CN109679756B - 一种微乳切削液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微乳切削液及其制备方法。该微乳切削液由以下质量百分含量的原料组成：复合防锈剂20～50％；羊毛脂6～20％；聚乙二醇400 5～15％；脂肪醇聚氧乙烯醚AEO‑9 10～26％；润滑油8～35％；失水山梨醇脂肪酸酯2～10％；余量为水。其制备方法，包括如下步骤：1)向搅拌器中先加入所述去离子水，在低转速状态下，依次缓慢加入所述聚乙二醇400、所述脂肪醇聚氧乙烯醚AEO‑9、所述失水山梨醇脂肪酸酯，常温搅拌至体系均匀透明；2)向步骤1)中得到的体系中加入所述三乙醇胺硼酸酯、所述三乙醇胺油酸皂、所述羊毛脂和所述精制润滑油，搅拌，即得到所述微乳切削液。本发明切削液具有良好的生物降解性、极压润滑性、防锈性、冷却性和清洗性，且对人体无害。

Description

一种微乳切削液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种微乳切削液及其制备方法，属于切削液技术领域。
背景技术
在金属材料加工过程中，为了减少加工工件与工具在加工过程中的摩擦损伤，通常在被加工的金属材料和工具间注入切削液。随着机械加工技术的进步和人们环保意识的增强，微乳切削液作为一种新型的切削液逐渐进入人们的视野，它不需要专门合成，同时又具有乳化油的润滑性和合成切削液的清洗性，并且能够弥补两者的不足，性能十分优异。
中国专利CN108329984A公布了一种微乳化切削液的制备方法，这种微乳切削液的制备步骤如下，将磷钨酸与苯并噻唑离子液体接枝后制备成固载化离子液体催化剂，用于催化松香硼酸酯的催化反应，有效提高切削液的润滑防腐性能，再以妥尔油为原料，液体SO3为催化剂，与一乙醇胺进行反应生成妥尔油酸一乙醇胺，最后以松香硼酸酯、妥尔油一乙醇胺、桐油、矿物油、地沟油、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚二甲基硅烷、聚丙烯酸酯、水、杀菌剂为原料制备微乳化切削液。此发明制备得到的微乳化切削液，各项性能优异，润滑防锈性能好。
中国专利108485776A公布的微乳切削液，由以下质量份的原料组成：10号工业白油10～25份，石油磺酸钠8～15份，油酸6～12份，三乙醇胺10～20份，烷基酚聚氧乙烯醚OP-10 10～16份，烷基醇酰胺磷酸酯6503 1～5份，防锈剂单体10～20份，十四醇或十八醇1～10份，苯并三氮唑1～2份，四硼酸钠1～10份，碳酸钠1～5份，三嗪化合物或苯并异噻唑啉酮杀菌剂1～3份，消泡剂0.25～1份和水30～50份。此切削液不仅润滑性能和防锈性能好，而且对人体无害。
中国专利CN105462672A公开了一种极压型微乳切削液，由以下质量份的原料组成：矿物基础油35～45份、蓖麻油酸5～10份、妥尔油6～9份、硫化脂肪酸酯2～4份、单乙醇胺1～3份、三乙醇胺7～10份、有机二元羧酸2～4份、硼酸酯胺0.5～1.5份、苯三唑0.2～0.5份、异构醇聚氧乙烯醚0.5～1.2份、失水山梨醇聚氧乙烯醚脂肪酸酯1.5～2.5份、聚乙二醇双油酸酯2～4份、聚醚改性二甲基硅油0.2～0.5份、异噻唑啉酮0.005～0.01份、水25～35份。
市场上现有微乳化切削液品种较少，且在实际应用过程中还存在一些问题，不能达到实际生产需求，开发新型微乳化切削液势在必行。
发明内容
本发明的目的是提供一种微乳切削液及其制备方法，本发明切削液具有良好的生物降解性、极压润滑性、防锈性、冷却性和清洗性，且对人体无害。
本发明提供的一种微乳切削液，由以下质量百分含量的原料组成：复合防锈剂20～50％；羊毛脂6～20％；聚乙二醇400 5～15％；脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 10～26％；润滑油8～35％；失水山梨醇脂肪酸酯2～10％；余量为水。
本发明微乳切削液，具体可由以下任一种质量百分含量的原料组成：
1、三乙醇胺硼酸酯14％，三乙醇胺油酸皂14％，羊毛脂8％，聚乙二醇400 10％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 12％，精制润滑油20％，失水山梨醇脂肪酸酯3％，去离子水19％；
2、三乙醇胺硼酸酯16％，三乙醇胺油酸皂16％，羊毛脂10％，聚乙二醇400 10％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 15％，精制润滑油20％，失水山梨醇脂肪酸酯3％，去离子水20％；
3、三乙醇胺硼酸酯15％，三乙醇胺油酸皂15％，羊毛脂10％，聚乙二醇400 10％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 15％，精制润滑油20％，失水山梨醇脂肪酸酯3％，去离子水22％；
4、三乙醇胺硼酸酯15％，三乙醇胺油酸皂15％，羊毛脂13％，聚乙二醇400 10％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 13％，精制润滑油19％，失水山梨醇脂肪酸酯3％，去离子水22％；
5、三乙醇胺硼酸酯15％，三乙醇胺油酸皂15％，羊毛脂13％，聚乙二醇400 8％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 13％，精制润滑油19％，失水山梨醇脂肪酸酯3％，去离子水24％；
6、复合防锈剂20～40％；羊毛脂8～20％；聚乙二醇400 5～15％；脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 10～20％；润滑油8～35％；失水山梨醇脂肪酸酯2～10％；余量为水。
上述的微乳切削液中，所述复合防锈剂为三乙醇胺硼酸酯和三乙醇胺油酸皂。
上述的微乳切削液中，所述三乙醇胺硼酸酯和所述三乙醇胺油酸皂的质量比可为0.5～2：1，具体可为1：1。
上述的微乳切削液中，所述润滑油包括精制润滑油；
所述精制润滑油包括如下质量份的原料组成：矿物基础油20～45份；合成基础油30～40份；聚乙烯1～5份；琥珀酸酐0.5～3份；聚异丁烯2～8份；乙烯丙烯共聚物5～12份；复合功能添加剂10份。
所述精制润滑油具体包括如下质量份的原料组成：矿物基础油32份；合成基础油43份；聚乙烯2份；琥珀酸酐1份；聚异丁烯3份；乙烯丙烯共聚物9份；复合功能添加剂10份。
上述的微乳切削液中，所述聚异丁烯的平均分子量可为500～5000g/mol；
所述乙烯丙烯共聚物的平均分子量可为7万～15万；
所述复合功能添加剂包括如下质量份的组分组成：液压油复合剂2～8份；工业齿轮油复合剂1～5份；工业润滑油复合剂8～15份；防锈油复合剂10～20份；所述液压油复合剂：所述工业齿轮油复合剂：所述工业润滑油复合剂：所述防锈油复合剂的质量比具体可为3：1：10：15。
本发明中，所述液压油复合剂、所述工业齿轮油复合剂、所述工业润滑油复合剂和所述防锈油复合剂为本领域中常规的试剂。
上述的微乳切削液中，所述水为去离子水。
本发明还提供了上述的微乳切削液制备方法，包括如下步骤：1)向搅拌器中先加入所述去离子水，在低转速状态下，依次缓慢加入所述聚乙二醇400、所述脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、所述失水山梨醇脂肪酸酯，常温搅拌至体系均匀透明；
2)向步骤1)中得到的体系中加入所述三乙醇胺硼酸酯、所述三乙醇胺油酸皂、所述羊毛脂和所述精制润滑油，搅拌，即得到所述微乳切削液。
上述的制备方法中，所述低转速可为200～500转/分，具体可为200转/分、250转/分、300转/分、200～250转/分、250～300转/分、250～500转/分、200～300转/分或200～400转/分。
上述的制备方法步骤2)中，所述搅拌的时间可为10～20分钟，具体可为15分钟或10～15分钟，温度可为20～35℃，具体可为25℃、30℃或25～30℃。
本发明具有以下优点：
本发明制备的微乳化切削液为淡黄色透明液体，贮存稳定，可长期存放，用于机件加工具有极佳的极压润滑性、冷却行、清洗性和防锈性，可明显提高加工效率和产品的光洁度，延长刀具使用寿命，能广泛在各类金属切削加工中用作润滑冷却液。本品无毒、无害，且不会损坏机床涂层，因此在保护机床外观质量上是其他切削液不可替代的。本发明制备方法简单，易控制。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中，所述精制润滑油包括如下质量份的原料组成：矿物基础油32份；合成基础油43份；聚乙烯2份；琥珀酸酐1份；聚异丁烯3份；乙烯丙烯共聚物9份；复合功能添加剂10份；
其中，复合功能添加剂中液压油复合剂：工业齿轮油复合剂：工业润滑油复合剂：防锈油复合剂比例为3：1：10：15，产品购于锦州康泰润滑油添加剂股份有限公司，产品目录号为KT55012A,KT310GL-3，KT9505，KT6265A。
实施例1、
一种微乳化切削液，按照质量百分比计算，三乙醇胺硼酸酯占14％，三乙醇胺油酸皂14％，羊毛脂8％，聚乙二醇400 10％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 12％，精制润滑油20％，失水山梨醇脂肪酸酯3％，去离子水19％。
上述微乳化切削液的制备方法，具体向搅拌器中先加入去离子水，在低转速300转/分状态下，依次缓慢加入聚乙二醇400、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、失水山梨醇脂肪酸酯，25℃搅拌至均匀透明，然后加入三乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺油酸皂、羊毛脂和精制润滑油，搅拌20分钟，即得。
实施例2、
一种微乳化切削液，按照质量百分比计算，三乙醇胺硼酸酯占16％，三乙醇胺油酸皂16％，羊毛脂10％，聚乙二醇400 10％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 15％，精制润滑油20％，失水山梨醇脂肪酸酯3％，去离子水20％。
上述微乳化切削液的制备方法，具体向搅拌器中先加入去离子水，在低转速200转/分状态下，依次缓慢加入聚乙二醇400、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、失水山梨醇脂肪酸酯，25℃搅拌至均匀透明，然后加入三乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺油酸皂、羊毛脂和精制润滑油，搅拌20分钟，即得。
实施例3、
一种微乳化切削液，按照质量百分比计算，三乙醇胺硼酸酯占15％，三乙醇胺油酸皂15％，羊毛脂10％，聚乙二醇400 10％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 15％，精制润滑油20％，失水山梨醇脂肪酸酯3％，去离子水22％。
上述一种微乳化切削液的制备方法，具体向搅拌器中先加入去离子水，在低转速200转/分状态下，依次缓慢加入聚乙二醇400、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、失水山梨醇脂肪酸酯，25℃搅拌至均匀透明，然后加入三乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺油酸皂、羊毛脂和精制润滑油，搅拌15分钟，即可。
实施例4、
一种微乳化切削液，按照质量百分比计算，三乙醇胺硼酸酯占15％，三乙醇胺油酸皂15％，羊毛脂13％，聚乙二醇400 10％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 13％，精制润滑油19％，失水山梨醇脂肪酸酯3％，去离子水22％。
进一步的，一种微乳化切削液的制备方法，具体向搅拌器中先加入去离子水，在低转速200转/分状态下，依次缓慢加入聚乙二醇400、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、失水山梨醇脂肪酸酯，30℃搅拌至均匀透明，然后加入三乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺油酸皂、羊毛脂和精制润滑油，搅拌20分钟，即可。
实施例5、
一种微乳化切削液，按照质量百分比计算，三乙醇胺硼酸酯占15％，三乙醇胺油酸皂15％，羊毛脂13％，聚乙二醇400 8％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 13％，精制润滑油19％，失水山梨醇脂肪酸酯3％，去离子水24％。
进一步的，一种微乳化切削液的制备方法，具体向搅拌器中先加入去离子水，在低转速250转/分状态下，依次缓慢加入聚乙二醇400、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、失水山梨醇脂肪酸酯，30℃搅拌至均匀透明，然后加入三乙醇胺硼酸酯、三乙醇胺油酸皂、羊毛脂和精制润滑油，搅拌15分钟，即可。
对比例、
一种微乳化切削液，按照质量百分比计算，三乙醇胺硼酸酯占22％，聚乙二醇40015％，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 18％，精制润滑油19％，失水山梨醇脂肪酸酯4％，去离子水22％。
进一步的，一种微乳化切削液的制备方法，具体向搅拌器中先加入去离子水，在低转速250转/分状态下，依次缓慢加入聚乙二醇400、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、失水山梨醇脂肪酸酯，30℃搅拌至均匀透明，然后加入三乙醇胺硼酸酯和精制润滑油，搅拌15分钟，即可。
为了验证本发明制备的微乳化切削液的应用性能，将本发明实施例制得的微乳化切削液按照GB/T 6144进行试验，同时以对比样做参照，试验结果如表1所示。
表1本发明制备的微乳化切削液的性能试验结果
Figure BDA0001956160590000051
Figure BDA0001956160590000061
由表1中实验结果可知，本发明制备的微乳化切削液各项性能优良，具有极佳的润滑、防锈性能，并能有效防止金属制品腐蚀，提高产品的光洁度，延长刀具使用寿命。

Claims (5)

1.一种微乳切削液，其特征在于：该微乳切削液由以下质量百分含量的原料组成：三乙醇胺硼酸酯14%，三乙醇胺油酸皂14%，羊毛脂8%，聚乙二醇400 10%，脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9 12%，精制润滑油20%，失水山梨醇脂肪酸酯3%，去离子水19%；
所述精制润滑油由如下质量份的原料组成：矿物基础油32份；合成基础油43份；聚乙烯2 份；琥珀酸酐1 份；聚异丁烯3份；乙烯丙烯共聚物9份；复合功能添加剂10份；
所述复合功能添加剂由如下质量份的组分组成：液压油复合剂2~8份；工业齿轮油复合剂1~5份；工业润滑油复合剂8~15份；防锈油复合剂10~20份；
所述液压油复合剂的型号为KT55012A；所述工业齿轮油复合剂的型号为KT310 GL-3；所述工业润滑油复合剂的型号为KT9505；所述防锈油复合剂的型号为KT6265A；购于锦州康泰润滑油添加剂股份有限公司。
2.根据权利要求1所述的微乳切削液，其特征在于：所述聚异丁烯的平均分子量为500~5000g/mol；
所述乙烯丙烯共聚物的平均分子量为7万~15万。
3.权利要求1或2所述微乳切削液的制备方法，包括如下步骤：1）向搅拌器中先加入所述去离子水，在低转速状态下，依次缓慢加入所述聚乙二醇400、所述脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、所述失水山梨醇脂肪酸酯，常温搅拌至体系均匀透明；
2）向步骤1）中得到的体系中加入所述三乙醇胺硼酸酯、所述三乙醇胺油酸皂、所述羊毛脂和所述精制润滑油，搅拌，即得到所述微乳切削液。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述低转速为200~500转/分。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于：步骤2）中，所述搅拌的时间为10～20分钟，温度为20~35℃。
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