专利名称：一种制备五金加工润滑剂的方法
技术领域：
本发明涉及环境保护、植物油提炼技术领域，特指一种利用植物油在微波合成器中进行脂化反应生产脂肪酸醇胺脂作为润滑剂的方法。
背景技术：
现代机械加工向高速、强力、精密方向发展，超硬、超强度等难加工材料的发展也使切削加工的难度日益增加。这两方面的原因导致切削加工过程中的摩擦力、摩擦热大幅度提高，这就要求金属加工液具有更好的润滑、冷却、清洗、防锈性能，以便获得理想的加工表面。矿物润滑油的润滑、防锈性能优越，但冷却、清洗性能差；乳化液和水基切削液的冷却、清洗性能优良，但润滑、防锈性能差。水基切削液除具有乳化液的所有性能外，其润滑、冷却、防锈性能亦达到过超过乳化液的所有性能外，其润滑、冷却、防锈性能亦达到或超过乳化液的标准要求。因而水基切削液已成为国内外机械加工中提高加工性能的发展方向。目前采用的水基切削液，主要是采用化学合成法，生产带亲水基团烃烷物，形成溶入水的润滑剂，但这类化合物的生产一是原材料成本较高，二是化合过程中需催化剂、温度、压力及惰性气体等条件，造成成本过大、污染环境、成品率低下等严重缺陷。
发明内容
本发明的目的就是针对上述情况而提出一种由植物油生产脂肪酸醇胺脂作为润滑剂的方法。
为达到上述目的，本发明以植物油与醇胺为反应物、加入油酸作为调节剂，在微波合成器中进行脂化反应，即脂肪酸醇胺脂；其中醇胺摩尔数∶植物油平均摩尔数为0.3-4.5∶1，按重量份1-3.9份的油酸作为调节剂进行化合物原料配方配比，经1-30分钟发应后，即得到脂肪酸纯胺脂，随后分离所期望的产物并纯化，其生产过程和工艺条件为a)将上述配方配比完成后，利用转速300-3200转/分钟的搅拌机将原料搅拌15-90分钟；b)搅拌完成的原料进入600W-1800W微波合成器中在常温常压下反应1-30分钟；c)反应完成的制品冷却至室温；d)制品重量的50％-500％的去离子水慢速搅拌加入上述制成品，并加入0.3-5％的消泡剂、0.1-10％的抗氧剂搅拌15分钟以上，分离上层乳白色膏脂分离用作润滑脂，其余即为最终产品。
反应过程中不需任何催化剂。
所述植物油为菜籽油、玉米油、花生油、橄榄油、红花油、大豆油、葵花油、棕榈油、梢水油中的一种或多种的混合物。
所述醇胺为带有单、二、三及多乙醇胺官能团的醇胺。
采用本发明的发法，直接采用植物油作为原料，合成过程使用微波方法，在常温常压大气条件下进行，不使用催化剂，不产生污染物，成品转化率高能到达95.5％。克服了现有化合过程中需催化剂、成本大、污染环境、成品率低的缺陷。由于植物油的主要成分是脂肪酸酯(包括饱和和不饱和成分)。脂肪酸酯的分子式可以表示如下 其中R1、R2、R3为相同的或不同的脂肪酸链。在植物油中，饱和脂肪酸含有22个碳原子，单不饱和键脂肪酸的碳原子个数从10到22，双不饱和和三不饱和脂肪酸的碳原子个数通常为18个。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、以及不同的亚油酸及亚麻酸等。本发明的方法利用脂肪酸(主要是不饱和脂肪酸)与醇胺脂化反应，在脂肪酸链段上形成水溶性的基团；利用月桂酸、寇酸与醇胺反应产生非离子表面活性剂，从而极易完成植物油的水溶化，并降低了脂肪酸的玻璃化温度，使形成的新体系满足润滑、冷却、防绣等功能要求。
1)本发明产品润滑性能好在金属切削加工中，大多数摩擦属于边界润滑摩擦。在边界润滑中，由于不存在完全的油膜，其承载能力已与油的粘度无关，而取决于润滑液的油性，即润滑成分是否包含着对金属存在强烈吸附的原子团，能在切削界面形成物理吸附膜。在本发明合成中，月桂酸、寇酸等形成非离子表面活性剂，其非离子表面活性剂中的极性基团对金属有较大的亲合能力，很容易吸附在金属表面上，形成吸附润滑膜。因其疏水基团较大，具有油性剂的作用。能防止或减小工件、切削、刀具之间的直接接触，达到减小摩擦及粘结的目的，起到极好的润滑作用。
脂肪酸醇胺是一种阳离子表面活性剂，作为油性剂添加在切削液中，易在刃与切削工件之间形成物理吸附膜，从而起到润滑作用。另外，脂肪酸乙醇胺与极压抗磨剂也有良好协同抗磨作用，亦可使润滑性能显著提高。
2)清洗性能好切削液清洗性能的好坏，与切削液渗透性和流动性紧密相关，表面张力低、渗透性和流动性好的切削液，清洗性能就好。
新型水基切削液中由于有含量不低的非离子表面活性剂和阳离子表面活性剂脂肪酸醇胺的存在，二者协调作用，极大地降低了切削液的表面张力，明显地增强了切削液的渗透性和流动性。因而具有很好的清洗性能。
3)冷却性能好切削液的冷却作用，取决于它的导热系数、比热、汽化热及汽化速度等。水的导热系数为油的3～5倍，比热为油的2～2.5倍，故水的冷却性能比油优越很多。新型水基切削液中含有90％以上的水分，所以冷却性能突出。
4)防锈性能好非离子表面活性剂本身具有防绣和防腐作用，与脂肪酸醇胺产生复合增效作用，在金属表面形成吸附保护膜层，钝化膜层，从而阻滞了阴、阳极腐蚀过程，由于有致密的覆盖膜，能有效地抗拒介质中的水分子、氧及其他腐蚀性物质的渗入，具有优良的防腐、防锈性能。
具体实施例方式
本发明是一种由植物油生产脂肪酸醇胺脂作为润滑剂的方法。它以植物油与醇胺为反应物、加入油酸作为调节剂，在微波合成器中进行脂化反应，即脂肪酸纯胺脂；其中醇胺摩尔数∶植物油中不饱和脂肪酸平均摩尔数为0.3-4.5∶1，按重量份1-3.9份的油酸作为调节剂进行化合物原料配方配比，经1-30分钟发应后，即得到脂肪酸纯胺脂，随后分离所期望的产物并纯化，其生产过程和工艺条件为a)将上述配方配比完成后，利用转速300-3200转/分钟的搅拌机将原料搅拌15-90分钟；b)拌完成的原料进入600W-1800W微波合成器中在常温常压下反应1-30分钟；c)发应完成的制品冷却至室温；d)用制品重量的50％-500％的去离子水慢速搅拌加入上述制成品，并加入0.3-5％的消泡剂、0.1-10％的抗氧剂搅拌15分钟以上，分离上层乳白色膏脂分离用作润滑脂，其余即为最终产品。
e)即可最终产品。
反应过程中不需任何催化剂。
所述植物油为菜籽油、玉米油、花生油、橄榄油、红花油、大豆油、葵花油、棕榈油、梢水油中的一种或多种的混合物。
所述醇胺为带有单、二、三及多乙醇胺官能团的醇胺。
下面结构实施例，对本发明做进一步详细说明实施例一。称取棕榈油50克，分析其单不饱和脂肪酸为19.5克、多不饱和脂肪酸5克，加入49.2克三乙醇胺，加入5克油酸，将其混合在烧杯中，用300幢/分的搅拌器搅拌15分钟，置入家用微波炉中反应10分钟，冷却至50℃，加入抗氧剂BHT0.8克、去离子水105克、FOAM BANMS-293消泡剂0.6克，300转/分搅拌15分钟，静置冷却至室温，将表层脂状物分离出去后，称重得到成品176克。经红外谱检测，分离的脂状物不含不饱和脂肪酸，也可由计算得出棕榈油中不饱和脂肪酸转化成品率达到了95.5％以上。上述产品透明无絮状物、无沉淀物产生，水稀释20倍后检测，符合GB3392/T的标准要求，主要指标
实施例二。称取低芥酸菜籽油50克，分析其单不饱和脂肪酸为31克、多不饱和脂肪酸16克，加入99克三乙醇胺，加入5克油酸，将其混合在烧杯中，用300幢/分的搅拌器搅拌15分钟，置入家用微波炉中反应10分钟，冷却至50℃，加入抗氧剂BHT1.5克、去离子水225克、FOAM BAN MS-293消泡剂1.2克，300转/分搅拌15分钟，静置冷却至室温，将表层脂状物分离出去后，称重得到成品377克。经红外谱检测，分离的脂状物不含不饱和脂肪酸，也可由计算得出棕榈油中不饱和脂肪酸转化成品率达到了95.5％以上。
水稀释20倍后检测，符合GB3392/T的标准要求。主要指标如下
实施例三。称取潲水油50克，检测其单不饱和脂肪酸为31克、多不饱和脂肪酸16克，加入33克三乙醇胺，二乙醇胺19克，加入5克油酸，将其混合在烧杯中，用300幢/分的搅拌器搅拌15分钟，置入家用微波炉中反应10分钟，冷却至50℃，加入抗氧剂BHT1.5克、去离子水225克、FOAM BAN MS-293消泡剂1.2克，300转/分搅拌15分钟，静置冷却至室温，将表层脂状物分离出去后，称重得到成品315克。经红外谱检测，分离的脂状物不含不饱和脂肪酸，也可由计算得出棕榈油中不饱和脂肪酸转化成品率达到了95.5％以上。
水稀释20倍后检测，符合GB3392/T的标准要求。主要指标如下
由上述实施例可知，依照本发明方法获得的产品，在五金加工中使用时其润滑性能、清洗性能、冷却性能及防锈性能较其他润滑剂有显著改善。
权利要求
1.一种制备五金加工润滑剂的方法，其特征在于以植物油与醇胺为反应物、加入油酸作为调节剂，在微波合成器中进行脂化反应，即脂肪酸醇胺脂；其中醇胺摩尔数∶植物油中不饱和脂肪酸平均摩尔数为0.3-4.5∶1，按重量份1-3.9份的油酸作为调节剂进行化合物原料配方配比，经1-30分钟反应后，即得到脂肪酸醇胺脂，随后分离所期望的产物并纯化，其生产过程和工艺条件为a)将上述配方配比完成后，利用转速300-3200转/分钟的搅拌机将原料搅拌15-90分钟；b)搅拌完成的原料进入600W-1800W微波合成器中在常温常压下反应1-30分钟；c)将反应完成的制品冷却至室温；d)用制品重量的50％-500％的去离子水慢速搅拌加入上述制成品，并加入0.3-5％的消泡剂、0.1-10％的抗氧剂搅拌15分钟以上，静置30分钟，将上层乳白色膏脂分离用作润滑脂，余下黄色或棕红色透明液即为最终产品。
2.根据权利要求1所述的一种制备五金加工润滑剂的方法，其特征在于反应过程中不需任何催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种制备五金加工润滑剂的方法，其特征在于所述植物油为菜籽油、玉米油、花生油、橄榄油、红花油、大豆油、葵花油、棕榈油、稍水油中的一种或多种的混合物。
4.根据权利要求1所述的一种制备五金加工润滑剂的方法，其特征在于所述醇胺为带有单、二、三及多乙醇胺官能团的醇胺。
全文摘要
本发明涉及环境保护、植物油提炼技术领域，特指一种利用植物油在微波合成器中进行酯化反应生产脂肪酸醇胺酯作为润滑剂的方法。采用本发明的发法，直接采用植物油作为原料，合成过程使用微波方法，在常温常压大气条件下进行，不使用催化剂，不产生污染物，成品转化率高能到达95.5％。克服了现有化合过程中需催化剂、成本大、污染环境、成品率低的缺陷。
文档编号C11C3/00GK1931980SQ20061006296
公开日2007年3月21日 申请日期2006年9月29日 优先权日2006年9月29日
发明者陈必昌 申请人:陈必昌