CN103087799B - 一种环保型金属加工微量润滑油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型金属加工微量润滑油及其制备方法。该润滑油由20-30%的100℃时运动粘度≤10mm2/s的低粘度聚ɑ-烯烃和70-80%的硼酸三月桂酯组成。该润滑油的制备方法：按重量百分比称取70-80%的硼酸三月桂酯和20-30%的低粘度聚ɑ-烯烃，加入搅拌器中，加热至50-60℃，搅拌2-3小时，自然冷却包装即得。其中硼酸三月桂酯按以下方法制得：按摩尔比月桂醇：硼酸=3：1称取月桂醇和硼酸加入反应釜中，充入氮气保护，加热搅拌至120-130℃，保持恒温搅拌7-8小时，减压排出反应生成的水，得到硼酸三月桂酯。本发明的环保型微量润滑油使用在轻合金切削加工过程中不冒烟，使用量可以减少至原来的5%以下，还能达到良好的润滑和冷却效果，节能减排、环境保护效益显著。
Description
技术领域
本发明属于润滑技术领域，具体涉及一种环保型金属加工微量润滑油及其制备方法。
背景技术
传统的金属切削加工采用矿物油或植物油或切削液进行大量冲淋式润滑，润滑剂的使用量大，不仅浪费资源，造成加工场所和环境的巨大污染，同时还会严重影响操作工人的身体健康。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用新工艺制备的适用于金属切削加工工艺中使用的环保型金属加工微量润滑油及其制备方法，以配合微量润滑装置使用，代替原有的传统的以矿物油或植物油或切削液作为金属加工切削油/液。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案如下：
一种环保型金属加工微量润滑油，其中各组分及重量百分比如下：
低粘度聚ɑ-烯烃（PAO） 20-30%
硼酸三月桂酯 70-80%
上述低粘度聚ɑ-烯烃（PAO）是指在100℃时运动粘度≤10mm2/s的聚ɑ-烯烃，常用的商品型号有：PAO2、PAO4、PAO6、PAO8、PAO10。
上述硼酸三月桂酯中含少量硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇。
上述环保型金属加工微量润滑油的制备方法如下：
按重量百分比称取硼酸三月桂酯（含少量硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇）70-80%和低粘度聚ɑ-烯烃（PAO）20-30%，加入不锈钢搅拌器中，加热至50-60℃，搅拌2-3小时，自然冷却包装，即得一种环保型微量润滑油。
上述硼酸三月桂酯（含少量硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇）可按如下方法制备：
按摩尔比月桂醇：硼酸=3：1称取月桂醇和硼酸加入反应釜中，充入氮气保护，加热搅拌至120-130℃，保持恒温搅拌7-8小时，减压排出反应生成的水，得到硼酸三月桂酯；反应方程式为：
上述反应生成的硼酸三月桂酯遇水容易水解成硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇，水解反应过程为：
所以，上述制备得到的硼酸三月桂酯中含少量硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇。
上述环保型金属加工微量润滑油可以直接应用于铝合金、镁合金、铜合金等轻合金加工的锯、铣、钻、冲、铇、车等加工工艺领域的润滑和冷却。
本发明的有益效果：
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
硼酸三月桂酯具有很好的极压性、抗磨性和防锈性，同时生物降解性好；
聚ɑ-烯烃的化学性质稳定，具有优良的润滑性，同时可生物降解良好；
聚ɑ-烯烃的加入可大大减缓硼酸三月桂酯的水解，使其保持良好的性能。
本发明的环保型金属加工微量润滑油使用在轻合金切削加工过程中不冒烟，使用量可以减少至原来的5%以下，还能达到良好的润滑和冷却效果，节能减排、环境保护效益显著。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
步骤1：称取559.14kg（3000mol）月桂醇和61.83kg（1000mol）硼酸加入反应釜中充入氮气保护加热搅拌至120℃，保持恒温搅拌8小时，减压排出反应生成的水，制备成硼酸三月桂酯（含少量硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇）备用；
步骤2：称取步骤1反应生成的硼酸三月桂酯（含少量硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇）350kg和100kgPAO10及50kgPAO2加入不锈钢搅拌器中，加热至60℃，搅拌2小时，自然冷却包装即得一种环保型金属加工微量润滑油。
实施例2：
称取硼酸三月桂酯（含少量硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇）400kg和100kgPAO6加入不锈钢搅拌器中，加热至50℃，搅拌3小时，自然冷却包装，即得一种环保型金属加工微量润滑油。
上述方法制备的环保型金属加工微量润滑油经试验理化指标为:
| 项目 | 基本数据 | 实验方法 |
| 外观 | 黄色透明 | 目测 |
| 运动粘度40℃mm2/s | 46 | GB/T265 |
| 开口闪点℃ | 237 | GB/T3536 |
| 倾点℃ | -14 | GB/T3535 |
| 密度20℃kg/m3 | 0.90 | GB/T1884 |
| 四球极压试验PB N | 1569 | GB/T12583 |
实施例3：
称取硼酸三月桂酯（含少量硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇）750kg和100kgPAO4及150kgPAO6加入不锈钢搅拌器中，加热至55℃，搅拌2.5小时，自然冷却包装，即得一种环保型金属加工微量润滑油。
上述方法制备的环保型金属加工微量润滑油经试验理化指标为:
| 项目 | 基本数据 | 实验方法 |
| 外观 | 黄色透明 | 目测 |
| 运动粘度40℃mm2/s | 37 | GB/T265 |
| 开口闪点℃ | 236 | GB/T3536 |
| 倾点℃ | -16 | GB/T3535 |
| 密度20℃kg/m3 | 0.91 | GB/T1884 |
| 铜片腐蚀（100℃3h）级 | 1a | GB/T5096 |
实施例4：
称取硼酸三月桂酯（含少量硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇）720kg和60kgPAO2及60kgPAO4，以及160kgPAO6加入不锈钢搅拌器中，加热至53℃，搅拌2.7小时，自然冷却包装，即得一种环保型金属加工微量润滑油。
将上述方法制备的环保型金属加工微量润滑油应用于单头高速锯锯切50*30mm建筑型材2层共14条为例：传统用乳化液进行切割。
使用微量润滑系统（微量润滑装置+环保型金属加工微量润滑油）改造效果对比表：
| 项目 | 传统润滑方式 | 微量润滑方式 |
| 切断一叠所需要时间 | 1分钟 | 20秒 |
| 锯片使用寿命 | 2片/月 | 1片/月 |
| 润滑剂消耗 | 20kg/天 | 250ml/天 |
| 工作现场 | 典型脏乱差 | 十分干净 |
| 员工健康 | 有皮肤病等健康影响 | 安全 |
| 后处理 | 油液污染处理费用大 | 无后处理 |
实施例5：
称取硼酸三月桂酯（含少量硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇）760kg和128kgPAO2，及28kgPAO4，及28kgPAO6,及28kgPAO8,以及28kgPAO10加入不锈钢搅拌器中，加热至56℃，搅拌2.3小时，自然冷却包装，即得一种环保型金属加工微量润滑油。
将上述方法制备的环保型金属加工微量润滑油应用于高速圆锯锯切60*10mm铜包铝材料（外层为紫铜，厚1.5mm，内层为铝合金）4层共20片为例：传统用10#白油进行喷淋式润滑切割。
使用微量润滑系统（微量润滑装置+环保型金属加工微量润滑油）改造效果对比表：
Claims (3)
1.一种环保型金属加工微量润滑油，其特征在于，其中各组分及重量百分比如下：
低粘度聚ɑ-烯烃 20-30%
硼酸三月桂酯 70-80%
其中，低粘度聚ɑ-烯烃是100℃时运动粘度≤10mm2/s的聚ɑ-烯烃。
2.如权利要求1所述的环保型金属加工微量润滑油，其特征在于，所述硼酸三月桂酯中含有少量硼酸二月桂酯、硼酸单月桂酯和月桂醇。
3.一种如权利要求1所述的环保型金属加工微量润滑油的制备方法，其特征在于，按重量百分比称取70-80%的硼酸三月桂酯和20-30%的低粘度聚ɑ-烯烃，加入搅拌器中，加热至50-60℃，搅拌2-3小时，自然冷却包装即得。
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| CN201210525864.6A CN103087799B (zh) | 2012-12-07 | 2012-12-07 | 一种环保型金属加工微量润滑油及其制备方法 |
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