CN102796605A - 环保型水性绗磨磨削液、制备方法及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种环保型水性绗磨磨削液、制备方法及使用方法，磨削液原料包括季胺盐型阳离子表面活性剂、铝保护剂、水性极压润滑剂、硼酸、甘油、二乙醇胺、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚偶合剂、抗硬水剂、消泡剂、蒸馏水；该磨削液分散颗粒细，清洗能力好，沉降性能强，操作现场无火灾隐患，工作液不含亚硝酸盐等有害物质，无刺激性气味，对皮肤无毒害、无刺激，且工作液可循环添加使用，减少了废液处理和排放，既节约经济成本又不会污染环境。该润滑液5%稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010有关指标；该磨削液使用寿命长，集中油池换油周期超过1年，单机油池换油周期为3-6个月。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工润滑防锈清洗技术领域中的绗磨磨削液，特别涉及一种用于压缩机缸套、船舶缸套、车用缸套绗磨加工专用的环保型水性绗磨磨削液、制备方法及使用方法。
背景技术
绗磨是磨削加工的一种特殊形式，又是精加工中的一种高效加工方法。这种工艺不仅能去除较大的加工余量，而且是一种提高零件尺寸精度、几何形状精度和表面粗糙度的有效加工方法，在汽车零部件的制造中应用很广泛。珩磨加工的工件精度高，表面粗糙度低，加工过程产生铁粉和油石粉颗粒度很小，容易悬浮在磨削液中，造成油石堵塞，影响加工效率和破坏工件表面的加工质量，所以必须要求冷却润滑液具备较好的渗透、清洗和沉降性能。传统的绗磨工艺中普遍采用柴油（或煤油）进行润滑和冷却，由于缸套内部是铸铁，外壁是铝合金散热器，且柴油或煤油闪火点低（46℃左右），因此使用中容易因意外疏忽导致火灾，再加上其芳烃含量高，所以也容易挥发，在加工过程中容易分解出有害气体，有损操作工人的健康。如果使用水性磨削液，又达不到绗磨工艺的基本要求，因为水基冷却液对细小粉末的沉降性能差，水性磨削液（绗磨液）容易很快失去沉降和清洗性能，致使绗磨产生的屑沫与磨削液一起循环，对磨削表面造成严重损害；同时，散热器的铝合金在接触到切削液后容易产生白斑。
因此，需要一种用于绗磨加工使用的磨削液，能够解决绗磨加工过程中铁粉和油石粉末不能有效沉降的问题；能够解决磨削液对有色金属的腐蚀、对黑色金属的锈蚀问题；同时也能够解决磨削液在使用过程中的环保和安全问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种环保型水性绗磨磨削液、制备方法 及使用方法，该润滑液能够抑制了铁粉和油石粉悬浮在磨削液中，解决绗磨加工过程中铁粉和油石粉末不能有效沉降的问题；能够保证磨削液的润滑性能和清洗性能的长期稳定，解决磨削液对有色金属的腐蚀、对黑色金属的锈蚀问题；同时也能够解决磨削液在使用过程中的环保和安全问题。
本发明的环保型水性绗磨磨削液，磨削液原料按重量份包括以下组份：1-3份季胺盐型阳离子表面活性剂、0.5-2份铝保护剂、2-4份水性极压润滑剂、1-4份硼酸、0.5-3份甘油、2-10份二乙醇胺、1-5份二羧酸盐基复合物防锈剂、0.1-1份单丁醚偶合剂、0.1-0.5份抗硬水剂、0.05-0.1份消泡剂、15-25份蒸馏水；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括以下组份：25-30份三乙醇胺、12-16份蒸馏妥尔油、8-12份高分子自乳化酯和三乙醇胺2倍的蒸馏水；
进一步，磨削液原料按重量份包括以下组份：2份季胺盐型阳离子表面活性剂、1份铝保护剂、3份水性极压润滑剂、2份硼酸、1份甘油、6份二乙醇胺、3份二羧酸盐基复合物防锈剂、0.5份单丁醚偶合剂、0.1份抗硬水剂、0.1份消泡剂、20份蒸馏水；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括以下组份：27份三乙醇胺、14份蒸馏妥尔油、10份高分子自乳化酯和三乙醇胺2倍的蒸馏水；
本发明还公开一种环保型水性绗磨磨削液的制备方法，包括以下步骤：
a.制备水性极压润滑剂：按重量份将三乙醇胺、蒸馏妥尔油和高分子自乳化酯混合后搅拌并加热到50-70℃反应至溶液呈透明状态，然后加入设定重量份的蒸馏水，得到水性极压润滑剂；
b.按设定重量份将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到100-120℃，保温1小时以上，再降温至60℃以下，然后按重量份依次加入蒸馏水、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚偶合剂、季胺盐型阳离子表面活性剂、0抗硬水剂、铝保护剂和消泡剂，继续搅拌至溶液均匀透明，制得环保型水性绗磨磨削液；
进一步，步骤a中，按重量份将二乙醇胺、蒸馏妥尔油和高分子自乳化酯混合后搅拌并加热到60℃反应至溶液呈透明状态；
进一步，步骤b中，将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到110℃；
本发明还公开一种环保型水性绗磨磨削液的使用方法，将环保型水性绗磨磨削液与水按1:10-40倍稀释使用；
进一步，将环保型水性绗磨磨削液与水按1:30倍稀释使用。
本发明的有益效果：本发明的环保型水性绗磨磨削液、制备方法及使用方法，该润滑液使用环保型特殊极压润滑剂替代传统的合成酯，保证了磨削液的润滑性能和清洗性能的长期稳定，同时采用环保型偶合剂，降低凝絮作用，减少了绗磨液在管路中的凝絮，对有色金属和黑色金属有非常好的保护作用，不会出现腐蚀和锈蚀的现象；采用独特的环保型助沉降添加剂将润滑成份分散，抑制了铁粉和油石粉悬浮在磨削液中。该磨削液分散颗粒细，清洗能力好，沉降性能强，操作现场无火灾隐患，工作液不含亚硝酸盐等有害物质，无刺激性气味，对皮肤无毒害、无刺激，且工作液可循环添加使用，减少了废液处理和排放，既节约经济成本又不会污染环境。该润滑液5%稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010有关指标；该磨削液使用寿命长，集中油池换油周期超过1年，单机油池换油周期为3-6个月。
具体实施方式
以下实施例的原料中重量均为：重量份×10KG。
实施例一
本实施例的环保型水性绗磨磨削液，磨削液原料按重量份包括以下组份：2份季胺盐型阳离子表面活性剂、1份铝保护剂、3份水性极压润滑剂、2份硼酸、1份甘油、6份二乙醇胺、3份二羧酸盐基复合物防锈剂、0.5份单丁醚偶合剂、0.1份抗硬水剂、0.1份消泡剂、20份蒸馏水；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括以下组份：27份三乙醇胺、14份蒸馏妥尔油、10份高分子自乳化酯和三乙醇胺2倍的蒸馏水；
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的制备方法，包括以下步骤：
a.制备水性极压润滑剂：按重量份将三乙醇胺、蒸馏妥尔油和高分子自乳化酯加入1500L电加热不锈钢反应釜中混合搅拌并加热到60℃反应至溶液呈透 明状态，然后加入设定重量份的蒸馏水，得到水性极压润滑剂；
b.按设定重量份将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到110℃，保温1.5小时，再降温至55℃，然后按重量份依次加入蒸馏水、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚偶合剂、季胺盐型阳离子表面活性剂、抗硬水剂、铝保护剂和消泡剂，继续搅拌至溶液均匀透明，制得环保型水性绗磨磨削液；
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的使用方法，将环保型水性绗磨磨削液与水按1:30倍稀释使用。
本实施例制得的环保型水性绗磨磨削液兑水后使用，具有分散颗粒细，清洗能力好，沉降性能强等特点，操作现场无火灾隐患，工作液不含亚硝酸盐等有害物质，无刺激性气味，对皮肤无毒害、无刺激，且工作液可循环添加使用，减少了废液处理和排放，既节约经济成本又不会污染环境。该润滑液5%稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010有关指标；该磨削液使用寿命长，集中油池换油周期为2年以上，单机油池换油周期为6个月以上。
实施例二
本实施例的环保型水性绗磨磨削液，磨削液原料按重量份包括以下组份：1份季胺盐型阳离子表面活性剂、0.5份铝保护剂、2份水性极压润滑剂、1份硼酸、0.5份甘油、2份二乙醇胺、1份二羧酸盐基复合物防锈剂、0.1份单丁醚偶合剂、0.1份抗硬水剂、0.05份消泡剂、15份蒸馏水。
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括以下组份：：25份三乙醇胺、12份蒸馏妥尔油、8份高分子自乳化酯和三乙醇胺2倍的蒸馏水。
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的制备方法，包括以下步骤：
a.制备水性极压润滑剂：按重量份将三乙醇胺、蒸馏妥尔油和高分子自乳化酯加入1500L电加热不锈钢反应釜中混合搅拌并加热到50℃反应至溶液呈透明状态，然后加入设定重量份的蒸馏水，得到水性极压润滑剂；
b.按设定重量份将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到100℃，保温1.5小时后降温至58℃，然后按重量份依次加入蒸馏水、水性极压润滑剂、甘油、二 羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚偶合剂、季胺盐型阳离子表面活性剂、抗硬水剂、铝保护剂和消泡剂，继续搅拌至溶液均匀透明，制得环保型水性绗磨磨削液；
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的使用方法，将环保型水性绗磨磨削液与水按1:10倍稀释使用。
本实施例制得的环保型水性绗磨磨削液兑水后使用，具有分散颗粒细，清洗能力好，沉降性能强等特点，操作现场无火灾隐患，工作液不含亚硝酸盐等有害物质，无刺激性气味，对皮肤无毒害、无刺激，且工作液可循环添加使用，减少了废液处理和排放，既节约经济成本又不会污染环境。该润滑液5%稀释液的各项指标达到或超过GB 6144-2010有关指标；该磨削液使用寿命长，集中油池换油周期超过1年，单机油池换油周期超过3个月。
实施例三
本实施例的环保型水性绗磨磨削液，磨削液原料按重量份包括以下组份：3份季胺盐型阳离子表面活性剂、2份铝保护剂、4份水性极压润滑剂、4份硼酸、3份甘油、10份二乙醇胺、5份二羧酸盐基复合物防锈剂、1份单丁醚偶合剂、0.5份抗硬水剂、0.1份消泡剂、25份蒸馏水；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括以下组份：30份三乙醇胺、16份蒸馏妥尔油、12份高分子自乳化酯和三乙醇胺2倍的蒸馏水；
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的制备方法，包括以下步骤：
a.制备水性极压润滑剂：按重量份将三乙醇胺、蒸馏妥尔油和高分子自乳化酯加入1500L电加热不锈钢反应釜中混合搅拌并加热到70℃反应至溶液呈透明状态，然后加入设定重量份的蒸馏水，得到水性极压润滑剂；
b.按设定重量份将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到120℃，保温2小时后降温至48℃，然后按重量份依次加入蒸馏水、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚偶合剂、季胺盐型阳离子表面活性剂、抗硬水剂、铝保护剂和（消泡剂），继续搅拌至溶液均匀透明，制得环保型水性绗磨磨削液；
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的使用方法，将环保型水性绗磨磨削液 与水按1:40倍稀释使用。
本实施例制得的环保型水性绗磨磨削液兑水后使用，具有分散颗粒细，清洗能力好，沉降性能强等特点，操作现场无火灾隐患，工作液不含亚硝酸盐等有害物质，无刺激性气味，对皮肤无毒害、无刺激，且工作液可循环添加使用，减少了废液处理和排放，既节约经济成本又不会污染环境。该润滑液5%稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010有关指标；该磨削液使用寿命长，集中油池换油周期达1.5年，单机油池换油周期达5个月。
实施例四
本实施例的环保型水性绗磨磨削液，磨削液原料按重量份包括以下组份：1份季胺盐型阳离子表面活性剂、2份铝保护剂、2份水性极压润滑剂、4份硼酸、0.5份甘油、10份二乙醇胺、1份二羧酸盐基复合物防锈剂、0.1份单丁醚偶合剂、0.1份抗硬水剂、0.1份消泡剂、25份蒸馏水；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括以下组份：25份三乙醇胺、16份蒸馏妥尔油、12份高分子自乳化酯和三乙醇胺2倍的蒸馏水；
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的制备方法，包括以下步骤：
a.制备水性极压润滑剂：按重量份将三乙醇胺、蒸馏妥尔油和高分子自乳化酯加入1500L电加热不锈钢反应釜中混合搅拌并加热到50℃反应至溶液呈透明状态，然后加入设定重量份的蒸馏水，得到水性极压润滑剂；
b.按设定重量份将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到100℃，保温1.8小时后降温至40℃，然后按重量份依次加入蒸馏水、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚偶合剂、季胺盐型阳离子表面活性剂、抗硬水剂、铝保护剂和消泡剂，继续搅拌至溶液均匀透明，制得环保型水性绗磨磨削液；
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的使用方法，将环保型水性绗磨磨削液与水按1:20倍稀释使用。
本实施例制得的环保型水性绗磨磨削液兑水后使用，具有分散颗粒细，清洗能力好，沉降性能强等特点，操作现场无火灾隐患，工作液不含亚硝酸盐等 有害物质，无刺激性气味，对皮肤无毒害、无刺激，且工作液可循环添加使用，减少了废液处理和排放，既节约经济成本又不会污染环境。该润滑液5%稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010有关指标；该磨削液使用寿命长，集中油池换油周期达2年，单机油池换油周期达6个月。
实施例五
本实施例的环保型水性绗磨磨削液，磨削液原料按重量份包括以下组份：3份季胺盐型阳离子表面活性剂、2份铝保护剂、2份水性极压润滑剂、1份硼酸、3份甘油、10份二乙醇胺、1份二羧酸盐基复合物防锈剂、0.1份单丁醚偶合剂、0.5份抗硬水剂、0.1份消泡剂、25份蒸馏水；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括以下组份：30份三乙醇胺、12份蒸馏妥尔油、8份高分子自乳化酯和三乙醇胺2倍的蒸馏水；
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的制备方法，包括以下步骤：
a.制备水性极压润滑剂：按重量份将三乙醇胺、蒸馏妥尔油和高分子自乳化酯加入1500L电加热不锈钢反应釜中混合搅拌并加热到70℃反应至溶液呈透明状态，然后加入设定重量份的蒸馏水，得到水性极压润滑剂；
b.按设定重量份将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到120℃，保温2.5小时后降温至40℃，然后按重量份依次加入蒸馏水、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚偶合剂、季胺盐型阳离子表面活性剂、抗硬水剂、铝保护剂和消泡剂，继续搅拌至溶液均匀透明，制得环保型水性绗磨磨削液；
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的使用方法，将环保型水性绗磨磨削液与水按1:10倍稀释使用。
本实施例制得的环保型水性绗磨磨削液兑水后使用，具有分散颗粒细，清洗能力好，沉降性能强等特点，操作现场无火灾隐患，工作液不含亚硝酸盐等有害物质，无刺激性气味，对皮肤无毒害、无刺激，且工作液可循环添加使用，减少了废液处理和排放，既节约经济成本又不会污染环境。该润滑液5%稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010有关指标；该磨削液使用寿命长，集中油 池换油周期为1.5年，单机油池换油周期为4个月。
实施例六
本实施例的环保型水性绗磨磨削液，磨削液原料按重量份包括以下组份：3份季胺盐型阳离子表面活性剂、1份铝保护剂、4份水性极压润滑剂、2.5份硼酸、2份甘油、10份二乙醇胺、3份二羧酸盐基复合物防锈剂、01份单丁醚偶合剂、0.5份抗硬水剂、0.08份消泡剂、25份蒸馏水；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括以下组份：27.5份三乙醇胺、16份蒸馏妥尔油、12份高分子自乳化酯和三乙醇胺2倍的蒸馏水；
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的制备方法，包括以下步骤：
a.制备水性极压润滑剂：按重量份将三乙醇胺、蒸馏妥尔油和高分子自乳化酯加入1500L电加热不锈钢反应釜中混合搅拌并加热到65℃反应至溶液呈透明状态，然后加入设定重量份的蒸馏水，得到水性极压润滑剂；
b.按设定重量份将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到110℃，保温2.5小时后降温至55℃，然后按重量份依次加入蒸馏水、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚偶合剂、季胺盐型阳离子表面活性剂、抗硬水剂、铝保护剂和消泡剂，继续搅拌至溶液均匀透明，制得环保型水性绗磨磨削液；
本实施例的环保型水性绗磨磨削液的使用方法，将环保型水性绗磨磨削液与水按1:30倍稀释使用。
本实施例制得的环保型水性绗磨磨削液兑水后使用，具有分散颗粒细，清洗能力好，沉降性能强等特点，操作现场无火灾隐患，工作液不含亚硝酸盐等有害物质，无刺激性气味，对皮肤无毒害、无刺激，且工作液可循环添加使用，减少了废液处理和排放，既节约经济成本又不会污染环境。该润滑液5%稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010有关指标；该磨削液使用寿命长，集中油池换油周期达1.8年，单机油池换油周期达5个月。
上述实施例中，所述铝材保护剂采用支链磷酸酯，也可采用其它机加工液常用铝材保护剂；所述季胺盐型阳离子表面活性剂采用Dismulgan77（上海振 威化工有限公司）；所述二羧酸盐基复合物防锈剂采用Smart Base RP8860作为机加工液常用的防锈剂，也可以包括其他机加工液常用防锈剂；所述单丁醚偶合剂采用二乙二醇单丁醚；所述抗硬水剂采用EDTA四钠盐，为机加工液常用组分，也可以包括其它机加工液常用的抗硬水剂；所述消泡剂采用外购的Foam Ban MS575、道康宁1427中的一种或两种的混合物，也可以包括其它机加工液常用的消泡剂；上述实施例中，以上各种组分中的成分替换后对切削液性质并无影响，因而都能实现发明目的。
由此可见，本发明的环保型水性绗磨磨削液兑水后使用，能用水按比例（1:10～1:40）稀释，5%稀释液的各项指标达到或超过GB6144-2010有关指标；该磨削液使用寿命长，集中油池换油周期超过1年，单机油池换油周期为3-6个月，减少了废液处理和排放，保护了环境；而对于以上技术效果，实施例一的配比以及工艺参数，使用效果最好，明显优于其它实施例，为最佳。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种环保型水性绗磨磨削液，其特征在于：磨削液原料按重量份包括以下组份：1-3份季胺盐型阳离子表面活性剂、0.5-2份铝保护剂、2-4份水性极压润滑剂、1-4份硼酸、0.5-3份甘油、2-10份二乙醇胺、1-5份二羧酸盐基复合物防锈剂、0.1-1份单丁醚偶合剂、0.1-0.5份抗硬水剂、0.05-0.1份消泡剂、15-25份蒸馏水；
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括以下组份：25-30份三乙醇胺、12-16份蒸馏妥尔油、8-12份高分子自乳化酯和三乙醇胺2倍的蒸馏水。
2.根据权利要求1所述的环保型水性绗磨磨削液，其特征在于：磨削液原料按重量份包括以下组份：2份季胺盐型阳离子表面活性剂、1份铝保护剂、3份水性极压润滑剂、2份硼酸、1份甘油、6份二乙醇胺、3份二羧酸盐基复合物防锈剂、0.5份单丁醚偶合剂、0.1份抗硬水剂、0.1份消泡剂、20份蒸馏水。
所述水性极压润滑剂原料按重量份包括以下组份：27份三乙醇胺、14份蒸馏妥尔油、10份高分子自乳化酯和三乙醇胺2倍的蒸馏水。
3.一种权利要求1所述的环保型水性绗磨磨削液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.制备水性极压润滑剂：按重量份将三乙醇胺、蒸馏妥尔油和高分子自乳化酯混合后搅拌并加热到50-70℃反应至溶液呈透明状态，然后加入设定重量份的蒸馏水，得到水性极压润滑剂；
b.按设定重量份将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到100-120℃，保温1小时以上后降温至60℃以下，然后按重量份依次加入蒸馏水、水性极压润滑剂、甘油、二羧酸盐基复合物防锈剂、单丁醚偶合剂、季胺盐型阳离子表面活性剂、抗硬水剂、铝保护剂和消泡剂，继续搅拌至溶液均匀透明，制得环保型水性绗磨磨削液。
4.根据权利要求3所述的环保型水性绗磨磨削液的制备方法，其特征在于：步骤a中，按重量份将二乙醇胺、蒸馏妥尔油和高分子自乳化酯混合后搅拌并加热到60℃反应至透明状态。
5.根据权利要求4所述的环保型水性绗磨磨削液的制备方法，其特征在于：步骤b中，将二乙醇胺和硼酸混合搅拌并加热到110℃。
6.一种权利要求1所述的环保型水性绗磨磨削液的使用方法，其特征在于：环保型水性绗磨磨削液与水按1:10-40倍稀释使用。
7.权利要求6所述的环保型水性绗磨磨削液的使用方法，其特征在于：将环保型水性绗磨磨削液与水按1:30倍稀释使用。
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