CN1459493A - 长效绿色切削液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
由多种酸经过高温反应合成为水溶性脂，以脂为单体，加上极性剂、防锈剂、抗泡剂、金属缓蚀剂、离子型表面活性剂等聚合成水溶液。其组成为：硼砂、1号单体(二乙醇胺、硼酸、油酸高温合成反应生成)、石油磺酸钠、癸二酸、硼酸、顺丁烯二酸酐、消泡剂、2号单体(二乙醇胺、庚酸、顺丁烯二酸酐高温合成反应生成)、3号单体(二乙醇胺、癸二酸、油酸高温合成反应生成)、苯骈三氮唑和适量水聚合而成。溶液中含有乙二醇等亲水性多元醇类化合物、多种酸经过高温反应合成为水溶性脂和水中分散的极性剂、防锈剂、抗泡剂、金属缓蚀剂等；离子型表面活性剂使用过程中能够使其再分散和再利用。由于此水基切削液本来的粘度低，所以水分混入引起粘度的减小作用以及切屑混入引起粘度增加现象缓和，水溶性脂正常环境下(60℃以下)不变质，因而本发明的切削液可永久使用。
Description
本发明涉及一种金属切削加工用切削液，特别涉及一种长效绿色切削液及其制备方法。
切削液广泛用于金属切削加工过程中，其作用为金属零件的冷却、润滑、清洗、防锈等。我国机械行业用的切削液是从前苏联引进的配方研制而成，为油基乳化液，属于混合水溶液，其成份中或多或少地含有亚硝酸钠，对使用者有一定的毒副作用；使用过程中易发生变质，气味严重，污染环境。随着机械工业的不断进步和发展，金属切削设备的切削速度不断提高，机械的发展同时对机械零件的精度、性能等指标提出了更高的要求，对最终零部件的尺寸精度、表面粗糙度、减磨抗磨性能和表面抗磁性等也提出了更高的要求。国内外一些企业和科研单位纷纷研制新型切削液，例如黑龙江商学院发明的《精车螺纹切削液》(专利申请号87102235)这种切削液以精制矿物油为基础油，基础油中加有一组复合添加剂，该复合添加剂由玉米油、苯三唑脂肪胺的反应物、氯化石蜡及石油磺酸钡所组成。该切削液具有优良的抗磨、抗极压性能、无臭味、无毒，适用于精车螺纹环规的切削液，但有植物油的存在，仍然存在使用时间过长切削液的变质问题；北京第一机床厂发明的《一种水基无油切削液》(专利申请号86102438)，该发明为一种用于机械加工的水基无油切削液.其特征是配方中不含任何矿物油和植物油，成本低、配制简单、污染很小、无臭无味，仍然存在使用时间不长和润滑、防锈性能差等问题；第一汽车制造厂工艺研究所和吉林省东辽县乳化油厂联合研制的《长寿命集中润滑合成型切削液》(专利申请号91105163.5)，该切削液为一种含有硼化物，杀菌剂混合物和羧酸及其盐的添加剂，并且不含矿物油的合成型切削液。适用于钢、铸铁、球铁和铝等材料的多种加工形式的集中润滑系统，由于有杀菌剂混合物存在，因而有一定的毒副作用；美国辛辛那提米勒克朗公司研制的《硫化水性切削液组合物》(专利申请号94108478.7)该发明提供的水性切削液组合物，特别是水性金属加工液组合物，在金属和固体非金属工作件的机械成型和加工中显示出改进的摩擦力降低和改进的压力降低。这些组合物包含a)水，b)硫化有机物质，该物质选自由含6-22个碳原子的硫化不饱和脂族羧酸及其盐，含1-22个碳原子的脂族羧酸的硫化不饱和酯，硫化聚合不饱和脂肪酸及其盐和酯，以及它们的混合物所构成的一个组，c)硫化烃和d)二烷基二硫代氨基甲酸的脂族酯，由于有硫化烃的存在或多或少地对环境有影响；日本信越半导体株式会社和大智化学产业株式会社共同研制的《水基组合物、使用此组合物的水基切削液、其制造方法和使用此切削液的切削方法》(专利申请号99800279.8)提供一种能够抑制对操作环境和地球环境的冲击，同时具有磨料高分散性并能够防止沉淀物硬饼化的水基切削液。将磨料颗粒G分散在将硅酸胶体粒子P稳定分散在含有乙二醇等亲水性多元醇类化合物、丙二醇等亲油性多元醇类化合物和水的分散剂M中形成的水基组合物中；分散剂M是无臭和阻燃性的；磨料颗粒G之间即使经时沉降也不会紧密接触，所以沉淀物不硬饼化，能够将其再分散和再利用。由于此水基切削液本来的粘度低，所以水分混入引起粘度的减小作用以及切屑混入引起粘度增加现象缓和，使用寿命长；能对被加工件进行水洗；由于分散剂M是具有生物分解性的低分子量有机化合物，能够也必须用活性污泥进行废液处理。
本发明的目的是提供一种无任何毒副作用、无排放、无污染，能提高金属零件精度、性能的切削液。
本发明是这样实现的，由多种酸经过高温反应合成为水溶性脂，以脂为单体，加上极性剂、防锈剂、抗泡剂、金属缓蚀剂、离子型表面活性剂等聚合成水溶液。
其组成为(重量百分比)：
硼砂 3～5％
1号单体 16～20％
石油磺酸钠 2～4％
癸二酸 3～6％
硼酸 3～6％
顺丁稀二酸酐 1～3％
消泡剂 0.1～0.3％
2号单体 8～10％
3号单体 10～20％
苯骈三氮唑 0.4～0.6％
水 余量。
其中：1号单体的组成为(重量百分比)：
二乙醇胺 50～70％，
硼酸 10～30％，
油酸 10～30％；
2号单体的组成为(重量百分比)：
二乙醇胺 20～40％，
庚酸 50～70％，
顺丁稀二酸酐 5～15％；
3号单体的组成为(重量百分比)：
二乙醇胺 40～60％，
癸二酸 10～30％，
油酸 20～40％。
其反应过程均为升温反应。
溶液中含有乙二醇等亲水性多元醇类化合物、多种酸经过高温反应合成为水溶性脂和水中分散的极性剂、防锈剂、抗泡剂、金属缓蚀剂等；离子型表面活性剂使用过程中能够使其再分散和再利用。由于此水基切削液本来的粘度低，所以水分混入引起粘度的减小作用以及切屑混入引起粘度增加现象缓和，水溶性脂正常环境下(60℃以下)不变质，因而本发明的切削液可永久使用。
下面结合实施例对本发明进行进一步描述。
1、三个单体的制备在500℃情况下在电脑控制的反应釜内合成反应成水溶性脂，其重量分别为：
1号单体的组成为：
二乙醇胺 600Kg，
硼酸 200Kg，
油酸 200Kg；
生产出956Kg1号单体。
2号单体的组成为：
二乙醇胺 300Kg，
庚酸 600Kg，
顺丁稀二酸酐 100Kg；
生产出963Kg2号单体。
3号单体的组成为：
二乙醇胺 500Kg，
癸二酸 200Kg，
油酸 300Kg；
生产出970Kg3号单体。
2、将单体和硼酸、硼砂等聚合成水溶液，其重量分别为(总量1000Kg)。
其组成为(重量百分比)：
硼砂 40Kg，
1号单体 180Kg，
石油磺酸钠 30Kg，
癸二酸 50Kg，
硼酸 50Kg，
顺丁稀二酸酐 20Kg，
消泡剂 2Kg，
2号单体 90Kg，
3号单体 150Kg，
苯骈三氮唑 5Kg，
水 余量。
取上述溶液50Kg与1000Kg水混合制成水溶液用于车丝机使用111天，无味、无毒副作用，切削液消耗100Kg(水溶液)，不变质，免排放，只需添加，能提高螺丝的精度和机械性能。同时本发明的切削液可满足各项切削工艺要求。
Claims (3)
1.一种金属切削液由多种酸经过高温反应合成为水溶性脂，以脂为单体，加上极性剂、防锈剂、抗泡剂、金属缓蚀剂、离子型表面活性剂等聚合成水溶液。
其组成为(重量百分比)：
硼砂 3～5％
1号单体 16～20％
石油磺酸钠 2～4％
癸二酸 3～6％
硼酸 3～6％
顺丁稀二酸酐 1～3％
消泡剂 0.1～0.3％
2号单体 8～10％
3号单体 10～20％
苯骈三氮唑 0.4～0.6％
水 余量。
2.根据权利要求1所述的金属切削液，其特征在于：
1号单体的组成为(重量百分比)：
二乙醇胺 50～70％，
硼酸 10～30％，
油酸 10～30％；
2号单体的组成为(重量百分比)：
二乙醇胺 20～40％，
庚酸 50～70％，
顺丁稀二酸酐 5～15％；
3号单体的组成为(重量百分比)：
二乙醇胺 40～60％，
癸二酸 10～30％，
油酸 20～40％。
3.根据权利要求1或2所述的金属切削液，其特征在于其反应过程均为升温反应。
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