CN102746933B - 一种环保防锈水基切削液的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保防锈水基切削液的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：1）取5-7份二乙醇胺，5-6份硼酸和5-6份油酸；放入高温反应釜中发生反应，温度为460-480℃，时间为10-20分钟，制得水溶酯a；2）取5-7份二乙醇胺，5-8份庚酸和5-7份顺丁稀二酸酐，放入高温反应釜中发生反应，温度为470-490℃，时间为10-20分钟，制得水溶酯b；3）取5-7份二乙醇胺，5-6份油酸和8-10份癸二酸，放入高温反应釜中发生反应，温度为480-500℃，时间为10-20分钟，制得水溶酯c；4）将水溶酯a，水溶酯b，水溶酯c，6-8份硼砂，5-6份硼酸，6-8份石油磺酸钠，0.6-1份消泡剂，0.8-1份甲基苯三唑加入65-75份45-55℃的水中，搅拌120-180分钟即可。

Description

一种环保防锈水基切削液的制备方法

技术领域

本发明涉及金属切削加工技术领域，尤其涉及一种环保防锈水基切削液的制备方法。

背景技术

现有技术中，切削液一般有乳化型的切削液和水基切削液。乳化型的切削液由于均含有矿物油或/和植物油，存在易变质发臭、存放使用时间短、排放勤、排量大、污染环境、耗费大量能源等缺陷，已逐渐被水基切削液取代。

20世纪80年代以来，在机械加工行业中，国内外开始广泛使用水基切削液，在某些方面已取代乳化油并取得良好效果。水基切削液的主要原料是亚硝酸钠，一般还添加有酚类盐、磷酸盐等物质；水基切削液主要是用微碱性的亚硝酸钠代替以油为主的防锈材料。现有水基切削液的主要缺陷有：一是由于切削液中存在亚硝酸钠、酚类、磷、氯化物，毒性大、刺激性强、污染环境、直接影响工人身体健康，尤其是亚硝酸钠是主要的防锈材料、系有毒物质，人口服致死量3mg/L，皮肤接触浓度1.5％以上会引起皮膜炎症，且具强致癌性；二是热稳定性和氧化安定性差，使用中由于加工工件表面与刀具接触和摩擦，产生大量热和发生氧化作用，切削面不断更新，致使氧化速度加快，由此易发生复杂的化学反应，逐渐生成一些酮、醛、酸和胶质等物质导致溶液发臭变质；三是切削液中亚硝酸钠量少则润滑、防锈效果差，影响工件加工质量；四是不防静电，铁屑咬焊易堵砂轮孔，使砂轮钝化，而达不到切削液的四大功能要求。

随着机械加工业的发展，人们开始大力发展先进的制造技术，同时不断涌现出新工艺来适应新材料的加工，这都需要新型的高性能切削液来满足加工要求。更重要的是，随着人们环保意识的增强，清洁生产、绿色制造已成为发展先进制造技术的主题之一。由于切削液在使用、处理、排放过程中占有和消耗大量的能源和资源，与此发生的相关的费用约占生产加工总费用的30％。所以，研究和开发新型切削液来满足越来越高的加工要求，同时节能降耗，改善和减少切削液等因素给环境带来的污染，实现制造过程中的清洁化生产，是我们面临的新课题。目前，冷却性能较好的水基切削液得到了很大的发展。

对于水基切削液的性能通常具有如下的要求：(1)优异的极压抗磨性；(2)优良的防锈性；(3)较好的抗硬水性；(4)对环境无污染；(5)与其他添加剂物质有良好的配伍性；(6)化学稳定性及抗微生物特性；(7)对多种切削方式及工件材料的广泛通用性。

近年来，虽然开发了多种水基切削液，但都存在这样、那样的问题，国内目前仍大量使用亚硝酸钠为主的防锈材料，尤其是中小企业、一般均使用乳化油或以亚硝酸钠为主要防锈材料的切削液。

发明内容

本发明的目的在于提出一种环保防锈水基切削液的制备方法，该方法制备的切削液不含亚硝酸钠，采用新的防锈材料，克服了亚硝酸钠切削液的污染问题，且防锈效果突出，同时避免了现有水基切削液的其它问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种环保防锈水基切削液的制备方法，所述切削液以重量份计由下列组份组成：硼砂6-8份，二乙醇胺15-21份，油酸10-12份，硼酸10-12份，庚酸5-8份，石油磺酸钠6-8份，癸二酸8-10份，顺丁稀二酸酐5-7份，十二苯磺酸胺1-3份、苯甲酸钠2-4份、消泡剂0.6-1份，甲基苯三唑0.8-1份，水65-75份；所述制备方法包括如下步骤：

1）取5-7份二乙醇胺，5-6份硼酸和5-6份油酸；放入高温反应釜中发生反应，温度为460-480℃，时间为10-20分钟，制得水溶酯a；

2）取5-7份二乙醇胺，5-8份庚酸和5-7份顺丁稀二酸酐，放入高温反应釜中发生反应，温度为470-490℃，时间为10-20分钟，制得水溶酯b；

3）取5-7份二乙醇胺，5-6份油酸和8-10份癸二酸，放入高温反应釜中发生反应，温度为480-500℃，时间为10-20分钟，制得水溶酯c；

4）将水溶酯a，水溶酯b，水溶酯c，硼砂，5-6份硼酸，石油磺酸钠，消泡剂，甲基苯三唑加入45-55℃的水中，搅拌120-180分钟即可。

使用时，将本发明的切削液稀释成4-6%的水溶液即可。

本发明具有如下有益效果：

1.采用三种合成的水溶酯配合适量十二苯磺酸胺和苯甲酸钠作为防锈组份，替代传统的亚硝酸钠，无毒，无污染，绿色环保。

2.在大量实验的基础上确定了制备水溶酯的各组分的比例以及在切削液中的组成比例，使得制备的切削液的防锈效果优异。

3）优化了制备工艺，控制反应的条件，使得制备的切削液的性能优异。

4）经实践检验，该切削液防锈、润滑、冷却和清洗效果均比现有技术优异，特别是防锈效果，单片防锈试验大于200小时，且易存放，不变质，使用周期长。

具体实施方式

实施例一

一种环保防锈水基切削液的制备方法，所述切削液以重量份计由下列组份组成：硼砂6份，二乙醇胺21份，油酸10份，硼酸12份，庚酸5份，石油磺酸钠8份，癸二酸8份，顺丁稀二酸酐7份，十二苯磺酸胺1份、苯甲酸钠4份、消泡剂0.6份，甲基苯三唑1份，水65份；所述制备方法包括如下步骤：

1）取7份二乙醇胺，6份硼酸和5份油酸；放入高温反应釜中发生反应，温度为460℃，时间为20分钟，制得水溶酯a；

2）取7份二乙醇胺，5份庚酸和7份顺丁稀二酸酐，放入高温反应釜中发生反应，温度为470℃，时间为20分钟，制得水溶酯b；

3）取7份二乙醇胺，5份油酸和8份癸二酸，放入高温反应釜中发生反应，温度为480℃，时间为20分钟，制得水溶酯c；

4）将水溶酯a，水溶酯b，水溶酯c，硼砂，6份硼酸，石油磺酸钠，消泡剂，甲基苯三唑加入45℃的水中，搅拌180分钟即可。

实施例二

一种环保防锈水基切削液的制备方法，所述切削液以重量份计由下列组份组成：硼砂8份，二乙醇胺15份，油酸12份，硼酸10份，庚酸8份，石油磺酸钠6份，癸二酸10份，顺丁稀二酸酐5份，十二苯磺酸胺3份、苯甲酸钠2份、消泡剂1份，甲基苯三唑0.8份，水75份；所述制备方法包括如下步骤：

1）取5份二乙醇胺，5份硼酸和6份油酸；放入高温反应釜中发生反应，温度为480℃，时间为10分钟，制得水溶酯a；

2）取5份二乙醇胺，8份庚酸和5份顺丁稀二酸酐，放入高温反应釜中发生反应，温度为490℃，时间为10分钟，制得水溶酯b；

3）取5份二乙醇胺，6份油酸和10份癸二酸，放入高温反应釜中发生反应，温度为500℃，时间为10分钟，制得水溶酯c；

4）将水溶酯a，水溶酯b，水溶酯c，硼砂，5份硼酸，石油磺酸钠，消泡剂，甲基苯三唑加入55℃的水中，搅拌120分钟即可。

实施例三

一种环保防锈水基切削液的制备方法，所述切削液以重量份计由下列组份组成：硼砂7份，二乙醇胺18份，油酸11份，硼酸11份，庚酸6.5份，石油磺酸钠7份，癸二酸9份，顺丁稀二酸酐6份，十二苯磺酸胺2份、苯甲酸钠3份、消泡剂0.8份，甲基苯三唑0.9份，水70份；所述制备方法包括如下步骤：

1）取6份二乙醇胺，5.5份硼酸和5.5份油酸；放入高温反应釜中发生反应，温度为470℃，时间为15分钟，制得水溶酯a；

2）取6份二乙醇胺，6.5份庚酸和6份顺丁稀二酸酐，放入高温反应釜中发生反应，温度为480℃，时间为15分钟，制得水溶酯b；

3）取6份二乙醇胺，5.5份油酸和9份癸二酸，放入高温反应釜中发生反应，温度为490℃，时间为15分钟，制得水溶酯c；

4）将水溶酯a，水溶酯b，水溶酯c，硼砂，5.5份硼酸，石油磺酸钠，消泡剂，甲基苯三唑加入50℃的水中，搅拌150分钟即可。

Claims (1)

1.一种环保防锈水基切削液的制备方法，其特征在于，所述切削液以重量份计由下列组份组成：硼砂6-8份，二乙醇胺15-21份，油酸10-12份，硼酸10-12份，庚酸6.5-8份，石油磺酸钠7-8份，癸二酸8-10份，顺丁烯二酸酐6-7份，十二苯磺酸铵1-3份、苯甲酸钠2-4份、消泡剂0.6-1份，甲基苯三唑0.8-1份，水65-75份；所述制备方法包括如下步骤：

1)取5-7份二乙醇胺，5-6份硼酸和5-6份油酸；放入高温反应釜中发生反应，温度为460-480℃，时间为10-20分钟，制得水溶酯a；

2)取5-7份二乙醇胺，6.5-8份庚酸和6-7份顺丁烯二酸酐，放入高温反应釜中发生反应，温度为470-490℃，时间为10-20分钟，制得水溶酯b；

3)取5-7份二乙醇胺，5-6份油酸和8-10份癸二酸，放入高温反应釜中发生反应，温度为480-500℃，时间为10-20分钟，制得水溶酯c；

4)将水溶酯a，水溶酯b，水溶酯c，硼砂，5-6份硼酸，石油磺酸钠，消泡剂，甲基苯三唑加入45-55℃的水中，搅拌120-180分钟即可。