硼酸磷酸脂肪酯及其制備方法和用該酯制備微量潤滑油的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于潤滑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種硼酸磷酸脂肪酯及其制備方法和用該酯 制備微量潤滑油。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的金屬切削加工采用礦物油或植物油或切削液進(jìn)行大量沖淋式潤滑和冷卻， 潤滑劑的使用量大，不僅浪費(fèi)資源，造成加工場所和環(huán)境的巨大污染，同時(shí)還會(huì)嚴(yán)重影響操 作工人的身體健康。在提倡節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)、綠色生產(chǎn)的今天，急需一種新的金屬切削 加工工藝。
[0003] 微量潤滑技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的金屬綠色加工新技術(shù)，就是在金屬切削加工過 程中使用微量潤滑系統(tǒng)將極壓抗磨性、潤滑性好的微量潤滑油噴灑于加工刀具和加工表面 進(jìn)行潤滑、冷卻，解決傳統(tǒng)加工時(shí)切削油、液使用量大、浪費(fèi)泄漏量大等問題。不過由于使用 了大量的壓縮空氣進(jìn)行冷卻，企業(yè)用電量上升，同時(shí)為滿足生產(chǎn)需要，還要進(jìn)行空壓機(jī)的采 購。
[0004] 本公司成功研發(fā)了如CN103722447A的油水氣三相節(jié)能微量潤滑系統(tǒng)，有效解決 了微量潤滑加工中的冷卻問題，同時(shí)可以使冷卻用的空氣放大10倍以上，減少空氣壓縮機(jī) 用電量70-90%。但是由于使用了水汽化帶走大量的熱量的冷卻方式，加工黑色金屬時(shí)會(huì)出 現(xiàn)生銹現(xiàn)象，使用如CN104031732A的油水氣三相微量潤滑系統(tǒng)專用微量潤滑劑及其制備 方法生產(chǎn)的專用微量潤滑劑進(jìn)行潤滑冷卻，出現(xiàn)2個(gè)問題：1. B劑加入水箱比較麻煩，實(shí)際 生產(chǎn)過程中往往被工人棄用；2. B劑在使用過程中可能有部分固體沒有溶解而被加入水箱 中，導(dǎo)致節(jié)能噴嘴的堵塞等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硼酸磷酸脂肪酯。
[0006] 本發(fā)明提供的硼酸磷酸脂肪酯，由以下重量百分比的組分制備而成：
[0007] 脂肪醇 80-90%
[0008] 磷酸 5-10%
[0009] 硼酸 5-10%。
[0010] 上述脂肪醇可選自脂肪醇選自碳原子數(shù)為6至24的飽和或不飽和脂肪醇中的一 種或幾種混合物；最優(yōu)選自正己醇、異辛醇、正癸醇、月桂醇、異十三醇、油醇、硬脂醇、花生 醇中的一種或幾種混合物。
[0011] 上述硼酸磷酸脂肪酯的制備方法為：按重量百分比稱取脂肪醇、磷酸、硼酸、分別 加入反應(yīng)釜中，用惰性氣體轉(zhuǎn)換出反應(yīng)釜中的空氣，加熱至160-180 °C，反應(yīng)8-12小時(shí)，減 壓除去部分反應(yīng)生成的水分，當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)溫度降到l〇〇°C以下時(shí)（即、反應(yīng)生成的水分在減 壓和降溫過程中大部分自然蒸發(fā)），即為一種硼酸磷酸脂肪酯。
[0012] 本發(fā)明還提供了一種微量潤滑油，由以下重量百分比的組分制備而成：
[0013] 硼酸磷酸脂肪酯 10-20? 合成酯 70~80% 聚酯 5~101 酰基肌氛酸或其鈉盩5~1Θ% 〇
[0014] 上述合成酯包括多元醇酯、單酯、雙酯中的一種或幾種。
[0015] 上述多元醇酯是由多元醇與一元脂肪酸進(jìn)行酯化反應(yīng)人工合成所得的合成酯，優(yōu) 選自三異辛酸甘油酯、三羥甲基丙烷三異辛酸酯、季戊四醇四異辛酸酯，三月桂酸甘油酯、 三羥甲基丙烷三月桂酸酯、季戊四醇四月桂酸酯、三油酸甘油酯、三羥甲基丙烷三油酸酯、 季戊四醇四油酸酯、三棕櫚酸甘油酯、三羥甲基丙烷三棕櫚酸酯、季戊四醇四棕櫚酸酯等。
[0016] 上述單酯是指一元醇和一元脂肪酸制備的酯，優(yōu)選自由天然油脂衍生的直鏈脂肪 酸和一元低碳醇酯化反應(yīng)得到的酯，最優(yōu)選自油酸甲酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、硬脂酸 甲酯、硬脂酸乙酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、油酸丁酯等。
[0017] 上述的雙酯為二元醇和一元酸或二元酸和一元醇酯化反應(yīng)生成的產(chǎn)物，優(yōu)選自己 二酸二辛酯、壬二酸二辛酯、癸二酸二辛酯、已二酸二癸酯、壬二酸二異癸酯、癸二酸二異癸 酯、丁二酸二異辛酯、丁二酸二異癸酯、乙二醇月桂酸酯、丙二醇油酸酯等。此類雙酯具有良 好的潤滑性，運(yùn)動(dòng)粘度低，低溫性能好，生物降解性能優(yōu)良。
[0018] 上述?；“彼峄蚱溻c鹽是脂肪酸和肌氨酸進(jìn)行?；磻?yīng)的產(chǎn)物，優(yōu)選自月桂酰 肌氨酸、月桂酰肌氨酸鈉、肉豆蔻酰肌氨酸、肉豆蔻酰肌氨酸鈉、椰油酰肌氨酸、椰油酰肌氨 酸鈉等中的一種或幾種。
[0019] 上述聚酯是由二元酸與二元醇在催化劑作用下反應(yīng)酯化反應(yīng)，然后再用羧酸或醇 進(jìn)行封端制備而成的。
[0020] 上述聚酯的具體制備方法為：將二元醇和二元酸按摩爾比為1 :1加入聚合釜內(nèi)， 加入強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂作為催化劑進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)溫度在180~220°C，反應(yīng)時(shí) 間為8~12小時(shí)，然后加入一定比例（二元醇：一元羧酸或一元醇的摩爾比可以為1 :101^10'實(shí)際加入的一元羧酸或一元醇的量按聚合產(chǎn)物的結(jié)合和生產(chǎn)的需要進(jìn)行）的一 元羧酸或一元醇進(jìn)行封端，減壓除去水份，去除強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂后制得。
[0021] 上述聚酯優(yōu)選自 Priolube 3986, Perfad 8400, SYN-ESTER GY-10, SYN-ESTER GY-59, SYN-ESTER GY-500, Hostagliss 1510, Palub 8646 中的中的一種或幾種的混合物。
[0022] 由本發(fā)明方法制備的聚酯由于分子量較大，在本發(fā)明中可在金屬表面形成致密的 物理保護(hù)膜，具有良好的潤滑性和極壓抗磨性，可全部或部分取代含氯、硫、磷的極壓抗磨 劑使用。
[0023] 本發(fā)明還提供了一種微量潤滑油的制備方法：按重量百分比稱取上述的硼酸磷酸 脂肪酯，合成酯、聚酯、?；“彼峄蚱溻c鹽分別加入攪拌器中在40~60°C的溫度下攪拌 約1小時(shí)，取樣觀察完全透明時(shí)即可。
[0024] 本發(fā)_的有益效果:
[0025] 本發(fā)明的一種硼酸磷酸脂肪酯，具有很好極壓抗磨性和潤滑性，防銹性能優(yōu)異；合 成酯是良好的潤滑性和生物可降解性良好的基礎(chǔ)油；聚酯由于分子量較大，在本發(fā)明中可 在金屬表面形成致密的物理保護(hù)膜，具有良好的潤滑性和極壓抗磨性，可全部或部分取代 含氯、硫、磷的極壓抗磨劑使用；?；“彼峄蚱溻c鹽是潤滑性能良好，防銹性能佳；本發(fā) 明的一種微量潤滑油配合微量潤滑裝置使用，使用量可以減少至原來的5 %以下，達(dá)到良好 的潤滑、冷卻和防銹效果，節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)效益顯著。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：
[0027] 實(shí)施例1 :
[0028] 稱取85kg油醇、8kg磷酸、7kg硼酸、分別加入反應(yīng)釜中，用氮?dú)廪D(zhuǎn)換出反應(yīng)釜中的 空氣，加熱至170°C，反應(yīng)10小時(shí)，減壓除去部分反應(yīng)生成的水分，即為一種硼酸磷酸脂肪 酯。
[0029] 稱取上述制備的15kg硼酸磷酸脂肪酯，71kg三羥甲基丙烷三油酸酯、7kg聚酯 (Priolube 3986)、7kg月桂?；“彼徕c分別加入攪拌器中在50°C的溫度下攪拌約1小 時(shí)，取樣觀察完全透明時(shí)即為一種微量潤滑油。
[0030] 上述方法制備的微量潤滑油，經(jīng)試驗(yàn)理化指標(biāo)如下：
[0031]
[0032] 上述微量潤滑油應(yīng)用于齒輪滾齒加工，滾齒機(jī)型號：YK3132 ;加工齒輪規(guī)格：直徑 120, 2. 5模數(shù)；滾刀：TiN涂層，直徑80,長度75。原來用46#機(jī)械油進(jìn)行循環(huán)潤滑冷卻，現(xiàn) 在改為KS-2107B微量潤滑裝置（3噴嘴，所用噴嘴為本公司生產(chǎn)節(jié)能噴嘴）和上述微量潤 滑油，結(jié)果如下表：
[0033]
[0034] 實(shí)施例2 :
[0035] 稱取80kg硬脂醇、IOkg磷酸、IOkg硼酸、分別加入反應(yīng)釜中，用氮?dú)廪D(zhuǎn)換出反應(yīng)釜 中的空氣，加熱至180°C，反應(yīng)8小時(shí)，減壓除去部分反應(yīng)生成的水分，即為一種硼酸磷酸脂 肪酯。
[0036] 稱取上述制備的20kg硼酸磷酸脂肪酯，70kg三油酸甘油酯、5kg聚酯、5kg椰油酰 基肌氨酸鈉分別加入攪拌器中在60°C的溫度下攪拌約1小時(shí)，取樣觀察完全透明時(shí)即為一 種微量潤滑油。
[0037] 上述聚酯的制備方法：稱取90. 12kg(1000 mol)的1,4 丁二醇和 174. 19kg(1000mol)癸二酸加入聚合釜內(nèi)，加入1.6kg強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂用氮?dú)庵脫Q 出釜內(nèi)空氣，在溫度在180°C，反應(yīng)時(shí)間為12小時(shí)，然后加入一定比例的4kg正戊醇進(jìn)行封 端，減壓除去水份，去除強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂后，制得。
[0038] 實(shí)施例3 :
[003