專利名稱：一種高性能水基乳化切削液組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種高性能水基乳化切削液組合物，屬金屬加工液產(chǎn)品領(lǐng)域， 特別涉及機(jī)床切削加工液產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)意義上的切削液，主要包括油基切削液和水基切削液，從使用水 和動(dòng)植物油開始，在機(jī)械加工中已有^艮長(zhǎng)的發(fā)展歷史，應(yīng)用極其廣泛。水
基切削液的特點(diǎn)是散熱快、成本低。水基切削液分為乳化液(Soluble oil) 、 ^"A^7肖寸KSynthetics) ,口+K^7肖'J;^ (Semi—synthetics) 工大類。
經(jīng)典的乳化切削液由乳化油、乳化劑、防銹劑與水配置而成，所采用 乳化油為礦物油，其含量高達(dá)80%,經(jīng)水乳化成乳化液，所采用的防銹劑 為亞硝酸鈉，此類水基乳化液潤(rùn)滑性、工作穩(wěn)定性較差，使用周期短，亞 硝酸鈉作防銹劑雖然其防銹性能好、價(jià)格低，但亞硝酸鈉作為一種致癌性 物質(zhì)已明確禁用或限用，因此經(jīng)典的水基乳化切削液遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)生產(chǎn) 的需要。
隨著技術(shù)的進(jìn)步，中外有關(guān)乳化切削液的專利也時(shí)有報(bào)導(dǎo)，如中國(guó)專 利-CN200810101181 />布了 一種乳化型金屬切削液，由基礎(chǔ)油或油性劑、 混合醇胺、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、防銹劑、銅合金緩蝕 劑、殺菌防腐劑等組成；CN200810024009涉及一種用于黑色及有色金屬 重負(fù)荷切削加工的水溶性低油霧防銹切削液，該切削液由防銹切削油作基 礎(chǔ)油，5 — 15°/。的乳化劑，3—10%的水溶性磷酸酯及0. 5 — 2%的銅鋁緩蝕劑 組成；張文杰、何紅波等人的"通用重載乳化切削油的研制，，《材料保 護(hù)-1999, 32 ( 11 )》報(bào)道了采用石油磺酸鈉與少量非離子表面活性劑為 主的乳化體系，防銹、防腐蝕、潤(rùn)滑、殺菌劑等，研制出重負(fù)荷通用乳 化切削液；在俄羅斯專利RU2120961涉及的乳化切削液，其基礎(chǔ)油主要是礦物油，油性劑為脂肪酸或油脂r防銹劑為硼酸和有機(jī)醇胺；在日本專利
JP2003041285水基切削液中，^^布的防《秀劑為二元羧酸；在日本專利 JP2001049279中公布了曱基丙烯酸聚合物作油性劑和石黃酸釣與烷基酸鋅 作防銹劑。但在相關(guān)文獻(xiàn)中，均未發(fā)現(xiàn)有關(guān)采用以合成酰胺為主的復(fù)合防 銹劑的報(bào)道。
本世紀(jì)以來，我國(guó)機(jī)械工業(yè)整體技術(shù)迅猛發(fā)展，現(xiàn)代4幾械工業(yè)對(duì)切削 工藝技術(shù)的發(fā)展對(duì)切削液提出了更高的性能要求，機(jī)床切削速度更快，切 削負(fù)荷更大、切削溫度更高，因此必須自主開發(fā)高性能綠色環(huán)保的水基 乳化切削液，以滿足不斷發(fā)展的機(jī)械加工工藝的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高性能水基乳化切削液組合物，以高防銹 性、高潤(rùn)滑性、綠色無(wú)污染的水基乳化冷卻劑滿足現(xiàn)代機(jī)械加工行業(yè)對(duì)高 性能切削劑的需求。
本發(fā)明組合物產(chǎn)品由礦物油，季戊四醇脂肪酸合成酯，復(fù)合酰胺防銹 劑，乳化劑，緩蝕劑，硫化脂肪酸酯極壓潤(rùn)滑劑，殺菌劑和消泡劑組成， 該組合物產(chǎn)品組〗分及其"l要重量百分比配方如下
礦物油 31 — 55%
季戊四醇脂肪酸合成酯 10—20%
復(fù)合酰胺防銹劑 5 — 10% 環(huán)烷酸鋅 5 — 7%
石油磺酸鈉 10—11% 烷基磺酸鋇 3—5%
2， 2、 2〃氨基三乙醇 3 — 5% 油酸 2 — 3%
硫化脂肪酸酯 3—8% 三嗪類殺菌劑 1. 5 — 2%
聚硅氧烷消泡劑 0. l — O. 2%上述復(fù)合酰胺防銹劑為A和B兩組份的組合物，其組成和按重量百分
凄t配比如下
組份A 聚羧酸醇胺酰胺 90—85%, 組份B 苯三唑與
助溶劑二甘醇丁醚混合物 10 — 15°/。， 所述的組份A，是三元聚羧酸與2， 2、 2〃氨基三乙醇的反應(yīng)產(chǎn)物， 按重量計(jì)，三元聚羧酸2， 2、 2〃氨基三乙醇為 1: l一2;
所述的組份B, 是苯丙三氮唑與二甘醇丁醚的常溫混合物，
按重量計(jì)，苯丙三氮唑二甘醇丁醚為1: 2 — 4。
上述復(fù)合酰胺防銹劑的制備方法和步驟 1 )制備組份A :合成聚羧酸醇胺酰胺
按規(guī)定比例，向常壓鋼制反應(yīng)釜中4殳入三元聚羧酸和2， 2， 2氨基三乙醇，在攪拌下，于55土5。C，反應(yīng)約2小時(shí)，得到聚羧酸醇胺 酰胺；
2) 制備組分B:苯丙三氮唑和助溶劑二甘醇丁醚的混合物
按規(guī)定比例，向容器中加入助溶劑二甘醇丁醚和苯丙三氮 唑，常溫下混合攪拌，至完全溶解，呈透明狀；
3) 配制復(fù)合酰胺防銹劑
按規(guī)定比例，向組分A聚羧酸醇胺酰胺中，加入組分B苯丙三 氮唑和二甘醇丁醚的混合物，在不超過4(TC溫度條件下，混合攪拌30— 40分鐘，至透明即可。
本發(fā)明組合物產(chǎn)品配制方法如下以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，按上述組合物配 方取料，依照下述順序和工藝條件制備本發(fā)明高性能乳化切削液
在反應(yīng)釜中加入礦物油和烷基磺酸鋇，開啟攪拌，并升溫至12(TC, 恒溫反應(yīng)1一2小時(shí)，冷卻至70—8(TC，再依次加入石油磺酸鈉、復(fù)合酰胺防銹劑、環(huán)烷酸鋅、季戊四醇脂肪S吏合成酯、碌u化脂肪酸酯、2， 2'', 2〃氨基三乙醇、油酸、殺菌劑、消泡劑，攪拌反應(yīng)30—60分鐘，即制 備成本發(fā)明合格組合物產(chǎn)品。
本發(fā)明組合物產(chǎn)品為水溶性產(chǎn)品，除了礦物油以外，還采用合成酯 作為基礎(chǔ)油，由于礦物油無(wú)極性，單一的礦物油吸附能力較差，在加工過 程中，潤(rùn)滑性不夠，為此，引入潤(rùn)滑性優(yōu)異、傾點(diǎn)低、粘度適中、吸附性 和抗氧化性好的季戊四醇脂肪酸酯，并在礦物油和合成酯二者之間獲得滿 意的協(xié)調(diào)配比，有效提高了水基切削液的潤(rùn)滑性能，加之選擇使用了硫化 脂肪酸酯極壓潤(rùn)滑劑，更有利于生成熱穩(wěn)定性高的邊界潤(rùn)滑油膜，盡可能 地改善潤(rùn)滑狀態(tài)，故使產(chǎn)品在高低溫狀況下均具有良好穩(wěn)定的潤(rùn)滑性，從 而保證了產(chǎn)品在苛刻條件下有良好的潤(rùn)滑作用。
本發(fā)明釆用自主創(chuàng)新制備的復(fù)合酰胺防銹劑，取代現(xiàn)有技術(shù)的防銹 劑， 一方面解決了現(xiàn)有水基切削液存在的防銹期短暫，如在加工過程的工 序間即發(fā)生銹蝕問題，顯著提高了產(chǎn)品的防銹性能，延長(zhǎng)了產(chǎn)品防銹期； 另一方面，解決了現(xiàn)有水基切削液存在的或適用于黑色金屬，或適用有色 金屬的適用領(lǐng)域的局限性問題,本復(fù)合防銹劑不僅顯著提高了水基切削液 的防銹性能，而且擴(kuò)寬了對(duì)多種金屬的防銹適用性，既對(duì)鋼件、鑄鐵等黑 色金屬具有很好的防銹性，同時(shí)對(duì)鋁和銅也有良好防銹緩蝕作用，避免了 鋁和銅的變色。
由于本發(fā)明組合物產(chǎn)品各組份的選用科學(xué)合理，配比均衡協(xié)調(diào)，因此 達(dá)到了作用互補(bǔ)增效的效果，使本發(fā)明水基乳化切削液不僅具有高潤(rùn)滑 性、高防銹性、高乳化性，高抗菌能力和高使用穩(wěn)定性好，而且對(duì)環(huán)境無(wú) 污染，對(duì)人體無(wú)傷害，使用壽命長(zhǎng)，成本低廉。充分保證了在苛刻條件下 優(yōu)異的潤(rùn)滑作用，減少摩擦、磨損，防止產(chǎn)生擦傷、燒結(jié)，全面滿足如鉆 孔、鉸孔、拉削、攻絲、攻螺紋、成型磨等難度較大的加工要求。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例具體說明本發(fā)明是如何實(shí)施的:(一)、按已知方法制備季戊四醇脂肪酸酯； (二 )、制備本發(fā)明組合物產(chǎn)品之組份復(fù)合酰胺防銹劑 1 )制備組份A聚羧酸醇胺酰胺 按規(guī)定比例，向常壓鋼制反應(yīng)釜中投入三元聚羧酸和2, 2;, 2"氨基三乙醇，在攪拌下，于55土5。C，反應(yīng)約2小時(shí)，即得到聚羧酸 醇胺酰胺；
2) 制備組分B苯丙三氮唑與助溶劑二甘醇丁醚的混合物 按規(guī)定比例，向容器中加入二甘醇丁醚和苯丙三氮唑，常 溫下混合攪拌，至完全溶解，呈透明狀；
3) 配制復(fù)合防銹劑
按重量百分比，向組分A聚羧酸醇胺酰胺中，加入組份B 苯丙三氮唑與二甘醇丁醚的混合物，在不超過40°C溫度條件下，混合攪 拌30—40分鐘，至透明即可。
由此制得的復(fù)合防銹劑，對(duì)多種金屬有良好防銹性能。 (三)、結(jié)合組合物具體配方，配制本發(fā)明組合物產(chǎn)品
實(shí)施例1
(一 )、按已知方法制備季戊四醇十八碳脂肪酸酯； (二 )、制備本發(fā)明復(fù)合酰胺防銹劑；
1) 制備組份A:聚羧酸醇胺酰胺
按重量比，向常壓鋼制反應(yīng)釜中投入l份三元聚羧酸(分子 量約470 )和1份的2， 2、 2〃氨基三乙醇，在攪拌下，于55土5。C，反 應(yīng)約2小時(shí)，即得到聚羧酸醇胺酰胺；
2) 制備組分B:苯丙三氮唑和二甘醇丁醚的混合溶液 按重量比，向容器中加入1份苯丙三氮唑和2份二甘醇丁醚， 常溫下混合攪拌，至完全溶解，呈透明狀；
3)配制復(fù)合防銹劑 按重量百分比，向90%組分A聚羧酸醇胺酰胺中，加入10%的 組分B苯丙三氮唑和二甘醇丁醚的混合溶液,在不超過4 G 。C溫度條件下，混合攪拌30—40分鐘，至透明即可。 (三)、配制本發(fā)明組合物產(chǎn)品 1 )、分別取用按上述( 一 )和(二 )制備的季戊四醇十八脂肪酸酯 和復(fù)合酰胺防銹劑，以重量百分比計(jì)，按以下組份和配比制備本組合物產(chǎn)
口口 ，
32#機(jī)油 55%
季戊四醇十八^J旨肪酸酯 10%
復(fù)合酰胺防銹劑 5%
環(huán)烷酸鋅 5%
石油-黃酸鈉 ll"Zo
烷基》黃酸鋇 3%
2, 2、 2〃氨基三乙醇 3%
硫化脂肪酸酯 3%
油酸 3%
三嗪類殺菌劑 1. 8%
聚硅氧烷消泡劑 0. 2 /。
2)、具體制備工藝如下
按上述配方，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，稱取以下物質(zhì)，按以下順序和工藝條 件制備本發(fā)明高性能乳化切削液
在反應(yīng)釜中加入礦物油和烷基^"酸鋇，開啟攪拌，并升溫至120°C, 恒溫反應(yīng)l一2小時(shí)后，冷卻至70—8(TC,再依次加入石油石黃酸鈉、復(fù) 合酰胺防銹劑、環(huán)烷酸鋅、季戊四醇十八碳脂肪酸合成酯、硫化脂肪酸 酯、2, 2、 2〃氨基三乙醇、油酸、殺菌劑、消泡劑，攪拌反應(yīng)30—60 分鐘，即制備成本發(fā)明合格產(chǎn)品。
3)、本產(chǎn)品應(yīng)用本產(chǎn)品特別適用于低碳鋼、鋁件、黃銅的車、銑、 鉆、鏜等一般機(jī)械加工。實(shí)施例2
(一) 、按已知方法制備季戊四醇十八碳脂肪酸酯；
(二) 、制備本發(fā)明復(fù)合防銹劑；
1) 制備組份A:聚羧酸醇胺酰胺
按規(guī)定比例，向常壓鋼制反應(yīng)釜中投入1份三元聚羧酸(分子 量約470 )和1.5份的2， 2、 2"氨基三乙醇，在攪拌下，于55土5。C, 反應(yīng)約2小時(shí)，即得到聚羧酸醇胺酰胺；
2) 制備組分B:苯丙三氮唑和助溶劑二甘醇丁醚的混合物 按規(guī)定比例，向容器中加入1份苯丙三氮唑和3份二甘醇丁
醚，常溫下混合攪拌，至完全溶解，呈透明狀；
3) 配制復(fù)合防銹劑
按重量百分比，向S8。/。組分A中，加入12《的組分B,在不超過 40°C溫度條件下，混合攪拌30—40分鐘，至透明即可。 (三)、配制本發(fā)明組合物產(chǎn)品 1)、分別取用按上述(一)和(二)制備的季戊四醇十八碳脂肪酸 酯和復(fù)合酰胺防銹劑，以重量百分比計(jì)，按以下配方制備本發(fā)明組合物產(chǎn)
口 ， 口O ,
32#機(jī)油42. 8%
季戊四醇十八碳脂肪酸酯15%
復(fù)合酰胺防銹劑8%
環(huán)烷酸鋅6%
石油-黃酸鈉10. 5%
烷基磺酸鋇4%
2， 2、 2"氨基三乙醇4%
硫化脂肪酸酯5%
油酸2. 5%
三。秦類殺菌劑2. 0%
聚硅氧烷消泡劑0. 2%3) 本產(chǎn)品應(yīng)用本產(chǎn)品特別適用于中碳鋼、不4秀鋼、鋁件、黃銅 的車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔等機(jī)械加工。
實(shí)施例3
(一) 、按已知方法制備季戊四醇十八碳脂肪酸酯；
(二) 、制備本發(fā)明復(fù)合防銹劑；
1) 制備組份A:聚羧酸醇胺酰胺
按規(guī)定比例，向常壓鋼制反應(yīng)釜中投入1份三元聚羧酸(分 子量)和2份2, 2', 2"氨基三乙醇，在攪拌下，于55土5。C，反應(yīng)約 2小時(shí)，即得到聚羧酸醇胺酰胺；
2) 制備組分B:苯丙三氮唑和二甘醇丁醚的混合物
按規(guī)定比例，向容器中加入1〗分的苯丙三氮唑和4份二甘醇 丁醚，常溫下混合攪拌，至完全溶解，呈透明狀；
3) 配制復(fù)合酰胺防銹劑
按重量百分比，向85°/。組分A聚羧酸醇胺酰胺中，加入15%的 組分B苯丙三氮唑和二甘醇丁醚的混合物，在不超過40°C溫度條件下， 混合攪拌30—40分鐘，至透明即可。 (三)、配制本發(fā)明組合物
1 )、分別取用按上述(一)和(二)制備的季戊四醇十八碳脂肪酸 酯和復(fù)合防銹劑，以重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，按以下配方制備本發(fā)明組合物產(chǎn)品
32#機(jī)油31%
季戊四醇十八^^脂肪酸酯20%
復(fù)合酰胺防銹劑10%
環(huán)烷酸鋅7%
石油碌酸鈉10%
烷基磺酸鋇5%
2， 2、 2〃氨基三乙醇5%
石?；舅狨?%油酸 2%
三。秦類殺菌劑 1. 8%
聚珪氧烷消泡劑 0. 2%
2) 具體制備工藝，同實(shí)施例1
3) 本產(chǎn)品應(yīng)用本產(chǎn)品特別適用于用于高碳鋼、合金鋼、不銹 鋼、鑄鐵、鋁件、黃銅的車、銑、鉆、鏜、攻絲、鉸孔、拉削等機(jī)械加工。
本水基乳化切削液組合物產(chǎn)品使用方法按重量百分比，以5 — 10% 的水稀釋本組合物產(chǎn)品，攪拌均勻，即可使用。
權(quán)利要求
1、一種高性能水基乳化切削液組合物，由礦物油，季戊四醇脂肪酸合成酯，復(fù)合酰胺防銹劑，乳化劑，緩蝕劑，硫化脂肪酸酯極壓潤(rùn)滑劑，殺菌劑和消泡劑組成，該組合物組份及其按重量百分?jǐn)?shù)配比之配方如下礦物油 31-55％季戊四醇脂肪酸合成酯10-20％復(fù)合酰胺防銹劑 5-10％環(huán)烷酸鋅5-7％石油磺酸鈉 10-11％烷基磺酸鋇 3-5％2，2′，2″氨基三乙醇 3-5％油酸2-3％硫化脂肪酸酯3-8％三嗪類殺菌劑1.5-2％聚硅氧烷消泡劑 0.1-0.2％
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高性能水基乳化切削液組合物，其特 征是復(fù)合酰胺防銹劑為A和B兩組份的組合物，其組成和按重量百分?jǐn)?shù) 配比j。下組份A 聚羧酸醇胺酰胺 90—85% 組一除B 苯三峻與助溶劑二甘醇丁醚混合物 10—15% 。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高性能水基乳化切削液組合物，其特 征是組份A聚羧酸醇胺酰胺，是三元聚羧酸與2， 27, 2〃氨基三乙醇的 反應(yīng)產(chǎn)物，按重量計(jì)，三元聚羧酸2, 2、 2〃氨基三乙醇為1: l一2; 組份B苯三唑與助溶劑二甘醇丁醚混合物，按重量計(jì)，苯丙三氮唑二 甘醇丁醚為1: 2 — 4。
4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種高性能水基乳化切削液組合物， 其特征是復(fù)合酰胺防銹劑的制備方法和步驟是1) 制備組份A :合成聚羧酸醇胺酰胺按規(guī)定比例，向常壓鋼制反應(yīng)釜中投入三元聚羧酸和2, 2, 2氨基三乙醇，在攪拌下，于55 ± 5°C,反應(yīng)約2小時(shí)，得到聚羧酸醇胺 酰胺；2) 制備組分B:苯丙三氮唑和助溶劑二甘醇丁醚的混合物按規(guī)定比例，向容器中加入助溶劑二甘醇丁醚和苯丙三氮 唑，常溫下混合攪拌，至完全溶解，呈透明狀；3) 配制復(fù)合酰胺防4秀劑按規(guī)定比例，向組分A聚羧酸醇胺酰胺中，加入組分B苯丙 三氮唑和二甘醇丁醚的混合物，在不超過4(TC溫度條件下，混合攪拌30 一40分4中，至透明即可。
全文摘要
本發(fā)明一種高性能水基乳化切削液組合物，屬金屬加工液產(chǎn)品領(lǐng)域，本發(fā)明組合物為水溶性產(chǎn)品，由礦物油，季戊四醇脂肪酸合成酯，復(fù)合酰胺防銹劑，乳化劑，緩蝕劑，硫化脂肪酸酯極壓潤(rùn)滑劑，殺菌劑和消泡劑組成，該復(fù)合酰胺防銹劑為組份A聚羧酸醇胺酰胺和組份B苯三唑與助溶劑二甘醇丁醚混合物的組合物，顯著提高了產(chǎn)品的防銹性能，并擴(kuò)寬了對(duì)多種金屬的防銹適用性，本發(fā)明組合物產(chǎn)品各組份的選用科學(xué)合理，配比均衡協(xié)調(diào)，因此達(dá)到了作用互補(bǔ)增效的效果，使本發(fā)明水基乳化切削液不僅具有高潤(rùn)滑性、高防銹性、高乳化性，高抗菌能力和高穩(wěn)定性，使用壽命長(zhǎng)，而且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，對(duì)人體無(wú)傷害，全面滿足了高難度機(jī)械加工對(duì)切削液的需求。
文檔編號(hào)C10M169/00GK101613634SQ20091006335
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月28日
發(fā)明者胡金霞 申請(qǐng)人:武漢玻爾科技有限公司