CN104342262A - 一种可生物降解的切削液的制备方法 - Google Patents

一种可生物降解的切削液的制备方法 Download PDF

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张学平
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Abstract

本发明涉及一种可生物降解的切削液的制备方法，属于切削液技术领域。包括如下步骤：将葵花籽油、三乙醇胺、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯、非离子型表面活性剂搅拌均匀，得到第一混合物；将聚乙烯吡咯烷酮加入乙二醇中，加热搅拌均匀，再依次加入氟化物、二甘醇、二聚脲和水，得第二混合物；将第一混合物和第二混合物混合搅拌，加入消泡剂、抗氧剂、杀菌剂、触变剂、防锈剂，搅拌均匀即可。本发明制备得到的切削液的耐磨性能好、耐腐蚀性能好、易生物降解。

Description

一种可生物降解的切削液的制备方法
 
技术领域
    本发明涉及一种可生物降解的切削液的制备方法，属于切削液技术领域。
 
背景技术
金属及其合金在切削、成形、处理和保护等过程忠使用的工艺润滑油统称为金属加工液，又名切削液。在金属加工过程中，为了降低切削时的切削力，及时带走切削区内产生的热量以降低切削温度，提高刀具耐用度，从而提高生产效率，改善工件表面粗糙度，保证工件加工精度，达到最佳的经济效果，通常使用切削液。切削液在金属加工过程中具有润滑、冷却、清洗、防锈等作用；其中核心作用是:一方面通过冷却作用降低加工过程中的变形热，另一方面通过润滑作用来减少金属加工过程中的磨擦热，从而来提高金属加工质量，延长刀具的使用寿命等。
切削液主要分为以下几类：（1）非水溶性切削液，主要是切削油。有各种矿物油，如机械油、轻柴油、煤油等；还有动、 植物油，如豆油、猪油等；以及加入油性、极压添加剂配制的混合油。它主要起润滑作用。（2）水溶性切削液，主要成分为水，并加入防锈剂，也可加入适量的表面活性剂和油性添加剂，使其具有一定的润滑性能。（3）乳化液，由矿物油、乳化剂及其它添加剂配制的乳化油加95%～98%的水稀释而成的乳白色切削液，有良好的冷却性能和清洗作用。
随着对切削液污染问题的关注，越来越多的技术开始采用植物油作为切削液的主要原料，它具有粘度指数高、粘温性能好、高闪点、低挥发性、无毒、易生物降解、对环境没有不良影响等特点，但植物油的物理性质受脂肪酸的结构、组成的影响，与矿物油基础油相比，耐磨性能不高。
 
发明内容
本发明的目的是：解决含有植物油的耐磨性能不高，通过对其制备工艺进行改进，提出一种可生物降解的切削液的制备方法。
具体的技术方案：
一种可生物降解的防锈型切削液的制备方法，包括如下步骤：
第1步、按重量份计，将葵花籽油100～150份、三乙醇胺10～15份、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯2～4份、非离子型表面活性剂4～7份搅拌均匀，得到第一混合物；
第2步、将聚乙烯吡咯烷酮3～5份加入乙二醇12～15份中，加热搅拌均匀，再依次加入氟化物1～3份、二甘醇2～4份、二聚脲1～3份和水14～30份，得第二混合物；
第3步、将第一混合物和第二混合物混合搅拌，加入消泡剂1～2份、抗氧剂1～2份、杀菌剂1～2份、触变剂1～2份、防锈剂1～2份，搅拌均匀即可。
所述的氟化物选自氟化钠、氟化钾和氟化铵。
所述的消泡剂选自聚醚类抗泡剂、泡敌或乳化硅油中的至少一种。
所述的触变剂选自氢化蓖麻油或聚酰胺蜡。
所述的防锈剂选自苯甲酸钠、硼酸单乙醇胺及妥尔油中一种或两种以上组成的混合物。
所述的非离子型表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)。
所述的抗氧剂选自2,6-二叔丁基对甲酚、4,4-亚甲基双-2,6-二叔丁基酚、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯。
所述的杀菌剂选自三嗪、吗啉、吡啶钠-硫醇氧化物、苯氧乙醇或异噻唑啉酮中的至少一种。
所述的葵花籽油是经过硫化改性处理过的。
所述的第1步中，还需要加入乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物3～5份和/乙酸正丁酯2～4份。
 
有益效果
    本发明制备得到的切削液的耐磨性能好、耐腐蚀性能好、易生物降解。
 
具体实施方式
 
实施例1
可生物降解的防锈型切削液的制备方法：
第1步、将葵花籽油100Kg、三乙醇胺10Kg、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯2Kg、非离子型表面活性剂4Kg搅拌均匀，得到第一混合物；
第2步、将聚乙烯吡咯烷酮3Kg加入乙二醇12Kg中，加热搅拌均匀，再依次加入氟化物1Kg、二甘醇2Kg、二聚脲1Kg和水14Kg，得第二混合物；
第3步、将第一混合物和第二混合物混合搅拌，加入消泡剂1Kg、抗氧剂1Kg、杀菌剂1Kg、触变剂1Kg、防锈剂1Kg，搅拌均匀即可。
氟化物是氟化钠，消泡剂是乳化硅油，触变剂是氢化蓖麻油，防锈剂是硼酸单乙醇胺，非离子型表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)，抗氧剂是2,6-二叔丁基对甲酚，杀菌剂是异噻唑啉酮。
 
实施例2
可生物降解的防锈型切削液的制备方法：
第1步、将葵花籽油150Kg、三乙醇胺15Kg、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯4Kg、非离子型表面活性剂7Kg搅拌均匀，得到第一混合物；
第2步、将聚乙烯吡咯烷酮5Kg加入乙二醇15Kg中，加热搅拌均匀，再依次加入氟化物3Kg、二甘醇4Kg、二聚脲3Kg和水30Kg，得第二混合物；
第3步、将第一混合物和第二混合物混合搅拌，加入消泡剂2Kg、抗氧剂2Kg、杀菌剂2Kg、触变剂2Kg、防锈剂2Kg，搅拌均匀即可。
氟化物是氟化钠，消泡剂是乳化硅油，触变剂是氢化蓖麻油，防锈剂是硼酸单乙醇胺，非离子型表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)，抗氧剂是2,6-二叔丁基对甲酚，杀菌剂是异噻唑啉酮。
 
实施例3
可生物降解的防锈型切削液的制备方法：
第1步、将葵花籽油120Kg、三乙醇胺12Kg、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯3Kg、非离子型表面活性剂5Kg搅拌均匀，得到第一混合物；
第2步、将聚乙烯吡咯烷酮4Kg加入乙二醇13Kg中，加热搅拌均匀，再依次加入氟化物2Kg、二甘醇3Kg、二聚脲2Kg和水20Kg，得第二混合物；
第3步、将第一混合物和第二混合物混合搅拌，加入消泡剂1Kg、抗氧剂1Kg、杀菌剂1Kg、触变剂1Kg、防锈剂1Kg，搅拌均匀即可。
氟化物是氟化钠，消泡剂是乳化硅油，触变剂是氢化蓖麻油，防锈剂是硼酸单乙醇胺，非离子型表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)，抗氧剂是2,6-二叔丁基对甲酚，杀菌剂是异噻唑啉酮。
 
实施例4
与实施例3的区别在于，葵花籽油是经过硫化改性处理过的，改性方法是：在装有搅拌装置的三口瓶中，加入50g葵花籽油，在不断搅拌下，逐滴加入 15 g一氯化硫(S2Cl2)，约需1h滴完，控制反应温度在40℃以下，滴加完毕后，继续反应2小时，往反应物中慢慢加入约100 ml的多硫化钠溶液，搅拌反应充分后，分去水层，再加入少许还原铁粉，除去反应体系中的游离硫，过滤，得到油状物，即可。
第1步、将硫化改性的葵花籽油120Kg、三乙醇胺12Kg、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯3Kg、非离子型表面活性剂5Kg搅拌均匀，得到第一混合物；
第2步、将聚乙烯吡咯烷酮4Kg加入乙二醇13Kg中，加热搅拌均匀，再依次加入氟化物2Kg、二甘醇3Kg、二聚脲2Kg和水20Kg，得第二混合物；
第3步、将第一混合物和第二混合物混合搅拌，加入消泡剂1Kg、抗氧剂1Kg、杀菌剂1Kg、触变剂1Kg、防锈剂1Kg，搅拌均匀即可。
氟化物是氟化钠，消泡剂是乳化硅油，触变剂是氢化蓖麻油，防锈剂是硼酸单乙醇胺，非离子型表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)，抗氧剂是2,6-二叔丁基对甲酚，杀菌剂是异噻唑啉酮。
 
对照例1
与实施例3的区别在于：第1步中未加入一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯。
第1步、将葵花籽油120Kg、三乙醇胺12Kg、非离子型表面活性剂5Kg搅拌均匀，得到第一混合物；
第2步、将聚乙烯吡咯烷酮4Kg加入乙二醇13Kg中，加热搅拌均匀，再依次加入氟化物2Kg、二甘醇3Kg、二聚脲2Kg和水20Kg，得第二混合物；
第3步、将第一混合物和第二混合物混合搅拌，加入消泡剂1Kg、抗氧剂1Kg、杀菌剂1Kg、触变剂1Kg、防锈剂1Kg，搅拌均匀即可。
氟化物是氟化钠，消泡剂是乳化硅油，触变剂是氢化蓖麻油，防锈剂是硼酸单乙醇胺，非离子型表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)，抗氧剂是2,6-二叔丁基对甲酚，杀菌剂是异噻唑啉酮。
 
对照例2
与实施例3的区别在于：第2步中未加入氟化物。
第1步、将葵花籽油120Kg、三乙醇胺12Kg、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯3Kg、非离子型表面活性剂5Kg搅拌均匀，得到第一混合物；
第2步、将聚乙烯吡咯烷酮4Kg加入乙二醇13Kg中，加热搅拌均匀，再依次加入二甘醇3Kg、二聚脲2Kg和水20Kg，得第二混合物；
第3步、将第一混合物和第二混合物混合搅拌，加入消泡剂1Kg、抗氧剂1Kg、杀菌剂1Kg、触变剂1Kg、防锈剂1Kg，搅拌均匀即可。
氟化物是氟化钠，消泡剂是乳化硅油，触变剂是氢化蓖麻油，防锈剂是硼酸单乙醇胺，非离子型表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)，抗氧剂是2,6-二叔丁基对甲酚，杀菌剂是异噻唑啉酮。
 
对照例3
与实施例3的区别在于：第2步中未加入二聚脲。
第1步、将葵花籽油120Kg、三乙醇胺12Kg、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯3Kg、非离子型表面活性剂5Kg搅拌均匀，得到第一混合物；
第2步、将聚乙烯吡咯烷酮4Kg加入乙二醇13Kg中，加热搅拌均匀，再依次加入氟化物2Kg、二甘醇3Kg和水20Kg，得第二混合物；
第3步、将第一混合物和第二混合物混合搅拌，加入消泡剂1Kg、抗氧剂1Kg、杀菌剂1Kg、触变剂1Kg、防锈剂1Kg，搅拌均匀即可。
氟化物是氟化钠，消泡剂是乳化硅油，触变剂是氢化蓖麻油，防锈剂是硼酸单乙醇胺，非离子型表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)，抗氧剂是2,6-二叔丁基对甲酚，杀菌剂是异噻唑啉酮。
 
对照例4
与实施例3的区别在于：第2步中未加入聚乙烯吡咯烷酮。
第1步、将葵花籽油120Kg、三乙醇胺12Kg、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯3Kg、非离子型表面活性剂5Kg搅拌均匀，得到第一混合物；
第2步、将聚乙烯吡咯烷酮4Kg加入乙二醇13Kg中，加热搅拌均匀，再依次加入氟化物2Kg、二甘醇3Kg、二聚脲2Kg和水20Kg，得第二混合物；
第3步、将第一混合物和第二混合物混合搅拌，加入消泡剂1Kg、抗氧剂1Kg、杀菌剂1Kg、触变剂1Kg、防锈剂1Kg，搅拌均匀即可。
氟化物是氟化钠，消泡剂是乳化硅油，触变剂是氢化蓖麻油，防锈剂是硼酸单乙醇胺，非离子型表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)，抗氧剂是2,6-二叔丁基对甲酚，杀菌剂是异噻唑啉酮。
性能试验
通过以上实施例可以看出，本发明提供的切削液具有良好的耐腐蚀性能和防锈性能，在实施例4中通过将葵花籽油进行硫化改性，使其耐磨性能得到了进一步地提高。另外，通过将通过实施例与对照例1可以看出，通过加入一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯可以解决提高防锈性的问题；通过实施例与对照例2可以看出，通过加入氟化物可以提高耐磨性能；通过实施例与对照例3可以看出，通过加入二聚脲可以提高腐蚀性；通过实施例与对照例4可以看出，通过加入聚乙烯吡咯烷酮可以提高耐磨性能。

Claims (10)

1.一种可生物降解的防锈型切削液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
第1步、按重量份计，将葵花籽油100～150份、三乙醇胺10～15份、一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯2～4份、非离子型表面活性剂4～7份搅拌均匀，得到第一混合物；
第2步、将聚乙烯吡咯烷酮3～5份加入乙二醇12～15份中，加热搅拌均匀，再依次加入氟化物1～3份、二甘醇2～4份、二聚脲1～3份和水14～30份，得第二混合物；
第3步、将第一混合物和第二混合物混合搅拌，加入消泡剂1～2份、抗氧剂1～2份、杀菌剂1～2份、触变剂1～2份、防锈剂1～2份，搅拌均匀即可。
2.根据权利要求1所述的可生物降解的防锈型切削液的制备方法，其特征在于：所述的氟化物选自氟化钠、氟化钾和氟化铵。
3.根据权利要求1所述的可生物降解的防锈型切削液的制备方法，其特征在于：所述的消泡剂选自聚醚类抗泡剂、泡敌或乳化硅油中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的可生物降解的防锈型切削液的制备方法，其特征在于：所述的触变剂选自氢化蓖麻油或聚酰胺蜡。
5.根据权利要求1所述的可生物降解的防锈型切削液的制备方法，其特征在于：所述的防锈剂选自苯甲酸钠、硼酸单乙醇胺及妥尔油中一种或两种以上组成的混合物。
6.根据权利要求1所述的可生物降解的防锈型切削液的制备方法，其特征在于：所述的非离子型表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)。
7.根据权利要求1所述的可生物降解的防锈型切削液的制备方法，其特征在于：所述的抗氧剂选自2,6-二叔丁基对甲酚、4,4-亚甲基双-2,6-二叔丁基酚、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯。
8.根据权利要求1所述的可生物降解的防锈型切削液的制备方法，其特征在于：所述的杀菌剂选自三嗪、吗啉、吡啶钠-硫醇氧化物、苯氧乙醇或异噻唑啉酮中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的可生物降解的防锈型切削液的制备方法，其特征在于：所述的葵花籽油是经过硫化改性处理过的。
10.根据权利要求1所述的可生物降解的防锈型切削液的制备方法，其特征在于：所述的第1步中，还需要加入乙烯-醋酸乙烯共聚型高分子聚合物3～5份和/乙酸正丁酯2～4份。
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