專利名稱：一種制備五金加工潤滑劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護、植物油提煉技術(shù)領(lǐng)域，特指一種利用植物油在微波合成器中進行脂化反應(yīng)生產(chǎn)脂肪酸醇胺脂作為潤滑劑的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代機械加工向高速、強力、精密方向發(fā)展，超硬、超強度等難加工材料的發(fā)展也使切削加工的難度日益增加。這兩方面的原因?qū)е虑邢骷庸み^程中的摩擦力、摩擦熱大幅度提高，這就要求金屬加工液具有更好的潤滑、冷卻、清洗、防銹性能，以便獲得理想的加工表面。礦物潤滑油的潤滑、防銹性能優(yōu)越，但冷卻、清洗性能差；乳化液和水基切削液的冷卻、清洗性能優(yōu)良，但潤滑、防銹性能差。水基切削液除具有乳化液的所有性能外，其潤滑、冷卻、防銹性能亦達到過超過乳化液的所有性能外，其潤滑、冷卻、防銹性能亦達到或超過乳化液的標(biāo)準(zhǔn)要求。因而水基切削液已成為國內(nèi)外機械加工中提高加工性能的發(fā)展方向。目前采用的水基切削液，主要是采用化學(xué)合成法，生產(chǎn)帶親水基團烴烷物，形成溶入水的潤滑劑，但這類化合物的生產(chǎn)一是原材料成本較高，二是化合過程中需催化劑、溫度、壓力及惰性氣體等條件，造成成本過大、污染環(huán)境、成品率低下等嚴(yán)重缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對上述情況而提出一種由植物油生產(chǎn)脂肪酸醇胺脂作為潤滑劑的方法。
為達到上述目的，本發(fā)明以植物油與醇胺為反應(yīng)物、加入油酸作為調(diào)節(jié)劑，在微波合成器中進行脂化反應(yīng)，即脂肪酸醇胺脂；其中醇胺摩爾數(shù)∶植物油平均摩爾數(shù)為0.3-4.5∶1，按重量份1-3.9份的油酸作為調(diào)節(jié)劑進行化合物原料配方配比，經(jīng)1-30分鐘發(fā)應(yīng)后，即得到脂肪酸純胺脂，隨后分離所期望的產(chǎn)物并純化，其生產(chǎn)過程和工藝條件為a)將上述配方配比完成后，利用轉(zhuǎn)速300-3200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌機將原料攪拌15-90分鐘；b)攪拌完成的原料進入600W-1800W微波合成器中在常溫常壓下反應(yīng)1-30分鐘；c)反應(yīng)完成的制品冷卻至室溫；d)制品重量的50％-500％的去離子水慢速攪拌加入上述制成品，并加入0.3-5％的消泡劑、0.1-10％的抗氧劑攪拌15分鐘以上，分離上層乳白色膏脂分離用作潤滑脂，其余即為最終產(chǎn)品。
反應(yīng)過程中不需任何催化劑。
所述植物油為菜籽油、玉米油、花生油、橄欖油、紅花油、大豆油、葵花油、棕櫚油、梢水油中的一種或多種的混合物。
所述醇胺為帶有單、二、三及多乙醇胺官能團的醇胺。
采用本發(fā)明的發(fā)法，直接采用植物油作為原料，合成過程使用微波方法，在常溫常壓大氣條件下進行，不使用催化劑，不產(chǎn)生污染物，成品轉(zhuǎn)化率高能到達95.5％。克服了現(xiàn)有化合過程中需催化劑、成本大、污染環(huán)境、成品率低的缺陷。由于植物油的主要成分是脂肪酸酯(包括飽和和不飽和成分)。脂肪酸酯的分子式可以表示如下 其中R1、R2、R3為相同的或不同的脂肪酸鏈。在植物油中，飽和脂肪酸含有22個碳原子，單不飽和鍵脂肪酸的碳原子個數(shù)從10到22，雙不飽和和三不飽和脂肪酸的碳原子個數(shù)通常為18個。在植物油脂肪酸中含有0.1-0.8％的月桂酸、0.3-0.7％的寇酸、以及不同的亞油酸及亞麻酸等。本發(fā)明的方法利用脂肪酸(主要是不飽和脂肪酸)與醇胺脂化反應(yīng)，在脂肪酸鏈段上形成水溶性的基團；利用月桂酸、寇酸與醇胺反應(yīng)產(chǎn)生非離子表面活性劑，從而極易完成植物油的水溶化，并降低了脂肪酸的玻璃化溫度，使形成的新體系滿足潤滑、冷卻、防繡等功能要求。
1)本發(fā)明產(chǎn)品潤滑性能好在金屬切削加工中，大多數(shù)摩擦屬于邊界潤滑摩擦。在邊界潤滑中，由于不存在完全的油膜，其承載能力已與油的粘度無關(guān)，而取決于潤滑液的油性，即潤滑成分是否包含著對金屬存在強烈吸附的原子團，能在切削界面形成物理吸附膜。在本發(fā)明合成中，月桂酸、寇酸等形成非離子表面活性劑，其非離子表面活性劑中的極性基團對金屬有較大的親合能力，很容易吸附在金屬表面上，形成吸附潤滑膜。因其疏水基團較大，具有油性劑的作用。能防止或減小工件、切削、刀具之間的直接接觸，達到減小摩擦及粘結(jié)的目的，起到極好的潤滑作用。
脂肪酸醇胺是一種陽離子表面活性劑，作為油性劑添加在切削液中，易在刃與切削工件之間形成物理吸附膜，從而起到潤滑作用。另外，脂肪酸乙醇胺與極壓抗磨劑也有良好協(xié)同抗磨作用，亦可使?jié)櫥阅茱@著提高。
2)清洗性能好切削液清洗性能的好壞，與切削液滲透性和流動性緊密相關(guān)，表面張力低、滲透性和流動性好的切削液，清洗性能就好。
新型水基切削液中由于有含量不低的非離子表面活性劑和陽離子表面活性劑脂肪酸醇胺的存在，二者協(xié)調(diào)作用，極大地降低了切削液的表面張力，明顯地增強了切削液的滲透性和流動性。因而具有很好的清洗性能。
3)冷卻性能好切削液的冷卻作用，取決于它的導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、汽化熱及汽化速度等。水的導(dǎo)熱系數(shù)為油的3～5倍，比熱為油的2～2.5倍，故水的冷卻性能比油優(yōu)越很多。新型水基切削液中含有90％以上的水分，所以冷卻性能突出。
4)防銹性能好非離子表面活性劑本身具有防繡和防腐作用，與脂肪酸醇胺產(chǎn)生復(fù)合增效作用，在金屬表面形成吸附保護膜層，鈍化膜層，從而阻滯了陰、陽極腐蝕過程，由于有致密的覆蓋膜，能有效地抗拒介質(zhì)中的水分子、氧及其他腐蝕性物質(zhì)的滲入，具有優(yōu)良的防腐、防銹性能。
具體實施例方式
本發(fā)明是一種由植物油生產(chǎn)脂肪酸醇胺脂作為潤滑劑的方法。它以植物油與醇胺為反應(yīng)物、加入油酸作為調(diào)節(jié)劑，在微波合成器中進行脂化反應(yīng)，即脂肪酸純胺脂；其中醇胺摩爾數(shù)∶植物油中不飽和脂肪酸平均摩爾數(shù)為0.3-4.5∶1，按重量份1-3.9份的油酸作為調(diào)節(jié)劑進行化合物原料配方配比，經(jīng)1-30分鐘發(fā)應(yīng)后，即得到脂肪酸純胺脂，隨后分離所期望的產(chǎn)物并純化，其生產(chǎn)過程和工藝條件為a)將上述配方配比完成后，利用轉(zhuǎn)速300-3200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌機將原料攪拌15-90分鐘；b)拌完成的原料進入600W-1800W微波合成器中在常溫常壓下反應(yīng)1-30分鐘；c)發(fā)應(yīng)完成的制品冷卻至室溫；d)用制品重量的50％-500％的去離子水慢速攪拌加入上述制成品，并加入0.3-5％的消泡劑、0.1-10％的抗氧劑攪拌15分鐘以上，分離上層乳白色膏脂分離用作潤滑脂，其余即為最終產(chǎn)品。
e)即可最終產(chǎn)品。
反應(yīng)過程中不需任何催化劑。
所述植物油為菜籽油、玉米油、花生油、橄欖油、紅花油、大豆油、葵花油、棕櫚油、梢水油中的一種或多種的混合物。
所述醇胺為帶有單、二、三及多乙醇胺官能團的醇胺。
下面結(jié)構(gòu)實施例，對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明實施例一。稱取棕櫚油50克，分析其單不飽和脂肪酸為19.5克、多不飽和脂肪酸5克，加入49.2克三乙醇胺，加入5克油酸，將其混合在燒杯中，用300幢/分的攪拌器攪拌15分鐘，置入家用微波爐中反應(yīng)10分鐘，冷卻至50℃，加入抗氧劑BHT0.8克、去離子水105克、FOAM BANMS-293消泡劑0.6克，300轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?5分鐘，靜置冷卻至室溫，將表層脂狀物分離出去后，稱重得到成品176克。經(jīng)紅外譜檢測，分離的脂狀物不含不飽和脂肪酸，也可由計算得出棕櫚油中不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化成品率達到了95.5％以上。上述產(chǎn)品透明無絮狀物、無沉淀物產(chǎn)生，水稀釋20倍后檢測，符合GB3392/T的標(biāo)準(zhǔn)要求，主要指標(biāo)

實施例二。稱取低芥酸菜籽油50克，分析其單不飽和脂肪酸為31克、多不飽和脂肪酸16克，加入99克三乙醇胺，加入5克油酸，將其混合在燒杯中，用300幢/分的攪拌器攪拌15分鐘，置入家用微波爐中反應(yīng)10分鐘，冷卻至50℃，加入抗氧劑BHT1.5克、去離子水225克、FOAM BAN MS-293消泡劑1.2克，300轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?5分鐘，靜置冷卻至室溫，將表層脂狀物分離出去后，稱重得到成品377克。經(jīng)紅外譜檢測，分離的脂狀物不含不飽和脂肪酸，也可由計算得出棕櫚油中不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化成品率達到了95.5％以上。
水稀釋20倍后檢測，符合GB3392/T的標(biāo)準(zhǔn)要求。主要指標(biāo)如下

實施例三。稱取潲水油50克，檢測其單不飽和脂肪酸為31克、多不飽和脂肪酸16克，加入33克三乙醇胺，二乙醇胺19克，加入5克油酸，將其混合在燒杯中，用300幢/分的攪拌器攪拌15分鐘，置入家用微波爐中反應(yīng)10分鐘，冷卻至50℃，加入抗氧劑BHT1.5克、去離子水225克、FOAM BAN MS-293消泡劑1.2克，300轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?5分鐘，靜置冷卻至室溫，將表層脂狀物分離出去后，稱重得到成品315克。經(jīng)紅外譜檢測，分離的脂狀物不含不飽和脂肪酸，也可由計算得出棕櫚油中不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化成品率達到了95.5％以上。
水稀釋20倍后檢測，符合GB3392/T的標(biāo)準(zhǔn)要求。主要指標(biāo)如下

由上述實施例可知，依照本發(fā)明方法獲得的產(chǎn)品，在五金加工中使用時其潤滑性能、清洗性能、冷卻性能及防銹性能較其他潤滑劑有顯著改善。
權(quán)利要求
1.一種制備五金加工潤滑劑的方法，其特征在于以植物油與醇胺為反應(yīng)物、加入油酸作為調(diào)節(jié)劑，在微波合成器中進行脂化反應(yīng)，即脂肪酸醇胺脂；其中醇胺摩爾數(shù)∶植物油中不飽和脂肪酸平均摩爾數(shù)為0.3-4.5∶1，按重量份1-3.9份的油酸作為調(diào)節(jié)劑進行化合物原料配方配比，經(jīng)1-30分鐘反應(yīng)后，即得到脂肪酸醇胺脂，隨后分離所期望的產(chǎn)物并純化，其生產(chǎn)過程和工藝條件為a)將上述配方配比完成后，利用轉(zhuǎn)速300-3200轉(zhuǎn)/分鐘的攪拌機將原料攪拌15-90分鐘；b)攪拌完成的原料進入600W-1800W微波合成器中在常溫常壓下反應(yīng)1-30分鐘；c)將反應(yīng)完成的制品冷卻至室溫；d)用制品重量的50％-500％的去離子水慢速攪拌加入上述制成品，并加入0.3-5％的消泡劑、0.1-10％的抗氧劑攪拌15分鐘以上，靜置30分鐘，將上層乳白色膏脂分離用作潤滑脂，余下黃色或棕紅色透明液即為最終產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備五金加工潤滑劑的方法，其特征在于反應(yīng)過程中不需任何催化劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備五金加工潤滑劑的方法，其特征在于所述植物油為菜籽油、玉米油、花生油、橄欖油、紅花油、大豆油、葵花油、棕櫚油、稍水油中的一種或多種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備五金加工潤滑劑的方法，其特征在于所述醇胺為帶有單、二、三及多乙醇胺官能團的醇胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及環(huán)境保護、植物油提煉技術(shù)領(lǐng)域，特指一種利用植物油在微波合成器中進行酯化反應(yīng)生產(chǎn)脂肪酸醇胺酯作為潤滑劑的方法。采用本發(fā)明的發(fā)法，直接采用植物油作為原料，合成過程使用微波方法，在常溫常壓大氣條件下進行，不使用催化劑，不產(chǎn)生污染物，成品轉(zhuǎn)化率高能到達95.5％?？朔爽F(xiàn)有化合過程中需催化劑、成本大、污染環(huán)境、成品率低的缺陷。
文檔編號C11C3/00GK1931980SQ20061006296
公開日2007年3月21日 申請日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者陳必昌 申請人:陳必昌