CN110643414A - 一种挥发性微量润滑切削油及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挥发性微量润滑切削油及其制备方法和应用，该切削油以重量百分比计，包括以下组分：饱和烷烃油70‑95％；油性添加剂2‑15％；格尔伯特醇1‑5％；助剂为余量；其中，所述饱和烷烃油中的芳香族化合物成分占整个芳烃油质量的1％以下；所述油性添加剂为植物油，合成酯三羟甲基丙烷油酸单酯，三羟甲基丙烷油酸双酯，季戊四醇单酯，季戊四醇双酯，月硅酸，月桂醇中的一种或几种。该微量润滑切削油以饱和烷烃油为基础油，通过特定比例的油性添加剂、饱和烷烃油和助剂之间的相互协同作用，调节饱和烷烃油中的碳数与直链烷烃的含量，再通过格尔伯特醇与油性添加剂的相互协同效应，制得了兼具优异的润滑效果和挥发性能的切削油。

Description

一种挥发性微量润滑切削油及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及润滑油技术领域，更具体地，涉及一种挥发性微量润滑切削油及其制备方法和应用。

背景技术

随着人类对环境和人体健康的日益重视，各地方政府以及各个环保法规对有机物排放量(VOC)的控制越来越严格。越来越苛刻的加工方式和环保法规的要求催生了微量润滑技术的日新月异。微量润滑(Minimal Quantity Lubrication)，简称MQL，是指润滑剂用量非常少的润滑工况，其在切削、高速旋转机如高速离心机等中采用此种润滑方式，在切削中也称为最小量润滑，即使用最小量的切削液也能达到最佳切削效果，是一种金属加工的润滑方式，属于半干式切削。

微量润滑加工过程中，采用空气涡流技术将压缩空气和极小量的切削油混合汽化后形成微米级的润滑油滴，喷射到加工区域进行有效润滑，同时压缩空气起到了良好的冷却降温作用。切削油的用量一般只有0.02-0.4L/h,可有效减小刀具与工件，刀具与切削之间的摩擦，防止粘结，延长刀具寿命，提高加工表面质量。

另一方面，使用微量润滑油有效降低成本。主要表现在以下诸多方面。

1、专用切削油微量使用，有效降低购买和库存成本；

2、省去传统切削液的日常管理和废液处理；

3、切削液供应装置简易化，无需循环过滤系统；

4、生产效率提高，有效降低生产费用；

5、清洁干燥的切屑，可免清洗而直接回炉熔炼省去许多后处理工序；

6、工件上几乎无油,甚至可免除后序清洗工序；

7、将润滑液喷向切割口边缘，不会产生油雾扩散；

8、可空调房使用，现场干净整洁；

9、切削表面和切屑上基本无残留；

10、机床周围不再有漏油、地面污染、臭气等，有利于7S的现场管理。

冰箱、空调等的冷冻冷藏系统的热交换器中大量使用铝合金材质的散热片。散热片是通过对厚度在范围的铝片进行突出，深冲，冲切，卷曲，减薄拉伸等工艺的塑性加工而成。传统加工方式使用的润滑油，加工后工件表面会残留部分的润滑油，往往需要加热退火除去残油。因此，在该类微量润需要润滑油具有一定的挥发性。专利CN2011101099044公开了一种润滑油基础油组合物，专利CN2018112120178公开了一种防震润滑油，上述专利的润滑油中均采用大量的环烷烃，并且含有多环芳烃，然而，传统加工方式的挥发性切削油主要采用芳烃含量较高的溶剂油、煤油做基础油，且使用量大，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用，由于含有高含量的芳烃，不仅会带来较大的环境污染，而且对操作工人的健康也会造成威胁，同时还存在火灾隐患。

因此，提供一种具有一定挥发性的，能够解决以上问题的微量润滑切削油具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种挥发性微量润滑切削油，该切削油采用饱和烷烃油为基础油，且芳香族化合物成分占整个芳烃油质量的1％以下，从本质上避免了环境污染问题，通过特定比例的饱和烷烃油与油性添加剂之间的相互协同作用，可有效提升微量润滑切削油的润滑效果，起到很好的润滑作用。

本发明的又一目的是提供一种挥发性微量润滑切削油的制备方法。

本发明的再一目的是提供一种挥发性微量润滑切削油的应用。

本发明的技术方案如下：

一种挥发性微量润滑切削油，以重量百分比计，包括以下组分：

其中，所述饱和烷烃油中的芳香族化合物成分占整个芳烃油质量的1％以下；所述油性添加剂为植物油、合成酯三羟甲基丙烷油酸单酯、三羟甲基丙烷油酸酯、季戊四醇单酯、季戊四醇双酯、月硅酸、月桂醇中的一种或几种。

本发明的基础油采用饱和烷烃油，与传统的溶剂油、煤油等相比，其芳烃含量显著降低，从根本上降低了环境的污染与对人体的伤害，且本发明中的饱和链烷烃油中的芳香族化合物成分占整个芳烃油质量的1％以下，对人体、环境、大气均不会造成危害，是一种绿色环保的润滑油。

本发明的微量润滑切削油中还加入了油性添加剂，采用不同碳链的油性剂吸附在金属表面形成一层致密的物理吸附膜，同时通过特定配比的饱和烷烃油和油性添加剂之间的相互协同作用，可以有效降低刀具和被加工金属表面的摩擦，从而起到很好的润滑作用。

此外，格尔伯特醇可以促进油品迅速在金属表面铺展，提高加工精度，促进油品的匀速挥发。同时还能通过基础油与铺展剂之间的相互协同效应，调节基础油与铺展剂的用料比例，增强油品的润滑效果。

本发明所述助剂为润滑油领域中的常见助剂，例如抗磨剂、防锈剂等等。

优选地，所述微量润滑切削油，以重量百分比计，包括以下组分：

更优选地，所述微量润滑切削油，以重量百分比计，包括以下组分：

其中助剂由月桂醇，磷酸三甲苯酚酯，2,6—二叔丁基对甲酚，甲基苯三唑，聚异丁烯复配得到。

优选地，所述饱和烷烃油的碳数为8-13。本申请的发明人通过大量的实验探索发现，碳的数量直接决定挥发速度。碳数越小，挥发速度越快。

优选地，所述饱和烷烃油为直链烷烃和/或异构烷烃。

优选地，所述直链烷烃的含量为90％以上。

优选地，所述饱和烷烃油的馏程温度为190℃-250℃。

优选地，所述的格尔伯特醇为C14-16的格尔伯特醇。发明人经过大量实验探索得到，当格尔伯特醇为C14-16的格尔伯特醇时，该发明的切削油的挥发度为最佳。

优选地，所述助剂包括极压抗磨剂。极压抗磨剂具有很好的减摩、润滑性，油性添加剂和抗磨极压剂的润滑性能有良好的互补增效作用。

一种挥发性微量润滑切削油的制备方法，包括以下步骤：将饱和烷烃油和油性添加剂混合，加入助剂，搅拌得到所述微量润滑切削油。

一种挥发性微量润滑切削油在切削加工有色金属中的应用也在本发明的保护范围内。

优选地，所述有色金属为铝型材有色金属。

本发明有益的技术效果在于：

本发明提供了一种挥发性微量润滑切削油，该微量润滑切削油以饱和烷烃油为基础油，通过特定比例的油性添加剂、饱和烷烃油和助剂之间的相互协同作用，并调节饱和烷烃油中的碳数与直链烷烃的含量，有效提升了微量润滑切削油的润滑效果，进一步地，通过调节格尔伯特醇的碳数，并通过格尔伯特醇与油性添加剂的相互协同效应，制得了兼具优异挥发性能的切削油。该微量润滑切削油中的芳烃含量低，从根本上改善了传统润滑油带来的环境污染问题。与传统的切削油相比，本发明的微量润滑切削油配合微量润滑喷油装置使用，可以节约切削油90％，切削油使用量的大大下降，为操作工人提供了良好的工作环境，真正为企业提供了节能减排，绿色环保，符合加工工艺要求的切削油产品。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行具体描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种挥发性微量润滑切削油，以重量百分比计，包括以下组分：

其中饱和烷烃油的碳数为13的直链烷烃，馏程温度为220℃，且饱和烷烃油中的芳香族化合物成分占整个芳烃油质量的1％以下，油性添加剂为三羟甲基丙烷油酸酯，格尔伯特醇为C15的格尔伯特醇，助剂由4％月桂醇，1％磷酸三甲苯酚酯，1％2,6-二叔丁基对甲酚，1.5％甲基苯三唑，0.5％聚异丁烯复配得到。

一种挥发性微量润滑切削油的制备方法，包括以下步骤：将上述饱和烷烃油和油性添加剂按比例混合，加入助剂，搅拌得到所述微量润滑切削油。

实施例2

一种挥发性微量润滑切削油，以重量百分比计，包括以下组分：

其中饱和烷烃油的碳数为8的直链烷烃，馏程温度为190℃，且饱和烷烃油中的芳香族化合物成分占整个芳烃油质量的1％以下，油性添加剂为菜籽油，格尔伯特醇为C14的格尔伯特醇，助剂由6％三羟基丙烷油酸酯、6％硫代磷酸三苯酯、2％2,6-二叔丁基对甲酚、1.5％苯并三氮唑、3％聚异丁烯复配得到。

一种挥发性微量润滑切削油的制备方法，包括以下步骤：将上述饱和烷烃油和油性添加剂按比例混合，加入助剂，搅拌得到所述微量润滑切削油。

实施例3

一种挥发性微量润滑切削油，以重量百分比计，包括以下组分：

其中饱和烷烃油的碳数为10的直链烷烃，馏程温度为250℃，且饱和烷烃油中的芳香族化合物成分占整个芳烃油质量的1％以下，油性添加剂为三羟基丙烷油酸酯，格尔伯特醇为C16的格尔伯特醇，助剂由4％三羟基丙烷油酸酯、4％硫代磷酸三苯酯、2％2,6-二叔丁基对甲酚、1％苯并三氮唑、1％聚异丁烯复配得到。

一种挥发性微量润滑切削油的制备方法，包括以下步骤：将上述饱和烷烃油和油性添加剂按比例混合，加入助剂，搅拌得到所述微量润滑切削油。

实施例4

一种挥发性微量润滑切削油，与实施例1基本相同，其区别在于，所述饱和烷烃油为碳数13的直链烷烃。

实施例5

一种挥发性微量润滑切削油，与实施例1基本相同，其区别在于，所述饱和烷烃油为碳数13的直链烷烃和异构烷烃，且直链烷烃的含量为90％。

对比例1

一种挥发性微量润滑切削油，以重量百分比计，包括以下组分：

饱和烷烃油 86％；

格尔伯特醇 1.5％；

助剂 余量；

其中饱和烷烃油的碳数为13的异构烷烃，馏程温度为220℃，格尔伯特醇为C15的格尔伯特醇，助剂由5％月桂醇，2％磷酸三甲苯酚酯，2％2,6-二叔丁基对甲酚，2％甲基苯三唑，1.5％聚异丁烯复配得到。

一种挥发性微量润滑切削油的制备方法，包括以下步骤：将上述饱和烷烃油和助剂按比例混合，搅拌得到所述微量润滑切削油。

对比例2

一种挥发性微量润滑切削油，以重量百分比计，包括以下组分：

其中饱和烷烃油的碳数为13的异构烷烃，馏程温度为220℃，油性添加剂为三羟甲基丙烷油酸酯，格尔伯特醇为C15的格尔伯特醇，助剂由4％月桂醇，1％磷酸三甲苯酚酯，1％2,6-二叔丁基对甲酚，1.5％甲基苯三唑，0.5％聚异丁烯复配得到。

一种挥发性微量润滑切削油的制备方法，包括以下步骤：将上述煤油和油性添加剂按比例混合，加入助剂，搅拌得到所述微量润滑切削油。

对比例3

一种挥发性微量润滑切削油，以重量百分比计，包括以下组分：

饱和烷烃油 86％；

油性添加剂 9％；

助剂 余量；

其中饱和烷烃油的碳数为13的异构烷烃，馏程温度为220℃，助剂由5％月桂醇，2％磷酸三甲苯酚酯，2％2,6-二叔丁基对甲酚，2％甲基苯三唑，1.5％聚异丁烯复配得到。

一种挥发性微量润滑切削油的制备方法，包括以下步骤：将上述饱和烷烃油和助剂按比例混合，搅拌得到所述微量润滑切削油。

对比例4

一种挥发性微量润滑切削油，与实施例1基本相同，其区别在于，所述油性添加剂的重量百分比为18％。

对比例5

一种挥发性微量润滑切削油，与实施例1基本相同，其区别在于，所述饱和烷烃油的碳数为7。

对比例6

一种挥发性微量润滑切削油，与实施例1基本相同，其区别在于，所述饱和烷烃油的碳数为15。

对比例7

一种挥发性微量润滑切削油，与实施例1基本相同，其区别在于，所述饱和烷烃油为直链烷烃和异构烷烃，其中直链烷烃的含量为85％。

对比例8

一种挥发性微量润滑切削油，与实施例1基本相同，其区别在于，所述波尔格特醇为C12的格尔伯特醇。

对比例9

一种挥发性微量润滑切削油，与实施例1基本相同，其区别在于，所述波尔格特醇为C18的格尔伯特醇。

性能检测及结果讨论

将实施例和对比例的挥发性微量润滑切削油进行各项性能指标检测，技术指标如表1所示。

表1

为进一步考察本发明的微量润滑切削油与传统润滑方式使用的粘度较大的切削油的节能性能，将本发明实施例1中的切削油与传统的切削油进行了加工性能对比，结果如表2所示。

表2

Claims (10)

1.一种挥发性微量润滑切削油，其特征在于，以重量百分比计，包括以下组分：

其中，所述饱和烷烃油中的芳香族化合物成分占整个芳烃油质量的1％以下；所述油性添加剂为植物油，合成酯三羟甲基丙烷油酸单酯，三羟甲基丙烷油酸双酯，季戊四醇单酯，季戊四醇双酯，月硅酸，月桂醇中的一种或几种。

2.如权利要求1所述微量润滑切削油，其特征在于，以重量百分比计，包括以下组分：

3.如权利要求1所述微量润滑切削油，其特征在于，以重量百分比计，包括以下组分：

其中助剂由月桂醇，磷酸三甲苯酚酯，2,6-二叔丁基对甲酚，甲基苯三唑，聚异丁烯复配得到。

4.如权利要求1所述微量润滑切削油，其特征在于，所述饱和烷烃油的碳数为8-13。

5.如权利要求1所述微量润滑切削油，其特征在于，所述饱和烷烃油为直链烷烃和/或异构烷烃。

6.如权利要求5所述微量润滑切削油，其特征在于，所述直链烷烃的含量为90％以上。

7.如权利要求1所述微量润滑切削油，其特征在于，所述的格尔伯特醇为C14-16的格尔伯特醇。

8.如权利要求1～7任一项所述微量润滑切削油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将饱和烷烃油和油性添加剂混合，加入助剂，搅拌得到所述微量润滑切削油。

9.如权利要求1～7任一项所述微量润滑切削油在切削加工有色金属中的应用。

10.如权利要求9所述应用，其特征在于，所述有色金属为铝型材有色金属。