CN106833853A - 水溶性切削液 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水溶性切削液，按照重量份包含以下组分：硼酸4%、十二碳二元酸1%、苯并三氮唑0.1%、三乙醇胺7%、一异丙醇胺4%、妥尔油6%、四聚蓖麻油酸3%、石油磺酸钠3%、矿物油36%、合成脂5%、铝缓蚀剂0.5%、MBM杀菌剂2%、乳化剂2%、水26.4%，其中，水溶性切削液的pH 值在 8.3～9.3 之间。本发明制得的水溶性切削液的pH 值控制在 8.3～9.3 之间，pH 值过高，在一定程度上造成皮肤过敏，pH 值过低，则会影响切削液的防锈能力和抗菌能力。MBM杀菌剂延长水溶性切削液使用寿命。配方简单，使用方便，应用于有色金 属时，提高了有色金属的抗氧化能力和防锈能力，延长了有色金属设备的使用寿命。

Description

水溶性切削液

技术领域

本发明涉及一种水溶性切削液。

背景技术

切削液是一种用在金属切削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，切削液由多种超强功能助剂经科学复合配伍而成，同时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、易稀释特点。克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的的毛病，对车床漆也无不良影响。

切削液按油品化学组成分为非水溶性 ( 油基 ) 液和水溶性 ( 水基 ) 液两大类。水基的切削液可分为乳化液、半合成切削液和全合成切削液。乳化型切削液润滑性能好，但在 冷却性、渗透性、稳定性上较差，使用周期短，排放时存在环保问题，不可生物降解，易产生 发霉、发臭等现象；水基合成切削液在性能上具有良好的冷却性、清洗性、稳定性，从环保、节约油料资源等方面具有积极的意义，是切削液发展的主流。目前一般的重负荷水溶性切削液在使用过程中在防锈性、油雾、气味等方面都存在欠缺。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种水溶性切削液。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案是：一种水溶性切削液，按照重量份包含以下组分：硼酸4%、十二碳二元酸1%、苯并三氮唑0.1%、三乙醇胺7%、一异丙醇胺4%、妥尔油6%、四聚蓖麻油酸3%、石油磺酸钠3%、矿物油36%、合成脂5%、铝缓蚀剂0.5%、MBM杀菌剂2%、乳化剂2%、水26.4%，其中，水溶性切削液的pH 值在 8.3～9.3 之间。

优选地，所述合成酯单酯为多元醇酯。

优选地，所述合成酯单酯选自单甘油酯、失水木糖醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单酯、甘油单 油酸酯、甘油单硬脂酸酯、C12 ～ 14 醇油酸酯、异构十三醇硬脂酸酯、PEG264、PEG 400、PEG 600、PEG 800、PEG 1000、油酸单酯、硬脂酸辛酯、辛醇辛酸酯、油酸异丙酯、油酸异丁酯、油 酸癸酯中的一种或数种的组合物。

优选地，所述乳化剂为椰子 油脂肪酸二乙醇酰胺 6501、烷基醇酰胺磷酸脂6503、吐温 10、吐温 20、吐温 40、吐温 60 和吐 温 80 中的至少一种。

优选地，所述的铝缓蚀剂为硅酸盐。

一种水溶性切削液的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：按重量份分别取硼酸4%、十二碳二元酸1%、苯并三氮唑0.1%、三乙醇胺7%、水10%，把水倒入电加热搪玻璃反应釜中，将取得的硼酸、十二碳二元酸、苯并三氮唑、三乙醇胺依次加入水中，边搅拌边加热，温度控制在 75℃，加入每一种组分后，均需混合均匀并溶解后再加入另一种组分，搅拌20分钟得混合物A，倒入容器中备用；

步骤二：按重量份分别取一异丙醇胺4%、妥尔油6%、四聚蓖麻油酸3%，并倒入电加热搪玻璃反应釜中，加热60℃，搅拌30-60分钟后向电加热搪玻璃反应釜加入混合物A，再搅拌20分钟，得混合物B ；

步骤三：按重量份分别取石油磺酸钠3%、矿物油36%、合成脂5%、铝缓蚀剂0.5%、MBM杀菌剂2%、乳化剂2%、水16.4%，依次加入混合物B中，搅拌60分钟，得成品。

本发明制得的切削液兑水稀释后使用，能用水按比例 (1∶5 ～ 1∶20) 稀释，稀释液具有优良的极压润滑性和防锈性，5％的稀释液其各项性能就均可达到或超过 SY1374-77 有关指标，单片防锈时间可达72 小时，远超标准。在部分难切削材料 ( 如钛合金、不锈钢等 ) 的加工和难加工工艺 ( 如钻孔、攻丝 ) 中，取代通常使用的切削油，节约能源、降低生产成本。

其中苯并三氮唑能够与铜、银等有色金属络合，形成稳定的螯合物，从而提高了有色金属的抗氧化能力，避免有色金属生锈，从而延长了其使用寿命。三乙醇胺的碱性比氨弱（pKa7.82），具有叔胺和醇的性质。与硼酸、十二碳二元酸反应高温时生成酯，与多种金属生成2－4个配位体的螯合物，保护金属表面，防止氧化生锈。通过添加三乙醇胺相对于传统水溶性切削液的防锈性更好。

妥尔油与常用的油酸相比乳化速度快、润滑性优越、清洗效果好并且有一定的抗泡作用，对硬水的适应范围宽，有良好的抗酸败性。一异丙醇胺与妥尔油的反应生成酯，具有优良的起泡性，泡沫稳定性和溶解油脂的能力。通过添加妥尔油后本发明的水溶性切削液消泡性好，使用时油雾极低，无刺激性气味。

水溶性切削液的pH 值控制在 8.3～9.3 之间，pH 值过高，在一定程度上造成皮肤过敏，pH 值过低，则会影响切削液的防锈能力和抗菌能力。MBM杀菌剂延长水溶性切削液使用寿命。配方简单，使用方便，应用于有色金 属时，提高了有色金属的抗氧化能力和防锈能力，延长了有色金属设备的使用寿命。

本发明的有益效果在于：水溶性切削液适用于钢、不锈钢、铬钢、铸铁的精磨、车、铣、钻孔、滚丝等加工，产品具有优良的润滑性、冷却性、清洗性、防锈性和消泡性能。可确保加工面的表面光洁度，广 泛适用于轴承等精密部件的精密磨削、切削加工，同时该产品具有突出的抗腐败性能，可长 时间循环使用，从而降低综合使用成本。 1、优异的润滑性能确保加工精度和刀具的使用寿命 ；

2、优异的防锈性能确保工件和昂贵的机床设备不被锈蚀，该产品主要特点是防锈时间长，经试验检测，防锈在正常空气湿度条件下长达 1 年以上 ；

3、极长的使用寿命，经试验检测，该产品工作液可连续使用 2 年，尽可能地减少废液的排放 ；

4、良好的废液处理性能，可按一般工业废水进行处理 ；

5、无异味不发臭。使用该配方制成的切削液无异味不发臭。

具体实施方式

本发明关于一种水溶性切削液，按照重量份包含以下组分：硼酸4%、十二碳二元酸1%、苯并三氮唑0.1%、三乙醇胺7%、一异丙醇胺4%、妥尔油6%、四聚蓖麻油酸3%、石油磺酸钠3%、矿物油36%、合成脂5%、铝缓蚀剂0.5%、MBM杀菌剂2%、乳化剂2%、水26.4%，其中，水溶性切削液的pH 值在 8.3～9.3 之间。

优选地，所述合成酯单酯为多元醇酯。

优选地，所述合成酯单酯选自单甘油酯、失水木糖醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单酯、甘油单 油酸酯、甘油单硬脂酸酯、C12 ～ 14 醇油酸酯、异构十三醇硬脂酸酯、PEG264、PEG 400、PEG 600、PEG 800、PEG 1000、油酸单酯、硬脂酸辛酯、辛醇辛酸酯、油酸异丙酯、油酸异丁酯、油 酸癸酯中的一种或数种的组合物。

优选地，所述乳化剂为椰子 油脂肪酸二乙醇酰胺 6501、烷基醇酰胺磷酸脂6503、吐温 10、吐温 20、吐温 40、吐温 60 和吐 温 80 中的至少一种。

优选地，所述的铝缓蚀剂为硅酸盐。

一种水溶性切削液的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：按重量份分别取硼酸4%、十二碳二元酸1%、苯并三氮唑0.1%、三乙醇胺7%、水10%，把水倒入电加热搪玻璃反应釜中，将取得的硼酸、十二碳二元酸、苯并三氮唑、三乙醇胺依次加入水中，边搅拌边加热，温度控制在 75℃，加入每一种组分后，均需混合均匀并溶解后再加入另一种组分，搅拌20分钟得混合物A，倒入容器中备用；

步骤二：按重量份分别取一异丙醇胺4%、妥尔油6%、四聚蓖麻油酸3%，并倒入电加热搪玻璃反应釜中，加热60℃，搅拌30-60分钟后向电加热搪玻璃反应釜加入混合物A，再搅拌20分钟，得混合物B ；

步骤三：按重量份分别取石油磺酸钠3%、矿物油36%、合成脂5%、铝缓蚀剂0.5%、MBM杀菌剂2%、乳化剂2%、水16.4%，依次加入混合物B中，搅拌60分钟，得成品。

本发明制得的切削液兑水稀释后使用，能用水按比例 (1∶5 ～ 1∶20) 稀释，稀释液具有优良的极压润滑性和防锈性，5％的稀释液其各项性能就均可达到或超过 SY1374-77 有关指标，单片防锈时间可达72 小时，远超标准。在部分难切削材料 ( 如钛合金、不锈钢等 ) 的加工和难加工工艺 ( 如钻孔、攻丝 ) 中，取代通常使用的切削油，节约能源、降低生产成本。

其中苯并三氮唑能够与铜、银等有色金属络合，形成稳定的螯合物，从而提高了有色金属的抗氧化能力，避免有色金属生锈，从而延长了其使用寿命。三乙醇胺的碱性比氨弱（pKa7.82），具有叔胺和醇的性质。与硼酸、十二碳二元酸反应高温时生成酯，与多种金属生成2－4个配位体的螯合物，保护金属表面，防止氧化生锈。通过添加三乙醇胺相对于传统水溶性切削液的防锈性更好。

妥尔油与常用的油酸相比乳化速度快、润滑性优越、清洗效果好并且有一定的抗泡作用，对硬水的适应范围宽，有良好的抗酸败性。一异丙醇胺与妥尔油的反应生成酯，具有优良的起泡性，泡沫稳定性和溶解油脂的能力。通过添加妥尔油后本发明的水溶性切削液消泡性好，使用时油雾极低，无刺激性气味。

水溶性切削液的pH 值控制在 8.3～9.3 之间，pH 值过高，在一定程度上造成皮肤过敏，pH 值过低，则会影响切削液的防锈能力和抗菌能力。MBM杀菌剂延长水溶性切削液使用寿命。配方简单，使用方便，应用于有色金 属时，提高了有色金属的抗氧化能力和防锈能力，延长了有色金属设备的使用寿命。

本发明的有益效果在于：水溶性切削液适用于钢、不锈钢、铬钢、铸铁的精磨、车、铣、钻孔、滚丝等加工，产品具有优良的润滑性、冷却性、清洗性、防锈性和消泡性能。可确保加工面的表面光洁度，广 泛适用于轴承等精密部件的精密磨削、切削加工，同时该产品具有突出的抗腐败性能，可长 时间循环使用，从而降低综合使用成本。

1、优异的润滑性能确保加工精度和刀具的使用寿命 ；

2、优异的防锈性能确保工件和昂贵的机床设备不被锈蚀，该产品主要特点是防锈时间长，经试验检测，防锈在正常空气湿度条件下长达 1 年以上 ；

3、极长的使用寿命，经试验检测，该产品工作液可连续使用 2 年，尽可能地减少废液的排放 ；

4、良好的废液处理性能，可按一般工业废水进行处理 ；

5、无异味不发臭。使用该配方制成的切削液无异味不发臭。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种水溶性切削液，其特征在于：按照重量份包含以下组分：硼酸4%、十二碳二元酸1%、苯并三氮唑0.1%、三乙醇胺7%、一异丙醇胺4%、妥尔油6%、四聚蓖麻油酸3%、石油磺酸钠3%、矿物油36%、合成脂5%、铝缓蚀剂0.5%、MBM杀菌剂2%、乳化剂2%、水26.4%，其中，水溶性切削液的pH 值在 8.3～9.3 之间。

2.根据权利要求1所述的一种水溶性切削液，其特征在于：所述合成酯单酯为多元醇酯。

3.根据权利要求1所述的一种水溶性切削液，其特征在于：所述合成酯单酯选自单甘油酯、失水木糖醇单硬脂酸酯、失水山梨醇单酯、甘油单油酸酯、甘油单硬脂酸酯、C12 ～ 14醇油酸酯、异构十三醇硬脂酸酯、PEG264、PEG 400、PEG 600、PEG 800、PEG 1000、油酸单酯、硬脂酸辛酯、辛醇辛酸酯、油酸异丙酯、油酸异丁酯、油酸癸酯中的一种或数种的组合物。

4.根据权利要求1所述的一种水溶性切削液，其特征在于：所述乳化剂为椰子油脂肪酸二乙醇酰胺 6501、烷基醇酰胺磷酸脂 6503、吐温 10、吐温 20、吐温 40、吐温 60 和吐温80 中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种水溶性切削液，其特征在于：所述的铝缓蚀剂为硅酸盐。

6.根据权利要求1所述的一种水溶性切削液的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：按重量份分别取硼酸4%、十二碳二元酸1%、苯并三氮唑0.1%、三乙醇胺7%、水10%，把水倒入电加热搪玻璃反应釜中，将取得的硼酸、十二碳二元酸、苯并三氮唑、三乙醇胺依次加入水中，边搅拌边加热，温度控制在 75℃，加入每一种组分后，均需混合均匀并溶解后再加入另一种组分，搅拌20分钟得混合物A，倒入容器中备用；

步骤二：按重量份分别取一异丙醇胺4%、妥尔油6%、四聚蓖麻油酸3%，并倒入电加热搪玻璃反应釜中，加热60℃，搅拌30-60分钟后向电加热搪玻璃反应釜加入混合物A，再搅拌20分钟，得混合物B ；

步骤三：按重量份分别取石油磺酸钠3%、矿物油36%、合成脂5%、铝缓蚀剂0.5%、MBM杀菌剂2%、乳化剂2%、水16.4%，依次加入混合物B中，搅拌60分钟，得成品。