滑油。
实施例五
称取342.3g(1mol)蔗糖、261.3g(1.5mol)辛二酸、423.71g(1.5mol)油酸、分别加入反应釜中,搅拌加热至220℃左右,充分反应9小时左右,减压排出水分,即为一种聚蔗糖辛二酸油酸酯。
称取上述制备的聚蔗糖辛二酸油酸酯270g、新戊二醇二油酸酯650g、三异辛醇磷酸酯40g、硫化猪油40g在50℃左右温度下混合搅拌至透明时即为一种微量润滑油。
将上述微量润滑油用GB/T12583实验方法进行四球极压测试,试验结果:PD>620(kgf)。
将上述微量润滑油应用于YN3150滚齿机加工直径120mm,模数2.2mm齿轮,滚刀:TiN涂层,直径75,长度70,原来用46#机械油进行循环润滑冷却,现在改为KS-2107微量润滑装置(3喷嘴,所有喷嘴为本公司生产节能喷嘴)和一种微量润滑油,结果如下表:
Claims (13)
1.一种用于制备微量润滑油的聚蔗糖脂肪酸酯,其特征在于:由包括以下组分的原料制备而成:蔗糖、二元羧酸、脂肪酸,
其中,所述蔗糖、二元羧酸、脂肪酸的摩尔比为1:1-1.5:1-2;
所述聚蔗糖脂肪酸酯的制备方法:
将蔗糖、二元羧酸、脂肪酸依次加入反应釜中,搅拌加热至190-260℃,充分反应6-12小时,减压排出水分,即为一种聚蔗糖脂肪酸酯。
2.如权利要求1所述的聚蔗糖脂肪酸酯,其特征在于:
所述二元羧酸选自碳原子数为4-10的饱和或/和不饱和羧酸中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的聚蔗糖脂肪酸酯,其特征在于:
所述脂肪酸选自碳原子数为10-20的饱和或不饱和脂肪酸中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的聚蔗糖脂肪酸酯,其特征在于:
所述二元羧酸选自富马酸及其衍生物、马来酸及其衍生物、琥珀酸及其衍生物、己二酸及其衍生物、辛二酸及其衍生物、癸二酸及其衍生物中的一种或几种。
5.如权利要求1所述的聚蔗糖脂肪酸酯,其特征在于:
所述脂肪酸选自正癸酸及其衍生物、月桂酸及其衍生物、棕榈酸及其衍生物、油酸及其衍生物、硬脂酸及其衍生物中的一种或几种。
6.如权利要求1所述的聚蔗糖脂肪酸酯,其特征在于:
反应物中加入催化剂加速反应;
其中,所述催化剂选自质子酸、离子交换树脂、分子筛中的一种。
7.如权利要求6所述的聚蔗糖脂肪酸酯,其特征在于:
所述催化剂选自稀硫酸;
所述稀硫酸的有效成分占反应物总重量的0.1-0.2%。
8.一种含如权利要求1-7任一项所述的聚蔗糖脂肪酸酯的微量润滑油,其特征在于,由以下重量百分比的组分制造而成:
9.如权利要求8所述的一种含聚蔗糖脂肪酸酯的微量润滑油,其特征在于:所述新戊二醇酯选自新戊二醇二异辛酸酯及其衍生物、新戊二醇二癸酸酯及其衍生物、新戊二醇月桂酸酯及其衍生物、新戊二醇二棕榈酸酯及其衍生物、新戊二醇二油酯及其衍生物中的一种或几种。
10.如权利要求8所述的一种含聚蔗糖脂肪酸酯的微量润滑油,其特征在于:所述脂肪醇磷酸酯选自饱和或不饱和脂肪醇和磷酸或五氧化二磷反应生成的脂肪醇酯中的一种或几种。
11.如权利要求8所述的含聚蔗糖脂肪酸酯的微量润滑油,其特征在于:
所述脂肪醇磷酸酯选自三月桂醇磷酸酯及其衍生物、亚磷酸三月桂醇酯及其衍生物、异构十三醇磷酸酯及其衍生物、油醇磷酸酯及其衍生物、三异辛醇磷酸酯及其衍生物中的一种或几种。
12.如权利要求8所述的一种含聚蔗糖脂肪酸酯的微量润滑油,其特征在于:所述硫化脂肪选自硫化猪油、硫化菜籽油、硫化豆油、硫化棉籽油中的一种或几种。
13.如权利要求8-12任一项所述的一种含聚蔗糖脂肪酸酯的微量润滑油的制备方法,其特征在于:
将聚蔗糖脂肪酸酯、新戊二醇酯、脂肪醇磷酸酯、硫化脂肪在40~60℃温度下混合搅拌至透明时即可。
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Legal Events
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---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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