本發(fā)明屬于潤(rùn)滑
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及一種甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯及其制備方法和用該酯制備環(huán)保微量切削液。
背景技術(shù)：
：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(rùn)滑，潤(rùn)滑劑的使用量大，不僅浪費(fèi)資源，造成加工場(chǎng)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。為解決這些問(wèn)題，近期對(duì)微量潤(rùn)滑技術(shù)的研究取得一定的進(jìn)展，微量潤(rùn)滑技術(shù)解決了以上潤(rùn)滑劑使用量大，污染嚴(yán)重等問(wèn)題，但對(duì)微量潤(rùn)滑劑的研究，但在應(yīng)用方面還存在一定的問(wèn)題，主要是潤(rùn)滑和冷卻問(wèn)題不能很好的解決。此外，微量潤(rùn)滑劑往往需要添加大量的含硫、含氯等對(duì)環(huán)境有較大壓力的添加劑來(lái)增加產(chǎn)品的極壓抗磨性，延長(zhǎng)刀具使用壽命。另外，由于追求使用的潤(rùn)滑劑使用量微少，所以組成原料往往不能降解，也會(huì)加重環(huán)境的負(fù)擔(dān)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：鑒于以上缺陷，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯及其制備方法和用該酯制備環(huán)保微量切削液。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯，其特征在于,由包括以下組分的物質(zhì)制備而成：甘露醇、脂肪酸、磷酸、聚乙二醇；其中，上述甘露醇與脂肪酸的摩爾比為1：3-5；上述脂肪酸與聚乙二醇的重量比為1：0.5-1；上述磷酸有效成分占總組分的重量百分比為2-3％。上述的脂肪酸選自碳原子數(shù)為10-20的飽和或不飽和脂肪酸中的一種或幾種，優(yōu)選：正癸酸、月桂酸、棕櫚酸、肉豆蔻酸、亞油酸、油酸、硬脂酸中的一種或幾種。上述聚乙二醇選自分子量為200-1000的聚乙二醇中的一種或幾種；優(yōu)選商品型號(hào)：PEG200，PEG300，PEG400，PEG500，PEG600，PEG800，PEG1000中的一種或幾種混合物。上述甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯的具體工藝步驟如下所示：步驟一：將甘露醇、脂肪酸、磷酸加入反應(yīng)釜內(nèi)，充入保護(hù)氣(如：氮?dú)?、氬氣?轉(zhuǎn)換出反應(yīng)釜內(nèi)空氣，于180～220℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)2-3小時(shí)；反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇脂肪酸磷酸酯。步驟二、往反應(yīng)釜內(nèi)加入聚乙二醇攪拌，保持反應(yīng)溫度為160-180℃，聚合反應(yīng)3-5小時(shí)后，反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯。此外，本發(fā)明還提供了一種環(huán)保微量切削液，由以下重量百分比含量的組分制備而成：甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯10-50％；水余量。將上述各組分，攪拌至溶液完全透明或半透明后，即為一種環(huán)保微量切削液。另外，本發(fā)明還提供了上述環(huán)保微量切削液的優(yōu)選方案，由以下重量百分比含量的組分制造而成：上述的醇胺硼酸酯為一乙醇胺硼酸酯、二乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺硼酸酯中的一種或幾種的混合物，有良好的極壓抗磨性和防銹性。上述?；“彼峥蛇x自脂肪酸和肌氨酸進(jìn)行縮合反應(yīng)的產(chǎn)物中的一種或幾種的混合物，?；“彼猁}可選自脂肪酸與肌氨酸鹽進(jìn)行縮合反應(yīng)的產(chǎn)物中的一種或幾種。?；“彼岷王；“彼猁}均具有良好的防銹性和潤(rùn)滑性。優(yōu)選地，上述?；“彼猁}優(yōu)選自鈉鹽，上述?；“彼岷?或?；“彼猁}可選自月桂酰肌氨酸、月桂酰肌氨酸鈉、肉豆蔻酰肌氨酸、肉豆蔻酰肌氨酸鈉、油酰肌氨酸、油酰肌氨酸鈉中的一種或幾種的混合物。上述硼酸鹽為四硼酸鉀、過(guò)硼酸鉀、四硼酸鈉、過(guò)硼酸鈉中的一種或幾種混合物，極壓抗磨性和防銹性能佳。上述鉬酸鹽為鉬酸鈉、鉬酸鉀或鉬酸銨中的一種或幾種的混合物，極壓抗磨性和防銹性能佳。另外，本發(fā)明還提供了上述環(huán)保微量切削液的制備方法，其特征在于：將硼酸鹽、鉬酸鹽加入去離子水中攪拌至完全溶解，加入甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯、醇胺硼酸酯、?；“彼峄蚱潲}加入攪拌至溶液完全透明或半透明；即為一種環(huán)保微量切削液。發(fā)明的作用與效果采用本發(fā)明方法制備的甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯，具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性、極壓抗磨性可全部或部分取代傳統(tǒng)的含氯、硫、磷的極壓抗磨劑使用于微量潤(rùn)滑中，少量的微量切削液就能滿(mǎn)足金屬加工的潤(rùn)滑冷卻、極壓抗磨和防銹要求，配合微量潤(rùn)滑裝置使用，可節(jié)省潤(rùn)滑劑的使用量90％以上，節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)效果顯著。醇胺硼酸酯、硼酸鹽、鉬酸鹽均為良好的防銹劑和極壓抗磨劑，同時(shí)使用具有協(xié)同增效性能。?；“彼峄蚱潲}具有良好的防銹性，同時(shí)可使廢液生物降解性能增強(qiáng)。由此，在本發(fā)明中，將上述各組分以?xún)?yōu)選的配比進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)了各組分的有機(jī)融合，通過(guò)各組分的特點(diǎn)形成一個(gè)穩(wěn)定的、均勻分散的微量潤(rùn)滑劑體系。具體實(shí)施方式實(shí)施例一步驟一：稱(chēng)取甘露醇18217g(100mol)、正癸酸103356g(600mol)、4200g磷酸(有效成分85％)加入反應(yīng)釜內(nèi)，充入氮?dú)廪D(zhuǎn)換出反應(yīng)釜內(nèi)空氣，于220℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)2小時(shí)；反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇正癸酸磷酸酯。步驟二、往反應(yīng)釜內(nèi)加入PEG400聚乙二醇55000g攪拌，保持反應(yīng)溫度為180℃，聚合反應(yīng)3小時(shí)后，反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇正癸酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將10g四硼酸鉀、10g鉬酸鉀加入600g去離子水中攪拌至完全溶解，加入300g甘露醇正癸酸磷酸聚乙二醇酯、50g一乙醇胺硼酸酯、30g油?；“彼峒尤霐嚢柚寥芤和耆该骰虬胪该鳎患礊橐环N環(huán)保微量切削液。實(shí)施例二步驟一：稱(chēng)取甘露醇18217g(100mol)、月桂酸60096g(300mol)、7000g磷酸(50％)加入反應(yīng)釜內(nèi)，充入氮?dú)廪D(zhuǎn)換出反應(yīng)釜內(nèi)空氣，于180℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)3小時(shí)；反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇月桂酸磷酸酯。步驟二、往反應(yīng)釜內(nèi)加入PEG800聚乙二醇60000g攪拌，保持反應(yīng)溫度為160℃，聚合反應(yīng)5小時(shí)后，反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇月桂酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將5g四硼酸鈉、5g鉬酸鈉加入去離子水中攪拌至完全溶解，加入200g甘露醇月桂酸磷酸聚乙二醇酯、40g二乙醇胺硼酸酯、20g月桂酰基肌氨酸鈉加入攪拌至溶液完全透明；即為一種環(huán)保微量切削液。實(shí)施例三步驟一：稱(chēng)取甘露醇18217g(100mol)、肉豆蔻酸91348g(400mol)、8500g磷酸(50％)加入反應(yīng)釜內(nèi)，充入氮?dú)廪D(zhuǎn)換出反應(yīng)釜內(nèi)空氣，于200℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)2.5小時(shí)；反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇肉豆蔻酸磷酸酯。步驟二、往反應(yīng)釜內(nèi)加入PEG600聚乙二醇65000g攪拌，保持反應(yīng)溫度為170℃，聚合反應(yīng)4小時(shí)后，反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇肉豆蔻酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將300g甘露醇肉豆蔻酸磷酸聚乙二醇酯加入700g水中攪拌至溶液完全透明或半透明；即為一種環(huán)保微量切削液。實(shí)施例四步驟一：稱(chēng)取甘露醇18217g(100mol)、亞油酸140220g(500mol)、10000g磷酸(50％)加入反應(yīng)釜內(nèi)，充入氮?dú)廪D(zhuǎn)換出反應(yīng)釜內(nèi)空氣，于205℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)2.5小時(shí)；反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇亞油酸磷酸酯。步驟二、往反應(yīng)釜內(nèi)加入PEG500聚乙二醇80000g攪拌，保持反應(yīng)溫度為160-180℃，聚合反應(yīng)4小時(shí)后，反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇亞油酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將6g過(guò)硼酸鉀、5g鉬酸銨加入684g去離子水中攪拌至完全溶解，加入250g甘露醇亞油酸磷酸聚乙二醇酯、35g三乙醇胺硼酸酯、20g肉豆蔻?；“彼徕c加入攪拌至溶液完全透明或半透明；即為一種環(huán)保微量切削液。實(shí)施例五步驟一：稱(chēng)取甘露醇18217g(100mol)、硬脂酸113792g(400mol)、10000g磷酸(50％)加入反應(yīng)釜內(nèi)，充入氮?dú)廪D(zhuǎn)換出反應(yīng)釜內(nèi)空氣，于210℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)2小時(shí)；反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇硬脂酸磷酸酯。步驟二、往反應(yīng)釜內(nèi)加入PEG500聚乙二醇70000g攪拌，保持反應(yīng)溫度為170℃，聚合反應(yīng)4小時(shí)后，反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇硬脂酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將8g過(guò)硼酸鈉加入去離子水中攪拌至完全溶解，加入280g甘露醇硬脂酸磷酸聚乙二醇酯、20g一乙醇胺硼酸酯、20g三乙醇胺硼酸酯、10g肉豆蔻?；“彼?，加入攪拌至溶液完全透明或半透明；即為一種環(huán)保微量切削液。實(shí)施例六步驟一：稱(chēng)取甘露醇18217g(100mol)、油酸141235g(500mol)、7000g磷酸(有效成分85％)加入反應(yīng)釜內(nèi)，充入氮?dú)廪D(zhuǎn)換出反應(yīng)釜內(nèi)空氣，于200℃的反應(yīng)溫度下反應(yīng)2.5小時(shí)；反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇油酸磷酸酯。步驟二、往反應(yīng)釜內(nèi)加入PEG200聚乙二醇80000g攪拌，保持反應(yīng)溫度為180℃，聚合反應(yīng)4小時(shí)后，反應(yīng)后減壓排出水分，即為甘露醇油酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將5g四硼酸鉀、5g鉬酸鉀、5g鉬酸銨加入665g去離子水中攪拌至完全溶解，加入260g甘露醇油酸磷酸聚乙二醇酯、40g三乙醇胺硼酸酯、20g油?；“彼徕c加入攪拌至溶液完全透明；即為一種環(huán)保微量切削液。將上述實(shí)施例六環(huán)保微量潤(rùn)滑劑用GB/T12583實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行四球極壓測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果：PD>620(kgf)。將上述實(shí)施例六環(huán)保微量潤(rùn)滑劑應(yīng)用于齒輪加工，滾齒機(jī)型號(hào)：Y3180HA；加工齒輪名稱(chēng)：直徑320，3.5模數(shù)。原來(lái)用32#機(jī)械油進(jìn)行循環(huán)潤(rùn)滑冷卻，現(xiàn)在改為KS-2107微量潤(rùn)滑裝置(3噴嘴，所有噴嘴為本公司生產(chǎn)節(jié)能?chē)娮?和一種環(huán)保微量潤(rùn)滑劑，結(jié)果如下表：將上述實(shí)施例六制備的環(huán)保微量潤(rùn)滑劑應(yīng)用于鋁合金零件數(shù)控車(chē)床加工，數(shù)控車(chē)床型號(hào)：CJK-0620。原來(lái)用乳化液進(jìn)行循環(huán)潤(rùn)滑冷卻，現(xiàn)在改為KS-2106微量潤(rùn)滑裝置(U型噴嘴，2個(gè)出液/氣孔)和環(huán)保微量潤(rùn)滑劑，結(jié)果如下表：項(xiàng)目傳統(tǒng)潤(rùn)滑方式微量潤(rùn)滑方式加工一組零件所需時(shí)間10分鐘10分鐘潤(rùn)滑劑消耗10kg/天0.3kg/天工作現(xiàn)場(chǎng)切削液到處流，現(xiàn)場(chǎng)臟亂十分干凈當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3