專利名稱：一種水溶性磨削液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬加工液，特別涉及一種水溶性磨削液組合物。
背景技術(shù)：
在金屬加工過程中，需要各種加工潤滑油進(jìn)行潤滑，一般成為金屬加工液，金屬加工液對(duì)人體的危害首先是添加劑的毒性，對(duì)環(huán)境的危害主要是廢液對(duì)水資源的污染。礦物油是金屬加工液的主要成分之一，其生物降解性差，能長(zhǎng)期滯留在水和土壤中，破壞正常的生態(tài)。金屬加工液的添加劑對(duì)環(huán)境的污染也是多方面的，如常用作極壓添加劑的短鏈氯化石蠟是海水污染物之一。針對(duì)金屬加工液的安全、健康和環(huán)保問題，發(fā)達(dá)國家已制定了許多有關(guān)法律及標(biāo)準(zhǔn)，這些法規(guī)對(duì)金屬加工液生產(chǎn)者和使用者都增加了生產(chǎn)成本，不利于激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。因此有關(guān)金屬加工液安全、健康與環(huán)保問題成為本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和重點(diǎn)，大家都努力尋找解決此類問題的方法。因此，開發(fā)“綠色金屬加工液”有著很重要的意義?！熬G色金屬加工液”是指對(duì)人和環(huán)境友好的金屬加工液，它在使用過程中對(duì)人體無害，對(duì)環(huán)境無污染或低污染?！熬G色設(shè)計(jì)”是面向環(huán)境的設(shè)計(jì)，金屬加工液的“綠色設(shè)計(jì)”是在充分考慮金屬加工液性能和成本的同時(shí)，還要充分考慮金屬加工液在使用中對(duì)人體無害， 對(duì)環(huán)境無污染，且便于廢液處理，目前研究開發(fā)的重點(diǎn)是研制高效無毒可生物降解添加劑， 用生物降解性好的植物油和合成酯代替礦物油，發(fā)展水基金屬加工液。磨削加工作為精加工手段已在機(jī)械加工領(lǐng)域得以廣泛使用，磨削加工不但能高效率地加工出尺寸精度高、表面質(zhì)量好的零件，而且易于加工硬度高的金屬材料。磨削液成為金屬加工液中重要的一種，研制出環(huán)境友好的綠色水基磨削液成為研究的方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保型的水溶性磨削液組合物，該水溶性磨削液組合物具有良好的抗磨減摩性能和良好的防銹性能。本發(fā)明一種水溶性磨削液，由以下組分組成(A)油性劑，5 25重量％，優(yōu)選10 20重量％(B)無機(jī)鹽防銹劑,2 10重量％ ,優(yōu)選4 8重量％ ；(C)有機(jī)合成防銹劑，15 30重量％，優(yōu)選20 25重量％ ；(D)非離子型表面活性劑，5 15重量％，優(yōu)選5 10重量％ ；(E)pH值調(diào)節(jié)劑，2 6重量％，優(yōu)選3 5重量％ ；(F)去離子水，30 60重量％ ；以水溶性磨削液總重量計(jì)；所述組分(A)是聚乙二醇或Cici^22的一元脂肪酸中的至少一種，兩種以上時(shí)可以任意比例配比；本發(fā)明一種水溶性磨削液，其進(jìn)一步特征還在于所述組分(A)為C12^18的一元脂肪酸與聚乙二醇的混合物，推薦使用月桂酸、椰子油酸、肉豆蘧酸、硬脂酸、軟脂酸、 油酸或棕櫚油脂肪酸。加入的聚乙二醇優(yōu)選為聚乙二醇600，可與未反應(yīng)完全的油酸生成聚二醇油酸酯，加大磨削液的防銹能力及水溶性；聚乙二醇600具有較大的密度，會(huì)在金屬表面擴(kuò)散成一層薄膜，起緩蝕劑的作用。本發(fā)明一種水溶性磨削液，其特征在于所述組分(B)無機(jī)鹽防銹劑是硼砂、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸鈉或鑰酸鈉中的一種或一種以上。鑰酸鹽能在金屬表面形成 FeMoO4-Fe2O3鈍化膜，是性能良好的防銹劑，且?guī)缀鯖]有毒性和對(duì)環(huán)境的危害性。硼砂、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉或磷酸鈉與鑰酸鈉進(jìn)行復(fù)配，能提高單劑的防銹性能。本發(fā)明一種水溶性磨削液，組分(C)是辛酸鹽、十二烯基丁二酸鹽或十二烯基丁二酸半酯鹽中的至少一種，兩種以上時(shí)可以任意比例配比；所述組分(C)為辛酸、十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯與單乙醇胺或三乙醇胺反應(yīng)生成的鹽。通過合成有機(jī)防銹劑，并進(jìn)行復(fù)配，能較大程度提高磨削液的防銹性能，并且具有良好的水溶性。本發(fā)明一種水溶性磨削液，其進(jìn)一步特征在于所述組分(C)中酸與醇胺的比例為I : I 2(重量比)。組分(D)是脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚的非離子表面活性劑；本發(fā)明一種水溶性磨削液，組分(E)為氫氧化鈉、二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一種，優(yōu)選為三乙醇胺。本發(fā)明一種水溶性磨削液的制備方法，包括以下步驟I)制備組分(C):將辛酸、十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯與單乙醇胺或三乙醇胺混合，在60 80°C溫度條件下，攪拌I 2小時(shí)，至溶解均勻，形成透明的液體，得到組分(C)；2)將I)得到組分(C)和其他組分按比例混合，于50 70°C溫度條件下，攪拌
0.5 I. 5小時(shí)，至溶解均勻，形成透明的液體，即得本發(fā)明組合物。本發(fā)明一種水溶性磨削液為水性溶液體，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在磨削加工過程中不會(huì)影響可見度，操作方便，清洗容易，能夠滿足水基磨削液的技術(shù)要求，有良好的抗磨減摩性能和良好的防銹性能。本發(fā)明一種水溶性磨削液可使用在鋼、鐵及硬度高的合金鋼上，能有效降低砂輪與切屑，砂輪與工件表面的摩擦，以達(dá)到有效延長(zhǎng)刀具和砂輪的使用壽命的目的，且對(duì)環(huán)境污染很小，是一種較理想的環(huán)境友好磨削液。
具體實(shí)施例方式下面用具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I 3為組分(C)的制備例，實(shí)施例4 8為本發(fā)明一種水溶性磨削液制備實(shí)施例。實(shí)施例I將150克正辛酸，200克單乙醇胺，置入一個(gè)容器中于60 75°C溫度條件下，攪拌
1.5小時(shí)，至溶解均勻，形成淺黃色透明的液體A。實(shí)施例2將200克十二烯基丁二酸，200克三乙醇胺，加入到一個(gè)容器中于60 80°C溫度條件下，攪拌I. 5小時(shí)，至溶解均勻，形成透明的液體B。實(shí)施例3
將100克十二烯基丁二酸半酯，200克三乙醇胺，加入到一個(gè)容器中于60 80°C 溫度條件下，攪拌I. 5小時(shí)，至溶解均勻，形成透明的液體C。實(shí)施例4將100克聚乙二醇600，50克油酸，20克硼砂，20克磷酸氫二鈉，20克鑰酸鈉，100 克實(shí)施例I形成透明的液體A，100克實(shí)施例2，50克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)，50克辛基酚聚氧乙烯(4)醚，50克三乙醇胺，440克去離子水，加入到一個(gè)容器中于55 60°C溫度條件下，攪拌I小時(shí)，至溶解均勻，形成透明的液體。實(shí)施例5將150克聚乙二醇600，20克硼砂，20克磷酸二氫鈉，20克鑰酸鈉，70克實(shí)施例I 物質(zhì)，30克實(shí)施例2形成透明的液體B，50克實(shí)施例2，100克實(shí)施例3，50克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)，50克壬基酚聚氧乙烯(10)醚，50克三乙醇胺，390克去離子水，加入到一個(gè)容器中于55 60°C溫度條件下，攪拌I小時(shí)，至溶解均勻，形成透明的液體。實(shí)施例6將100克聚乙二醇600，50克油酸，20克硼砂，20克磷酸氫二鈉，20克磷酸二氫鈉， 90克實(shí)施例I形成透明的液體A，60克實(shí)施例3，150克實(shí)施例3，50克壬基酚聚氧乙烯(7) 醚(NP-7)，50克壬基酚聚氧乙烯(10)醚，50克三乙醇胺，340克去離子水，加入到一個(gè)容器中于55 60°C溫度條件下，攪拌I小時(shí)，至溶解均勻，形成透明的液體。實(shí)施例7將100克聚乙二醇600，20克磷酸氫二鈉，20克鑰酸鈉，150克實(shí)施例1，100克實(shí)施例2形成透明的液體B，50克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)，50克壬基酚聚氧乙烯(10) 醚，30克三乙醇胺，480克去離子水，加入到一個(gè)容器中于55 60°C溫度條件下，攪拌I小時(shí)，至溶解均勻，形成透明的液體。實(shí)施例
將100克聚乙二醇600，20克磷酸氫二鈉，20克鑰酸鈉，150克實(shí)施例1，100克實(shí)施例3形成透明的液體C，50克壬基酚聚氧乙烯(7)醚(NP-7)，50克壬基酚聚氧乙烯(10) 醚，30克三乙醇胺，480克去離子水，加入到一個(gè)容器中于55 60°C溫度條件下，攪拌I小時(shí)，至溶解均勻，形成透明的液體。8實(shí)施例對(duì)比例比例為是市售商品化水基磨削液，定義為組合物D，組合物D的主要組成為油性劑、防銹劑、壬基酹聚氧乙烯醚、pH值調(diào)節(jié)劑等。以實(shí)施例4、實(shí)施例5、實(shí)施例6、實(shí)施例7作為本發(fā)明一種水溶性磨削液，為了說明本發(fā)明水溶性磨削液性能，與市售商品化磨削液組合物D性能進(jìn)行比較，對(duì)比實(shí)驗(yàn)過程采用原液和濃度為3% (重量)的稀釋液來進(jìn)行。其中摩擦系數(shù)潤滑性能評(píng)定采用SH/T 0201-1992的標(biāo)準(zhǔn)方法液體潤滑劑摩擦系數(shù)測(cè)定法；防銹性能評(píng)定采用鐵屑濾紙法德國DIN51360/2 JfSASTM D4627方法。實(shí)驗(yàn)時(shí)將一定量的鑄鐵屑用溶劑清洗后烘干或吹干，均勻地鋪在一定直徑、中間劃有一定試驗(yàn)區(qū)域的定性濾紙上，濾紙放在培養(yǎng)皿內(nèi)，用移液管吸取一定體積的試驗(yàn)液，均勻地滴加在鐵屑上，蓋上培養(yǎng)皿蓋，在試驗(yàn)溫度下放置一定時(shí)間。試驗(yàn)期滿后，將濾紙上的鐵屑倒掉，用自來水將濾紙上的碎屑沖洗干凈，然后將濾紙烘干或吹干，檢查濾紙上的銹蝕情況，進(jìn)行銹蝕度評(píng)級(jí)，對(duì)比結(jié)果如表I所示。
表I本磨削液的性能指標(biāo)及其與商品化的磨削性能比較
權(quán)利要求
1.一種水溶性磨削液，其特征在于由下述組分組成(A)油性劑，5 25重量％；(B)無機(jī)鹽防銹劑，2 10重量％；(C)有機(jī)合成防銹劑，15 30重量％;(D)非離子型表面活性劑，5 15重量％；(E)pH值調(diào)節(jié)劑，2 6重量％；(F)去尚子水,30 60重量％；以水溶性磨削液總重量計(jì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水溶性磨削液，其特征在于(A)油性劑，10 20重量％；(B)無機(jī)鹽防銹劑，4 8重量％；(C)有機(jī)合成防銹劑，20 25重量％；(D)非離子型表面活性劑，5 10重量％；(E)pH值調(diào)節(jié)劑，3 5重量％；(F)去尚子水,30 60重量％；以水溶性磨削液總重量計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水溶性磨削液，其特征在于所述組分㈧是聚乙二醇、Cici^ 22的一元脂肪酸或Cici^22的一元脂肪酸中的至少一種，兩種以上時(shí)可以任意比例配比。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水溶性磨削液，其特征在于所述組分(C)是辛酸鹽、十二烯基丁二酸鹽或十二烯基丁二酸半酯鹽中的至少一種，兩種以上時(shí)可以任意比例配比。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水溶性磨削液，其特征在于所述組分⑶是脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚或辛基酚聚氧乙烯醚的非離子表面活性劑；組分(E)為氫氧化鈉、 二乙醇胺或三乙醇胺中的至少一種，兩種以上時(shí)可以任意比例配比。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水溶性磨削液，其特征在于所述組分(B)是硼砂、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸鈉或鑰酸鈉中的至少一種，兩種以上時(shí)可以任意比例配比。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水溶性磨削液，其特征在于所述組分㈧中的一元脂肪酸為^卜18的一元脂肪酸。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水溶性磨削液，其特征在于所述組分(A)中的聚乙二醇為聚乙二醇600。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水溶性磨削液，其特征在于所述組分(C)為辛酸、十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯與單乙醇胺或三乙醇胺反應(yīng)生成的鹽，酸與醇胺的重量比為 I I 2。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水溶性磨削液，其特征在于所述組分(E)為三乙醇胺。
11.一種水溶性磨削液的制備方法，其特征在于1)制備組分(C):將辛酸、十二烯基丁二酸或十二烯基丁二酸半酯與單乙醇胺或三乙醇胺混合，在60 80°C溫度條件下，攪拌I 2小時(shí)，至溶解均勻，形成透明的液體，得到組分(C)；2)將步驟I)得到組分(C)和其他組分按比例混合，，于50 70°C溫度條件下，攪拌O.5 I. 5小時(shí)，至溶解均勻，形成透明的液體，即得本發(fā)明組合物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水溶性磨削液，由A)油性劑，10～20重量％，(B)無機(jī)鹽防銹劑，4～8重量％，(C)有機(jī)合成防銹劑，15～30重量％，(D)非離子型表面活性劑，5～15重量％，(E)pH值調(diào)節(jié)劑，2～6重量％，(F)去離子水，30～60重量％組成，以水溶性磨削液總重量計(jì)，該水溶性磨削液組合物具有良好的抗磨減摩性能和良好的防銹性能，操作方便，清洗容易。
文檔編號(hào)C10N30/06GK102585986SQ20111043705
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者劉奎, 胡漢國, 要潔 申請(qǐng)人:中國石化集團(tuán)洛陽石油化工工程公司, 中國石油化工股份有限公司