CN111979019A - 一种水溶性全合成切削液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水溶性全合成切削液，其特征在于，包括以下质量分数的各组分：二乙二醇甘胺30‑45％、十二烯基琥珀酸3‑5％、硼酸1‑2％、水性润滑抗磨剂6‑8％、聚醚13.2％、多功能中和剂6％、杀菌剂1％、快速消泡剂0.2％、一乙醇胺1％、腐蚀抑制剂0.5％、抑泡剂0.2％、改性磷酸酯0.8‑1.4％、苯骈三氮唑0.5％、余量为水；其中，水溶性切削液的pH值在10‑11之间。该切削液，具有优良的润滑性、生物稳定性、冷却性、防锈性和超强的抗菌性能，可长时间循环使用，降低综合使用成本。

Description

一种水溶性全合成切削液
技术领域
本发明涉及金属切削、磨削加工润滑技术领域，具体涉及一种用于敏感金属的水溶性全合成切削液。
背景技术
切削液是一种在金属切削、磨削加工过程中，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。
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，使用后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，适用于黑色金属的切削及磨削加工，是切削液发展的主流。目前常见的水溶性全合成切削液在使用过程中在防锈性、润滑性、抗菌性、生物性能稳定性等方面都存在欠缺。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水溶性全合成切削液，具有优良的润滑性、生物稳定性、冷却性、防锈性和超强的抗菌性能，可长时间循环使用，降低综合使用成本。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的第一方面，提供一种水溶性全合成切削液，包括以下质量分数的各组分：二乙二醇甘胺30-45％、十二烯基琥珀酸3-5％、硼酸1-2％、水性润滑抗磨剂6-8％、聚醚13.2％、多功能中和剂6％、杀菌剂1％、快速消泡剂0.2％、一乙醇胺1％、腐蚀抑制剂0.5％、抑泡剂0.2％、改性磷酸酯0.8-1.4％、苯骈三氮唑0.5％、余量为水；其中，水溶性切削液的pH值在10-11之间。
进一步地，所述水性润滑抗磨剂为醇胺型硼酸酯或聚醚酯，优选为聚醚酯。
进一步地，所述聚醚为聚乙二醇。
进一步地，所述多功能中和剂为甲基醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺中的一种或几种混合而成，优选为甲基醇胺。多功能中和剂用于将水溶性全合成切削液的pH值控制在10-11之间，在此pH值范围内切削液具有更好的防锈能力和抗菌能力。
进一步地，所述快速消泡剂为烷基聚硅氧烷、有机磷化合物或聚环氧烷；所述抑泡剂为非离子有机硅氧烷抑泡剂。
快速消泡剂的使用用于将使用时切削液的起泡降到最少并去除起泡的化合物。其中快速消泡剂中烷基聚硅氧烷选自二甲基聚硅氧烷、二乙基聚硅氧烷、二丙基聚硅氧烷、甲基丙基聚硅氧烷或二丁基聚硅氧烷；有机磷化合物选自磷酸正三丁酯、磷酸正三丁氧基乙酯或亚磷酸三苯酯；聚环氧烷为环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。抑泡剂选自非离子有机硅氧烷抑泡剂，其不仅消泡快，作用时间持久，且水溶性好，其与快速消泡剂配合使用有效的控制泡沫。
具体地，该抑泡剂可以采用上海宏泽化工生产的575抑泡剂。
进一步地，所述杀菌剂为1，2-苯并异噻唑-3-酮、双吗琳甲烷、苯并异噻唑啉酮、ε-聚赖氨酸、水溶性有机胺中的一种或几种混合而成。杀菌剂优选为由1，2-苯并异噻唑-3-酮、ε-聚赖氨酸和水溶性有机胺制备而成，其中，所述1，2-苯并异噻唑-3-酮与所述ε-聚赖氨酸的质量比为3:1，所述ε-聚赖氨酸与所述水溶性有机胺的质量比为2:1。
杀菌剂中由1，2-苯并异噻唑-3-酮、ε-聚赖氨酸和水溶性有机胺三者协同，增强了杀菌剂的杀菌效果，以较低的使用量就能达到较好的杀菌效果，并且该杀菌剂不会产生环境污染，环保性好，具有广阔的应用前景。杀菌剂与具有抑制细菌生长作用的硼酸配合使用，进一步增强了切削液的防腐蚀和抗菌性能。
腐蚀抑制剂由硼酸酰胺、苯并环丙三酮和对氯硝基苯混合组成，其中硼酸酰胺、苯并环丙三酮和对氯硝基苯的质量比为2:1:1。腐蚀抑制剂在金属加工过程中使切削液对金属起到缓腐蚀和阻垢的作用。
进一步地，所述改性磷酸酯为聚乙二醇改性磷酸酯或聚丙二醇改性磷酸酯。改性磷酸酯可以配合切削液中其他组分在金属表面形成亲水层，从而起到对金属润滑、防锈和抗磨的作用，同时不易在金属表面留下残留物，减少后续清洗工序段。
本发明的第二方面，提供一种上述水溶性全合成切削液的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：向盛有纯水的反应釜中依次加入相应质量配比的二乙二醇甘胺、十二烯基琥珀酸、硼酸、水性润滑抗磨剂、聚醚、多功能中和剂、杀菌剂、快速消泡剂、一乙醇胺、腐蚀抑制剂、抑泡剂、改性磷酸酯、苯骈三氮唑，搅拌混合均匀得到混合液体；
步骤二：将步骤一中的混合液体加热至60℃，继续搅拌反应3h，然后进行过滤包装即可得到水溶性全合成切削液。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中的水溶性全合成切削液适用于黑色金属如铸铁、碳钢、模具钢、不锈钢等的切削、磨削加工，产品稀释液透明便于观察加工，具有优异的润滑性、冷却性、生物性能稳定性、防锈性、消泡性和超强的抗菌性能，，有效的提高加工面的光洁度，加工效率和加工精度，并延长刀具的使用寿命，同时该产品防锈润滑时间长，可长时间循环使用，降低综合使用成本，尽可能减少废液的排放。
具体实施方式
本发明中的一种水溶性全合成切削液，包括以下质量分数的各组分：二乙二醇甘胺30-45％、十二烯基琥珀酸3-5％、硼酸1-2％、水性润滑抗磨剂6-8％、聚醚13.2％、多功能中和剂6％、杀菌剂1％、快速消泡剂0.2％、一乙醇胺1％、腐蚀抑制剂0.5％、抑泡剂0.2％、改性磷酸酯0.8-1.4％、苯骈三氮唑0.5％、余量为水；其中，水溶性切削液的pH值在10-11之间。
上述配方中，水性润滑抗磨剂为醇胺型硼酸酯或聚醚酯，优选为聚醚酯。聚醚为聚乙二醇。多功能中和剂为甲基醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺中的一种或几种混合而成，优选为甲基醇胺，多功能中和剂用于将水溶性全合成切削液的pH值控制在10-11之间，在此pH值范围内切削液具有更好的防锈能力和抗菌能力。
快速消泡剂为烷基聚硅氧烷、有机磷化合物或聚环氧烷，其中烷基聚硅氧烷选自二甲基聚硅氧烷、二乙基聚硅氧烷、二丙基聚硅氧烷、甲基丙基聚硅氧烷或二丁基聚硅氧烷；有机磷化合物选自磷酸正三丁酯、磷酸正三丁氧基乙酯或亚磷酸三苯酯；聚环氧烷为环氧乙烷和环氧丙烷的共聚物。抑泡剂为非离子有机硅氧烷抑泡剂，具体地，该抑泡剂可以采用上海宏泽化工生产的575抑泡剂。
杀菌剂为1，2-苯并异噻唑-3-酮、双吗琳甲烷、苯并异噻唑啉酮、ε-聚赖氨酸、水溶性有机胺中的一种或几种混合而成，优选为由1，2-苯并异噻唑-3-酮、ε-聚赖氨酸和水溶性有机胺制备而成，其中，1，2-苯并异噻唑-3-酮与ε-聚赖氨酸的质量比为3:1，ε-聚赖氨酸与水溶性有机胺的质量比为2:1。其中水溶性有机胺为三乙醇胺。
腐蚀抑制剂由硼酸酰胺、苯并环丙三酮和对氯硝基苯混合组成，其中硼酸酰胺、苯并环丙三酮和对氯硝基苯的质量比为2:1:1。改性磷酸酯为聚乙二醇改性磷酸酯或聚丙二醇改性磷酸酯，优选为聚乙二醇改性磷酸酯。
实施例1
水溶性全合成切削液的制备
步骤一：向盛有纯水的反应釜中依次加入二乙二醇甘胺35％、十二烯基琥珀酸3.8％、硼酸1.2％、水性润滑抗磨剂6％、聚醚13.2％、多功能中和剂6％、杀菌剂1％、快速消泡剂0.2％、一乙醇胺1％、腐蚀抑制剂0.5％、抑泡剂0.2％、改性磷酸酯0.8％、苯骈三氮唑0.5％，搅拌混合均匀得到混合液体；
步骤二：将步骤一中的混合液体加热至60℃，继续搅拌反应3h，然后进行过滤包装即可得到水溶性全合成切削液。
实施例2
步骤一：向盛有纯水的反应釜中依次加入乙二醇甘胺30％、十二烯基琥珀酸3％、硼酸1％、水性润滑抗磨剂6.7％、聚醚13.2％、多功能中和剂6％、杀菌剂1％、快速消泡剂0.2％、一乙醇胺1％、腐蚀抑制剂0.5％、抑泡剂0.2％、改性磷酸酯1％、苯骈三氮唑0.5％、余量为水，搅拌混合均匀得到混合液体；
步骤二：将步骤一中的混合液体加热至60℃，继续搅拌反应3h，然后进行过滤包装即可得到水溶性全合成切削液。
实施例3
步骤一：向盛有纯水的反应釜中依次加入乙二醇甘胺42％、十二烯基琥珀酸4.6％、硼酸2％、水性润滑抗磨剂8％、聚醚13.2％、多功能中和剂6％、杀菌剂1％、快速消泡剂0.2％、一乙醇胺1％、腐蚀抑制剂0.5％、抑泡剂0.2％、改性磷酸酯1.1％、苯骈三氮唑0.5％、余量为水，搅拌混合均匀得到混合液体；
步骤二：将步骤一中的混合液体加热至60℃，继续搅拌反应3h，然后进行过滤包装即可得到水溶性全合成切削液。
实施例4
步骤一：向盛有纯水的反应釜中依次加入乙二醇甘胺45％、十二烯基琥珀酸5％、硼酸1.8％、水性润滑抗磨剂7.2％、聚醚13.2％、多功能中和剂6％、杀菌剂1％、快速消泡剂0.2％、一乙醇胺1％、腐蚀抑制剂0.5％、抑泡剂0.2％、改性磷酸酯1.4％、苯骈三氮唑0.5％、余量为水，搅拌混合均匀得到混合液体；
步骤二：将步骤一中的混合液体加热至60℃，继续搅拌反应3h，然后进行过滤包装即可得到水溶性全合成切削液。
本发明中的水溶性全合成切削液适用于黑色金属如铸铁、碳钢、模具钢、不锈钢等的切削、磨削加工，产品稀释液透明便于观察加工，具有优异的润滑性、冷却性、生物性能稳定性、防锈性、消泡性和超强的抗菌性能，有效的提高加工面的光洁度，加工效率和加工精度，并延长刀具的使用寿命，同时该产品防锈润滑时间长，可长时间循环使用，降低综合使用成本，尽可能减少废液的排放。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种水溶性全合成切削液，其特征在于，包括以下质量分数的各组分：二乙二醇甘胺30-45％、十二烯基琥珀酸3-5％、硼酸1-2％、水性润滑抗磨剂6-8％、聚醚13.2％、多功能中和剂6％、杀菌剂1％、快速消泡剂0.2％、一乙醇胺1％、腐蚀抑制剂0.5％、抑泡剂0.2％、改性磷酸酯0.8-1.4％、苯骈三氮唑0.5％、余量为水；其中，所述水溶性切削液的pH值在10-11之间。
2.根据权利要求1所述的水溶性全合成切削液，其特征在于，所述水性润滑抗磨剂为醇胺型硼酸酯或聚醚酯。
3.根据权利要求1所述的水溶性全合成切削液，其特征在于，所述聚醚为聚乙二醇。
4.根据权利要求1所述的水溶性全合成切削液，其特征在于，所述多功能中和剂为甲基醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、异丙醇胺中的一种或几种混合而成。
5.根据权利要求1所述的水溶性全合成切削液，其特征在于，所述快速消泡剂为烷基聚硅氧烷、有机磷化合物或聚环氧烷；所述抑泡剂为非离子有机硅氧烷抑泡剂。
6.根据权利要求1所述的水溶性全合成切削液，其特征在于，所述杀菌剂为1，2-苯并异噻唑-3-酮、双吗琳甲烷、苯并异噻唑啉酮、ε-聚赖氨酸、水溶性有机胺中的一种或几种混合而成。
7.根据权利要求6所述的水溶性全合成切削液，其特征在于，所述杀菌剂由1，2-苯并异噻唑-3-酮、ε-聚赖氨酸和水溶性有机胺制备而成，其中，所述1，2-苯并异噻唑-3-酮与所述ε-聚赖氨酸的质量比为3:1，所述ε-聚赖氨酸与所述水溶性有机胺的质量比为2:1。
8.根据权利要求1所述的水溶性全合成切削液，其特征在于，所述改性磷酸酯为聚乙二醇改性磷酸酯或聚丙二醇改性磷酸酯。
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