一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂及其合成方法.pdf

一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂及其制备方法，所述润滑剂是由下列原料混合，原料按物质的量配比如下：硬脂酸：2份；乙二胺：1.1~1.2份；催化剂：0.002~0.003份；抗氧剂：0.0004~0.0011份；有机酸：1~2份。润滑剂在合成过程中反应条件温和，污染小，合成工艺简单。该产品是在乙撑双硬脂酰胺的基础上引入了新的弱极性基团，具有内外两种润滑作用，作为润滑剂加入到HDPE中使得熔融指数显著上升，平衡扭矩显著下降，塑化时间明显变短，冲击强度和拉伸强度变化不大。同时改善了聚烯烃类树脂表面光泽度，具有良好的应用前景。

权利要求书
1.  一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂，其特征在于，所述润滑剂是由下列原料混合，原料按物质的量配比如下：
硬脂酸：2份；
乙二胺：1.1~1.2份；
催化剂：0.002~0.003份；
抗氧剂：0.0004~0.0011份；
有机酸：1~2份。

2.  根据权利要求1所述的一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂，其特征在于，所述硬脂酸与乙二胺的摩尔比为2：（1.1~1.2）。

3.  根据权利要求1所述的一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂，其特征在于，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076。

4.  根据权利要求1所述的一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂，其特征在于，所述有机酸为冰醋酸、草酸和己二酸。

5.  根据权利要求1所述的一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂，其特征在于，所述催化剂为磷酸。

6.  一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂的合成方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：
其过程为两个阶段，首先是反应原料形成铵盐，其次是铵盐的分解，同时引入一个弱极性基团；
首先按上述配比将硬脂酸加入到四口烧瓶中，氮气气氛下缓慢加热，全部融化后，加入催化剂与抗氧剂；当温度升到70~120℃时用恒压滴液漏斗滴加乙二胺，滴加完毕升温至130℃保温1h，然后慢慢升温到160~200℃保持3~5h使之进行脱水反应，脱除的水由N2气流带出；至无水滴再滴出时,逐步加入一定量的有机酸，继续保温3h；
待酸值小于10mgKOH/g时终止反应；所得产物室温下为淡黄色、脆性硬块，将其研磨成粉末后待用。

说明书一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂及其合成方法
技术领域
本发明涉及一种润滑剂及其制备方法，特别是涉及一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂及其合成方法。
背景技术
润滑剂是赋予塑料润滑性，减少有害摩擦并防止制品界面粘附的加工助剂的总称。聚合物成型加工过程中添加润滑剂，不仅可以减少熔融后树脂分子之间的摩擦力，还能够降低熔融体与加工设备之间的粘结力，促进熔融体的流动，以保证加工顺利进行，对提高设备效率和成品率，增强制品的表面光泽度，起到非常好的效果。
乙撑双硬脂酰胺（EBS）是一种脂肪酸双酰胺类化合物，具有独特的化学结构和优异的加工性能，因此在塑料加工行业中作为润滑剂已被广泛应用。国内外对该系列产品的开发、研制工作非常重视，不断有新产品面市。在国外该系列产品约占全部润滑剂总量的25%以上。而我国直到70年代末期才开始对EBS进行研发，发展很慢，品种较少，产品产量所占据的比例远低于国外。国内外同类产品面临的共同问题是针对性不强，且均未能很好的兼顾内外润滑性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂及其合成方法，本发明采用脂肪酸与胺类化合物反应的方法，合成出新型润滑剂，提出合成的最佳工艺条件。该方法条件温和，污染小，合成工艺简单。产品是乙撑双硬脂酰胺的衍生物，在乙撑双硬脂酰胺的基础上引入了新的弱极性基团，具有内外两种润滑作用，在聚烯烃类树脂中具有良好的分散性，在机械性能变化不大的情况下显著提高了其加工性能，同时改善了聚烯烃类树脂表面光泽度，具有良好的应用前景。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂，所述润滑剂是由下列原料混合，原料按物质的量配比如下：
硬脂酸：2份；
乙二胺：1.1~1.2份；
催化剂：0.002~0.003份；
抗氧剂：0.0004~0.0011份；
有机酸：1~2份。
所述的一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂，所述硬脂酸与乙二胺的摩尔比为2：（1.1~1.2）
所述的一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂，所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂1076
所述的一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂，所述有机酸为冰醋酸、草酸和己二酸。
所述的一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂，所述催化剂为磷酸。
一种脂肪酸与胺类化合物润滑剂的合成方法，所述方法包括以下过程：
其过程为两个阶段，首先是反应原料形成铵盐，其次是铵盐的分解，同时引入一个弱极性基团；
首先按上述配比将硬脂酸加入到四口烧瓶中，氮气气氛下缓慢加热，全部融化后，加入催化剂与抗氧剂；当温度升到70~120℃时用恒压滴液漏斗滴加乙二胺，滴加完毕升温至130℃保温1h，然后慢慢升温到160~200℃保持3~5h使之进行脱水反应，脱除的水由N2气流带出；至无水滴再滴出时,逐步加入一定量的有机酸，继续保温3h。待酸值小于10mgKOH/g时终止反应；所得产物室温下为淡黄色、脆性硬块，将其研磨成粉末后待用。
本发明的优点与效果是：
本发明合成方法反应条件温和，污染小，合成工艺简单。产品是乙撑双硬脂酰胺的衍生物，在乙撑双硬脂酰胺的基础上引入了新的弱极性基团，具有内外两种润滑作用，在聚烯烃类树脂中具有良好的分散性，在机械性能变化不大的情况下显著提高了其加工性能，同时改善了聚烯烃类树脂表面光泽度，具有良好的应用前景。
附图说明
图1：润滑剂的红外图；
图2：硬脂酸与乙二胺反应制得乙撑双硬脂酰胺,反应方程式；
图3：乙酸改性EBS的反应方程式；
图4：用草酸改性的EBS反应方程式；
图5：用己二酸改性的EBS反应方程式。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
实施例1：
将56.8g(0.2mol)硬脂酸加入到四口烧瓶中，氮气气氛下缓慢加热，全部融化后，加入0.227g（0.002mol）磷酸与0.568g（0.0005mol）抗氧剂1010。当温度升到90℃时用恒压滴液漏斗滴加6.6g（0.11mol）乙二胺，滴加完毕升温至130℃保温1h，然后慢慢升温到190℃保持5h使之进行脱水反应，脱除的水由N2气流带出。至无水滴再滴出时,2h内用恒压滴液漏斗滴加12g（0.2mol）冰醋酸，继续保温。待酸值小于10mgKOH/g时终止反应。所得产物室温下为淡黄色、脆性硬块，将其研磨成粉末后待用。
实施例2：
将56.8g(0.2mol)硬脂酸加入到四口烧瓶中，氮气气氛下缓慢加热，全部融化后，加入0.227g（0.002mol）磷酸与0.852g（0.0007mol）抗氧剂1010。当温度升到90℃时用恒压滴液漏斗滴加6.9g（0.115mol）乙二胺，滴加完毕升温至130℃保温1h，然后慢慢升温到190℃保持4h使之进行脱水反应，脱除的水由N2气流带出。至无水滴再滴出时,2h内用恒压滴液漏斗滴加9g（0.15mol）冰醋酸，继续保温。待酸值小于10mgKOH/g时终止反应。所得产物室温下为淡黄色、脆性硬块，将其研磨成粉末后待用。
实施例3：
将56.8g(0.2mol)硬脂酸加入到四口烧瓶中，氮气气氛下缓慢加热，全部融化后，加入0.227g（0.002mol）磷酸与0.568g（0.001mol）抗氧剂1076。当温度升到90℃时用恒压滴液漏斗滴加7.2g（0.12mol）乙二胺，滴加完毕升温至130℃保温1h，然后慢慢升温到180℃保持3h使之进行脱水反应，脱除的水由N2气流带出。至无水滴再滴出时,2h内用恒压滴液漏斗滴加6g（0.1mol）冰醋酸，继续保温。待酸值小于10mgKOH/g时终止反应。所得产物室温下为淡黄色、脆性硬块，将其研磨成粉末后待用。
实施例4：
将56.8g(0.2mol)硬脂酸加入到四口烧瓶中，氮气气氛下缓慢加热，全部融化后，加入0.227g（0.002mol）磷酸与0.568g（0.001mol）抗氧剂1076。当温度升到90℃时用恒压滴液漏斗滴加7.2g（0.12mol）乙二胺，滴加完毕升温至130℃保温1h，然后慢慢升温到160℃保持4h使之进行脱水反应，脱除的水由N2气流带出。至无水滴再滴出时,2h内用恒压滴液漏斗滴加9g（0.1mol）草酸，继续保温。待酸值小于10mgKOH/g时终止反应。所得产物室温下为淡黄色、脆性硬块，将其研磨成粉末后待用。
实施例5：
将56.8g(0.2mol)硬脂酸加入到四口烧瓶中，氮气气氛下缓慢加热，全部融化后，加入0.227g（0.002mol）磷酸与0.568g（0.001mol）抗氧剂1076。当温度升到100℃时用恒压滴液漏斗滴加6.6g（0.11mol）乙二胺，滴加完毕升温至130℃保温1h，然后慢慢升温到180℃保持5h使之进行脱水反应，脱除的水由N2气流带出。至无水滴再滴出时,2h内用恒压滴液漏斗滴加9g（0.1mol）草酸，继续保温。待酸值小于10mgKOH/g时终止反应。所得产物室温下为淡黄色、脆性硬块，将其研磨成粉末后待用。
实施例6：
将56.8g(0.2mol)硬脂酸加入到四口烧瓶中，氮气气氛下缓慢加热，全部融化后，加入0.227g（0.002mol）磷酸与0.852g（0.0007mol）抗氧剂1010。当温度升到100℃时用恒压滴液漏斗滴加7.2g（0.12mol）乙二胺，滴加完毕升温至130℃保温1h，然后慢慢升温到190℃保持5h使之进行脱水反应，脱除的水由N2气流带出。至无水滴再滴出时,2h内用恒压滴液漏斗滴加9g（0.1mol）草酸，继续保温。待酸值小于10mgKOH/g时终止反应。所得产物室温下为淡黄色、脆性硬块，将其研磨成粉末后待用。
实施例7：
将56.8g(0.2mol)硬脂酸加入到四口烧瓶中，氮气气氛下缓慢加热，全部融化后，加入0.227g（0.002mol）磷酸与0.852g（0.0007mol）抗氧剂1010。当温度升到100℃时用恒压滴液漏斗滴加7.2g（0.12mol）乙二胺，滴加完毕升温至130℃保温1h，然后慢慢升温到190℃保持5h使之进行脱水反应，脱除的水由N2气流带出。至无水滴再滴出时,2h内用恒压滴液漏斗滴加14.6g（0.1mol）己二酸，继续保温。待酸值小于10mgKOH/g时终止反应。所得产物室温下为淡黄色、脆性硬块，将其研磨成粉末后待用。
实施例8：
将56.8g(0.2mol)硬脂酸加入到四口烧瓶中，氮气气氛下缓慢加热，全部融化后，加入0.227g（0.002mol）磷酸与0.852g（0.0007mol）抗氧剂1010。当温度升到100℃时用恒压滴液漏斗滴加6.6g（0.11mol）乙二胺，滴加完毕升温至130℃保温1h，然后慢慢升温到180℃保持4h使之进行脱水反应，脱除的水由N2气流带出。至无水滴再滴出时,2h内用恒压滴液漏斗滴加14.6g（0.1mol）己二酸，继续保温。待酸值小于10mgKOH/g时终止反应。所得产物室温下为淡黄色、脆性硬块，将其研磨成粉末后待用。
对比例
将56.8g(0.2mol)硬脂酸加入到四口烧瓶中，氮气气氛下缓慢加热，全部融化后，加入0.227g（0.002mol）磷酸与0.568g（0.0005mol）抗氧剂1010。当温度升到100℃时用恒压滴液漏斗滴加6.6g（0.11mol）乙二胺，滴加完毕升温至130℃保温1h，然后慢慢升温到190℃保持5h使之进行脱水反应，脱除的水由N2气流带出。待酸值小于10mgKOH/g时终止反应。所得产物室温下为淡黄色、脆性硬块，将其研磨成粉末后待用。
性能检测
检测结果见下表
熔点(℃)酸值（mgKOH/g）胺值（mgKOH/g）实施例 1143.395.42.4实施例2141.725.23.5实施例 3139.684.84.8实施例 4137.424.64.5实施例 5142.054.43.0实施例 6142.394.13.8实施例 7142.363.53.9实施例 8140.253.72.8对比例143.028.93.9
将实施例1~8与对比例所制得的粉末状润滑剂以（2:100）质量份加入到HDPE树脂中经挤出工艺造粒，测试加入润滑剂前后物料的熔融指数、平衡扭矩、塑化时间等流变学性能；经注塑工艺注射样条，测试样品的冲击强度、拉伸强度等力学性能。
检测结果见下表
熔融指数（g/10min）平衡扭矩（N·m）塑化时间（s）冲击强度（KJ/㎡）拉伸强度（MPa）表面光泽度粉末1+HDPE0.7011.353416.30721.11好粉末2+HDPE0.6811.653216.25821.04好粉末3+HDPE0.6712.053016.03220.68较好粉末4+HDPE0.6811.853317.04220.96好粉末5+HDPE0.6911.653217.23621.32好粉末6+HDPE0.7011.553317.27621.65好粉末7+HDPE0.8511.653115.16321.12好粉末8+HDPE0.8211.953315.13221.05好对比粉末+HDPE0.6013.856315.67120.12较好TAS-2A+HDPE0.6512.355516.11021.38较好纯HDPE0.514.757618.11621.54一般
从上述检测结果可以看出，这种新型润滑剂在合成过程中反应条件温和，污染小，合成工艺简单。该产品是在乙撑双硬脂酰胺的基础上引入了新的弱极性基团，具有内外两种润滑作用，作为润滑剂加入到HDPE中使得熔融指数显著上升，平衡扭矩显著下降，塑化时间明显变短，冲击强度和拉伸强度变化不大。同时改善了聚烯烃类树脂表面光泽度，具有良好的应用前景。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。