一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液及其製備方法
2023-07-21 14:46:16 3
專利名稱：一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液及其製備方法。
背景技術：
金屬切削液是金屬加工液的一種，在切削過程中，它在工件和刀具之間充當媒介，起潤滑、冷卻、防止金屬屑粘附的作用，降低切削過程中的摩擦力，減少刀具磨損和能量損耗，保證加工的精度和光潔度。傳統的切削液，大多以礦物油作為基礎油，礦物油由原油提煉而成，技術工藝成熟，價格便宜，但礦物油的成分複雜多樣，含有不同碳數12-40不等的鏈烷烴、環烷烴、芳香烴，在土壤中的遷移能力很弱，且生物降解性差，其中的烴類小分子長期滯留在土壤中或滲透到地下水層，會對環境造成不良影響，微量的礦物油就會阻礙植 物的生長,毒害水生生物,使水生殼類動物的壽命減少20%。合成酯具有天然酯的良好潤滑特性，在金屬加工過程中，不但提供了液體潤滑所具有的緩衝作用，而且提供了邊界潤滑所具有的強化學粘著力，而且具有良好的易清洗性，有助於徹底清洗刀具和工具機上多餘的殘液。專利一種以季戊四醇油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液及其製備方法(申請號201210203878.6)曾報導採用季戊四醇油酸酯作為基礎油的半合成金屬切削液，但研究發現以季戊四醇油酸酯為基礎油調製的切削液體系粘度較大，且要乳化它需要的表面活性劑量比較大，因此以季戊四醇油酸酯作為基礎油的半合成金屬切削液調配時動力消耗較大,與表面活性劑的配伍性還有待提高。
發明內容
本發明的目的為了解決上述切削液體系粘稠、表面活性劑用量大的問題，本發明提供了一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液及其製備方法，從而減小能耗，降低切削液的成本。本發明的技術方案
一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，按重量百分比計算，其組成及含量如下
基礎油20% 30%
非離子表面活性劑15°/Γ25%
陰離子表面活性劑39Γ5%
防鏽劑10% 15%
助溶劑5% 10%
極壓劑0% 5%
消泡劑O. 2% 0. 5%殺菌劑O. 5°/Γ %
餘量為水；
其中所述的基礎油為三羥甲基丙烷油酸酯；
所述的非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯或蓖麻油環氧乙烷縮合物；
所述的脂肪醇聚氧乙烯醚為月桂醇聚氧乙烯醚；
所述的聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯為吐溫80 ；
所述的蓖麻油環氧乙烷縮合物為EL40 ； 所述的陰離子表面活性劑為石油磺酸鹽或蓖麻酸硫酸酯鹽；
所述的石油磺酸鹽為石油磺酸鈉；
所述的蓖麻酸硫酸酯鹽為蓖麻酸硫酸酯鈉；
所述的防鏽劑為苯甲酸鈉、硼酸單乙醇胺及妥爾油中一種或兩種以上組成的混合物； 所述的助溶劑為正丁醇；
所述的極壓劑為硫化蓖麻油；
所述的消泡劑為1000Χ ；
所述的殺菌劑為吡啶硫酮。上述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，非離子表面活性劑陰離子表面活性劑的最佳比例優選為5 1 ；
上述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液的製備方法，具體包括以下步驟
(1)、將極壓劑加入到基礎油中攪拌均勻得溶液A;
(2)、將消泡劑、防鏽劑、助溶劑、殺菌劑依次加入到水中，攪拌均勻，得到溶液B;
(3)、將步驟(I)所得的溶液A和步驟(2)所得的溶液B混合後，一邊攪拌一邊緩慢滴加非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑，最終得到均一、澄清的微乳體系即得以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液。上述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液適合鑄鐵、銅、鋁等金屬材料的切削加工。本發明的有益效果
本發明的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，由於採用三羥甲基丙烷油酸酯做為半合成金屬切削液基礎油，它比季戊四醇油酸酯粘度小，具有良好的粘溫特性(粘度指數彡180°C)和熱穩定性，高閃點(彡290°C)，低溫流動性好(傾點彡-25°C)，與表面活性劑的配伍性更好，因此本發明的以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液調配時動力消耗更小，表面活性劑用量少，原料成本相對於以季戊四醇油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液價格更低，更具有優勢。進一步，本發明的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液適合鑄鐵、銅、鋁等金屬材料的切削加工，具有優異的潤滑、防鏽性能。另外，本發明的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，其製備方法簡便，適於工業化生產。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進一步闡述，但並不限制本發明。本發明所用的助溶劑正丁醇為化學純，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均為江蘇海安石油化工廠生產；
陰離子表面活性劑石油磺酸鈉和蓖麻酸硫酸酯鈉，防鏽劑妥爾油、苯甲酸鈉及硼酸單乙醇胺，消泡劑為上海振威化工有限公司生產；
殺菌劑為上海歐樂化工有限公司；
三羥甲基丙烷油酸酯為山東聊城瑞捷化工有限公司。實施例I 一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，按重量百分比計算，其原料組成及含量如下
三羥甲基丙烷油酸酯20%
非離子表面活性劑15%
陰離子表面活性劑3%
防鏽劑15%
助溶劑5%
極壓劑3%
消泡劑O. 5%
殺菌劑1%
水37. 5%
其中所述的非離子表面活性劑為月桂醇聚氧乙烯醚；
所述的陰離子表面活性劑為蓖麻酸硫酸酯鈉；
所述的防鏽劑為苯甲酸鈉和妥爾油酸成的混合物，其中苯甲酸鈉與妥爾油按質量比計算，即苯甲酸鈉妥爾油為2:13;
所述的助溶劑為正丁醇；
所述的極壓劑為硫化蓖麻油；
所述的消泡劑為1000X ；
所述的殺菌劑為吡啶硫酮。上述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液的其製備方法，具體包括以下步驟
(1)、將極壓劑加入到基礎油中攪拌均勻得到溶液A;
(2)、將消泡劑、防鏽劑、助溶劑、殺菌劑依次加入到水中，攪拌均勻，得到溶液B;
(3 )、將步驟(I)所得的溶液A和步驟(2 )所得的溶液B混合後，一邊攪拌一邊緩慢滴加非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑，最終得到均一、澄清的微乳體系即為以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液。實施例2
一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，按重量百分比計算，其原料組成及含量如下
三羥甲基丙烷油酸酯25%
非離子表面活性劑20%陰離子表面活性劑4%
防鏽劑12%
助溶劑6%
極壓劑3%
消泡劑O. 5%
殺菌劑O. 5%
水29% 其中所述非離子表面活性劑為EL-40 ；
所述陰離子表面活性劑為石油磺酸鈉；
所述防鏽劑為硼酸單乙醇胺與妥爾油酸成的混合物，其中硼酸單乙醇胺與妥爾油按質量比計算硼酸單乙醇胺妥爾油為5 7 ；
所述助溶劑為正丁醇；
所述極壓劑為硫化蓖麻油；
所述消泡劑為IOOOX ；
所述殺菌劑為吡啶硫酮。上述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液的其製備方法包括以下步驟
(1)、將極壓劑加入到基礎油中攪拌均勻得到溶液A;
(2)、將消泡劑、防鏽劑、助溶劑、殺菌劑依次加入到水中，攪拌均勻，得到溶液B;
(3)、將步驟(I)所得的溶液A和步驟(2)所得的溶液B混合後，一邊攪拌一邊緩慢滴加非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑，最終得到均一、澄清的微乳體系即為以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的綠色半合成金屬切削液。實施例3
一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，按重量百分比計算，其原料組成及含量如下
三羥甲基丙烷油酸酯30%
非離子表面活性劑25%
陰離子表面活性劑5%
防鏽劑12%
助溶劑10%
極壓劑2%
消泡劑O. 2%
殺菌劑0.8%
水15 %
其中所述非離子表面活性劑為吐溫80 ；
所述陰離子表面活性劑為石油磺酸鈉；
所述防鏽劑為妥爾油酸；
所述助溶劑為正丁醇；
所述極壓劑為硫化蓖麻油；所述消泡劑為IOOOX ；
所述殺菌劑為吡啶硫酮。上述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液的製備方法，具體包括以下步驟
(1)、將極壓劑加入到基礎油中攪拌均勻得到溶液A;
(2)、將消泡劑、防鏽劑、助溶劑、殺菌劑依次加入到水中，攪拌均勻，得到溶液B;
(3 )、將步驟(I)所得的溶液A和步驟(2 )所得的溶液B混合後，一邊攪拌一邊緩慢滴加非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑，最終得到均一、澄清的微乳體系即為以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液。
上述實施例1、2及實施例3所得的以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬
切削液的性能檢測結果見下表
權利要求
1.一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，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% 30% 非離子表面活性劑15°/Γ25% 陰離子表面活性劑39Γ5% 防鏽劑10% 15% 助溶劑5% 10% 極壓劑0% 5% 消泡劑O. 2% 0. 5% 殺菌劑O. 5°/Γ % 餘量為水； 其中所述的基礎油為三羥甲基丙烷油酸酯； 所述的非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯或蓖麻油環氧乙烷縮合物； 所述的脂肪醇聚氧乙烯醚為月桂醇聚氧乙烯醚； 所述的聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯為吐溫80 ； 所述的蓖麻油環氧乙烷縮合物為EL40 ； 所述的陰離子表面活性劑為石油磺酸鹽或蓖麻酸硫酸酯鹽； 所述的防鏽劑為苯甲酸鈉、硼酸單乙醇胺及妥爾油中一種或兩種以上組成的混合物； 所述的助溶劑為正丁醇； 所述的極壓劑為硫化蓖麻油； 所述的消泡劑為1000Χ ； 所述的殺菌劑為吡啶硫酮。
2.如權利要求I所述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，其特徵在於所述的石油磺酸鹽為石油磺酸鈉，所述的蓖麻酸硫酸酯鹽為蓖麻酸硫酸酯鈉。
3.如權利要求2所述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，其特徵在於所述非離子表面活性劑陰離子表面活性劑的最佳比例為5 :1。
4.如權利要求3所述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，其特徵在於按重量百分比計算，其原料組成及含量如下 三羥甲基丙烷油酸酯20% 非離子表面活性劑15% 陰離子表面活性劑3%防鏽劑15%助溶劑5%極壓劑3% 消泡劑O. 5%殺菌劑1% 水37. 5% 其中所述的非離子表面活性劑為月桂醇聚氧乙烯醚；所述的陰離子表面活性劑為蓖麻酸硫酸酯鈉； 所述的防鏽劑為苯甲酸鈉和妥爾油酸成的混合物，其中苯甲酸鈉與妥爾油按質量比計算，即苯甲酸鈉妥爾油為2:13。
5.如權利要求3所述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，其特徵在於按重量百分比計算，其原料組成及含量如下 三羥甲基丙烷油酸酯25% 非離子表面活性劑20% 陰離子表面活性劑4%防鏽劑12%助溶劑6%極壓劑3% 消泡劑O. 5% 殺菌劑O. 5%水29% 其中所述非離子表面活性劑為EL-40 ； 所述陰離子表面活性劑為石油磺酸鈉； 所述防鏽劑為硼酸單乙醇胺與妥爾油酸成的混合物，其中硼酸單乙醇胺與妥爾油按質量比計算硼酸單乙醇胺妥爾油為5 :7。
6.如權利要求3所述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，其特徵在於按重量百分比計算，其原料組成及含量如下 三羥甲基丙烷油酸酯30% 非離子表面活性劑25% 陰離子表面活性劑5%防鏽劑12%助溶劑10%極壓劑2% 消泡劑O. 2% 殺菌劑0.8%水15% 其中所述非離子表面活性劑為吐溫80 ； 所述陰離子表面活性劑為石油磺酸鈉； 所述防鏽劑為妥爾油酸。
7.如權利要求1、2、3、4、5或6所述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液的製備方法，其特徵在於包括以下步驟 (1)、將極壓劑加入到基礎油中攪拌均勻得溶液A; (2)、將消泡劑、防鏽劑、助溶劑、殺菌劑依次加入到水中，攪拌均勻，得到溶液B; (3)、將步驟(I)所得的溶液A和步驟(2)所得的溶液B混合後，一邊攪拌一邊緩慢滴加非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑，最終得到均一、澄清的微乳體系即得以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液。
8.如權利要求1、2、3、4、5或6所述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液適用於金屬切削加工。
9.如權利要求1、2、3、4、5或6所述的一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液適用鑄鐵、銅或鋁的切削加工。
全文摘要
本發明公開一種以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液及其製備方法。所述的半合成金屬切削液由三羥甲基丙烷油酸酯、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。其製備方法即首先將極壓劑加入到基礎油中攪拌均勻得到溶液A；然後將消泡劑、防鏽劑、助溶劑、殺菌劑依次加入到水中，攪拌均勻得溶液B；再將溶液A與溶液B混合併一邊攪拌一邊緩慢滴加非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑，最終得到均一、澄清的微乳體系即得以三羥甲基丙烷油酸酯為基礎油的半合成金屬切削液，該半合成金屬切削液具有良好的潤滑性和生物降解性，對人體和環境低毒低害，適合絕大部分材質的金屬切削加工。
文檔編號C10M105/38GK102876435SQ20121036744
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者韓生, 王琳, 張書維, 王宇紅, 王大鷙, 賀慧群, 方曦 申請人:上海應用技術學院