[发明专利]聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物及其制备方法和用该物配制的环保型水溶准干切削液

说明书

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物及其制备方法和用该物配制的环保型水溶准干切削液。 

背景技术

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。在提倡节能减排、环境保护、绿色生产的今天，急需一种新的金属切削加工工艺。准干切削技术是一门近几年发展起来的金属切削加工新技术，就是在金属切削加工过程中使用准干润滑系统进行润滑，该技术的发展需要一种适用于金属切削工艺中配合准干润滑装置使用的环保型水溶准干切削液。 

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物及其制备方法和用该物配制的环保型水溶准干切削液。该环保型水溶准干切削液适用于金属切削加工工艺中，配合准干润滑装置使用，能代替原有的传统的以矿物油或植物油或切削液作为金属加工切削油/液。 

本发明的技术方案如下： 

一种聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物，它是先由乙二醇与硼酸按摩尔比2：1反应得到二乙二醇硼酸酯后，再由二乙二醇硼酸酯与环氧乙烷按摩尔比1：（10-20）发生聚合反应得到的，其化学式为： 

其中n为10-20的整数。 

本发明总体分三个步骤进行： 

上述聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物的制备方法（即前二个步骤）如下： 

步骤1.制备二乙二醇硼酸酯A： 

将乙二醇和硼酸按摩尔比2：1加入反应釜中，充入氮气保护，搅拌加热至160-180℃，保持恒温搅拌4-5小时，减压排出反应生成的水，制备成二乙二醇硼酸酯A备用； 

上述反应方程式为： 

步骤2.制备聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物B（含聚乙二醇、硼酸钾盐和氢氧化钾）： 

称取二乙二醇硼酸酯A和氢氧化钾加入用0℃左右的冰盐水循环冷却的聚合釜中搅拌，然后向聚合釜中通入氮气转换釜内空气，当聚合釜中氮气保持正压时，用氮气进料罐将环氧乙烷推进聚合釜，同时搅拌升温至100-120℃，压力调节至0.3-0.4MPa，聚合反应15-16小时以后，用氮气将聚合釜内的聚合物挤出，即得聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物B（含聚乙二醇、硼酸钾盐和氢氧化钾）。 

上述摩尔比二乙二醇硼酸酯A：环氧乙烷=1：（10-20）； 

上述制备聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物B的反应方程式为： 

上述反应式中的n为10-20的整数； 

上述反应过程中，氢氧化钾作为催化剂，消耗的量很少，所以反应完成后，加进去的氢氧化钾基本还留在反应产物中。上述制备得到的聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物B中氢氧化钾所占的重量百分比为0.5-1%。 

由于二乙二醇硼酸酯A容易在有水的条件下水解成乙二醇和硼酸，上述反应 过程中还包含乙二醇与环氧乙烷反应生成聚乙二醇，硼酸与氢氧化钾反应生成硼酸钾盐的副反应，所以上述制备得到的聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物B中还含有聚乙二醇和硼酸钾盐。 

乙二醇与环氧乙烷反应生成聚乙二醇的反应方程式为： 

其中，m为不确定整数。 

步骤3.制备环保型水溶准干切削液： 

将步骤2中得到的聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物B（含聚乙二醇、硼酸钾盐和氢氧化钾）加入含磷酸钾盐的去离子水中搅拌均匀，即制得环保型水溶准干切削液。 

本发明的环保型水溶准干切削液中各组分的重量百分比为： 

上述的磷酸钾盐为磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸钾中的一种或任意几种的混合物。 

上述环保型水溶准干切削液的制备方法： 

按所述重量百分比称取磷酸钾盐加入去离子水中搅拌，再加入聚氧乙烷醚基二乙二醇硼酸酯聚合物B（含聚乙二醇、硼酸钾盐和氢氧化钾），同时搅拌2-3小时，混合物透明后包装即为成品。 

上述环保型水溶准干切削液主要应用于黑色金属的车、铣、铇、锯、钻、冲等加工工艺。 

本发明的有益效果： 

本发明与现有技术相比，具有以下优点： 

本发明的环保型水溶准干切削液具有很好的冷却性和润滑性，还具有良好的防锈性和极压抗磨性（加入磷酸盐有助于提高极压抗磨性）。