CN101575550B - 一种三元基础油微乳化切削液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三元基础油微乳化切削液，属于金属切削加工技术领域。其成分的重量百分比组分为：矿物油5～30％、合成烃3～30％、合成酯3～30％、阴离子表面活性剂5～10％、非离子表面活性剂5～10％、防绣剂5～15％、极压剂0～15％、消泡剂1～3％、杀菌剂0～2％、余量为水。其制备方法，即先将矿物油加热后加入合成烃和合成酯，形成三元基础油体系，后在水中加入防绣剂、极压剂等形成水相体系，再把两体系混合并用阴离子及非离子表面活性剂调整平衡即得本发明产品。由于制备中加入合成烃和合成酯，提高了生物降解能力、氧化稳定性及闪点，其使用对环境友好，具有较高性价比，适用于各类机械零件的切削、磨削加工。
Description
技术领域
本发明涉及一种三元基础油微乳化切削液及其制备方法，属于金属切削加工技术领域。
背景技术
微乳化切削液是一种介于乳化液和合成切削液之间的新型金属加工液产品。由于它既有像乳化切削液那样的润滑性、防锈性，又有像合成切削液那样的清洗性、渗透性、长寿命等优异的综合性能，所以作为高技术加工机械的切削液已被国内外机械加工业所承认。其杰出的通用性导致广泛用于金属切削、研磨等工艺，也可以用于冲压、深拔、冷煅和热煅、挤压、模压等成型工艺，逐步发展为乳化液和合成液的替代产品。
以往通常采用矿物油作为基础油制备半合成切削液，但由于矿物油基的切削液生物降解能力差，长期滞留在水和土壤中，使得湖泊、河流、海洋和地下河系统受到不同程度的污染，严重影响水生动植物的生长、农业灌溉和人们的生活用水。河、湖水中含油达0.01mg/l时，即可使鱼肉带有特殊的气味会对环境造成不良影响。美国环保局指出：油对水生物有极性致死毒性，也有长期亚急性致死毒性(即不会导致生物死亡，但破坏其正常的生态)。水中含油量超过10ppm，就会使海洋植物死亡，含油300ppm可使淡水鱼死亡。就算排放的废液经过严格的矿物油回收处理，其在水中的长期积累也不容忽视。且矿物基础油具有脱脂作用、闪点较低，常易引起机床操作工气喘、咳嗽和鼻炎，对呼吸器官有危害作用，同时也不利于运输、储存的安全。因此选择合适的基础油已成为开发环境友好金属切削液急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有技术中的金属切削液中生物降解能力差，长期滞留在水和土壤中，会对环境造成不良影响的问题，提供一种对环境友好金属切削液。
本发明的技术原理
合成酯可生物降解率达90～100％，具有氧化稳定性好、低温流动性好、抗磨损极压性及摩擦特性好、低挥发性、无毒、可与矿物油及其他多数合成烃以任意比例混溶等一系列优点，但其价格昂贵。
合成烃基础油来自原油中的瓦斯气或天然气所分散出来的乙烯、丙烯，再经聚合、催化等繁复的化学反应炼制成大分子组成的基础油。在本质上，它使用的是原油中较好的成分，加以化学反应并透过人为的控制下达到预期的分子形态，其分子排列整齐，抵抗外来变数的能力自然很强，因此合成烃基础油品质较好，其对热稳定、抗氧化反应、抗黏度变化的能力自然要比矿物油强得多。
本发明通过在矿物基基础油中掺入一定量的合成烃和合成酯调配组成三元基础油体系，同时选用环境友好的添加剂配方，从而使产品在保持原有的性能基础上，提高其生物降解能力，氧化稳定性和闪点，从而满足实际使用中的环境友好要求和具有较高的产品性价比。
本发明采取的技术方案
一种三元基础油微乳化切削液，其成分的重量百分比组分为：
矿物油 5～30％
合成烃 3～30％
合成酯 3～30％
阴离子表面活性剂 5～10％
非离子表面活性剂 5～10％
防绣剂 5～15％
极压剂 0～15％
消泡剂 1～3％
杀菌剂 0～2％
水 余量
所述的矿物油为石蜡基矿物油、环烷基矿物油或加氢精制油；
所述的合成烃为聚α-烯烃，聚丁烯，聚异丁烯，烷基苯；
所述的合成酯为聚酯、二元酸双酯或新戊基多元醇酯；
所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸盐或脂肪酸皂；
所述的非离子表面活性剂为聚环氧乙烷、司本或烷醇酰胺；
所述的防绣剂为十二苯磺酸钠、十二苯磺酸胺、苯甲酸钠、硼酸单乙醇胺、苯甲酸单乙醇胺或对硝基苯甲酸单乙醇胺；
所述的极压剂为油酸硼酸酯、水溶性硼酸酯或脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯；
所述的消泡剂为油酸三乙醇胺、甲基硅油或聚醚；
所述的杀菌剂为苯三唑、甲基苯三唑、咪唑啉、六氢化三嗪或异噻唑啉酮；
一种三元基础油微乳化切削液的制备方法，包含如下步骤：
(1)、三元基础油体系的配置
将矿物油加热到50℃，分别加入合成烃和合成酯，在50r/min条件下搅拌45min至混合均匀，即形成三元基础油体系；
(2)、水相体系的配置
在水中分别加入防绣剂、极压剂、消泡剂、杀菌剂，搅拌各种添加剂溶解，直至形成均一稳定溶液，即得水相体系；
(3)、体系的平衡处理
将步骤(1)三元基础油体系和步骤(2)的水相体系混合，再加入阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂进行搅拌，直至形成均一稳定透明溶液，达到调整体系平衡，即得本发明的环境友好三元基础油微乳化切削液。
本发明的技术效果
本发明由于加入合成烃和合成酯组成三元基础油体系在保存原有的性能基础上，提高其生物降解能力，氧化稳定性和闪点，从而满足实际使用中的环境友好要求和具有较高的性价比。本发明的三元基础油微乳化切削液可普遍适用于各类机械零件的切削、磨削加工。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。
实施例1
三元基础油微乳化切削液由以下重量组分组成：
石蜡基矿物油 5％
聚α-烯烃 5％
聚酯 5％
石油磺酸钠 10％
聚环氧乙烷 5％
十二苯磺酸钠 5％
油酸硼酸酯 5％
甲基硅油 2％
苯三唑 0.5％
水 57.5％
三元基础油微乳化切削液的制备方法，包含如下步骤：
(1)、三元基础油体系的配置
将石蜡基矿物油加热到50℃，分别加入聚α-烯烃和聚酯，在50r/min条件下搅拌45min至混合均匀，即形成三元基础油体系；
(2)、水相体系的配置
在水中分别加入十二苯磺酸钠、油酸硼酸酯、甲基硅油、苯三唑搅拌各种添加剂溶解，直至形成均一稳定溶液，即得水相体系；
(3)、体系的平衡处理
将步骤(1)三元基础油体系和步骤(2)的水相体系混合，再加入石油磺酸钠和聚环氧乙烷进行搅拌，直至形成均一稳定透明溶液，达到调整体系平衡，即得本发明的三元基础油微乳化切削液。
实施例2
三元基础油微乳化切削液由以下重量组分组成：
石蜡基矿物油 10％
聚α-烯烃 5％
新戊基多元醇酯 5％
石油磺酸钠 5％
聚环氧乙烷 5％
十二苯磺酸胺 5％
水溶性硼酸酯 8％
甲基硅油 2％
苯三唑 1％
水 54％
三元基础油微乳化切削液的制备方法，包含如下步骤：
(1)、三元基础油体系的配置
将石蜡基矿物油加热到50℃，分别加入聚α-烯烃和新戊基多元醇酯，在50r/min条件下搅拌45min至混合均匀，即形成三元基础油体系；
(2)、水相体系的配置
在水中分别加入十二苯磺酸胺、水溶性硼酸酯、甲基硅油、苯三唑搅拌各种添加剂溶解，直至形成均一稳定溶液，即得水相体系；
(3)、体系的平衡处理
将步骤(1)三元基础油体系和步骤(2)的水相体系混合，再加入石油磺酸钠和聚环氧乙烷进行搅拌，直至形成均一稳定透明溶液，达到调整体系平衡，即得本发明的三元基础油微乳化切削液。
实施例3
三元基础油微乳化切削液由以下重量组分组成：
石蜡基矿物油 15％
聚丁烯 5％
二元酸双酯 5％
十二烷基脂肪酸钠 5％
司本 10％
十二苯磺酸胺 10％
水溶性硼酸酯 5％
油酸三乙醇胺 3％
甲基苯三唑 1％
水 41％
三元基础油微乳化切削液的制备方法，包含如下步骤：
(1)、三元基础油体系的配置
将石蜡基矿物油加热到50℃，分别加入聚丁烯和二元酸双酯，在50r/min条件下搅拌45min至混合均匀，即形成三元基础油体系；
(2)、水相体系的配置
在水中分别加入十二苯磺酸胺、水溶性硼酸酯、油酸三乙醇胺、甲基苯三唑搅拌各种添加剂溶解，直至形成均一稳定溶液，即得水相体系；
(3)、体系的平衡处理
将步骤(1)三元基础油体系和步骤(2)的水相体系混合，再加入十二烷基脂肪酸钠和司本进行搅拌，直至形成均一稳定透明溶液，达到调整体系平衡，即得本发明的三元基础油微乳化切削液。
实施例4
三元基础油微乳化切削液由以下重量组分组成：
环烷基矿物油 10％
聚异丁烯 5％
二元酸双酯 5％
石油磺酸钠 10％
烷醇酰胺 5％
苯甲酸钠 5％
油酸硼酸酯 5％
甲基硅油 2％
苯三唑 0.5％
水 52.5％
三元基础油微乳化切削液的制备方法，包含如下步骤：
(1)、三元基础油体系的配置
将环烷基矿物油加热到50℃，分别加入聚异丁烯和二元酸双酯，在50r/min条件下搅拌45min至混合均匀，即形成三元基础油体系；
(2)、水相体系的配置
在水中分别加入苯甲酸钠、油酸硼酸酯、甲基硅油、苯三唑搅拌各种添加剂溶解，直至形成均一稳定溶液，即得水相体系；
(3)、体系的平衡处理
将步骤(1)三元基础油体系和步骤(2)的水相体系混合，再加入石油磺酸钠和烷醇酰胺进行搅拌，直至形成均一稳定透明溶液，达到调整体系平衡，即得本发明的三元基础油微乳化切削液。
实施例5
三元基础油微乳化切削液由以下重量组分组成：
环烷基矿物油 15％
烷基苯 5％
新戊基多元醇酯 5％
石油磺酸钠 12％
聚环氧乙烷 10％
苯甲酸单乙醇胺 5％
脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯 5％
三乙醇胺 1％
咪唑啉 1％
水 41％
三元基础油微乳化切削液的制备方法，包含如下步骤：
(1)、三元基础油体系的配置
将环烷基矿物油加热到50℃，分别加入烷基苯和新戊基多元醇酯，在50r/min条件下搅拌45min至混合均匀，即形成三元基础油体系；
(2)、水相体系的配置
在水中分别加入苯甲酸单乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯、三乙醇胺、咪唑啉搅拌各种添加剂溶解，直至形成均一稳定溶液，即得水相体系；
(3)、体系的平衡处理
将步骤(1)三元基础油体系和步骤(2)的水相体系混合，再加入石油磺酸钠和聚环氧乙烷进行搅拌，直至形成均一稳定透明溶液，达到调整体系平衡，即得本发明的三元基础油微乳化切削液。
实施例6
三元基础油微乳化切削液由以下重量组分组成：
环烷基矿物油 15％
聚α-烯烃 10％
二元酸双酯 10％
十二烷基脂肪酸钠 8％
司本 8％
硼酸单乙醇胺 5％
脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯 5％
油酸硼酸酯 2％
异噻唑啉酮 1％
水 36％
三元基础油微乳化切削液的制备方法，包含如下步骤：
(1)、三元基础油体系的配置
将环烷基矿物油加热到50℃，分别加入聚α-烯烃和二元酸双酯，在50r/min条件下搅拌45min至混合均匀，即形成三元基础油体系；
(2)、水相体系的配置
在水中分别加入硼酸单乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯、油酸硼酸酯、异噻唑啉酮搅拌各种添加剂溶解，直至形成均一稳定溶液，即得水相体系；
(3)、体系的平衡处理
将步骤(1)三元基础油体系和步骤(2)的水相体系混合，再加入十二烷基脂肪酸钠和司本进行搅拌，直至形成均一稳定透明溶液，达到调整体系平衡，即得本发明的三元基础油微乳化切削液。
实施例7
三元基础油微乳化切削液由以下重量组分组成：
加氢精制油 10％
聚α-烯烃 5％
二元酸双酯 5％
脂肪酸钠 10％
聚环氧乙烷 5％
对硝基苯甲酸单乙醇胺 5％
脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯 5％
油酸三乙醇胺 2％
苯三唑 1％
水 52％
三元基础油微乳化切削液的制备方法，包含如下步骤：
(1)、三元基础油体系的配置
将加氢精制油矿物油加热到50℃，分别加入聚α-烯烃和二元酸双酯，在50r/min条件下搅拌45min至混合均匀，即形成三元基础油体系；
(2)、水相体系的配置
在水中分别加入对硝基苯甲酸单乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯、油酸三乙醇胺、苯三唑搅拌各种添加剂溶解，直至形成均一稳定溶液，即得水相体系；
(3)、体系的平衡处理
将步骤(1)三元基础油体系和步骤(2)的水相体系混合，再加入脂肪酸钠和聚环氧乙烷进行搅拌，直至形成均一稳定透明溶液，达到调整体系平衡，即得本发明的三元基础油微乳化切削液。
实施例8
三元基础油微乳化切削液由以下重量组分组成：
加氢精制油 15％
聚丁烯 5％
新戊基多元醇酯 5％
石油磺酸钠 5％
聚环氧乙烷 10％
十二苯磺酸钠 5％
油酸硼酸酯 5％
甲基硅油 2％
六氢化三嗪 1％
水 57％
三元基础油微乳化切削液的制备方法，包含如下步骤：
(1)、三元基础油体系的配置
将加氢精制油矿物油加热到50℃，分别加入聚丁烯和新戊基多元醇酯，在50r/min条件下搅拌45min至混合均匀，即形成三元基础油体系；
(2)、水相体系的配置
在水中分别加入十二苯磺酸钠、油酸硼酸酯、甲基硅油、六氢化三嗪搅拌各种添加剂溶解，直至形成均一稳定溶液，即得水相体系；
(3)、体系的平衡处理
将步骤(1)三元基础油体系和步骤(2)的水相体系混合，再加入石油磺酸钠和聚环氧乙烷进行搅拌，直至形成均一稳定透明溶液，达到调整体系平衡，即得本发明的三元基础油微乳化切削液。
实施例9
三元基础油微乳化切削液由以下重量组分组成：
加氢精制油 15％
聚异丁烯 5％
二元酸双酯 5％
石油磺酸钠 10％
司本 5％
硼酸单乙醇胺 8％
水溶性硼酸酯 8％
甲基硅油 2％
苯三唑 1％
水 41％
三元基础油微乳化切削液的制备方法，包含如下步骤：
(1)、三元基础油体系的配置
将加氢精制油矿物油加热到50℃，分别加入聚异丁烯和二元酸双酯，在50r/min条件下搅拌45min至混合均匀，即形成三元基础油体系；
(2)、水相体系的配置
在水中分别加入硼酸单乙醇胺、水溶性硼酸酯、甲基硅油、苯三唑搅拌各种添加剂溶解，直至形成均一稳定溶液，即得水相体系；
(3)、体系的平衡处理
将步骤(1)三元基础油体系和步骤(2)的水相体系混合，再加入石油磺酸钠和司本进行搅拌，直至形成均一稳定透明溶液，达到调整体系平衡，即得本发明的三元基础油微乳化切削液。
Claims (4)
1.一种三元基础油微乳化切削液，其特征在于其成分的重量百分比组分如下：
所述的矿物油为石蜡基矿物油、环烷基矿物油或加氢精制油；
所述的合成烃为聚α-烯烃，聚丁烯，聚异丁烯，烷基苯；
所述的合成酯为聚酯、二元酸双酯或新戊基多元醇酯；
所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸盐或脂肪酸皂；
所述的非离子表面活性剂为聚环氧乙烷、司本或烷醇酰胺；
所述的防绣剂为十二苯磺酸钠、十二苯磺酸胺、苯甲酸钠、硼酸单乙醇胺、苯甲酸单乙醇胺或对硝基苯甲酸单乙醇胺；
所述的极压剂为油酸硼酸酯、水溶性硼酸酯或脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯；
所述的消泡剂为油酸三乙醇胺、甲基硅油或聚醚；
所述的杀菌剂为苯三唑、甲基苯三唑、咪唑啉、六氢化三嗪或异噻唑啉酮。
2.一种如权利要求1所述的三元基础油微乳化切削液，其特征在于其制备方法包含如下步骤：
(1)、三元基础油体系的配置
将矿物油加热到50℃，分别加入合成烃和合成酯，在50r/min条件下搅拌45min至混合均匀，即形成三元基础油体系；
(2)、水相体系的配置
在水中分别加入防绣剂、极压剂、消泡剂、杀菌剂，搅拌各种添加剂溶解，直至形成均一稳定溶液，即得水相体系；
(3)、体系的平衡处理
将步骤(1)三元基础油体系和步骤(2)的水相体系混合，再加入阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂进行搅拌，直至形成均一稳定透明溶液，达到调整体系平衡，即得本发明的三元基础油微乳化切削液。
3.根据权利要求2所述的三元基础油微乳化切削液，其特征在于：所述的三元基础油为矿物基基础油、合成烃和合成酯组成的三元基础油体系。
4.根据权利要求1或2所述的三元基础油微乳化切削液，其特征在于可适用于各类机械零件的切削、磨削加工。
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