CN113563948A - 一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物 - Google Patents

一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油65~86份、二甘醇胺5~20份、硼酸3~5份、植酸3~5份、酰基氨基酸3~5份。本发明一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物不含氯、低气味、低烟雾、高闪点,在使用过程中可以提高表面抛光效果,延长刀具寿命,使用后不破坏环境,不影响操作者身体健康,提高工程质量和生产力,可满足现代数控机床对环境和人体安全的加工要求。

Description

一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物
技术领域
本发明涉及金属切削液领域,尤其是一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物。
背景技术
切削液是一种用在金属切削、磨加工过程中,用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体,切削液由多种超强功能助剂经科学复合配合而成,同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的的毛病,对车床漆也无不良影响,适用于黑色金属的切削及磨加工,属当前最领先的磨削产品。防锈润滑剂组合物是金属切削液中的重要组成部分,现有的切削液所用防锈剂、润滑剂,如氯、硫、磷等,排放不易降解,影响生物生长;烟雾毒气影响操作工人呼吸;皮肤接触容易过敏等问题。因此,需要设计一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷,提供一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物。
本发明通过下述方案实现:
一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油65~86份、二甘醇胺5~20份、硼酸3~5份、植酸3~5份、酰基氨基酸3~5份。
以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油86份、二甘醇胺20份、硼酸4份、植酸3份、酰基氨基酸5份。
以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油75份、二甘醇胺5份、硼酸5份、植酸4份、酰基氨基酸3份。
以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油86份、二甘醇胺12份、硼酸3份、植酸5份、酰基氨基酸3份。
所述酯类润滑油的制备方法步骤如下所述:
第一步、以3,4,5-三羟基苯甲酸和烷基醇为反应物,以一水对甲苯磺酸为催化剂,通过酯化反应得到3,4,5-三羟基苯甲酸酯,反应温度为80-100℃,反应时间为2-3小时;
第二步、以第一步得到的3,4,5-三羟基苯甲酸酯与烷基酸、亚硫酰氯为反应物,以碳酸钾为缚酸剂,通过酰化反应得到酯类润滑油,反应温度为60-90℃,反应时间为1-2小时;
所述的3,4,5-三羟基苯甲酸、烷基醇、碳酸钾、烷基酸和亚硫酰氯的摩尔比为1:(5-10):(5-10):(5-10):(7-15)。
所述3,4,5-三羟基苯甲酸、烷基醇、碳酸钾、烷基酸和亚硫酰氯的摩尔比为1:6:7:6:12。
在第一步中,所述酯化反应后的粗产物冷却至室温,然后用乙酸乙酯萃取,水洗,再用饱和氯化钠溶液洗涤后静置分层,分出有机相,将有机相干燥,减压蒸馏除去过量的烷基醇,得到3,4,5-三羟基苯甲酸酯精品后进行下一步反应。
在第二步中,所述酰化反应后的粗产物先过滤,然后用乙酸乙酯萃取,水洗,再用饱和氯化钠溶液洗涤后静置分层,分出有机相,将有机相干燥,除去乙酸乙酯,最后用柱层析分离的方法将产物进行纯化,得到酯类润滑油。
本发明的有益效果为:
本发明一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物不含氯、低气味、低烟雾、高闪点,在使用过程中可以提高表面抛光效果,延长刀具寿命,使用后不破坏环境,不影响操作者身体健康,提高工程质量和生产力,可满足现代数控机床对环境和人体安全的加工要求。
具体实施方式
下面对本发明优选的实施例进一步说明:
实施例1
一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油86份、二甘醇胺20份、硼酸4份、植酸3份、酰基氨基酸5份。
以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油75份、二甘醇胺5份、硼酸5份、植酸4份、酰基氨基酸3份。
以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油86份、二甘醇胺12份、硼酸3份、植酸5份、酰基氨基酸3份。
所述酯类润滑油的制备方法步骤如下所述:
第一步、以3,4,5-三羟基苯甲酸和烷基醇为反应物,以一水对甲苯磺酸为催化剂,通过酯化反应得到3,4,5-三羟基苯甲酸酯,反应温度为80-100℃,反应时间为2-3小时;
第二步、以第一步得到的3,4,5-三羟基苯甲酸酯与烷基酸、亚硫酰氯为反应物,以碳酸钾为缚酸剂,通过酰化反应得到酯类润滑油,反应温度为60-90℃,反应时间为1-2小时;
所述的3,4,5-三羟基苯甲酸、烷基醇、碳酸钾、烷基酸和亚硫酰氯的摩尔比为1:(5-10):(5-10):(5-10):(7-15)。
所述3,4,5-三羟基苯甲酸、烷基醇、碳酸钾、烷基酸和亚硫酰氯的摩尔比为1:6:7:6:12。
在第一步中,所述酯化反应后的粗产物冷却至室温,然后用乙酸乙酯萃取,水洗,再用饱和氯化钠溶液洗涤后静置分层,分出有机相,将有机相干燥,减压蒸馏除去过量的烷基醇,得到3,4,5-三羟基苯甲酸酯精品后进行下一步反应。
在第二步中,所述酰化反应后的粗产物先过滤,然后用乙酸乙酯萃取,水洗,再用饱和氯化钠溶液洗涤后静置分层,分出有机相,将有机相干燥,除去乙酸乙酯,最后用柱层析分离的方法将产物进行纯化,得到酯类润滑油。
实施例2
一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油75份、二甘醇胺5份、硼酸5份、植酸4份、酰基氨基酸3份。
所述酯类润滑油的制备方法步骤如下所述:
第一步、以3,4,5-三羟基苯甲酸和烷基醇为反应物,以一水对甲苯磺酸为催化剂,通过酯化反应得到3,4,5-三羟基苯甲酸酯,反应温度为80-100℃,反应时间为2-3小时;
第二步、以第一步得到的3,4,5-三羟基苯甲酸酯与烷基酸、亚硫酰氯为反应物,以碳酸钾为缚酸剂,通过酰化反应得到酯类润滑油,反应温度为60-90℃,反应时间为1-2小时;
所述的3,4,5-三羟基苯甲酸、烷基醇、碳酸钾、烷基酸和亚硫酰氯的摩尔比为1:(5-10):(5-10):(5-10):(7-15)。
所述3,4,5-三羟基苯甲酸、烷基醇、碳酸钾、烷基酸和亚硫酰氯的摩尔比为1:6:7:6:12。
在第一步中,所述酯化反应后的粗产物冷却至室温,然后用乙酸乙酯萃取,水洗,再用饱和氯化钠溶液洗涤后静置分层,分出有机相,将有机相干燥,减压蒸馏除去过量的烷基醇,得到3,4,5-三羟基苯甲酸酯精品后进行下一步反应。
在第二步中,所述酰化反应后的粗产物先过滤,然后用乙酸乙酯萃取,水洗,再用饱和氯化钠溶液洗涤后静置分层,分出有机相,将有机相干燥,除去乙酸乙酯,最后用柱层析分离的方法将产物进行纯化,得到酯类润滑油。
实施例3
一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油86份、二甘醇胺12份、硼酸3份、植酸5份、酰基氨基酸3份。
所述酯类润滑油的制备方法步骤如下所述:
第一步、以3,4,5-三羟基苯甲酸和烷基醇为反应物,以一水对甲苯磺酸为催化剂,通过酯化反应得到3,4,5-三羟基苯甲酸酯,反应温度为80-100℃,反应时间为2-3小时;
第二步、以第一步得到的3,4,5-三羟基苯甲酸酯与烷基酸、亚硫酰氯为反应物,以碳酸钾为缚酸剂,通过酰化反应得到酯类润滑油,反应温度为60-90℃,反应时间为1-2小时;
所述的3,4,5-三羟基苯甲酸、烷基醇、碳酸钾、烷基酸和亚硫酰氯的摩尔比为1:(5-10):(5-10):(5-10):(7-15)。
所述3,4,5-三羟基苯甲酸、烷基醇、碳酸钾、烷基酸和亚硫酰氯的摩尔比为1:6:7:6:12。
在第一步中,所述酯化反应后的粗产物冷却至室温,然后用乙酸乙酯萃取,水洗,再用饱和氯化钠溶液洗涤后静置分层,分出有机相,将有机相干燥,减压蒸馏除去过量的烷基醇,得到3,4,5-三羟基苯甲酸酯精品后进行下一步反应。
在第二步中,所述酰化反应后的粗产物先过滤,然后用乙酸乙酯萃取,水洗,再用饱和氯化钠溶液洗涤后静置分层,分出有机相,将有机相干燥,除去乙酸乙酯,最后用柱层析分离的方法将产物进行纯化,得到酯类润滑油。
为了评价本申请的可降解型防锈润滑剂组合物的生物降解性、摩擦磨损性能,将本申请各个实施例的可降解型防锈润滑剂组合物与市售产品进行实验检测。采用RSAPF-8000有氧厌氧呼吸仪测试生物降解性能;采用SRV-V微振动摩擦磨损试验机测试摩擦磨损性能,具体结果如表1所示,可以看出本申请的可降解型防锈润滑剂组合物具有更高的生物降解率,说明它们的环境相容性更好。表1所提供的可降解型防锈润滑剂组合物在钢-刚摩擦副上的平均摩擦系数和平均磨损体积,可以看出本申请的可降解型防锈润滑剂组合物具有减摩性能。
表1性能测试结果
Figure BDA0002834088670000061
Figure BDA0002834088670000071
本申请对可生物降解的酯类润滑油进行一定的乳化工艺处理,使其达到可以水溶的要求,并通过各组分间的相互协作,使本申请的可降解型防锈润滑剂组合物具有较佳的生物降解性、很低的生物毒性、极低的人体过敏概率及耐磨性、防锈性。本申请的可降解型防锈润滑剂组合物不含氯、低气味、低烟雾、高闪点,在使用过程中可以提高表面抛光效果,延长刀具寿命,使用后不破坏环境,不影响操作者身体健康,提高工程质量和生产力,可满足现代数控机床对环境和人体安全的加工要求。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举,应当理解,对于本领域技术人员来说,对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案,这对本领域的技术人员而言是显而易见,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,其特征在于,以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油65~86份、二甘醇胺5~20份、硼酸3~5份、植酸3~5份、酰基氨基酸3~5份。
2.根据权利要求1所述的一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,其特征在于,以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油86份、二甘醇胺20份、硼酸4份、植酸3份、酰基氨基酸5份。
3.根据权利要求1所述的一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,其特征在于,以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油75份、二甘醇胺5份、硼酸5份、植酸4份、酰基氨基酸3份。
4.根据权利要求1所述的一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,其特征在于,以质量份计,该组合物包括以下组分:酯类润滑油86份、二甘醇胺12份、硼酸3份、植酸5份、酰基氨基酸3份。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求项所述的一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,其特征在于,所述酯类润滑油的制备方法步骤如下所述:
第一步、以3,4,5-三羟基苯甲酸和烷基醇为反应物,以一水对甲苯磺酸为催化剂,通过酯化反应得到3,4,5-三羟基苯甲酸酯,反应温度为80-100℃,反应时间为2-3小时;
第二步、以第一步得到的3,4,5-三羟基苯甲酸酯与烷基酸、亚硫酰氯为反应物,以碳酸钾为缚酸剂,通过酰化反应得到酯类润滑油,反应温度为60-90℃,反应时间为1-2小时;
所述的3,4,5-三羟基苯甲酸、烷基醇、碳酸钾、烷基酸和亚硫酰氯的摩尔比为1:(5-10):(5-10):(5-10):(7-15)。
6.根据权利要求5所述的一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,其特征在于:所述3,4,5-三羟基苯甲酸、烷基醇、碳酸钾、烷基酸和亚硫酰氯的摩尔比为1:6:7:6:12。
7.根据权利要求5所述的一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,其特征在于:在第一步中,所述酯化反应后的粗产物冷却至室温,然后用乙酸乙酯萃取,水洗,再用饱和氯化钠溶液洗涤后静置分层,分出有机相,将有机相干燥,减压蒸馏除去过量的烷基醇,得到3,4,5-三羟基苯甲酸酯精品后进行下一步反应。
8.根据权利要求5所述的一种应用于金属切削液中的可降解型防锈润滑剂组合物,其特征在于:在第二步中,所述酰化反应后的粗产物先过滤,然后用乙酸乙酯萃取,水洗,再用饱和氯化钠溶液洗涤后静置分层,分出有机相,将有机相干燥,除去乙酸乙酯,最后用柱层析分离的方法将产物进行纯化,得到酯类润滑油。
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