CN104293471A

CN104293471A - 一种环保型水基合成金属切削液

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Publication number: CN104293471A
Application number: CN201410526132.8A
Authority: CN
Inventors: 陈孝炎
Original assignee: CHAOHU GUANGFENG METAL PRODUCT Co Ltd
Current assignee: CHAOHU GUANGFENG METAL PRODUCT Co Ltd
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2015-01-21

Abstract

本发明公开了一种环保型水基合成金属切削液，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺10-25份、苯并三氮唑5-13份、苯甲酸钠5-10份、十二烯基丁二酸3-10份、月桂酸正醇酯5-13份、油酸三乙醇胺5-10份、硼酸酯5-15份、聚醚型非离子表面活性剂8-20份、三乙醇胺5-8份、乙二胺四乙酸3-5份、硼砂5-10份、螯合剂2-5份、杀菌剂0.5-3份、消泡剂2-6份、水120-180份。本发明所述环保型水基合成金属切削液同时具有良好的冷却性、润滑性、防锈性和清洗性，产品质量稳定，使用周期长，不含矿物油和植物油，不含对人体有害和对环境有污染的添加剂，易生物降解，属于环境友好型产品，具有较好的应用前景。

Description

一种环保型水基合成金属切削液

技术领域

本发明涉及切削液技术领域，尤其涉及一种环保型水基合成金属切削液。

背景技术

金属切削过程中，刀具切入被加工材料，产生切割作用，被加工材料受到刀具前刀面的推挤和摩擦，沿着某一斜面滑移，产生塑性变形，形成切削。在切削的过程中，要使切削温度和切削力得到最大限度的降低，提高刀具寿命和工件尺寸精度及表面质量，切削液是一个重要的途径，有时甚至起着决定性作用。

切削液具有以下主要功能：润滑作用：在高举的前、后刀面与工件之间形成一层润滑薄膜，可减少或避免刀具与工件或切屑间的直接接触，减轻摩擦和黏结程度；冷却作用：带走大量的热量，降低工件与刀具的温度，提高刀具耐用度，减少热变形，提高加工精度；清洗作用：减小细小切屑及粉末的粘结以利清洗并将切屑的灰末冲走；防锈作用：防止水分、氧气、手汗、酸性物质以及空气的灰尘侵袭金属而产生锈蚀；除了以上四种功能外，还应具有良好的储存稳定性、抗菌防腐性以及抗硬水能力，对人体和环境无害，便于回收、排放等。

水基合成切削液是一种不含矿物油和动植物油、不含亚硝酸钠和硫、氯型添加剂，水溶液清晰透明、无毒、无刺激、无异味的冷却润滑液。目前水基合成金属切削液的润滑性和防腐性能欠佳，不能满足社会的要求。

发明内容

本发明提出了一种环保型水基合成金属切削液，其润滑性好，防腐性能强，清洗效果好，冷却速度快。

本发明提出了一种环保型水基合成金属切削液，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺10-25份、苯并三氮唑5-13份、苯甲酸钠5-10份、十二烯基丁二酸3-10份、月桂酸正醇酯5-13份、油酸三乙醇胺5-10份、硼酸酯5-15份、聚醚型非离子表面活性剂8-20份、三乙醇胺5-8份、乙二胺四乙酸3-5份、硼砂5-10份、螯合剂2-5份、杀菌剂0.5-3份、消泡剂2-6份、水120-180份。

优选地，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺13-20份、苯并三氮唑7-10份、苯甲酸钠7-9份、十二烯基丁二酸6-9份、月桂酸正醇酯7-10份、油酸三乙醇胺6-8份、硼酸酯8-13份、聚醚型非离子表面活性剂12-18份、三乙醇胺6-7.5份、乙二胺四乙酸3.5-4.5份、硼砂6-8份、螯合剂3-4.5份、杀菌剂1.5-2.3份、消泡剂3-4.5份、水135-150份。

优选地，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺15份、苯并三氮唑8份、苯甲酸钠8份、十二烯基丁二酸7份、月桂酸正醇酯9份、油酸三乙醇胺7.5份、硼酸酯10份、聚醚型非离子表面活性剂13份、三乙醇胺7份、乙二胺四乙酸4份、硼砂7.8份、螯合剂4.3份、杀菌剂2份、消泡剂3.8份、水145份。

优选地，所述硼酸酯为三乙醇胺硼酸酯、油酸二乙醇酰胺硼酸酯、月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯、月桂酸三乙醇酰胺硼酸酯、O-(N-琥珀酰亚胺)-1，1，3，3-四甲基脲四氟硼酸酯中的一种或者多种的组合。

优选地，所述螯合剂2-羟基-5-磺基苯甲酸、二乙基三胺五乙酸、二羟乙基甘氨酸、N,N'-乙二胺二琥珀酸、水溶性乙二胺四乙酸盐、次氮基三醋酸盐、甲基甘氨酸二乙酸、丙二酸、水杨酸、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和吡啶二羧酸中的一种或者多种的组合。

优选地，所述杀菌剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、羟乙基六氢均三嗪、二环己胺、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、N，N′-亚甲基二吗啉、吡啶硫酮钠中的一种或者多种的组合。

优选地，所述消泡剂为聚醚消泡剂、水溶性有机硅类化合物、二甲基硅油中的一种或者多种的组合。

本发明中，选择了癸二酸三乙醇胺、苯并三氮唑、十二烯基丁二酸、苯甲酸钠作为防锈剂，苯并三氮唑水溶性好，不仅能抑制微生物的增值对切削液稳定性造成的破坏，同时与三乙醇胺、十二烯基丁二酸、苯甲酸钠复配能显著提高切削液对铝、铁的防锈性和防腐性，并降低了成本；硼酸酯、月桂酸正醇酯、油酸三乙醇胺作为润滑剂，硼酸酯是一种优异的水基润滑抗磨添加剂，兼有润滑、抗磨、防锈和环境友好等功能，是一种优良的润滑性能和极压润滑性能，配合月桂酸正醇酯、油酸三乙醇胺提高其润滑性；聚醚型非离子表面活性剂具有很好的增粘能力，泡沫少，对硬水、酸、碱等物质稳定，与防锈剂、润滑剂和消泡剂配合后，使切削液具有优异的润滑性、水溶性和渗透性，兼具有表面活性剂、油性剂、极压剂的功效，提高了防锈能力，减少了各原料的用量；三乙醇胺和乙二胺四乙酸的添加增加了切削液的稳定性，对环境无毒害作用；硼砂与三乙醇胺配伍进一步提高了切削液的稳定性，得到的切削液不会因pH值变化而发生凝胶或者析出，对铁、铝等金属具有很好的缓蚀防锈作用。

本发明中，通过选择合适的组分，优化组分的含量，得到了环保型水基合成金属切削液，其各性能指标达到甚至超过了国家标准，同时具有良好的冷却性、润滑性、防锈性和清洗性，产品质量稳定，使用周期长，不含矿物油和植物油，不含对人体有害和对环境有污染的添加剂，易生物降解，属于环境友好型产品，具有较好的应用前景。

GB6144的指标与本发明实施例产品的测试指标如下标所示：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。

在具体实施例中，本发明所述环保型水基合成金属切削液，其原料中，癸二酸三乙醇胺的重量份可以为10.4、11、12.3、13、13.5、14、14.1、15、15.2、16、16.9、18、19、20、21.3、22、23.5、24.5份，苯并三氮唑的重量份可以为5.6、6、6.2、7、7.3、8、8.1、9、9.5、10、10.3、11、11.5、12、12.7份，苯甲酸钠的重量份可以为5.4、6、6.7、7、7.3、8、8.4、9、9.5份，十二烯基丁二酸的重量份可以为3.4、4、4.1、5、5.6、6、6.4、7、7.8、8、9、9.5份，月桂酸正醇酯的重量份可以为5.4、6、6.5、7、7.2、8、8.3、9、9.9、10、11、11.5、12、12.5份，油酸三乙醇胺的重量份可以为5.6、6、6.3、7、7.5、8、8.2、9、9.4份，硼酸酯的重量份可以为5.4、6、6.7、8、8.4、10、11、13、13.5、14、14.2份，聚醚型非离子表面活性剂的重量份可以为8.5、9、10、11.2、13、13.5、14、15、15.6、16.8、17、18、19、19.5份，三乙醇胺的重量份可以为5.6、6、6.2、7、7.2、7.8份，乙二胺四乙酸的重量份可以为3.2、3.8、4、4.3、4.7份，硼砂的重量份可以为5.6、6、6.3、7、7.5、8、8.4、9、9.2份，螯合剂的重量份可以为2.3、3、3.5、3.9、4、4.2、4.8份，杀菌剂的重量份可以为0.6、0.7、0.8、0.9、1.2、1.3、1.5、2、2.1、2.3、2.5、2.8份，消泡剂的重量份可以为2.6、3、3.4、4、4.3、5、5.2、5.8份，水的重量份可以为123.5、125、128、135.4、140.3、144、145、148、150.7、152.3、155、156、157、162、163.5、165.4、170、172、173.5、174.2、175、176、177、178.9份。

实施例1

本发明所述环保型水基合成金属切削液，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺10.8份、苯并三氮唑12份、苯甲酸钠7.6份、十二烯基丁二酸9份、月桂酸正醇酯12.3份、油酸三乙醇胺6份、硼酸酯12.5份、聚醚型非离子表面活性剂8.9份、三乙醇胺5.8份、乙二胺四乙酸4.3份、硼砂5.6份、螯合剂3.6份、杀菌剂2.6份、消泡剂4份、水160份。

实施例2

本发明所述环保型水基合成金属切削液，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺10份、苯并三氮唑13份、苯甲酸钠5份、十二烯基丁二酸10份、月桂酸正醇酯5份、油酸三乙醇胺10份、月桂酸三乙醇酰胺硼酸酯15份、聚醚型非离子表面活性剂20份、三乙醇胺5份、乙二胺四乙酸3份、硼砂10份、螯合剂2份、杀菌剂3份、消泡剂2份、水180份。

实施例3

本发明所述环保型水基合成金属切削液，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺25份、苯并三氮唑5份、苯甲酸钠10份、十二烯基丁二酸3份、月桂酸正醇酯13份、油酸三乙醇胺5份、O-(N-琥珀酰亚胺)-1，1，3，3-四甲基脲四氟硼酸3份、三乙醇胺硼酸酯2份、聚醚型非离子表面活性剂8份、三乙醇胺8份、乙二胺四乙酸5份、硼砂5份、二羟乙基甘氨酸1份、天冬氨酸2份、二乙基三胺五乙酸2份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.5份、聚醚消泡剂4份、二甲基硅油1份、水120份。

实施例4

本发明所述环保型水基合成金属切削液，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺15份、苯并三氮唑8份、苯甲酸钠8份、十二烯基丁二酸7份、月桂酸正醇酯9份、油酸三乙醇胺7.5份、硼酸酯10份、聚醚型非离子表面活性剂13份、三乙醇胺7份、乙二胺四乙酸4份、硼砂7.8份、水杨酸4.3份、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮1.5份、N，N′-亚甲基二吗啉0.5份、二甲基硅油3.8份、水145份。

实施例5

本发明所述环保型水基合成金属切削液，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺19.3份、苯并三氮唑10.4份、苯甲酸钠6.6份、十二烯基丁二酸3.4份、月桂酸正醇酯6.8份、油酸三乙醇胺8份、硼酸酯5.3份、聚醚型非离子表面活性剂9.8份、三乙醇胺6份、乙二胺四乙酸4.1份、硼砂7.3份、螯合剂3.7份、杀菌剂1.9份、消泡剂2.6份、水155份；

其中，所述硼酸酯为三乙醇胺硼酸酯、油酸二乙醇酰胺硼酸酯、月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯、月桂酸三乙醇酰胺硼酸酯、O-(N-琥珀酰亚胺)-1，1，3，3-四甲基脲四氟硼酸酯的组合；所述螯合剂为2-羟基-5-磺基苯甲酸、二羟乙基甘氨酸、水溶性乙二胺四乙酸盐、甲基甘氨酸二乙酸、丙二酸、甘氨酸、谷氨酸的组合；所述杀菌剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、羟乙基六氢均三嗪、二环己胺、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、N，N′-亚甲基二吗啉、吡啶硫酮钠的组合；所述消泡剂为聚醚消泡剂、水溶性有机硅类化合物、二甲基硅油的组合。

Claims

1.一种环保型水基合成金属切削液，其特征在于，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺10-25份、苯并三氮唑5-13份、苯甲酸钠5-10份、十二烯基丁二酸3-10份、月桂酸正醇酯5-13份、油酸三乙醇胺5-10份、硼酸酯5-15份、聚醚型非离子表面活性剂8-20份、三乙醇胺5-8份、乙二胺四乙酸3-5份、硼砂5-10份、螯合剂2-5份、杀菌剂0.5-3份、消泡剂2-6份、水120-180份。

2.根据权利要求1所述环保型水基合成金属切削液，其特征在于，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺13-20份、苯并三氮唑7-10份、苯甲酸钠7-9份、十二烯基丁二酸6-9份、月桂酸正醇酯7-10份、油酸三乙醇胺6-8份、硼酸酯8-13份、聚醚型非离子表面活性剂12-18份、三乙醇胺6-7.5份、乙二胺四乙酸3.5-4.5份、硼砂6-8份、螯合剂3-4.5份、杀菌剂1.5-2.3份、消泡剂3-4.5份、水135-150份。

3.根据权利要求1或2所述环保型水基合成金属切削液，其特征在于，其原料按重量份包括：癸二酸三乙醇胺15份、苯并三氮唑8份、苯甲酸钠8份、十二烯基丁二酸7份、月桂酸正醇酯9份、油酸三乙醇胺7.5份、硼酸酯10份、聚醚型非离子表面活性剂13份、三乙醇胺7份、乙二胺四乙酸4份、硼砂7.8份、螯合剂4.3份、杀菌剂2份、消泡剂3.8份、水145份。

4.根据权利要求1-3中任一项所述环保型水基合成金属切削液，其特征在于，所述硼酸酯为三乙醇胺硼酸酯、油酸二乙醇酰胺硼酸酯、月桂酸二乙醇酰胺硼酸酯、月桂酸三乙醇酰胺硼酸酯、O-(N-琥珀酰亚胺)-1，1，3，3-四甲基脲四氟硼酸酯中的一种或者多种的组合。

5.根据权利要求1-4中任一项所述环保型水基合成金属切削液，其特征在于，所述螯合剂2-羟基-5-磺基苯甲酸、二乙基三胺五乙酸、二羟乙基甘氨酸、N,N'-乙二胺二琥珀酸、水溶性乙二胺四乙酸盐、次氮基三醋酸盐、甲基甘氨酸二乙酸、丙二酸、水杨酸、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和吡啶二羧酸中的一种或者多种的组合。

6.根据权利要求1-5中任一项所述环保型水基合成金属切削液，其特征在于，所述杀菌剂为2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、羟乙基六氢均三嗪、二环己胺、1,2-苯并异噻唑啉-3-酮、N，N′-亚甲基二吗啉、吡啶硫酮钠中的一种或者多种的组合。

7.根据权利要求1-6中任一项所述环保型水基合成金属切削液，其特征在于，所述消泡剂为聚醚消泡剂、水溶性有机硅类化合物、二甲基硅油中的一种或者多种的组合。