CN102618358A - 一种绿色微乳化金属切削液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绿色微乳化金属切削液，按重量百分比计算由20%-30%的基础油、30%-50%的非离子表面活性剂、5%-10%的阴离子表面活性剂、5%-8%的防锈剂、3%-4%的耦合剂、0.5%-1%的缓蚀阻垢剂、5%-6.9%的极压剂、0.3%-0.5%的消泡剂、0.2%-0.5%的杀菌剂及余量的水组成。本发明提供的以植物油和合成酯为基础油的微乳化切削液抗氧化优异，而且抗磨性优良，润滑性显著；解决矿物油部分生态毒性，绿色环保，可生物降解；适合各种加工材料，对有色金属的防锈性性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种绿色微乳化金属切削液及其制备方法。
背景技术
切削液以往的基础油一般是以石油为原料制制备微乳化切削液，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，会对环境造成不良影响，不宜作为绿色切削液的基础油。考虑到为了延长切削液的寿命周期，减少其对人的危害和环境污染。合成油中的合成烃的生物降解性与矿物油差不多, 植物油与合成酯则具有很好的生物降解能力。
发明目的
本发明的目的是提供了一种绿色微乳化金属切削液及其制备方法。
本发明的技术方案
一种绿色微乳化金属切削液，其中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
基础油 20%-30%
非离子表面活性剂 30%-50%；
阴离子表面活性剂 5%-10%
防锈剂 5%-8%
耦合剂 3%-4%
缓蚀阻垢剂 0.5%-1%
极压剂 5%-6.9%
消泡剂 0.3%-0.5%
杀菌剂 0.2%-0.5%
余量为水；
其中，所述的基础油为合成酯或植物油；所述的植物油为大豆油、花生油或菜籽油；所述的合成酯为聚酯、二元酸双酯或多元醇酯。
所述的非离子表面活性剂是直链、支链或芳香族的脂肪醇聚氧乙烯醚；
所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠或土耳其红油；
所述的防锈剂为硼酸单乙醇胺、酰胺己酸三乙醇胺盐、磺酸氨盐、硼酸酯及油酸中的一种或两种以上组成的混合物；
所述的耦合剂为甘油、异构十六醇、三乙二醇单丁醚、乙二醇丁醚、二乙二醇单丁醚或妥尔油酸；
所述的缓蚀阻垢剂为单乙醇胺硼酸酯；
所述的极压剂为油酸硼酸酯；
所述的消泡剂为乳化硅油、油酸三乙醇胺或聚醚；
所述的杀菌剂为苯三唑、甲基苯三唑、1,3,5-三（2-羟乙基）-六氢-三嗪或吗啉衍生物。
上述的一种绿色微乳化金属切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）、将植物油或合成酯以及极压剂搅拌均匀得半成品油性产品混合物A；
（2）、将阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂加入缓蚀阻垢剂中，加热搅拌均匀，再依次加入余量的缓蚀阻垢剂、防锈剂、消泡剂、杀菌剂和水，得半成品水性产品混合物B；
（3）、将步骤（1）所得的混合物A和步骤（2）所得的混合物B混合搅拌，加入耦合剂，并伴随不停的搅拌直至澄清透明，即得绿色微乳化金属切削液。
本发明的技术效果
本发明的一种绿色微乳化金属切削液，由于该产品以植物油和合成酯为基础油，具有很好的生物降解能力。
同时，本发明的一种绿色微乳化金属切削液，由于添加了螯合剂，因此具有更好的乳化稳定性。
另外，本发明的一种绿色微乳化金属切削液，由于添加了阴离子表面活性剂、防锈剂、缓蚀阻垢剂、消泡剂，所以在润滑性、防锈性、冷却性、消泡性能等方面也都具有优越性能。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
基础油：植物油或合成酯 上海尼纳斯石油有限公司
非离子表面活性剂：直链、支链或芳香族的脂肪醇聚氧乙烯醚
江苏海安石化有限公司
阴离子表面活性剂：石油磺酸钠或土耳其红油 上海振威化工有限公司
防锈剂：硼酸单乙醇胺、酰胺己酸三乙醇胺盐、磺酸氨盐、硼酸酯及油酸中的一种或两种以上组成的混合物 映泰贸易（上海）有限公司
耦合剂：甘油、异构十六醇、三乙二醇单丁醚、乙二醇丁醚、二乙二醇单丁醚或妥尔油酸 上海振威化工有限公司
缓蚀阻垢剂：单乙醇胺硼酸酯
极压剂：油酸硼酸酯
消泡剂：乳化硅油，油酸三乙醇胺或聚醚 上海振威化工有限公司
杀菌剂：苯三唑，甲基苯三唑，1,3,5-三（2-羟乙基）-六氢-三嗪或吗啉衍生物 上海振威化工有限公司
实施例1
一种绿色微乳化金属切削液，其中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
基础油 3g(20%)
非离子表面活性剂 7.5g(50%)
阴离子表面活性剂 0.75g(5%)
防锈剂 0.75g(5%)
耦合剂 0.45g(3%)
缓蚀阻垢剂 0.15g(1%)
极压剂 0.75g(5%)
消泡剂 0.075g(0.5%)
杀菌剂 0.075g(0.5%)
水 1.5g(10%)；
所述的基础油为花生油；
所述的非离子表面活性剂为直链脂肪醇聚氧乙烯醚，分子量为422；
所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；
所述的防锈剂为硼酸单乙醇胺；
所述的耦合剂为乙二醇丁醚；
所述的缓蚀阻垢剂为单乙醇胺硼酸酯；
所述的极压剂为油酸硼酸酯；
所述的消泡剂为乳化硅油；
所述的杀菌剂为吗啉衍生物（吗菌灵）。
上述的一种绿色微乳化金属切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）、将3g花生油以及0.75g极压剂油酸硼酸酯搅拌均匀得半成品油性产品混合物A；
（2）、将0.75g阴离子表面活性剂石油磺酸钠和7.5g非离子表面活性剂直链脂肪醇聚氧乙烯醚加入0.1g缓蚀阻垢剂单乙醇胺硼酸酯中，加热搅拌均匀，再依次加入余量的0.05g缓蚀阻垢剂单乙醇胺硼酸酯、0.75g防锈剂硼酸单乙醇胺、0.075g消泡剂乳化硅油、0.075g杀菌剂吗啉衍生物（吗菌灵）和1.5g水，得半成品水性产品混合物B；
（3）、将步骤（1）所得的混合物A和步骤（2）所得的混合物B混合搅拌，加入0.45g耦合剂乙二醇丁醚，并伴随不停的搅拌直至澄清透明，即得一种绿色微乳化金属切削液。
实施例2
一种绿色微乳化金属切削液，其中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
基础油 3.75g(25%)
非离子表面活性剂 5.175g(34.5%)
阴离子表面活性剂 1.5g(10%)
防锈剂 1.2g(8%)
耦合剂 0.525g(3.5%)
缓蚀阻垢剂 0.075g(0.5%)
极压剂 0.9g(6%)
消泡剂 0.045g(0.3%)
杀菌剂 0.03g(0.2%)
水 1.8g(12%)。
其中，所述的基础油为合成酯(聚酯，分子量约为25000)；
所述的非离子表面活性剂是支链脂肪醇聚氧乙烯醚，分子量为428；
所述的阴离子表面活性剂为土耳其红油；
所述的防锈剂为酰胺己酸三乙醇胺盐；
所述的耦合剂为二乙二醇单丁醚；
所述的缓蚀阻垢剂为单乙醇胺硼酸酯；
所述的极压剂为油酸硼酸酯；
所述的消泡剂为油酸三乙醇胺；
所述的杀菌剂为1,3,5-三（2-羟乙基）-六氢-三嗪。
上述的一种绿色微乳化金属切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）、将3.75g基础油合成酯以及0.9g极压剂油酸硼酸酯搅拌均匀得半成品油性产品混合物A；
（2）、将1.5g阴离子表面活性剂土耳其红油和5.175g非离子表面活性剂支链脂肪醇聚氧乙烯醚加入0.05g缓蚀阻垢剂单乙醇胺硼酸酯中，加热搅拌均匀，再依次加入余量的0.025g缓蚀阻垢剂单乙醇胺硼酸酯、1.2g防锈剂酰胺己酸三乙醇胺盐、0.045g消泡剂油酸三乙醇胺、0.03g杀菌剂1,3,5-三（2-羟乙基）-六氢-三嗪和1.8g水，得半成品水性产品混合物B；
（3）、将步骤（1）所得的混合物A和步骤（2）所得的混合物B混合搅拌，加入0.525g耦合剂二乙二醇单丁醚，并伴随不停的搅拌直至澄清透明，即得一种绿色微乳化金属切削液。
实施例3
一种绿色微乳化金属切削液，其中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
基础油 4.5g(30%)
非离子表面活性剂 4.5g(30%)
阴离子表面活性剂 1.2g(8%)
防锈剂 1.125g(7.5%)
耦合剂 0.45g(3%)
缓蚀阻垢剂 0.075g(0.5%)
极压剂 1.035g(6.9%)
消泡剂 0.06g(0.4%)
杀菌剂 0.06g(0.4%)
水 1.995g(13.3%)；
其中，所述的基础油为花生油；
所述的非离子表面活性剂为芳香族的脂肪醇聚氧乙烯醚，分子量为443；
所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；
所述的防锈剂为磺酸氨盐与硼酸酯按质量比即磺酸氨盐：硼酸酯为1：2组成的混合物；
所述的耦合剂为三乙二醇单丁醚；
所述的缓蚀阻垢剂为单乙醇胺硼酸酯；
所述的极压剂为油酸硼酸酯；
所述的消泡剂为聚醚；
所述的杀菌剂为吗啉衍生物（吗菌灵）。
上述的一种绿色微乳化金属切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）、将4.5g基础油花生油以及1.035g极压剂油酸硼酸酯搅拌均匀得半成品油性产品混合物A；
（2）、将1.2g阴离子表面活性剂石油磺酸钠和4.5g非离子表面活性剂芳香族的脂肪醇聚氧乙烯醚加入0.05g缓蚀阻垢剂单乙醇胺硼酸酯中，加热搅拌均匀，再依次加入余量的0.025g缓蚀阻垢剂单乙醇胺硼酸酯、1.125g防锈剂即磺酸氨盐与硼酸酯组成的混合物、0.06g消泡剂聚醚、0.06g杀菌剂吗啉衍生物（吗菌灵）和1.995g水，得半成品水性产品混合物B；
（3）、将步骤（1）所得的混合物A和步骤（2）所得的混合物B混合搅拌，加入0.45g耦合剂三乙二醇单丁醚，并伴随不停的搅拌直至澄清透明，即得一种绿色微乳化金属切削液。
实施例4
一种绿色微乳化金属切削液，其中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
基础油 3.495g(23.3%)
非离子表面活性剂 6g(40%)
阴离子表面活性剂 1.275g(8.5%)
防锈剂 0.825g(5.5%)
耦合剂 0.6g(4%)
缓蚀阻垢剂 0.075g(0.5%)
极压剂 0.81g(5.4%)
消泡剂 0.0675g(0.45%)
杀菌剂 0.0525g(0.35%)
水 1.8g(12%)；
其中，所述的基础油为大豆油；
所述的非离子表面活性剂为直链脂肪醇聚氧乙烯醚，分子量为422；
所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；
所述的防锈剂为油酸；
所述的耦合剂为异构十六醇；
所述的缓蚀阻垢剂为单乙醇胺硼酸酯；
所述的极压剂为油酸硼酸酯；
所述的消泡剂为乳化硅油；
所述的杀菌剂为吗啉衍生物（吗菌灵）。
上述的一种绿色微乳化金属切削液的制备方法，包括如下步骤：
（1）、将3.495g基础油大豆油以及0.81g极压剂油酸硼酸酯搅拌均匀得半成品油性产品混合物A；
（2）、将1.275g阴离子表面活性剂石油磺酸钠和6g非离子表面活性剂直链脂肪醇聚氧乙烯醚加入0.05g缓蚀阻垢剂单乙醇胺硼酸酯中，加热搅拌均匀，再依次加入余量的0.025g缓蚀阻垢剂单乙醇胺硼酸酯、0.825g防锈剂油酸、0.0675g消泡剂乳化硅油、0.0525g杀菌剂吗啉衍生物1.8g水，得半成品水性产品混合物B；
（3）、将步骤（1）所得的混合物A和步骤（2）所得的混合物B混合搅拌，加入0.6g耦合剂异构十六醇，并伴随不停的搅拌直至澄清透明，即得一种绿色微乳化金属切削液。
上述各实施例，即实施例1～4所得的绿色微乳化金属切削液的性能指标见下表：
| 项目 | 试验方法 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| 浓缩液外观 | 目测 | 浅黄色透明均匀油体 | 浅黄色透明均匀油体 | 浅黄色透明均匀油体 | 浅黄色透明均匀油体 |
| 浓缩液储存安定性 | GB/T 6144-85 | 无分层，无相变，高低温均稳定 | 无分层，无相变，高低温均稳定 | 无分层，无相变，高低温均稳定 | 无分层，无相变，高低温均稳定 |
| 5%乳化液PH值 | DNI51369 | 8.6 | 8.7 | 8.6 | 8.5 |
| 5%乳化液安定性（15-35℃），mL | GB/T 6144-85 | 均匀透明，不析油，不析皂 | 均匀透明，不析油，不析皂 | 均匀透明，不析油，不析皂 | 均匀透明，不析油，不析皂 |
| 5%乳化液防锈性 | GB/T 6144-85 | A级 | A级 | A级 | A级 |
| 5%乳化液消泡性能，mL/10min | GB/T 6144-85 | 0 | 0 | 0 | 0 |
由上表可知，本发明的各实施例制备的绿色微乳化金属切削液在较大温度范围内稳定性良好，可长期保存的性能；而且，在上述各实施例所得的绿色微乳化金属切削液原液稀释20倍后，检测数据显示，其绿色微乳化金属切削液的pH值稳定保持在8.5-8.7之间，且防锈性能消泡性能均极佳，由此表明，本发明的绿色微乳化金属切削液在稳定性、润滑性、防锈性、冷却性、消泡性能等方面也都具有优越性能。
上述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种绿色微乳化金属切削液，其特征在于所述的绿色微乳化金属切削液中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
基础油 20%-30%
非离子表面活性剂 30%-50%
阴离子表面活性剂 5%-10%
防锈剂 5%-8%
耦合剂 3%-4%
缓蚀阻垢剂 0.5%-1%
极压剂 5%-6.9%
消泡剂 0.3%-0.5%
杀菌剂 0.2%-0.5%
余量为水；
其中所述的基础油为植物油或合成酯；
所述的植物油为大豆油、花生油或菜籽油；
所述的合成酯为聚酯、二元酸双酯或多元醇酯；
所述的非离子表面活性剂为直链、支链或芳香族的脂肪醇聚氧乙烯醚；
所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠或土耳其红油；
所述的防锈剂为硼酸单乙醇胺、酰胺己酸三乙醇胺盐、磺酸氨盐、硼酸酯及油酸中的一种或两种以上组成的混合物；
所述的耦合剂为乙二醇单丁醚或妥尔油酸；
所述的缓蚀阻垢剂为单乙醇胺硼酸酯；
所述的极压剂为油酸硼酸酯；
所述的消泡剂为乳化硅油，油酸三乙醇胺或聚醚；
所述的杀菌剂为苯三唑，甲基苯三唑，1,3,5-三（2-羟乙基）-六氢-三嗪或吗啉衍生物。
2.如权利要求1所述的一种绿色微乳化金属切削液，其特征在于所述的绿色微乳化金属切削液中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
基础油 20%
非离子表面活性剂 50%
阴离子表面活性剂 5%
防锈剂 5%
耦合剂 3%
缓蚀阻垢剂 1%
极压剂 5%
消泡剂 0.5%
杀菌剂 0.5%
水 10%；
其中所述的基础油为花生油；
所述的非离子表面活性剂为直链脂肪醇聚氧乙烯醚；
所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；
所述的防锈剂为硼酸单乙醇胺；
所述的耦合剂为乙二醇单丁醚；
所述的缓蚀阻垢剂为单乙醇胺硼酸酯；
所述的极压剂为油酸硼酸酯；
所述的消泡剂为乳化硅油；
所述的杀菌剂为苯三唑。
3.如权利要求1所述的一种绿色微乳化金属切削液，其特征在于所述的绿色微乳化金属切削液中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
基础油 25%
非离子表面活性剂 34.5%
阴离子表面活性剂 10%
防锈剂 8%
耦合剂 3.5
缓蚀阻垢剂 0.5%
极压剂 6%
消泡剂 0.3%
杀菌剂 0.2%
水 12%
其中所述的基础油为合成酯；
所述的非离子表面活性剂为支链脂肪醇聚氧乙烯醚；
所述的阴离子表面活性剂为土耳其红油；
所述的防锈剂为酰胺己酸三乙醇胺盐；
所述的耦合剂为乙二醇单丁醚；
所述的缓蚀阻垢剂为单乙醇胺硼酸酯；
所述的极压剂为油酸硼酸酯；
所述的消泡剂为油酸三乙醇胺；
所述的杀菌剂为甲基苯三唑。
4.如权利要求1所述的一种绿色微乳化金属切削液，其特征在于所述的绿色微乳化金属切削液中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
基础油 29.5%
非离子表面活性剂 30%
阴离子表面活性剂 8.5%
防锈剂 7.5%
耦合剂 2.9%
缓蚀阻垢剂 0.6%
极压剂 6.9%
消泡剂 0.4%
杀菌剂 0.4 %
水 13.3%；
其中所述的基础油为菜籽油；
所述的非离子表面活性剂为芳香族的脂肪醇聚氧乙烯醚；
所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；
所述的防锈剂为磺酸氨盐与硼酸酯按质量比即磺酸氨盐：硼酸酯为1：2组成的混合物；
所述的耦合剂为乙二醇单丁醚；
所述的缓蚀阻垢剂为单乙醇胺硼酸酯；
所述的极压剂为油酸硼酸酯；
所述的消泡剂为聚醚；
所述的杀菌剂为1,3,5-三（2-羟乙基）-六氢-三嗪。
5.如权利要求1所述的一种绿色微乳化金属切削液，其特征在于所述的绿色微乳化金属切削液中各原料组分按重量百分比计算，其组成及含量如下：
基础油 23.3%
非离子表面活性剂 40%
阴离子表面活性剂 8.5%
防锈剂 5.5%
耦合剂 4%
缓蚀阻垢剂 0.5%
极压剂 5.4%
消泡剂 0.45%
杀菌剂 0.35%
水 12%；
其中所述的基础油为大豆油；
所述的非离子表面活性剂为直链脂肪醇聚氧乙烯醚；
所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸钠；
所述的防锈剂为油酸；
所述的耦合剂为乙二醇单丁醚；
所述的缓蚀阻垢剂为单乙醇胺硼酸酯
所述的极压剂为油酸硼酸酯；
所述的消泡剂为油酸三乙醇胺；
所述的杀菌剂为吗啉衍生物。
6.如权利要求1-6任一所述的一种绿色微乳化金属切削液的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
（1）、将基础油以及极压剂搅拌均匀得半成品油性产品混合物A；
（2）、将阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂加入缓蚀阻垢剂中，加热搅拌均匀，再依次加入余量的缓蚀阻垢剂、防锈剂、消泡剂、杀菌剂和水，得半成品水性产品混合物B；
（3）、将步骤（1）所得的混合物A和步骤（2）所得的混合物B混合搅拌，加入耦合剂，并伴随不停的搅拌直至澄清透明，最终得到一种绿色微乳化金属切削液。
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