本發(fā)明涉及潤滑劑領(lǐng)域，特別是涉及一種長鏈醇醚聚羧酸及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備向高速、高載荷、高溫等方向的發(fā)展，設(shè)備的潤滑狀況變得越來越苛刻；當(dāng)機(jī)械設(shè)備在高負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速的條件下，傳統(tǒng)潤滑劑形成的薄膜將會(huì)被破壞，不再起到保護(hù)金屬表面的作用，接觸面會(huì)出現(xiàn)擦傷、甚至燒結(jié)的情況，此時(shí)就需要一種耐極壓的潤滑劑來提高各部件的抗磨損能力。

現(xiàn)常用極壓潤滑劑有：氯化石蠟、磷酸酯、聚酯類。由于氯化石蠟中氯離子的解析，腐蝕加劇，逐步被淘汰。磷酸酯由于磷排放的富營養(yǎng)化問題，也逐步被禁用。普通聚酯類潤滑劑由于酯鍵易水解，使用壽命較短，并且屬于油性極壓潤滑劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明提供了一種長鏈醇醚聚羧酸，作為一種水性極壓潤滑劑，具有杰出的水性潤滑性和減摩性能。

具體技術(shù)方案如下。

一種長鏈醇醚聚羧酸，具有式Ⅰ所示結(jié)構(gòu)：

式Ⅰ中，x＝0-10，y＝1-10，z＝0-10，p＝10-40，n＝5-25，m＝5-25；

所述長鏈醇醚聚羧酸由以下原料制備而成：EO/PO嵌段聚醚、順丁烯二酸酐、丙烯酸、引發(fā)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑以及阻聚劑；

所述EO/PO嵌段聚醚、順丁烯二酸酐和丙烯酸的摩爾比為1：0.5～1.5:1.5～4；

所述EO/PO嵌段聚醚中，EO：PO的摩爾比為0.2～2：1。

在其中一些實(shí)施例中，所述EO/PO嵌段聚醚、順丁烯二酸酐和丙烯酸的摩爾比為1：0.8～1.2：2～3。

在其中一些實(shí)施例中，所述EO/PO嵌段聚醚中，EO：PO的摩爾比為0.5～1.5：1。

在其中一些實(shí)施例中，所述EO/PO嵌段聚醚為反式嵌段聚醚。

在其中一些實(shí)施例中，所述引發(fā)劑為過氧化苯甲酰，用量為原料總重量的0.05-0.8％。

在其中一些實(shí)施例中，所述引發(fā)劑的用量為原料總重量的0.18-0.25％。

在其中一些實(shí)施例中，所述鏈轉(zhuǎn)移劑為巰基乙酸或巰基丙酸，用量為原料總重量的0.05-0.8％。

在其中一些實(shí)施例中，所述鏈轉(zhuǎn)移劑的用量為原料總重量的0.08-0.15％。

在其中一些實(shí)施例中，所述阻聚劑為對(duì)苯二酚或?qū)αu基苯甲醚，用量為原料總重量的0.05-0.8％。

在其中一些實(shí)施例中，所述阻聚劑的用量為原料總重量的0.08-0.15％。

在其中一些實(shí)施例中，所述長鏈醇醚聚羧酸在40℃的運(yùn)動(dòng)粘度為500-1500厘斯。

本發(fā)明還提供了一種上述長鏈醇醚聚羧酸的制備方法。

具體技術(shù)方案如下：

一種長鏈醇醚聚羧酸的制備方法，包括以下步驟：

酯化反應(yīng)：順丁烯二酸酐和EO/PO嵌段聚醚反應(yīng)得長鏈酯化物，反應(yīng)溫度為40-120℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5-6小時(shí)；

聚合反應(yīng)：將長鏈酯化物升溫至60-150℃，加入引發(fā)劑和鏈轉(zhuǎn)移劑，再滴加丙烯酸，保溫反應(yīng)0.5-10小時(shí)；

終止反應(yīng)：維持聚合反應(yīng)時(shí)的溫度抽真空除味1-2小時(shí)，加入阻聚劑，得到所述長鏈醇醚聚羧酸。

在其中一些實(shí)施例中，所述酯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為65-75℃，反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)。

在其中一些實(shí)施例中，所述聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為85-95℃，反應(yīng)時(shí)間為2-5小時(shí)。

在其中一些實(shí)施例中，所述酯化反應(yīng)的反應(yīng)溫度為65-75℃，反應(yīng)時(shí)間為1-3小時(shí)；所述聚合反應(yīng)的反應(yīng)溫度為85-95℃，反應(yīng)時(shí)間為2-3小時(shí)。

本發(fā)明還提供了上述長鏈醇醚聚羧酸的應(yīng)用。

具體技術(shù)方案如下：

上述長鏈醇醚聚羧酸在制備極壓潤滑劑中的應(yīng)用。

本發(fā)明的長鏈醇醚聚羧酸及其制備方法和應(yīng)用具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明長鏈醇醚聚羧酸可作為極壓潤滑劑應(yīng)用，具有杰出的水性潤滑性和減摩性能，具有優(yōu)異的四球檢測(cè)性能，PB值超過130公斤力。

2、本發(fā)明的長鏈醇醚聚羧酸型極壓潤滑劑安全環(huán)保，不含硫、磷、氯、硼、鉛、鋅等毒害性元素，綠色環(huán)保，無污染，且無刺激性氣味，施工現(xiàn)場(chǎng)更易接受。

3、本發(fā)明的長鏈醇醚聚羧酸型極壓潤滑劑與乳化油、乳化切削油具有極佳的配伍性與相溶性；使用本發(fā)明的長鏈醇醚聚羧酸調(diào)配的乳化油，表現(xiàn)出極低的泡沫傾向，不粘屑，易清洗，既可滿足清洗性能，又可適應(yīng)低泡加工場(chǎng)合的要求。

4、本發(fā)明的長鏈醇醚聚羧酸制備方法簡單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的長鏈醇醚聚羧酸及其制備方法和應(yīng)用作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

本發(fā)明的長鏈醇醚聚羧酸的反應(yīng)式如下：

其中，x＝0-10，y＝1-10，z＝0-10，p＝10-40，n＝5-25，m＝5-25；

實(shí)施例1

本實(shí)施例的長鏈醇醚聚羧酸由以下方法制備得到：

將1740(EO/PO反式嵌段聚醚(EO：PO＝2：3))530克(0.2mol)升溫至65℃，1小時(shí)內(nèi)分批加入順丁烯二酸酐19.6克(0.2mol)，加完后保溫反應(yīng)2小時(shí)；升溫到85℃，加入過氧化苯甲酰1.2克，巰基丙酸0.6克，3小時(shí)滴完丙烯酸28.8克(0.4mol)，保溫反應(yīng)3小時(shí)；真空除味1.5小時(shí)；加入對(duì)苯二酚0.6克，降溫出料，即得所述長鏈醇醚聚羧酸。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的長鏈醇醚聚羧酸由以下方法制備得到：

將1740(EO/PO反式嵌段聚醚(EO：PO＝2：3))530克(0.2mol)升溫至75℃，1小時(shí)內(nèi)分批加順丁烯二酸酐19.6克(0.2mol)，加完后保溫反應(yīng)1小時(shí)；升溫到95℃，加入過氧化苯甲酰1.2克，巰基丙酸0.6克；3小時(shí)滴完丙烯酸28.8克(0.4mol)，保溫反應(yīng)2小時(shí)；真空除味1小時(shí)；加入對(duì)苯二酚0.6克，降溫出料，即得所述長鏈醇醚聚羧酸。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的長鏈醇醚聚羧酸由以下方法制備得到：

將1740(EO/PO反式嵌段聚醚(EO：PO＝2：3))530克(0.2mol)升溫至65℃，1小時(shí)內(nèi)分批加順丁烯二酸酐19.6克(0.2mol)，加完后保溫反應(yīng)3小時(shí)；升溫到85℃，加入過氧化苯甲酰1.2克，巰基丙酸0.6克；2.5小時(shí)滴完丙烯酸28.8克(0.4mol)，保溫反應(yīng)3小時(shí)；真空除味1小時(shí)；加入對(duì)苯二酚0.6克，降溫出料，即得所述長鏈醇醚聚羧酸。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的長鏈醇醚聚羧酸由以下方法制備得到：

將1740(EO/PO反式嵌段聚醚(EO：PO＝2：3))530克(0.2mol)升溫至75℃，1小時(shí)內(nèi)分批加順丁烯二酸酐19.6克(0.2mol)，加完后保溫反應(yīng)1小時(shí)；升溫到95℃，加入過氧化苯甲酰1.2克，巰基丙酸0.6克；4小時(shí)滴完丙烯酸28.8克(0.4mol)，保溫反應(yīng)2小時(shí)；真空除味2小時(shí)；加入對(duì)苯二酚0.6克，降溫出料，即得所述長鏈醇醚聚羧酸。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的長鏈醇醚聚羧酸由以下方法制備得到：

將1740(EO/PO反式嵌段聚醚(EO：PO＝2：3))530克(0.2mol)升溫至65℃，1小時(shí)內(nèi)分批加順丁烯二酸酐19.6克(0.2mol)，加完后保溫反應(yīng)1小時(shí)；升溫到85℃，加入過氧化苯甲酰1.2克，巰基丙酸0.6克；三小時(shí)滴完丙烯酸36克(0.5mol)，保溫反應(yīng)2小時(shí)；真空除味1小時(shí)；加入對(duì)苯二酚0.6克，降溫出料，即得所述長鏈醇醚聚羧酸。

實(shí)施例6

本實(shí)施例的長鏈醇醚聚羧酸由以下方法制備得到：

將1740(EO/PO反式嵌段聚醚(EO：PO＝2：3))530克(0.2mol)升溫至70℃，1小時(shí)內(nèi)分批加順丁烯二酸酐19.6克(0.2mol)，加完后保溫反應(yīng)1小時(shí)；升溫到90℃，加入過氧化苯甲酰1.2克，巰基丙酸0.6克；4小時(shí)滴完丙烯酸43.2克(0.6mol)，保溫反應(yīng)2小時(shí)；真空除味1小時(shí)；加入對(duì)苯二酚0.6克，降溫出料，即得所述長鏈醇醚聚羧酸。

對(duì)比例1

本對(duì)比例的長鏈醇醚聚羧酸的制備方法基本同實(shí)施例1，區(qū)別在于，所用聚醚為PEG-2000(聚氧乙烯醚)。

對(duì)比例2

本對(duì)比例的長鏈醇醚聚羧酸的制備方法基本同實(shí)施例1，區(qū)別在于，所用聚醚為L-63(丙二醇嵌段聚醚)。

對(duì)比例3

本對(duì)比例的長鏈醇醚聚羧酸的制備方法基本同實(shí)施例1，區(qū)別在于，EO/PO反式嵌段聚醚、順丁烯二酸酐和丙烯酸的摩爾比為1:1.5:5。

對(duì)比例4

本對(duì)比例的長鏈醇醚聚羧酸的制備方法基本同實(shí)施例1，區(qū)別在于，EO/PO反式嵌段聚醚、順丁烯二酸酐和丙烯酸的摩爾比為1:2:4。

實(shí)施例1-6、對(duì)比例1-4制備得到的長鏈醇醚聚羧酸的性能測(cè)試結(jié)果如表1所示：

表1長鏈醇醚聚羧酸的性能測(cè)試結(jié)果

注：表中的粘度為40℃的運(yùn)動(dòng)粘度。

從上表結(jié)果可以看出：酯化溫度在65-75℃產(chǎn)品指標(biāo)變化不大，聚合溫度在85-95℃產(chǎn)品指標(biāo)變化不大，滴加時(shí)間在2-4小時(shí)產(chǎn)品指標(biāo)變化不大，優(yōu)選的工藝條件基本穩(wěn)定。產(chǎn)品的性能受原料醇醚的種類與原料配比的影響較大，實(shí)施例1-6制備得到的長鏈醇醚聚羧酸的各種物理性能優(yōu)良，而對(duì)比例1的長鏈醇醚聚羧酸完全水溶性且潤滑性能差，且是固體，使用不方便；對(duì)比例2的長鏈醇醚聚羧酸的濁點(diǎn)太低，不適合正常條件下的工作溫度；對(duì)比例3、4粘度大，泡沫難消，且刀具粘屑。

實(shí)施例7攻絲扭矩測(cè)試實(shí)驗(yàn)

測(cè)試方法如下：將實(shí)施例1-6、對(duì)比例1-2的長鏈醇醚聚羧酸以及JV-938分別按配方比例調(diào)配好全合成切削液小樣，然后配制10％的工作液。用配制好的工作液做7075鋁的攻絲扭矩?cái)?shù)據(jù)。測(cè)試條件為轉(zhuǎn)速1500rpm，扭力300Ncm，攻牙深度8mm。配方比例如表2所示：

表2切削液配方

注：TEA:三乙醇胺，可由陶氏化學(xué)獲得；

ANTA-CAR 210MT：三元羧酸胺型防銹劑，米奇自有產(chǎn)品；

FUNTAG CU250：水溶性苯三唑衍生物，米奇自有產(chǎn)品；

Busan 77：聚季銨鹽類沉降劑，可由巴克曼公司獲得；

1740：反式嵌段聚醚，可由巴斯夫獲得。

測(cè)試結(jié)果見表3：

表3攻絲扭矩測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本測(cè)試所用工件為常用鋁材的代表型號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)加工中本發(fā)明的長鏈醇醚聚羧酸也可作為極壓潤滑劑適用于其它型號(hào)的工件。

本測(cè)試的加工方法主要是鉆孔和攻螺紋，同樣地，現(xiàn)場(chǎng)中，本發(fā)明的長鏈醇醚聚羧酸也可作為極壓潤滑劑適用于研磨、深拉、切削等加工方式。由于攻絲扭矩測(cè)試主要得出的是加工時(shí)需要的最大扭矩(即消耗掉的最大力值)和平均扭矩(即消耗掉的力值)，所以加工的最大扭矩和平均扭矩越小，代表該添加劑的潤滑極壓性越好。

從以上結(jié)果可以看出，本發(fā)明的長鏈醇醚聚羧酸具有良好的極壓潤滑性。

實(shí)施例8四球測(cè)試實(shí)驗(yàn)

測(cè)試方法如下：先將實(shí)施例1-6、對(duì)比例1-2的長鏈醇醚聚羧酸以及JV-938與基礎(chǔ)油按比例充分混合后配制10％工作液。用配制好的工作液做四球最大無卡咬負(fù)荷PB(GB/T 3142-82)與長時(shí)間摩擦實(shí)驗(yàn)(SH/T 0189-92)。

GB/T 3142-82的條件如下：時(shí)間10秒；轉(zhuǎn)速1450轉(zhuǎn)/分；溫度27±8℃，鎖緊68±7N·m。

SH/T 0189-92的條件如下：時(shí)間60分鐘；轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/分；溫度27±8℃；載荷：20kg；鎖緊68±7N·m。

配方比例如表4所示：

表4切削液配方

注：TEA:三乙醇胺，可由陶氏化學(xué)獲得。

ANTA-CAR 210MT：三元羧酸胺型防銹劑，米奇自有產(chǎn)品。

FUNTAG CU250：水溶性苯三唑衍生物，米奇自有產(chǎn)品。

Busan 77：聚季銨鹽類沉降劑，可由巴克曼公司獲得。

1740：反式嵌段聚醚，可由巴斯夫獲得。

測(cè)試結(jié)果見表5：

表5四球測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在四球?qū)嶒?yàn)測(cè)試中，在一定溫度、轉(zhuǎn)速下，最大無卡咬負(fù)荷PB值，表示的是鋼球在潤滑狀態(tài)不發(fā)生卡咬的最大負(fù)荷，PB值越高，說明潤滑劑的潤滑性能越好。磨斑直徑D值，表示的是承重鋼球面因摩擦導(dǎo)致磨損斑痕直徑的大小，D值越小，說明潤滑劑的抗磨能力、潤滑性能越好。

從以上結(jié)果可以看出本發(fā)明的長鏈醇醚聚羧酸具有良好的極壓潤滑性。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。