[发明专利]润滑剂组合物及其制备方法和用该组合物制备微量切削液

说明书

技术领域

本发明属于润滑技术领域，涉及一种润滑剂组合物及其制备方法和用该组合物制备微量切削液。

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和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。

还有，就是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CN101376863的中国专利公开的一种微量润滑系统铝合金切削液及其制备方法和用途，采用：基础油30％、硫化异丁烯5-20％、氯化石蜡5-20％、硫代磷酸酯5-20％、硼酸钾5-20％、表面活性剂10％、防锈剂5％,上述的基础油采用矿物油或植物油。

发明内容

鉴于以上缺陷，本发明旨在克服上述不足，提供一种具有优异的润滑性、极压抗磨性、防锈性、较好的水溶性的润滑剂组合物，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切削液中，少量的微量切削液就能满足金属加工的润滑冷却、极压抗磨和防锈要求。

本发明提供的润滑剂组合物的特征在于,由包括以下的组分制备而成：脂肪酸、聚乙二醇、五氧化二磷、醇胺。

具体地，本发明提供的润滑剂组合物，其特征在于，由包括以下重量份数的组分制备而成：

其中，上述脂肪酸选自C10-C20的饱和或不饱和脂肪酸中的一种或及几种的混合物；优选自癸酸、月桂酸、亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸中的一种或及几种的混合物。

上述聚乙二醇选自平均分子量为200-600的聚乙二醇中的一种或及几种的混合物；优选自PEG200、PEG300、PEG400中的一种或及几种的混合物。

上述醇胺选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺中的一种或及几种的混合物。

此外，本发明还提供了上述润滑剂组合物的制备方法，其特征在于：由脂肪酸与聚乙二醇先进行酯化反应后，再加入五氧化二磷进行磷酸酯化反应，然后再加入醇胺进行中和反应制备而成。

具体工艺步骤如下所示：

步骤一、称取脂肪酸和聚乙二醇加入反应釜内，加入催化剂，在保护气的气氛下(如：充入氮气、氩气或氦气等惰性气体转换出反应釜内空气进行反应)，于180～220℃的温度下反应3～5小时，反应后减压排出水分，即为脂肪酸聚乙二醇酯；

其中，上述催化剂可选自质子酸、路易斯酸等可用于酯化反应的催化剂；

上述催化剂优选自稀硫酸；

上述稀硫酸的硫酸有效重量占反应物总重量的0.3～0.5％。

步骤二、等上述反应釜内的体系温度降至150℃以下时，缓慢加入五氧化二磷搅拌，保持反应温度不超过150℃的情况下，反应2-4小时后，减压排出水分，即为脂肪酸聚乙二醇酯磷酸酯；

需要指出的是，由于本步骤的反应是放热反应，为了防止局部的反应过热碳化，五氧化二磷的加入速度有必要加以控制，控制反应体系在不出现过溢、过热的状态下进行。

此反应产物脂肪酸聚乙二醇酯磷酸酯是一种多组分磷酸酯的混合物。

步骤三、等上述反应釜内的体系温度降至60℃以下时，加入醇胺搅拌中和，控制最终产物的pH值为7.5～9.0，即为一种润滑剂组合物。

另外，本发明还提供了上述润滑剂组合物的使用方法，其特征在于：可用于制备微量切削液。

另外，本发明还提供了上述微量切削液的母液的配方，即、由以下重量百分比的组分组成：

其中，上述单酯选自一元醇和一元脂肪酸制备的酯中的一种或几种的混合物；优选自由天然油脂衍生的直链脂肪酸和直链脂肪醇或支链脂肪醇得到的酯中的一种或几种的混合物；更优选自乙酸异辛酯、乙酸月桂酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸月桂酯、油酸甲酯、月桂酸甲酯、硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯、油酸乙酯、油酸丁酯、癸酸乙酯、已酸异辛酯、己酸己酯、己酸癸酯中的一种或几种的混合物；

此类单酯都应当具备在水中较易水解为脂肪酸和一元醇的特点。

上述脂肪酸盐选自C10-C20的饱和或不饱和脂肪酸和碱反应生成的脂肪酸盐中的一种或几种的混合物，是良好的阴离子表面活性剂；优选自月桂酸钠、月桂酸钾、油酸钠、油酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸钾中的一种或几种的混合物。