一种切削液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种切削液及其制备方法，其包括质量浓度为35～45％的石蜡基矿物油、质量浓度为8～10％的极压抗磨剂、质量浓度为5～13％的防锈剂、质量浓度为3～8％的脂肪酸、质量浓度为0.5～2.5％的抗氧剂、质量浓度为3～10％的乳化剂、质量浓度为0.01～5％的硼砂和质量浓度为0.01～3％的缓蚀剂，余量为水；在基础油中加入极压抗磨剂、防锈剂、抗氧剂、硼砂、消泡剂，恒温65±5℃条件下，搅拌30min；降温至室温后，加入3～10％乳化剂和余量水，搅拌10－20min；本发明专利技术技术方案中，提供了一种防菌、防锈性能好、较好的润滑性、低油耗、稳定均匀、冷却较好的一种切削液；并且提供一种简单易操作的切削液的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种切削液及其制备方法
本专利技术涉及金属加工领域，特别是一种切削液及其制备方法。
技术介绍
金属加工液是切削加工中的配套材料，在金属切削加工中选用合适的金属加工液可以达到良好的润滑，冷却，清洗，防锈效果，从而提高刀具寿命，保证工件的加工质量和表面精度，提高生产效率，降低成本。随着机械加工的高速度，高精度，高效率越来越先进的生产要求，对切削液也同样提出了更高的要求。切削液的安全性(对人体安全和对环境安全性能)和使用寿命提出了新的要求。传统切削液乳化液体系乳液颗粒大，磺酸盐及磷系添加剂使用产品细菌滋生快，必须使用较多的甲醛释放型杀菌剂才能够达到好的使用寿命。新的切削液体系就是依托日益先进的乳化技术，将润滑极压添加剂，防锈剂及各种助剂进行乳化。产品颗粒更小，本身抗菌能力更强。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种稳定性好，无甲醛释放，乳化效果好抗菌能力优秀，安全友好的切削液；并且提供一种简单易操作的切削液的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术是按如下方式实现的：设计一种切削液，其包括质量浓度为35～45％的石蜡基矿物油、质量浓度为8～10％的极压抗磨剂、质量浓度为5～13％的防锈剂、质量浓度为3～8％的脂肪酸、质量浓度为0.5～2.5％的抗氧剂、质量浓度为3～10％的乳化剂、质量浓度为0.01～5％的硼砂和质量浓度为0.01～3％的缓蚀剂，余量为水。进一步的，常用的环境友好防锈剂如脂肪酸衍生物、胺类、咪唑啉类及有机羧酸与醇胺类，配方中选用有机羧酸与醇胺类防锈剂进行了防锈性对比，得到结果防锈性随碳链的增长，防锈性能变好；但碳链过长，防锈性能反而降低；防锈性与极性基团有关；实验研究表明，有机羧酸与醇胺类物质加热反应得到的醇胺羧酸盐、醇胺羧酸酯、酰胺，兼具较好的防锈性能和水溶性能，还是优良的润滑剂、油性剂、表面活性剂，并且环境友好，因此，所述防锈剂选用为醇胺羧酸盐、醇胺羧酸酯、酰胺中的至少一种。进一步的，可作为水溶性极压抗磨剂使用的只有油酸、亚油酸、氯化脂肪酸、磷酸三乙酯等几种物质，但它们的减摩抗极压能力有限，传统的极压抗磨剂功能单一，不能很好满足现代水基合成切削液的要求；在选择极压抗磨剂的时候，就考虑原料是否同时具有优良的防锈性等其他功能，例如：油酸三乙醇胺、葵酸三乙醇酰胺、硼酸酯对黑色金属优良的防锈能力和良好的极压抗磨性能；但是有些情况下，仅仅一种化合物作为极压抗磨剂，其润滑性是不够的，例如在高压高温切削条件下仅使用硼酸酯作为极压润滑剂，其润滑性能是不够的，需要加入其他极压抗磨剂协同作用；因此，所述极压抗磨剂选用为油酸三乙醇胺、硼酸酯、葵酸三乙醇酰胺中的至少一种。进一步的，水基切削液的清洗主要通过乳化剂来实现，一方面乳化剂能吸附在各种污染物粒子和油泥表面，并在工件表面上形成吸附膜，阻止粒子和油泥粘附在工件、刀具和砂轮上；另一方面降低切屑和加工液之间的表面张力，通过润湿、渗透作用，将切屑从刀具和工件表面分离开来，随切削液带走，并通过渗透作用将切屑沉降下来；因此应选择对防锈性能影响小且添加量少的高效非离子表面活性剂作为乳化剂加入合成液中以提高其润湿性；综合来看，所述乳化剂选用为具有防锈作用的吐温-80。进一步的，由于切削液中含有表面活性剂，在循环供液条件下，因搅拌和快速流动易产生大量泡沫，因此需要加入消泡剂；根据上述切削液的性质，所述消泡剂选用为HP732，添加质量浓度比例为0～1％。进一步的，为了使切削液的pH符合实际使用的需求，所述切削液中还添加有胺类作为pH调整剂，pH调节范围为7.5～8.9。进一步的，切削液使用时，如果使用高硬度的水质，则会影响切削液的性能，因此所述切削液中添加有EDTA作为金属离子掩蔽剂。进一步的，水基切削液的稳定性会随着时间的变化发生化学反应，从而缓慢析出或沉淀；在使用中机油渗漏或混入金属屑，都将会影响其性能；因此，需要加入适当稳定剂减缓这一变化，OMA、三乙醇胺等作为非离子表面活性剂起着增溶、分散、稳定的作用，且不受稀释水质的影响；因此所述切削液中添加有油酸酰氨基非离子表面活性剂、三乙醇胺中的至少一种来作为稳定剂。进一步的，苯甲酸钠不仅能抑制微生物的增殖对切削液稳定性造成的破坏，同时它也能显著提高切削液对铝、铸铁的防锈性；因此所述抗氧剂选用为苯甲酸钠。进一步的，所述缓蚀剂选用为苯并三氮唑。进一步的，制备本专利技术的切削液的方法由以下步骤组成：(1)按照上述重量百分比称取各组分；(2)在基础油中加入极压抗磨剂、防锈剂、抗氧剂、缓蚀剂、硼砂、脂肪酸，恒温65±5℃条件下，搅拌30min。(3)降温至室温后，加入3～10％乳化剂和余量水，搅拌10－20min。进一步的，在加入极压抗磨剂、防锈剂、抗氧剂、缓蚀剂、硼砂、脂肪酸的同时，还加入消泡剂、pH调整剂稳定剂、金属离子掩蔽剂。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式，对本专利技术做进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施方式及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。成分物质质量浓度(％)石蜡基矿物油石蜡基矿物油35抗磨剂硼酸酯(抗磨剂)9硼砂硼砂1防锈剂葵二酸三乙醇胺1防锈剂油酸三乙醇胺10脂肪酸十二烯基丁二酸6乳化剂吐温-803抗氧剂苯甲酸钠1缓蚀剂苯并三氮唑0.5消泡剂HP7320.02水水34.48实施例1：制备本专利技术的切削液的方法由以下步骤组成：(1)按照上述重量百分比称取各组分；(2)在石蜡基矿物油中加入硼酸酯、葵二酸三乙醇胺、十二烯基丁二酸、吐温-80、苯甲酸钠、BTA苯并三氮唑恒温65±5℃条件下，搅拌30min。(3)降温至室温后，加入3％吐温-80和余量水，搅拌10－20min。实施例2：(1)按照上述重量百分比称取各组分；(2)在石蜡基矿物油中加入硼酸酯、硼砂、葵二酸三乙醇胺、十二烯基丁二酸、吐温-80、苯甲酸钠、BTA苯并三氮唑恒温65±5℃条件下，搅拌30min。(3)降温至室温后，加入3％吐温-80和余量水，搅拌10－20min。实施例3：成分物质组分(％)石蜡基矿物油石蜡基矿物油40抗磨剂硼酸酯(抗磨剂)8硼砂硼砂1防锈剂葵二酸三乙醇胺1.5防锈剂油酸三乙醇胺10脂肪酸十二烯基丁二酸6乳化剂吐温-803抗氧剂苯甲酸钠1缓蚀剂苯并三氮唑0.5消泡剂HP7320.1水水34.4(1)按照上述重量百分比称取各组分；(2)在石蜡基矿物油中加入硼酸酯、硼砂、葵二酸三乙醇胺、十二烯基丁二酸、吐温-80、苯甲酸钠、BTA苯并三氮唑恒温65±5℃条件下，搅拌30min。(3)降温至室温后，加入3％吐温-80和余量水，搅拌10－20min。实施例4：成分物质组分(％)石蜡基矿物油石蜡基矿物油40抗磨剂硼酸酯(抗磨剂)9硼砂硼砂3防锈剂葵二酸三乙醇胺1.5防锈剂油酸三乙醇胺9脂肪酸十二烯基丁二酸3乳化剂吐温-808抗氧剂苯甲酸钠2缓蚀剂苯并三氮唑1消泡剂HP7320.8水水22.7(1)按照上述重量百分比称取各组分；(2)在石蜡基矿物油中加入硼酸酯、硼砂、葵二酸三乙醇胺、十二烯基丁二酸、吐温-80、苯甲酸钠、BTA苯并三氮唑恒温65±5℃条件下，搅拌30min。(3)降温至室温后，加入8％吐温-80和余量水，搅拌10－20min。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种切削液，其特征在于：其包括质量浓度为35～45％的石蜡基矿物油、质量浓度为8～10％的极压抗磨剂、质量浓度为5～13％的防锈剂、质量浓度为3～8％的脂肪酸、质量浓度为0.5～2.5％的抗氧剂、质量浓度为3～10％的乳化剂、质量浓度为0.01～5％的硼砂和质量浓度为0.01～3％的缓蚀剂，余量为水。

【技术特征摘要】
1.一种切削液，其特征在于：其包括质量浓度为35～45％的石蜡基矿物油、质量浓度为8～10％的极压抗磨剂、质量浓度为5～13％的防锈剂、质量浓度为3～8％的脂肪酸、质量浓度为0.5～2.5％的抗氧剂、质量浓度为3～10％的乳化剂、质量浓度为0.01～5％的硼砂和质量浓度为0.01～3％的缓蚀剂，余量为水。2.如权利要求1所述的一种切削液，其特征在于：其包括质量浓度为40～44％的石蜡基矿物油、质量浓度为8～10％的极压抗磨剂、质量浓度为5～8％的防锈剂、质量浓度为3～8％的脂肪酸、质量浓度为0.5～2.5％的抗氧剂、质量浓度为3～8％的乳化剂、质量浓度为0.01～3％的硼砂和质量浓度为0.01～2.5％的缓蚀剂，余量为水。3.如权利要求1所述的一种切削液，其特征在于：所述防锈剂选用为醇胺羧酸盐、醇胺羧酸酯、酰胺中的至少一种。4.如权利要求3所述的一种切削液，其特征在于：所述极压抗磨剂选用为油酸三乙醇胺、硼酸酯、葵酸三乙醇酰胺中的至少一种。5.如权利要求1所述的一种切削液，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张同星，江晓炯，
申请(专利权)人：武汉沃肯油品技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42