CN112646644A - 长寿命抗硬水切削油组合物、制备方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种长寿命抗硬水切削油组合物、制备方法及其用途，主要解决了现有技术中在硬水中具有较好的防锈性能的维持时间较短的技术问题。提供一种长寿命抗硬水切削油组合物以重量份数计由以下组分组成：3～20份防锈剂；1～20份乳化剂；0.5～3份油性剂；1.5～5份杀菌剂；30～94份的基础油，其中，所述防锈剂为中性低碱值磺酸盐、α‑磺基单羧酸及其衍生物、脂肪酸酰胺、烷基磷酸酯盐或硬脂酸环己胺中的至少一种，及其制备方法与应用的技术方案，较好地解决了该问题，合用于金属切削、磨削加工中。

Description

长寿命抗硬水切削油组合物、制备方法及其用途
技术领域
本发明属于金属加工用的切削油技术领域，尤其涉及一种长寿命抗硬水切削油组合物、制备方法及其用途。
背景技术
金属在切削、磨削等加工过程中，为了获得良好的表面精度和工件质量，同时延长机床的使用寿命，需要对金属与刀尖的接触面进行冷却，同时起到排屑和防锈的作用。
然而，在我国的在北方地区，普遍水质硬度相对较高，现有技术中的切削液如中国发明专利申请201410367149.3公开了一种低泡抗硬水金属切削液，按重量百分比计算，其组成及含量如下：基础油50～60％、阴离子表面活性剂3～5％、非离子表面活性剂12～20％、防锈剂3～6％、耦合剂2～5％、极压剂2～5％、消泡剂0.1～0.3％、杀菌剂0.2～0.5％、余量为水，该切削液是水基的，虽然其在硬水中的消泡性能较好，但是其在硬水中维持较好的防锈性能的时间较短，从而导致机床的使用寿命较短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是长寿命抗硬水切削油在硬水中具有较好的防锈性能的维持时间较短的技术问题，提供一种新的长寿命抗硬水切削油，在硬水中具有良好的防锈性能且该防锈性能维持的时间更久。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决技术问题之一的长寿命抗硬水切削油的制备方法。本发明所要解决的技术问题之三是提供一种与解决技术问题之一的长寿命抗硬水切削油在金属切削与磨削加工中的应用。
为解决第一个技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种长寿命抗硬水切削油，以重量份数计由以下组分组成：
3～20份防锈剂；
1～20份乳化剂；
0.5～3份油性剂；
1.5～5份杀菌剂；
30～94份的基础油；
其中，所述防锈剂为中性低碱值磺酸盐、α-磺基单羧酸及其衍生物、脂肪酸酰胺、烷基磷酸酯盐或硬脂酸环己胺中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚异丁烯基琥珀酸酐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸、壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨糖醇脂肪酸酯、三乙醇胺、二环己胺、一乙醇胺中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，所述乳化剂为聚异丁烯基琥珀酸酐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸、失水山梨糖醇脂肪酸酯、三乙醇胺、二环己胺中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，所述油性剂为工业菜油、植物油酸中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，所述杀菌剂选自三嗪类、异噻唑啉酮、吗啉类中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，所述基础油为高度加氢精制基础油或溶剂油。
上述技术方案中，优选地，以重量份数计由以下组分组成：防锈剂5～20份；乳化剂3～18.5份；油性剂0.5～3份；杀菌剂1.5～3.5份；基础油55～90份。
上述技术方案中，优选地，所述防锈剂为17.5份，所述乳化剂为12.5份，所述油性剂为1.2份，所述杀菌剂为2份，所述基础油为66.8份。
为解决第二个技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种前述的长寿命抗硬水切削油的制备方法，包括步骤：
S10：将所需量的基础油加入到调制罐中；
S20：将所需量的防锈剂加入到调制罐中，用搅拌器搅拌30分钟以上；
S30：将所需量的乳化剂加入到调制罐中，加热至50℃并用搅拌器搅拌30分钟以上；
S40：将所需量的油性剂加入到调制罐中，用搅拌器搅拌1小时以上；
S50：将调制罐内温度降低至40℃以下，然后将所需量的杀菌剂加入到调制罐中，用搅拌器搅拌30分钟以上，得到所述长寿命抗硬水切削油。
为解决第三个技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种前述的长寿命抗硬水切削油在金属切削、磨削加工中的应用。
本发明中的长寿命抗硬水切削油，在2000ppm硬水中稀释液稳定性良好，且防锈时间能达到至少120h。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，而不是对本发明进行限制。
【实施例1】
实施例1公开了一种长寿命抗硬水切削油，以重量百分比计由以下组分组成：
防锈剂：十二烷基磷酸酯钾盐15％；
乳化剂：聚异丁烯基琥珀酸酐10.5％；
油性剂：工业菜油1.7％；
杀菌剂：异噻唑啉酮2％；
基础油：溶剂油D6070.8％。
并通过下述长寿命抗硬水切削油的制备方法进行制备，包括步骤：
S10：将溶剂油D60加入到调制罐中；
S20：将十二烷基磷酸酯钾盐加入到调制罐中，用搅拌器搅拌45分钟；
S30：将聚异丁烯基琥珀酸酐加入到调制罐中，加热至50℃并用搅拌器搅拌45分钟；
S40：将工业菜油加入到调制罐中，用搅拌器搅拌2小时；
S50：将调制罐内温度降低至40℃以下，然后将异噻唑啉酮加入到调制罐中，用搅拌器搅拌60分钟，得到该长寿命抗硬水切削油，且长寿命抗硬水切削油应用于金属切削、磨削加工中。
实施例1的各组分以质量百分比计记载在表1中，以重量份数计记载在表2中。
【实施例2】
实施例2公开了一种长寿命抗硬水切削油，以重量百分比计由以下组分组成：
防锈剂：十二烷基磷酸酯钠盐20％；
乳化剂：聚异丁烯基琥珀酸酐15％；
油性剂：工业菜油1％；
杀菌剂：异噻唑啉酮1.5％；
基础油：溶剂油D8062.5％。
并通过下述长寿命抗硬水切削油的制备方法进行制备，包括步骤：
S10：将溶剂油D80加入到调制罐中；
S20：将十二烷基磷酸酯钠盐加入到调制罐中，用搅拌器搅拌30分钟；
S30：将聚异丁烯基琥珀酸酐加入到调制罐中，加热至50℃并用搅拌器搅拌30分钟；
S40：将工业菜油加入到调制罐中，用搅拌器搅拌1小时；
S50：将调制罐内温度降低至40℃以下，然后将异噻唑啉酮加入到调制罐中，用搅拌器搅拌45分钟，得到该长寿命抗硬水切削油，且长寿命抗硬水切削油应用于金属切削、磨削加工中。
实施例2的各组分以质量百分比计记载在表1中，以重量份数计记载在表2中。
【实施例3】
实施例3公开了一种长寿命抗硬水切削油，以重量百分比计由以下组分组成：
防锈剂：硬脂酸环己胺15％；
乳化剂：三乙醇胺10.5％；
油性剂：工业菜油1.7％；
杀菌剂：异噻唑啉酮2％；
基础油：溶剂油D10070.8％。
并通过下述长寿命抗硬水切削油的制备方法进行制备，包括步骤：
S10：将溶剂油D100加入到调制罐中；
S20：将硬脂酸环己胺加入到调制罐中，用搅拌器搅拌45分钟；
S30：将三乙醇胺加入到调制罐中，加热至50℃并用搅拌器搅拌45分钟；
S40：将工业菜油加入到调制罐中，用搅拌器搅拌2小时；
S50：将调制罐内温度降低至40℃以下，然后将异噻唑啉酮加入到调制罐中，用搅拌器搅拌60分钟，得到该长寿命抗硬水切削油，且长寿命抗硬水切削油应用于金属切削、磨削加工中。
实施例3的各组分以质量百分比计记载在表1中，以重量份数计记载在表2中。
【实施例4】
实施例4公开了一种长寿命抗硬水切削油，以重量百分比计由以下组分组成：
防锈剂：硬脂酸环己胺20％；
乳化剂：三乙醇胺15％；
油性剂：工业菜油1％；
杀菌剂：异噻唑啉酮1.5％；
基础油：溶剂油D10062.5％。
并通过下述长寿命抗硬水切削油的制备方法进行制备，包括步骤：
S10：将溶剂油D100加入到调制罐中；
S20：将硬脂酸环己胺加入到调制罐中，用搅拌器搅拌45分钟；
S30：将三乙醇胺加入到调制罐中，加热至50℃并用搅拌器搅拌45分钟；
S40：将工业菜油加入到调制罐中，用搅拌器搅拌2小时；
S50：将调制罐内温度降低至40℃以下，然后将异噻唑啉酮加入到调制罐中，用搅拌器搅拌60分钟，得到该长寿命抗硬水切削油，且长寿命抗硬水切削油应用于金属切削、磨削加工中。
实施例4的各组分以质量百分比计记载在表1中，以重量份数计记载在表2中。
【实施例5】
实施例5公开了一种长寿命抗硬水切削油，以重量百分比计由以下组分组成：
防锈剂：硬脂酸环己胺15％；
乳化剂：三乙醇胺10.5％；
油性剂：工业菜油1.7％；
杀菌剂：异噻唑啉酮2％；
基础油：高度加氢精制基础油HVI15070.8％。
并通过下述长寿命抗硬水切削油的制备方法进行制备，包括步骤：
S10：将高度加氢精制基础油HVI150加入到调制罐中；
S20：将硬脂酸环己胺加入到调制罐中，用搅拌器搅拌45分钟；
S30：将三乙醇胺加入到调制罐中，加热至50℃并用搅拌器搅拌45分钟；
S40：将工业菜油加入到调制罐中，用搅拌器搅拌2小时；
S50：将调制罐内温度降低至40℃以下，然后将异噻唑啉酮加入到调制罐中，用搅拌器搅拌60分钟，得到该长寿命抗硬水切削油，且长寿命抗硬水切削油应用于金属切削、磨削加工中。
实施例5的各组分以质量百分比计记载在表1中，以重量份数计记载在表2中。
【实施例6】
实施例6公开了一种长寿命抗硬水切削油，以重量百分比计由以下组分组成：
防锈剂：硬脂酸环己胺17.5％；
乳化剂：聚异丁烯基琥珀酸酐12.5％；
油性剂：工业菜油1.2％；
杀菌剂：异噻唑啉酮2％；
基础油：溶剂油D8066.8％。
并通过下述长寿命抗硬水切削油的制备方法进行制备，包括步骤：
S10：将溶剂油D80加入到调制罐中；
S20：将硬脂酸环己胺加入到调制罐中，用搅拌器搅拌45分钟；
S30：将聚异丁烯基琥珀酸酐加入到调制罐中，加热至50℃并用搅拌器搅拌45分钟；
S40：将工业菜油加入到调制罐中，用搅拌器搅拌2小时；
S50：将调制罐内温度降低至40℃以下，然后将异噻唑啉酮加入到调制罐中，用搅拌器搅拌60分钟，得到该长寿命抗硬水切削油，且长寿命抗硬水切削油应用于金属切削、磨削加工中。
实施例6的各组分以质量百分比计记载在表1中，以重量份数计记载在表2中。
【实施例7】
实施例7公开了一种长寿命抗硬水切削油，以重量百分比计由以下组分组成：
防锈剂：硬脂酸环己胺17.5％；
乳化剂：聚异丁烯基琥珀酸酐12.5％；
油性剂：植物油酸1.2％；
杀菌剂：异噻唑啉酮2％；
基础油：溶剂油D6066.8％。
并通过下述长寿命抗硬水切削油的制备方法进行制备，包括步骤：
S10：将溶剂油D60加入到调制罐中；
S20：将硬脂酸环己胺加入到调制罐中，用搅拌器搅拌45分钟；
S30：将聚异丁烯基琥珀酸酐加入到调制罐中，加热至50℃并用搅拌器搅拌45分钟；
S40：将植物油酸加入到调制罐中，用搅拌器搅拌2小时；
S50：将调制罐内温度降低至40℃以下，然后将异噻唑啉酮加入到调制罐中，用搅拌器搅拌60分钟，得到该长寿命抗硬水切削油，且长寿命抗硬水切削油应用于金属切削、磨削加工中。
实施例7的各组分以质量百分比计记载在表1中，以重量份数计记载在表2中。
【对比例1】
对比例1为采用中国发明专利申请201410367149.3中公开的各组分进行配制得到低泡抗硬水切削液，具体的组分及其含量见表3。
表1以重量百分比计各组分含量
Figure BDA0002228177410000081
Figure BDA0002228177410000091
表2以重量份数计各组分含量
Figure BDA0002228177410000092
表3
Figure BDA0002228177410000093
Figure BDA0002228177410000101
将以上实施例1～实施例7、对比例1进行5份稀释液安定性和单片防锈性试验，单片防锈性试验是铸铁在水的硬度为2000ppm下进行的，采用的测试方法为：GB/T6144-2010合成切削液，得到实施例1～实施例7、对比例1的5份稀释液安定性和单片防锈性的性能数据记载于下表4中。
具体的，纯油层为稀释液析出的纯油层的量，纯皂层为稀释液析出的纯皂层的量，乳化状态“E”代表乳化液(SH/T0579)。
表4
Figure BDA0002228177410000102
Figure BDA0002228177410000111
Figure BDA0002228177410000121
比较表4中的实施例和对比例可以看出，实施例1～7的油品分别在水的硬度为500ppm、1000ppm、1500ppm与2000ppm进行的试验，实施例1～7的5份稀释液安定性在水的硬度为500ppm、1000ppm、1500ppm与2000ppm均好于对比例1，同时，从单片防锈性试验的试验结果看来，实施例1～7在水的硬度为2000ppm的情况下，经过120h后，防锈性能仍然能达到A级且无锈点产生，而对比例1在96h时就开始出现锈点且防锈性能变为B级，从而明显可知，实施例1～7相对于对比例1在2000ppm硬水中稀释液稳定性良好，且防锈时间能达到至少120h。

Claims (10)

1.一种长寿命抗硬水切削油，以重量份数计由以下组分组成：
3～20份防锈剂；
1～20份乳化剂；
0.5～3份油性剂；
1.5～5份杀菌剂；
30～94份的基础油；
其中，所述防锈剂为中性低碱值磺酸盐、α-磺基单羧酸及其衍生物、脂肪酸酰胺、烷基磷酸酯盐或硬脂酸环己胺中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的长寿命抗硬水切削油，其特征在于：
所述乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、聚异丁烯基琥珀酸酐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸、壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨糖醇脂肪酸酯、三乙醇胺、二环己胺、一乙醇胺中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的长寿命抗硬水切削油，其特征在于：
所述乳化剂为聚异丁烯基琥珀酸酐、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸、失水山梨糖醇脂肪酸酯、三乙醇胺、二环己胺中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的长寿命抗硬水切削油，其特征在于：
所述油性剂为工业菜油、植物油酸中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的长寿命抗硬水切削油，其特征在于：
所述杀菌剂选自三嗪类、异噻唑啉酮、吗啉类中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的长寿命抗硬水切削油，其特征在于：
所述基础油为高度加氢精制基础油或溶剂油。
7.根据权利要求1所述的长寿命抗硬水切削油，其特征在于：
以重量份数计由以下组分组成：
防锈剂5～20份；
乳化剂3～18.5份；
油性剂0.5～3份；
杀菌剂1.5～3.5份；
基础油55～90份。
8.根据权利要求7所述的长寿命抗硬水切削油，其特征在于：
所述防锈剂为17.5份，
所述乳化剂为12.5份，
所述油性剂为1.2份，
所述杀菌剂为2份，
所述基础油为66.8份。
9.一种权利要求1～8中的任意一项所述的长寿命抗硬水切削油的制备方法，包括如下步骤：
S10：将所需量的基础油加入到调制罐中；
S20：将所需量的防锈剂加入到调制罐中，用搅拌器搅拌30分钟以上；
S30：将所需量的乳化剂加入到调制罐中，加热至50℃并用搅拌器搅拌30分钟以上；
S40：将所需量的油性剂加入到调制罐中，用搅拌器搅拌1小时以上；
S50：将调制罐内温度降低至40℃以下，然后将所需量的杀菌剂加入到调制罐中，用搅拌器搅拌30分钟以上，得到所述长寿命抗硬水切削油。
10.权利要求1～8中任意一项所述的长寿命抗硬水切削油在金属切削、磨削加工中的应用。
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