CN106967489A - 一种生物切削油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物切削油，采用一级精炼废弃食用油或转基因大豆油为基础油，添加多种功能性复合添加剂，包括表面活性剂、抗氧防腐剂、防锈剂、极压抗磨剂、防锈剂和消泡剂，调制成水包油型(O/W)乳状液，作为金属加工适用于金属工件的车、磨、镗、铣、铇、钻等工序，具有润滑、清洗、冷却、防锈和极压功能，延长切削液的使用寿命，提高抗硬水性能和乳化安定性。所用添加剂均无毒无害，乳化液中的基础油可以生物降解。

Description

一种生物切削油及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属切削油领域，具体地说，是涉及一种生物切削油及其制备方法。
背景技术
在世界范围内，长期以来金属切削油都是以矿物油为载体，添加各种添加剂调和而成。但由于石油属于不可再生能源，且矿物油难以降解，因而废液处理难度大，容易污染环境，表面活性剂和极压抗磨剂消耗量大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：一级精炼废弃食用油、转基因大豆油与各种功能添加剂的配伍性；筛选和确定离子型、非离子型表面活性剂和助剂，求得生物油乳化的最佳HLB值，以及将其添加到所述基础油中，乳化效果和乳化稳定性；筛选和确定具有复合增效作用的抗氧防腐剂；筛选和确定极压抗磨剂和防锈剂等单剂。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种生物切削油，采用转基因大豆油或一级精炼废弃食用油为基础油，添加多种功能性添加剂，包括如下重量份数的组分：
优选地，包括如下重量份数的组分：
优选地，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的混合物，其中，所述非离子型表面活性剂为OP-10和OP-15的混合物，重量份数为42～70.5份，OP-10和OP-15的比例为1：1，所述阴离子表面活性剂为司盘-80和吐温-60的混合物，重量份数为19.5～56.46份，司盘-80和吐温-60的比例为1：1；所述助剂为咪唑啉油酸盐，重量份数为0.2～2份。
优选地，所述抗氧防腐剂为2,6二叔丁基对甲酚、苯***醛-胺缩合物、4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)和丁基羟基茴香醚的复合物，其中，所述2,6二叔丁基对甲酚的重量份数为0.01～1份，苯***醛-胺缩合物的重量份数为0.01～1份，4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)的重量份数为0.01～1份，丁基羟基茴香醚的重量份数为0.01～1份。
优选地，所述极压抗磨剂为硼酸盐极压剂。
优选地，所述防锈剂为石油磺酸钡T701、石油磺酸钠T702和十二烯基丁二酸T746组成的混合物，比例组成为1：1：1。
优选地，所述消泡剂为二甲基硅油和改性有机硅乳液的混合物，二甲基硅油和改性有机硅乳液的比例为1：5。
本申请还公开了一种生物切削油的制备方法，首先将表面活性剂、抗氧防腐剂、极压抗磨剂、防锈剂和消泡剂在60～150℃的温度下搅拌均匀，在搅拌状态下溶解于3～5倍质量的基础油中，形成复合添加剂；将剩余重量份数的基础油加入调和釜中，加温至30～80℃；然后加入复合添加剂，继续保持温度至所有添加剂完全溶解；最后转移到储罐储存或直接包装。
与现有技术相比，本发明所述生物切削油，达到了如下效果：
本发明的生物切削油具有比矿物油更好的润滑性和极压抗磨性，采用相同浓度的乳化液，可以加工出精度和表面粗糙度更高的零部件；或者降低使用浓度，获得相同加工质量的零部件。
生物油属于可再生能源，有利于节约能源。
生物油可以生物降解，大大降低废乳化液处理难度。
本发明的生物切削油为水包油型(O/W)乳状液，作为金属加工适用于金属工件的车、磨、镗、铣、铇、钻等工序，具有润滑、清洗、冷却、防锈和极压功能，延长切削液的使用寿命，提高抗硬水性能和乳化安定性。所用添加剂均无毒无害，乳化液中的基础油可以生物降解。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
实施例1：
本实施例提供了一种生物切削油，将下列组分按质量百分比，在搅拌状态下，加温至30～80℃调和而成，基础油为转基因大豆油：
表1实施例1生物切削油组成
组分名称 质量百分比
基础油 88％
复合添加剂 12％
以上组分总和为100％。基础油的质量为880kg，复合添加剂的质量为120kg。复合添加剂的组成见表2：
表2实施例1复合添加剂组成
组分名称 重量份数
基础油 17.4
表面活性剂 3
抗氧防腐剂 1
极压抗磨剂 0.2
防锈剂 1.6
消泡剂 100PPm
合计 23.2
以上组分总和为100％。复合添加剂中的基础油含量不占表1中基础油的含量，所以本实施例中基础油的总质量分数＝88％+12％×17.4/23.2＝97％(消泡剂质量单位为万分之一，所以计算时忽略不计)。
上表中的表面活性剂为非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的混合物(合计15.52kg)，非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的重量比为50：30：1，其中，所述非离子型表面活性剂为OP-10和OP-15的混合物，OP-10和OP-15的比例为1：1，所述阴离子表面活性剂为司盘-80和吐温-60的混合物，司盘-80和吐温-60的比例为1：1；所述助剂为咪唑啉油酸盐。这里所说的OP-10和OP-15、司盘-80和吐温-60均为现有技术中的表面活性剂，OP-10和OP-15均是烷基酚与环氧乙烷的缩合物，司盘80为黄色油状液体，能分散于温水和乙醇中，溶于丙二醇、液体石蜡、乙醇、甲醇或醋酸乙酯等有机溶剂中，HLB＝4.3，常用作油包水型乳剂的乳化剂；吐温-60为硬脂酸酯。
抗氧防腐剂为2,6二叔丁基对甲酚、苯***醛-胺缩合物、4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)和丁基羟基茴香醚的复合物，其中，所述2,6二叔丁基对甲酚的重量份数为0.25，苯***醛-胺缩合物的重量份数为0.25份，4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)的重量份数为0.25份，丁基羟基茴香醚的重量份数为0.25份。
所述极压抗磨剂为硼酸盐极压剂。
所述防锈剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠和十二烯基丁二酸组成的混合物，比例组成为1：1：1。
所述消泡剂为二甲基硅油和改性有机硅乳液的混合物，二甲基硅油和改性有机硅乳液的比例为1：5。
生产时首先将上述重量份数的OP-10、OP-15、司盘-80、吐温-60、咪唑啉油酸盐、2,6二叔丁基对甲酚、苯***醛-胺缩合物、4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)和丁基羟基茴香醚、硼酸盐极压剂、石油磺酸钡、石油磺酸钠、十二烯基丁二酸、二甲基硅油、改性有机硅乳液在100℃的温度下混合搅拌均匀，一边搅拌一边溶解于3倍的基础油中，这样做的好处是先将各种添加剂在高温下充分溶解在少量基础油中，后续再生产余量的基础油时需要的温度更低(30～80℃)节省能量，现有技术中直接将各种添加剂加入到基础油中需要将温度加热到60～150℃才能够完全溶解，耗费的能量比较大。
生物切削油的生产方法如下：首先将抗氧防腐剂、极压抗磨剂、防锈剂和消泡剂在60～150℃的温度下搅拌均匀，在搅拌状态下溶解于3～5倍质量的基础油中，形成复合添加剂；将剩余重量份数的基础油加入调和釜中，加温至30～80℃；然后加入复合添加剂；继续保持温度至所有添加剂完全溶解；最后转移到储罐储存或直接包装。
按照本实施例中的方法和组分得到的生物切削油质量指标如表3所示：
表3实施例1生物切削油质量指标
从表3中可以看出本实施例中的生物切削油性能良好，完全符合产品质量要求。
实施实例2:
本实施例提供了一种生物轧制油，生产质量为1000kg，将下列组分按重量百分比，在搅拌状态下，加温至30～80℃调和而成，基础油为一级精炼废弃食用油，这里所说的精炼废弃食用油是根据颜色和酸值决定的精炼程度，精炼程度越高颜色越浅，酸值越低。一级精炼废弃食用油清亮透明，酸值低于0.3mgKOH/g，二级精炼废弃食用油金黄透明，酸值低于0.8mgKOH/g，三级精炼废弃食用油颜色较深，酸值低于1.5mgKOH/g，酸值四级精炼废弃食用油颜色深暗，酸值低于3mgKOH/g，但在灯光下比较透明，生物切削油组成见表4：
表4实施例2生物切削油组成
组分名称 质量百分比
基础油 85％
复合添加剂 15％
以上组分总和为100％。基础油的质量为850kg，复合添加剂的质量为150kg。
其中复合添加剂组成见表5：
表5实施例2复合添加剂组成
组分名称 重量份数
基础油 24.5
表面活性剂 4
抗氧防腐剂 0.5
极压抗磨剂 0.3
防锈剂 0.1
消泡剂 60ppm
合计 29.4
以上组分总和为100％。复合添加剂中的基础油含量不占表4中基础油的含量，所以本实施例中基础油的总质量分数＝85％+15％×24.5/29.4＝97％(消泡剂质量单位为万分之一，所以计算时忽略不计)。
上表中的表面活性剂为非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的混合物(合计20.41kg)，非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的重量比为60：40：2，其中，所述非离子型表面活性剂为OP-10和OP-15的混合物，OP-10和OP-15的比例为1：1，所述阴离子表面活性剂为司盘-80和吐温-60的混合物，司盘-80和吐温-60的比例为1：1；所述助剂为咪唑啉油酸盐。这里所说的OP-10和OP-15、司盘-80和吐温-60均为现有技术中的表面活性剂，OP-10和OP-15均是烷基酚与环氧乙烷的缩合物，司盘80为黄色油状液体，能分散于温水和乙醇中，溶于丙二醇、液体石蜡、乙醇、甲醇或醋酸乙酯等有机溶剂中，HLB＝4.3，常用作油包水型乳剂的乳化剂；吐温-60为硬脂酸酯。
抗氧防腐剂为2,6二叔丁基对甲酚、苯***醛-胺缩合物、4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)和丁基羟基茴香醚的复合物，其中，所述2,6二叔丁基对甲酚的重量份数为0.8，苯***醛-胺缩合物的重量份数为0.8份，4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)的重量份数为0.8份，丁基羟基茴香醚的重量份数为0.8份。
所述极压抗磨剂为硼酸盐极压剂。
所述防锈剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠和十二烯基丁二酸组成的混合物，比例组成为1：1：1。
所述消泡剂为二甲基硅油和改性有机硅乳液的混合物，二甲基硅油和改性有机硅乳液的比例为1：5。
表6实施例2生物切削油质量指标
实施例3：
一种生物切削油，采用转基因大豆油为基础油，添加多种功能性添加剂，各组分及组成如下：
所述表面活性剂为非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的混合物，其中，所述非离子型表面活性剂为OP-10和OP-15的混合物，重量份数为42份，OP-10和OP-15的比例为1：1，所述阴离子表面活性剂为司盘-80和吐温-60的混合物，重量份数为19.5份，司盘-80和吐温-60的比例为1：1；所述助剂为咪唑啉油酸盐，重量份数为0.2份。
所述抗氧防腐剂为2,6二叔丁基对甲酚、苯***醛-胺缩合物、4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)和丁基羟基茴香醚的复合物，其中，所述2,6二叔丁基对甲酚的重量份数为0.01份，苯***醛-胺缩合物的重量份数为0.01份，4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)的重量份数为0.01份，丁基羟基茴香醚的重量份数为0.01份。
所述极压抗磨剂为硼酸盐极压剂。
所述防锈剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠和十二烯基丁二酸组成的混合物，比例组成为1：1：1。
所述消泡剂为二甲基硅油和改性有机硅乳液的混合物，二甲基硅油和改性有机硅乳液的比例为1：5。
按照实施例1中的生产方法进行生产。
实施例4：
一种生物切削油，采用转基因大豆油为基础油，添加多种功能性添加剂，各组分及组成如下：
所述表面活性剂为非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的混合物，其中，所述非离子型表面活性剂为OP-10和OP-15的混合物，重量份数为70.5份，OP-10和OP-15的比例为1：1，所述阴离子表面活性剂为司盘-80和吐温-60的混合物，重量份数为56.46份，司盘-80和吐温-60的比例为1：1；所述助剂为咪唑啉油酸盐，重量份数为2份。
所述抗氧防腐剂为2,6二叔丁基对甲酚、苯***醛-胺缩合物、4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)和丁基羟基茴香醚的复合物，其中，所述2,6二叔丁基对甲酚的重量份数为1份，苯***醛-胺缩合物的重量份数为1份，4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)的重量份数为1份，丁基羟基茴香醚的重量份数为1份。
所述极压抗磨剂为硼酸盐极压剂。
所述防锈剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠和十二烯基丁二酸组成的混合物，比例组成为1：1：1。
所述消泡剂为二甲基硅油和改性有机硅乳液的混合物，二甲基硅油和改性有机硅乳液的比例为1：5。
按照实施例1中的生产方法进行生产。
实施例5：
一种生物切削油，采用一级精炼废弃食用油为基础油，添加多种功能性添加剂，各组分及组成如下：
所述表面活性剂为非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的混合物，其中，所述非离子型表面活性剂为OP-10和OP-15的混合物，重量份数为42份，OP-10和OP-15的比例为1：1，所述阴离子表面活性剂为司盘-80和吐温-60的混合物，重量份数为19.5份，司盘-80和吐温-60的比例为1：1；所述助剂为咪唑啉油酸盐，重量份数为0.2份。
所述抗氧防腐剂为2,6二叔丁基对甲酚、苯***醛-胺缩合物、4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)和丁基羟基茴香醚的复合物，其中，所述2,6二叔丁基对甲酚的重量份数为0.01份，苯***醛-胺缩合物的重量份数为0.01份，4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)的重量份数为0.01份，丁基羟基茴香醚的重量份数为0.01份。
所述极压抗磨剂为硼酸盐极压剂。
所述防锈剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠和十二烯基丁二酸组成的混合物，比例组成为1：1：1。
所述消泡剂为二甲基硅油和改性有机硅乳液的混合物，二甲基硅油和改性有机硅乳液的比例为1：5。
按照实施例1中的生产方法进行生产。
实施例6：
一种生物切削油，采用一级精炼废弃食用油为基础油，添加多种功能性添加剂，各组分及组成如下：
所述表面活性剂为非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的混合物，其中，所述非离子型表面活性剂为OP-10和OP-15的混合物，重量份数为70.5份，OP-10和OP-15的比例为1：1，所述阴离子表面活性剂为司盘-80和吐温-60的混合物，重量份数为56.46份，司盘-80和吐温-60的比例为1：1；所述助剂为咪唑啉油酸盐，重量份数为2份。
所述抗氧防腐剂为2,6二叔丁基对甲酚、苯***醛-胺缩合物、4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)和丁基羟基茴香醚的复合物，其中，所述2,6二叔丁基对甲酚的重量份数为1份，苯***醛-胺缩合物的重量份数为1份，4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)的重量份数为1份，丁基羟基茴香醚的重量份数为1份。
所述极压抗磨剂为硼酸盐极压剂。
所述防锈剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠和十二烯基丁二酸组成的混合物，比例组成为1：1：1。
所述消泡剂为二甲基硅油和改性有机硅乳液的混合物，二甲基硅油和改性有机硅乳液的比例为1：5。
按照实施例1中的生产方法进行生产。
实施例7：
一种生物切削油，采用转基因大豆油为基础油，添加多种功能性添加剂，各组分及组成如下：
所述表面活性剂为非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的混合物，其中，所述非离子型表面活性剂为OP-10和OP-15的混合物，重量份数为56份，OP-10和OP-15的比例为1：1，所述阴离子表面活性剂为司盘-80和吐温-60的混合物，重量份数为38份，司盘-80和吐温-60的比例为1：1；所述助剂为咪唑啉油酸盐，重量份数为1.1份。
所述抗氧防腐剂为2,6二叔丁基对甲酚、苯***醛-胺缩合物、4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)和丁基羟基茴香醚的复合物，其中，所述2,6二叔丁基对甲酚的重量份数为0.5份，苯***醛-胺缩合物的重量份数为0.5份，4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)的重量份数为0.5份，丁基羟基茴香醚的重量份数为0.5份。
所述极压抗磨剂为硼酸盐极压剂。
所述防锈剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠和十二烯基丁二酸组成的混合物，比例组成为1：1：1。
所述消泡剂为二甲基硅油和改性有机硅乳液的混合物，二甲基硅油和改性有机硅乳液的比例为1：5。
按照实施例1中的生产方法进行生产。
实施例8：
一种生物切削油，采用转基因大豆油为基础油，添加多种功能性添加剂，各组分及组成如下：
所述表面活性剂为非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的混合物，其中，所述非离子型表面活性剂为OP-10和OP-15的混合物，重量份数为60份，OP-10和OP-15的比例为1：1，所述阴离子表面活性剂为司盘-80和吐温-60的混合物，重量份数为40份，司盘-80和吐温-60的比例为1：1；所述助剂为咪唑啉油酸盐，重量份数为1.4份。
所述抗氧防腐剂为2,6二叔丁基对甲酚、苯***醛-胺缩合物、4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)和丁基羟基茴香醚的复合物，其中，所述2,6二叔丁基对甲酚的重量份数为0.7份，苯***醛-胺缩合物的重量份数为0.7份，4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)的重量份数为0.7份，丁基羟基茴香醚的重量份数为0.7份。
所述极压抗磨剂为硼酸盐极压剂。
所述防锈剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠和十二烯基丁二酸组成的混合物，比例组成为1：1：1。
所述消泡剂为二甲基硅油和改性有机硅乳液的混合物，二甲基硅油和改性有机硅乳液的比例为1：5。
按照实施例1中的生产方法进行生产。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种生物切削油，其特征在于，采用转基因大豆油或一级精炼废弃食用油为基础油，添加多种功能性添加剂，包括如下重量份数的组分：
2.根据权利要求1所述的生物切削油，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
3.根据权利要求1所述的生物切削油，其特征在于，所述表面活性剂为非离子型表面活性剂、阴离子表面活性剂和助剂的混合物，其中，所述非离子型表面活性剂为OP-10和OP-15的混合物，重量份数为42～70.5份，OP-10和OP-15的比例为1：1，所述阴离子表面活性剂为司盘-80和吐温-60的混合物，重量份数为19.5～56.46份，司盘-80和吐温-60的比例为1：1；所述助剂为咪唑啉油酸盐，重量份数为0.2～2份。
4.根据权利要求1所述的生物切削油，其特征在于，所述抗氧防腐剂为2,6二叔丁基对甲酚、苯***醛-胺缩合物、4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)和丁基羟基茴香醚的复合物，其中，所述2,6二叔丁基对甲酚的重量份数为0.01～1份，苯***醛-胺缩合物的重量份数为0.01～1份，4,4-亚甲基-二-(2,6-二叔丁基苯酚)的重量份数为0.01～1份，丁基羟基茴香醚的重量份数为0.01～1份。
5.根据权利要求1所述的生物切削油，其特征在于，所述极压抗磨剂为硼酸盐极压剂。
6.根据权利要求1所述的生物切削油，其特征在于，所述防锈剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠和十二烯基丁二酸组成的混合物，比例组成为1：1：1。
7.根据权利要求1所述的生物切削油，其特征在于，所述消泡剂为二甲基硅油和改性有机硅乳液的混合物，二甲基硅油和改性有机硅乳液的比例为1：5。
8.上述权利要求所述一种生物切削油的制备方法，其特征在于，首先将表面活性剂、抗氧防腐剂、极压抗磨剂、防锈剂和消泡剂在60～150℃的温度下搅拌均匀，在搅拌状态下溶解于3～5倍质量的基础油中，形成复合添加剂；将剩余重量份数的基础油加入调和釜中，加温至30～80℃；然后加入复合添加剂，继续保持温度至所有添加剂完全溶解；最后转移到储罐储存或直接包装。
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