一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液及其製備方法
2023-10-18 08:05:49
專利名稱：一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液及其製備方法。
背景技術：
合成金屬切削液是金屬加工液的一種，在切削過程中，它在要加工的工件和刀具之間形成一層界膜，降低切削過程中工件和刀具之間的摩擦力，減少刀具的磨損和能量損耗，保證加工的精度和光潔度，從而滿足對工件的要求。目前的合成金屬切削液有以礦物油為基礎油、植物油為基礎油的。以礦物油為基礎油的合成金屬切削液，由於礦物油由原油提煉而成，雖然技術工藝成熟、價格便宜，但是礦物油對環境的危害較大，生物降解性差，礦物油中的小分子烴類長期滯留在土壤中或滲透到地下水層，微小的量就會阻礙植物的生長，毒害水生生物，因此以礦物油為基礎油的合成金屬切削液對生態穩定性影響很大。以植物油為基礎油的合成金屬切削液，由於植物油的低高溫穩定性不好，容易滋生細菌，加工液的使用周期短，對環境影響也較大。
發明內容
本發明的目的之一是為了解決上述傳統的以礦物油為基礎油的金屬切削液中，由於礦物油生物降解性差，長期滯留在土壤中，汙染地下水，毒害水生生物等而造成的以礦物油為基礎油的合成金屬切削液對環境穩定性影響很大，而以植物油為基礎油的合成金屬切削液，由於植物油的低高溫穩定性不好，容易滋生細菌，合成的金屬切削液使用周期短，對環境影響也較大等系列問題，而提供一種以聚α烯烴代替傳統的礦物油或植物油為基礎油的合成金屬切削液，該以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液生物降解性好，對環境和人類健康無毒無害，使用周期要比傳統切削液長。本發明的目的之二在於提供上述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液的製備方法。本發明的技術原理
聚α烯烴是常見的一種合成烯烴油，由α烯烴聚合反應製成，原料主要來自於石油產品，聚α烯烴相比礦物油，具有較寬的液體範圍，較高的粘度指數，優良的粘溫性能與低溫性能，熱安定性好，潤滑性能優異，具有良好的生物降解性，生物降解率超過80%，比傳統的礦物油基礎油性能要好，尤其是其突出的潤滑性能使聚α烯烴廣泛應用於高端的潤滑油中，所以聚α烯烴可以完全滿足一些要求高的金屬工件的加工要求。本發明的技術方案
一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，按重量百分比計算，其原料組成及含量如下: 基礎油20%-25%非離子表面活性劑16%-24%
陰離子表面活性劑4%-6%
防鏽劑8%-12%
助溶劑5%-8%
極壓劑2%-3%
消泡劑1%-2%
殺菌劑0.5%-1%
餘量為水；
其中所述的基礎油為聚α烯烴；
所述的非離子表面活性劑為直鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物、支鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物或芳香族的脂肪醇環氧乙烷縮合物；
所述的直鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物優選為MOA-1O 所述的支鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物優選為ΤΧ-10 ；
所述的芳香族的脂肪醇環氧乙烷縮合物優選為1310 ；
所述的陰離子表面活性劑為石油磺酸鹽；所述的石油磺酸鹽優選為碳鏈長度平均為10 18的直鏈燒基磺酸鈉； 上述的非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑按重量比計算，其最佳比例即非離子表面活性劑:陰離子表面活性為2.5-4:1；
所述的防鏽劑為苯甲酸鈉、硼酸單乙醇胺、苯甲酸單乙醇胺或對硝基苯甲酸單乙醇
胺；
所述的助溶劑為乙二醇丁醚；
所述的極壓劑為脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯；
所述的消泡劑為油酸三乙醇胺；
所述的殺菌劑為異噻唑啉酮。上述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液的製備方法，包括如下步驟:
(1)、將防鏽劑倒入水中，攪拌均勻形成水系；
(2)、將極壓劑、消泡劑、殺菌劑依次加入基礎油中，攪拌均勻形成油系；
(3)、將步驟(I)所形成的水系和步驟(2)所形成的油系混合併攪拌均勻後，再一邊攪拌一邊依次加入非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和助溶劑，直至混合均勻，所得均一、澄清的微乳體系即為一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液。上述所得的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液可適用於高要求的金屬切削加工，特別是船舶、重工業等的金屬切削加工。本發明的有益效果
本發明的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，由於採用的基礎油聚α烯烴取代礦物油作為基礎油合成金屬切削液的基礎油，並且由於聚α烯烴與礦物油相比傾點較低，閃點較高，具有更好的粘溫特性和潤滑性能，熱安定性好，且具有良好的生物降解性，因此本發明的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液具有潤滑性好，可生物降解性，對環境和人類健康無毒無害，從而解決了傳統的合成金屬切削液中礦物油對環境造成的不良影響的問題。
進一步，由於本發明的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液具有良好的潤滑性和生物降解性，因此，最終也減小了以聚α烯烴為基礎油的合成切削液廢液的後處理的成本，同時對環境和人類健康無毒無害。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明進一步闡述，但並不限制本發明。本發明所用的陰離子表面活性劑及助溶劑乙二醇丁醚均為化學純，生產廠家是國藥集團化學試劑有限公司；
本發明所用的非離子表面活性劑芳香族的脂肪醇環氧乙烷縮合物1310為上海天壇助劑有限公司；
直鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物Μ0Α-10和支鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物ΤΧ-10均為江蘇海
安石油化工廠生產；
石油磺酸鈉為碳鏈長度平均為10-18的直鏈烷基磺酸鈉，上海振威化工有限公司生
產；
所用的聚α烯烴為綏芬河市萬豐源經貿有限責任公司生產；
上述未提及的其他原料或試劑均為市售。實施例1
一種以聚α烯烴為基礎油 的合成金屬切削液，按重量百分比計算，其原料組成及含量如下:
基礎油聚α烯烴20%
非離子表面活性劑15%
陰離子表面活性劑6%
防鏽劑10%
助溶劑5%
極壓劑3%
消泡劑1%
殺菌劑1%
水39%
其中所述的基礎油為聚α烯烴；
所述非離子表面活性劑為直鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物Μ0Α-10 ；
所述陰離子表面活性劑為碳鏈長度平均為10-18的直鏈烷基磺酸鈉；
所述的防鏽劑為苯甲酸鈉；
所述助溶劑為乙二醇丁醚；
所述的極壓劑為脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯；
所述的消泡劑為油酸三乙醇胺；
所述的殺菌劑為異噻唑啉酮。上述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液的製備方法，具體包括如下步驟:
(I)、將防鏽劑倒入水中，攪拌均勻形成水系；(2)、將極壓劑、消泡劑、殺菌劑依次加入基礎油中，攪拌均勻形成油系；
(3)、將步驟(I)所形成的水系和步驟(2)所形成的油系混合併攪拌均勻後，再一邊攪拌一邊依次加入非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和助溶劑，直至混合均勻，所得均一、澄清的微乳體系即為一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液。實施例2
一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，按重量百分比計算，其原料組成及含量如下:
聚α烯烴24%
非離子表面活性劑20%
陰離子表面活性劑5%
防鏽劑10%
助溶劑6%
極壓劑2%
消泡劑2%
殺菌劑1%
水30%
其中所述非離子表面活性劑為支鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物ΤΧ-10 ；
所述陰離子表面活性劑為碳鏈長度平均為10-18的直鏈烷基磺酸鈉；
所述的防鏽劑為硼酸單乙醇胺；
所述助溶劑為乙二醇丁醚；
所述的極壓劑為脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯；
所述的消泡劑為油酸三乙醇胺；
所述的殺菌劑為異噻唑啉酮。上述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液的製備方法，具體包括如下步驟:
(1)、將防鏽劑倒入水中，攪拌均勻形成水系；
(2)、將極壓劑、消泡劑、殺菌劑依次加入基礎油中，攪拌均勻形成油系；
(3)、將步驟(I)所形成的水系和步驟(2)所形成的油系混合併攪拌均勻後，再一邊攪拌一邊依次加入非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和助溶劑，直至混合均勻，所得均一、澄清的微乳體系即為一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液。實施例3
一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，按重量百分比計算，其原料組成及含量如下:
聚α烯烴25%
非離子表面活性劑24%
陰離子表面活性劑6%
防鏽劑8%
助溶劑8%
極壓劑2%消泡劑2%
殺菌劑1%
水24%
其中所述非離子表面活性劑為芳香族的脂肪醇環氧乙烷縮合物1310 ；
所述陰離子表面活性劑為碳鏈長度平均為10-18的直鏈烷基磺酸鈉；
所述的防鏽劑為苯甲酸單乙醇胺；
所述助溶劑為乙二醇丁醚；
所述的極壓劑為脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯；
所述的消泡劑為油酸三乙醇胺；
所述的殺菌劑為異噻唑啉酮。上述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液的製備方法，具體包括如下步驟:
(1)、將防鏽劑倒入水中，攪拌 均勻形成水系；
(2)、將極壓劑、消泡劑、殺菌劑依次加入基礎油中，攪拌均勻形成油系；
(3)、將步驟(I)所形成的水系和步驟(2)所形成的油系混合併攪拌均勻後，再一邊攪拌一邊依次加入非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和助溶劑，直至混合均勻，所得均一、澄清的微乳體系即為一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液。本發明的上述所得的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液的防鏽性、防腐蝕性經檢測均優於國家標準，測試結果如下:
權利要求
1.一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，其特徵在於按重量百分比計算，其原料組成及含量如下: 基礎油20%-25% 非離子表面活性劑15%-24% 陰離子表面活性劑5%-6% 防鏽劑8%-10% 助溶劑5%-8% 極壓劑2%-3% 消泡劑1%-2% 殺菌劑0.5-1% 餘量為水； 其中所述的基礎油為聚α烯烴； 所述的非離子表面活性劑為直鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物、支鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物或芳香族的脂肪醇環氧乙烷縮合物； 所述的陰離子表面活性劑為石油磺酸鹽； 所述的防鏽劑 為苯甲酸鈉、硼酸單乙醇胺、苯甲酸單乙醇胺或對硝基苯甲酸單乙醇胺； 所述的助溶劑為乙二醇丁醚； 所述的極壓劑為脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯； 所述的消泡劑為油酸三乙醇胺； 所述的殺菌劑為異噻唑啉酮。
2.如權利要求1所述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，其特徵在於所述的直鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物為MOA-1O ； 所述的支鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物為ΤΧ-10 ； 所述的芳香族的脂肪醇環氧乙烷縮合物為1310。
3.如權利要求2所述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，其特徵在於所述的石油磺酸鹽為碳鏈長度平均為10 18的直鏈烷基磺酸鈉。
4.如權利要求3所述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，其特徵在於所述的非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑按重量比計算，非離子表面活性劑:陰離子表面活性劑為2.5-4:1。
5.如權利要求4所述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，其特徵在於按重量百分比計算，其原料組成及含量如下:基礎油20% 非離子表面活性劑15% 陰離子表面活性劑6%防鏽劑10%助溶劑5%極壓劑3%消泡劑1%殺菌劑1%水39% 其中所述的非離子表面活性劑直鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物MOA-1O ； 所述的防鏽劑為苯甲酸鈉。
6.如權利要求4所述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，其特徵在於按重量百分比計算，其原料組成及含量如下: 基礎油聚α烯烴24% 非離子表面活性劑20% 陰離子表面活性劑5%防鏽劑10%助溶劑6%極壓劑2%消泡劑2% 殺菌劑0.5% 水30.5% 其中所述非離子表面活性劑為支鏈脂肪醇環氧乙烷縮合物ΤΧ-10 ； 所述的防鏽劑為硼酸單乙醇胺。
7.如權利要求4所述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，其特徵在於按重量百分比計算，其原料組成及含量如下: 基礎油聚α烯烴25% 非離子表面活性劑24% 陰離子表面活性劑6%防鏽劑8%助溶劑8%極壓劑2%消泡劑2%殺菌劑1%水24% 其中所述非離子表面活性劑為芳香族的脂肪醇環氧乙烷縮合物1310 ； 所述的防鏽劑為苯甲酸單乙醇胺。
8.如權利要求1-7任一所述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液的製備方法，其特徵在於其具體包括如下製備步驟: (1)、將極壓劑、消泡劑、殺菌劑依次加入基礎油中，攪拌均勻形成油系； (2)、再將防鏽劑倒入水中，攪拌均勻形成水系； (3)、最後將步驟(I)所形成的水系和步驟(2)所形成的油系混合併攪拌均勻後，再一邊攪拌一邊依次按比例加入非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和助溶劑，直至混合均勻，所得均一、澄清的微乳體系即為一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液。
9.如權利要求1-7任一所述的一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液用於金屬切削加工。
全文摘要
本發明公開一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，即由聚α烯烴、非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、防鏽劑、助溶劑、極壓劑、消泡劑、殺菌劑和水組成。其製備方法即將消泡劑、極壓劑、殺菌劑依次加入聚α烯烴基礎油中，攪拌均勻形成油系；將防鏽劑加入到水中，攪拌均勻形成水系；再將水系和油系混合均勻後再邊攪拌邊滴加非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和助溶劑，最終得到一種以聚α烯烴為基礎油的合成金屬切削液，該合成金屬切削液具有優良的粘溫性能、潤滑性、生物可降解性，對人體和環境低毒低害，使用周期較傳統切削液長，適用於高精度、高要求的金屬工件的切削加工。
文檔編號C10N40/22GK103242933SQ201310145709
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月25日 優先權日2013年4月25日
發明者韓生, 葉思景, 王琳, 張玉坤, 鬱平, 孫揭陽, 高峰, 祝俊, 朱賢, 王愛民 申請人:上海應用技術學院