CN102295976B - 重负荷金属加工切削润滑剂及其制备方法 - Google Patents

重负荷金属加工切削润滑剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种重负荷金属加工切削润滑剂及其制备方法，其由下述原料组成：矿物油、组分A、组分B、组分C、组分D、组分E和防锈剂，矿物油、组分A、组分B、组分C、组分D、组分E和防锈剂的重量百分数之和为100％。其制备方法为：在一个装有搅拌带加温的容器中，加入矿物油，升温至75-80℃，加入组分A和组分B，保温75-80℃，反应30min，再加入组分C和防锈剂，保温反应30min，然后加入组分D，保温反应30min，降温至30℃，最后加入组分E，过滤包装后即制得成品。本发明是一种成本低、不易燃、性能优异的重负荷金属加工切削润滑剂。本发明润滑剂的制备方法成本低廉，操作简便，容易大范围推广应用。

Description

重负荷金属加工切削润滑剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑剂技术领域，具体的说是涉及一种重负荷金属加工切削润滑剂及其制备方法。
背景技术
在现有技术中，重负荷金属加工切削润滑剂普遍使用硫化切削油，硫化切削油是由含有烷烃或者芳香烃的基础油，加温到一定温度，然后加入硫磺粉或者加入含有硫成分的硫化物。在现有技术中的重负荷金属加工切削中，极易产生大量烟雾，严重污染工作环境，并且非常容易产生火灾，给生产企业造成极大的安全隐患，并且刀具使用周期短，成本较高。如何能够提供一种成本低廉、效率较高的重负荷金属加工切削润滑剂成为人们迫切的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种成本低廉、效率较高的重负荷金属加工切削润滑剂及其制备方法。
本发明的目的是通过以下方案来实现的：一种重负荷金属加工切削润滑剂，其由下述重量百分比的原料组成：3～20％矿物油、2～10％组分A、1～10％组分B、1～8.5％组分C、1～5.5％组分D、15～55％组分E、2～12％防锈剂，所述矿物油、组分A、组分B、组分C、组分D、组分E和防锈剂的重量百分数之和为100％；
其中：矿物油为变压器油、橡胶油、机械油和白油中的一种或几种；
组分A为油酸、亚油酸、棕榈酸、二聚棉籽油酸、十二醇、油酸乙醇酯和菜籽油中的一种或几种；
组分B为氢氧化钠、氢氧化钾、一乙醇胺和二乙醇胺中的一种或几种；
组分C为松香酸酰胺、山梨醇聚氧乙烯醚、蓖麻油与环氧乙烷缩合物、甜菜碱、烷基多苷和磺化蓖麻油中的一种或几种；
组分D为四硼酸钾、氯化石蜡、硫化异丁烯和偏硼酸钠中的一种或几种；
组分E为丙三醇、乙醇、甲醇、正丁醇和水中的一种或几种。
所述防锈剂为二壬基萘磺酸钡、氧化石油脂钡皂、石油磺酸钠、钼酸钠和硅酸钠中的一种或几种。
本发明重负荷金属加工切削润滑剂中各原料的最佳重量百分比为：5～12％矿物油、3～8％组分A、2～7％组分B、2～6.5％组分C、1.5～5％组分D、25～50％组分E、2～6％防锈剂，所述矿物油、组分A、组分B、组分C、组分D、组分E和防锈剂的重量百分数之和为100％。
所述组分A中亚油酸的结构式为：CH3(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7COOH。本发明中的亚油酸为无色至淡黄色透明液体，凝固点-5℃，沸点224℃，相对密度0.9025，不溶于水，而溶于大多数有机溶剂。
组分A中的十二醇是由椰子油在铜铬催化剂中连续加热，得到C8-C18的混合醇，所述混合醇经压蒸去水分及异丙醇后，减压蒸馏切割C8-C10醇、C12-C14醇和C16-C18醇。其结构式为：CH3(CH2)10CH2OH。
所述组分C中的烷基多苷，是一种非离子表面活性剂，它是由葡萄糖的半缩醛羟基和脂肪醇羟基在酸的催化下失去一分子水而得到的产物，其结构式如下：
Figure BSA00000536712900021
其中：R为C8-C16的烷基，n为聚合度，平均值为1.1～3。
所述组分C中的磺化蓖麻油是由蓖麻油在硫酸作用下生成，具有良好的润滑性、乳化性和分散性，其结构式如下：
Figure BSA00000536712900031
所述组分D中，其极压添加剂硫化物的抗磨和极压，反应示意如下：
在铁表面吸附：
Figure BSA00000536712900032
形成硫醇铁膜：
Figure BSA00000536712900033
硫化铁膜的生成：
Figure BSA00000536712900034
所述组分E中正丁醇的结构式为：CH3CH2CH2CH2OH，所述正丁醇为无色透明液体，有酒味，相对密度0.8109，沸点117.7℃，熔点-90.2℃，闪点35-35.5℃，自燃点365℃，
所述防锈剂中二壬基萘磺酸钡的合成是将丙烯三聚体或将叠合汽油切割的任烯馏分与萘进行烃化，制取二壬基萘，再磺化、金属化、精制得产品。所述二壬基萘磺酸盐的化学结构如下：
其中：M为：Na、Ca、Ba、Zn或NH4中的一种。
本发明重负荷金属加工切削润滑剂的制备方法为：在一个装有搅拌带加温的容器中，加入矿物油，升温至75-80℃，加入组分A，然后加入组分B，保温75-80℃，反应30min，再加入组分C和防锈剂，保温反应30min，然后加入组分D，保温反应30min，降温至30℃，最后加入组分E，过滤包装后即制得成品。
本发明的优点在于：本发明的重负荷金属加工切削润滑剂在金属加工切削过程中不产生烟雾，杜绝了安全隐患，还可以改善工人的工作环境，提高劳动效率，并且能够极大的延长刀具的使用寿命，使用普通硫化切削油进行切削时刀具的使用周期为90～120个小时，使用本发明重负荷金属加工切削润滑剂的刀具使用周期可延长至168～192个小时。本发明还可提高加工机件的表面质量，降低生产成本，从而带来了很好的经济效益和社会效益。本发明是一种成本低、不易燃、性能优异的重负荷金属加工切削润滑剂。本发明的重负荷金属加工切削润滑剂的制备方法成本低廉，操作简便，容易大范围推广应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：一种重负荷金属加工切削润滑剂，其由下述重量百分比的原料组成：3％矿物油、2％组分A、1％组分B、1％组分C、1％组分D、15％组分E、2％防锈剂，所述矿物油、组分A、组分B、组分C、组分D、组分E和防锈剂的重量百分数之和为100％；
其中：矿物油为变压器油、橡胶油、机械油和白油中的一种或几种；
组分A为油酸、亚油酸、棕榈酸、二聚棉籽油酸、十二醇、油酸乙醇酯和菜籽油中的一种或几种；
组分B为氢氧化钠、氢氧化钾、一乙醇胺和二乙醇胺中的一种或几种；
组分C为松香酸酰胺、山梨醇聚氧乙烯醚、蓖麻油与环氧乙烷缩合物、甜菜碱、烷基多苷和磺化蓖麻油中的一种或几种；
组分D为四硼酸钾、氯化石蜡、硫化异丁烯和偏硼酸钠中的一种或几种；
组分E为丙三醇、乙醇、甲醇、正丁醇和水中的一种或几种。
所述防锈剂为二壬基萘磺酸钡、氧化石油脂钡皂、石油磺酸钠、钼酸钠和硅酸钠中的一种或几种。
所述组分A中亚油酸的结构式为：CH3(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7COOH。所述组分C中的烷基多苷，是一种非离子表面活性剂，它是由葡萄糖的半缩醛羟基和脂肪醇羟基在酸的催化下失去一分子水而得到的产物。所述组分E中正丁醇的结构式为：CH3CH2CH2CH2OH。
本发明重负荷金属加工切削润滑剂的制备方法为：在一个装有搅拌带加温的容器中，加入变压器油、白油和橡胶油中的一种或几种，升温至75-80℃，加入亚油酸、十二醇、二聚棉籽油酸和油酸乙醇酯中的一种或几种，然后加入氢氧化钠、氢氧化钾、一乙醇胺和二乙醇胺中的一种或几种，保温75-80℃，反应30min，再加入山梨醇聚氧乙烯醚、甜菜碱、烷基多苷、蓖麻油与环氧乙烷缩合物、氯化石蜡、二壬基萘磺酸钡和二壬基萘磺酸钡中的一种或几种，保温反应30min，然后加入偏硼酸钠、四硼酸钠和丙三醇中的一种或几种，以及水和消泡剂，保温反应30min，降温至30℃，最后加入正丁醇或乙醇中的一种或两种，过滤后包装，即制得成品。
实施例2：本发明重负荷金属加工切削润滑剂的其它条件都相同，不同之处在于各组分的重量百分比，本实施例由下述重量百分比的原料组成：20％矿物油、10％组分A、10％组分B、8.5％组分C、5.5％组分D、55％组分E、12％防锈剂，所述矿物油、组分A、组分B、组分C、组分D、组分E和防锈剂的重量百分数之和为100％；
实施例3：本发明重负荷金属加工切削润滑剂的其它条件都相同，不同之处在于各组分的重量百分比，本实施例由下述重量百分比的原料组成：12％矿物油、8％组分A、7％组分B、6.5％组分C、5％组分D、50％组分E、6％防锈剂，所述矿物油、组分A、组分B、组分C、组分D、组分E和防锈剂的重量百分数之和为100％。
表一为本发明重负荷金属加工切削润滑剂的3个具体实施例的配方组成；
表二为本发明重负荷金属加工切削润滑剂的各项技术指标。
表一：本发明另外给出3个实施例a、实施例b和实施例c的配方组成
Figure BSA00000536712900061
表二：本发明重负荷金属加工切削润滑剂的各项技术指标
Figure BSA00000536712900062
Figure BSA00000536712900071
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种重负荷金属加工切削润滑剂，其特征在于：其由下述重量百分比的原料组成：3～20％矿物油、2～10％组分A、1～10％组分B、1～8.5％组分C、1～5.5％组分D、15～55％组分E、2～12％防锈剂，所述矿物油、组分A、组分B、组分C、组分D、组分E和防锈剂的重量百分数之和为100％；
其中：
矿物油为变压器油、橡胶油、机械油和白油中的一种或几种；
组分A为油酸、亚油酸、棕榈酸、二聚棉籽油酸、十二醇、油酸乙醇酯和菜籽油中的一种或几种；
组分B为氢氧化钠、氢氧化钾、一乙醇胺和二乙醇胺中的一种或几种；
组分C为松香酸酰胺、山梨醇聚氧乙烯醚、蓖麻油与环氧乙烷缩合物、甜菜碱、烷基多苷和磺化蓖麻油中的一种或几种；
组分D为四硼酸钾、氯化石蜡、硫化异丁烯和偏硼酸钠中的一种或几种；
组分E为丙三醇、乙醇、甲醇、正丁醇和水中的一种或几种。
2.按照权利要求1所述的重负荷金属加工切削润滑剂，其特征在于：所述防锈剂为二壬基萘磺酸钡、氧化石油脂钡皂、石油磺酸钠、钼酸钠和硅酸钠中的一种或几种。
3.按照权利要求1或2所述的重负荷金属加工切削润滑剂，其特征在于：其由下述重量百分比的原料组成：5～12％矿物油、3～8％组分A、2～7％组分B、2～6.5％组分C、1.5～5％组分D、25～50％组分E、2～6％防锈剂，所述矿物油、组分A、组分B、组分C、组分D、组分E和防锈剂的重量百分数之和为100％。
4.按照权利要求1或2所述的重负荷金属加工切削润滑剂，其特征在于：所述组分A中亚油酸的结构式为：CH3(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7COOH。
5.按照权利要求1或2所述的重负荷金属加工切削润滑剂，其特征在于：所述组分E中正丁醇的结构式为：CH3CH2CH2CH2OH。
6.一种权利要求1或2所述的重负荷金属加工切削润滑剂的制备方法，其特征在于：在一个装有搅拌带加温的容器中，加入矿物油，升温至75-80℃，加入组分A和组分B，保温75-80℃，反应30min，再加入组分C和防锈剂，保温反应30min，然后加入组分D，保温反应30min，降温至30℃，最后加入组分E，过滤包装后即制得成品。
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