CN110205189B - 润滑油组合物及其制备方法和用该组合物制备亚干加工润滑油 - Google Patents

润滑油组合物及其制备方法和用该组合物制备亚干加工润滑油 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种润滑油组合物，其特征在于,由包括蓖麻油、丁烯二酸、稀土氧化物组成，其中蓖麻油与丁烯二酸的摩尔比为1:1‑1.5；所述稀土氧化物占组分重量百分比的0.1‑0.5％；所述稀土氧化物优选氧化镧、氧化铈中的一种或两种混合物。本发明提供含上述润滑油组合物的亚干加工润滑油，其特征在于，由以下重量百分比的组分制造而成：润滑油组合物10‑20％；丙二醇二辛酸酯70‑80％；蓖麻油酸一乙醇酰胺5‑10％；椰油酰基丙氨酸钠2‑5％制备面成的。采用本发明制备的亚干加工润滑油能满足金属加工的润滑冷却、极压抗磨和防锈要求；配合亚干切削润滑装置使用，可节省润滑剂的使用量95％以上，节能减排、环境保护效果显著。

Description

润滑油组合物及其制备方法和用该组合物制备亚干加工润 滑油
技术领域
本发明属于金属加工技术领域，具体地，涉及一种润滑油组合物及其制备方法和用该组合物制备亚干加工润滑油。
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。近期对亚干切削加工技术的研究取得一定的进展，亚干切削是界于干式切削和湿式切削的一种新型加工润滑冷却技术，以期用最少的切削油达到满意的切削效果。亚干切削加工技术解决了以上润滑剂使用量大，污染严重等问题，但对亚干切削液的研究，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。同时为了解决极压抗磨问题往往在亚干切削液中加入大量含有硫、氯等对环保有害的物质，同时如何延长刀具使用寿命也是一门重要课题。
发明内容
鉴于以上缺陷，本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种润滑油组合物及其制备方法和用该组合物制备亚干加工润滑油。
为实现上述目的，本发明提供的一种润滑油组合物，其特征在于,由包括蓖麻油、丁烯二酸组成，其中蓖麻油与丁烯二酸的摩尔比为1:1-1.5；优选摩尔比为1:1。
上述润滑油组合物还包括稀土氧化物，所述稀土氧化物占组分重量百分比的0.1-0.5％。
上述稀土氧化物优选氧化镧、氧化铈中的一种或两种混合物。
上述的丁烯二酸可以选择马来酸、富马酸中的一种或两种混合物。
所述润滑油组合物的制备方法：
步骤一：称取蓖麻油、丁烯二酸、稀土氧化物一起加入反应釜中，搅拌加热至180-200℃，充分反应3-4小时，减压排出水分；
步骤二：将温度降低至100-120℃时，加入引入剂，继续搅拌充分反应8-10小时，即为润滑油组合物。
步骤二中的引发剂可以选择过氧类引发剂或偶氮类引发剂；
上述引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种；
上述引发剂的使用量优选为丁烯二酸重量的0.5～1％。
另外，本发明还提供了一种含上述润滑油组合物的亚干加工润滑油，其特征在于，由以下重量百分比的组分制造而成：
Figure BDA0002097626170000021
上述蓖麻油酰一乙醇胺由包括蓖麻油酸、一乙醇胺制备而成，
其中，上述蓖麻油酸、一乙醇胺的摩尔比为1:0.5-1；最佳摩尔比为1:1。
本发明还提供了上述蓖麻油酰一乙醇胺的制备方法：
称取蓖麻油酸、一乙醇胺一起加入搅拌器中，搅拌加热至100-120℃，充分反应1-2小时，即为一种蓖麻油酰一乙醇胺。
此外，本发明提供了上述润滑油组合物的亚干切削油的制备方法：将润滑油组合物、丙二醇二辛酸酯、蓖麻油酰一乙醇胺、椰油酰基丙氨酸钠在40～60℃温度下混合搅拌至透明时即可。
发明的作用与效果
采用本发明制备的润滑油组合物,由于蓖麻油分子结构存在3个空位-OH，而丁烯二酸分子结构具有2个空位-COOH,同时蓖麻油和丁烯二酸分子均有不饱和键，进行反应聚合后可形成具有复杂的交联结构的复合酯，分子量比较大，其润滑性、极压抗磨性好；其中稀土氧化物在反应过程中不仅可以作为催化剂使用，在组合物中还以有机稀土的形式存在，可以在使用过程中和金属铁形成铁-稀土化合物，可自动填补修复刀具表面的微小裂痕，延长刀具使用寿命。
在本发明中，丙二醇二辛酸酯提供良好的润滑性，生物降解性好。
本发明中蓖麻油酰一乙醇胺,是N型极压抗磨剂和防锈剂，可降解性能好。
在本发明中椰油酰基丙氨酸钠，具有良好的润滑性，是N型极压抗磨性，并且可降解性能良好且有助于其他组分的降解。
本发明制备的亚干加工润滑油能满足金属加工的润滑冷却、极压抗磨和防锈要求；配合亚干切削润滑装置使用，可节省润滑剂的使用量95％以上，节能减排、环境保护效果显著。
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
步骤一：称取蓖麻油929.26g(1mol)、马来酸174.11(1.5mol)、氧化镧2.5g、氧化铈3g一起加入反应釜中，搅拌加热至200℃，充分反应3小时，减压排出水分；
步骤二：将温度降低至100℃时，加入引入剂过氧化月桂酰1.5g，继续搅拌充分反应10小时，即为润滑油组合物。
上述润滑油组合物应用于TIMKEN实验机进行修复实验：
在TIMKEN实验机的油槽内加入32#机械油，装好新滚柱，开动电机开关，不断添加砝码，并砝码加至50磅时，电机发出尖锐的噪声，关开关后观察滚柱已经有直径约6mm(纵向)的磨损，并且磨损面粗糙。更换油槽内的机械油为上述润滑油组合物，并重新启动开关，不断缓慢添加砝码，同时加至50英磅，TIMKEN机正常运转，无尖锐噪声，运转10分钟后观察滚柱磨损面并无明显加大，同时原来粗糙的磨损面变光滑。
称取上述制备的润滑油组合物200g、丙二醇二辛酸酯700g、蓖麻油酰一乙醇胺50g、椰油酰基丙氨酸钠50g在60℃温度下混合搅拌至透明时即为一种亚干加工润滑油。
上述蓖麻油酰一乙醇胺的制备方法：
称取蓖麻油酸298.46g(1mol)、一乙醇胺61.08g(1mol)一起加入搅拌器中，搅拌加热至120℃，充分反应1小时，即为蓖麻油酰一乙醇胺。
实施例二
步骤一：称取蓖麻油929.26g(1mol)、富马酸139.28(1.2mol)、氧化铈1.5g一起加入反应釜中，搅拌加热至180℃，充分反应4小时，减压排出水分；
步骤二：将温度降低至120℃时，加入引入剂过氧化甲乙酮0.7g，继续搅拌充分反应8小时，即为一种润滑油组合物。
称取上述制备的润滑油组合物100g、丙二醇二辛酸酯800g、蓖麻油酰一乙醇胺80g、椰油酰基丙氨酸钠20g在40℃温度下混合搅拌至透明时即为一种亚干加工润滑油。
上述蓖麻油酰一乙醇胺的制备方法：
称取蓖麻油酸298.46g(1mol)、一乙醇胺30.54g(0.5mol)一起加入搅拌器中，搅拌加热至110℃，充分反应1.5小时，即为蓖麻油酰一乙醇胺。
实施例三
步骤一：称取蓖麻油929.26g(1mol)、马来酸116.07马来酸(1mol)、氧化镧2.5g一起加入反应釜中，搅拌加热至190℃，充分反应3.5小时，减压排出水分；
步骤二：将温度降低至110℃时，加入引入剂过氧化二碳酸二异丙酯1g，继续搅拌充分反应9小时，即为一种润滑油组合物。
称取上述制备的润滑油组合物150g、丙二醇二辛酸酯750g、蓖麻油酰一乙醇胺60g、椰油酰基丙氨酸钠40g在50℃温度下混合搅拌至透明时即为一种亚干加工润滑油。
上述蓖麻油酰一乙醇胺的制备方法：
称取蓖麻油酸298.46g(1mol)、一乙醇胺61.08g(1mol)一起加入搅拌器中，搅拌加热至110℃，充分反应1.5小时，即为蓖麻油酰一乙醇胺。
实施例四
步骤一：称取蓖麻油929.26g(1mol)、马来酸116.07(1mol)、氧化镧3.5g一起加入反应釜中，搅拌加热至190℃，充分反应3.5小时，减压排出水分；
步骤二：将温度降低至110℃时，加入引入剂过氧化二叔丁基0.8g，继续搅拌充分反应9小时，即为一种润滑油组合物。
称取上述制备的润滑油组合物120g、丙二醇二辛酸酯760g、蓖麻油酰一乙醇胺90g、椰油酰基丙氨酸钠30g在60℃温度下混合搅拌至透明时即为一种亚干加工润滑油。
上述蓖麻油酰一乙醇胺的制备方法：
称取蓖麻油酸298.46g(1mol)、一乙醇胺61.08g(1mol)一起加入搅拌器中，搅拌加热至110℃，充分反应1.5小时，即为蓖麻油酰一乙醇胺。
实施例五
步骤一：称取蓖麻油929.26g(1mol)、马来酸116.07(1mol)、氧化铈3g一起加入反应釜中，搅拌加热至190℃，充分反应3.5小时，减压排出水分；
步骤二：将温度降低至110℃时，加入引入剂偶氮二异庚腈0.8g，继续搅拌充分反应9小时，即为一种润滑油组合物。
称取上述制备的润滑油组合物130g、丙二醇二辛酸酯740g、蓖麻油酰一乙醇胺100g、椰油酰基丙氨酸钠30g在60℃温度下混合搅拌至透明时即为一种亚干加工润滑油。
上述蓖麻油酰一乙醇胺的制备方法：
称取蓖麻油酸298.46g(1mol)、一乙醇胺61.08g(1mol)一起加入搅拌器中，搅拌加热至110℃，充分反应1.5小时，即为蓖麻油酰一乙醇胺。
实施例六
步骤一：称取蓖麻油929.26g(1mol)、马来酸116.07(1mol)、氧化镧2g一起加入反应釜中，搅拌加热至180℃，充分反应4小时，减压排出水分；
步骤二：将温度降低至110℃时，加入引入剂过氧化环己酮0.7g，继续搅拌充分反应9小时，即为一种润滑油组合物。
称取上述制备的润滑油组合物160g、丙二醇二辛酸酯720g、蓖麻油酰一乙醇胺75g、椰油酰基丙氨酸钠45g在50℃温度左右下混合搅拌至透明时即为一种亚干加工润滑油。
上述蓖麻油酰一乙醇胺的制备方法：
称取蓖麻油酸298.46g(1mol)、一乙醇胺61.08g(1mol)一起加入搅拌器中，搅拌加热至110℃，充分反应1.5小时，即为蓖麻油酰一乙醇胺。
上述实施例六制备的亚干加工润滑油应用于5A06铝合金材料零部件车铣加工，数控加工中心型号：CMV-510AII。原来用乳化切削液(浓度约5％)进行循环润滑冷却，现在改为上述亚干加工润滑油，亚干切削润滑装置型号KS-2108，结果如下表：
项目 传统润滑方式 亚干加工润滑方式
润滑剂消耗(升/天) 10升 0.12升
工件表面光洁度 一般 明显改善

Claims (10)

1.一种亚干加工润滑油，其特征在于，由以下重量百分比的组分制造而成：
Figure FDA0003103536440000011
所述的润滑油组合物，由包括蓖麻油、丁烯二酸、稀土氧化物组成，其中蓖麻油与丁烯二酸的摩尔比为1:1-1.5；
所述稀土氧化物占所述润滑油组合物重量的0.1-0.5％；
所述润滑油组合物制备方法如下：
步骤一：称取蓖麻油、丁烯二酸、稀土氧化物一起加入反应釜中，搅拌加热至180-200℃，充分反应3-4小时，减压排出水分；
步骤二：将温度降低至100-120℃时，加入引发剂，继续搅拌充分反应8-10小时，即为润滑油组合物。
2.如权利要求1所述的一种亚干加工润滑油，其特征在于：
所述蓖麻油与丁烯二酸的摩尔比为1:1；
所述丁烯二酸是富马酸或马来酸的一种或两种的混合物。
3.如权利要求1所述的一种亚干加工润滑油，其特征在于：
所稀土氧化物选氧化镧、氧化铈中的一种或两种混合物。
4.如权利要求1所述的一种亚干加工润滑油，其特征在于：
所述引发剂选择过氧类引发剂或偶氮类引发剂。
5.如权利要求1所述的一种亚干加工润滑油，其特征在于：
所述引发剂选自过氧化二苯甲酰、过氧化月桂酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种。
6.如权利要求1所述的一种亚干加工润滑油，其特征在于：
所述引发剂的使用量为丁烯二酸重量的0.5～1％。
7.如权利要求1所述的一种亚干加工润滑油，其特征在于：
所述蓖麻油酰一乙醇胺由包括蓖麻油酸、一乙醇胺制备而成，
其中，所述蓖麻油酸、一乙醇胺的摩尔比为1:0.5-1。
8.如权利要求1所述的一种亚干加工润滑油，其特征在于：
所述蓖麻油酰一乙醇胺由包括蓖麻油酸、一乙醇胺制备而成，
其中，所述蓖麻油酸、一乙醇胺摩尔比为1:1。
9.如权利要求1所述的一种亚干加工润滑油，其特征在于：
所述的蓖麻油酰一乙醇胺的制备方法：
称取蓖麻油酸、一乙醇胺一起加入搅拌器中，搅拌加热至100-120℃，充分反应1-2小时，即为一种蓖麻油酰一乙醇胺。
10.如权利要求1-9任一所述的一种亚干加工润滑油的制备方法，其特征在于：
将润滑油组合物、丙二醇二辛酸酯、蓖麻油酰一乙醇胺、椰油酰基丙氨酸钠在40～60℃温度下混合搅拌至透明时即可。
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