酯类化合物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种酯类化合物，具有如下结构式：其中，-R1为碳原子数为1～17的烷基、碳原子数为2～17的烯基、碳原子数为2～17的环烷基或碳原子数为6～17的芳香基；-R2-为-CH2-、-CmH2m-或-CmH2m-2-，m为2～8的整数；-R3-为-CH2-、-CkH2k-或-CkH2k-2-，k为2～8的整数；-P为分子量为200～500的水溶性聚合物链段。这种酯类化合物具有游离羧酸基团、烷基链段，同时具有水溶性聚合物链段，在无需外加乳化剂的情况下，这种酯类化合物具有与水混合形成稳定乳化液的特性。这种酯类化合物可以实现自乳化，并且能够提高金属加工液的稳定性。本发明还提供了上述酯类化合物的制备方法，以及包括上述酯类化合物的金属加工液。
【专利说明】酯类化合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及脂肪酸酯化合物领域，特别是涉及一种自乳化型的酯类化合物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002]近年来，脂肪酸酯作为添加剂在金属加工液中的应用越来越广泛。传统的脂肪酸酯是天然脂肪酸与一元醇或者多元醇反应后的产物，均属于油溶性物质，并且该类物质具有的酸值较低，一般在lmgKOH/g~15mgK0H/g。脂肪酸酯一般都是单功能添加剂，通常是作为润滑剂、乳化剂、抗腐蚀剂或耦合剂加入到金属加工液配方中。因此通常情况下，一个可用的金属加工液产品都有一个复杂的配方。但随着环境、安全与健康等问题的日趋凸显，金属加工液添加剂同时也受到了影响，其中诸多添加剂被限制使用。
[0003]随着水基金属加工液的大量使用，油溶性脂肪酸酯在水基金属加工液中的使用必须添加乳化剂。传统的金属加工液由乳化剂与油脂共同组成，乳化剂起到将油脂分散到水中的作用，油脂在工作中起到润滑的作用，水在加工过程中起到冷却的作用。
[0004]然而，传统的金属加工液中乳化剂分子与被乳化的物质分子之间以分子间的作用力结合，由于分子间作用力相对于化学键作用而言较弱。因此传统的金属加工液对温度和电解质非常敏感，容易失效，稳定性较差。
【发明内容】
[0005]基于此，有必要提供一种能够提高金属加工液的稳定性的自乳化型的酯类化合物及其制备方法。
[0006]此外，还有必要提`供一种包括上述自乳化型的酯类化合物的稳定性较好的金属加工液。
[0007]一种酯类化合物，具有如下结构式:
[0008]
【权利要求】
1.一种酯类化合物，其特征在于，具有如下结构式:
2.根据权利要求1所述的酯类化合物，其特征在于，-R1为_CH3、-CnH2n+1或-CnH2lri，其中，η为2~17的整数。
3.根据权利要求1所述的酯类化合物，其特征在于，-R2-与-R3-相同。
4.根据权利要求1所述的酯类化合物，其特征在于，-P的通式为
5.根据权利要求1所述的酯类化合物，其特征在于，-P的通式为
6.根据权利要求1所述的酯类化合物，其特征在于，-P的通式为
7.根据权利要求1所述的酯类化合物，其特征在于，-P的通式为
8.根据权利要求1所述的酯类化合物，其特征在于，-P的通式为
9.根据权利要求1~8中任一项所述的酯类化合物，其特征在于，-P为分子量为250~350的水溶性聚合物链段。
10.一种根据权利要求1~9中任一项所述的酯类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 在酯化催化剂和携水剂存在的条件下，按照摩尔比为1:1将具有如下结构式的化合物A与三羟甲基丙烷在180°C~260°C下反应Ih~30，纯化后得到具有如下结构式的化合物B, 化合物A:
11.根据权利要求10所述的酯类化合物的制备方法，其特征在于，得到化合物B的操作中，所述酯化催化剂为醋酸盐、钛化合物和锡化合物中的至少一种，所述酯化催化剂与所述三羟甲基丙烷的质量比为0.01~1:100。
12.根据权利要求11所述的酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述醋酸盐为醋酸锌、醋酸镁、醋酸锰、醋酸钴或醋酸钙，所述钛化合物为二氧化钛、二氧化钛-二氧化硅、钛酸正丁酯、钛酸四异丁酯、钛酸四异辛酯、四硬脂酰基钛或草酸钛钾，所述锡化合物为氧化亚锡、氯化亚锡、草酸亚锡、氯化锡或氧化锡。
13.根据权利要求10所述的酯类化合物的制备方法，其特征在于，得到化合物B的操作中，所述携水剂为环己烷、甲苯或二甲苯，所述携水剂与所述三羟甲基丙烷的摩尔比为1:1o
14.根据权利要求10所述的酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述化合物A为辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十三烷酸、十四烷酸、十五烷酸、十六烷酸、十七烷酸、十八烷酸、辛酸异构体、壬酸异构体、癸酸异构体、十一烷酸异构体、十二烷酸异构体、十三烷酸异构体、十四烷酸异构体、十五烷酸异构体、十六烷酸异构体、十七烷酸异构体或十八烷酸异构体。
15.根据权利要求10所述的酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述化合物C为乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、丁二酸异构体、戊二酸异构体、己二酸异构体、庚二酸异构体、辛二酸异构体、壬二酸异构体或癸二酸异构体； 所述化合物C为乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、丁二酸异构体、戊二酸异构体、己二酸异构体、庚二酸异构体、辛二酸异构体、壬二酸异构体或癸二酸异构体。
16.根据权利要求10所述的酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述聚合物为分子量为250~350的未封端聚环氧乙烷、分子量为250~350的甲基单封端聚环氧乙烷、分子量为250~350的乙基单封端聚环氧乙烷、分子量为250~350的丙基单封端聚环氧乙烷、分子量为250~350的丁基单封端聚环氧乙烷、分子量为350~450的未封端聚环氧丙烷、分子量为350~450的甲基单封端聚环氧丙烷、分子量为350~450的乙基单封端聚环氧丙烷、分子量为350~450的丙基单封端聚环氧丙烷、分子量为350~450的丁基单封端聚环氧丙烷、分子量为300~400的未封端环氧丙烷与环氧乙烷的共聚物、分子量为300~400的甲基单封端环氧丙烷与环氧乙烷的共聚物、分子量为300~400的乙基单封端环氧丙烷与环氧乙烷的共聚物、分子量为300~400的丙基单封端环氧丙烷与环氧乙烷的共聚物、分子量为300~400的丁基单封端环氧丙烷与环氧乙烷的共聚物、分子量为200~300的未封端聚甘油、分子量为200~300的甲基单封端聚甘油、分子量为200~300的乙基单封端聚甘油、分子量为200~300的丙基单封端聚甘油、分子量为200~300的丁基单封端聚甘油。
17.根据权利要求10所述的酯类化合物的制备方法，其特征在于，得到所述酯类化合物的操作中，所述吸附剂为活性白土、酸性白土、硅胶和活性炭中的至少一种。
18.根据权利要求10所述的酯类化合物的制备方法，其特征在于，将所述第二粗产物干燥的操作为:在压力为50Pa`~80Pa、温度为130°C~140°C的条件下，将所述第二粗产物干燥2h~3h。
19.一种金属加工液,其特征在于,所述金属加工液包括根据权利要求1~9中任一项所述的酯类化合物。
【文档编号】C07C67/08GK103864612SQ201410073296
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年2月28日 优先权日:2014年2月28日
【发明者】孙蓉, 杨忠学, 陈毓暑, 杨瑞杰, 刘强 申请人:深圳先进技术研究院