CN108822948A - 一种低泡沫环保型微乳化金属切削液的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低泡沫环保型微乳化金属切削液，原料的重量份为：矿物油20～30份、有机二元酸5～8份、三乙醇胺3～7份、单一醇胺3～7份、抗硬水剂1～3份、防锈剂0.5～1份、抗菌剂0.1～0.3份、防腐剂0.1～0.3份、表面活性剂11～14份、乳化剂0.2‑1.0份、水30～40份。所用基础油为结构均一、低毒低害、易乳化的矿物油，其他原料均不含酚类、亚硝酸盐和重金属盐；同时本发明还提供了这种切削液的制备方法，采用该方法制得的切削液具有较低的界面张力，因而不易起泡沫。

Description

一种低泡沫环保型微乳化金属切削液的制备方法
技术领域
本发明涉及金属切削液领域，尤其涉及一种低泡沫环保型微乳化金属切削液的制备方法。
背景技术
切削液是金属切削和机加工中必不可少的重要耗材，在金属切削加工中具有冷却、润滑、防锈、清洗等重要功能。目前市面上切削液主要有乳化型切削液、半合成切削液和全合成切削液三大类。乳化型切削液接触空气时很容易使细菌繁殖，使乳化液腐败、变质、发臭，缩短使用寿命；全合成切削液润滑和防锈性能较差；半合成切削液综合了乳化型切削液与全合成切削液的各项性能优点，具有较高的综合性能，但是其易起泡。随着现代器械加工的普及，对高性能切削液的需求越来越多，以期获得更理想的机械加工表面。由于进口高档切削液价格昂贵，限制了其大规模推广应用，因此研制质优价廉的高档水基金属加工液，以满足加工中心材料加工多样性和工艺加工多样性对高性能切削液市场的需求。另外，当今绿色可持续发展理念极大增强了人们的环保意识，清洁生产、绿色制造已成为发展先进制造技术的主题之一。
发明内容
针对现有切削液存在的润滑性和防锈性差、易腐败、易起泡、价格高等问题，本发明提供了一种低泡沫环保型微乳化金属切削液，所用基础油为结构均一、低毒低害、易乳化的矿物油，其他原料均不含酚类、亚硝酸盐和重金属盐；同时本发明还提供了这种切削液的制备方法，采用该方法制得的切削液具有较低的界面张力，因而不易起泡沫。
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液，原料的重量份为：矿物油20～30份、有机二元酸5～8份、三乙醇胺3～7份、单一醇胺3～7份、抗硬水剂1～3份、防锈剂0.5～1份、抗菌剂0.1～0.3份、防腐剂0.1～0.3份、表面活性剂11～14份、乳化剂0.2-1.0份、水30～40份。
优选地，一种低泡沫环保型微乳化金属切削液，原料的重量份为：环烷基油23份、有机二元酸7份、三乙醇胺5份、单一醇胺5份、抗硬水剂1.5份、防锈剂0.5份、抗菌剂0.2份、防腐剂0.2份、表面活性剂12份、乳化剂0.6份、水35份。
所述的抗硬水剂为醇醚羧酸类抗硬水剂；所述的防锈剂为苯并三氮唑。
所述的抗菌剂为吗啉类杀菌剂；所述的防腐剂为苯甲酸钠。
所述的表面活性剂为硫酸三乙醇胺皂、油酸三乙醇胺皂、脂肪醇、四聚蓖麻油酸酯、油酸中的任意三种组合物。
所述的乳化剂为非离子乳化剂脂肪醇烷氧基化物。
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将有机二元酸、三乙醇胺、单乙醇胺、防锈剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为30～50℃，混合时间为30～60 min，得澄清混合液A；
（2）将矿物油加热40～60℃，在搅拌状态下，加入抗菌剂、防腐剂、乳化剂，恒温搅拌30～60 min，得混合液B；
（3）将步骤（2）中所得的混合液B匀速加入到步骤（1）中所得的混合液A中，边搅拌边加入；
（4）待混合液B全部添加完毕，依次加入表面活性剂，每加一种立即搅拌均匀，直至加入最后一种表面活性剂，边搅拌边加入，体系逐渐变稀变亮最后至透亮，制得低泡沫环保型微乳化切削液。
所述步骤（3）中混合液B加入到混合液A中的方式为匀速缓慢加入，加入速度为0.4～1.2 Kg/min。
本发明有益效果
1、低泡沫
本发明制备的低泡沫环保型乳化金属切削液因具有较低的界面张力，从而不易产生泡沫，在使用过程中可视具体环境条件可以不加或稍加消泡剂，发明是通过各个原料复配，相互影响降低表面张力，产品5%工作液的最低表面张力为29 dyn/cm, 大大低于GB/T6144-85标准值或同类产品的数值，且本产品的储存安定性好，常温可至少保存一年以上。
2、环保型
本发明制备的低泡沫环保型乳化金属切削液，所用基础油为结构均一、低毒低害、易乳化的矿物油，其他原材料均为不含酚类、亚硝酸盐和重金属盐，安全环保，易于处理。
3、制备方法简单易行
本发明提供的制备方法，将水溶性组分与水混合，将油溶性组分与油加热混合，最后将两者混合，最终制得低泡沫环保型乳化金属切削液，制备方法简单、制备条件温和，所用原料均不含酚类、亚硝酸盐和重金属盐，对环境无污染、对人体健康无损害，安全环保。
4、应用广
本发明制备出的低泡沫环保型乳化金属切削液，由于加工使用时泡沫少，可不必添加消泡剂，解决了因泡沫带来的一系列问题，可广泛应用于铸铁、碳钢、合金钢等金属加工，生产成本低，值得推广。
具体实施方式
实施例1
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液，原料的重量份为：矿物油20份、有机二元酸5份、三乙醇胺3份、单一醇胺7份、抗硬水剂1份、防锈剂0.5份、抗菌剂0.3份、防腐剂0.3份、表面活性剂11份、乳化剂0.4份、水30份。
所述的抗硬水剂为醇醚羧酸类抗硬水剂；所述的防锈剂为苯并三氮唑。
所述的抗菌剂为吗啉类杀菌剂；所述的防腐剂为苯甲酸钠。
所述的表面活性剂为硫酸三乙醇胺皂9份、油酸三乙醇胺皂2份、脂肪醇1份。
所述的乳化剂为非离子乳化剂脂肪醇烷氧基化物。
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将有机二元酸、三乙醇胺、单乙醇胺、防锈剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为30℃，混合时间为60 min，得澄清混合液A；
（2）将矿物油加热40℃，在搅拌状态下，加入抗菌剂、防腐剂、乳化剂，恒温搅拌60 min，得混合液B；
（3）将步骤（2）中所得的混合液B匀速加入到步骤（1）中所得的混合液A中，边搅拌边加入；
（4）待混合液B全部添加完毕，依次加入表面活性剂，每加一种立即搅拌均匀，直至加入最后一种表面活性剂，边搅拌边加入，体系逐渐变稀变亮最后至透亮，制得低泡沫环保型微乳化切削液。
所述步骤（3）中混合液B加入到混合液A中的方式为匀速缓慢加入，加入速度为0.4Kg/min。
实施例2
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液，原料的重量份为：矿物油30份、有机二元酸8份、三乙醇胺7份、单一醇胺3份、抗硬水剂3份、防锈剂1份、抗菌剂0.1份、防腐剂0.1份、表面活性剂14份、乳化剂0.8份、水40份。
所述的抗硬水剂为醇醚羧酸类抗硬水剂；所述的防锈剂为苯并三氮唑。
所述的抗菌剂为吗啉类杀菌剂；所述的防腐剂为苯甲酸钠。
所述的表面活性剂为脂肪醇2份、油酸单乙醇胺皂9份、油酸3份。
所述的乳化剂为非离子乳化剂脂肪醇烷氧基化物。
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将有机二元酸、三乙醇胺、单乙醇胺、防锈剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为50℃，混合时间为30 min，得澄清混合液A；
（2）将矿物油加热60℃，在搅拌状态下，加入抗菌剂、防腐剂、乳化剂，恒温搅拌30 min，得混合液B；
（3）将步骤（2）中所得的混合液B匀速加入到步骤（1）中所得的混合液A中，边搅拌边加入；
（4）待混合液B全部添加完毕，依次加入表面活性剂，每加一种立即搅拌均匀，直至加入最后一种表面活性剂，边搅拌边加入，体系逐渐变稀变亮最后至透亮，制得低泡沫环保型微乳化切削液。
所述步骤（3）中混合液B加入到混合液A中的方式为匀速缓慢加入，加入速度为1.2Kg/min。
实施例3
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液，原料的重量份为：环烷基油23份、有机二元酸7份、三乙醇胺5份、单一醇胺5份、抗硬水剂1.5份、防锈剂0.5份、抗菌剂0.2份、防腐剂0.2份、表面活性剂12份、乳化剂0.6份、水35份。
所述的抗硬水剂为醇醚羧酸类抗硬水剂；所述的防锈剂为苯并三氮唑。
所述的抗菌剂为吗啉类杀菌剂；所述的防腐剂为苯甲酸钠。
所述的表面活性剂为油酸三乙醇胺皂7份、脂肪醇2份、四聚蓖麻油酸酯3份。
所述的乳化剂为非离子乳化剂脂肪醇烷氧基化物。
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将有机二元酸、三乙醇胺、单乙醇胺、防锈剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为40℃，混合时间为50 min，得澄清混合液A；
（2）将矿物油加热50℃，在搅拌状态下，加入抗菌剂、防腐剂、乳化剂，恒温搅拌50 min，得混合液B；
（3）将步骤（2）中所得的混合液B匀速加入到步骤（1）中所得的混合液A中，边搅拌边加入；
（4）待混合液B全部添加完毕，依次加入表面活性剂，每加一种立即搅拌均匀，直至加入最后一种表面活性剂，边搅拌边加入，体系逐渐变稀变亮最后至透亮，制得低泡沫环保型微乳化切削液。
所述步骤（3）中混合液B加入到混合液A中的方式为匀速缓慢加入，加入速度为0.8Kg/min。
对比例1 原料改变
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液，原料的重量份为：环烷基油23份、有机二元酸7份、三乙醇胺5份、单一醇胺5份、抗硬水剂1.5份、防锈剂0.5份、抗菌剂0.2份、防腐剂0.2份、表面活性剂12份、水35份。
所述的抗硬水剂为醇醚羧酸类抗硬水剂；所述的防锈剂为苯并三氮唑。
所述的抗菌剂为吗啉类杀菌剂；所述的防腐剂为苯甲酸钠。
所述的表面活性剂为油酸三乙醇胺皂7份、脂肪醇2份、四聚蓖麻油酸酯3份。
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将有机二元酸、三乙醇胺、单乙醇胺、防锈剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为40℃，混合时间为50 min，得澄清混合液A；
（2）将矿物油加热50℃，在搅拌状态下，加入抗菌剂、防腐剂，恒温搅拌50 min，得混合液B；
（3）将步骤（2）中所得的混合液B匀速加入到步骤（1）中所得的混合液A中，边搅拌边加入；
（4）待混合液B全部添加完毕，依次加入表面活性剂，每加一种立即搅拌均匀，直至加入最后一种表面活性剂，边搅拌边加入，体系逐渐变稀变亮最后至透亮，制得低泡沫环保型微乳化切削液。
所述步骤（3）中混合液B加入到混合液A中的方式为匀速缓慢加入，加入速度为0.8Kg/min。
对比例2 原料改变
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液，原料的重量份为：环烷基油23份、三乙醇胺5份、单一醇胺5份、抗硬水剂1.5份、防锈剂0.5份、抗菌剂0.2份、防腐剂0.2份、表面活性剂12份、乳化剂0.6份、水35份。
所述的抗硬水剂为醇醚羧酸类抗硬水剂；所述的防锈剂为苯并三氮唑。
所述的抗菌剂为吗啉类杀菌剂；所述的防腐剂为苯甲酸钠。
所述的表面活性剂为油酸三乙醇胺皂7份、脂肪醇2份、四聚蓖麻油酸酯3份。
所述的乳化剂为非离子乳化剂脂肪醇烷氧基化物。
一种低泡沫环保型微乳化金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
（1）将单乙醇胺、防锈剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为40℃，混合时间为50min，得澄清混合液A；
（2）将矿物油加热50℃，在搅拌状态下，加入抗菌剂、防腐剂、乳化剂，恒温搅拌50 min，得混合液B；
（3）将步骤（2）中所得的混合液B匀速加入到步骤（1）中所得的混合液A中，边搅拌边加入；
（4）待混合液B全部添加完毕，依次加入表面活性剂，每加一种立即搅拌均匀，直至加入最后一种表面活性剂，边搅拌边加入，体系逐渐变稀变亮最后至透亮，制得低泡沫环保型微乳化切削液。
所述步骤（3）中混合液B加入到混合液A中的方式为匀速缓慢加入，加入速度为0.8Kg/min。
将实施例与对比例所制备的切削液进行性能比较。结果见表1
表1 金属切削液性能分析
注：表面张力为本产品浓度为5%工作液(蒸馏水配制)的测定结果。

Claims (8)

1.一种低泡沫环保型微乳化金属切削液，其特征在于，原料的重量份为：矿物油20～30份、有机二元酸5～8份、三乙醇胺3～7份、单一醇胺3～7份、抗硬水剂1～3份、防锈剂0.5～1份、抗菌剂0.1～0.3份、防腐剂0.1～0.3份、表面活性剂11～14份、乳化剂0.2-1.0份、水30～40份。
2.根据权利要求1所述的金属切削液，其特征在于，原料的重量份为：环烷基油23份、有机二元酸7份、三乙醇胺5份、单一醇胺5份、抗硬水剂1.5份、防锈剂0.5份、抗菌剂0.2份、防腐剂0.2份、表面活性剂12份、乳化剂0.6份、水35份。
3.根据权利要求1或2所述的金属切削液，其特征在于，所述的抗硬水剂为醇醚羧酸类抗硬水剂；所述的防锈剂为苯并三氮唑。
4.根据权利要求1或2所述的金属切削液，其特征在于，所述的抗菌剂为吗啉类杀菌剂；所述的防腐剂为苯甲酸钠。
5.根据权利要求1或2所述的金属切削液，其特征在于，所述的表面活性剂为硫酸三乙醇胺皂、油酸三乙醇胺皂、脂肪醇、四聚蓖麻油酸酯、油酸中的任意三种组合物。
6.根据权利要求1或2所述的金属切削液，其特征在于，所述的乳化剂为非离子乳化剂脂肪醇烷氧基化物。
7.一种权利要求1或2所述的金属切削液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将有机二元酸、三乙醇胺、单乙醇胺、防锈剂和水在搅拌状态下进行混合，混合温度为30～50℃，混合时间为30～60 min，得澄清混合液A；
（2）将矿物油加热40～60℃，在搅拌状态下，加入抗菌剂、防腐剂、乳化剂，恒温搅拌30～60 min，得混合液B；
（3）将步骤（2）中所得的混合液B匀速加入到步骤（1）中所得的混合液A中，边搅拌边加入；
（4）待混合液B全部添加完毕，依次加入表面活性剂，每加一种立即搅拌均匀，直至加入最后一种表面活性剂，边搅拌边加入，体系逐渐变稀变亮最后至透亮，制得低泡沫环保型微乳化切削液。
8.根据权利要求1所述的金属切削液，其特征在于，所述步骤（3）中混合液B加入到混合液A中的方式为匀速缓慢加入，加入速度为0.4～1.2 Kg/min。
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