CN102220183B - 一种植物油基型水溶性切削液 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种植物油基型水溶性切削液组合物，其重量百分比组成如下：植物油和/或改性植物油5％-20％，植物油的合成酯15％-35％，水5％-15％，乳化剂2％-12％，分散剂0％-2％，碱储备剂15％-30％，缓蚀剂0％-3％，防锈剂0％-3％，极压剂0％-3％，杀菌剂0％-2％，消泡剂0％-2％。本发明提供的以植物油为原料的半合成切削液抗氧化优异，而且抗磨性优良，润滑性显著；解决矿物油部分生态毒性，绿色环保，可生物降解；适合各种加工材料，对有色金属的防锈性能优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用植物油配制的半合成水溶性切削液的制备方法。
背景技术
随着新型金属材料的不断开发和应用，金属加工速度和负荷不断提高，金属加工液必须具有质优、多功能和通用性的特点。目前国内外根据加工用油的组成和介质状态分为油基和水基两大类，它们在不同的加工工艺中各有优势，前者具有优良的润滑和防锈性能，而后者冷却清洗性能更优越。为了能满足于不同的市场需求，油基水基并存，半合成的乳化液是金属加工液的发展趋势，并且很受市场欢迎。
鉴于矿物油生物降解性差，某些还具有生态毒性。伴随着人们环保意识的提高和环境法规的不断加强，世界上越来越多的石化企业已经开始投入大量的研究力量开发生物降解性能优异的化工产品。植物油是从自然界中的植物提炼的，如菜籽油、葵花籽油、大豆油等，它们出众的润滑性来源于植物油中的甘油三酸酯，长且有极性的脂肪酸链会在金属表面形成高强度的油膜。具有粘度指数高、粘温性能好、抗磨性好、高闪点、低挥发性、无毒、易生物降解、对环境没有不良影响等特点，但植物油的物理性质受脂肪酸的结构、组成的影响，高温时易氧化，而且倾点较高，与矿物油基础油相比，高、低温性能均不理想。改性植物油可以克服上述不足，但通过四球试验对普通大豆油、高油酸大豆油、环氧大豆油有研究表明，环氧化植物油的氧化稳定性最好，而抗磨性最差。
发明内容
本发明目的在于克服上述不足之处，提供一种以植物油为基础油来制备的切削液组合物。
所述切削液组合物重量百分比组成如下：
植物油和/或改性植物油： 5％-20％
植物油的合成酯： 15％-35％
水： 5％-15％
乳化剂： 2％-12％
分散剂： 0％-2％
碱储备剂： 15％-30％
缓蚀剂： 0％-3％
防锈剂： 0％-3％
极压剂： 0％-3％
杀菌剂： 0％-2％
消泡剂： 0％-2％
上述分散剂为低分子醇类或醇醚类；缓蚀剂为***类或含取代的***；防锈剂可以是羧酸型或磺酸型的钙、钡盐防锈剂、咪唑啉类、酰胺类、肌氨酸类衍生物；极压剂为硫化脂肪或氯化脂肪。
优选地，所述植物油为菜籽油；改性植物油为环氧大豆油；合成酯为三羟甲基丙烷菜籽油酯；乳化剂为Span系列与Tween系列中的至少-种或其混合物，分散剂为二甘醇，碱储备剂为三乙醇胺，缓蚀剂为***类衍生物，防锈剂为肌氨酸N酰基类衍生物，杀菌剂为MBM，消泡剂为MS575消泡剂，极压剂为硫化脂肪。
所述的肌氨酸的N酰基衍
其中R为1-24个碳原子的脂肪族基团，优选N-甲基-N-(1-氧-9-十八烷基)甘氨酸，这里的R为17。所述的***类衍生物为苯并三氮唑或甲基苯***。所述的硫化脂肪为德国莱茵公司的RC2517或RC2526。
优选地，所述的切削液组合物重量百分比组成如下：
环氧大豆油和/或菜籽油： 10％-20％
三羟甲基丙烷菜籽油酯： 15％-32％
水： 10％-15％
Span60和Tween80： 2％-10％
二甘醇： 1％-2％
三乙醇胺： 15％-25％
***类衍生物： 1％-2％
肌氨酸N酰基衍生物： 1％-2％
硫化脂肪： 1％-2％
杀菌剂： 1％-2％
消泡剂： 0.2％-0.5％
本发明的制备方法步骤如下：
(1)将植物油和/或改性植物油、三羟甲基丙烷菜籽油酯以及极压剂搅拌均匀得半成品油性产品A混合物；
(2)将肌氨酸N酰基衍生物加入适当量的三乙醇胺中，加热搅拌均匀，再依次加入余量的三乙醇胺、***类衍生物、二甘醇和水，得半成品水性产品B混合物；
(3)将A混合物和B混合物混合搅拌，加入Span60，然后慢慢加入Tween80并伴随不停地搅拌直至澄清透明，最后加入杀菌剂与消泡剂。
本发明提供的以植物油为原料的半合成切削液克服已有技术的问题并具有以下特点：
(1)不但抗氧化优异，而且抗磨性优良，润滑性显著；(2)解决矿物油部分生态毒性，绿色环保，可生物降解；(3)适合各种加工材料，对有色金属的防锈性能优异。
具体实施方式
本发明的切削液组合物包括：(1)至少一种植物油，所述的植物油可选自改性的植物油，天然植物油以及它们的混合物；(2)至少一种植物油的合成酯；(3)至少一种乳化剂；(4)其它添加剂和水。混合(1)、(2)、(3)、(4)以制备该切削液。
所述切削液组合物重量百分比组成如下：
植物油和/或改性植物油： 5％-20％
植物油的合成酯： 15％-35％
水： 5％-15％
乳化剂： 2％-12％
分散剂： 0％-2％
碱储备剂： 15％-30％
缓蚀剂： 0％-3％
防锈剂： 0％-3％
极压剂： 0％-3％
杀菌剂： 0％-2％
消泡剂： 0％-2％
所述的植物油可以是大豆油、菜籽油、蓖麻油、花生油、棕榈油、向日葵油；改性的植物油可以为环氧大豆油、环氧菜籽油、环氧蓖麻油、环氧花生油、环氧棕榈油、环氧向日葵油、高油酸大豆油、高油酸菜籽油、高油酸蓖麻油、高油酸花生油、高油酸棕榈油、高油酸向日葵油以及它们的混合物。
所述的植物油的合成酯可以是菜籽油甲酯、大豆油甲酯、菜籽油乙酯、大豆油乙酯、三羟甲基丙烷的菜籽油酯、三羟甲基丙烷的大豆油酯、三羟甲基丙烷的棕榈油酯、三羟甲基丙烷橄榄油酯以及它们的混合物。
所述的乳化剂可以是非离子型乳化剂、阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂以及它们的混合物。
优选地，所述的植物油为菜籽油，改性植物油为环氧大豆油；植物油的合成酯为由菜籽油与三羟基甲基丙烷进行反应制备的三羟甲基丙烷菜籽油酯；乳化剂为Span系列与Tween系列中的至少一种或混合，分散剂为二甘醇，碱储备剂为三乙醇胺，缓蚀剂为***类衍生物，防锈剂为肌氨酸类N酰基衍生物，杀菌剂为美国特洛伊的MBM。消泡剂为MS575消泡剂，极压剂为硫化脂肪。
所述的肌氨酸的衍生物
其中R为1-24个碳原子的脂肪族基团，优选N-甲基-N-(1-氧-9-十八烷基)甘氨酸，这里的R为17。所述的***类衍生物为苯并三氮唑。所述的硫化脂肪为德国莱茵公司的RC2517或RC2526。
优选地，所述的切削液组合物重量百分比组成如下：
环氧大豆油和/或菜籽油： 10％-20％
三羟甲基丙烷菜籽油酯： 15％-32％
水： 10％-15％
Span60和Tween80： 2％-10％
二甘醇： 1％-2％
三乙醇胺： 15％-25％
苯并三氮唑： 1％-2％
肌氨酸类衍生物： 1％-2％
极压剂： 1％-2％
杀菌剂： 1％-2％
消泡剂： 0.2％-0.5％
优选Span60与Tween80的重量比为1∶1～1.5。
本发明的制备方法步骤如下：
(4)将环氧大豆油和/或菜籽油、三羟甲基丙烷菜籽油酯以及极压剂搅拌均匀为半成品油性产品A混合物；
(5)将肌氨酸衍生物与三乙醇胺以适当比例混合加热搅拌均匀，再依次加入余量三乙醇胺，***类衍生物与二甘醇和水，即为半成品水性产品B混合物；
(6)将调好的半成品A混合物和B混合物混合搅拌，加入Span60，然后慢慢加入Tween80，并伴随不停地搅拌直至澄清透明，最后加入杀菌剂与消泡剂。
以下实施例中N-甲基-N-(1-氧-9-十八烷基)甘氨酸为汽巴公司产品，极压剂RC2526为德国莱茵公司产品，杀菌剂MBM为美国特洛伊公司产品，消泡剂MS575为思敏公司代理产品。
实施例1：
环氧大豆油： 8％
菜籽油： 8％
三羟甲基丙烷菜籽油酯： 26％
水： 14％
Span60： 4％
Tween80： 6％
二甘醇： 1％
三乙醇胺： 26％
苯并三氮唑： 1％
N-甲基-N-(1-氧-9-十八烷基)甘氨酸 2％
极压剂RC2526： 2％
杀菌剂MBM： 1％
消泡剂MS575： 1％
制备方法步骤如下：
(1)将环氧大豆油、菜籽油、三羟甲基丙烷菜籽油酯以及极压剂硫化脂肪RC2526搅拌均匀，得到半成品油性产品A混合物；
(2)将N-甲基-N-(1-氧-9-十八烷基)甘氨酸溶解于适当量的三乙醇胺中，例如本实施例是N-甲基-N-(1-氧-9-十八烷基)甘氨酸∶三乙醇胺＝1∶5，重量比，加热并搅拌均匀，再依次加入余量的三乙醇胺、苯并三氮唑、二甘醇和水，得到半成品水性产品B混合物；
(3)将半成品A混合物和B混合物混合并搅拌，加入Span60，然后慢慢加入Tween80，同时不停地搅拌直至澄清透明，最后加入杀菌剂MBM与消泡剂MS575。得到成品。
产品性能数据见表1。
实施例2：
菜籽油： 12％
三羟甲基丙烷菜籽油酯： 30％
水： 14.5％
Span60： 4％
Tween80： 6％
二甘醇： 1％
三乙醇胺： 26％
杀菌剂MBM： 1％
N-甲基-N-(1-氧-9-十八烷基)甘氨酸： 2％
极压剂RC2526： 2％
苯并三氮唑： 1％
消泡剂MS575： 0.5％
制备方法步骤如下：
(1)将菜籽油、三羟甲基丙烷菜籽油酯以及极压剂硫化脂肪RC2526搅拌均匀为半成品油性产品A混合物。
(2)将N-甲基-N-(1-氧-9-十八烷基)甘氨酸与三乙醇胺1∶4比例加热搅拌均匀，再依次加入余量三乙醇胺、***类衍生物、二甘醇和水，即为半成品水性产品B混合物；
(3)将调好的半成品A和B混合搅拌，加入Span60，然后慢慢加入Tween80并伴随不停地搅拌直至澄清透明，最后加入杀菌剂MBM与消泡剂MS575。得到成品。产品性能数据见表1。
实施例3：
环氧大豆油： 12％
三羟甲基丙烷菜籽油酯： 30％
水： 13％
Span60： 5％
Tween80： 5％
二甘醇： 2％
三乙醇胺： 26.5％
杀菌剂MBM： 1％
N-甲基-N-(1-氧-9-十八烷基)甘氨酸： 2％
RC2526： 2％
苯并三氮唑： 1％
MS575消泡剂： 0.5％
制备方法步骤如下：
(1)将环氧大豆油、三羟甲基丙烷菜籽油酯以及硫化脂肪RC2526搅拌均匀为半成品油性产品A混合物。
(2)将肌氨酸衍生物与三乙醇胺1∶6比例加热搅拌均匀，再依次加入余量三乙醇胺，***类衍生物、二甘醇和水，即为半成品水性产品B混合物
(3)将调好的半成品A和B搅拌，加入Span60，然后慢慢加入Tween80并伴随不停搅拌直至澄清透明，最后加入杀菌剂MBM与消泡剂MS575。得到成品。
产品新能数据见下表1：
由上表可以看出产品的防锈性、润滑性、清洗性，稳定性能都比较优异，由于普通车辆齿轮油的PB值一般为784以上，由此可见本产品的极压润滑性非常高，且有上述三个试验看出，当使用环氧大豆油和/或天然植物油复配植物油酯不仅提高天然植物油的稳定性，而且抗磨效果好，摩擦损失低。采用本产品还能提高刀具的使用寿命。而产品可生物降解符合环保要求。
Claims (4)
1.一种植物油基型水溶性切削液，其特征在于所述切削液重量百分比组成如下：
杀菌剂为MBM，消泡剂为MS575消泡剂；
其中R为1-24个碳原子的脂肪族基团；所述的硫化脂肪为德国莱茵公司的RC2517或RC2526。
2.根据权利要求1所述的切削液，其特征在于所述的肌氨酸类衍生物为N-甲基-N-（1-氧-9-十八烷基）甘氨酸。
3.根据权利要求1所述的切削液，其特征在于所述Span60和Tween80的重量比为1:1-1.5。
4.权利要求1-3中任意一种切削液的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
1）环氧大豆油和/或菜籽油、三羟甲基丙烷菜籽油酯以及硫化脂肪搅拌均匀得半成品油性产品A混合物；
2）将肌氨酸类衍生物加入适当量的三乙醇胺中，加热搅拌均匀，再依次加入余量三乙醇胺、苯并三氮唑、二甘醇和水，得半成品水性产品B混合物；
3）将混合物A和混合物B混合搅拌，加入Span60，然后慢慢加入Tween80，并伴随不停地搅拌直至澄清透明，最后加入杀菌剂与消泡剂。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 511400, 60, Feng Feng Road, Datong village, Tung Chung Town, Guangzhou, Guangdong, Panyu District Applicant after: Guangzhou United's Chemical Technology Co., Ltd. Address before: 511475, Guangzhou, Guangdong province Panyu District Tung Chung Town, Datong village, City Ling roadside Applicant before: Guangzhou United's Chemical Technology Co., Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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