CN103351934B - 一种防锈金属切削液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种防锈金属切削液及其制备方法；所述防锈金属切削液按照如下重量百分数配比，其包括如下原料：苯甲酸单乙醇胺4～8%、对叔丁基苯甲酸3～10%、非离子型聚丙烯酰胺0.01～0.15%、聚氯乙烯胶乳38～62%、四氮唑2～8%、余量为水。本发明所述的防锈金属切削液成本低廉，对人体和环境均十分友好，具有优异的防腐性能与润滑能力，并且在高温下的性能十分稳定。
Description
技术领域
本发明属于金属切削加工的化工助剂技术领域，尤其涉及一种防锈金属切削液及其制备方法。
背景技术
切削液是一种在金属切、削、磨加工过程中用于冷却和润滑刀具及加工件的工业用液体，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能以及易稀释等特点，属于一种新型的冷却液。传统冷却液又称皂化油，为皂基乳化液，由矿物油和乳化剂组成，存在夏天易腐臭、冬天难稀释、防锈效果差等缺点，同时能耗大、生产成本高、严重危害环境及人体。随着环境保护意识的增强，人们已经将合成对环境无污染的水基切削液作为切削液发展的重要研究方向并取得了显著成绩。
现有技术公开了一种聚苯胺防锈金属切削液，其由按以下重量份的组分组成：聚苯胺水性防腐剂25～30份，三乙醇胺15～20份，聚氯乙烯胶乳45～55份，聚醚多元醇2～3份，水15～40份。该发明的金属切削液防腐性能优异，亦存在润滑能力不足，精加工时难以满足表面粗糙度的要求的缺点，同时稳定性差，分解及霉变现象时有发生。
现有技术公开了一种具有冷却、防锈、清洗和润滑功能的水基切削液，其组成及其含量(以重量百分数计)为对特丁基苯甲酸1～3%，苯甲酸2～5%，硼酸2～4%，乙醇胺类2～8%，分子量400～600的聚乙二醇4～8%，苯并三氮唑0.1～0.5%，非离子型的聚丙烯酰胺0.05～0.2%，余量为水。该切削液不含亚硝酸盐和磷的化合物，对环境和健康有利，缺点是润滑能力不足，精加工时难以满足表面粗糙度的要求。
现有技术公开了一种适用于气门加工的防锈切削液，其中那个各原料的重量百分数配比是：苯甲酸单乙醇胺1～2.2%；磷酸氢二钠0.2～0.8%；丙三醇0.1～0.9%；烷基磺胺乙酸钠0.5～2.0%；分子量400～600的聚乙二醇0.1～0.5%；去离子水余量。该发明的防锈切削液优点是防锈性及润滑性较好，缺点是添加了有机防腐剂，后者在高温情况下易发生酸化变质而影响性能。
发明内容
本发明第一个目的在于针对现有技术的不足，提供一种防锈金属切削液，其防腐性能与润滑能力均十分优异，并且在高温下的性能十分稳定，同时成本低廉，对人体和环境均十分友好。本发明第二个目的在于提供该防锈金属切削液的制备方法。
一种防锈金属切削液，按照重量百分数配比，其包括如下原料：
苯甲酸单乙醇胺4～8%；
对叔丁基苯甲酸3～10%；
非离子型聚丙烯酰胺0.01～0.15%；
聚氯乙烯胶乳38～62%；
四氮唑2～8%；
余量为水。
所述苯甲酸单乙醇胺在本发明所述的防锈水基切削液中的重量百分比为4～8%，例如可以是4%、4.1%、4.5%、4.72%、4.9%、5%、5.05%、5.4%、5.5%、5.6%、6%、6.3%、6.5%、6.85%、7%、7.2%、7.5%、7.7%、8%；优选为5～7%；最优选为6%。
所述对叔丁基苯甲酸在本发明所述的防锈金属切削液中的重量百分比为3～10%，例如可以是3%、3.25%、3.3%、3.7%、3.8%、4%、4.05%、4.5%、4.8%、5%、5.2%，5.5%、5.7%、6%、6.28%、6.5%、6.9%、7%、7.4%、7.5%、7.6%、8%、8.1%、8.35%、8.7%、9%、9.15%、9.3%、9.5%、9.67%、9.95%、10%；优选为4～8%；最优选为6%。
所述非离子型聚丙烯酰胺在本发明所述的防锈金属切削液中的重量百分比为0.01～0.15%，例如可以是0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%、0.07%、0.08%、0.09%、0.1%、0.11%、0.12%、0.13%、0.14%、0.15%；优选为0.05～0.1%；最优选为0.08%。
所述聚氯乙烯胶乳在本发明所述的防锈金属切削液中的重量百分比为38～62%，例如可以是38%、39%、40%、41%、44%、46.5%、47%、50%、52%、54%、55%、56.7%、58%、60%、61.3%、62%；优选为40～60%；最优选为50%。
所述四氮唑在本发明所述的防锈金属切削液中的重量百分比为2～8%，例如可以是2%、2.3%、2.5%、2.67%、2.7%、2.9%、3%、3.1%、3.4%、3.5%、3.6%、3.8%、4%、4.15%、4.2%、4.5%、4.9%、4.98%、5%、5.04%、5.2%、5.5%、5.7%、5.8%、6%、6.35%、6.5%、6.6%、7%、7.12%、7.45%、7.5%、7.7%、7.9%、8%；优选为3.5～6.5%；进一步优选为5%。
优选地，本发明提出的一种防锈金属切削液，按照重量百分数配比，其包括如下原料：
苯甲酸单乙醇胺5～7%；
对叔丁基苯甲酸4～8%；
非离子型聚丙烯酰胺0.05～0.1%；
聚氯乙烯胶乳40～60%；
四氮唑3.5～6.5%；
余量为水。
优选地，本发明提出的一种防锈金属切削液，按照重量百分数配比，其包括如下原料：
苯甲酸单乙醇胺6%；
对叔丁基苯甲酸6%；
非离子型聚丙烯酰胺0.08%；
聚氯乙烯胶乳50%；
四氮唑5%；
余量为水。
基于上述防锈金属切削液，本发明还提出了一种防锈金属切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，搅拌均匀；
优选地，所述搅拌的速率为100～300r/min，例如可以是100r/min、110r/min、140r/min、150r/min、155r/min、170r/min、180r/min、192r/min、200r/min、201r/min、215r/min、230r/min、250r/min、264r/min、275r/min、280r/min、290r/min、300r/min；优选为150～250r/min；最优选为200r/min；
优选地，所述搅拌时间为20～40min，例如可以是20min、21min、22.6min、24min、25min、27.5min、28min、30min、30.5min、33min、35.5min、36min、37min、38.2min、39min、39.4min、40min；优选为20～30min；最优选为25min。
（2）再加入配方量的四氮唑和水；
（3）用分散机分散搅拌均匀即得；
优选地，所述分散搅拌的速率为500～1500r/min，例如可以是500r/min、510r/min、535r/min、550r/min、590r/min、600r/min、620r/min、650r/min、675r/min、700r/min、750r/min、800r/min、830r/min、850r/min、900r/min、950r/min、1000r/min、1080r/min、1100r/min、1163r/min、1200r/min、1250r/min、1300r/min、1340r/min、1400r/min、1475r/min、1490r/min、1500r/min；优选为800～1200r/min；最优选为1000r/min；
优选地，所述搅拌时间为10～40min，例如可以是10min、10.1min、12.6min、14min、15min、18min、20min、23min、25min、26min、28.5min、29min、30min、33min、34min、35min、35.5min、36.9min、37min、38min、40min；优选为20～35min；最优选为30min。
本发明所述的防锈金属切削液，按照如下优化后的方法制备：
（1）将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，以100～300r/min的搅拌速率均匀搅拌20～40min；
（2）再加入配方量的四氮唑和水；
（3）用分散机于500～1500r/min的速率下分散搅拌10～40min即得。
优选地，本发明还提出了一种防锈金属切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，以150～250r/min的搅拌速率均匀搅拌20～30min；
（2）再加入配方量的四氮唑和水；
（3）用分散机于800～1200r/min的速率下分散搅拌20～35min即得。
优选地，本发明还提出了一种防锈金属切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，以200r/min的搅拌速率均匀搅拌25min；
（2）再加入配方量的四氮唑和水；
（3）用分散机于1000r/min的速率下分散搅拌30min即得。
与现有技术相比，本发明所述的防锈金属切削液具有优异的防腐性能与润滑性能，并且在高温下的性能仍保持十分稳定，同时成本低廉，对人体和环境均十分友好。
具体实施方式
实施例1：
本实施例中，按照如下方法制备防锈金属切削液：
（1）按照如下配方准备原料：苯甲酸单乙醇胺6%、对叔丁基苯甲酸6%、非离子型聚丙烯酰胺0.08%、聚氯乙烯胶乳50%、四氮唑5%、余量为水；
（2）将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，以200r/min的搅拌速率均匀搅拌25min；
（3）再加入配方量的四氮唑和水；
（4）用分散机于1000r/min的速率下分散搅拌30min得到所述防锈金属切削液。
实施例2：
本实施例中，按照如下方法制备防锈金属切削液：
（1）按照如下配方准备原料：苯甲酸单乙醇胺7%、对叔丁基苯甲酸4%、非离子型聚丙烯酰胺0.1%、聚氯乙烯胶乳40%、四氮唑6.5%、余量为水；
（2）将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，以150r/min的搅拌速率均匀搅拌30min；
（3）再加入配方量的四氮唑和水；
（4）用分散机于800r/min的速率下分散搅拌35min得到所述防锈金属切削液。
实施例3：
本实施例中，按照如下方法制备防锈金属切削液：
（1）按照如下配方准备原料：苯甲酸单乙醇胺5%、对叔丁基苯甲酸8%、非离子型聚丙烯酰胺0.05%、聚氯乙烯胶乳60%、四氮唑3.5%、余量为水；
（2）将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，以250r/min的搅拌速率均匀搅拌20min；
（3）再加入配方量的四氮唑和水；
（4）用分散机于1200r/min的速率下分散搅拌20min得到所述防锈金属切削液。
实施例4：
本实施例中，按照如下方法制备防锈金属切削液：
（1）按照如下配方准备原料：苯甲酸单乙醇胺8%、对叔丁基苯甲酸3%、非离子型聚丙烯酰胺0.15%、聚氯乙烯胶乳35%、四氮唑8%、余量为水；
（2）将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，以100r/min的搅拌速率均匀搅拌40min；
（3）再加入配方量的四氮唑和水；
（4）用分散机于500r/min的速率下分散搅拌40min得到所述防锈金属切削液。
实施例5：
本实施例中，按照如下方法制备防锈金属切削液：
（1）按照如下配方准备原料：苯甲酸单乙醇胺4%、对叔丁基苯甲酸10%、非离子型聚丙烯酰胺0.01%、聚氯乙烯胶乳65%、四氮唑2%、余量为水；
（2）将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，以300r/min的搅拌速率均匀搅拌20min；
（3）再加入配方量的四氮唑和水；
（4）用分散机于1500r/min的速率下分散搅拌10min得到所述防锈金属切削液。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种防锈金属切削液，其特征在于，按照重量百分数配比，其包括如下原料：
苯甲酸单乙醇胺 4～8％；
对叔丁基苯甲酸 4～10％；
非离子型聚丙烯酰胺 0.01～0.15％；
聚氯乙烯胶乳 38～62％；
四氮唑 2～8％；
余量为水。
2.根据权利要求1所述的防锈金属切削液，其特征在于，按照重量百分数配比，其包括如下原料：
苯甲酸单乙醇胺 5～7％；
对叔丁基苯甲酸 4～8％；
非离子型聚丙烯酰胺 0.05～0.1％；
聚氯乙烯胶乳 40～60％；
四氮唑 3.5～6.5％；
余量为水。
3.根据权利要求2所述的防锈金属切削液，其特征在于，按照重量百分数配比，其包括如下原料：
苯甲酸单乙醇胺 6％；
对叔丁基苯甲酸 6％；
非离子型聚丙烯酰胺 0.08％；
聚氯乙烯胶乳 50％；
四氮唑 5％；
余量为水。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的防锈金属切削液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，搅拌均匀；
(2)再加入配方量的四氮唑和水；
(3)用分散机分散搅拌均匀得到所述防锈金属切削液。
5.根据权利要求4所述的防锈金属切削液的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，
所述搅拌的速率为100～300r/min；
所述搅拌的时间为20～40min。
6.根据权利要求4或5所述的防锈金属切削液的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，
所述分散搅拌的速率为500～1500r/min；
所述搅拌的时间为10～40min。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的防锈金属切削液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，以100～300r/min的搅拌速率均匀搅拌20～40min；
(2)再加入配方量的四氮唑和水；
(3)用分散机于500～1500r/min的速率下分散搅拌10～40min得到所述防锈金属切削液。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的防锈金属切削液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，以150～250r/min的搅拌速率均匀搅拌20～30min；
(2)再加入配方量的四氮唑和水；
(3)用分散机于800～1200r/min的速率下分散搅拌20～35min得到所述防锈金属切削液。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的防锈金属切削液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将配方量的苯甲酸单乙醇胺、对叔丁基苯甲酸、非离子型聚丙烯酰胺、聚氯乙烯胶乳共同加入到反应釜内，以200r/min的搅拌速率均匀搅拌25min；
(2)再加入配方量的四氮唑和水；
(3)用分散机于1000r/min的速率下分散搅拌30min得到所述防锈金属切削液。
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| SU1384544A1 (ru) * | 1986-10-04 | 1988-03-30 | Московский автомобильный завод им.И.А.Лихачева | Смазочно-охлаждающа жидкость дл механической обработки металлов |
| CN1778879A (zh) * | 2004-11-26 | 2006-05-31 | 吉林正基科技开发有限责任公司 | 聚苯胺防锈金属切削液 |
| CN100999691A (zh) * | 2006-12-27 | 2007-07-18 | 江苏科技大学 | 防锈切削液 |
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