一种水基合成切削液及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水基合成切削液及其制备方法。水基合成切削液包含以下重量份的组分：1‑10份乙二醇、1‑15份三乙醇胺、0.1‑0.8份苯并三氮唑、100‑120份蒸馏水、1‑2份酒精、0.1‑0.5份香精、0.01‑0.05份消泡剂、1‑20份硼化物、1‑10份防锈剂、1‑3份新型杀菌液、4‑10份聚丙烯酰胺、3‑6份2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸；新型杀菌液包括以下组分：丙烯酸树脂乳液、钙基膨润土、竹纤维、羟乙基纤维素、含磷硼酸酯、蓖麻油、硫代磷酸酯、蒸馏水。本发明专利技术的水基合成切削液具有润滑性、防腐性和防锈性优异，易降解，使用寿命长的优点。

A water-based synthetic cutting fluid and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种水基合成切削液及其制备方法
本专利技术涉及切削液
，更具体地说，它涉及一种水基合成切削液及其制备方法。
技术介绍
削液是一种在金属切、削、磨加工过程中用于冷却和润滑刀具及加工件的工业用液体，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、防腐功能以及易稀释等特点，属于一种新型的冷却液。通常把切削液分为非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液两大类。油基切削液的润滑性能较好，冷却效果较差。水基切削液与油基切削液相比润滑性能相对较差，冷却效果较好。但是由于油基切削液成本高并且污染相对比较严重，因而有着绿色环保型性能的水基切削液产品是切削液的发展方向，水的来源丰富，且无毒无味，是理想的绿色基础液。目前，国内外使用的水溶性切削液主要分为乳化型切削液和水基合成切削液。前者主要由水、矿物油和乳化剂组成，其特点是润滑性能好，但在冷却性、渗透性、稳定性上较差，使用周期短，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；后者主要由各种水溶性添加剂(如润滑、抗磨、抗压、防锈、表面活性剂等)和水组成，其特点是不含油，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，润滑性较油基切削液差。现有技术中，申请号为CN200910068210.3的中国专利技术专利文件中公开了一种水基反应型多功能金属切削液及其制备方法，其组成成分及其重量分数分别为：表面活性剂4.5-11份，溶剂9-18份，植物油酸7-11份，三乙醇胺12-18份，缓蚀功能的钠盐6-15份，缓蚀剂7-13份，二聚酸3-6份，消泡剂00.02-0.05份，防腐剂0.2-1.2份，去离子水30-40份。现有的这样水基合成切削液在工厂循环使用过程中，为防止切削液中滋生微生物，导致水基切削液的腐败、发臭，因此会向切削液中大量添加防腐剂，而切削液中的防腐剂、表面活性剂的加入则又阻碍了微生物对切削液的降解，增大了水基切削液的处理难度，使得水基合成切削液不易降解，因此合成一种润滑性、防腐性较好，且容易生物降解的水基切削液是需要解决的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的第一个目的在于提供一种水基合成切削液，其具有润滑性、防腐性好，容易生物降解，使用寿命长的优点。本专利技术的第二个目的在于提供一种水基合成切削液的制备方法，其具有制备工艺简单的优点。为实现上述第一个目的，本专利技术提供了如下技术方案：一种水基合成切削液，包含以下重量份的组分：1-10份乙二醇、1-15份三乙醇胺、0.1-0.8份苯并三氮唑、100-120份蒸馏水、1-2份酒精、0.1-0.5份香精、0.01-0.05份消泡剂、1-20份硼化物、1-10份防锈剂、1-3份新型杀菌液、4-10份聚丙烯酰胺、3-6份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述新型杀菌液包括以下重量份的组分：1.5-2.5份丙烯酸树脂乳液、2-3份钙基膨润土、1-3份竹纤维、2-4份羟乙基纤维素、1-3份含磷硼酸酯、2-3份蓖麻油、1-2份硫代磷酸酯、30-45份蒸馏水。通过采用上述技术方案，由于采用聚丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，聚丙烯酰胺能够与乙二醇、三乙醇胺相互配合，在金属表面形成定向吸附膜，从而减少工件、切屑、刀具之间的摩擦，降低工件的表面粗糙度，提高工件精度延长刀具的使用寿命，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸与聚丙烯酰胺二者产生协同作用，能进一步减摩抗磨，提高切削液的耐磨性能、防锈性能和防腐性能，硼化物和三乙醇胺反应得到硼酸盐，在摩擦表面形成硼的间隙化合物，溶解游离态的硼形成固溶体，从而在摩擦表面形成渗透层，且硼酸盐不仅具有良好的减摩抗磨性，还无臭无毒，对金属无腐蚀，对环境无污染，同时三乙醇胺起到稳定作用，可有效防腐、防变质、抗细菌。使用竹纤维、钙基膨润土和羟乙基纤维素等组分制备新型杀菌液，竹纤维具有较强的耐磨性，可增强切削液的抗磨耐磨性，竹纤维还具有天然的抗菌、抑菌、防臭功能，竹纤维内部特殊的超细微孔结构使其具有强劲的吸附力，混合在切削液中，可吸附切削液中的异味，提高切削液的防臭、防变质能力，延长使用寿命，竹纤维在土壤中自然降解，分解后对环境无任何污染，天然、绿色、环保，能够提高切削液的降解率，钙基膨润土润滑性较好，可提高切削液的耐磨性，且钙基膨润土具有较大的有效孔容，因而具有很强的吸附能力和吸附容量，混合于切削液中，可吸附切削液中的异味，防止切削液发臭变质，使用寿命增长，且钙基膨润土对环境无污染，使得切削液相对于添加表面活性剂和防腐剂的切削液更加容易降解，且不易发臭变质，使得切削液的使用寿命较长，羟乙基纤维素的润滑性能好，且具有良好的生物降解性和生物安全性，对环境无污染。含磷硼酸酯在摩擦金属表面发生化学反应生成边界润滑膜起到润滑作用，其极压抗磨性、反应活性、防锈性提高，蓖麻油为天然提取物，易降解，蓖麻油中蓖麻油分子作为载体，含磷硼酸酯与蓖麻油相互协同，可在摩擦金属表面形成一层高强度的吸附膜，使切削液具有明显的减摩、抗磨性能；含磷硼酸酯中的硼原子具有杀菌作用，含磷硼酸酯的杀菌作用可使水基切削液中的微生物繁殖能力降低，与硫代磷酸酯相互协同，可明显提高切削液的抗菌性，使切削液不易发臭变质，使用寿命较长。进一步地，所述防腐抗菌剂由以下方法制成：将钙基膨润土、竹纤维和羟乙基纤维素混合后，加入1/2的蒸馏水，研磨至平均粒径＜1μm；向剩余的蒸馏水中依次加入丙烯酸树脂乳液、含磷硼酸酯、蓖麻油和硫代磷酸酯，缓慢加热至70-80℃，混合均匀，加入研磨后的钙基膨润土等，在400-500r/min的转速下搅拌30-40min，冷却至室温。通过采用上述技术方案，由于首先将钙基膨润土、竹纤维和羟乙基纤维素进行研磨，使钙基膨润土等颗粒较小，减少相互之间的摩擦，提高切削液的润滑性能，将丙烯酸脂乳液、含磷硼酸酯等组分与水混合均匀后，再加入钙基膨润土、竹纤维和羟乙基纤维素，可提高各原料分散均匀度。进一步地，将质量比为1:(0.6-0.9):(0.4-0.7)的白千层叶树皮、茶叶和桉叶放入蒸馏水中常压蒸馏，向蒸馏所得物中加入与蒸馏所得物质量比为1:0.3-0.5的异构十六烷，混合搅拌均匀，蒸馏水与白千层叶树皮、茶叶和桉叶三者总重的质量比为(5-8):1。通过采用上述技术方案，白千层树皮能够蒸馏出茶树油，茶树油是一种天然植物性芳香油，具有抵抗切削液细菌、防止腐烂发霉的效果，使切削液使用寿命较长，茶叶的提取物中含有茶单宁，又称茶多酚，具有抗菌抑菌的效果，桉叶含有桉叶油，对多种病菌均具有抑制作用，且茶树油、茶单宁和桉叶油均为天然提取物，不仅能够起到防菌、防臭的效果，提高切削液的使用寿命，还易于降解，对环境无污染，较为环保。进一步地，所述防锈剂为磺酸钡、磺酸钠、羧酸盐防锈剂的一种或几种的组合物。通过采用上述技术方案，切削液中的防锈剂能定向吸附在金属表面上,形成一层吸附膜,使金属表面与水、氧等介质隔绝，从而防止金属锈蚀。进一步地，所述消泡剂为切削液用消泡剂DF-681、切削液专用消泡剂319或切削液专用消泡剂8345中的一种。进一步地，所述硼化物为硼酸或硼砂中的一种或几种的组合物。通过采用上述技术方案，硼酸和硼砂能够与酒精或乙二醇反应生成硼酸酯，其作为极压润滑添加剂，其摩擦表面形成物理吸附膜，且由于硼本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水基合成切削液，其特征在于，包含以下重量份的组分：1‑10份乙二醇、1‑15份三乙醇胺、0.1‑0.8份苯并三氮唑、100‑120份蒸馏水、1‑2份酒精、0.1‑0.5份香精、0.01‑0.05份消泡剂、1‑20份硼化物、1‑10份防锈剂、1‑3份新型杀菌液、4‑10份聚丙烯酰胺、3‑6份2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸；所述新型杀菌液包括以下重量份的组分：1.5‑2.5份丙烯酸树脂乳液、2‑3份钙基膨润土、1‑3份竹纤维、2‑4份羟乙基纤维素、1‑3份含磷硼酸酯、2‑3份蓖麻油、1‑2份硫代磷酸酯、30‑45份蒸馏水。

【技术特征摘要】
1.一种水基合成切削液，其特征在于，包含以下重量份的组分：1-10份乙二醇、1-15份三乙醇胺、0.1-0.8份苯并三氮唑、100-120份蒸馏水、1-2份酒精、0.1-0.5份香精、0.01-0.05份消泡剂、1-20份硼化物、1-10份防锈剂、1-3份新型杀菌液、4-10份聚丙烯酰胺、3-6份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸；所述新型杀菌液包括以下重量份的组分：1.5-2.5份丙烯酸树脂乳液、2-3份钙基膨润土、1-3份竹纤维、2-4份羟乙基纤维素、1-3份含磷硼酸酯、2-3份蓖麻油、1-2份硫代磷酸酯、30-45份蒸馏水。2.根据权利要求1所述的水基合成切削液，其特征在于，所述防腐抗菌剂由以下方法制成：将钙基膨润土、竹纤维和羟乙基纤维素混合后，加入1/2的蒸馏水，研磨至平均粒径＜1μm；向剩余的蒸馏水中依次加入丙烯酸树脂乳液、含磷硼酸酯、蓖麻油和硫代磷酸酯，缓慢加热至70-80℃，混合均匀，加入研磨后的钙基膨润土等，在400-500r/min的转速下搅拌30-40min，冷却至室温。3.根据权利要求1所述的水基合成切削液，其特征在于，所述香精由以下方法制成：将质量比为1:（0.6-0.9）:（0.4-0.7）的白千层叶树皮、茶叶和桉叶放入蒸馏水中常压蒸馏，向蒸馏所得物中加入与蒸馏所得物质量比为1:0.3-0.5的异构十六烷，混合搅拌均匀，蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝延杰，
申请(专利权)人：喜能达国际科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11