一种通用型高润滑全合成切削液及其制备方法与流程

1.本发明涉及切削液领域，尤其涉及一种通用型高润滑全合成切削液及其制备方法。

背景技术：

2.切削液(cutting fluid，coolant)是一种用在金属切削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，切削液由多种超强功能助剂经科学复合配合而成，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。切削液分为乳化型、半合成和全合成。其中全合成切削液稳定性强，冷却性能好。
3.目前市面上一些铝铁通用全合成切削液，但是产品不稳定效果不好，润滑性较差，且加工所使用的切削液均为含油切削液，存在油雾大、易污染环境、稳定性差、用量较大和润滑性差的问题。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于：为了解决现有切削液对人体环境有危害、通用性较差、稳定性、冷却性和清洗性能差的问题，而提出的一种通用型高润滑全合成切削液及其制备方法。该切削液适用范围更广，可以同时适用于黑金属和铝合金加工。
5.为此，一方面，本发明提供了一种通用型高润滑全合成切削液，其包括以下重量百分比的组分：
[0006][0007]
[0008]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0009]
一种通用型高润滑全合成切削液包括以下重量百分比的组分：罗地亚rhodafac asi80 1.6％～2.3％、氨基酸防锈剂3.2％～4.8％、醚羧酸复配剂2.6％～2.9％、苯并三氮唑1.2％～1.8％、复合缓蚀剂2.2％～3.8％、聚醚3.2％～4.8％、四聚蓖麻油酸酯5.2％～7.8％、格尔伯特醇6.2％～7.8％、呈碱性的氢氧化合物1.2％～2.8％、水余量。
[0010]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0011]
一种通用型高润滑全合成切削液包括以下重量百分比的组分：罗地亚rhodafac asi80 2％、氨基酸防锈剂4％、醚羧酸复配剂2.8％、苯并三氮唑1.5％、复合缓蚀剂3％、聚醚4％、四聚蓖麻油酸酯6.5％、格尔伯特醇7％、呈碱性的氢氧化合物2％、水余量。
[0012]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0013]
所述氨基酸防锈剂为酰基氨基酸型防锈剂。
[0014]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0015]
所述水为软水或者去离子水。
[0016]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0017]
所述呈碱性的氢氧化合物为氢氧化钾。
[0018]
另一方面，本发明还提供了一种通用型高润滑全合成切削液的制备方法，其包括以下步骤：
[0019]
1)根据权利要求1-6任一所述的配比，准备各材料；
[0020]
2)在容器内依次加入水、氨基酸防锈剂、苯并三氮唑、氢氧化钾，常温搅拌直至均匀透明；
[0021]
3)再将罗地亚rhodafac asi80、复合缓蚀剂、聚醚、四聚蓖麻油酸酯、格尔伯特醇、醚羧酸复配剂加入上述均匀透明液体，在60℃-80℃的温度下搅拌至均匀透明。
[0022]
作为上述技术方案的进一步描述：
[0023]
步骤3)中的搅拌温度为40℃。
[0024]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0025]
1、通用性强，不仅防止铁件生锈也能防止铝件氧化。
[0026]
2、不含基础油，不产生油雾，污染小危害小。
[0027]
3、清洗冷却性好。
[0028]
4、抗硬水性能强，稳定性好，长时间使用稀释液稳定均一，不需要频繁换液，节约成本。
具体实施方式
[0029]
下面将更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0030]
所涉及的化学添加剂基本信息：
[0031]
罗地亚rhodafac asi80：可用于金属的清洗及切削液，在铝，镁，锌等金属的金属加工润滑液中，用作抗腐蚀剂，也有非常好的润滑和极压性能。rhodafac asi80用于水溶性
配方，操作简单，可直接加入到浓缩物中，不需要加入偶联剂，金加工用户可以直接使用以提高工作液的性能。rhodafac asi80对金属铝的表面处理最有效，尤其是在诸如敏感的航空铝合金的处理中，数据结果表明，在浓度1％时，rhodafac asi80对金属锌也十分有效，对镁也会起到缓蚀作用。由于产品中存在的膦酸基团，rhodafac asi80不但易与溶液中铝的氧化物络和，同时也与加工液中的钙、镁离子络和。水的硬度不大于300ppm的时候，不会产生明显的沉淀。
[0032]
氨基酸防锈剂：是一种运用在水溶液中的防锈剂，对铸铁和其他黑金属都有良好的防锈性能，不会引起铝变。氨基酸防锈剂具体的为酰基氨基酸型防锈剂，即洛阳绿帆fsail 3300it。
[0033]
醚羧酸复配剂(中国专利：cn201710112714.5)：优异的抗硬水性能，与水中的ca2+，mg2+螯合，并且生成的螯合物有良好的分散作用；低泡性能，使用液不会产生大量泡沫；环保，低毒，且具有优良的生物降解性能。
[0034]
复合缓蚀剂(中国专利：cn201710112698.x)：具有缓释效果，适用范围广，对镁合金有很好的保护作用。
[0035]
苯并三氮唑：主要作为水处理剂、金属防锈剂和缓蚀剂。广泛用于循环水处理剂，防锈油、脂类产品中，也应用于铜及铜合金的气相缓蚀剂、润滑油添加剂。在电镀中用以表面纯化银、铜、锌，有防变作用。bta与铜原子形成共价键和配位键，相互多替成链状聚合物，在铜加表面组成多层保护膜，使铜的表面不起氧化还原反应，不发生氢气，起防蚀作用。对铅、铸铁、镍、锌等金属材料也有同样效果。bta可与多种缓蚀剂配合，提高缓蚀效果。
[0036]
格尔伯特醇：格尔伯特醇是一类在第二个碳上连有支链的脂肪醇的总称，又称为2-烷基-1-烷醇，它是一类饱和伯醇。由于具有两个100％线性烷基链的特殊结构而具备了如下特性：1)低挥发性；2)低刺激性；3)低凝固点；4)优良的润滑性；5)优良的氧化稳定性；6)很好的溶解性和溶解能力；7)低粘度；8)良好的生物降解能力。
[0037]
聚醚：是销售量最大的一种合成油。它是以环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等为原料，在催化剂作用下开环均聚或共聚制得的线型聚合物。基于聚醚的极性，加上具有较低的粘性系数，在几乎所有润滑状态下能形成非常稳定的具有大吸附力和承载能力的润滑剂膜，具有较低的摩擦系数与较强的抗剪切能力。聚醚的润滑性优于矿油、聚α烯烃和双酯，但不如多元醇酯和磷酸酯。
[0038]
四聚蓖麻油酸酯：是一种蓖麻油酸聚酯化合物，可用作水基金属加工液的润滑性添加剂。本品具有一定的自乳化性，在少量碱存在的条件下极易乳化，很容易加进水性配方体系中，水解稳定性好。结构所具有的的较强极性使其具有良好的润滑性能，推荐用于铝的切削与轧制。
[0039]
氢氧化钾：提高反应活性，由于金属加工液大都是有机酸碱反应，反应活性较弱，需要进行催化和活化，加入氢氧化钾，可以提高切削液中脂肪酸和醇胺的反应活性，更利用提高效率。可以提高碱值的，减少碱的用量。活化硬水，氢氧根结合水质中的钙镁，形成细小颗粒沉淀，避免脂肪酸结合钙镁，形成絮状沉淀。
[0040]
通过实验最佳复配比例如下：罗地亚rhodafac asi80 2％、氨基酸防锈剂4％、醚羧酸复配剂2.8％、苯并三氮唑1.5％、复合缓蚀剂3％、聚醚4％、四聚蓖麻油酸酯6.5％、格尔伯特醇7％、呈碱性的氢氧化合物2％、水余量。
[0041]
还可以为以下范围内的其他配比：罗地亚rhodafac asi801.8％～2.5％、氨基酸防锈剂3.0％～5％、醚羧酸复配剂2.5％～3.0％、苯并三氮唑1％～2％、复合缓蚀剂2.0％～4.0％、聚醚3％～5％、四聚蓖麻油酸酯5％～8％、格尔伯特醇6.0％～8.0％、呈碱性的氢氧化合物1％～3％、水余量。
[0042]
实施例一：
[0043]
在容器内依次加入水、氨基酸防锈剂4％、苯并三氮唑1.5％、氢氧化钾2％，常温搅拌直至均匀透明；再将罗地亚rhodafac asi80 2％、复合缓蚀剂3％、聚醚4％、四聚蓖麻油酸酯6.5％、格尔伯特醇7％、醚羧酸复配剂2.8％加入上述均匀透明液体，在40℃的温度下搅拌至均匀透明。
[0044]
取市面上普通的两款金属加工液半合成a型号和乳化b型号与本发明切削液做对比实验。对比试验中所用的纯水、亚硝、甲醛、攻丝扭矩仪、清洗工件、实验环境等因素都保持一致，唯一变量只是金属加工液型号不同。
[0045]
分别将三款金属加工液配置5％浓度的500ppm硬水和1000ppm观察抗硬水性能，然后配置5％自来水稀释液测试甲醛、亚硝含量。
[0046][0047]
对比结果：相同环境，同样测试方法，由三种不同型号的切削液所做的硬水稳定性和测试有害物质实验看出，本专利切削液抗硬水能力最好且不含亚硝甲醛有害物质，a型号金属加工液和b型号金属加工液都有析皂且含有害物质。实验结果表明专利切削液稳定，对环境友好。
[0048]
实施例二：
[0049]
分别将上述三款金属加工液配置10％浓度的自来水稀释液，然后用攻丝扭矩仪测试润滑性：
[0050]
金属加工液型号润滑性本发明切削液54.3ncm半合成a型号80.2ncm乳化b型号75.6ncm
[0051]
对比结果：相同环境，同样测试方法，由三种不同型号的切削液所做的润滑性实验看出，专利切削液润滑性最优，b型号金属加工液次之，a型号金属加工液润滑性最差。结果表明本发明切削液润滑性很好，能满足苛刻的加工工艺，且较低浓度就能达到很好的加工效果。
[0052]
实施例三：
[0053]
分别将上述三款金属加工液配置5％浓度的自来水稀释液，然后在40℃恒温水浴
试验槽中测试各产品对铝合金的保护性。得到实验数据如下表：
[0054]
切削液型号本发明切削液a型号b型号铝合金保护性a级b级a级
[0055]
注：保护性能a级最好，表示浸泡前后金属材质无变无氧化；c级最差，表示浸泡后金属材质变黑变氧化。
[0056]
对比结果：相同环境，同样测试方法，由三种不同型号的切削液所做金属浸泡实验看出，本发明切削液铝合金保护性最好。
[0057]
实施例四：
[0058]
分别取上述三款金属加工液配置10％浓度稀释液，加工工件，测试清洗性能。得到实验数据如下表：
[0059]
切削液型号清洗性能本发明切削液易清洗半合成a型号较难清洗乳化液b型号清洗不干净
[0060]
对比结果：相同实验条件下本发明切削液最易清洗，a型号较难清洗干净，b型号清洗后有残留，效果最差。
[0061]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0062]
1、不含劣质油和其他有害物质，对环境友好，对工人无害。
[0063]
2、对铝合金保护性能好，能满足各种铝合金材质加工。
[0064]
3、稳定，润滑性好，延长刀具寿命，低浓度也能满足加工，极大的节约成本。
[0065]
4、产品易清洗，后道工序清洗剂消耗少，清洗比较容易，节约成本减少污染。
[0066]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种通用型高润滑全合成切削液，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：2.根据权利要求1所述的一种通用型高润滑全合成切削液，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：罗地亚rhodafac asi80 1.6％～2.3％、氨基酸防锈剂3.2％～4.8％、醚羧酸复配剂2.6％～2.9％、苯并三氮唑1.2％～1.8％、复合缓蚀剂2.2％～3.8％、聚醚3.2％～4.8％、四聚蓖麻油酸酯5.2％～7.8％、格尔伯特醇6.2％～7.8％、呈碱性的氢氧化合物1.2％～2.8％、水余量。3.根据权利要求1所述的一种通用型高润滑全合成切削液，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：罗地亚rhodafac asi80 2％、氨基酸防锈剂4％、醚羧酸复配剂2.8％、苯并三氮唑1.5％、复合缓蚀剂3％、聚醚4％、四聚蓖麻油酸酯6.5％、格尔伯特醇7％、呈碱性的氢氧化合物2％、水余量。4.根据权利要求1-3任一所述的一种通用型高润滑全合成切削液，其特征在于，所述氨基酸防锈剂为酰基氨基酸型防锈剂。5.根据权利要求1-3任一所述的一种通用型高润滑全合成切削液，其特征在于，所述水为软水或者去离子水。6.根据权利要求1-3任一所述的一种通用型高润滑全合成切削液，其特征在于，所述呈碱性的氢氧化合物为氢氧化钾。7.一种通用型高润滑全合成切削液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据权利要求1-6任一所述的配比，准备各材料；2)在容器内依次加入水、氨基酸防锈剂、苯并三氮唑、氢氧化钾，常温搅拌直至均匀透明；3)再将罗地亚rhodafac asi80、复合缓蚀剂、聚醚、四聚蓖麻油酸酯、格尔伯特醇、醚羧酸复配剂加入上述均匀透明液体，在60℃-80℃的温度下搅拌至均匀透明。
8.根据权利要求7所述的一种通用型高润滑全合成切削液的制备方法，其特征在于，步骤3)中的搅拌温度为40℃。

技术总结

本发明公开了一种通用型高润滑全合成切削液，其包括以下重量百分比的组分：罗地亚Rhodafac ASI801.8％～2.5％、氨基酸防锈剂3.0％～5％、醚羧酸复配剂2.5％～3.0％、苯并三氮唑1％～2％、复合缓蚀剂2.0％～4.0％、聚醚3％～5％、四聚蓖麻油酸酯5％～8％、格尔伯特醇6.0％～8.0％、呈碱性的氢氧化合物1％～3％、水余量。本发明还提供了一种通用型高润滑全合成切削液的制备方法。本发明相较于现有技术可以解决现有切削液对人体环境有危害、通用性较差、稳定性、冷却性和清洗性能差的问题。冷却性和清洗性能差的问题。