CN103805330B

CN103805330B - 全合成切削液及其制备方法

Info

Publication number: CN103805330B
Application number: CN201210458901.6A
Authority: CN
Inventors: 李进喜
Original assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Current assignee: Beiqi Foton Motor Co Ltd
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2015-10-28
Anticipated expiration: 2032-11-14
Also published as: CN103805330A

Abstract

本发明涉及金属加工用切削液，具体公开了一种全合成切削液，其包括以下组分：三乙醇胺8.1%~9.9%，含氮有机酸的烷基醇胺盐35.3%~39.2%，磷酸和聚醚的酸性酯19.0%~23.0%，环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物10.8%~12.6%，改性聚丙烯酸钠盐1.4%~2.3%，0.4%~0.5%的杀菌剂，0.2%~0.3%的消泡剂，以及水；上述各组分所占的百分比为质量百分比。本发明全合成切削液与目前市场销售的全合成切削液相比，成本低廉，不仅防锈性能优良，而且润滑性大幅提高，同时使用周期较长，可解决一般全合成切削液不能用于黑色金属攻丝加工的冷却润滑问题。

Description

全合成切削液及其制备方法

技术领域

本发明涉及金属加工用切削液，特别是涉及一种攻丝加工用的全合成切削液及其制备方法。

背景技术

在金属加工中，一般采用轻质矿物油、切削油或乳化（微乳）液用于金属的攻丝加工，以保证具有较好的润滑性。矿物油和切削油为纯油基物质，制造成本较高，能源浪费严重；乳化（微乳）虽然属于水基润滑液，但由于其内含有30%以上的基础油，也存在能源浪费的问题，同时大多数乳化（微乳）液因含油性物质，容易使工作液腐败变质，工作周期较短，也使得加工过程中制造成本较高的问题突出。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的缺陷，提供一种成本低、使用寿命长、清洗能力强，适用于攻丝加工用的切削液。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种全合成切削液，其包括以下组分：三乙醇胺8.1%~9.9%，含氮有机酸的烷基醇胺盐35.3%~39.2%，磷酸和聚醚的酸性酯19.0%~23.0%，环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物10.8%~12.6%，改性聚丙烯酸钠盐1.4%~2.3%，0.4%~0.5%的杀菌剂，0.2%~0.3%的消泡剂，以及水；上述各组分所占的百分比为质量百分比。

其中，包括以下组分：三乙醇胺9.00%，含氮有机酸的烷基醇胺盐37.4%，磷酸和聚醚的酸性酯21.0%，环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物11.7%，改性聚丙烯酸钠盐1.8%，0.5%的杀菌剂；0.3%的消泡剂，以及水。

其中，所述杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵，所述消泡剂为C7-C9的高碳醇。

其中，所述水为蒸馏水。

本发明还提供了一种全合成切削液制备方法，其步骤如下：

S1：按照上述所提供的全合成切削液配方准备原料，先将磷酸和聚醚的酸性酯加入三乙醇胺中，并搅拌均匀；

S2：将含氮有机酸的烷基醇胺盐、环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物依次边搅拌边加入步骤S1形成的混合物内；

S3：在步骤S2形成的混合物内依次加入改性聚丙烯酸钠盐、杀菌剂、消泡剂和水并搅拌均匀，完成切削液制备。

其中，所述水为蒸馏水。

（三）有益效果

上述技术方案所提供的全合成切削液及其制备方法，采用了三乙醇胺、含氮有机酸的烷基醇胺盐、磷酸和聚醚的酸性酯、环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物、以及改性聚丙烯酸钠盐之间反应混合，形成一种新的切削液，与目前市场销售的全合成切削液相比，成本低廉，不仅防锈性能优良，而且润滑性大幅提高，同时使用周期较长，可解决一般全合成切削液不能用于黑色金属攻丝加工的冷却润滑问题。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

若未特别指明，实施例中所用的化学试剂均为常规市售试剂，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

本实施例全合成切削液包括如下组分：三乙醇胺8.1%，含氮有机酸的烷基醇胺盐35.3％，磷酸和聚醚的酸性酯19.0％，环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物10.8％，改性聚丙烯酸钠盐1.4％；0.5%的杀菌剂；0.3%的消泡剂；水余量，水选用蒸馏水；所述各组分的百分比为质量百分比。

其中，三乙醇胺的分子式为C₆H₁₅O₃N，其主要作用与磷酸和聚醚的酸性酯生成一种水基切削液的防锈剂和润滑剂；含氮有机酸的烷基醇胺盐与上述物质配伍使用，起协同防锈作用。本实施例中含氮有机酸的烷基醇胺盐可选用巴斯芙Korantin MAT，在中性到碱性环境中保护铁和钢表面不受因水或水溶液的腐蚀，防锈清洗剂、水处理、液压液和切削液是其重要应用领域。

磷酸和聚醚的酸性酯可选用Korantin LUB，用于水性金属加工液和低油份的可乳化的金属加工液以及水基液压液中；其用氢氧化钠、单乙醇胺中和的盐的水溶液和乳液，具有以下几个方面的特征性质：可用作润滑剂、润滑剂的超压助剂及脱膜剂，防止含铁金属和产品的腐蚀，低泡性。

环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物：其结构式如下：HO(CH₂CH₂O)_x(CH₃CHCH₂O)_y(CH₂CHO)_zH，其中x、y、z为整数；起润湿、清洗作用的非离子表面活性剂，中央为聚丙二醇基团，两旁是两个聚二醇基团。本实施例中环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物可选用BASF Pluronic PE系列中的Pluronic PE 6400，该类表面活性剂是低泡型的环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物，其型号中的第1位数字为聚合物中疏水部分即聚氧化丙烯基团的摩尔数，第2位数乘以10代表产品中聚氧化乙烯部分的百分比，Pluronic PE 6400溶于水；在餐具洗涤和洗瓶剂配方中润湿、清洗作用非常好。

改性聚丙烯酸钠盐：其作用是为了保证在硬水中的良好使用效果，消除硬水中钙、镁离子对水基切削液的影响，本配方采用改性聚丙烯酸钠盐作为分散剂，也可用化学纯的EDTA-4Na等进行代替。改性聚丙烯酸钠盐可选用Sokalan CP 10S，作为一种缓蚀阻垢剂，可用于钢铁厂阻垢剂。包含在硬水中的盐，趋向于在容器的底部和壁上以及在换热器、管道和喷嘴上等结成硬垢，Sokalan CP 10S对此类的垢非常有效；Sokalan CP 10S是具有低摩尔质量的聚丙烯酸酯（盐），他们是通过一种特殊的聚合工艺制造的；它们在水性介质中表现非常好，并且它们对于分散无机固体特别有效，有助于抑制因硬水盐的垢的形成；Sokalan CP 10S用于铁路蒸汽机车，民用及工业锅炉水处理，作阻垢分散剂；在油田输油、输水管线及工业循环冷却水系统，作阻垢缓蚀剂；Sokalan CP 10S也适用于碱性水质，与其他阻垢缓蚀剂复合使用具有协同效应。

本实施例中杀菌剂选用十二烷基二甲基苄基氯化铵，其外观为淡黄色透明液体，活性物含量≥80%，胺盐含量≤2.0%，PH值（1%水溶液）为6.0-8.0，当然，其它的高效水溶性杀菌剂也可使用。消泡剂是为了消除水基切削液在大流量、高压力水系统下产生泡沫，采用消泡剂进行消除和抑制，本实施例采用C7-C9的高碳醇作为消泡剂，当然，其它的水溶性消泡剂也可使用。

上述全合成切削液的制备工艺包括如下步骤：

S1：按照上述各组分准备原料，先将磷酸和聚醚的酸性酯加入三乙醇胺中，并搅拌均匀；

具体地，在步骤S3中可加入0.5%的十二烷基二甲基苄基氯化铵作为杀菌剂，加入0.3%的C7-C9的高碳醇作为消泡剂，用搅拌机搅拌均匀后，用罐分装。

本实施例所制备的全合成切削液的理化参数如表1所示。

表1一种全合成切削液理化参数

实施例2

本实施例全合成切削液包括如下组分：三乙醇胺9.0%，含氮有机酸的烷基醇胺盐37.4％，磷酸和聚醚的酸性酯21.0％，环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物11.7％，改性聚丙烯酸钠盐1.8％；0.5%的十二烷基二甲基苄基氯化铵；0.3%的C7-C9的高碳醇；水余量，水选用蒸馏水；所述各组分的百分比为质量百分比。

上述各组分的具体型号可与实施例1中相同，并且本实施例全合成切削液的制备方法也与实施例1相同。

本实施例所制备的全合成切削液的理化参数如表2所示。

表2一种全合成切削液理化参数

实施例3

本实施例全合成切削液包括如下组分：三乙醇胺9.9%，含氮有机酸的烷基醇胺盐39.2％，磷酸和聚醚的酸性酯23.0％，环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物12.6％，改性聚丙烯酸钠盐2.3％；0.5%的十二烷基二甲基苄基氯化铵；0.3%的C7-C9的高碳醇；水余量，水选用蒸馏水；所述各组分的百分比为质量百分比。

本实施例所制备的全合成切削液的理化参数如表3所示。

表3一种全合成切削液理化参数

由以上实施例可以看出，本发明采用了三乙醇胺、含氮有机酸的烷基醇胺盐、磷酸和聚醚的酸性酯、环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物、以及改性聚丙烯酸钠盐之间反应混合，形成一种新的切削液，与目前市场销售的全合成切削液相比，成本低廉，不仅防锈性能优良，而且润滑性大幅提高，同时使用周期较长，可解决一般全合成切削液不能用于黑色金属攻丝加工的冷却润滑问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种全合成切削液，其特征在于，包括以下组分：三乙醇胺8.1％～9.9％，含氮有机酸的烷基醇胺盐35.3％～39.2％，磷酸和聚醚的酸性酯19.0％～23.0％，环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物10.8％～12.6％，改性聚丙烯酸钠盐1.4％～2.3％，0.4％～0.5％的杀菌剂，0.2％～0.3％的消泡剂，以及水；上述各组分所占的百分比为质量百分比；

所述全合成切削液的制备方法，步骤如下：

S1：先将磷酸和聚醚的酸性酯加入三乙醇胺中，并搅拌均匀；

2.如权利要求1所述的全合成切削液，其特征在于，包括以下组分：三乙醇胺9.00％，含氮有机酸的烷基醇胺盐37.4％，磷酸和聚醚的酸性酯21.0％，环氧乙烷和环氧丙烷嵌段共聚物11.7％，改性聚丙烯酸钠盐1.8％，0.5％的杀菌剂；0.3％的消泡剂，以及水。

3.如权利要求1或2所述的全合成切削液，其特征在于，所述杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵，所述消泡剂为C7-C9的高碳醇。

4.如权利要求1所述的全合成切削液，其特征在于，所述水为蒸馏水。

5.一种全合成切削液制备方法，其特征在于，步骤如下：

S1：按照权利要求1中所提供的配方准备原料，先将磷酸和聚醚的酸性酯加入三乙醇胺中，并搅拌均匀；

6.如权利要求5所述的全合成切削液制备方法，其特征在于，所述杀菌剂为十二烷基二甲基苄基氯化铵，所述消泡剂为C7-C9的高碳醇。

7.如权利要求5所述的全合成切削液制备方法，其特征在于，所述水为蒸馏水。