CN104694242A - 一种具有防锈功能的水基金属切削液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有防锈功能的水基金属切削液，其创新点在于：以重量份数计，由以下组分组成：磷脂酸12～18份、无水乙醇5～12份、乳化剂10～20份、十二烯基丁二酸2.2～2.8份、脂肪醇聚氧乙烯醚10～15份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺15～20份、椰油胺聚氧乙烯醚8～16份、合成防锈剂12～15份、消泡剂1～4份、苯骈三氮唑0.5～1.5份、余量水。具有良好的抗磨性、较好的抗硬水性、优良的抗静电性、化学稳定性及抗微生物特性，对多种切削方式及工件材料的具有广泛通用性，不仅具有良好的润滑性、高防锈性、高抗菌能力和高稳定性，使用寿命长，而且对环境无污染，对人体无伤害，全面满足了一些高难度加工对切削的需求。

Description

一种具有防锈功能的水基金属切削液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种具有防锈功能的水基金属切削液，本发明还涉及一种具有防锈功能的水基金属切削液的制备方法，属于金属切削加工冷却保护技术领域。

背景技术

目前，切削液的品种繁多，作用各异，但总的概括为两大类，油基型切削液和水基型切削液，油基型切削液由于其冷却效果差，正在高速和重切削条件下会产生烟雾，严重污染环境；而且油基型切削液在使用时容易着火，使用存在不安全性，能源浪费严重，所以已经不能满足绿色制造的要求，而水基型切削液由于其冷却效果好，防火性能好等多项优点，其发展很快。

此外，实际工作中也要求切削液有一定的防锈能力，防止环境介质及残存切削液中的油泥等腐蚀性物质对金属产生侵蚀，由于传统的水基切削液中有时需要加入多种防锈添加剂，这些添加剂之间可以改善切削液本身的防锈性能，例如将不同比例的葵二酸三乙醇胺与苯并三氮唑进行复合后，都能提高一定的防锈性能，但是效果不佳。

还有，传统的水基切削液由于其自身的防锈性和稳定、以及环境保护的方面存在着明显的滞后性，不利于现代切削加工技术的发展，且水基型切削液的废液却是严重的污染源，如何把水基切削液对环境的危害降到最低限定是极其重要而又不易解决的难题。因此随意迅速开发和应用新型的水基型切削液，已经是本领域的技术人员急需解决的难题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种具有防锈功能的水基金属切削液及其制备方法，具有良好的抗磨性、较好的抗硬水性、优良的抗静电性、化学稳定性及抗微生物特性，对多种切削方式及工件材料的具有广泛通用性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种具有防锈功能的水基金属切削液，其创新点在于：以重量份数计，由以下组分组成：磷脂酸12～18份、无水乙醇5～12份、乳化剂10～20份、十二烯基丁二酸2.2～2.8份、脂肪醇聚氧乙烯醚10～15份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺15～20份、椰油胺聚氧乙烯醚8～16份、合成防锈剂12～15份、消泡剂1～4份、苯骈三氮唑0.5～1.5份、余量水。

进一步的，以重量份数计，由以下组分组成：磷脂酸14～16份、无水乙醇8～10份、乳化剂13～18份、十二烯基丁二酸2.4～2.6份、脂肪醇聚氧乙烯醚12～14份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺16～18份、椰油胺聚氧乙烯醚10～13份、合成防锈剂12～14份、消泡剂2～4份、苯骈三氮唑0.8～1.2份、余量水。

进一步的，以重量份数计，由以下组分组成：磷脂酸15份、无水乙醇9份、乳化剂16份、十二烯基丁二酸2.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚13份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺17份、椰油胺聚氧乙烯醚12份、合成防锈剂13份、消泡剂3份、苯骈三氮唑1.1份、余量水。

进一步的，所述合成防锈剂包括以下质量分数含量的成分：纯碱2.5～4%，磷酸三钠1.2～2.1%，三聚磷酸钠3.5～4.7%，水余量。

进一步的，还包括4.5～5.5重量份的成膜剂，该成膜剂由以下重量份的原料制得：蓖麻油酸3～4份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇2～3份、硅烷偶联剂KH5501.5～2.5份、山梨糖醇单油酸酯5～8份、丙烯腈3～4份。

本发明的另一个目的是提供一种具有防锈功能的水基金属切削液的制备方法，其创新点在于：具体包括以下步骤：

（1）将配比量的磷脂酸、无水乙醇、乳化剂、十二烯基丁二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、椰油胺聚氧乙烯醚以及配比量40～60%的水混合，加热至130～140℃，搅拌反应20～30min；

（2）将配比量的合成防锈剂、消泡剂、苯骈三氮唑、成膜剂和剩余配比量的水混合，加热至100～110℃，搅拌反应10～15min；

（3）将步骤（1）、（2）中的两者物料混合，加热至70～90℃，搅拌1～2h，即可。

 本发明的有益效果如下：

（1）本发明的具有防锈功能的水基金属切削液，包括配比量的磷脂酸、无水乙醇、乳化剂、十二烯基丁二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、椰油胺聚氧乙烯醚、合成防锈剂、消泡剂、苯骈三氮唑、成膜剂和水，具有良好的抗磨性、较好的抗硬水性、优良的抗静电性、化学稳定性及抗微生物特性，对多种切削方式及工件材料的具有广泛通用性。

（2）本发明的具有防锈功能的水基金属切削液，选择如下成分及配比：磷脂酸14～16份、无水乙醇8～10份、乳化剂13～18份、十二烯基丁二酸2.4～2.6份、脂肪醇聚氧乙烯醚12～14份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺16～18份、椰油胺聚氧乙烯醚10～13份、合成防锈剂12～14份、消泡剂2～4份、苯骈三氮唑0.8～1.2份、余量水，如此恰好的配比，使得产品不仅具有良好的润滑性、高防锈性、高抗菌能力和高稳定性，使用寿命长，而且对环境无污染，对人体无伤害，全面满足了一些高难度加工对切削的需求。

（3）本发明的具有防锈功能的水基金属切削液，选择如下成分及配比：磷脂酸15份、无水乙醇9份、乳化剂16份、十二烯基丁二酸2.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚13份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺17份、椰油胺聚氧乙烯醚12份、合成防锈剂13份、消泡剂3份、苯骈三氮唑1.1份、余量水，可以更加充分发挥水基金属切削液的功效的同时，其加工性能和环保性能最优。

（4）本发明的具有防锈功能的水基金属切削液，选用的合成防锈剂包括以下质量分数含量的成分：纯碱2.5～4%，磷酸三钠1.2～2.1%，三聚磷酸钠3.5～4.7%，水余量，这种防锈剂无毒无味，对操作人员皮肤无不良刺激，对人体无害，并且保护刀具，延长刀具的使用寿命，加工工件及刀具在7天之内不会生锈。

（5）本发明的具有防锈功能的水基金属切削液，成膜剂选用蓖麻油酸3～4份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇2～3份、硅烷偶联剂KH5501.5～2.5份、山梨糖醇单油酸酯5～8份、丙烯腈3～4份为组成原料，生成的保护膜致密且保存时间长，可以延长加工工件及刀具在10天之内不会生锈。

（6）本发明的具有防锈功能的水基金属切削液的制备方法，操作方便简单，制备条件温和，制备时间短，同时也更加实用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。

实施例1

    一种具有防锈功能的水基金属切削液，以重量份数计，由以下组分组成：磷脂酸12份、无水乙醇5份、乳化剂10份、十二烯基丁二酸2.2份、脂肪醇聚氧乙烯醚10份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺15份、椰油胺聚氧乙烯醚8份、合成防锈剂12份、消泡剂1份、苯骈三氮唑0.5份、余量水。

    其中，合成防锈剂包括以下质量分数含量的成分：纯碱2.5%，磷酸三钠1.2%，三聚磷酸钠3.5%，水余量。

上述水基金属切削液的制备方法具体包括以下步骤：

（1）将配比量的磷脂酸、无水乙醇、乳化剂、十二烯基丁二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、椰油胺聚氧乙烯醚以及配比量400%的水混合，加热至130℃，搅拌反应20min；

（2）将配比量的合成防锈剂、消泡剂、苯骈三氮唑和剩余配比量的水混合，加热至1000℃，搅拌反应10min；

（3）将步骤（1）、（2）中的两者物料混合，加热至70℃，搅拌1h，即可。

实施例2

本实施例的防锈功能的水基金属切削液，以重量份数计，由以下组分组成：磷脂酸16份、无水乙醇10份、乳化剂18份、十二烯基丁二酸2.6份、脂肪醇聚氧乙烯醚14份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺18份、椰油胺聚氧乙烯醚13份、合成防锈剂14份、消泡剂4份、苯骈三氮唑1.2份、余量水。

    其中，合成防锈剂包括以下质量分数含量的成分：纯碱4%，磷酸三钠2.1%，三聚磷酸钠4.7%，水余量。

上述水基金属切削液的制备方法具体包括以下步骤：

（1）将配比量的磷脂酸、无水乙醇、乳化剂、十二烯基丁二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、椰油胺聚氧乙烯醚以及配比量60%的水混合，加热至140℃，搅拌反应30min；

（2）将配比量的合成防锈剂、消泡剂、苯骈三氮唑和剩余配比量的水混合，加热至110℃，搅拌反应15min；

（3）将步骤（1）、（2）中的两者物料混合，加热至90℃，搅拌2h，即可。

实施例3

本实施例的防锈功能的水基金属切削液，以重量份数计，由以下组分组成：磷脂酸15份、无水乙醇9份、乳化剂16份、十二烯基丁二酸2.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚13份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺17份、椰油胺聚氧乙烯醚12份、合成防锈剂13份、消泡剂3份、苯骈三氮唑1.1份、余量水。

    其中，合成防锈剂包括以下质量分数含量的成分：纯碱3%，磷酸三钠1.7%，三聚磷酸钠3.9%，水余量。

上述水基金属切削液的制备方法具体包括以下步骤：

（1）将配比量的磷脂酸、无水乙醇、乳化剂、十二烯基丁二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、椰油胺聚氧乙烯醚以及配比量50%的水混合，加热至135℃，搅拌反应25min；

（2）将配比量的合成防锈剂、消泡剂、苯骈三氮唑和剩余配比量的水混合，加热至105℃，搅拌反应12min；

（3）将步骤（1）、（2）中的两者物料混合，加热至80℃，搅拌1.5h，即可。

实施例4

在实施例1、2或3的基础上，本实施例还包括5重量份的成膜剂，该成膜剂由以下重量份的原料制得：蓖麻油酸3.5份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇2.5份、2份硅烷偶联剂KH550、山梨糖醇单油酸酯7份、丙烯腈3.5份。

上述水基金属切削液的制备方法具体包括以下步骤：

（1）将配比量的磷脂酸、无水乙醇、乳化剂、十二烯基丁二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、椰油胺聚氧乙烯醚以及配比量53%的水混合，加热至135℃，搅拌反应25min；

（2）将配比量的合成防锈剂、消泡剂、苯骈三氮唑、成膜剂和剩余配比量的水混合，加热至105℃，搅拌反应15min；

（3）将步骤（1）、（2）中的两者物料混合，加热至90℃，搅拌2h，即可。

将实施例1、2、3、4中形成的水基金属切削液，进行性能试验测试，测试结果如下：

    从上表可以看出，实施例4中的水基金属切削液性能最佳。

     以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种具有防锈功能的水基金属切削液，其特征在于：以重量份数计，由以下组分组成：磷脂酸12～18份、无水乙醇5～12份、乳化剂10～20份、十二烯基丁二酸2.2～2.8份、脂肪醇聚氧乙烯醚10～15份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺15～20份、椰油胺聚氧乙烯醚8～16份、合成防锈剂12～15份、消泡剂1～4份、苯骈三氮唑0.5～1.5份、余量水。

2.根据权利要求1所述的具有防锈功能的水基金属切削液，其特征在于：以重量份数计，由以下组分组成：磷脂酸14～16份、无水乙醇8～10份、乳化剂13～18份、十二烯基丁二酸2.4～2.6份、脂肪醇聚氧乙烯醚12～14份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺16～18份、椰油胺聚氧乙烯醚10～13份、合成防锈剂12～14份、消泡剂2～4份、苯骈三氮唑0.8～1.2份、余量水。

3.根据权利要求1所述的具有防锈功能的水基金属切削液，其特征在于：以重量份数计，由以下组分组成：磷脂酸15份、无水乙醇9份、乳化剂16份、十二烯基丁二酸2.5份、脂肪醇聚氧乙烯醚13份、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺17份、椰油胺聚氧乙烯醚12份、合成防锈剂13份、消泡剂3份、苯骈三氮唑1.1份、余量水。

4.根据权利要求1所述的具有防锈功能的水基金属切削液，其特征在于：所述合成防锈剂包括以下质量分数含量的成分：纯碱2.5～4%，磷酸三钠1.2～2.1%，三聚磷酸钠3.5～4.7%，水余量。

5.根据权利要求1所述的具有防锈功能的水基金属切削液，其特征在于：还包括4.5～5.5重量份的成膜剂，该成膜剂由以下重量份的原料制得：蓖麻油酸3～4份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇2～3份、硅烷偶联剂KH5501.5～2.5份、山梨糖醇单油酸酯5～8份、丙烯腈3～4份。

6.一种权利要求1所述的具有防锈功能的水基金属切削液的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

（1）将配比量的磷脂酸、无水乙醇、乳化剂、十二烯基丁二酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺、椰油胺聚氧乙烯醚以及配比量40～60%的水混合，加热至130～140℃，搅拌反应20～30min；

（2）将配比量的合成防锈剂、消泡剂、苯骈三氮唑、成膜剂和剩余配比量的水混合，加热至100～110℃，搅拌反应10～15min；

（3）将步骤（1）、（2）中的两者物料混合，加热至70～90℃，搅拌1～2h，即可。