CN101701163B - 一种低油雾齿轮磨削油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明一种低油雾齿轮磨削油组合物，属金属加工液产品领域，本发明组合物由按如下重量百分比的配方组成：精制矿物油70-81％、合成脂肪酸酯油性剂10-20％、硫化脂肪酸酯5-10％、磷酸酯0-3％、抑油雾剂0.3-1.0％、消泡剂0.01-0.1％，本组合物通过主要组份精制矿物油和脂肪酸酯油性剂的协调配比、创新引入的聚合物抑油雾剂，提高了润滑性，加快了油雾沉降，有效降低了操作环境的油雾浓度，加之，科学配比使用极压润滑剂，抗磨剂，不含对生态环境和人体有害的氯，其通用性强，可加工黑色和有色金属，对铜无腐蚀，所以本发明组合物，不仅赋予了齿轮磨削油优异的加工性能，而且有效改善了油雾环境，有利于环境保护，有利于操作者身体健康。

Description

一种低油雾齿轮磨削油组合物

技术领域

本发明一种低油雾齿轮磨削油组合物，属金属加工液产品领域，特别涉及金属切削油产品。

背景技术

金属加工切削液的品种繁多，作用各异，但归纳起来分为两大类：油基切削液和水基切削液。油基切削液，又称为切削油，通常由矿物油和一定比例的添加剂组成，所用的矿物油有煤油、柴油或轻质润滑油馏分。

机械产品加工中，齿轮加工的最后一道工序为磨削精加工，因工件表面要求较高，通常使用切削油。为满足齿轮磨削工艺润滑和冷却条件要求，切削油粘度不宜大，一般为8～15mm²/s，所以目前齿轮磨削油的基础油一般选择属于I类基础油的5^#或7^#白油，这类油粘度指数、硫含量、饱和烃含量要求均不高，但其挥发性强，闪点低(＜140℃)。齿轮磨削油在使用中经历泵循环、喷雾、激烈撞击和高温蒸发过程，因油品挥发性强，不仅产生大量油雾，造成油品损耗大，污染环境，损害操作者健康，并且还有着火等的隐形危险。

关于机械加工车间油雾最高限值的控制标准是各国共同关注的问题，在美国政府工业卫生学家协会20世纪60年代初提出了车间油雾浓度最高限值5mg/m³的控制标准，此后，于1998年，美国国家职业安全与健康协会提出了更为严格的油雾控制限值标准。包括我国在内的一些国家都相继制定了各自的油雾控制限值和测定方法标准。我国JB/T9897-89“金属切削机床油雾浓度测量方法”，建议切削机床油雾浓度的最大值不超过5mg/m³。但是，由于种种原因，我国机械加工车间的油雾浓度现状仍然不容乐观。因此必须从低油雾齿轮磨削油的源头解决问题，开发产品，使之不仅有效降低齿轮磨削油加工过程产生的油雾，而且广泛适用于黑色和有色金属材质齿轮的磨削加工，提高齿轮磨削加工的精度和工作效率。

中国专利“高速强力磨削油及其制备方法”(CN87103028)是一种适用于高速大磨削量磨制工具钢等硬质合金钢工件的高速强力磨削油，主要由5-10％的添加剂与95-90％的矿物油混合而成。添加剂由C8-C30的混合脂肪酸及脂肪酸酯、磺化蓖麻油、渗透剂的硫和磷的改性产物、氯化石钠、磷化物、二甲基硅油等按一定比例组成，是一种高粘度油，对于现代高速工具磨削加工，其冷却性和过滤性均不能满足要求，该磨削油也不具有低油雾和低挥发优点。

国外文献TW229126、US57261301995A、US2002035043所涉及的磨削油，是使用了含二元酸、三元酸的酯或其衍生物或使用碱金属磺酸盐，未见有抑油雾剂的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种低油雾齿轮磨削油组合物，使之不仅显著降低齿轮磨削油的挥发性和加工过程中的油雾倾向，而且广泛适用于黑色和有色金属材质齿轮的磨削加工，从而有利于环境保护，有利于操作者劳动保护和身体健康，并提高齿轮加工产品精度和工作效率。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

本发明低油雾齿轮磨削油组合物，由精制矿物油，合成脂肪酸酯油性剂，极压润滑剂，抗磨剂，抑油雾剂和消泡剂组成，该组合物按重量百分比的组份配方如下：

精制矿物油                70——81％

合成脂肪酸酯油性剂        10——20％

硫化脂肪酸酯              5——10％

磷酸酯                    0——3％

抑油雾剂                  0.3——1.0％

消泡剂                    0.01——0.1％。

所述精制矿物油选自II、II⁺、III类矿物油；

所述合成脂肪酸酯为C_16-18脂肪酸酯中的一种或两种以上的混合物；

所述抑油雾剂是聚异丁烯、乙烯-丙烯无规共聚物的一种或其两种的混合物；

所述硫化脂肪酸酯不含活性硫。

本发明低油雾齿轮磨削油组合物，其C_16-18脂肪酸酯油性剂及抑油雾剂聚异丁烯、乙烯-丙烯无规共聚物，均按已知方法制备；其余组份化学品有市售产品供应。

本发明低油雾齿轮磨削油组合物的制备工艺是：按配方，首先向钢制反应釜中加入矿物油，升温至50-60℃，再按配方比例顺序加入合成脂肪酸酯、硫化脂肪酸酯、磷酸酯、抑油雾剂、最后加入消泡剂，搅拌40-60分钟，至混合液透明，取样检测，满足产品质量规范要求。

本发明组合物产品主要技术指标如下：

外观：                                   淡黄色透明液体

运动粘度40℃           mm²/s             13--16

闪点℃                                   180

倾点℃                                   -30

铜片腐蚀(100℃，3h)    级                1a

四球测试(VKA)          N                 6000

磨损试验(RVT)          mm²               2.5

油雾指数(参比油为邻苯二甲酸二辛酯)       2

《备注：①.铜片腐蚀(100℃，3h)检测标准：GB/T5096-85

②.油雾指数＝试验油油雾浓度/参比油油雾浓度X100》

本发明选用II、II⁺、III类矿物油作为组合物基础油载体，由于这类基础油经过加氢精制，饱和烃含量＞90％，粘度指数高，挥发性低，硫、氮含量低，具有较高的抗氧化安定性，有良好的润滑性和低油雾倾向；

本发明添加的C_16-18脂肪酸酯油性剂，具有很好的油溶性，粘度低，颜色浅，由于酯基和羟基对金属表面的强吸附性，所以在高低温状况下均具有杰出的润滑性、热稳定性和热氧化安定性，因而在具有良好的润滑性、低油雾倾向性和较高的抗氧化性的II、II⁺、III类矿物油基础上，赋予组合物优异的润滑性、散热性和低摩擦热，进一步降低其挥发性和油雾倾向性；

本发明创新采用的抑油雾剂为油溶性高分子聚合物，因其具有良好的粘附性能，油品起雾性小，并能迅速将飘浮在空气中的细小油滴凝聚成大颗粒油滴，加速油雾的沉降，使油雾产生后立即消失，抑制油雾的形成；

本发明采用的硫化脂肪酸酯极压剂不含活性硫，因其具有很高的极性，所以对金属表面有很高的亲和力，润滑性好，且无腐蚀性，无刺激性气味，辅以磷酸酯抗磨剂，故在极压、抗磨、减摩性能方面表现优异，并解决齿轮加工过程中齿轮烧伤和裂纹现象，延长了加工刀具的使用寿命，可加工黑色和有色金属，对铜无腐蚀，适用性强。

本发明不含对生态环境和人体有害的氯化石蜡极压剂，更加有利于环境保护和人体健康。

通常，磨削油机械加工在使用过程中，要经历泵循环、喷射与高速旋转的刀具或工件激烈撞击和高温蒸发等过程，因此，除了要求提升油品的机械加工性能如润滑性能、冷却散热性能，清洁性能外，随着技术的进步和社会的发展，还应从环境保护和劳动者安全角度出发，尽量开发能降低油雾倾向性的油品。本发明组合物通过主要组份矿物油和脂肪酸酯油性剂的协调配比、创新引入的聚合物抑油雾剂，提高了润滑性，加快了油雾沉降，有效降低了操作环境的油雾浓度，加之，科学配比使用极压润滑剂，抗磨剂，不含对生态环境和人体有害的氯，通用性强，可加工黑色和有色金属，对铜无腐蚀。因此，本发明组合物不仅赋予了齿轮磨削油优异的加工性能，而且有效改善了机械加工现场的油雾环境，有利于环境保护，有利于操作者身体健康，全面创新解决了现有齿轮磨削油存在的问题。

具体实施方式

现通过以下实施例进一步说明本发明是如何实施的：

实施例1：

(一)、按已知方法制备十六碳酸异辛酯、乙烯-丙烯无规共聚物；

(二)、配制本发明组合物产品：

以重量百分比计，按以下组份和配比制备本组合物产品：

矿物油65SN                 69.69％

十六碳酸异辛酯             20％

硫化脂肪酸酯               10％

乙烯-丙烯无规共聚物        0.3％

硅基消泡剂                 0.01％

在钢制反应釜中加入65SN矿物油，升温至50-60℃，按配方比例计量，顺序加入十六碳酸异辛酯、硫化脂肪酸酯、乙烯-丙烯无规共聚物、最后加入消泡剂，搅拌40-60分钟，至混合液透明，取样检测，产品满足质量规范要求。

本产品用于磨齿机YK7163A上磨削齿轮，齿轮表面精度好，粗糙度可达R_a＝0.4；齿轮无烧伤现象，减少砂轮消耗，提高磨削效率；油品冷却性好，油雾低，现场检测油雾浓度为3.2mg/m³。

实施例2：

(一)、按已知方法制备十八碳酸异辛酯、乙烯-丙烯无规共聚物；

(二)、配制本发明组合物产品：

以重量百分比计，按以下组份和配比制备本组合物产品：

矿物油65N                 80.95％

十八碳酸异辛酯            10％

硫化脂肪酸酯              5％

磷酸酯                    3％

乙烯-丙烯无规共聚物       1％

硅基消泡剂                0.05％

在钢制反应釜中加入65SN矿物油，升温至50——60℃，按配方比例计量，顺序加入十八碳酸异辛酯、硫化脂肪酸酯、磷酸酯、乙烯-丙烯无规共聚物、最后加入消泡剂，搅拌40-60分钟，至混合液透明，取样检测，产品满足质量规范要求。

本产品用于磨齿机YK73125、YK7332A、YK7232A上磨削齿轮，齿轮表面精度好，粗糙度可达R_a＝0.8，齿轮无烧伤现象，减少砂轮消耗，提高磨削效率；油品冷却性好，现场检测油雾浓度为2.8mg/m³。

实施例3：

(一)、按已知方法制备十六碳酸异辛酯和十八碳酸异辛酯、聚异丁烯；

(二)、配制本发明组合物产品：

以重量百分比计，按以下组份和配比制备本组合物产品：

矿物油60N                 74.49％

十六碳酸异辛酯            10％

十八碳酸异辛酯            5％

硫化脂肪酸酯              8％

磷酸酯                    2％

聚异丁烯                  0.5％

硅基消泡剂                0.01％

在钢制反应釜中加入60N矿物油，升温至50-60℃，按配方比例计量，顺序加入十六碳酸异辛酯、十八碳酸异辛酯、硫化脂肪酸酯、磷酸酯、聚异丁烯、最后加入消泡剂，搅拌40-60分钟，至混合液透明。取样检测产品满足质量规范要求。

本产品用于HOFLER磨齿机上磨削齿轮，齿轮表面精度好，粗糙度可达R_a＝0.4，齿轮无烧伤现象，减少砂轮消耗，提高磨削效率；油品冷却性好，油雾低，现场检测油雾浓度为3.0mg/m³。

实施例4：

(一)、按已知方法制备十六碳酸异辛酯、十八碳酸异辛酯、十八碳酸季戊四醇酯、聚异丁烯和乙烯-丙烯无规共聚物；

(二)、配制本发明组合物产品：

以重量百分比计，按以下组份和配比制备本组合物产品：

矿物油60N                  72.6％

十六碳酸异辛酯             10％

十八碳酸异辛酯             5％

十八碳酸季戊四醇酯         5％

硫化脂肪酸酯               5％

磷酸酯                     2％

聚异丁烯                   0.2％

乙烯-丙烯无规共聚物        0.1％

硅基消泡剂                 0.1％

在钢制反应釜中加入60N矿物油，升温至50-60℃，按配方比例计量，顺序加入十六碳酸异辛酯、十八碳酸异辛酯、十八碳酸季戊四醇酯、硫化脂肪酸酯、磷酸酯、聚异丁烯、乙烯-丙烯无规共聚物、最后加入消泡剂，搅拌40-60分钟，至混合液透明。取样检测，产品满足质量规范要求。

本产品用于克林贝格数控螺伞磨齿机G60上磨削齿轮，齿轮表面精度好，粗糙度可达R_a＝0.6，齿轮无烧伤现象，减少砂轮消耗，提高磨削效率；油品冷却性好，油雾低，现场检测油雾浓度为2.8mg/m³。

Claims (2)

1.一种低油雾齿轮磨削油组合物，由精制矿物油，合成脂肪酸酯油性剂，极压润滑剂，抗磨剂，抑油雾剂和消泡剂组成，首先向钢制反应釜中加入精制矿物油，升温至50-60℃，再按配方比例顺序加入合成脂肪酸酯、硫化脂肪酸酯、磷酸酯、抑油雾剂、最后加入消泡剂，搅拌40-60分钟，至混合液透明，所述组合物按质量百分比的配方如下：

精制矿物油                70——81％；

合成脂肪酸酯油性剂

选自C_16-18脂肪酸酯中的一种或两种以上的混合物

                        10——20％；

硫化脂肪酸酯            5——10％；

磷酸酯                  0——3％；

抑油雾剂

选自聚异丁烯、乙烯-丙烯无规共聚物的一种

或其两种的混合物        0.3——1.0％；

消泡剂                  0.01——0.1％。

2.根据权利要求1所述的一种低油雾齿轮磨削油组合物，其特征在于硫化脂肪酸酯不含活性硫。