[发明专利]一种可实现低聚蓖麻油酸酯制备和原位分离的方法

说明书

本发明涉及一种可实现低聚蓖麻油酸酯制备和原位分离的方法，以蓖麻油酸为原料，以质子酸型离子液体为催化剂，使蓖麻油酸分子之间发生脱水酯化反应，在减压条件下将生成的水不断蒸出，可获得聚合度在2～10之间的低聚蓖麻油酸酯。反应结束后，根据催化剂特性，选择水洗或静置分层的方法回收催化剂。本发明使用可再生原料，工艺清洁无污染，操作简单，产品在金属切削和食品、医药工业具有广泛的应用。

技术领域

本发明涉及一种可生物降解的水基金属切削油润滑剂低聚蓖麻油酸酯的制备方法，属于切削油制备技术领域。

背景技术

在金属切削加工中，切削每次都在新生面上进行，切削时除外摩擦外，还有刀具与切入金属内部的分子内摩擦，切削区界面温度可达600～800℃。这样的高温高压会使刀具的强度和硬度降低，因此在金属加工过程中需要用到切削油，起到冷却、润滑、清洗和防锈四个作用。

目前国内普通切削油存在的问题是闪点低，在高速切削时烟雾较重，危险系数较高，其挥发快，用户使用成本相应变高。此外，大多数切削油以矿物油为基础油，油性、极压性不够，往往需要添加过量的、对环境有害的氯化物、硫化物等，在使用过程中产生的有害物质以及使用完之后产生的废料都将污染环境。

以蓖麻油酸为原料，通过分子与分子之间的脱水酯化反应聚合得到的低聚蓖麻油酸酯，具有生物降解性好、易乳化、分散效果好以及成膜均匀等特点，可作为金属切削液中的润滑剂，是一种极具发展前景的绿色化工产品。

低聚蓖麻油酸酯的传统合成工艺为硫酸、对甲苯磺酸等质子酸催化。然而，其造成的设备腐蚀以及后处理工艺繁琐等问题降低了工艺的效率，并且这种质子酸的催化会使产品颜色加深。

针对上述问题，提出了相应的酶催化方法，参见：(a)Bódalo-Santoyo,A.；Bastida-Rodríguez,J.；Máximo-Martín,M.F.；Montiel-Morte,M.C.；Murcia-Almagro,M.D.Enzymatic biosynthesis of ricinoleic acid estolides.Biochem.Eng.J.2005,26,155-158.(b)Bódalo,A.；Bastida,J.；Máximo,M.F.；Montiel,M.C.；Gómez,M.；Murcia,M.D.Production of ricinoleic acid estolide with free and immobilized lipasefrom Candida rugosa.Biochem.Eng.J.2008,39,450-456.(c)Bódalo,A.；Bastida,J.；Máximo,M.F.；Montiel,M.C.；Murcia,M.D.；Ortega,S.Influence of the operatingconditions on lipase-catalysed synthesis of ricinoleic acid estolides insolvent-free systems.Biochem.Eng.J.2009,44,214-219.(d)Horchani,H.；Bouaziz,A.；Gargouri,Y.；Sayari,A.Immobilized staphylococcus xylosus lipase-catalysedsynthesis of ricinoleic acid esters.J.Mol.Catal.B:Enzym.2012,75,35-42.(e)Yoshida,Y.；Kawase,M.；Yamaguchi,C.；Yamane,T.Syntheses of estolides withimmobilized lipase.J.Jpn.Oil Chem.Soc.1995,44,328-333.(f)Erhan,S.M.；Kleiman,R.；Isbell,T.A.Estolides from meadowfoam oil fatty acids and othermonounsaturated fatty acids.J.Am.Oil Chem.Soc.1993,70,461-465.另一方面，酶促反应成本高、效率低、操作不稳定，不利于工业化生产。