本發明屬于潤滑
技術領域：
，涉及一種甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯及其制備方法和用該酯制備環保微量切削液。
背景技術：
：傳統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，近期對微量潤滑技術的研究取得一定的進展，微量潤滑技術解決了以上潤滑劑使用量大，污染嚴重等問題，但對微量潤滑劑的研究，但在應用方面還存在一定的問題，主要是潤滑和冷卻問題不能很好的解決。此外，微量潤滑劑往往需要添加大量的含硫、含氯等對環境有較大壓力的添加劑來增加產品的極壓抗磨性，延長刀具使用壽命。另外，由于追求使用的潤滑劑使用量微少，所以組成原料往往不能降解，也會加重環境的負擔。技術實現要素：鑒于以上缺陷，本發明的目的是克服現有技術的不足，提供甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯及其制備方法和用該酯制備環保微量切削液。為實現上述目的，本發明提供的甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯，其特征在于,由包括以下組分的物質制備而成：甘露醇、脂肪酸、磷酸、聚乙二醇；其中，上述甘露醇與脂肪酸的摩爾比為1：3-5；上述脂肪酸與聚乙二醇的重量比為1：0.5-1；上述磷酸有效成分占總組分的重量百分比為2-3％。上述的脂肪酸選自碳原子數為10-20的飽和或不飽和脂肪酸中的一種或幾種，優選：正癸酸、月桂酸、棕櫚酸、肉豆蔻酸、亞油酸、油酸、硬脂酸中的一種或幾種。上述聚乙二醇選自分子量為200-1000的聚乙二醇中的一種或幾種；優選商品型號：PEG200，PEG300，PEG400，PEG500，PEG600，PEG800，PEG1000中的一種或幾種混合物。上述甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯的具體工藝步驟如下所示：步驟一：將甘露醇、脂肪酸、磷酸加入反應釜內，充入保護氣(如：氮氣、氬氣等)轉換出反應釜內空氣，于180～220℃的反應溫度下反應2-3小時；反應后減壓排出水分，即為甘露醇脂肪酸磷酸酯。步驟二、往反應釜內加入聚乙二醇攪拌，保持反應溫度為160-180℃，聚合反應3-5小時后，反應后減壓排出水分，即為甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯。此外，本發明還提供了一種環保微量切削液，由以下重量百分比含量的組分制備而成：甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯10-50％；水余量。將上述各組分，攪拌至溶液完全透明或半透明后，即為一種環保微量切削液。另外，本發明還提供了上述環保微量切削液的優選方案，由以下重量百分比含量的組分制造而成：上述的醇胺硼酸酯為一乙醇胺硼酸酯、二乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺硼酸酯中的一種或幾種的混合物，有良好的極壓抗磨性和防銹性。上述酰基肌氨酸可選自脂肪酸和肌氨酸進行縮合反應的產物中的一種或幾種的混合物，酰基肌氨酸鹽可選自脂肪酸與肌氨酸鹽進行縮合反應的產物中的一種或幾種。酰基肌氨酸和酰基肌氨酸鹽均具有良好的防銹性和潤滑性。優選地，上述酰基肌氨酸鹽優選自鈉鹽，上述酰基肌氨酸和/或酰基肌氨酸鹽可選自月桂酰肌氨酸、月桂酰肌氨酸鈉、肉豆蔻酰肌氨酸、肉豆蔻酰肌氨酸鈉、油酰肌氨酸、油酰肌氨酸鈉中的一種或幾種的混合物。上述硼酸鹽為四硼酸鉀、過硼酸鉀、四硼酸鈉、過硼酸鈉中的一種或幾種混合物，極壓抗磨性和防銹性能佳。上述鉬酸鹽為鉬酸鈉、鉬酸鉀或鉬酸銨中的一種或幾種的混合物，極壓抗磨性和防銹性能佳。另外，本發明還提供了上述環保微量切削液的制備方法，其特征在于：將硼酸鹽、鉬酸鹽加入去離子水中攪拌至完全溶解，加入甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯、醇胺硼酸酯、酰基肌氨酸或其鹽加入攪拌至溶液完全透明或半透明；即為一種環保微量切削液。發明的作用與效果采用本發明方法制備的甘露醇脂肪酸磷酸聚乙二醇酯，具有優異的潤滑性、極壓抗磨性可全部或部分取代傳統的含氯、硫、磷的極壓抗磨劑使用于微量潤滑中，少量的微量切削液就能滿足金屬加工的潤滑冷卻、極壓抗磨和防銹要求，配合微量潤滑裝置使用，可節省潤滑劑的使用量90％以上，節能減排、環境保護效果顯著。醇胺硼酸酯、硼酸鹽、鉬酸鹽均為良好的防銹劑和極壓抗磨劑，同時使用具有協同增效性能。酰基肌氨酸或其鹽具有良好的防銹性，同時可使廢液生物降解性能增強。由此，在本發明中，將上述各組分以優選的配比進行組合，實現了各組分的有機融合，通過各組分的特點形成一個穩定的、均勻分散的微量潤滑劑體系。具體實施方式實施例一步驟一：稱取甘露醇18217g(100mol)、正癸酸103356g(600mol)、4200g磷酸(有效成分85％)加入反應釜內，充入氮氣轉換出反應釜內空氣，于220℃的反應溫度下反應2小時；反應后減壓排出水分，即為甘露醇正癸酸磷酸酯。步驟二、往反應釜內加入PEG400聚乙二醇55000g攪拌，保持反應溫度為180℃，聚合反應3小時后，反應后減壓排出水分，即為甘露醇正癸酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將10g四硼酸鉀、10g鉬酸鉀加入600g去離子水中攪拌至完全溶解，加入300g甘露醇正癸酸磷酸聚乙二醇酯、50g一乙醇胺硼酸酯、30g油酰基肌氨酸加入攪拌至溶液完全透明或半透明；即為一種環保微量切削液。實施例二步驟一：稱取甘露醇18217g(100mol)、月桂酸60096g(300mol)、7000g磷酸(50％)加入反應釜內，充入氮氣轉換出反應釜內空氣，于180℃的反應溫度下反應3小時；反應后減壓排出水分，即為甘露醇月桂酸磷酸酯。步驟二、往反應釜內加入PEG800聚乙二醇60000g攪拌，保持反應溫度為160℃，聚合反應5小時后，反應后減壓排出水分，即為甘露醇月桂酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將5g四硼酸鈉、5g鉬酸鈉加入去離子水中攪拌至完全溶解，加入200g甘露醇月桂酸磷酸聚乙二醇酯、40g二乙醇胺硼酸酯、20g月桂酰基肌氨酸鈉加入攪拌至溶液完全透明；即為一種環保微量切削液。實施例三步驟一：稱取甘露醇18217g(100mol)、肉豆蔻酸91348g(400mol)、8500g磷酸(50％)加入反應釜內，充入氮氣轉換出反應釜內空氣，于200℃的反應溫度下反應2.5小時；反應后減壓排出水分，即為甘露醇肉豆蔻酸磷酸酯。步驟二、往反應釜內加入PEG600聚乙二醇65000g攪拌，保持反應溫度為170℃，聚合反應4小時后，反應后減壓排出水分，即為甘露醇肉豆蔻酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將300g甘露醇肉豆蔻酸磷酸聚乙二醇酯加入700g水中攪拌至溶液完全透明或半透明；即為一種環保微量切削液。實施例四步驟一：稱取甘露醇18217g(100mol)、亞油酸140220g(500mol)、10000g磷酸(50％)加入反應釜內，充入氮氣轉換出反應釜內空氣，于205℃的反應溫度下反應2.5小時；反應后減壓排出水分，即為甘露醇亞油酸磷酸酯。步驟二、往反應釜內加入PEG500聚乙二醇80000g攪拌，保持反應溫度為160-180℃，聚合反應4小時后，反應后減壓排出水分，即為甘露醇亞油酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將6g過硼酸鉀、5g鉬酸銨加入684g去離子水中攪拌至完全溶解，加入250g甘露醇亞油酸磷酸聚乙二醇酯、35g三乙醇胺硼酸酯、20g肉豆蔻酰基肌氨酸鈉加入攪拌至溶液完全透明或半透明；即為一種環保微量切削液。實施例五步驟一：稱取甘露醇18217g(100mol)、硬脂酸113792g(400mol)、10000g磷酸(50％)加入反應釜內，充入氮氣轉換出反應釜內空氣，于210℃的反應溫度下反應2小時；反應后減壓排出水分，即為甘露醇硬脂酸磷酸酯。步驟二、往反應釜內加入PEG500聚乙二醇70000g攪拌，保持反應溫度為170℃，聚合反應4小時后，反應后減壓排出水分，即為甘露醇硬脂酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將8g過硼酸鈉加入去離子水中攪拌至完全溶解，加入280g甘露醇硬脂酸磷酸聚乙二醇酯、20g一乙醇胺硼酸酯、20g三乙醇胺硼酸酯、10g肉豆蔻酰基肌氨酸，加入攪拌至溶液完全透明或半透明；即為一種環保微量切削液。實施例六步驟一：稱取甘露醇18217g(100mol)、油酸141235g(500mol)、7000g磷酸(有效成分85％)加入反應釜內，充入氮氣轉換出反應釜內空氣，于200℃的反應溫度下反應2.5小時；反應后減壓排出水分，即為甘露醇油酸磷酸酯。步驟二、往反應釜內加入PEG200聚乙二醇80000g攪拌，保持反應溫度為180℃，聚合反應4小時后，反應后減壓排出水分，即為甘露醇油酸磷酸聚乙二醇酯。步驟三、將5g四硼酸鉀、5g鉬酸鉀、5g鉬酸銨加入665g去離子水中攪拌至完全溶解，加入260g甘露醇油酸磷酸聚乙二醇酯、40g三乙醇胺硼酸酯、20g油酰基肌氨酸鈉加入攪拌至溶液完全透明；即為一種環保微量切削液。將上述實施例六環保微量潤滑劑用GB/T12583實驗方法進行四球極壓測試，試驗結果：PD>620(kgf)。將上述實施例六環保微量潤滑劑應用于齒輪加工，滾齒機型號：Y3180HA；加工齒輪名稱：直徑320，3.5模數。原來用32#機械油進行循環潤滑冷卻，現在改為KS-2107微量潤滑裝置(3噴嘴，所有噴嘴為本公司生產節能噴嘴)和一種環保微量潤滑劑，結果如下表：將上述實施例六制備的環保微量潤滑劑應用于鋁合金零件數控車床加工，數控車床型號：CJK-0620。原來用乳化液進行循環潤滑冷卻，現在改為KS-2106微量潤滑裝置(U型噴嘴，2個出液/氣孔)和環保微量潤滑劑，結果如下表：項目傳統潤滑方式微量潤滑方式加工一組零件所需時間10分鐘10分鐘潤滑劑消耗10kg/天0.3kg/天工作現場切削液到處流，現場臟亂十分干凈當前第1頁1 2 3