CN103966011B - 一种环境友好的防锈切削液及其制备方法 - Google Patents

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

一种环境友好的防锈切削液及其制备方法

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 (3)

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%，所述润滑剂为聚乙二醇；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.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。