CN102585986B

CN102585986B - 一种水溶性磨削液

Info

Publication number: CN102585986B
Application number: CN201110437052.1A
Authority: CN
Inventors: 要洁; 胡汉国; 刘奎
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Luoyang Petrochemical Engineering Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Luoyang Guangzhou Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: CN102585986A

Abstract

本发明公开了一种水溶性磨削液，由A)油性剂，10～20重量％，(B)无机盐防锈剂，4～8重量％，(C)有机合成防锈剂，15～30重量％，(D)非离子型表面活性剂，5～15重量％，(E)pH值调节剂，2～6重量％，(F)去离子水，30～60重量％组成，以水溶性磨削液总重量计，该水溶性磨削液组合物具有良好的抗磨减摩性能和良好的防锈性能，操作方便，清洗容易。

Description

一种水溶性磨削液

技术领域

本发明属于金属加工液，特别涉及一种水溶性磨削液组合物。

背景技术

在金属加工过程中，需要各种加工润滑油进行润滑，一般成为金属加工液，金属加工液对人体的危害首先是添加剂的毒性，对环境的危害主要是废液对水资源的污染。矿物油是金属加工液的主要成分之一，其生物降解性差，能长期滞留在水和土壤中，破坏正常的生态。金属加工液的添加剂对环境的污染也是多方面的，如常用作极压添加剂的短链氯化石蜡是海水污染物之一。针对金属加工液的安全、健康和环保问题，发达国家已制定了许多有关法律及标准，这些法规对金属加工液生产者和使用者都增加了生产成本，不利于激烈的市场竞争。因此有关金属加工液安全、健康与环保问题成为本领域的研究热点和重点，大家都努力寻找解决此类问题的方法。因此，开发“绿色金属加工液”有着很重要的意义。

“绿色金属加工液”是指对人和环境友好的金属加工液，它在使用过程中对人体无害，对环境无污染或低污染。“绿色设计”是面向环境的设计，金属加工液的“绿色设计”是在充分考虑金属加工液性能和成本的同时，还要充分考虑金属加工液在使用中对人体无害，对环境无污染，且便于废液处理，目前研究开发的重点是研制高效无毒可生物降解添加剂，用生物降解性好的植物油和合成酯代替矿物油，发展水基金属加工液。

磨削加工作为精加工手段已在机械加工领域得以广泛使用，磨削加工不但能高效率地加工出尺寸精度高、表面质量好的零件，而且易于加工硬度高的金属材料。磨削液成为金属加工液中重要的一种，研制出环境友好的绿色水基磨削液成为研究的方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保型的水溶性磨削液组合物，该水溶性磨削液组合物具有良好的抗磨减摩性能和良好的防锈性能。

本发明一种水溶性磨削液，由以下组分组成：

(A)油性剂，5～25重量％，优选10～20重量％

(B)无机盐防锈剂，2～10重量％，优选4～8重量％；

(C)有机合成防锈剂，15～30重量％，优选20～25重量％；

(D)非离子型表面活性剂，5～15重量％，优选5～10重量％；

(E)pH值调节剂，2～6重量％，优选3～5重量％；

(F)去离子水，30～60重量％；

以水溶性磨削液总重量计；

所述组分(A)是聚乙二醇或C_10～22的一元脂肪酸中的至少一种，两种以上时可以任意比例配比；本发明一种水溶性磨削液，其进一步特征还在于：所述组分(A)为C_12～18的一元脂肪酸与聚乙二醇的混合物，推荐使用月桂酸、椰子油酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、软脂酸、油酸或棕榈油脂肪酸。加入的聚乙二醇优选为聚乙二醇600，可与未反应完全的油酸生成聚二醇油酸酯，加大磨削液的防锈能力及水溶性；聚乙二醇600具有较大的密度，会在金属表面扩散成一层薄膜，起缓蚀剂的作用。

本发明一种水溶性磨削液，其特征在于：所述组分(B)无机盐防锈剂是硼砂、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钠或钼酸钠中的一种或一种以上。钼酸盐能在金属表面形成FeMoO₄-Fe₂O₃钝化膜，是性能良好的防锈剂，且几乎没有毒性和对环境的危害性。硼砂、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠或磷酸钠与钼酸钠进行复配，能提高单剂的防锈性能。

本发明一种水溶性磨削液，组分(C)是辛酸盐、十二烯基丁二酸盐或十二烯基丁二酸半酯盐中的至少一种，两种以上时可以任意比例配比；所述组分(C)为辛酸、十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯与单乙醇胺或三乙醇胺反应生成的盐。通过合成有机防锈剂，并进行复配，能较大程度提高磨削液的防锈性能，并且具有良好的水溶性。本发明一种水溶性磨削液，其进一步特征在于：所述组分(C)中酸与醇胺的比例为1∶1～2(重量比)。

组分(D)是脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚的非离子表面活性剂；

本发明一种水溶性磨削液，组分(E)为氢氧化钠、二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一种，优选为三乙醇胺。

本发明一种水溶性磨削液的制备方法，包括以下步骤：

1)制备组分(C)：将辛酸、十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯与单乙醇胺或三乙醇胺混合，在60～80℃温度条件下，搅拌1～2小时，至溶解均匀，形成透明的液体，得到组分(C)；

2)将1)得到组分(C)和其他组分按比例混合，于50～70℃温度条件下，搅拌0.5～1.5小时，至溶解均匀，形成透明的液体，即得本发明组合物。

本发明一种水溶性磨削液为水性溶液体，与现有技术相比，在磨削加工过程中不会影响可见度，操作方便，清洗容易，能够满足水基磨削液的技术要求，有良好的抗磨减摩性能和良好的防锈性能。本发明一种水溶性磨削液可使用在钢、铁及硬度高的合金钢上，能有效降低砂轮与切屑，砂轮与工件表面的摩擦，以达到有效延长刀具和砂轮的使用寿命的目的，且对环境污染很小，是一种较理想的环境友好磨削液。

具体实施方式

下面用具体实施例来详细说明本发明，但并不限制本发明的范围。

实施例1～3为组分(C)的制备例，实施例4～8为本发明一种水溶性磨削液制备实施例。

实施例1

将150克正辛酸，200克单乙醇胺，置入一个容器中于60～75℃温度条件下，搅拌1.5小时，至溶解均匀，形成浅黄色透明的液体A。

实施例2

将200克十二烯基丁二酸，200克三乙醇胺，加入到一个容器中于60～80℃温度条件下，搅拌1.5小时，至溶解均匀，形成透明的液体B。

实施例3

将100克十二烯基丁二酸半酯，200克三乙醇胺，加入到一个容器中于60～80℃温度条件下，搅拌1.5小时，至溶解均匀，形成透明的液体C。

实施例4

将100克聚乙二醇600，50克油酸，20克硼砂，20克磷酸氢二钠，20克钼酸钠，100克实施例1形成透明的液体A，100克实施例2，50克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)，50克辛基酚聚氧乙烯(4)醚，50克三乙醇胺，440克去离子水，加入到一个容器中于55～60℃温度条件下，搅拌1小时，至溶解均匀，形成透明的液体。

实施例5

将150克聚乙二醇600，20克硼砂，20克磷酸二氢钠，20克钼酸钠，70克实施例1物质，30克实施例2形成透明的液体B，50克实施例2，100克实施例3，50克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)，50克壬基酚聚氧乙烯(10)醚，50克三乙醇胺，390克去离子水，加入到一个容器中于55～60℃温度条件下，搅拌1小时，至溶解均匀，形成透明的液体。

实施例6

将100克聚乙二醇600，50克油酸，20克硼砂，20克磷酸氢二钠，20克磷酸二氢钠，90克实施例1形成透明的液体A，60克实施例3，150克实施例3，50克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)，50克壬基酚聚氧乙烯(10)醚，50克三乙醇胺，340克去离子水，加入到一个容器中于55～60℃温度条件下，搅拌1小时，至溶解均匀，形成透明的液体。

实施例7

将100克聚乙二醇600，20克磷酸氢二钠，20克钼酸钠，150克实施例1，100克实施例2形成透明的液体B，50克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)，50克壬基酚聚氧乙烯(10)醚，30克三乙醇胺，480克去离子水，加入到一个容器中于55～60℃温度条件下，搅拌1小时，至溶解均匀，形成透明的液体。

实施例7

将100克聚乙二醇600，20克磷酸氢二钠，20克钼酸钠，150克实施例1，100克实施例3形成透明的液体C，50克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)，50克壬基酚聚氧乙烯(10)醚，30克三乙醇胺，480克去离子水，加入到一个容器中于55～60℃温度条件下，搅拌1小时，至溶解均匀，形成透明的液体。

8实施例对比例

比例为是市售商品化水基磨削液，定义为组合物D，组合物D的主要组成为：油性剂、防锈剂、壬基酚聚氧乙烯醚、pH值调节剂等。

以实施例4、实施例5、实施例6、实施例7作为本发明一种水溶性磨削液，

为了说明本发明水溶性磨削液性能，与市售商品化磨削液组合物D性能进行比较，对比实验过程采用原液和浓度为3％(重量)的稀释液来进行。其中摩擦系数润滑性能评定采用SH/T 0201-1992的标准方法：液体润滑剂摩擦系数测定法；防锈性能评定采用铁屑滤纸法德国DIN51360/2，对应ASTM D4627方法。实验时将一定量的铸铁屑用溶剂清洗后烘干或吹干，均匀地铺在一定直径、中间划有一定试验区域的定性滤纸上，滤纸放在培养皿内，用移液管吸取一定体积的试验液，均匀地滴加在铁屑上，盖上培养皿盖，在试验温度下放置一定时间。试验期满后，将滤纸上的铁屑倒掉，用自来水将滤纸上的碎屑冲洗干净，然后将滤纸烘干或吹干，检查滤纸上的锈蚀情况，进行锈蚀度评级，对比结果如表1所示。

表1本磨削液的性能指标及其与商品化的磨削性能比较

从表1所示的结果值可知：本发明的水溶性磨削液的润滑性能和防锈性能均好于市售商品化的磨削液。

Claims

1.一种水溶性磨削液，其特征在于由下述组分组成：

(A)油性剂，5～25重量％；

(B)无机盐防锈剂，2～10重量％；

(C)有机合成防锈剂，15～30重量％；

(D)非离子型表面活性剂，5～15重量％；

(E)pH值调节剂，2～6重量％；

(F)去离子水，30～60重量％；

以水溶性磨削液总重量计，所述组分(A)是聚乙二醇或C_10～22的一元脂肪酸中的至少一种，两种以上时可以任意比例配比；所述组分(C)是辛酸盐、十二烯基丁二酸盐或十二烯基丁二酸半酯盐中的至少一种，两种以上时可以任意比例配比；所述组分(D)是脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚的非离子表面活性剂；组分(E)为氢氧化钠、二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一种，两种以上时可以任意比例配比；所述组分(B)是硼砂、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钠或钼酸钠中的至少一种，两种以上时可以任意比例配比。

2.根据权利要求1所述的水溶性磨削液，其特征在于：

(A)油性剂，10～20重量％；

(B)无机盐防锈剂，4～8重量％；

(C)有机合成防锈剂，20～25重量％；

(D)非离子型表面活性剂，5～10重量％；

(E)pH值调节剂，3～5重量％；

(F)去离子水，30～60重量％；

以水溶性磨削液总重量计，各组分之和为百分之百。

3.根据权利要求1所述的水溶性磨削液，其特征在于：所述组分(A)中的一元脂肪酸为C_12～18的一元脂肪酸。

4.根据权利要求1所述的水溶性磨削液，其特征在于：所述组分(A)中的聚乙二醇为聚乙二醇600。

5.根据权利要求1所述的水溶性磨削液，其特征在于：所述组分(C)为辛酸、十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯与单乙醇胺或三乙醇胺反应生成的盐，酸与醇胺的重量比为1∶1～2。

6.根据权利要求1所述的水溶性磨削液，其特征在于：所述组分(E)为三乙醇胺。

7.根据权利要求1所述的一种水溶性磨削液的制备方法，其特征在于：

1)制备组分(C)：将辛酸、十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯与单乙醇胺或三乙醇胺混合，在60～80℃温度条件下，搅拌1～2小时，至溶解均匀，形成透明的液体，得到组分(C)；二

2)将步骤1)得到组分(C)和其他组分按比例混合，于50～70℃温度条件下，搅拌0.5～1.5小时，至溶解均匀，形成透明的液体，即得组合物。