CN102660364A - 一种非磷非硅的铝合金切削液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非磷非硅的铝合金切削液及其制备方法，包括将棕榈酸异辛酯、蓖麻油酸酯与硫化植物脂肪酸酯混合搅拌均匀得油性半成品A产物；将异硬脂酸与三乙醇胺混合恒温搅拌得到异硬脂酸三乙醇胺皂润滑半成品B产物；将葵二酸与二甘醇胺和三乙醇胺和水混合加热恒温搅拌直到固体完全溶解得到水性防锈半成品C产物；将A、B、C三种半成品混合一起伴随搅拌，随即依次加入乙二醇丁醚、Corrguard SI、吐温-60、斯潘-80后搅拌至均匀透明；最后加入消泡剂、杀菌剂搅拌均匀得到产品。以植物油合成酯为基础料的铝合金切削液有以下特点：润滑极压性好，克服了铝与乳化液发生反应，铝氧化变色，造成乳化液分层；生物氧化稳定性好，不含磷，不易生菌发臭。

Description

一种非磷非硅的铝合金切削液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种铝合金切削液，更准确地说，涉及一种采用植物油合成酯配制的非磷非硅水溶性切削液；本发明还涉及到上述切削液的制备方法。 
背景技术
金属材料中铝及铝合金具有一系列优异性能，广泛应用于国民经济各领域，已成为仅次于钢铁的第二大金属材料。随着现代科技的发展，对铝合金表面性能的要求越来越高，如耐蚀性、耐磨性、光学特征、电磁特性、装饰性等。良好的加工方式、合理的润滑措施、得当的防腐蚀方法是提高铝合金性能的有效手段。 
由于铝合金强度和硬度一般较低，塑性较小，对刀具磨损小，且热导率比铜合金高一倍，使刀削温度更低，所以铝合金的切削加工性好，属易加工材料，适于高速切削。但铝合金熔点较低，温度升高后塑性增大，在高温高压作用下，刀屑界面摩擦很大，容易粘刀，形成积屑瘤。 
铝比较活泼，易受酸碱介质等腐蚀性物质的影响，引起铝合金表面质量变化；铝与乳化液发生反应，使铝失光或变色，易造成乳化液分层；加工中碱值容易下降，易滋生细菌，加工液变质快；某些活性组分易被铝表面和碎屑吸附，加工液浓度和pH值下降很快，切削液的使用寿命大大缩短。 
发明内容
本发明针对上述铝切削过程中容易出现铝腐蚀及乳化油容易生菌发臭问题，开发出了 一种低含油量(植物油合成酯)、对铝材保护好、使用寿命长、不含甲醛、不含硼、不含氯的非磷非硅的铝合金切削液。 
本发明的技术方案是：一种非磷非硅的铝合金切削液，其按重量百分比由以下组分组成： 
植物油的合成酯：   20％-35％ 
乳化剂：           12％-20％ 
润滑剂：           5％-8％ 
极压剂：           3％-8％ 
耦合剂：           1％-3％ 
铝缓蚀剂：         1％-5％ 
防锈剂：           3％-8％ 
杀菌剂：           1％-3％ 
Ph稳定剂：         20％-30％ 
消泡剂：           0.2％-1％ 
水：               10％-25％。 
上述植物油合成酯为棕榈酸异辛酯，三羟甲基丙烷油酸酯、蓖麻油酸酯中的一种或两种，乳化剂是斯潘-80、吐温-60，润滑剂是异硬脂酸三乙醇胺皂的混合物，极压剂是硫化植物脂肪酸酯RC2515，耦合剂是乙二醇丁醚，铝缓蚀剂是非硅非磷的Corrguard SI，防锈剂是葵二酸，消泡剂是非硅型FOAM BLAST 5674，杀菌剂是科莱恩的BIT-20与IPBC-20的两种混合物，ph稳定剂是三乙醇胺和二甘醇胺。 
优选的是，其按重量百分比由以下组分组成： 
棕榈酸异辛酯、三羟甲基丙烷油酸酯、蓖麻油酸酯中的至少一种：20％-35％ 
斯潘-80：3％-5％ 
吐温-60：5％-15％ 
异硬脂酸：3％-5％ 
硫化植物脂肪酸酯：3％-8％ 
乙二醇丁醚：1％-3％ 
Corrguard SI：1％-5％ 
葵二酸：3％-8％ 
BIT-20：1％-2％ 
IPBC-20：0.5％-2％ 
三乙醇胺、二甘醇胺：20％-30％ 
消泡剂：0.2％-1％ 
水：10％-25％。 
所述异硬脂酸中重量组分的具体含量为如下： 
C10Straight Chain＜0.1 
C12Straight Chain＜0.1 
C14Branched Chain＜0.1 
C14Straight Chain 0.1 
C15Straight Chain 0.6 
C16Branched Chain＜0.1 
C16Straight Chain 2.0 
C17Straight Chain 4.7 
C18Branched Chain 59.0 
C18Straight Chain 5.3 
C18Cyclic 11.2 
C18Aromatic 2.3 
C19Straight Chain 2.3 
C20Branched Chain＜0.1 
C20Straight Chain 0.1 
Other Acids 5.3 
Insaponifiables 7.1 
异16酸 
结构式： 
Figure BDA0000153968190000041
分子量：269 
异18酸： 
结构式： 
Figure BDA0000153968190000042
分子量：284。 
本发明还提供了一种制备上述非磷非硅的铝合金切削液的方法，包括以下步骤： 
a)将棕榈酸异辛酯、三羟甲基丙烷油酸酯、蓖麻油酸酯中的一种或几种与硫化植物脂肪酸酯混合搅拌均匀得油性半成品A产物； 
b)将异硬脂酸与三乙醇胺混合，恒温搅拌得到异硬脂酸三乙醇胺皂润滑半成品B产物； 
c)将葵二酸与二甘醇胺和三乙醇胺和水混合，恒温搅拌得到水性防锈半成品C产物； 
d)将A、B、C三种半成品混合一起搅拌，随即依次加入乙二醇丁醚、Corrguard SI、吐温-60、斯潘-80后搅拌至均匀透明； 
e)最后加入消泡剂、杀菌剂搅拌均匀得到产品。 
优选的是，所述步骤(2)中恒温70℃搅拌1个小时。 
优选的是，所述步骤(3)中恒温80℃搅拌直到固体完全溶解。 
本发明提供的以植物油合成酯为基础料的铝合金切削液有以下特点： 
1.润滑极压性好，克服了铝与乳化液发生反应，铝氧化变色，造成乳化液分层； 
2.生物氧化稳定性好，不含磷，不易生菌发臭； 
3.采用植物油合成酯为基础料，含量低，可生物降解，对环境友好； 
4.除了可加工铝合金也可加工其他有色金属和黑色金属。 
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的说明，如果没有特殊说明，本发明采用的原料均可在市场上购买到。 
实施例1 
Figure BDA0000153968190000051
Figure BDA0000153968190000061
将上述量的原料按照下述步骤进行配制： 
1.将棕榈酸异辛酯与硫化植物脂肪酸酯混合搅拌均匀得油性半成品A产物； 
2.将异硬脂酸与10％三乙醇胺混合70℃恒温搅拌一个小时得到异硬脂酸三乙醇胺皂润滑半成品B产物； 
3.将葵二酸与二甘醇胺和10％三乙醇胺和水混合加热80℃恒温搅拌一个小时直到固体完全溶解得到水性防锈半成品C产物； 
4.将A、B、C三种半成品混合一起伴随搅拌，随即依次加入乙二醇丁醚、Corrguard SI、吐温-60、斯潘-80后搅拌至均匀透明； 
5.最后加入消泡剂、杀菌剂搅拌均匀得到产品。 
实施例2 
Figure BDA0000153968190000062
Figure BDA0000153968190000071
将上述量的原料按照下述步骤进行配制： 
1.将棕榈酸异辛酯、蓖麻油酸酯与硫化植物脂肪酸酯混合搅拌均匀得油性半成品A产物； 
2.将异硬脂酸与10％三乙醇胺混合70℃恒温搅拌一个小时得到异硬脂酸三乙醇胺皂润滑半成品B产物； 
3.将葵二酸与二甘醇胺和10％三乙醇胺和水混合加热80℃恒温搅拌一个小时直到固体完全溶解得到水性防锈半成品C产物； 
4.将A、B、C三种半成品混合一起伴随搅拌，随即依次加入乙二醇丁醚、Corrguard SI、吐温-60、斯潘-80后搅拌至均匀透明； 
5.最后加入消泡剂、杀菌剂搅拌均匀得到产品。 
实施例3 
Figure BDA0000153968190000072
将上述量的原料按照下述步骤进行配制： 
1.三羟甲基丙烷油酸酯、蓖麻油酸酯与硫化植物脂肪酸酯混合搅拌均匀得油性半成品A产物； 
2.将异硬脂酸与10％三乙醇胺混合70℃恒温搅拌一个小时得到异硬脂酸三乙醇胺皂润滑半成品B产物； 
3.将葵二酸与二甘醇胺和10％三乙醇胺、水混合加热80℃恒温搅拌一个小时直到固体完全溶解得到水性防锈半成品C产物； 
4.将A、B、C三种半成品混合一起伴随搅拌，随即依次加入乙二醇丁醚、Corrguard SI、吐温-60、斯潘-80后搅拌至均匀透明； 
5.最后加入消泡剂、杀菌剂搅拌均匀得到产品。 
将实施例1、2、3制备的切削液进行性能测试，结果如下表： 
Figure BDA0000153968190000082
由上表可以看出产品的防锈性、清洗性，稀释液稳定性能都比较优异，四球试验数据得本产品的极压润滑性非常高，且由上述三个试验看出，当使用棕榈酸异辛酯和蓖麻油酸酯按比例混合时，抗磨效果最好，磨斑值最小，有效能提高了刀具的使用寿命，而产品可生物降解符合环保要求，已通过SGS和MSDS认证。 

Claims (5)

1.一种非磷非硅的铝合金切削液，其特征是：其按重量百分比由以下组分组成：
植物油的合成酯：      20％-35％
乳化剂：              12％-20％
润滑剂：              5％-8％
极压剂：              3％-8％
耦合剂：              1％-3％
铝缓蚀剂：            1％-5％
防锈剂：              3％-8％
杀菌剂：              1％-3％
Ph稳定剂：            20％-30％
消泡剂：              0.2％-1％
水：                  10％-25％。
2.根据权利要求1所述的非磷非硅的铝合金切削液，其特征在于：其按重量百分比由以下组分组成：
棕榈酸异辛酯、三羟甲基丙烷油酸酯、蓖麻油酸酯中的至少一种：20％-35％
斯潘-80：3％-5％
吐温-60：5％-15％
异硬脂酸：3％-5％
硫化植物脂肪酸酯：3％-8％
乙二醇丁醚：1％-3％
Corrguard SI：1％-5％
葵二酸：3％-8％
BIT-20：1％-2％
IPBC-20：0.5％-2％
三乙醇胺、二甘醇胺：20％-30％
消泡剂：0.2％-1％
水：10％-25％。
3.种如权利要求2所述的非磷非硅的铝合金切削液的制备方法，其特征是：包括以下步骤：
(1)将棕榈酸异辛酯、三羟甲基丙烷油酸酯、蓖麻油酸酯中的一种或几种与硫化植物脂肪酸酯混合搅拌均匀得油性半成品A产物；
(2)将异硬脂酸与三乙醇胺混合，恒温搅拌得到异硬脂酸三乙醇胺皂润滑半成品B产物；
(3)将葵二酸与二甘醇胺和三乙醇胺和水混合，恒温搅拌得到水性防锈半成品C产物；
(4)将A、B、C三种半成品混合一起搅拌，随即依次加入乙二醇丁醚、Corrguard SI、吐温-60、斯潘-80后搅拌至均匀透明；
(5)最后加入消泡剂、杀菌剂搅拌均匀得到产品。
4.权利要求3述的非磷非硅的铝合金切削液的制备方法，其特征是：所述步骤(2)中恒温70℃搅拌1个小时。
5.权利要求3述的非磷非硅的铝合金切削液的制备方法，其特征是：所述步骤(3)中恒温80℃搅拌直到固体完全溶解。
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