生物降解準干切削油及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬加工技術領域，涉及一種生物降解準干切削油及其制備方法。
【背景技術】
[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行大量沖淋式潤滑，潤滑劑 的使用量大，不僅浪費資源，造成加工場所和環(huán)境的巨大污染，同時還會嚴重影響操作工人 的身體健康，為解決這些問題，近期對準干切削技術的研究取得一定的進展，準干切削技術 解決了潤滑劑使用量大，污染嚴重等問題，但對準干切削油的研究，主要是潤滑和冷卻問題 不能很好的解決，特別是其生物降解和環(huán)保性方面還存在一定的問題。

【發(fā)明內容】

[0003] 鑒于以上缺陷，本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種生物降解準干切削油 及其制備方法。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種生物降解準干切削油的特征在于，由包含卵 磷脂的原料制備而成；其中，卵磷脂的重量百分比含量為1~3%。
[0005] 另外，一種生物降解準干切削油的特征還在于，由以下重量百分比含量的組分制 備而成：
[0006] 合成酯 60~80% 丙烯酸丁灘二酸聚酯 10~30% 硫化脂肪 5~10% 卵磷脂 1~3%。
[0007] 上述合成酯包括：多元醇酯、單酯、雙酯中的一種或幾種混合物。
[0008] 上述多元醇酯優(yōu)選：三羥甲基丙烷脂肪酸酯、季戊四醇脂肪酸酯、脂肪酸甘油酯 中的一種或幾種的混合物；更優(yōu)選：三羥甲基丙烷三油酸酯、三羥甲基丙烷三硬脂酸酯、三 羥甲基丙烷三棕櫚酸酯、三羥甲基丙烷三月桂酸酯、季戊四醇四油酸酯、季戊四醇四硬脂酸 酯、季戊四醇四棕櫚酸酯、季戊四醇四月桂酸酯、三油酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、三月桂酸 甘油酯、三棕櫚酸甘油酯中的一種或幾種的混合物。
[0009] 上述單酯是指由任意一元醇和一元脂肪酸制備的酯中一種或幾種的混合物；可選 由天然油脂衍生的直鏈脂肪酸和直鏈脂肪醇或支鏈脂肪醇得到的酯中一種或幾種的混合 物；優(yōu)選自由碳原子數(shù)為1-30的一元醇和碳原子數(shù)為1-30 -元脂肪酸制備的酯中一種或 幾種的混合物；優(yōu)選自乙酸異辛酯、乙酸月桂酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸月桂酯、油酸甲酯， 油酸乙酯、油酸丁酯、硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、硬脂酸異辛酯、棕櫚酸甲酯、棕櫚酸乙酯中 一種或幾種的混合物。
[0010] 上述雙酯優(yōu)選自癸二酸二辛酯、甘油二辛酯、辛二酸二乙酯、壬二酸二辛酯、乙二 醇油酸酯、丙二醇油酸酯、丁二醇油酸酯、乙二醇棕櫚酸酯、丙二醇棕櫚酸酯、丁二醇棕櫚酸 酯中一種或幾種的混合物。
[0011] 上述丙烯酸丁烯二酸聚酯由丙烯酸、丁烯二酸或丁烯二酸酐與一元醇先進行酯化 反應后，再加入引發(fā)劑進行聚合反應制備而成的。
[0012] 上述制備丙烯酸丁烯二酸聚酯具體工藝步驟如下所示：
[0013] 步驟一：將丙烯酸、丁烯二酸或丁烯二酸酐和一元醇加入聚合釜內，加入催化劑， 充入保護氣轉換出反應釜內空氣，在180~220°C的溫度下反應3~5小時；
[0014] 上述保護氣為惰性氣體，一般選用氮氣。
[0015] 上述丙烯酸和丁烯二酸（酐）的摩爾比為1 :0· 5~1。
[0016] 上述的丙烯酸、丁烯二酸或丁烯二酸酐的摩爾總和與一元醇的摩爾比為1 :1~ 1. 5〇
[0017] 上述一元醇選自碳原子數(shù)為2至20的一元醇中的一種或幾種的混合物。優(yōu)選自 碳原子數(shù)為4至18的一元醇。
[0018] 優(yōu)選采用多種不同的醇參與反應，最優(yōu)選方案為：采用兩至三種不同的醇參與反 應。
[0019] 上述催化劑選自質子酸、相轉移催化劑、陽離子交換樹脂，其用量為反應物總重量 的0· 1~5%〇
[0020] 其中，質子酸優(yōu)選為稀硫酸。
[0021] 當上述催化劑選用稀硫酸時，硫酸的有效重量百分比含量為反應物總重量的 0· 3 ~0· 5%〇
[0022] 當上述催化劑選用相轉移催化劑時，相轉移催化劑總重量為反應物總重量的1~ 2%〇
[0023] 當上述催化劑選用陽離子交換樹脂時，陽離子交換樹脂總重量為反應物總重量的 1 ~2%〇
[0024] 步驟二、反應后減壓排出水分，即為丙烯酸丁烯二酸酯。
[0025] 步驟三、往聚合釜內加入引發(fā)劑，攪拌，在保持反應溫度為160~180°C的溫度下 聚合反應3~5小時。
[0026] 上述引發(fā)劑可選自過氧化二苯甲酰、過氧化月桂酰、異丙苯過氧化氫、叔丁基過氧 化氫、過氧化二叔丁基、過氧化二異丙苯、過氧化苯甲酸叔丁酯、過氧化叔戊酸叔丁基酯、過 氧化甲乙酮、過氧化環(huán)己酮、過氧化二碳酸二異丙酯、過氧化二碳酸二環(huán)己酯、過氧化二碳 酸二乙基己酯、偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異戊腈、偶氮二環(huán)己基甲腈、偶氮二異 丁酸二甲酯、過硫酸鹽、偶氮二異丁脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑 啉、偶氮二氰基戊酸等可用于發(fā)生聚合反應的引發(fā)劑中的一種。
[0027] 上述引發(fā)劑的使用量為丙烯酸、丁烯二酸或丁烯二酸酐重量之和的0. 5~1%。
[0028] 步驟四、將聚合釜內的聚合物排出后，通過熱過濾除去雜質，即得到丙烯酸丁烯二 酸聚酯。
[0029] 上述熱過濾的過程優(yōu)選在在100°C以上的溫度中進行。
[0030] 上述硫化脂肪選自硫化豬油、硫化菜籽油、硫化棉籽油中的一種或幾種。
[0031] 另外，本發(fā)明還提供了一種生物降解準干切削油及其制備方法的制備方法，其特 征在于：將合成酯、丙烯酸丁烯二酸聚酯、硫化脂肪、卵磷脂分別放入攪拌容器中，在40~ 60°C下攪拌至混合液完全透明后，即為一種生物降解準干切削油。
[0032] 本發(fā)明的作用與效果
[0033] 本發(fā)明采用的卵磷脂具有優(yōu)良的極壓抗磨性，同時生物降解性能優(yōu)異，還可促進 其他組分的生物降解。
[0034] 本發(fā)明使用的合成酯基礎油，是優(yōu)良的生物可降解潤滑劑，同時可以降低丙烯酸 丁烯二酸聚酯的運動粘度，同時提供良好的潤滑性。
[0035] 采用本發(fā)明的方法制備的丙烯酸丁烯二酸聚酯，其本身就具有優(yōu)異的潤滑性、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準干切削油中，少量 的準干切削油就能滿足金屬加工的潤滑冷卻、極壓抗磨。
[0036] 本發(fā)明所使用的硫化脂肪具有良好的極壓抗磨性，同時還具有優(yōu)異的生物降解 性。
[0037] 本發(fā)明制備的生物降解準干切削油配合準干切削裝置使用，可節(jié)省切削液的使用 量95%以上，節(jié)能減排、環(huán)境保護效果顯著。
【具體實施方式】
[0038] 實施例一
[0039] 步驟一：將 76. 06kg(1000 mol)丙烯酸和 58. 04kg(500mol)的馬來酸、 44.48kg(600mol)的正丁醇、61.3kg(600mol)的己醇、214.8kg(800mol)的油醇加入聚合爸 內，加入30kg稀硫酸（5%)作為催化劑，充入氮氣轉換出反應釜內空氣進行反應，反應溫度 200°C，反應時間4小時，反應后減壓排出水分，即為丙烯酸馬來酸酯。
[0040] 步驟二、往聚合釜內加入I. Ikg過氧化二苯甲酰攪拌，保持反應溫度170°C，聚合 反應4小時以后，將聚合釜內的聚合物排出，在KKTC以上的溫度過濾去除等雜質，即為丙 烯酸馬來酸聚酯。
[0041] 取上述步驟中的丙烯酸馬來酸聚酯20kg、三羥甲基丙烷三油酸酯20kg、油酸丁酯 20kg、辛二酸二辛酯28kg、硫化豬油10kg、卵磷脂2kg在50°C左右的溫度至透明，制備一種 生物降解準干切削油。
[0042] 實施例一的作用和效果:
[0043] 上述生物降解準干切削油理化指標：
[0044]
[0045]
[0046] 將上述生物降解準干切削油應用于線速度為900m/min高速帶鋸切割Φ 300mm的 鋁合金棒，原來用乳化液進行循環(huán)潤滑冷卻，現(xiàn)在改為準干切削潤滑裝置和本實施例生物 降解準干切削油，結果如下表：
[0047]
[0048] 將上述制備的生物降解準干切削油進行生物可降解實驗：
[0049] 1.實驗方法：GB/T 21856-2008化學品快速降解性二氧化碳產(chǎn)生試驗。
[0050] 2.實驗材料：
[0051] 2. 1油液：上述實施例制備的生物降解準干切削油。
[0052] 2. 2接種物：取自不同地方地表0-20cm處土壤，土樣經(jīng)混勻、除雜后，用去離子水 浸泡攪拌取上清液。
[0053] 3.實驗結果：
[0054] 計算28天生物降解率為：85. 48%。
[0055] 實施例二
[0056] 步驟一：將 76. 06kg(1000mol)丙烯酸和 116. 07kg(1000mol)富馬酸、 88. 16kg (1000 mol)的2-戊醇、186. 38kg (1000 mol)的月桂醇加入聚合釜內，加入23kg稀硫 酸（10% )作為催化劑，充入氮氣轉換出反應釜內空氣進行反應，反應溫度180°C，反應時間 5小時，反應后減壓排出水分，即為丙烯酸富馬酸酯。
[0057] 步驟二、往聚合釜內加入0.96kg過氧化月桂酰攪拌，保持反應溫度180°C，聚合反 應3小時以后，將