一種不含氯、硫、磷的高極壓全合成切削液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬切削加工成型技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種金屬切削、加工、成型等工 藝用金屬加工液。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著21世紀(jì)金屬切削加工向高速、強(qiáng)力和高精度的方向發(fā)展，現(xiàn)代苛刻的加工條 件對(duì)切削液的質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。數(shù)控機(jī)床、機(jī)械加工中屯、和柔性制造系統(tǒng)等先 進(jìn)制造技術(shù)已逐漸推廣應(yīng)用，而先進(jìn)制造技術(shù)和難加工材料的切削加工均離不開(kāi)冷卻潤(rùn)滑 技術(shù)；因而，切削液顯得越來(lái)越重要。傳統(tǒng)的油基切削液潤(rùn)滑性能好，但是冷卻性能較差，難 W適應(yīng)苛刻的操作條件。
[0003] 隨著全球人類(lèi)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)和國(guó)際社會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境的日益重視，人們 越來(lái)越重視切削液對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題。盡管對(duì)環(huán)境無(wú)污染的干切削技術(shù)得到成功的應(yīng)用， 但其應(yīng)用范圍非常有限。今后相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)，對(duì)眾多的機(jī)械制造企業(yè)尤其是傳統(tǒng)機(jī)械制 造企業(yè)而言，切削液的使用仍不可避免。因而，在不影響切削液使用性能的前提下，研究和 開(kāi)發(fā)對(duì)人體無(wú)害、廢液對(duì)環(huán)境無(wú)（或低）污染的環(huán)保型水基全合成切削液具有十分重要的 現(xiàn)實(shí)意義。
[0004] 全合成切削液基本不存在相態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題，而且清洗性、抗腐敗變質(zhì)性、冷卻性等 均可W做得比其它品種更為優(yōu)良，隨著表面活性劑技術(shù)、膠體化學(xué)、界面化學(xué)等技術(shù)的發(fā) 展，新的理論和新的功能性添加劑不斷增加，全合成切削液的潤(rùn)滑性和防誘性問(wèn)題可W得 到解決，并且能夠賦予其一些獨(dú)特性能，使之成為現(xiàn)代化加工車(chē)間所希望使用的單一的理 想切削液。運(yùn)是當(dāng)今切削液技術(shù)發(fā)展的方向。由此可見(jiàn)研究環(huán)保型高效多功能全合成切削 液的必要性，只有運(yùn)樣才能滿(mǎn)足市場(chǎng)的新需求，讓用戶(hù)充分發(fā)揮最新機(jī)加工設(shè)備和新材料 的先進(jìn)性能，達(dá)到最大生產(chǎn)率，替代進(jìn)口產(chǎn)品，提高我國(guó)金屬切削液的技術(shù)水平。
[0005] 目前用于全合成切削液的潤(rùn)滑劑主要有聚乙二醇、聚酸、馬來(lái)藍(lán)麻油酸酷胺、油酸 酷胺、油酸皂、太古油等，運(yùn)些潤(rùn)滑主要適用用低負(fù)荷加工環(huán)境，如果要適合高負(fù)荷加工環(huán) 境，需要額外添加一些極壓功能添加劑，極壓劑多為油性添加劑，如果要添加到全合成體系 中需要大量的堿或助溶劑才能溶解到全合成體系中；常規(guī)的極壓添加劑是含有S、P、Cl等 元素的有機(jī)化合物，高溫下與金屬表面形成化學(xué)潤(rùn)滑膜。優(yōu)點(diǎn)是耐高溫、PD值高、極壓效果 好；缺點(diǎn)是氯化廢液有毒，處理不當(dāng)會(huì)造成環(huán)境問(wèn)題，并且游離的氯離子很容易造成金屬的 腐蝕；有機(jī)硫化物氣味大、顏色深，對(duì)有色金屬腐蝕嚴(yán)重；憐系很容易腐敗變臭，對(duì)環(huán)境的 污染就更不言而喻了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種不含氯、硫、憐的高極 壓全合成切削液及其制備方法，旨在避免廢液對(duì)環(huán)境污染的同時(shí)，提高切削液的性能。 陽(yáng)007] 本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案：
[0008] 本發(fā)明不含氯、硫、憐的高極壓全合成切削液，其特點(diǎn)在于：各原料按重量百分比 的構(gòu)成為：
[0009] 聚合醋LY-35% 2~30%; 有機(jī)堿 10~25〇/〇; 衆(zhòng)酸 0~10%; 2,4,6-H(氨基己酸基）-1，3,5-蘭嗦 5~15%; 2-下基辛酸 0~5%; 防腐劑 2%; 消泡劑 0.2%; 水 巧.8~沸.8%。
[0010] 本發(fā)明不含氯、硫、憐的高極壓全合成切削液，其特點(diǎn)也在于：
[0011] 所述有機(jī)堿選自一乙醇胺、二乙醇胺、=乙醇胺、一異丙醇按、二異丙醇按、=異丙 醇按、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二乙締乙二醇和甲基二乙醇胺中的至少一種。
[0012] 所述聚酸選自E0/P0嵌段聚酸、P0/E0嵌段聚酸、酷胺聚酸、油醇聚酸、挪油胺聚 酸、牛脂胺聚酸和油胺聚酸中的至少一種。
[0013] 所述防腐劑為尼泊金醋、均=嗦和脫氨乙酸鋼的組合。尼泊金醋、均=嗦和脫氨乙 酸鋼的重量比為0. 1:1. 7:0. 2。
[0014] 所述消泡劑選自南京四新化-56N型消泡劑。
[0015] 本發(fā)明全合成切削液的5%水溶液最低無(wú)卡咬負(fù)荷大于或等于38kg，最大無(wú)卡咬 負(fù)荷超過(guò)100kg，1. 5%水溶液鑄鐵屑/濾紙防誘試驗(yàn)法達(dá)到或者超過(guò)0級(jí)。
[0016] 上述全合成切削液的制備方法是：
[0017]按配比將有機(jī)堿、2, 4, 6-S(氨基己酸基）-1，3, 5-S嗦和2-下基辛酸加入攬拌 調(diào)和蓋中，升溫至50°C，攬拌100~120min，再按配比依次加入聚合醋LY-3586、聚酸、防腐 劑和消泡劑，攬拌10~30min，最后按配比加入水，攬拌70~lOOmin，過(guò)濾，即得不含氯、 硫、憐的高極壓全合成切削液。
[0018] 本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0019] 本發(fā)明選擇了聚酸、聚合醋1￥-3586、2,4,6-^(氨基己酸基）-1，3,5-^嗦、2-下 基辛酸、有機(jī)堿、防腐劑和消泡劑進(jìn)行復(fù)配，調(diào)和出的全合成切削液潤(rùn)滑極壓性?xún)?yōu)異，防誘 性能好，產(chǎn)品穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，只需補(bǔ)充原液即可長(zhǎng)期循環(huán)使用，無(wú)需更換排放，屬于綠色 環(huán)保型切削液，適合各種低、中、高負(fù)荷加工環(huán)境，可滿(mǎn)足鑄鐵、碳鋼、不誘鋼、侶合金等材質(zhì) 的鉆孔、攻絲、較孔等高負(fù)荷條件下的加工環(huán)境。
[0020] 本發(fā)明的全合成切削液不含礦物油，解決了高負(fù)荷全合成切削液需要添加氯、硫、 憐等極壓劑的問(wèn)題，減少了切削液使用后廢液排放對(duì)環(huán)境的影響。
[0021] 本發(fā)明的全合成切削液中潤(rùn)滑極壓劑選擇聚合醋LY-3586、有機(jī)堿、聚酸和 2, 4, 6-S(氨基己酸基）-1，3, 5-S嗦的組合，不含氯、硫、憐，但潤(rùn)滑極壓性可W達(dá)到或者 超過(guò)含氯、硫或憐的全合成切削液。
[0022] 本發(fā)明的全合成切削液中防誘劑選擇聚合醋LY-3586、有機(jī)堿、2, 4, 6-S(氨基己 酸基）-1，3, 5-S嗦和2-下基辛酸的組合，具有更加優(yōu)異的防誘性能。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下述實(shí)施例所用原料中：
[0024] 聚合醋LY-3586來(lái)自諾泰生物科技（合肥）有限公司，可市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)；
[0025]S乙醇胺購(gòu)買(mǎi)自揚(yáng)子石化一己斯夫有限公司；
[00%] 2, 4, 6-S(氨基己酸基）-1,3,5-S嗦來(lái)自諾泰生物科技（合肥）有限公司，可市 場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)；
[0027] 尼泊金醋購(gòu)買(mǎi)自廣州博峰化工科技有限公司；
[0028] 均=嗦來(lái)自諾泰生物科技（合肥）有限公司，可市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi)；
[0029] 脫氨乙酸鋼購(gòu)買(mǎi)自廣州市安屯、生物制品有限公司；
[0030] 化-56N購(gòu)買(mǎi)自南京四新科技有限公司；
[0031] E0/P0嵌段聚酸1740購(gòu)買(mǎi)自廣州市龍慧貿(mào)易有限公司羅迪亞聚酸。 陽(yáng)0巧實(shí)施例1
[0033] 本實(shí)施例按如下步驟制備不含氯、硫、憐的高極壓全合成切削液：
[0034] 稱(chēng)取有機(jī)堿S乙醇胺IOOkg和2, 4, 6-S(氨基己酸基）-1，3, 5-S嗦50kg加入 攬拌調(diào)和蓋中，升溫至50°C，攬拌120min溶解透明，再依次加入20kg聚合醋LY-3586、20kg 防腐劑（1kg尼泊金醋、17kg均S嗦、2kg脫氨乙酸鋼）和2kg消泡劑化-56N，攬拌20min， 最后加入808kg水，攬拌90min，過(guò)濾后即得一種不含氯、硫、憐高極壓全合成切削液，6%水 溶液防誘性0級(jí)，5%水溶液最大無(wú)卡咬負(fù)荷38kg。 陽(yáng)0對(duì) 實(shí)施例2
[0036] 本實(shí)施例按如下步驟制備不含氯、硫、憐的高極壓全合成切削液：
[0037] 稱(chēng)取有機(jī)堿S乙醇胺250kg和2, 4, 6-S(氨基己酸基）-1，3, 5-S嗦150kg加 入攬拌調(diào)和蓋中，升溫至50°C，攬拌120min溶解透明，再依次加入178kg聚合醋LY-3586、 IOOkgE0/P0嵌段聚酸1740、20kg防腐劑（Ikg尼泊金醋、17kg均S嗦、2kg脫氨乙酸鋼）和 2kg消泡劑化-56N，攬拌20min，最后加入300kg水，攬拌90min，過(guò)濾后即得一種不含氯、 硫、憐高極壓全合成切削液，1. 5%水溶液防誘性0級(jí)，5%水溶液最大無(wú)卡咬負(fù)荷13化g。 陽(yáng)0測(cè)實(shí)施例3
[0039] 本實(shí)施例按如下步驟制備不含氯、硫、憐的高極壓全合成切削液： W40] 稱(chēng)取有機(jī)堿S乙醇胺250kg、2-下基辛酸50kg和2, 4, 6-S(氨基己酸 基）-1，3, 5-S嗦IOOkg加入攬拌調(diào)和蓋中，升溫至50°C，攬拌120min溶解透明，再依次加 入150kg聚合醋LY-3586、50kgE0/P0嵌段聚酸1740、20kg防腐劑（Ikg尼泊金醋、17kg均 S嗦、2kg脫氨乙酸鋼）、2kg消泡劑化-56N，攬拌20min，最后按重量加入378kg水，攬拌 90min，過(guò)濾后即得一種不含氯、硫、憐高極壓全合成切削液，1. 5 %水溶液防誘性0級(jí)，5% 水溶液最大無(wú)卡咬負(fù)荷109kg。 W41] 實(shí)施例4
[0042] 稱(chēng)取有機(jī)堿S乙醇胺250kg和2, 4, 6-S(氨基己酸基）-1,3,5-S嗦IOOkg加入 攬拌調(diào)和蓋中，升溫至50°C，攬拌120min溶解透明，再依次加入300kg聚合醋LY-3586、50kg EO/PO嵌段聚酸1740、20kg防腐劑（1kg尼泊金醋、17kg均S嗦、2kg脫氨乙酸鋼）和2kg消 泡劑化-56N，攬拌20min，最后加入278kg水，攬拌90min，過(guò)濾后即得一種不含氯、硫、憐高 極壓全合成切削液，1. 5%水溶液防誘性0級(jí)，5%水溶液最大無(wú)卡咬負(fù)荷160kg。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種不含氯、硫、磷的高極壓全合成切削液，其特征在于：各原料按重量百分比的構(gòu) 成為：2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高極壓全合成切削液，其特征在于：所述有機(jī)堿選自一乙醇 胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一異丙醇按、二異丙醇按、三異丙醇按、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、 二乙烯乙二醇和甲基二乙醇胺中的至少一種。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高極壓全合成切削液，其特征在于：所述聚醚選自EO/PO嵌 段聚醚、PO/EO嵌段聚醚、酰胺聚醚、油醇聚醚、椰油胺聚醚、牛脂胺聚醚和油胺聚醚中的至 少一種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高極壓全合成切削液，其特征在于：所述防腐劑為尼泊金酯、 均三嗪和脫氫乙酸鈉的組合。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高極壓全合成切削液，其特征在于：所述消泡劑選自南京四 新TL-56N型消泡劑。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高極壓全合成切削液，其特征在于：所述高極壓全合成切削 液的5 %水溶液最低無(wú)卡咬負(fù)荷大于或等于38kg，最大無(wú)卡咬負(fù)荷超過(guò)100kg，1. 5 %水溶 液鑄鐵肩/濾紙防銹試驗(yàn)法達(dá)到或者超過(guò)〇級(jí)。7. -種權(quán)利要求1~6中任意一項(xiàng)所述高極壓全合成切削液的制備方法，其特征在 于： 按配比將有機(jī)堿、2, 4, 6-三（氨基己酸基）-1，3, 5-三嗪和2- 丁基辛酸加入攪拌調(diào)和 釜中，升溫至50°C，攪拌100~120min，再按配比依次加入聚合酯LY-3586、聚醚、防腐劑和 消泡劑，攪拌10~30min，最后按配比加入水，攪拌70~lOOmin，過(guò)濾，即得不含氯、硫、磷 的高極壓全合成切削液。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種不含氯、硫、磷的高極壓全合成切削液及其制備方法，是以聚醚、聚合酯LY-3586、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪、2-丁基辛酸、有機(jī)堿、防腐劑和消泡劑進(jìn)行復(fù)配制得。本發(fā)明調(diào)和出的全合成切削液潤(rùn)滑極壓性?xún)?yōu)異，防銹性能好，產(chǎn)品穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，只需補(bǔ)充原液即可長(zhǎng)期循環(huán)使用，無(wú)需更換排放，屬于綠色環(huán)保型切削液，適合各種低、中、高負(fù)荷加工環(huán)境，可滿(mǎn)足鑄鐵、碳鋼、不銹鋼、鋁合金等材質(zhì)的鉆孔、攻絲、鉸孔等高負(fù)荷條件下的加工環(huán)境。
【IPC分類(lèi)】C10N40/22, C10N30/12, C10M173/02, C10N30/06
【公開(kāi)號(hào)】CN105296131
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510801443
【發(fā)明人】程慶華, 陸靜, 劉霽, 余楊柳
【申請(qǐng)人】諾泰生物科技(合肥)有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月19日