一種低油霧齒輪磨削油組合物的製作方法
2023-07-09 10:31:56
專利名稱：一種低油霧齒輪磨削油組合物的製作方法
技術領域：
本發明一種低油霧齒輪磨削油組合物，屬金屬加工液產品領域，特別涉及金屬切
削油產品。
背景技術：
金屬加工切削液的品種繁多，作用各異，但歸納起來分為兩大類油基切削液和水 基切削液。油基切削液，又稱為切削油，通常由礦物油和一定比例的添加劑組成，所用的礦 物油有煤油、柴油或輕質潤滑油餾分。 機械產品加工中，齒輪加工的最後一道工序為磨削精加工，因工件表面要求較高， 通常使用切削油。為滿足齒輪磨削工藝潤滑和冷卻條件要求，切削油粘度不宜大，一般為 8 15mm7s，所以目前齒輪磨削油的基礎油一般選擇屬於I類基礎油的5#或7#白油，這類 油粘度指數、硫含量、飽和烴含量要求均不高，但其揮發性強，閃點低(< 140°C )。齒輪磨 削油在使用中經歷泵循環、噴霧、激烈撞擊和高溫蒸發過程，因油品揮發性強，不僅產生大 量油霧，造成油品損耗大，汙染環境，損害操作者健康，並且還有著火等的隱形危險。
關於機械加工車間油霧最高限值的控制標準是各國共同關注的問題，在美國政 府工業衛生學家協會20世紀60年代初提出了車間油霧濃度最高限值5mg/m3的控制標 準，此後，於1998年，美國國家職業安全與健康協會提出了更為嚴格的油霧控制限值標準。 包括我國在內的一些國家都相繼制定了各自的油霧控制限值和測定方法標準。我國JB/ T9897-89"金屬切削工具機油霧濃度測量方法"，建議切削工具機油霧濃度的最大值不超過5mg/ m3。但是，由於種種原因，我國機械加工車間的油霧濃度現狀仍然不容樂觀。因此必須從低 油霧齒輪磨削油的源頭解決問題，開發產品，使之不僅有效降低齒輪磨削油加工過程產生 的油霧，而且廣泛適用於黑色和有色金屬材質齒輪的磨削加工，提高齒輪磨削加工的精度 和工作效率。 中國專利"高速強力磨削油及其製備方法"(CN87103028)是一種適用於高速大磨 削量磨製工具鋼等硬質合金鋼工件的高速強力磨削油，主要由5-10%的添加劑與95-90% 的礦物油混合而成。添加劑由C8-C30的混合脂肪酸及脂肪酸酯、磺化蓖麻油、滲透劑的硫 和磷的改性產物、氯化石鈉、磷化物、二甲基矽油等按一定比例組成，是一種高粘度油，對於 現代高速工具磨削加工，其冷卻性和過濾性均不能滿足要求，該磨削油也不具有低油霧和 低揮發優點。 國外文獻TW229126、 US57261301995A、 US2002035043所涉及的磨削油，是使用了 含二元酸、三元酸的酯或其衍生物或使用鹼金屬磺酸鹽，未見有抑油霧劑的報導。
發明內容
本發明的目的是提供一種低油霧齒輪磨削油組合物，使之不僅顯著降低齒輪磨削 油的揮發性和加工過程中的油霧傾向，而且廣泛適用於黑色和有色金屬材質齒輪的磨削加 工，從而有利於環境保護，有利於操作者勞動保護和身體健康，並提高齒輪加工產品精度和工作效率。 本發明目的是通過如下技術方案實現的 本發明低油霧齒輪磨削油組合物，由精製礦物油，合成脂肪酸酯油性劑，極壓潤滑
劑，抗磨劑，抑油霧劑和消泡劑組成，該組合物按重量百分比的組份配方如下 精製礦物油 70——81% 合成脂肪酸酯油性劑 10——20% 硫化脂肪酸酯 5——10% 磷酸酯 0——3% 抑油霧劑 0.3——1.0% 消泡齊U 0.01-0.1%。所述精製礦物油選自II、 n+、 III類礦物油； 所述合成脂肪酸酯為C16—18脂肪酸酯中的一種或兩種以上的混合物； 所述抑油霧劑是聚異丁烯、乙烯_丙烯無規共聚物的一種或其兩種的混合物； 所述硫化脂肪酸酯不含活性硫。 本發明低油霧齒輪磨削油組合物，其C^18脂肪酸酯油性劑及抑油霧劑聚異丁烯、 乙烯_丙烯無規共聚物，均按已知方法製備；其餘組份化學品有市售產品供應。
本發明低油霧齒輪磨削油組合物的製備工藝是按配方，首先向鋼製反應釜中加 入礦物油，升溫至50-6(TC，再按配方比例順序加入合成脂肪酸酯、硫化脂肪酸酯、磷酸酯、 抑油霧劑、最後加入消泡劑，攪拌40-60分鐘，至混合液透明，取樣檢測，滿足產品質量規範要求。本發明組合物產品主要技術指標如下外觀 淡黃色透明液體
運動粘度4(TC mm7s13—16閃點"c180傾點"c-30銅片腐蝕(10(TC，3h)級la四球測試(VKA) N6000磨損試驗(RVT) mm22. 5油霧指數(參比油為鄰苯二甲酸:二辛酯)2《備註①.銅片腐蝕(10(TC，3h)檢測標準GB/T5096-85
②.油霧指數=試驗油油霧濃度/參比油油霧濃度X100》
本發明選用n、n+、in類礦物油作為組合物基礎油載體，由於這類基礎油經過加氫精制，飽和烴含量> 90% ，粘度指數高，揮發性低，硫、氮含量低，具有較高的抗氧化安定 性，有良好的潤滑性和低油霧傾向； 本發明添加的C16—18脂肪酸酯油性劑，具有很好的油溶性，粘度低，顏色淺，由於酯 基和羥基對金屬表面的強吸附性，所以在高低溫狀況下均具有傑出的潤滑性、熱穩定性和 熱氧化安定性，因而在具有良好的潤滑性、低油霧傾向性和較高的抗氧化性的II、 11+、 III 類礦物油基礎上，賦予組合物優異的潤滑性、散熱性和低摩擦熱，進一步降低其揮發性和油 霧傾向性；
本發明創新採用的抑油霧劑為油溶性高分子聚合物，因其具有良好的粘附性能， 油品起霧性小，並能迅速將飄浮在空氣中的細小油滴凝聚成大顆粒油滴，加速油霧的沉降， 使油霧產生後立即消失，抑制油霧的形成； 本發明採用的硫化脂肪酸酯極壓劑不含活性硫，因其具有很高的極性，所以對金 屬表面有很高的親和力，潤滑性好，且無腐蝕性，無剌激性氣味，輔以磷酸酯抗磨劑，故在極 壓、抗磨、減摩性能方面表現優異，並解決齒輪加工過程中齒輪燒傷和裂紋現象，延長了加 工刀具的使用壽命，可加工黑色和有色金屬，對銅無腐蝕，適用性強。 本發明不含對生態環境和人體有害的氯化石蠟極壓劑，更加有利於環境保護和人 體健康。 通常，磨削油機械加工在使用過程中，要經歷泵循環、噴射與高速旋轉的刀具或工 件激烈撞擊和高溫蒸發等過程，因此，除了要求提升油品的機械加工性能如潤滑性能、冷卻 散熱性能，清潔性能外，隨著技術的進步和社會的發展，還應從環境保護和勞動者安全角度 出發，儘量開發能降低油霧傾向性的油品。本發明組合物通過主要組份礦物油和脂肪酸酯 油性劑的協調配比、創新引入的聚合物抑油霧劑，提高了潤滑性，加快了油霧沉降，有效降 低了操作環境的油霧濃度，加之，科學配比使用極壓潤滑劑，抗磨劑，不含對生態環境和人 體有害的氯，通用性強，可加工黑色和有色金屬，對銅無腐蝕。因此，本發明組合物不僅賦予 了齒輪磨削油優異的加工性能，而且有效改善了機械加工現場的油霧環境，有利於環境保 護，有利於操作者身體健康，全面創新解決了現有齒輪磨削油存在的問題。
具體實施例方式現通過以下實施例進一步說明本發明是如何實施的
實施例1 :( — )、按已知方法製備十六碳酸異辛酯、乙烯-丙烯無規共聚物；
( 二 )、配製本發明組合物產品 以重量百分比計，按以下組份和配比製備本組合物產品 礦物油65SN 69.69% 十六碳酸異辛酯 20% 硫化脂肪酸酯 10% 乙烯-丙烯無規共聚物 0.3% 矽基消泡劑 0.01% 在鋼製反應釜中加入65SN礦物油，升溫至50-6(TC，按配方比例計量，順序加入 十六碳酸異辛酯、硫化脂肪酸酯、乙烯_丙烯無規共聚物、最後加入消泡劑，攪拌40-60分 鍾，至混合液透明，取樣檢測，產品滿足質量規範要求。 本產品用於磨齒機YK7163A上磨削齒輪，齒輪表面精度好，粗糙度可達Ra = 0. 4 ; 齒輪無燒傷現象，減少砂輪消耗，提高磨削效率；油品冷卻性好，油霧低，現場檢測油霧濃度 為3. 2mg/m3。
實施例2:( — )、按已知方法製備十八碳酸異辛酯、乙烯-丙烯無規共聚物；
( 二 )、配製本發明組合物產品
以重量百分比計，按以下組份和配比製備本組合物產品 礦物油65N 80.95% 十八碳酸異辛酯 10% 硫化脂肪酸酯 5% 磷酸酯 3% 乙烯-丙烯無規共聚物 1% 矽基消泡劑 0.05% 在鋼製反應釜中加入65SN礦物油，升溫至50——60°C ，按配方比例計量，順序加 入十八碳酸異辛酯、硫化脂肪酸酯、磷酸酯、乙烯_丙烯無規共聚物、最後加入消泡劑，攪拌 40-60分鐘，至混合液透明，取樣檢測，產品滿足質量規範要求。本產品用於磨齒機YK73125、 YK7332A、 YK7232A上磨削齒輪，齒輪表面精度好，粗 糙度可達& = 0. 8，齒輪無燒傷現象，減少砂輪消耗，提高磨削效率；油品冷卻性好，現場檢 測油霧濃度為2. 8mg/m3。
實施例3 :( — )、按已知方法製備十六碳酸異辛酯和十八碳酸異辛酯、聚異丁烯；
( 二 )、配製本發明組合物產品 以重量百分比計，按以下組份和配比製備本組合物產品 礦物油60N 74.49% 十六碳酸異辛酯 10% 十八碳酸異辛酯 5% 硫化脂肪酸酯 8% 磷酸酯 2% 聚異丁烯 0.5% 矽基消泡劑 0.01% 在鋼製反應釜中加入60N礦物油，升溫至50-6(TC，按配方比例計量，順序加入 十六碳酸異辛酯、十八碳酸異辛酯、硫化脂肪酸酯、磷酸酯、聚異丁烯、最後加入消泡劑，攪 拌40-60分鐘，至混合液透明。取樣檢測產品滿足質量規範要求。 本產品用於HOFLER磨齒機上磨削齒輪，齒輪表面精度好，粗糙度可達Ra = 0. 4，齒
輪無燒傷現象，減少砂輪消耗，提高磨削效率；油品冷卻性好，油霧低，現場檢測油霧濃度為
3. 0mg/m3。 實施例4 :( — )、按已知方法製備十六碳酸異辛酯、十八碳酸異辛酯、十八碳酸季戊四醇酯、 聚異丁烯和乙烯_丙烯無規共聚物；
( 二 )、配製本發明組合物產品 以重量百分比計，按以下組份和配比製備本組合物產品
礦物油60N 72.6%
十六碳酸異辛酯 10%
十八碳酸異辛酯 5%
十八碳酸季戊四醇酯5%
硫化脂肪酸酯 5%
磷酸酯 2%
聚異丁烯 0.2%
乙烯-丙烯無規共聚物0. 1 %
矽基消泡劑 0.1% 在鋼製反應釜中加入60N礦物油，升溫至50-6(TC，按配方比例計量，順序加入 十六碳酸異辛酯、十八碳酸異辛酯、十八碳酸季戊四醇酯、硫化脂肪酸酯、磷酸酯、聚異丁 烯、乙烯_丙烯無規共聚物、最後加入消泡劑，攪拌40-60分鐘，至混合液透明。取樣檢測， 產品滿足質量規範要求。 本產品用於克林貝格數控螺傘磨齒機G60上磨削齒輪，齒輪表面精度好，粗糙度 可達Ra = 0. 6，齒輪無燒傷現象，減少砂輪消耗，提高磨削效率；油品冷卻性好，油霧低，現 場檢測油霧濃度為2. 8mg/m3。
權利要求
一種低油霧齒輪磨削油組合物，由精製礦物油，合成脂肪酸酯油性劑，極壓潤滑劑，抗磨劑，抑油霧劑和消泡劑組成，該組合物組份按重量百分比的配方如下精製礦物油70--81％合成脂肪酸酯油性劑10--20％硫化脂肪酸酯 5--10％磷酸酯0--3％抑油霧劑 0.3--1.0％消泡劑0.01--0.1％。
2. 根據權利要求1所述的一種低油霧齒輪磨削油組合物，其特徵在於精製礦物油選自n、n+、in類礦物油。
3. 根據權利要求i所述的一種低油霧齒輪磨削油組合物，其特徵在於合成脂肪酸酯油 性劑為c16—18脂肪酸酯中的一種或兩種以上的混合物。
4. 根據權利要求1所述的一種低油霧齒輪磨削油組合物，其特徵在於抑油霧劑是聚異丁烯、乙烯-丙烯無規共聚物的一種或其兩種的混合物。
5. 根據權利要求1所述的一種低油霧齒輪磨削油組合物，其特徵在於硫化脂肪酸酯不含活性硫。
全文摘要
本發明一種低油霧齒輪磨削油組合物，屬金屬加工液產品領域，本發明組合物由按如下重量百分比的配方組成精製礦物油70-81％、合成脂肪酸酯油性劑10-20％、硫化脂肪酸酯5-10％、磷酸酯0-3％、抑油霧劑0.3-1.0％、消泡劑0.01-0.1％，本組合物通過主要組份精製礦物油和脂肪酸酯油性劑的協調配比、創新引入的聚合物抑油霧劑，提高了潤滑性，加快了油霧沉降，有效降低了操作環境的油霧濃度，加之，科學配比使用極壓潤滑劑，抗磨劑，不含對生態環境和人體有害的氯，其通用性強，可加工黑色和有色金屬，對銅無腐蝕，所以本發明組合物，不僅賦予了齒輪磨削油優異的加工性能，而且有效改善了油霧環境，有利於環境保護，有利於操作者身體健康。
文檔編號C10N40/20GK101701163SQ200910272349
公開日2010年5月5日 申請日期2009年9月29日 優先權日2009年9月29日
發明者張嘉琪, 胡金霞 申請人:武漢玻爾科技有限公司