一种环境友好型微乳化切削液及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种环境友好型微乳化切削液及其制备方法，包括如下重量份原料：基础油20

【技术实现步骤摘要】
一种环境友好型微乳化切削液及其制备方法


[0001]本专利技术属于切削液制备
，具体涉及一种环境友好型微乳化切削液及其制备方法。

技术介绍

[0002]切削液应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。目前切削液可分为两类，油溶性切削液和水溶性切削液。一般油溶性切削液润滑性能好，但冷却性能差，且含有大量有机物，污染环境。一些水溶性切削液虽然冷却性能好，又存在润滑性和防锈效果差的问题，因此研发兼具润滑性、冷却性、防锈性、易清洗、无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境不污染的切削液就显得很重要。

技术实现思路

[0003]为了克服上述的技术问题，本专利技术提供一种环境友好型微乳化切削液及其制备方法。
[0004]本专利技术要解决的技术问题：
[0005]油溶性切削液润滑性能好，但冷却性能差，且含有大量有机物，污染环境。水溶性切削液虽然冷却性能好，又存在润滑性和防锈效果差的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种环境友好型微乳化切削液，包括如下重量份原料：
[0008]基础油20-30份、脂肪醇聚氧乙烯醚3-5份、去离子水40-50份、妥尔油酸2-4份、水溶性添加剂1-3份和聚合物微球6-8份；
[0009]该环境友好型微乳化切削液的制备方法，包括如下步骤：
[0010]第一步、将基础油和脂肪醇聚氧乙烯醚混合后，升温至58-62℃，配置成油相组分；
[0011]第二步、将去离子水、妥尔油酸和水溶性添加剂混合后制成水相组分；
[0012]第三步、将水相组分和油相组分混合后升温至53-57℃，加入聚合物微球，搅拌30-40min，得到一种环境友好型微乳化切削液。
[0013]进一步地，基础油为聚α-烯烃、季戊四醇酯和己二酸酯按质量比1：1.5：1.5复合而成；聚α-烯烃为聚癸烯和聚十二烯中的一种或两种按任意比例混合；水溶性添加剂为乳化硅油和油酸三乙醇胺中一种或两种按任意比例混合。
[0014]进一步地，聚合物微球通过如下步骤制备：
[0015]步骤S11、将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸加入四口烧瓶中，在氮气保护下，加入溶剂，升高温度为80-90℃，在转速为200r/min条件下搅拌20-22h，得到预乳液；
[0016]步骤S12、将过硫酸钾、十二烷基硫酸钠和去离子水加入预乳液中，然后缓慢滴加含有丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的混合物，滴加时间为1h，设置温度为80-90℃，在转速为300r/min条件下搅拌10-12h，得到乳液，将制成的乳液加入缓蚀助剂中，设
3g：20mL：200-220mL；高碘酸钠溶液的浓度为0.1-0.3mol/L；步骤S22中甘氨酸、去离子水和中间体a的用量比为6g：120mL：2-3g；步骤S23中中间体b和乙酸铜溶液的用量比为0.6-1g：20mL，乙酸铜溶液的浓度为0.1mol/L。
[0029]纳米金属铜粉具有剪切力低、导热性好、延展性好、熔点低等特性，在润滑油中能够起到良好的润滑减摩作用，但是直接加到微乳化切削液中容易聚合且不容易分散，无法达到优良的减磨和减摩效果。通过制备聚合物微球来包覆含有铜配合物的缓蚀助剂，在微乳化切削液使用过程中缓慢释放聚合物微球中包覆的缓蚀助剂，提高了微乳化切削液的作用效果和稳定性。另外，金属离子的加入，也可以有效增强微乳化切削液的抗菌性能，对于更加有利于抑制细菌在微乳化切削液中生长。聚阴离子纤维素与羧甲基纤维素和纤维素相比具有具有较高的取代度和稳定性，减少了原材料的消耗，降低了使用成本具有较高的经济效益。
[0030]进一步地，一种环境友好型微乳化切削液的制备方法，包括如下步骤：
[0031]第一步、将基础油和脂肪醇聚氧乙烯醚混合后，升温至58-62℃，配置成油相组分；
[0032]第二步、将去离子水、妥尔油酸和水溶性添加剂混合后制成水相组分；
[0033]第三步、将水相组分和油相组分混合后升温至53-57℃，加入聚合物微球，搅拌30-40min，得到一种环境友好型微乳化切削液。
[0034]本专利技术的有益效果：
[0035]复合基础油皂化值比矿物油高，具有较高的抗磨减摩效应及较高的油膜承载能力。此外，聚α-烯烃、季戊四醇酯以及己二酸酯闪点高，生物降解性好，具有优良的热安定性、水解稳定性以及氧化稳定性。其中，聚α-烯烃各方面性能变现最佳，季戊四醇酯水解稳定性和热稳定性比己二酸酯好，而己二酸酯的氧化稳定性要比季戊四醇酯好，酯类基础油的存在改善了聚α-烯烃对添加剂的相容性。通过多步种子乳液聚合法制备聚合物微球，将缓蚀助剂包覆在聚合物微球内，使得缓蚀助剂可以在微乳化切削液中缓慢且持续的释放，延长缓蚀助剂在微乳化切削液中的作用时间；且保持了微乳化切削液的稳定性。
[0036]聚阴离子纤维素中的羟基被氧化成醛基，通过高碘酸钠的选择性氧化，可以将聚阴离子纤维素结构中的葡萄糖基环上的C-C键断开，同时将其氧化成具有高反应活性的双醛基，含有双醛基的处理后的聚阴离子纤维素，然后通过甘氨酸中的氨基与之进行脱水缩合，进行希夫碱反应，生成克与金属配位的中间体b，然后通过中间体b与乙酸铜发生配位反应生成含有铜的配合物。
[0037]纳米金属铜粉具有剪切力低、导热性好、延展性好、熔点低等特性，在润滑油中能够起到良好的润滑减摩作用，但是直接加到微乳化切削液中容易聚合且不容易分散，无法达到优良的减磨和减摩效果。通过制备聚合物微球来包覆含有铜配合物的缓蚀助剂，在微乳化切削液使用过程中缓慢释放聚合物微球中包覆的缓蚀助剂，提高了微乳化切削液的作用效果和稳定性。另外，金属离子的加入，也可以有效增强微乳化切削液的抗菌性能，对于更加有利于抑制细菌在微乳化切削液中生长。聚阴离子纤维素与羧甲基纤维素和纤维素相比具有具有较高的取代度和稳定性，减少了原材料的消耗，降低了使用成本具有较高的经济效益。
具体实施方式
[0038]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039]实施例1
[0040]一种环境友好型微乳化切削液，包括如下重量份原料：
[0041]基础油20份、脂肪醇聚氧乙烯醚3份、去离子水40份、妥尔油酸2份、水溶性添加剂1份和聚合物微球6份；
[0042]该环境友好型微乳化切削液的制备方法，包括如下步骤：
[0043]第一步、将基础油和脂肪醇聚氧乙烯醚混合后，升温至58℃，配置成油相组分；
[0044]第二步、将去离子水、妥尔油酸和水溶性添加剂混合后制成水相组分；
[0045]第三步、将水相组分和油相组分混合后升温至53℃，加入聚合物微球，搅拌30min，得到一种环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环境友好型微乳化切削液，其特征在于，包括如下重量份原料：基础油20-30份、脂肪醇聚氧乙烯醚3-5份、去离子水40-50份、妥尔油酸2-4份、水溶性添加剂1-3份和聚合物微球6-8份；该环境友好型微乳化切削液的制备方法，包括如下步骤：第一步、将基础油和脂肪醇聚氧乙烯醚混合后，升温至58-62℃，配置成油相组分；第二步、将去离子水、妥尔油酸和水溶性添加剂混合后制成水相组分；第三步、将水相组分和油相组分混合后升温至53-57℃，加入聚合物微球，搅拌30-40min，得到一种环境友好型微乳化切削液。2.根据权利要求1所述的一种环境友好型微乳化切削液，其特征在于，基础油为聚α-烯烃、季戊四醇酯和己二酸酯按质量比1：1.5：1.5复合而成；聚α-烯烃为聚癸烯和聚十二烯中的一种或两种按任意比例混合；水溶性添加剂为乳化硅油和油酸三乙醇胺中一种或两种按任意比例混合。3.根据权利要求1所述的一种环境友好型微乳化切削液，其特征在于，聚合物微球通过如下步骤制备：步骤S11、将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸加入四口烧瓶中，在氮气保护下，加入溶剂，升高温度为80-90℃，在转速为200r/min条件下搅拌20-22h，得到预乳液；步骤S12、将过硫酸钾、十二烷基硫酸钠和去离子水加入预乳液中，然后缓慢滴加含有丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的混合物，滴加时间为1h，设置温度为80-90℃，在转速为300r/min条件下搅拌10-12h，得到乳液，将制成的乳液加入缓蚀助剂中，设置温度为80℃、转速为300r/min搅拌1.6-2h，得到乳液A；步骤S13、将过硫酸钾加入含有缓蚀助剂的乳液A中，然后将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸混合后缓慢滴加到乳液A中，控制滴加时间为50-60min，设置温度为80-90℃，在转速为300r/min条件下搅拌9-10h，得到乳液B；步骤S14、将过硫酸钾水溶液加入乳液B中，在温度为80-90℃，在转速为300r/min条件下开启搅拌，然后加入10％苯乙烯，用质量分数10％的氢氧化钠溶液调节反应液的pH值为10，然后加入90％的苯乙烯，保持温度和转速不变，继续搅拌9-10h，搅拌结束后在转速为9000r/min，离心5-10min，去除上清液，然后用去离子水洗涤三遍，最后在40℃下干燥至恒重，得到聚合物微球。4.根据权利要求3所述的一种环境友好型微乳化切削液，其特征在于，步骤S11中丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸的质量比为2-2.3：1：0.4，溶剂中含有过硫酸钾、十二烷基硫酸钠和去离子水，且过硫酸钾、十二烷基硫酸钠和去离子水的用量比为1g：1g：50mL；溶剂和丙烯酸丁酯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：高晓谋，冯克权，何甲生，高荣权，
申请(专利权)人：安徽中天石化股份有限公司，
类型：发明
国别省市：