CN1139151A - 高效极压抗磨防锈水基切削液制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属切削加工领域一种化学合成切削液制备方法，它由复合型表面活性剂与含氮硼酸酯、羧酸酯类多功能添加剂及防锈络合物构成。不含矿物油，亚硝酸钠、铬酸盐、氯、酚类化合物。无毒、低污染使用周期长。具有优良的极压、抗磨防锈清洗冷却功能。广泛用于各种金属的切削和磨削加工，也适用于极压切削和精密切削加工。

Description

高效极压抗磨防锈水基切削液制备方法

本发明属于金属切削加工领域一种水基切削液。

本发明以前水基切削液有两大类，乳化型与透明型。乳化型切削液具有良好的润滑冷却性能，但工作液稳定性差，使用寿命短，易发霉、变臭。透明切削液具有优良的冷却与清洗性，使用周期长，不足之处是润滑、防锈性较差，且大多含有损害人体健康与污染环境的化学物质，如专利CN87101044A含有亚硝酸钠，五氯化钠等。

本发明的目的皆在研究一种具有极压润滑抗磨防锈作用的多功能添加剂，制备一种复合型表面活性剂，合成一种多元复合防锈络合物，用它们配制成透明型切削液，使其润滑、防锈、清洗、冷却功能优良，不含亚硝酸钠，铬酸盐、氯、酚化合物等有害物质，适用范围广。

本发明提出了一种复合型表面活性剂的合成方法与配方，主要由非离子表面活性剂与阴离子表面活性剂构成，可提高切削液的扩散、渗透等作用。本发明选用硼、硫、氮类化合物作为极压添如剂，提出了合成含氮硼酸脂，羧酸脂复合物生产方法与配方，用来提高切削液的极压抗磨性。本发明提出了防锈络合物的配方，使切削液易形成表面络合膜，防锈性优良。

本发明是这样实现的：

(一)复合型表面活性剂合成工艺与配比

油酸40-50％加热到70-80℃，反应1小时后加入聚乙二醇10-15％,升温到80-100℃，反应1-2小时加入异戎醇5-10％，三乙醇胺20-25％，六次甲基四胺1－3％平平加0.5-1.5％，反应3小时

(二)含氮硼酸酯、羧酸酯复合物工艺及配比

一级醇或多元醇加热到50-60℃后，加入尿素10-1％，硼酸10-15％，升温到75-85℃反应2小时加入硫脲3-6％，反应1小时加入油酸15-20％，升温到90-100℃反应3小时

(三)防锈络合物配比

加热水40-50℃依次加入蝥合剂0.5-0.7％，硼砂5-10％，尿素10-15％，羟甲基脲3-6％，磷酸盐0.3-1％，钼酸钠0.1-0.5％，苯甲酸钠0.1-0.5％，Na₂Co₃3-5％升温到60-70℃溶解完全

(四)加热表面活性剂5份，加入酯类复合物10份，防锈络合物15分，在70-85℃搅拌1-2小时，加入消泡剂1-3％，苯并三氮唑0.1-0.4％，调PH＝7.5－8.5

本发明优点：

用本发明提供的方法制备的切削液，高效极压抗磨防锈性能优良，配4-5％的水溶液可用于极压加工，配2-3％的水溶液可用于普通加工，适用范围广。在数控机床上试用，切削液透明，使用周期长，刀具寿命提高2倍以上，在磨床上试用大大降低磨耗比。实践证明，本发明切削液达到了预期的目的。

实施例I：

1、复合型表面活性剂

油酸40-50％加热到70-80℃反应1小时后加入聚乙二醇(10-15％)，升温到80-100℃反应1-2小时加入异戎醇5-10％，三乙醇胺20-25％，六次甲基四胺1-3％，平平加0.5-1.5％反应3小时。

2、含氮硼酸酯、羧酸脂复合物

反应釜中加异戎醇30-35％，乙醇10-15％升温搅拌到50-60℃加入尿素10-15％，硼酸10－15％升温到75-85℃反应2小时，加入硫酸3-6％，反应1小时，加入油酸15-20％，反应1小时升湿到90-100℃反应3-4小时。

3、防锈络合物

加热水40-50℃依次加入柠檬酸0.5-0.7％，硼砂5-10％，尿素10-15％，羟甲基脲3-6％，磷酸三钠0.3-1％，钼酸钠0.1-0.5％，苯甲酸钠0.1-0.5％Na₂CO₃3-5％升温到60-70℃溶解完全。

4、配制切削液

加入表面活性剂5份，加入酯类复合物10份，防锈络合物15份，在70-80℃搅拌反应1-2小时，加入消泡剂1-3％，苯并三氮唑0.1-0.4％调PH＝7.5－8.5。

实施例I性能检测

1、酯类复合物检测

取5份酯类复合物加95份水配成稀溶液，在铸铁单片上滴梅花点，置于35±2℃饱和密闭水蒸气容器内，恒温80小时无锈，按GB3142-82用四球机测得PB＝1200N，因此，酯类复合物是一种多功能添加剂。

2、切削液性能检测

取5份切削液加95份水，测试性能如下：

检测项目          GB6144-85    本发明切削液

                极压切削液标准

1、防锈性

  单片               48           96无锈

  叠片               8            16无锈

2、腐蚀

  灰口铸铁(24h)      A            A

  紫铜(8h)           A或B         A

  LY12铝(8h)         A或B         A

3、最大无卡咬负荷

  GB3142-82四球机    ≥686        900

  PB值(N)

4、测泡ml/10m∶n     ≤2          ＜2(30秒)

5、对机床适应性      充许轻微     无任何变化

                     失光，不起泡

6、PH值              8-10          8.5

实施例II：

以1-2丙二醇∶乙醇＝5∶2混合液代替异戎醇与乙醇合成酯类复合物螯合剂用三聚磷酸钠，测得PB＝800N，其它性能如实施例I。

实施例III：

以甘油∶乙醇＝5∶2代替实施例I中异戎醇与乙醇合成酯复合物，螯合剂用乙二胺四乙酸盐，磷酸盐用磷酸氢二钠，其它步聚同实施例I配制的切削液粘稠，PB＝810N

Claims (2)

1、高效极压抗磨防锈水基切削液制备方法，其特征在于：

(一)复合型表面活性剂合成工艺与配比

油酸40-50％加热到70-80℃，反应1小时后加入聚乙二酵10-15％，升温到80-100℃，反应1-2小时加入异戎醇5-10％，三乙醇胺20-25％，六次甲基四胺1-3％平平加0.5-1.5％，反应3小时

(二)含氮硼酸酯、羧酸酯复合物工艺及配比

一级醇或多元醇加热到50-60℃后，加入尿素10-15％，硼酸10-15％，升温到75-85℃，反应2小时加入硫脲3-6％，反应1小时加入油酸15-20％，升温到90-100℃反应3小时

(三)防锈络合物配比

加热水40-50℃依次加入螯合剂0.5-0.7％，硼砂5-10％，尿素10-15％，羟甲基脲3-6％，磷酸盐0.3-1％，钼酸钠0.1－0.5％，苯甲酸钠0.1－0.5％，Na₂Co₃3-5％升温到60-70℃溶解完全

(四)加热表面活性剂5份，加入酯类复合物10份，防锈络合物15分，在70-85℃搅拌1-2小时，加入消泡剂1-3％，苯并三氮唑0.1-0.4％，调PH＝7.5－8.5

2、如权利要求1所述方法，其特征在于

一级醇与多元醇分别为异戎醇、乙醇、1.2丙二醇、丙三醇、磷酸盐是磷酸三钠，磷酸氢二钠，螯合剂是柠檬酸，乙二胺四乙酸盐，三聚磷酸钠。