CN104312707A - 一种微乳化型水溶性切削液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微乳化型水溶性切削液及其制备方法，包括以下成分及其重量百分比：基础油或油性剂6-15%、非离子表面活性剂2-5%、阴离子表面活性剂5-10%、混合醇胺5-8%、防锈剂10-15%、铜合金缓蚀剂0.08-0.1%、乙二胺四乙酸四钠0-0.5%、消泡剂0.1-0.2%，水余量。本发明制作出的微乳化切削液冷却性、防锈性、抗硬水性强，不易变质发臭，产品中未添加任何专用杀菌剂就可对真菌、细菌、霉菌等很强的抑制作用，一方面提高产品的使用寿命，同时免去杀菌剂对皮肤刺激性的危害。本发明配方合理，利用多种表面活性剂和助剂，提供的切削液以水稀释后使用，一般为1:20，单片的防锈时间超过180小时，客户反映就算一年不换槽都不会影响产品使用，省去中间换槽所需的人力物力，节省了成本。

Description

一种微乳化型水溶性切削液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种微乳化型水溶性切削液，本发明还涉及一种微乳化型水溶性切削液的制备方法，属于金属加工切削液领域。

背景技术

微乳化切削液是水基切削液中的一种，因其成本低，性能优异在金属加工行业应用广泛。特别适于各种高强度的切削加工，如铝合金、合金钢的加工，特别使用在对表面光洁度要求高的加工，也适用于普通钢材及铸铁的加工。其使用浓度根据加工工艺、工件精度要求不同而有所不同，通常为6%到10%。特别的，是为铝合金加工而设计开发，其优异的润滑性能可以有效减少各类积屑瘤的生成，显著延长刀具的使用寿命，从而大大降低刀具成本.

但目前有的微乳化型金属加工液，由于配方中含有较高比列的基础油，油的氧化腐败易影响到整个产品的使用寿命，为此需要添加杀菌剂来延长使用寿命，而且，现市面上的杀菌剂，绝大多数对皮肤有刺激、对人体有伤害，另外大部分的杀菌剂市面销售价格较高，限制了产品的成本代价。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种微乳化型水溶性切削液及其制备方法，一方面提高产品的使用寿命，同时免去杀菌剂对皮肤刺激性的危害，另一方面降低产品成品使用成本。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种微乳化型水溶性切削液，其创新点在于：包括以下成分及其重量百分比：

基础油或油性剂            6-15%

非离子表面活性剂          2-5%

阴离子表面活性剂          5-10%

混合醇胺                  5-8%

防锈剂                    10-15%

铜合金缓蚀剂              0.08-0.1%

乙二胺四乙酸四钠          0-0.5%

消泡剂                    0.1-0.2%

水                        余量

 进一步的，所述基础油或油性剂为矿物油或植物油或多元醇酯或合成酯类中的一种或任意几种混合物。

 进一步的，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯。

 进一步的，所述阴离子表面活性剂为油酸及其盐或蓖麻油酸及其盐或辛酸及其盐或环烷酸及其盐或妥尔油酸及其盐或壬酸及其盐中的一种或任意几种混合物。

 进一步的，所述混合醇胺为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或一异丙醇胺中的一种或任意几种混合物。

 进一步的，所述防锈剂为十一碳二元酸、硼酸、癸二酸、二聚酸或合成酯类中的一种或任意几种混合物。

 进一步的，所述铜合金缓蚀剂为苯并三氮唑及其衍生物。

 进一步的，所述消泡剂为聚醚类或改性硅油类的一种或两者混合物。

本发明的另一个目的是提供一种微乳化型水溶性切削液的制备方法，其创新点在于：具体包括以下步骤：

    （1）将配比量的防锈剂、混合醇胺、铜合金缓蚀剂、乙二胺四乙酸四钠依次加入水中，加热至50-60℃，常温搅拌使其完全溶解；

    （2）在配比量的基础油或油性剂中依次加入配比量的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂，常温进行搅拌至均匀透明；

    （3）将步骤（2）中液体倒入步骤（1）的液体中，常温搅拌至溶液变透明，加入消泡剂，继续搅拌15-20分钟，制成成品。

 本发明的有益效果如下：

（1）本发明制作出的微乳化切削液冷却性、防锈性、抗硬水性强，不易变质发臭，产品中未添加任何专用杀菌剂就可对真菌、细菌、霉菌等很强的抑制作用，一方面提高产品的使用寿命，同时免去杀菌剂对皮肤刺激性的危害，另一方面降低产品成品使用成本。

（2）本品发明配方合理，利用多种表面活性剂和助剂，提供的切削液以水稀释后使用，一般为1：20的比例，单片的防锈时间超过180小时，客户反映就算一年不换槽都不会影响产品使用，省去中间换槽所需的人力物力，节省了成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。

实施例1

    一种微乳化型水溶性切削液，由以下重量百分比的成分混合组成：

      基础油或油性剂            8%

      非离子表面活性剂          2.5%

      阴离子表面活性剂          7.4%

      混合醇胺                  7.5%

      防锈剂                    11% 

      铜合金缓蚀剂              0.1%

      消泡剂                    0.1-0.2% 

      水                        余量

     其中，基础油或油性剂是两种石蜡基矿物油（或石蜡基矿物油与环烷基矿物油混合物），其40℃黏度分别为7.2mm²/s和32.4mm²/s （两种基础油的添加比例为2:1）。

     非离子表面活性剂是脂肪酸聚氧乙烯酯。

     阴离子表面活性剂为油酸及其盐。

     阴离子表面活性剂的选择不仅仅限于此，还可以为：蓖麻油酸及其盐、环烷酸及其盐、辛酸及其盐、妥尔油酸及其盐或壬酸及其盐中的一种或混合物。

     混合醇胺为一异丙醇胺。

     混合醇胺的选择不仅仅限于此，还可以为：或二乙醇胺、三乙醇胺或单乙醇胺。

     防锈剂为十一碳二元酸。

     防锈剂的选择不仅与此，还可以为：硼酸、二聚酸或合成酯类。

     铜合金缓蚀剂是苯并三氮唑及其衍生物。

     消泡剂是改性硅油（或聚醚类）。

      上述微乳化切削液的制备方法，包括以下步骤：

    （1）将配比量的十一碳二元酸、硼酸、一异丙醇胺、苯并三氮唑加入水中，加热至50-60℃，搅拌使其完全溶解；

（2）在上述两种黏度的基础油的配比量中加入配比量的非离子表面活性剂斯盘-80、油酸与蓖麻油酸任意比混合形成的的阴离子表面活性剂、合成酯类防锈剂及剩余原料，常温进行搅拌至均匀透明；

 （3）将步骤2中液体倒入步骤1液体中，搅拌至溶液变透明，加入消泡剂，继续搅拌15分钟，制成成品。

实施例2

    一种微乳化型水溶性切削液，由以下重量百分比成分混合组成：

    基础油或油性剂            6.3%

    非离子表面活性剂          2%

     阴离子表面活性剂          6%

     混合醇胺                  6%

     防锈剂                    9% 

     铜合金缓蚀剂              0.08%

     消泡剂                    0.16%    

     水                         余量

    其中，具体组分选择同实施例1，制备方法与实施例1相同。

实施例3

 一种微乳化型水溶性切削液，由以下重量百分比成分混合组成：

    基础油或油性剂            6.3%

    非离子表面活性剂          2%

    阴离子表面活性剂          5.6%

    混合醇胺                  5.8%

    防锈剂                    11%

    铜合金缓蚀剂              0.08%

    EDTA-4钠                 0.5%

消泡剂                    0.15%    

水                        余量

其中，具体组分选择同实施例1，制备方法与实施例1相同。

检测本发明的微乳化切削液性能试验：

1、PH值测定

使用PH计测量实施例1、2和3的微乳化切削液PH应为8.5～9.0，经检测，产品合格。

2、浓度测定 

     使用折光仪计量，测定微乳化切削液的折射指数（折光仪读数），通过折光仪读数乘以折光系数就得到冷却液的浓度（折光系数见技术数据表格）。经检测，实施例1、2和3的产品浓度符合规定要求。

     3、细菌生长的检测

     采用浸片培养法：将浸片浸入微乳化切削液中，然后浸片在大约30℃温度下（不超过40℃）培养至少48小时，查看细菌生长，注意在48小时以前不必查看细菌含量。另外，要求把浸片再培养3天监测是否有生长缓慢细菌的存在。

        经检测，实施例1、2和3的产品细菌含量低于10⁴/毫升。

     4、真菌和霉菌生长的检测

     采用浸片法检测，方法与检测细菌生长相同。48小时后第一次检测，三天后进行第二次检测。

    经检测，实施例1、2和3的产品真菌和霉菌含量低于10²/毫升。

      5、防锈性检测

步骤按照IP287进行：

（1）将9cm直径的定性滤纸放在直径9cm的培养皿上；在滤纸上均匀分布大约2g铸铁屑，分别用2ml一次性吸管实施例1、2和3的微乳化切削液其5%稀释液来均匀润湿铁屑；

（2）盖上培养皿盖，室温下保持2小时，检测铁屑和滤纸是否有腐蚀。

经检测，实施例1、2和3的微乳化切削液，其5%稀释液均没有腐蚀铁屑，滤纸上无锈迹。

 6、对铝腐蚀性性能检测

  （1）将实施例1、2、3的微乳化切削液各配制5%的稀释液100mL，贴上标签。将从客户端取回的铝工件打磨后擦拭干净；

  （2）将准备好的铝工件依次放入各稀释液中（工件需处于半浸状态），置于55度恒温箱中保持48小时，检测工件是否发暗变色。

经检测，实施例1、2、3的微乳化切削液其5%稀释液均没有对铝工件造成腐蚀，未出现发暗变色现象。

Claims (9)

1.一种微乳化型水溶性切削液，其特征在于：包括以下成分及其重量百分比：

基础油或油性剂            6-15%

非离子表面活性剂          2-5%

 阴离子表面活性剂          5-10%

混合醇胺                  5-8%

  防锈剂                    10-15%

    铜合金缓蚀剂              0.08-0.1%

 乙二胺四乙酸四钠          0-0.5%

   消泡剂                    0.1-0.2%

水                        余量。

2.根据权利要求1所述的微乳化型水溶性切削液，其特征在于：所述基础油或油性剂为矿物油、植物油、多元醇酯或合成酯类中的一种或任意几种混合物。

3. 根据权利要求1所述的微乳化型水溶性切削液，其特征在于：所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚或脂肪酸聚氧乙烯酯。

4. 根据权利要求1所述的微乳化型水溶性切削液，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为油酸及其盐、蓖麻油酸及其盐、辛酸及其盐、环烷酸及其盐、妥尔油酸及其盐或壬酸及其盐中的一种或任意几种混合物。

5. 根据权利要求1所述的微乳化型水溶性切削液，其特征在于：所述混合醇胺为单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺或一异丙醇胺中的一种或任意几种混合物。

6. 根据权利要求1所述的微乳化型水溶性切削液，其特征在于：所述防锈剂为十一碳二元酸、硼酸、癸二酸、二聚酸或合成酯类中的一种或任意几种混合物。

7. 根据权利要求1所述的微乳化型水溶性切削液，其特征在于：所述铜合金缓蚀剂为苯并三氮唑及其衍生物。

8. 根据权利要求1所述的微乳化型水溶性切削液，其特征在于：所述消泡剂为聚醚类或改性硅油类的一种或两者混合物。

9.一种权利要求1所述的微乳化型水溶性切削液的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

    （1）将配比量的防锈剂、混合醇胺、铜合金缓蚀剂、乙二胺四乙酸四钠依次加入水中，加热至50-60℃，常温搅拌使其完全溶解；

    （2）在配比量的基础油或油性剂中依次加入配比量的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂，常温进行搅拌至均匀透明；

    （3）将步骤（2）中液体倒入步骤（1）的液体中，常温搅拌至溶液变透明，加入消泡剂，继续搅拌15-20分钟，制成成品。