CN109943387A

CN109943387A - 一种全合成水基平整液及其制备方法

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Publication number: CN109943387A
Application number: CN201910269690.3A
Authority: CN
Inventors: 何茂伟; 袁俊洲; 纪祥娟; 徐金玲; 乔良
Original assignee: Shandong Source Root Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Shandong Source Root Petrochemical Co Ltd
Priority date: 2019-04-04
Filing date: 2019-04-04
Publication date: 2019-06-28

Abstract

本发明公开了一种全合成水基平整液及其制备方法，涉及金属成型润滑剂领域，包括如下重量百分比的组分：羟基亚乙基二膦酸2％～4％、苯甲酸0.5％～0.7％、苯并三氮唑0.8％～1.5％、硼酸2.5～3.5％、单乙醇胺15～20％、磷钼酸离子液体0.2‑0.3％、癸二酸4～6％、基础液45～55％、脂肪醇聚乙二醇0.4～0.5％、磷酸4～5.5％、氢氧化钾4～5.5％、芳香族环氧乙烷磷酸酯钾盐1.5～2.5％、十一烷二元酸及十二碳二元酸混合酸1.5～2.5％、余量为水；本全合成型水基金属加工液系选用极压抗磨剂、抗锈剂、摩擦改进剂等多种功能添加剂经仔细平衡评定而调制的全合成型水基金属加工液。具有优异的防腐、防锈性能和抗磨性能，良好的生物可降解性。该全合成型水基金属加工液，具有良好的抗磨性、防锈、防腐蚀等性能。

Description

一种全合成水基平整液及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属成型润滑剂领域，尤其涉及一种全合成水基平整液及其制备方法。

背景技术

随着我国国民经济持续不断的发展，汽车工业及其附属配套行业的获得了飞速发展，机械加工业得到了长足发展。目前，我国已成为需求最大，同时需求增长最快的地区。全合成水基润滑剂在机械加工领域的应用范围也在不断扩大，特别是对水基润滑剂中应用最广的金属加工液的要求越来越高。由于世界性能源短缺问题和自然环境保护意识的增强，全合成型水基金属加工液具有越来越突出的技术和应用优势。而且先进制造技术在不断深入的发展，市场上已有的金属加工液已不能满足越来越高的金属加工水平和绿色制造的要求，因此对全合成型水基金属加工液及其配方组成提出了更高更新的要求。

发明内容

本发明提出了一种全合成水基平整液及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种全合成水基平整液，包括如下重量百分比的组分：羟基亚乙基二膦酸2％～4％、苯甲酸0.5％～0.7％、苯并三氮唑0.8％～1.5％、硼酸2.5～3.5％、单乙醇胺15～20％、磷钼酸离子液体0.2-0.3％、癸二酸4～6％、基础液45～55％、脂肪醇聚乙二醇0.4～0.5％、磷酸4～5.5％、氢氧化钾4～5.5％、芳香族环氧乙烷磷酸酯钾盐1.5～2.5％、十一烷二元酸及十二碳二元酸混合酸1.5～2.5％、余量为水。

进一步的，所述羟基亚乙基二膦酸为HEDP-60羟基亚乙基二膦酸。

进一步的，所述磷钼酸离子液体的制备方法包括，将N-甲基咪唑和丙烷磺内酯溶解在甲苯中，氮气保护，50℃下反应24h，大量白色固体生成，用乙醚洗涤，真空干燥得1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐；将1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐加入到磷钼酸的水溶液中，室温条件下搅拌24h，减压下除水干燥得黄绿色固体。

进一步的，所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐合成式为：

进一步的，所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑磷钼酸盐合成式为：

进一步的，加入的所述N-甲基咪唑与丙烷磺内酯的摩尔比为11:10。

进一步的，加入的所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐与磷钼酸的摩尔比为6:2。

一种全合成水基平整液的制备方法，包括以下步骤：

(1)以癸二酸和脂肪醇聚乙二醇为原料，在100～200℃下，使癸二酸和脂肪醇聚乙二醇直接反应10～20小时制得水溶性聚酯。

(2)称取羟基亚乙基二膦酸、苯甲酸、苯并三氮唑、硼酸、单乙醇胺、磷钼酸离子液体、基础液、磷酸、氢氧化钾、芳香族环氧乙烷磷酸酯钾盐、十一烷二元酸及十二碳二元酸混合酸和水；

(3)将步骤(2)称取的水放入搅拌反应釜中，之后向其中加入单乙醇胺调节Ph值，搅拌至混合均匀，加入步骤(1)制得的水溶性聚酯，水浴加热至60℃并不断搅拌至釜内溶液透明均匀后停止加热；

(4)向步骤(3)得到的溶液中依次加入羟基亚乙基二膦酸、苯甲酸、苯并三氮唑、硼酸、磷钼酸离子液体、基础液、磷酸、氢氧化钾、芳香族环氧乙烷磷酸酯钾盐、十一烷二元酸及十二碳二元酸混合酸，每加一种组分需搅拌至混合均匀后再加入下一种试剂，所有组分加入完成后再搅拌10～30分钟至混合均匀后即得全合成水基平整液。

进一步的，所述步骤(1)反应时以固体超强酸SO42-/ZrO2为催化剂。

有益之处：本绿色环保极压抗磨多功能添加剂，优选现有的抗锈剂、摩擦改进剂等多种功能添加剂经仔细平衡评定而调制的全合成型水基金属加工液。具有优异的防腐、防锈性能和抗磨性能，良好的生物可降解性。该全合成型水基金属加工液，具有良好的抗磨性、防锈、防腐蚀等性能。产品品质处于国际领先水平，产品投产后，可以为国内润滑油的生产提供高品质的全合成型水基金属加工液，并将极大推动金属加工液行业向环境兼容性、生物降解性、可再生性的方向发展能。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

一种全合成水基平整液，包括如下重量百分比的组分：HEDP-60羟基亚乙基二膦酸3、苯甲酸0.5％、苯并三氮唑0.8％、硼酸2.5％、单乙醇胺17％、磷钼酸离子液体0.3％、癸二酸5％、基础液55％、脂肪醇聚乙二醇0.5％、磷酸4％、氢氧化钾4.1％、芳香族环氧乙烷磷酸酯钾盐1.5％、十一烷二元酸及十二碳二元酸混合酸1.5％、水4.3％。

实施例2：

一种全合成水基平整液，包括如下重量百分比的组分：HEDP-60羟基亚乙基二膦酸2％、苯甲酸0.5％、苯并三氮唑0.8％、硼酸2.5％、单乙醇胺15％、磷钼酸离子液体0.2％、癸二酸4％、基础液45％、脂肪醇聚乙二醇0.4％、磷酸4％、氢氧化钾4％、芳香族环氧乙烷磷酸酯钾盐1.5％、十一烷二元酸及十二碳二元酸混合酸1.5％、水18.6％。

实施例3：

一种全合成水基平整液，包括如下重量百分比的组分：HEDP-60羟基亚乙基二膦酸3.2％、苯甲酸0.62％、苯并三氮唑1.2％、硼酸2.75％、单乙醇胺18％、磷钼酸离子液体0.25％、癸二酸5.1％、基础液52％、脂肪醇聚乙二醇0.5％、磷酸5.3％、氢氧化钾4.9％、芳香族环氧乙烷磷酸酯钾盐1.9％、十一烷二元酸及十二碳二元酸混合酸1.8％、水2.28％。

实施例4：

在实施例1的基础上：所述磷钼酸离子液体的制备方法包括，将N-甲基咪唑和丙烷磺内酯溶解在甲苯中，氮气保护，50℃下反应24h，大量白色固体生成，用乙醚洗涤，真空干燥得1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐；将1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐加入到磷钼酸的水溶液中，室温条件下搅拌24h，减压下除水干燥得黄绿色固体。

所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐合成式为：

所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑磷钼酸盐合成式为：

加入的所述N-甲基咪唑与丙烷磺内酯的摩尔比为11:10。

加入的所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐与磷钼酸的摩尔比为6:2。

实施例5：

在实施例2的基础上：所述磷钼酸离子液体的制备方法包括，将N-甲基咪唑和丙烷磺内酯溶解在甲苯中，氮气保护，50℃下反应24h，大量白色固体生成，用乙醚洗涤，真空干燥得1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐；将1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐加入到磷钼酸的水溶液中，室温条件下搅拌24h，减压下除水干燥得黄绿色固体。

所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐合成式为：

所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑磷钼酸盐合成式为：

加入的所述N-甲基咪唑与丙烷磺内酯的摩尔比为11:10。

实施例6：

在实施例3的基础上：所述磷钼酸离子液体的制备方法包括，将N-甲基咪唑和丙烷磺内酯溶解在甲苯中，氮气保护，50℃下反应24h，大量白色固体生成，用乙醚洗涤，真空干燥得1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐；将1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐加入到磷钼酸的水溶液中，室温条件下搅拌24h，减压下除水干燥得黄绿色固体。

所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐合成式为：

所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑磷钼酸盐合成式为：

加入的所述N-甲基咪唑与丙烷磺内酯的摩尔比为11:10。

实施例7：

在实施例4的基础上，一种全合成水基平整液的制备方法，包括以下步骤：

(1)以癸二酸和脂肪醇聚乙二醇为原料，在100℃下，使癸二酸和脂肪醇聚乙二醇直接反应10小时制得水溶性聚酯。

(4)向步骤(3)得到的溶液中依次加入羟基亚乙基二膦酸、苯甲酸、苯并三氮唑、硼酸、磷钼酸离子液体、基础液、磷酸、氢氧化钾、芳香族环氧乙烷磷酸酯钾盐、十一烷二元酸及十二碳二元酸混合酸，每加一种组分需搅拌至混合均匀后再加入下一种试剂，所有组分加入完成后再搅拌10分钟至混合均匀后即得全合成水基平整液。

所述步骤(1)反应时以固体超强酸SO42-/ZrO2为催化剂。

实施例8：

在实施例5的基础上，一种全合成水基平整液的制备方法，包括以下步骤：

(1)以癸二酸和脂肪醇聚乙二醇为原料，在200℃下，使癸二酸和脂肪醇聚乙二醇直接反应20小时制得水溶性聚酯。

(4)向步骤(3)得到的溶液中依次加入羟基亚乙基二膦酸、苯甲酸、苯并三氮唑、硼酸、磷钼酸离子液体、基础液、磷酸、氢氧化钾、芳香族环氧乙烷磷酸酯钾盐、十一烷二元酸及十二碳二元酸混合酸，每加一种组分需搅拌至混合均匀后再加入下一种试剂，所有组分加入完成后再搅拌30分钟至混合均匀后即得全合成水基平整液。

所述步骤(1)反应时以固体超强酸SO42-/ZrO2为催化剂。

实施例9：

在实施例6的基础上，一种全合成水基平整液的制备方法，包括以下步骤：

(1)以癸二酸和脂肪醇聚乙二醇为原料，在140℃下，使癸二酸和脂肪醇聚乙二醇直接反应12小时制得水溶性聚酯。

(4)向步骤(3)得到的溶液中依次加入羟基亚乙基二膦酸、苯甲酸、苯并三氮唑、硼酸、磷钼酸离子液体、基础液、磷酸、氢氧化钾、芳香族环氧乙烷磷酸酯钾盐、十一烷二元酸及十二碳二元酸混合酸，每加一种组分需搅拌至混合均匀后再加入下一种试剂，所有组分加入完成后再搅拌24分钟至混合均匀后即得全合成水基平整液。所述步骤(1)反应时以固体超强酸SO42-/ZrO2为催化剂。

参照润滑油抗磨性能评价的国标GB 3142-82,对实施例9获得的全合成水基抗磨液压液用四球摩擦试验机进行极压性能的测试。试验条件为：75℃，主轴转速1200r·min-1，60min，钢球直径为12.7mm(由上海钢球厂生产，材料:GCr 15)。试验结束后，用读数显微镜测量3个下试球的磨斑直径(WSD)，并求出平均值作为试验结果,以此测定最大无卡咬PB值为80公斤。

参照润滑油抗磨性能评价的国标GB 3142-82,对市售产品获得用四球摩擦试验机进行极压性能的测试。试验条件为：75℃，主轴转速1450r·min-1，60min,钢球直径为12.7mm(由上海钢球厂生产，材料:GCr 15)。试验结束后，用读数显微镜测量3个下试球的磨斑直径(WSD)，并求出平均值作为试验结果,以此测定最大无卡咬PB值为70公斤.

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种全合成水基平整液，其特征在于：包括如下重量百分比的组分：羟基亚乙基二膦酸2％～4％、苯甲酸0.5％～0.7％、苯并三氮唑0.8％～1.5％、硼酸2.5～3.5％、单乙醇胺15～20％、磷钼酸离子液体0.2-0.3％、癸二酸4～6％、基础液45～55％、脂肪醇聚乙二醇0.4～0.5％、磷酸4～5.5％、氢氧化钾4～5.5％、芳香族环氧乙烷磷酸酯钾盐1.5～2.5％、十一烷二元酸及十二碳二元酸混合酸1.5～2.5％、余量为水。

2.根据权利要求1所述的一种全合成水基平整液，其特征在于，所述羟基亚乙基二膦酸为HEDP-60羟基亚乙基二膦酸。

3.根据权利要求2所述的一种全合成水基平整液，其特征在于，所述磷钼酸离子液体的制备方法包括，将N-甲基咪唑和丙烷磺内酯溶解在甲苯中，氮气保护，50℃下反应24h，大量白色固体生成，用乙醚洗涤，真空干燥得1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐；将1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐加入到磷钼酸的水溶液中，室温条件下搅拌24h，减压下除水干燥得黄绿色固体。

4.根据权利要求3所述的一种全合成水基平整液，其特征在于，所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐合成式为：

5.根据权利要求3所述的一种全合成水基平整液，其特征在于，所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑磷钼酸盐合成式为：

6.根据权利要求3所述的一种全合成水基平整液，其特征在于，加入的所述N-甲基咪唑与丙烷磺内酯的摩尔比为11:10。

7.根据权利要求3所述的一种全合成水基平整液，其特征在于，加入的所述1-甲基-3-丙烷磺酸基咪唑分子内盐与磷钼酸的摩尔比为6:2。

8.一种如权利要求1-7中任意一条所述的全合成水基平整液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种全合成水基平整液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)反应时以固体超强酸SO42-/ZrO2为催化剂。