CN107384564A - 一种数控机床切削液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种数控机床切削液及其制备方法，所述数控机床切削液包括以下按重量份计的原料：改性植物油5‑15份，溶剂9‑18份，有机羧酸酰胺6‑10份，乙醇胺5‑8份，缓蚀功能的钠盐6‑15份，缓蚀剂7‑13份，表面活性剂4‑7份，油酸三乙醇胺5‑10份，乳化硅油0.1‑0.5份，乙二胺四乙酸二钠0.02‑0.05份，防腐剂0.8‑1.2份，去离子水30‑40份。本发明环保又具有优异的冷却、润滑、清洗、极压和防腐性能，具有极高的物理稳定性和抗硬水性，尤其适用于数控机床的金属加工。

Description

一种数控机床切削液及其制备方法
技术领域
本发明涉及数控机床技术领域，具体涉及一种数控机床切削液及其制备方法。
背景技术
切削液是数控机床加工的重要的配套材料。使用金属切削液的目的就是降低切削力及刀具与工件之间的摩擦，及时带走切削区内产生的热量以降低切削温度，减少刀具磨损，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，达到最佳经济效果。因此，使用切削液是提高加工质量和降低加工成本的重要措施。
切削液具有冷却、润滑、清洗和防锈四种主要功能。近年来，由于切削技术的不断提高，先进切削机床的不断涌现，刀具和工件材料的发展，推动了切削液品种的更新换代，还要求切削液具有以下功能：抗腐蚀性、抗腐败性、水质适应性、油漆适应性、稳定性、安全性、低毒性、无刺激性气味、消泡性、排放处理简便和废液处理简便。尤其是近年来环境保护和人类健康日益成为全社会关注的焦点，而切削液会对环境和人体造成污染和损坏，因此切削液的使用和废液处理已受到环保法规日益严格的制约。传统的油基切削液防锈性、稳定性、冷却性及环保等方面已明显滞后于现代切削加工技术的发展，开始向无公害或低公害的水基切削液发展。
此外，我国金属加工业目前所广泛使用的金属切削液，主要是乳化油产品，此类产品中其含量的80份以上为矿物油，加水后成为乳状，并有一定粘稠度的液体。金属切削液属于高能耗产品，需要耗用大量的石油产品资源。而且在使用过程中存在如下问题：1、金属切削液容易附着在机床以及加工件表面，极难清洗，容易污染工作环境，环保性能较差；2、金属切削液所含的乳化油会对人体皮肤造成一定损害；3、金属切削液使用周期短，需要经常更换新液，造成较大浪费；4、金属切削液适用范围较窄，许多金属加工方式不适用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的问题，提供一种数控机床切削液及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种数控机床切削液，所述数控机床切削液包括以下按重量份计的原料：
改性植物油5-15份，溶剂9-18份，有机羧酸酰胺6-10份，乙醇胺5-8份，缓蚀功能的钠盐6-15份，缓蚀剂7-13份，表面活性剂4-7份，油酸三乙醇胺5-10份，乳化硅油0.1-0.5份，乙二胺四乙酸二钠0.02-0.05份，防腐剂0.8-1.2份，去离子水30-40份；
所述改性植物油是指植物油经皂化反应后，再用醇和钛酸四丁酯改性后的水溶性物质。
进一步地，所述数控机床切削液包括以下按重量份计的原料：
改性植物油10份，溶剂15份，有机羧酸酰胺8份，乙醇胺7份，缓蚀功能的钠盐7份，缓蚀剂10份，表面活性剂6份，油酸三乙醇胺8份，乳化硅油0.3份，乙二胺四乙酸二钠0.04份，防腐剂0.8份，去离子水33份。
进一步地，所述改性植物油是指植物油经皂化反应后，再与醇、钛酸四丁酯混合，在50℃下反应，反应完毕分离剩余的醇后得到的改性植物油。
进一步地，所述乙醇胺选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或多种。
进一步地，所述溶剂包括如下按重量份计的原料：聚乙二醇5-8份，乙二醇2-5份和乙二醇丁醚2-5份。
进一步地，所述缓蚀功能的钠盐选自磷酸三钠、钼酸钠和苯甲酸钠中的一种或多种。
进一步地，所述缓蚀剂由油酸三乙皂和石油磺酸钠按5：3的质量比混合制成。
一种数控机床切削液的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例称取改性植物油5-15份，溶剂9-18份，有机羧酸酰胺6-10份，乙醇胺5-8份，缓蚀功能的钠盐6-15份，缓蚀剂7-13份，表面活性剂4-7份，油酸三乙醇胺5-10份，乳化硅油0.1-0.5份，乙二胺四乙酸二钠0.02-0.05份，防腐剂0.8-1.2份和去离子水30-40份，备用；
（2）在装有回流冷凝器、搅拌器、温度计和加料漏斗的反应釜中加入去离子水，升温至80-90℃，加入表面活性剂，升温至85-95℃，搅拌10分钟；
（3）加入溶剂，升温至85-95℃，搅拌10-20分钟；
（4）在85-95℃温度并搅拌条件下，加入改性植物油和溶剂，保持85-95℃反应25-35分钟；
（5）在85-95℃温度并搅拌条件下，加入油酸三乙醇胺，保持85-95℃反应25-35分钟；
（6）反应釜内降温至40-50℃，加入剩余各项原料，保持40-50℃，充分搅拌40-50分钟后，用200目滤网过滤出料，即得到本发明切削液成品。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
本发明切削液以多种表面活性剂，不饱和脂，多种化学原料和助剂为主要成分，通过有机合成反应制成，具有优异的冷却、润滑、清洗、极压和防腐性能，具有极高的物理稳定性和抗硬水性，尤其适用于数控机床的金属加工。
本发明切削液具有极高的物理稳定性，表面张力低，具有极好的润滑作用，加水后为透明或半透明液体，不易滋生细菌，使机床和工作场地等操作环境无污垢，不污染环境，加工后的工件表面清洁，不需再次清洗，较大地降低了使用费用。
本发明切削液无毒，无害，无污染，对人体无伤害，对金属表面无腐蚀，对数控机床有较好的润滑作用，长时间使用无异味，不变质，使用寿命比普通乳化油长4-6倍，使用本切削液加工的工件自然干燥后其表面的防锈时间达到55天以上；在金属加工过程中可有效降低切削温度，减少工件和刀具的热变型，增强刀具的耐用度，提高工件的加工精度和表面光洁度，还可成功去除切削中的碎渣和油污物在工件表面和刀具上的粘附，使其渗入到碎渣和油污粘附的界面上将其分离，并随切削液带走。
本发明为水基切削液，不含矿物油，采用了植物油，相对矿物油更加容易降解，功能强大，适用范围广阔，配方新颖，采用有机合成反应工艺制备，制备出既节能环保又具有冷却、润滑、清洗、极压、防锈等功能的金属切削液。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种数控机床切削液，所述数控机床切削液包括以下按重量份计的原料：
改性植物油5份，溶剂9份，有机羧酸酰胺6份，乙醇胺5份，缓蚀功能的钠盐6份，缓蚀剂7份，表面活性剂4份，油酸三乙醇胺5份，乳化硅油0.1份，乙二胺四乙酸二钠0.02份，防腐剂0.8份，去离子水30份；
所述改性植物油是指植物油经皂化反应后，再用醇和钛酸四丁酯改性后的水溶性物质。
所述改性植物油是指植物油经皂化反应后，再与醇、钛酸四丁酯混合，在50℃下反应，反应完毕分离剩余的醇后得到的改性植物油。
所述乙醇胺选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或多种。
所述溶剂包括如下按重量份计的原料：聚乙二醇5份，乙二醇2份和乙二醇丁醚2份。
所述缓蚀功能的钠盐选自磷酸三钠、钼酸钠和苯甲酸钠中的一种或多种。
所述缓蚀剂由油酸三乙皂和石油磺酸钠按5：3的质量比混合制成。
一种数控机床切削液的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例称取改性植物油5份，溶剂9份，有机羧酸酰胺6份，乙醇胺5份，缓蚀功能的钠盐6份，缓蚀剂7份，表面活性剂4份，油酸三乙醇胺5份，乳化硅油0.1份，乙二胺四乙酸二钠0.02份，防腐剂0.8份，去离子水30份，备用；
（2）在装有回流冷凝器、搅拌器、温度计和加料漏斗的反应釜中加入去离子水，升温至80℃，加入表面活性剂，升温至85℃，搅拌10分钟；
（3）加入溶剂，升温至85℃，搅拌10分钟；
（4）在85℃温度并搅拌条件下，加入改性植物油和溶剂，保持85℃反应25分钟；
（5）在85℃温度并搅拌条件下，加入油酸三乙醇胺，保持85℃反应25分钟；
（6）反应釜内降温至40℃，加入剩余各项原料，保持40℃，充分搅拌40分钟后，用200目滤网过滤出料，即得到本发明切削液成品。
实施例2
一种数控机床切削液，所述数控机床切削液包括以下按重量份计的原料：
改性植物油15份，溶剂18份，有机羧酸酰胺10份，乙醇胺8份，缓蚀功能的钠盐15份，缓蚀剂13份，表面活性剂7份，油酸三乙醇胺10份，乳化硅油0.5份，乙二胺四乙酸二钠0.05份，防腐剂1.2份，去离子水40份；
所述改性植物油是指植物油经皂化反应后，再用醇和钛酸四丁酯改性后的水溶性物质。
所述改性植物油是指植物油经皂化反应后，再与醇、钛酸四丁酯混合，在50℃下反应，反应完毕分离剩余的醇后得到的改性植物油。
所述乙醇胺选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或多种。
所述溶剂包括如下按重量份计的原料：聚乙二醇8份，乙二醇5份和乙二醇丁醚5份。
所述缓蚀功能的钠盐选自磷酸三钠、钼酸钠和苯甲酸钠中的一种或多种。
所述缓蚀剂由油酸三乙皂和石油磺酸钠按5：3的质量比混合制成。
一种数控机床切削液的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例称取改性植物油15份，溶剂18份，有机羧酸酰胺10份，乙醇胺8份，缓蚀功能的钠盐15份，缓蚀剂13份，表面活性剂7份，油酸三乙醇胺10份，乳化硅油0.5份，乙二胺四乙酸二钠0.05份，防腐剂1.2份，去离子水40份，备用；
（2）在装有回流冷凝器、搅拌器、温度计和加料漏斗的反应釜中加入去离子水，升温至90℃，加入表面活性剂，升温至95℃，搅拌10分钟；
（3）加入溶剂，升温至95℃，搅拌20分钟；
（4）在95℃温度并搅拌条件下，加入改性植物油和溶剂，保持95℃反应35分钟；
（5）在95℃温度并搅拌条件下，加入油酸三乙醇胺，保持95℃反应35分钟；
（6）反应釜内降温至50℃，加入剩余各项原料，保持50℃，充分搅拌50分钟后，用200目滤网过滤出料，即得到本发明切削液成品。
实施例3
一种数控机床切削液，所述数控机床切削液包括以下按重量份计的原料：
改性植物油10份，溶剂15份，有机羧酸酰胺8份，乙醇胺7份，缓蚀功能的钠盐7份，缓蚀剂10份，表面活性剂6份，油酸三乙醇胺8份，乳化硅油0.3份，乙二胺四乙酸二钠0.04份，防腐剂0.8份，去离子水33份；
所述改性植物油是指植物油经皂化反应后，再用醇和钛酸四丁酯改性后的水溶性物质。
所述改性植物油是指植物油经皂化反应后，再与醇、钛酸四丁酯混合，在50℃下反应，反应完毕分离剩余的醇后得到的改性植物油。
所述乙醇胺选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或多种。
所述溶剂包括如下按重量份计的原料：聚乙二醇7份，乙二醇4份和乙二醇丁醚3份。
所述缓蚀功能的钠盐选自磷酸三钠、钼酸钠和苯甲酸钠中的一种或多种。
所述缓蚀剂由油酸三乙皂和石油磺酸钠按5：3的质量比混合制成。
一种数控机床切削液的制备方法，包括以下步骤：
（1）按比例称取改性植物油10份，溶剂15份，有机羧酸酰胺8份，乙醇胺7份，缓蚀功能的钠盐7份，缓蚀剂10份，表面活性剂6份，油酸三乙醇胺8份，乳化硅油0.3份，乙二胺四乙酸二钠0.04份，防腐剂0.8份，去离子水33份，备用；
（2）在装有回流冷凝器、搅拌器、温度计和加料漏斗的反应釜中加入去离子水，升温至85℃，加入表面活性剂，升温至90℃，搅拌10分钟；
（3）加入溶剂，升温至90℃，搅拌16分钟；
（4）在90℃温度并搅拌条件下，加入改性植物油和溶剂，保持90℃反应30分钟；
（5）在90℃温度并搅拌条件下，加入油酸三乙醇胺，保持90℃反应30分钟；
（6）反应釜内降温至45℃，加入剩余各项原料，保持45℃，充分搅拌45分钟后，用200目滤网过滤出料，即得到本发明切削液成品。
本发明切削液以多种表面活性剂，不饱和脂，多种化学原料和助剂为主要成分，通过有机合成反应制成，具有优异的冷却、润滑、清洗、极压和防腐性能，具有极高的物理稳定性和抗硬水性，尤其适用于数控机床的金属加工。
本发明切削液具有极高的物理稳定性，表面张力低，具有极好的润滑作用，加水后为透明或半透明液体，不易滋生细菌，使机床和工作场地等操作环境无污垢，不污染环境，加工后的工件表面清洁，不需再次清洗，较大地降低了使用费用。
本发明切削液无毒，无害，无污染，对人体无伤害，对金属表面无腐蚀，对数控机床有较好的润滑作用，长时间使用无异味，不变质，使用寿命比普通乳化油长4-6倍，使用本切削液加工的工件自然干燥后其表面的防锈时间达到55天以上；在金属加工过程中可有效降低切削温度，减少工件和刀具的热变型，增强刀具的耐用度，提高工件的加工精度和表面光洁度，还可成功去除切削中的碎渣和油污物在工件表面和刀具上的粘附，使其渗入到碎渣和油污粘附的界面上将其分离，并随切削液带走。
本发明为水基切削液，不含矿物油，采用了植物油，相对矿物油更加容易降解，功能强大，适用范围广阔，配方新颖，采用有机合成反应工艺制备，制备出既节能环保又具有冷却、润滑、清洗、极压、防锈等功能的金属切削液。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种数控机床切削液，其特征在于，所述数控机床切削液包括以下按重量份计的原料：
改性植物油5-15份，溶剂9-18份，有机羧酸酰胺6-10份，乙醇胺5-8份，缓蚀功能的钠盐6-15份，缓蚀剂7-13份，表面活性剂4-7份，油酸三乙醇胺5-10份，乳化硅油0.1-0.5份，乙二胺四乙酸二钠0.02-0.05份，防腐剂0.8-1.2份，去离子水30-40份；
所述改性植物油是指植物油经皂化反应后，再用醇和钛酸四丁酯改性后的水溶性物质。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床切削液，其特征在于，所述数控机床切削液包括以下按重量份计的原料：
改性植物油10份，溶剂15份，有机羧酸酰胺8份，乙醇胺7份，缓蚀功能的钠盐7份，缓蚀剂10份，表面活性剂6份，油酸三乙醇胺8份，乳化硅油0.3份，乙二胺四乙酸二钠0.04份，防腐剂0.8份，去离子水33份。
3.根据权利要求1所述的一种数控机床切削液，其特征在于，所述改性植物油是指植物油经皂化反应后，再与醇、钛酸四丁酯混合，在50℃下反应，反应完毕分离剩余的醇后得到的改性植物油。
4.根据权利要求1所述的一种数控机床切削液，其特征在于，所述乙醇胺选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种数控机床切削液，其特征在于，所述溶剂包括如下按重量份计的原料：聚乙二醇5-8份，乙二醇2-5份和乙二醇丁醚2-5份。
6.根据权利要求1所述的一种数控机床切削液，其特征在于，所述缓蚀功能的钠盐选自磷酸三钠、钼酸钠和苯甲酸钠中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的一种数控机床切削液，其特征在于，所述缓蚀剂由油酸三乙皂和石油磺酸钠按5：3的质量比混合制成。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的数控机床切削液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）按比例称取改性植物油5-15份，溶剂9-18份，有机羧酸酰胺6-10份，乙醇胺5-8份，缓蚀功能的钠盐6-15份，缓蚀剂7-13份，表面活性剂4-7份，油酸三乙醇胺5-10份，乳化硅油0.1-0.5份，乙二胺四乙酸二钠0.02-0.05份，防腐剂0.8-1.2份和去离子水30-40份，备用；
（2）在装有回流冷凝器、搅拌器、温度计和加料漏斗的反应釜中加入去离子水，升温至80-90℃，加入表面活性剂，升温至85-95℃，搅拌10分钟；
（3）加入溶剂，升温至85-95℃，搅拌10-20分钟；
（4）在85-95℃温度并搅拌条件下，加入改性植物油和溶剂，保持85-95℃反应25-35分钟；
（5）在85-95℃温度并搅拌条件下，加入油酸三乙醇胺，保持85-95℃反应25-35分钟；
（6）反应釜内降温至40-50℃，加入剩余各项原料，保持40-50℃，充分搅拌40-50分钟后，用200目滤网过滤出料，即得到本发明切削液成品。
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