CN104694241A

CN104694241A - 一种抗硬水的水溶性防锈切削液

Info

Publication number: CN104694241A
Application number: CN201510113883.1A
Authority: CN
Inventors: 王延飞; 胡雪平
Original assignee: Hunan Aurification Science And Technology Group Co Ltd
Current assignee: Hunan Aurification Science And Technology Group Co Ltd
Priority date: 2015-03-16
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2015-06-10

Abstract

本发明提供一种抗硬水的水溶性防锈切削液，涉及工业润滑液技术领域，其组分的重量配比为：组分A：16.5-25%，组分B：3.5-5%，组分C：2-3%，组分D：1-5%，组分E：0.2-2%，组分F：0.2-1%，组分G：0.75-3.5%，余量为水；组分A为聚乙二醇；组分B为乙二醇或丙三醇中的一种；组分C为硅酸钠、滑石粉、云母中的一种或任意两/三种的混合物；组分D为硼酸、硼砂、硼酸钾中的一种或任意两/三种的混合物；组分E为硬脂酸、硬脂酸铝、硬脂酸锌中的一种；组分F为水溶性纤维素、淀粉、黄原胶中的一种或任意两/三种的混合物；组分G为碳链长度为C_2-C₈的N-长碳链酰基氨基酸醇胺盐。该抗硬水的水溶性防锈切削液能够在极高硬度的水质中保持极长时间的防锈性能，具有极广的使用范围。

Description

一种抗硬水的水溶性防锈切削液

技术领域

本发明涉及工业润滑液技术领域，特别涉及一种抗硬水的水溶性防锈切削液。

背景技术

在金属切削加工过程中，刀具的前刀面与切屑之间以及刀具的后刀面与工件之间会发生剧烈摩擦，从而产生大量的摩擦热和变形热，容易导致刀具磨损、工件表面质量下降。为了减小切削阻力，降低切削温度并及时将热量传递出去，需要在刀具和工件之间注入切削液对刀具和工件进行冷却。切削液的合理选用，将有利于延长刀具的使用寿命、提高工件的表面光洁度，从而达到提高生产效率和工件质量、降低生产成本的目的。

实际使用过程中，切削液不但需要具有润滑和冷却作用，同时还应当兼顾防锈、清洗和抗微生物性能等。在机加工生产时，切削液一般需要用水进行稀释，此时，若配液用水硬度较大，而切削液抗硬水能力较差时，硬水中大量的钙、镁离子会与切削液中的防锈成分发生化学反应，使其析出、凝结并沉淀，导致切削液的防锈性能迅速下降甚至失效。因此，抗硬水稳定性是切削液的一个重要指标。尤其在我国的北方地区，水质硬度普遍较高，要求切削液具有良好的抗硬水能力，从而保证其防锈功能。

一般来说，水的硬度分为4个等级：软水:0-60ppm，稍硬水：60-120ppm，硬水：120-180ppm，极硬水：181ppm以上。GB/T 6144-2010中规定了对切削液的防锈性测试要求，目前，市面上大部分普通防锈切削液的抗硬水性能极限是在380-400ppm左右（即在硬度超过400ppm的水中，切削液的防锈功能不合格。需要说明的是，现今也有一些专用于镁、铝合金加工的切削液，这类切削液虽然抗硬水性能极好，但是其制造成本较高、售价非常昂贵，对于此类切削液，本发明不作描述和讨论），中国发明专利CN104152259公开了一种抗硬水的防锈蚀切削液，经检测，虽然该切削液抗硬水性能（具体检测结果可参考对比例）相比目前市面上大部分的普通切削液有了一定程度的改善，但是其效果仍旧不够理想，有待进一步提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种抗硬水的水溶性防锈切削液，该抗硬水的水溶性防锈切削液抗硬水性能极好、在极硬水中仍能保持良好的防锈性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种抗硬水的水溶性防锈切削润滑剂，其组分的重量配比为：组分A：16.5-25%，组分B：3.5-5%，组分C：2-3%，组分D：1-5%，组分E：0.2-2%，组分F：0.2-1%，组分G：0.75-3.5%，余量为水；

所述组分A为聚乙二醇；

所述组分B为乙二醇或丙三醇中的一种；

所述组分C为硅酸钠、滑石粉、云母中的一种或任意两/三种的混合物；

所述组分D为硼酸、硼砂、硼酸钾中的一种或任意两/三种的混合物；

所述组分E为硬脂酸、硬脂酸铝、硬脂酸锌中的一种；

所述组分F为水溶性纤维素、淀粉、黄原胶中的一种或任意两/三种的混合物；

所述组分G为碳链长度为C_2-C₈的N-长碳链酰基氨基酸醇胺盐。

优选的，所述组分的重量配比为：组分A ：21.6%，组分B：4.4%，组分C：3%，组D：3%，组分E：0.8%；组分F：0.6%，组分G：1%，余量为水；

所述组分D为硼酸；

所述组分E为硬脂酸；

所述组分G为N-辛酰天门冬氨酸三乙醇胺。

本发明取得的有益效果在于：本发明提供的抗硬水的水溶性防锈切削液经单片防锈试验测得，其在水质硬度600-1000pp、持续时间40-48小时的条件下，防锈效果仍可达到A级，相比现有技术中的切削液，其抗硬水性能得到了极大的提高，使用范围更广。

具体实施方式

作为本发明的一种实施方式，一种抗硬水的水溶性防锈切削润滑剂，其组分的重量配比为：组分A：16.5-25%，组分B：3.5-5%，组分C：2-3%，组分D：1-5%，组分E：0.2-2%，组分F：0.2-1%，组分G：0.75-3.5%，余量为水；

组分A为聚乙二醇；

组分B为乙二醇或丙三醇中的一种；

组分C为硅酸钠、滑石粉、云母中的一种或任意两/三种的混合物；

组分D为硼酸、硼砂、硼酸钾中的一种或任意两/三种的混合物；

组分E为硬脂酸、硬脂酸铝、硬脂酸锌中的一种；

组分F为水溶性纤维素、淀粉、黄原胶中的一种或任意两/三种的混合物；

组分G为碳链长度为C_2-C₈的N-长碳链酰基氨基酸醇胺盐。

优选的，该抗硬水的水溶性防锈切削液的各组分的重量的百分配比为：组分A ：21.6%，组分B：4.4%，组分C：3%，组D：3%，组分E：0.8%；组分F：0.6%，组分G：1%，余量为水；

组分D为硼酸；

组分E为硬脂酸；

组分G为N-辛酰天门冬氨酸三乙醇胺。

制备上述抗硬水的水溶性防锈切削液的方法包括以下步骤：

第一步：在常温和常压下，按照上述重量配比先往反应釜中加入水，然后加入组分E，充分搅拌30分钟；

第二步：按照上述重量配比依次往反应釜中加入组分A、组分B、组分C、组分D、组分F、组分G，在加入上述组分的同时不断搅拌，所有组分加入后再连续搅拌3小时，即可得到本发明的水溶性防锈切削液润滑剂。

需要提前说明的是，在本发明提供的抗硬水的水溶性防锈切削液中，组分A-F起的是润滑剂的作用，组分G起的是防锈剂的作用，在本发明中，组分B不管是选用乙二醇还是选用丙三醇，其对本发明在硬水条件下的防锈性能无明显影响；另外，无论组分C是选择硅酸钠、滑石粉、云母中的一种或任意两/三种的混合物，其对切削液的抗硬水性能影响很小，切削液能够承受的水质硬度以及在硬水中持续防锈的时间的差值都不大；同样的，无论组分D是选择硼酸、硼砂、硼酸钾中的一种还是上述两/三种的混合物、组分E是选择硬脂酸、硬脂酸铝、硬脂酸锌中的一种还是上述任意两种的混合物，其最终的抗硬水性能亦较为接近（虽然组分D选用硼酸、组分E选用硬脂酸时，切削液能够承受的水质硬度可提高7%左右，持续防锈时间可增长5%左右，但是这点差别相比本发明对现有技术改善的幅度，几乎可以忽略不计）；与组分B-E一样，组分F无论是选用水溶性纤维素、淀粉、黄原胶中的一种或任意两/三种物质的混合物、组分G无论选择何种碳链长度为C_2-C₈的N-长碳链酰基氨基酸醇胺盐，其对本发明最终的抗硬水性能的影响也是非常有限的。介于上述原因，为了简化表述，使实验结果便于对比，在本说明书的实施例部分只列举了选用乙二醇作为组分B、滑石粉作为组分C、硼酸作为组分D、硬脂酸作为组分E、水溶性纤维素作为组分F、N-辛酰天门冬氨酸三乙醇胺作为组分G的例子。

同时，为了进一步简化表述，使实验结果更便于观察、让本领域技术人员更清楚地了解到本发明对现有技术的改善，在本具体实施方式中只选取了中国发明专利CN104152259中公开的最优的实施例作为本发明的对比例。

下面结合实施例和对比例对本发明作进一步的说明，实施例提及的内容并非对本发明的限定。

实施例1：

首先，在常温和常压下，按照以下重量配比先往反应釜中加入水，然后加入组分E，充分搅拌30分钟；接着，按照以下重量配比依次往反应釜中加入组分A、组分B、组分C、组分D、组分F、组分G，在加入上述组分的同时不断搅拌，所有组分加入后再连续搅拌3小时，即可得到本实施例1的水溶性防锈切削液。

各组分的重量配比为：

组分A：16.5%，组分B：3.5%，组分C：2%，组分D：1%，组分E：0.2%，组分F：0.2%，组分G：0.75%，余量为水；

组分A为聚乙二醇；

组分B为乙二醇或；

组分C为滑石粉；

组分D为硼酸；

组分E为硬脂酸；

组分F为水溶性纤维素；

组分G为N-辛酰天门冬氨酸三乙醇胺。

此后，将得到的抗硬水的水溶性防锈切削液根据GB/T 6144-2010中的单片防锈试验要求测试其在不同硬度水质中的防锈性能，记录下测试过程中用到的水的水质硬度、持续防锈测试的时间及试验结果（试验结果达到A级的为合格，B-D级的为不合格，不合格的测试可不作记录）。

最终测得实施例1中的防锈切削液在硬度为660ppm水质中的可持续防锈时间为40h。

实施例2：

实施例2跟实施例1相比，只是各组分的重量配比有所改变，其他内容完全相同，实施例2的防锈切削液的各组分的重量配比如下：

组分A：25%，组分B：5%，组分C：3%，组分D：5%，组分E：2%，组分F：1%，组分G：3.5%，余量为水；

组分A为聚乙二醇；

组分B为乙二醇或；

组分C为滑石粉；

组分D为硼酸；

组分E为硬脂酸；

组分F为水溶性纤维素；

组分G为N-辛酰天门冬氨酸三乙醇胺。

将实施例2得到的防锈切削液根据GB/T 6144-2010中的单片防锈试验要求测试其在不同硬度水质中的防锈性能，记录下测试过程中用到的水的水质硬度、持续防锈测试的时间及试验结果（试验结果达到A级的为合格，B-D级的为不合格，不合格的测试可不作记录）。

最终测得实施例2中的防锈切削液在硬度为800ppm水质中的可持续防锈时间为48h。

实施例3：

实施例3跟实施例1和2相比，只是各组分的重量配比有所改变，其他内容完全相同，实施例3的各组分的重量配比如下：

组分A ：21.6%，组分B：4.4%，组分C：3%，组D：3%，组分E：0.8%；组分F：0.6%，组分G：1%，余量为水；

组分D为硼酸；

组分E为硬脂酸；

组分G为N-辛酰天门冬氨酸三乙醇胺。

将实施例3得到的防锈切削液根据GB/T 6144-2010中的单片防锈试验要求测试其在不同硬度水质中的防锈性能，记录下测试过程中用到的水的水质硬度、持续防锈测试的时间及试验结果（试验结果达到A级的为合格，B-D级的为不合格，不合格的测试可不作记录）。

最终测得实施例3中的防锈切削液在硬度为1000ppm水质中的可持续防锈时间为45h。

对比例1：

本对比例1为中国发明专利CN104152259优选实施例中公开的防锈蚀切削液，其各组分的重量配比为：石油磺酸钠6.5份，三乙醇胺5份，三氯乙烯7份，羧乙基纤维素2.8份，单乙醇胺5.5份，硼酸盐8份，磷酸酯2份，三羟甲基丙烷5份，水30份。

将对比例1得到的防锈蚀切削液根据GB/T 6144-2010中的单片防锈试验要求测试其在不同硬度水质中的防锈性能，记录下测试过程中用到的水的水质硬度、持续防锈测试的时间及试验结果（试验结果达到A级的为合格，B-D级的为不合格）。

最终测得该对比例1中的防锈蚀切削液在硬度为500ppm水质中的可持续防锈时间为24h，当水质硬度超过500ppm时，其防锈测试结果不合格。

通过对比上述实验结果可以得出，本发明提供的抗硬水的水溶性防锈切削液与现有技术中的防锈蚀切削液相比，其所能承受的水质硬度更高，且持续防锈时间也大大地增长，防锈切削液的抗硬水性能取得了极为明显的提高，极大地扩展了切削液的使用范围。

上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

最后，应该强调的是，为了让本领域普通技术人员更方便地理解本发明相对于现有技术的改进之处，本发明的一些描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本发明的内容。

Claims

1.一种抗硬水的水溶性防锈切削润滑剂，其组分的重量配比为：组分A：16.5-25%，组分B：3.5-5%，组分C：2-3%，组分D：1-5%，组分E：0.2-2%，组分F：0.2-1%，组分G：0.75-3.5%，余量为水；

所述组分A为聚乙二醇；

所述组分B为乙二醇或丙三醇中的一种；

所述组分E为硬脂酸、硬脂酸铝、硬脂酸锌中的一种；

2.根据权利要求1所述的抗硬水的水溶性防锈切削液，其特征在于：各组分的重量配比为：组分A ：21.6%，组分B：4.4%，组分C：3%，组D：3%，组分E：0.8%；组分F：0.6%，组分G：1%，余量为水；

所述组分D为硼酸；

所述组分E为硬脂酸；

所述组分G为N-辛酰天门冬氨酸三乙醇胺。