CN102618356B - 一种半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于半合成金属切削液基础油乳化的乳化剂，按重量百分比计算包括25~40%的羟基乙氧基化合物、15~20%的烷基钠盐、35~40%的乙二醇丁醚、10~15%的妥尔油。另外本发明还公开了一种利用上述的一种基于半合成金属切削液基础油乳化的乳化剂制备半合成切削液基础液的方法，所用原料易得、制备过程简单、使用安全，能满足乳化效果，能够使油水成为澄清、均一、稳定的微乳体系，不但使用寿命长，而且生产成本低。

Description

一种半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂及其应用
技术领域
本发明涉及乳化剂领域，特别涉及一种基于半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂及利用该乳化剂制备半合成切削液的基础液的方法。       
背景技术
金属切削液是金属加工液的一种，在切削过程中，它在工件和刀具之间充当媒介，起润滑、冷却、防止金属屑粘附的作用，降低切削过程中的摩擦力，减少刀具磨损和能量损耗，保证加工的精度和光洁度。目前应用较普遍的是水基金属切削液，按含水量的不同又分为乳化、微乳化（半合成）、合成切削液三种类型。乳化切削液不含水，润滑性好但易滋生细菌使用寿命短，合成切削液不含油，冷却性、硬水稳定性好使用寿命长，但润滑性降低，半合成切削液综合了两者的优点，使用寿命长，润滑性也大大增强。
半合成切削液中分散相的高度细化和体系的稳定性是依靠乳化剂的润湿、分散、增溶等作用实现的。乳化剂是使油和水形成澄清均一微乳体系的关键性物质,目前国内的半合成金属切削液还处于研究阶段，一些文献中提到的唑啉类化合物、烷醇酰胺等，乳化效果不理想或成本较高。
发明内容
本发明的目的为了解决上述的技术问题而提供一种基于半合成金属切削液基础油乳化的乳化剂以及利用其制备半合成金属切削液基础液的方法。
本发明的技术方案
一种半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂，各原料按重量百分比计算，其组成及含量如下：
羟基乙氧基化合物           25~40%
烷基钠盐                   15~20%
乙二醇丁醚                 35~40%
妥尔油                     10~15%
所述羟基乙氧基化合物为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚；
所述的脂肪醇聚氧乙烯醚为AEO-5或AEO-10；
所述烷基酚聚氧乙烯醚为TX-5或TX-10；
所述烷基钠盐为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠；
上述各成分单独存放。
利用上述的半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂制备半合成金属切削液基础液的方法，包括以下步骤：
（1）、将基础油加入到搅拌釜中，然后加入羟基乙氧基化合物，缓慢升温至40~50℃，搅拌均匀后自然冷却到室温，得到含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液；
所述基础油为环烷基油；
所述的基础油的加入量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即基础油在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体系中占25~30%；
（2）、将烷基钠盐加到水中搅拌均匀得到烷基钠盐水溶液；
所述的水的用量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即水在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体系中占40~50%；
（3）、将步骤（2）所得的烷基钠盐水溶液缓慢注入到步骤（1）所得的含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液中，然后在搅拌条件下依次加入乙二醇丁醚和妥尔油，继续进行搅拌10~15min，最终得到均一、澄清的半合成金属切削液基础液；
所述的搅拌，即控制搅拌转速为100r/min。
本发明的有益效果
本发明的一种半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂，由于采用常用的烷基乙氧基化合物、烷基钠盐等表面活性剂复配作为乳化剂，相比目前半合成切削液所用的乳化剂，如链烷醇酰胺等，在保证乳化剂原油的性能的同时，所用的原料价廉易得，从而降低了生产成本。
本发明的一种半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂，其乳化性能良好，利用半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂制备的半合成金属切削液基础液在室温下静置，放置90天依然稳定，不分层，具有非常优异的稳定性能，且原料易得、制备过程简单、使用安全，能满足乳化效果，使油水成为澄清、均一、稳定的微乳体系，使用寿命长。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
本发明所用的十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、乙二醇丁醚均为化学纯，生产厂家是国药集团化学试剂有限公司。
本发明所用的AEO-5、AEO-10、TX-5、TX-10均为江苏海安石油化工厂生产，妥尔油为上海振威化工有限公司生产，所用的基础油为昆山新环石化有限公司生产。
实施例1
一种半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂，各原料按重量百分比计算，其组成及含量如下：
羟基乙氧基化合物           40%
烷基钠盐                   15%
乙二醇丁醚                 35%
妥尔油                     10%
所述羟基乙氧基化合物为AEO-5；
所述烷基钠盐为十二烷基硫酸钠；
上述各成分单独存放。
利用上述的半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂制备半合成金属切削液基础液的方法，包括以下步骤：
（1）、将基础油加入到搅拌釜中，然后加入羟基乙氧基化合物，缓慢升温至40~50℃，搅拌均匀后自然冷却到室温，得到含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液；
所述基础油为环烷基油；
所述的基础油的加入量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即基础油在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体系中占25%；
（2）、将烷基钠盐加到水中搅拌均匀得到烷基钠盐水溶液；
所述的水的用量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即水在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体系中占50%；
（3）、将步骤（2）所得的烷基钠盐水溶液缓慢注入到步骤（1）所得的含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液中，然后在搅拌转速为100 r/min的条件下依次加入乙二醇丁醚和妥尔油，继续进行搅拌10~15min，最终得到均一、澄清的半合成金属切削液基础液。
实施例2
一种半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂，各原料按重量百分比计算，其组成及含量如下：
羟基乙氧基化合物          35%
烷基钠盐                  18%
乙二醇丁醚                36%
妥尔油                    11%
所述羟基乙氧基化合物为AEO-10；
所述烷基钠盐为十二烷基硫酸钠；
上述各成分单独存放。
利用上述的半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂制备半合成金属切削液基础液的方法，包括以下步骤：
（1）、将基础油加入到搅拌釜中，然后加入羟基乙氧基化合物，缓慢升温至40~50℃，搅拌均匀后自然冷却到室温，得到含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液；
所述基础油为环烷基油；
所述的基础油的加入量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即基础油在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体系中占25%；
（2）、将烷基钠盐加到水中搅拌均匀得到烷基钠盐水溶液；
所述的水的用量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即水在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体系中占45%；
（3）、将步骤（2）所得的烷基钠盐水溶液缓慢注入到步骤（1）所得的含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液中，然后在搅拌转速为100 r/min的条件下依次加入乙二醇丁醚和妥尔油，继续进行搅拌10~15min，最终得到均一、澄清的半合成金属切削液基础液。
实施例3
一种半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂，各原料按重量百分比计算，其组成及含量如下：
羟基乙氧基化合物        30%
烷基钠盐                19%
乙二醇丁醚              38%
妥尔油                  13%
所述羟基乙氧基化合物为TX-5；
所述烷基钠盐为十二烷基磺酸钠；
上述各成分单独存放。
利用上述的半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂制备半合成金属切削液基础液的方法，包括以下步骤：
（1）、将基础油加入到搅拌釜中，然后加入羟基乙氧基化合物，缓慢升温至40~50℃，搅拌均匀后自然冷却到室温，得到含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液；
所述基础油为环烷基油；
所述的基础油的加入量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即基础油在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体系中占30%；
（2）、将烷基钠盐加到水中搅拌均匀得到烷基钠盐水溶液；
所述的水的用量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即水在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体系中占45%；
（3）、将步骤（2）所得的烷基钠盐水溶液缓慢注入到步骤（1）所得的含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液中，然后在搅拌转速为100 r/min的条件下依次加入乙二醇丁醚和妥尔油，继续进行搅拌10~15min，最终得到均一、澄清的半合成金属切削液基础液。
实施例4
一种半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂，各原料按重量百分比计算，其组成及含量如下：
羟基乙氧基化合物        25%
烷基钠盐                20%
乙二醇丁醚              40%
妥尔油                  15%
所述羟基乙氧基化合物为TX-10；
所述烷基钠盐为十二烷基苯磺酸钠；
上述各成分单独存放。
利用上述的半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂制备半合成金属切削液基础液的方法，包括以下步骤：
（1）、将基础油加入到搅拌釜中，然后加入羟基乙氧基化合物，缓慢升温至40~50℃，搅拌均匀后自然冷却到室温，得到含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液；
所述基础油为环烷基油；
所述的基础油的加入量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即基础油在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体系中占30%；
（2）、将烷基钠盐加到水中搅拌均匀得到烷基钠盐水溶液；所述的水的用量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即水在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体系中占40%；
（3）、将步骤（2）所得的烷基钠盐水溶液缓慢注入到步骤（1）所得的含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液中，然后在搅拌转速为100 r/min的条件下依次加入乙二醇丁醚和妥尔油，继续进行搅拌10~15min，最终得到均一、澄清的半合成金属切削液基础液。
将上述实施例1-4所得的半合成金属切削液基础液分别在室温下静置，观察其稳定的时间。结果表明，在长达3个月的时间内，各半合成金属切削液基础液均未出现分层变质的现象，可见本发明的半合成金属切削液基础液乳化的乳化剂对半合成金属切削液基础液具有非常优异的稳定性能。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂，其特征在于，所述的一种半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂中的各原料按重量百分比计算，其组成及含量如下：
羟基乙氧基化合物           25~40%
烷基钠盐                   15~20%
乙二醇丁醚                 35~40%
妥尔油                     10~15%
所述羟基乙氧基化合物为脂肪醇聚氧乙烯醚或烷基酚聚氧乙烯醚；
所述烷基钠盐为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或十二烷基磺酸钠；
上述各成分单独存放。
2.如权利要求1所述的半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂，其特征在于所述脂肪醇聚氧乙烯醚为AEO-5或AEO-10；
所述烷基酚聚氧乙烯醚为TX-5或TX-10。
3.利用如权利要求1或2所述的半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂制备半合成金属切削液基础液的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）、将基础油加入到搅拌釜中，然后加入羟基乙氧基化合物，缓慢升温至40~50℃，搅拌均匀后自然冷却到室温，得到含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液；
（2）、将烷基钠盐加到水中搅拌均匀得到烷基钠盐水溶液；
（3）、将步骤（2）所得的烷基钠盐水溶液缓慢注入到步骤（1）所得的含有羟基乙氧基化合物的基础油溶液中，然后在搅拌条件下依次加入乙二醇丁醚和妥尔油，继续进行搅拌10~15 min，最终得到均一、澄清的半合成金属切削液基础液；
步骤（1）所述的基础油为环烷基油，它的加入量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即基础油在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体
系中占25~30%；步骤（2）所述的水的用量按其在微乳体系中的质量百分比计算，即水在由油、水、半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂组成的半合成金属切削液微乳体系中占40~50%。
4.如权利要求3所述的利用半合成金属切削液中基础油乳化的乳化剂制备半合成金属切削液基础液的方法，其特征在于步骤（3）所述的搅拌过程控制搅拌转速为100r/min。
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