CN101948711B - 一种水溶性切削液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水溶性切削液，其按重量百分比由以下组分组成：油酸-2-乙基己基酯15～25％、3，5，5-三甲基己酸2～8％、癸二酸3～10％、单乙醇胺5～10％、三乙醇胺15～20％、二甘醇5～10％、一异丙醇胺3～10％、聚乙二醇600：15～20％、水20～30％；本发明还公开了一种水溶性切削液的制备方法，包括步骤：取油酸-2-乙基己基酯、单乙醇胺、3，5，5-三甲基己酸和部分水混合反应得到醇胺合成脂混合物A；取癸二酸、三乙醇胺、一异丙醇胺和其余水混合反应得到醇胺合成脂混合物B；将二甘醇、聚乙二醇600、醇胺合成脂混合物A和醇胺合成脂混合物B混合反应得到成品。

Description

一种水溶性切削液及其制备方法

技术领域

本发明属于金属加工液领域，具体涉及一种水溶性切削液及其制备方法。

背景技术

金属切削是一种应用非常广泛的加工方法，切削过程中刀具和工件之间会产生很大的摩擦和热量，这不但影响加工效率和工件的质量，还会对刀具和设备造成损坏。因此具有良好的润滑、冷却、清洗及防锈性能的切削液，是金属切削加工中一直追求的目标。由于切削液的性能取决于它的组成成分，而且切削液种类繁多，组成五花八门，通常把切削液分为油基和水基型两大类，它们各有优势和不足，分别满足不同的加工需要，而其中有着绿色环保型性能的产品是切削液的发展方向，水的来源丰富，且无毒无味，是理想的绿色基础液，努力提高水基切削液性能将会取得更大的市场占有率。

目前，国内外使用的水溶性切削液主要分为乳化型切削液和水基合成切削液。前者主要由水、矿物油和乳化剂组成，其特点是润滑性能好，但在冷却性、渗透性、稳定性上较差，使用周期短，排放时存在环保问题，不可生物降解，易产生发霉、发臭等现象；后者主要由各种水溶性添加剂(如润滑、抗磨、抗压、防锈、表面活性剂等)和水组成，其特点是不含油，在性能上具有良好的冷却性、清洗性、稳定性，从环保、节约油料资源等方面具有积极的意义，是切削液发展的主流。然而，现有技术中水溶性切削液在使用寿命、防绣性、润滑性、适应不同材质等方面没有非常理想的使用性能和效果，在国内整个加工行业的精密加工，水性润滑材料代替油性润滑油上不能有很大的突破。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中的问题，提供一种稳定性强的水溶性切削液。

本发明的另一目的是提供一种操作简单的水溶性切削液的制备方法。

本发明的技术方案是：一种水溶性切削液，其按重量百分比由以下组分组成：

油酸-2-乙基己基酯15～25％

3，5，5-三甲基己酸2～8％

癸二酸3～10％

单乙醇胺5～10％

三乙醇胺15～20％

二甘醇5～10％

一异丙醇胺3～10％

聚乙二醇600 15～20％

水20～30％。

一种水溶性切削液的制备方法，包括如下步骤：

1)按组分重量百分比分别量取油酸-2-乙基己基酯、单乙醇胺、3，5，5-三甲基己酸，并量取占总水量40～50％的水，将量取的油酸-2-乙基己基酯、单乙醇胺、3，5，5-三甲基己酸和水混合，在50～70℃温度下反应1小时，得到醇胺合成脂混合物A；

2)按组分重量百分比分别量取癸二酸、三乙醇胺、一异丙醇胺，并量取占总水量40～50％的水，将量取的癸二酸、三乙醇胺、一异丙醇胺和水混合，在70～90℃温度下反应1～2小时，得到醇胺合成脂混合物B；

3)按组分重量百分比分别量取二甘醇和聚乙二醇600，将量取的二甘醇和聚乙二醇600与醇胺合成脂混合物A和醇胺合成脂混合物B搅拌混合，在50～70℃温度下反应50～90分钟，得到成品。

与现有技术相比，本发明产品：(1)具有使用寿命长、良好的极压润滑性、防锈性、冷却性和清洗性，在不同的水硬度条件下，仍可保持较高的稳定性。(2)传统水性润滑剂润滑性不能完全达到油性润滑油的润滑性，但本发明产品润滑性方面达到并超过了润滑油的加工性能，本发明水溶性加工液可完全替代油性加工液。(3)国内外同类产品适用的加工材质范围较窄，本发明产品适合所有金属材质(包括钢、铝合金、镁合金等)的加工润滑需求，扩大了产品应用领域。

具体实施方式

实施例1

本实施例水溶性切削液，其按重量百分比由以下组分组成：油酸-2-乙基己基酯18％、3，5，5-三甲基己酸4％、癸二酸4％、单乙醇胺6％、三乙醇胺15％、二甘醇7％、一异丙醇胺4％、聚乙二醇60016％、水26％。

按上述重量比将油酸-2-乙基己基酯、3，5，5-三甲基己酸、单乙醇胺和占总水量50％的水一起混合在温度60℃下反应1小时，得到醇胺合成脂混合物A；同时将规定重量比的癸二酸、三乙醇胺、一异丙醇胺和占总水量50％的水一起混合在温度80℃下反应1.5小时得到醇胺合成脂混合物B；再将醇胺合成脂混合物A、醇胺合成脂混合物B与二甘醇和聚乙二醇600搅拌混合在温度60℃下反应70分钟，得到呈绿色的成品。

实施例2

本实施例水溶性切削液，其按重量百分比由以下组分组成：油酸-2-乙基己基酯20％、3，5，5-三甲基己酸5％、癸二酸4％、单乙醇胺6％、三乙醇胺15％、二甘醇6％、一异丙醇胺5％、聚乙二醇600 15％、水24％。

按上述重量比将油酸-2-乙基己基酯、3，5，5-三甲基己酸、单乙醇胺和占总水量50％的水一起混合在温度65℃下反应1小时，得到醇胺合成脂混合物A；同时将规定重量比的癸二酸、三乙醇胺、一异丙醇胺和占总水量50％的水一起混合在温度85℃下反应2小时，得到醇胺合成脂混合物B；再将醇胺合成脂混合物A、醇胺合成脂混合物B与二甘醇和聚乙二醇600搅拌混合在温度70℃下反应75分钟，得到呈绿色的成品。

实施例3

本实施例水溶性切削液，其按重量百分比由以下组分组成：油酸-2-乙基己基酯21％、3，5，5-三甲基己酸3％、癸二酸5％、单乙醇胺6％、三乙醇胺16％、二甘醇6％、一异丙醇胺4％、聚乙二醇600 16％、水23％。

按上述重量比将油酸-2-乙基己基酯、3，5，5-三甲基己酸、单乙醇胺和占总水量50％的水一起混合在温度70℃下反应1小时，得到醇胺合成脂混合物A；同时将规定重量比的癸二酸、三乙醇胺、一异丙醇胺和占总水量50％的水一起混合在温度90℃下反应1.5小时，得到醇胺合成脂混合物B；再将醇胺合成脂混合物A、醇胺合成脂混合物B与二甘醇和聚乙二醇600搅拌混合在温度70℃下反应90分钟，得到呈绿色的成品。

实施例1-实施例3制得的水溶性切削液，经检验各项指标如下表所示：

上表中的腐蚀性检测项目说明如下：用100℃水溶性切削液浸泡Cu、Au质材料3小时后检测得出的本发明水溶性切削液对Cu、Au材料的腐蚀性情况均为合格。

上表中的防锈性检测项目说明如下：用实施例1-实施例3制得的水溶性切削液分别涂抹于筹铁、铜片上，在盐雾试验箱里进行检测，结果：单片，72h，无锈；叠片，24h，无锈。

上表中的在硬水中稳定性检测项目说明如下：把实施例1-实施例3制得的水溶性切削液分别加入硬度为20的水中搅拌均匀，在65℃±2℃的温度下静置1h溶液无絮状物，无析出物出现，稳定性好。

用实施例1-实施例3制得的水溶性切削液进行清洗能力检测，其实验过程如下：将表面附有油污的钢试片在温度为65℃条件下置于摆洗机中用实施例1-实施例3制得的水溶性切削液分别用重量法、荧光法检测其清洗能力，用重量法检测的结果是：洗油率为90％以上，用荧光法检测的结果是：试片上残油量小于10mg，以上测试结果都是合格的，清洗效果优良。

现有油性润滑油的最大无卡咬负荷是882PB.N，远低于本发明水溶性切削液的最大无卡咬负荷，由此可见本发明产品的润滑性很好。

本发明产品经长时间的测试使用得出其使用寿命可达到3年。

Claims (2)

1.一种水溶性切削液，其特征是：其按重量百分比由以下组分组成：

油酸-2-乙基己基酯15～25％

3，5，5-三甲基己酸2～8％

癸二酸3～10％

单乙醇胺5～10％

三乙醇胺15～20％

二甘醇5～10％

一异丙醇胺3～10％

聚乙二醇600 15～20％

水20～30％。

2.一种如权利去要求1所述的水溶性切削液的制备方法，其特征是：包括如下步骤：

1)按组分重量百分比分别量取油酸-2-乙基己基酯、单乙醇胺、3，5，5-三甲基己酸，并量取占总水量40～50％的水，将量取的油酸-2-乙基己基酯、单乙醇胺、3，5，5-三甲基己酸和水混合，在50～70℃温度下反应1小时，得到醇胺合成脂混合物A；

2)按组分重量百分比分别量取癸二酸、三乙醇胺、一异丙醇胺，并量取占总水量40～50％的水，将量取的癸二酸、三乙醇胺、一异丙醇胺和水混合，在70～90℃温度下反应1～2小时，得到醇胺合成脂混合物B；

3)按组分重量百分比分别量取二甘醇和聚乙二醇600，将量取的二甘醇和聚乙二醇600与醇胺合成脂混合物A和醇胺合成脂混合物B搅拌混合，在50～70℃温度下反应50～90分钟，得到成品。