CN103966011A - 一种环境友好的防锈切削液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防锈切削液及其制备方法。该防锈切削液质量比包括硼酸0.5%~2.5%;三乙醇胺4.9%~30.2%;油酸1%~5%;十二烷基二甲基甜菜碱0.5%~2%;松香0.1%~2%;消泡剂0.1%~0.5%;润滑剂1%~5%;余量为水。制备时,首先将配方比的硼酸、油酸、松香分别与三乙醇胺反应,然后将反应得到的三种溶液混合,再加入适量的十二烷基二甲基甜菜碱、消泡剂、润滑剂和余量的水,加热搅拌均匀。本发明中防锈切削液对一级铸铁有良好的防锈性、润滑性;切削液原液及其稀释液均性能稳定,对环境与人体无害,价格低廉。
Description
技术领域
本发明属于精细化工领域,涉及一种环境友好的防锈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,应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。
在机械加工过程中,人们长期以来使用的是一种用乳化油膏、碳酸钠、亚硝酸钠配制的乳化型切削液。但是这种切削液还存在一些不足,首先,使用寿命短,尤其是在夏季气温高,切削液易变质,使得使用切削液的工件发生锈蚀;其次,切削液所含的亚硝酸钠对人体有害,而且亚硝酸钠在与碳酸钠混合使用中,易产生较硬的结晶,不仅会对工件质量产生不利影响,还会给设备维护和保养带来了困难;再次,从环保方面看,这种切削液中的乳化油膏,是以机油为基础制成的,含油量较高,不符合环保的排放标准,且能耗大生产成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种环境友好的防锈切削液及其制备方法。该防锈切削液对一级铸铁有良好的防锈性能,润滑性好,切削液原液及其稀释液均性能稳定,溶液澄清透亮,可长期储存,存储过程中溶液不分层,无沉淀;生产成本低、价格低廉;不伤手,对环境与人体友好。
本发明提供的防锈切削液,组分及重量百分比如下:
硼酸 0.5%~2.5%;
三乙醇胺 4.9%~30.2%;
油酸1%~5%;
松香0.1%~2%;
十二烷基二甲基甜菜碱0.5%~2%;
消泡剂0.1%~0.5%;
润滑剂1%~5%;
余量为水。
本发明上提供上述环境友好的防锈切削液的制备方法。根据欲制备的防锈切削液A,
(1)称取A重量0.5%~2.5%的硼酸与A重量4%~24%的三乙醇胺混合,油浴加热,油浴的温度控制为100~110℃,2~4小时后停止加热,得到淡黄色澄清溶液;
(2)称取A重量1%~5%的油酸,水浴加热搅拌,水浴温度控制为65~75℃,待油酸完全溶解后,滴入A重量0.5%~1.2%的三乙醇胺并继续加热搅拌,30~60分钟后停止加热;
(3)称取A重量0.1%~2%的松香与A重量0.4%~5%的三乙醇胺混合加热搅拌,加热温度为90℃,待松香全部溶解后停止加热;
(4)将步骤(1)、(2)和(3)得到的三种溶液混合均匀,并加入A重量0.5%~2%的十二烷基二甲基甜菜碱;A重量0.1%~0.5%的消泡剂;A重量1%~5%的润滑剂和余量的水,油浴加热搅拌,油浴温度控制为100~110℃,待混合均匀后停止加热搅拌,得到亮黄色澄清溶液。
与现有技术相比,本发明的优点如下:
(1) 该防锈切削液对一级铸铁有良好的防锈性能且润滑性好;
(2) 该切削液原液及其稀释液均性能稳定,溶液澄清透亮,能长期储存,储存过程中溶液不分层,无沉淀;
(3) 该防锈切削液中添加了0.5%~2%的十二烷基二甲基甜菜碱,由于十二烷基二甲基甜菜碱对皮肤异常温和,而且可降低阴离子对皮肤的刺激性,从而使得制备得到的防锈切削液不伤手,同时十二烷基二甲基甜菜碱还具有优良耐硬水,防锈、杀菌性,从而进一步增加了该防锈切削液的稳定性与防锈性;
(4) 本发明制备方法简单,生产成本低,价格低廉;
(5)对环境与人体友好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1,在本实施例1中按照如下方法制备防锈切削液
根据欲合成的防锈切削液的重量,
(1) 取重量百分比为0.5%的硼酸与重量百分比为4%的三乙醇胺混合,油浴加热,边加热边搅拌,油浴的温度控制为110℃,3小时后停止加热,得到淡黄色澄清溶液。
(2) 取重量百分比为5%的油酸,水浴加热搅拌,水浴温度控制为65℃,待油酸完全溶解后,缓慢滴入重量百分比为1.2%的三乙醇胺并继续加热搅拌,45分钟后停止加热。
(3) 取重量百分比为0.1%的松香与重量百分比为0.4%的三乙醇胺混合加热搅拌,加热温度为90℃,待松香全部溶解后停止反应。
(4) 将步骤(1)、(2)和(3)得到的三种溶液混合均匀,加入重量百分比为0.5%的十二烷基二甲基甜菜碱;并加入重量百分比为0.1%的二甲基硅油;重量百分比为1%的聚乙二醇和余量的水,油浴加热搅拌,油浴温度控制为100℃,待混合均匀后停止加热搅拌,得到亮黄色澄清溶液。
实施例2,在本实施例2中按照如下方法制备防锈切削液
根据欲合成的防锈切削液的重量,
(1) 取重量百分比为1%的硼酸与重量百分比为15%的三乙醇胺混合,油浴加热,边加热边搅拌,油浴的温度控制为100℃,3小时后停止加热,得到淡黄色澄清溶液。
(2) 取重量百分比为2.5%的油酸,水浴加热搅拌,水浴温度控制为70℃,待油酸完全溶解后,缓慢滴入重量百分比为0.8%的三乙醇胺并继续加热搅拌,45分钟后停止加热。
(3) 取重量百分比为1%的松香与重量百分比为2.5%的三乙醇胺混合加热搅拌,加热温度为90℃,待松香全部溶解后停止反应。
(4) 将步骤(1)、(2)和(3)得到的三种溶液混合均匀,加入重量百分比为1%的十二烷基二甲基甜菜碱;并加入重量百分比为0.2%的二甲基硅油;重量百分比为2%的聚乙二醇和余量的水,油浴加热搅拌,油浴温度控制为100℃,待混合均匀后停止加热搅拌,得到亮黄色澄清溶液。
实施例3,在本实施例3中按照如下方法制备防锈切削液
根据欲合成的防锈切削液的重量,
(1) 取重量百分比为2.5%的硼酸与重量百分比为24%的三乙醇胺混合,油浴加热,边加热边搅拌,油浴的温度控制为100℃,4小时后停止加热,得到淡黄色澄清溶液。
(2) 取重量百分比为1%的油酸,水浴加热搅拌,水浴温度控制为75℃,待油酸完全溶解后,缓慢滴入重量百分比为0.5%的三乙醇胺并继续加热搅拌,45分钟后停止加热。
(3) 取重量百分比为2%的松香与重量百分比为5%的三乙醇胺混合加热搅拌,加热温度为90℃,待松香全部溶解后停止反应。
(4) 将步骤(1)、(2)和(3)得到的三种溶液混合均匀,加入重量百分比为2%的十二烷基二甲基甜菜碱;并加入重量百分比为0.5%的二甲基硅油;重量百分比为5%的聚乙二醇和余量的水,油浴加热搅拌,油浴温度控制为110℃,待混合均匀后停止加热搅拌,得到亮黄色澄清溶液。
实施例1~3所得的防锈切削液,放置30天后,切削液澄清透亮、无分层、无沉淀、呈均匀液状。
对实施例1~3所得的防锈切削液,与水1:20稀释后进行防锈性能测试,测试结果如下表:
pH值 | 防锈性(35±2℃) 一级灰铸铁 | |
GB6144-2010 | 8~10 | 单片 24h合格;叠片 8h合格 |
实施例1 | 8~9 | 单片> 72h无锈;叠片>24h 无锈 |
实施例2 | 8~9 | 单片> 72h无锈;叠片> 24h 无锈 |
实施例3 | 8~9 | 单片> 72h无锈;叠片> 36h 无锈 |
切削液的润滑性能的实验室评定,采用绿博士/B-2型润滑油摩擦试验机,测试时,将切削液稀释液倒入油盒,打开电机,待电机正常运转后才可将砝码轻轻放上,不可重放,添加到砝码重量到发动机停止转动为止(每个砝码的重量为500kg),然后立即关掉电源,防止电机烧毁,所添加砝码的重量代表切削液的润滑性,至电机停止转动时,添加的砝码越多,所测切削液的润滑性越好。
对实施例1~3所得的防锈切削液,与水1:20稀释后进行防锈性能测试,测试结果如下表:
能承受的砝码负荷(Kg) | |
实施例1 | 3.5 |
实施例2 | 4 |
实施例3 | ≧4 |
对实施例1~3所得的防锈切削液,与水1:20稀释后放置24h,3种切削液的稀释液均未出现絮状沉淀。
Claims (4)
1.一种防锈切削液,其特征在于,其组分和质量百分比如下:硼酸 0.5%~2.5%;三乙醇胺4.9%~30.2%;油酸1%~5%;十二烷基二甲基甜菜碱0.5%~2%;松香0.1%~2%;消泡剂0.1%~0.5%;润滑剂1%~5%;余量为水。
2.如权利要求1所述的防锈切削液,其特征在于:所述消泡剂为二甲基硅油。
3.如权利要求1或2所述的防锈切削液,其特征在于:所述润滑剂为聚乙二醇。
4.权利要求1所述的防锈切削液的制备方法,其特征在于,根据欲制备的防锈切削液A,包括如下步骤:
(1)称取A重量0.5%~2.5%的硼酸与A重量4%~24%的三乙醇胺混合,油浴加热,油浴的温度控制为100~110℃,2~4小时后停止加热,得到淡黄色澄清溶液;
(2)称取A重量1%~5%的油酸,水浴加热搅拌,水浴温度控制为65~75℃,待油酸完全溶解后,滴入A重量0.5%~1.2%的三乙醇胺并继续加热搅拌,30~60分钟后停止加热;
(3)称取A重量0.1%~2%的松香与A重量0.4%~5%的三乙醇胺混合加热搅拌,加热温度为90℃,待松香全部溶解后停止加热;
(4)将步骤(1)、(2)和(3)得到的三种溶液混合均匀,并加入A重量0.5%~2%的十二烷基二甲基甜菜碱;A重量0.1%~0.5%的消泡剂;A重量1%~5%的润滑剂和余量的水,油浴加热搅拌,油浴温度控制为100~110℃,待混合均匀后停止加热搅拌,得到亮黄色澄清溶液。
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