一种金属加工液基础油及其制备方法

摘要

本发明提供一种金属加工液(或金属加工油)基础油及其制备方法，采用植物油脂肪酸甲酯作为原料，通过在双键上引入巯基噻唑集团，合成植物油脂肪酸甲酯巯基噻唑衍生物，作为金属加工液(或金属加工油)的基础油或抗磨剂，与其它植物油类的基础油相比，植物油脂肪酸甲酯巯基噻唑衍生物的水解安定性好，且本发明的制备步骤简单，反应条件温和。

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种金属加工液基础油及其制备方法，尤其涉及一种以植物脂肪酸酯为原料 的制得的金属加工液基础油，属于金属加工液技术领域。

【背景技术】

在金属加工行业中，金属加工液被广泛应用，起到润滑、冷却、清洗、防锈等作用，以 保证工件加工质量和延长刀具寿命。金属加工油(液)通常以矿物油为基础油，并含有抗磨 剂、防锈剂、杀菌剂等多种添加剂(大多为石油化工产品)。然而，一方面，这些矿物油和添 加剂属于不可再生资源，另一方面，矿物油的物降解能力差，不利于环保。而基于植物油的 基础油不但可以再生，而且生物降解能力较好，属于环境友好产品，因此受到广泛重视。目 前以植物油为原料，通过磷化、磷氮化、硼化等制备润滑油添加剂方面已有报道，但是由于 含磷或硼的化合物水解生成的无机酸会加速酯的水解，使润滑油的水解安定性变坏，且其制 备工艺步骤繁琐。

【发明内容】

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种以植物油脂肪酸甲酯为原料， 制备金属加工液(或金属加工油)基础油的方法，所得基础油的水解安定性好。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种金属加工液(或金属加工油)基础油的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步：植物油脂肪酸甲酯与次卤酸进行加成反应，得到羟基卤代脂肪酸甲酯；

第二步：羟基卤代脂肪酸甲酯在催化剂的作用下，与巯基噻唑类化合物反应生产脂肪酸 甲酯巯基噻唑衍生物，获得金属加工液基础油。

所述植物油脂肪酸甲酯可以为各种植物油脂肪酸甲酯，如大豆油脂肪酸甲酯、玉米油脂 肪酸甲酯、棉籽油脂肪酸甲酯、棕榈油脂肪酸甲酯、菜籽油脂肪酸甲酯等。

所述次卤酸为次氯酸、次溴酸或次碘酸。

所述第一步中，植物油脂肪酸甲酯与次卤酸的摩尔比为1:1—1:4。

所述巯基噻唑类化合物为2-巯基噻唑、2-巯基苯并噻唑或2,5-二巯基噻二唑。

所述第二步在碱催化剂条件下进行，优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或路易斯碱。

所述第二步中，羟基卤代脂肪酸甲酯与巯基噻唑类化合物的摩尔比为1:1—1:4

为阐述本发明的反应原理，以脂肪酸甲酯中含有一个双键，所述巯基噻唑类化合物为2- 巯基噻唑为例：

所述第一步的反应方程式为：

所述第二步的反应方程式为：

以脂肪酸甲酯中含有一个双键，所述巯基噻唑类化合物为2,5-二巯基噻唑为例：

所述第一步的反应方程式为：

所述第二步的反应方程式为：

其中，A表示2-巯基噻唑基团(不含巯基上的氢)；B表示2,5-二巯基噻二唑基团(不含 巯基上的氢)；m表示10-20之间是自然数，n表示10-20之间的自然数。

本发明的另一目的是提供一种利用上述方法制得的金属加工液(或金属加工油)基础油， 其特征在于，含有脂肪酸甲酯巯基噻唑衍生物。

本发明的另一目的是提供一种含有上述基础油的金属加工液。

本发明采用植物油脂肪酸甲酯作为原料，通过在双键上引入巯基噻唑集团，合成植物油 脂肪酸甲酯巯基噻唑衍生物，作为金属加工液的基础油或抗磨剂，与其它植物油类的基础油 相比，植物油脂肪酸甲酯巯基噻唑衍生物的水解安定性好，且本发明的制备步骤简单，反应 条件温和。

【具体实施方式】

以下结合实施例来进一步解释本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。在未 作说明的情况下，本发明涉及的原料均为市售原料，涉及的方法均为本领域内的常规方法。

实施例1

第一步：以大豆油脂肪酸甲酯为原料，在室温条件下不断搅拌、逐步滴加2倍摩尔比的 次溴酸(HBrO)溶液，反应3小时。

第二步：称取与第一步中次溴酸相同摩尔量的2-巯基噻唑和质量为脂肪酸甲酯质量的 0.5％的氢氧化钠，溶于乙醇溶液中，在不断搅拌下，加入第一步得到的反应液中，反应3小 时制得大豆油脂肪酸甲酯巯基噻唑，用乙醇洗涤所得产物，并干燥去除乙醇，即可用作金属 加工液基础油。

实施例2

第一步：以棕榈油脂肪酸甲酯为原料，在室温条件下不断搅拌、逐步滴加3倍摩尔比的 次氯酸(HClO)溶液，反应2小时。

第二步：称取与第一步中HClO相同摩尔量的2-巯基苯并噻唑和质量为脂肪酸甲酯质量 的1.0％的氢氧化钠，溶于乙醇溶液中，在不断搅拌下，加入第一步得到的反应液中，反应2 小时制得棕榈油脂肪酸甲酯巯基苯并噻唑，用乙醇洗涤所得产物，并干燥去除乙醇，即可用 作金属加工液基础油。

实施例3

第一步：以菜籽油脂肪酸甲酯为原料，在室温条件下不断搅拌、逐步滴加4倍摩尔比的 次碘酸(HIO)溶液，反应3小时。

第二步：称取与第一步中HIO相同摩尔量的2-巯基苯并噻唑和质量为脂肪酸甲酯质量的 2.0％的氢氧化钠，溶于乙醇溶液中，在不断搅拌下，加入第一步得到的反应液中，反应4小 时制得菜籽油脂肪酸甲酯巯基噻唑，用乙醇洗涤所得产物，并干燥去除乙醇，即可用作金属 加工液基础油。

实施例4

第一步：以玉米油脂肪酸甲酯为原料，在室温条件下不断搅拌、逐步滴加1倍摩尔比的 次碘酸(HIO)溶液，反应3小时。

第二步：称取与第一步中HIO相同摩尔量的2,5-二巯基噻二唑和质量为脂肪酸甲酯质量 的1.5％的氢氧化钠，溶于乙醇溶液中，在不断搅拌下，加入第一步得到的反应液中，反应4 小时制得玉米油油脂肪酸甲酯巯基噻二唑，用乙醇洗涤所得产物，并干燥去除乙醇，即可用 作金属加工液基础油。

表1为利用Rolls-Royee水解安定性试验方法(在所得产物中加入质量百分百为10％的 水，在90℃条件下震荡168小时后测定酸值的变化)评价实施例1、实施例2、实施例3、实 施例4制得金属加工液基础油的水解安定性结果。

表1：各实施例制得的金属加工油基础油的水解安定性

基础油 试验前酸值，mgKOH/g 试验后酸值，mgKOH/g 实施例1 0.03 0.08 实施例2 0.04 0.08 实施例3 0.03 0.07 实施例4 0.02 0.07

以上所述，仅为本发明的较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加 以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。