醇醚磷酸酯及其制备方法和用该酯制备微量切削液的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于润滑技术领域，涉及一种醇醚磷酸酯及其制备方法和用该酯制备微量 切削液。
【背景技术】
[0002] 传统的金属切削加工采用矿物油或植物油或切削液进行大量冲淋式润滑，润滑剂 的使用量大，不仅浪费资源，造成加工场所和环境的巨大污染，同时还会严重影响操作工人 的身体健康，为解决这些问题，近期对微量润滑技术的研宄取得一定的进展，微量润滑技术 解决了以上润滑剂使用量大，污染严重等问题，但对微量润滑剂的研宄，但在应用方面还存 在一定的问题，主要是润滑和冷却问题不能很好的解决。
[0003] 还有，就是微量润滑剂往往需要添加大量的含硫、含氯等对环境有较大压力的添 加剂来增加产品的极压抗磨性，延长刀具使用寿命。如公开号为CN101376863的中国专利 公开的一种微量润滑系统铝合金切削液及其制备方法和用途，采用：基础油30%、硫化异 丁烯5-20 %、氯化石蜡5-20 %、硫代磷酸酯5-20 %、硼酸钾5-20 %、表面活性剂10 %、防锈 剂5%，所述的基础油采用矿物油或植物油。
【发明内容】
[0004] 鉴于以上缺陷，本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有生物可降解、 防锈缓释等多重效果的醇醚磷酸酯，并用该酯制备了一种高效、环保的微量切削液。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供的一种醇醚磷酸酯的特征在于，由包括以下组分的 物质制备而成：脂肪醇、环氧乙烷、环氧丙烷、五氧化二磷。
[0006] 其中，上述脂肪醇、环氧乙烷、环氧丙烷、五氧化二磷的摩尔比为1 :5_10 :1_2 : 0?3-1〇
[0007] 上述脂肪醇选自C10-C20的饱和或不饱和脂肪醇中的一种或几种的组合物；
[0008] 上述脂肪醇优选自正癸醇、月桂醇、异十三醇、十四碳醇、十六醇、油醇、硬脂醇、花 生醇中的一种或几种的组合物。
[0009] 另外，本发明还提供了上述醇醚磷酸酯的制备方法，其特征在于：由脂肪醇与环氧 乙烷和环氧丙烷先进行加成反应后，再加入五氧化二磷进行磷酸酯化反应制备而成的。
[0010] 上述醇醚磷酸酯的合成路线的具体工艺步骤如下所示：
[0011] 步骤一、将脂肪醇和催化剂加入反应釜内，充入保护气（如：氮气、氩气、氦气等惰 性气体）转换出反应釜内空气；
[0012] 上述催化剂为碱性催化剂；
[0013] 优选为氢氧化钠或氢氧化钾；
[0014] 当采用氢氧化钠或氢氧化钾时，其有效成分的重量百分比为上述反应物总重量的 0? 3 ~0? 5%〇
[0015]步骤二、当反应釜中保护气保持正压时，将环氧乙烷、环氧丙烷的混合物推进反 应釜（如：用氮气等进料罐将环氧乙烷、环氧丙烷混合物推进反应釜），同时搅拌升温至 100-120°C，保持反应温度不超过120°C的情况下，反应5-8小时，即为脂肪醇聚氧乙烯聚氧 丙烯醚；
[0016] 由于该步骤的反应是放热反应，为了防止放热过快的不良影响，环氧乙烷和环氧 丙烷的加入速度有必要加以控制，使反应在平和的状态下进行。
[0017] 步骤三、等上述反应釜内脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚反应完成后，加入五氧化二 磷，保持反应温度不超过150°C的情况下，搅拌反应2-4小时；
[0018] 由于本步骤的反应是放热反应，为了防止局部的反应过热碳化，五氧化二磷的加 入速度有必要加以控制。五氧化二磷粉末应当缓慢加入以控制反应不会产生局部过热的现 象。
[0019] 步骤四、减压排出水分，即为醇醚磷酸酯。
[0020] 此处值得指出的是，本发明的醇醚磷酸酯是一种多组分磷酸酯的混合物。
[0021] 另外，本发明还提供了上述醇醚磷酸酯的使用方法，即、用于制备微量切削液。
[0022] 另外，本发明还提供了上述微量切削液母液的制造方法，其特征在于，由以下重量 百分比的组分制备而成：
【主权项】
1. 一种醇醚磷酸酯，其特征在于，由包括以下组分的物质制备而成：脂肪醇、环氧乙 烷、环氧丙烷、五氧化二磷； 其中，所述脂肪醇、环氧乙烷、环氧丙烷、五氧化二磷的摩尔比为I:5-10 :1-2 :0. 3-1。
2. 如权利要求1所述的一种醇醚磷酸酯，其特征在于： 所述脂肪醇选自C10-C20的饱和或不饱和脂肪醇中的一种或几种的组合物； 所述脂肪醇优选自正癸醇、月桂醇、异十三醇、十四碳醇、十六醇、油醇、硬脂醇、花生醇 中的一种或几种的组合物。
3. 如权利要求1或2所述的一种醇醚磷酸酯的制造方法，其特征在于： 由脂肪醇与环氧乙烷和环氧丙烷先进行加成反应后，再加入五氧化二磷进行磷酸酯化 反应制备而成的。
4. 如权利要求3所述的一种醇醚磷酸酯的制造方法，其特征在于，具体工艺步骤如下 所示： 步骤一、将脂肪醇和催化剂加入反应釜内，充入保护气转换出反应釜内空气； 步骤二、当反应釜中保护气保持正压时，将环氧乙烷、环氧丙烷的混合物推进反应釜， 同时搅拌升温至100_120°C，保持反应温度不超过120°C的情况下，反应5-8小时； 步骤三、加入五氧化二磷，保持反应温度不超过150°C的情况下，搅拌反应2-4小时； 步骤四、减压排出水分，即为醇醚磷酸酯； 其中，所述催化剂为碱性催化剂； 所述催化剂优选为氢氧化钠或氢氧化钾； 所述氢氧化钠或氢氧化钾的有效成分为反应物总重量的〇. 3-0. 5%。
5. 如权利要求1-4任一所述的醇醚磷酸酯，其特征在于： 所述醇醚磷酸酯用于制备微量切削液。
6. 如权利要求5所述的一种微量切削液的母液，其特征在于，由以下重量百分比的组 分制备而成：
7. 如权利要求6所述的一种微量切削液的母液，其特征在于： 所述脂肪酸单酯选自由一元醇和一元脂肪酸制备的酯中的一种或几种的混合物； 所述脂肪酸单酯优选自油酸甲酯、月桂酸甲酯、月桂酸乙酯、硬脂酸甲酯、硬脂酸乙酯、 棕榈酸甲酯、棕榈酸乙酯、油酸乙酯、油酸丁酯中的一种或几种的混合物。
8. 如权利要求6所述的一种微量切削液的母液，其特征在于： 所述脂肪酸盐选自由C10-C20的饱和或不饱和脂肪酸和碱反应生成的脂肪酸盐中的 一种或几种的混合物； 所述脂肪酸盐优选自月桂酸钠、月桂酸钾、油酸钠、油酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸钾中的一 种或几种的混合物。
9. 如权利要求6所述的一种微量切削液的母液，其特征在于： 所述醇胺选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺中的一种或几种混合物； 所述聚蓖麻油酸酯优选自聚合度为3-6的聚蓖麻油酸酯中的一种或几种混合物。
10. 如权利要求6-9任一所述的一种微量切削液的母液，其特征在于： 其制造方法为：将各组分在40-60°C温度下混合搅拌至透明时即可； 其使用方法优选为：将所述微量切削液的母液加1-5倍的水搅拌至透明或半透明后加 入微量润滑装置中使用。
【专利摘要】本发明提供了一种醇醚磷酸酯，其特征在于,由包括以下组分的物质制备而成：脂肪醇、环氧乙烷、环氧丙烷、五氧化二磷；其中，所述脂肪醇、环氧乙烷、环氧丙烷、五氧化二磷的摩尔比为1：5-10：1-2：0.3-1。本发明制备的醇醚磷酸酯具有优异的润滑性、极压抗磨性、防锈性，较好的水溶性，同时又是一种优良的表面活性剂，可全部或部分取代传统的含氯、硫、磷的极压抗磨剂使用于微量切削液中，少量的微量切削液就能满足金属加工的润滑冷却、极压抗磨和防锈要求；配合微量润滑装置使用，可节省切削液的使用量90％以上，节能减排、环境保护效果显著。
【IPC分类】C10M173-00, C08G65-327, C07F9-09, C10M169-04, C08G65-28
【公开号】CN104710610
【申请号】CN201510067964
【发明人】张乃庆, 吴启东
【申请人】上海金兆节能科技有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月9日