一種低VOCs環(huán)保微乳化切削液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種金屬加工切削液，具體是一種低VOCs環(huán)保微乳化切削液及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 切削液是金屬各種切削加工中使用于加工區(qū)域起潤(rùn)滑、冷卻和清洗工件與刀具作 用的工業(yè)用液體，高性能的切削液應(yīng)具備良好的加工性能、理化性能和環(huán)衛(wèi)性能，如潤(rùn)滑、 冷卻、防銹、除油清洗、防腐等。
[0003] 金屬切削液在給人類(lèi)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)也對(duì)環(huán)境和操作者帶來(lái)了一定的 危害，如使用過(guò)的切削廢液可能會(huì)對(duì)水、大氣及土壤造成污染;含磷的防銹組分會(huì)使水體富 營(yíng)養(yǎng)化等。
[0004] 切削液按油品化學(xué)組成分為非水溶性(油基)液和水溶性(水基)液兩大類(lèi)。油基切 削液的潤(rùn)滑性能較好，冷卻效果較差。水基切削液與油基切削液相比潤(rùn)滑性能相對(duì)較差，冷 卻效果較好。
[0005] 微乳化切削液是研究開(kāi)發(fā)的一種介于乳化油和合成切削液之間的新型金屬加工 液產(chǎn)品，它既具有乳化油的潤(rùn)滑性，又有合成切削液的清洗性。由于微乳化液特有的組成特 點(diǎn)，使得它兼有乳化液和合成液兩者的優(yōu)點(diǎn)，潤(rùn)滑、冷卻、清洗、防銹性能均較好，且其使用 壽命比乳化液要長(zhǎng)4~6倍。微乳化切削液具有多用途，應(yīng)用廣，綜合性能好，穩(wěn)定性較好，壽 命長(zhǎng)，兌水后呈半透明或透明狀；因此，發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)走過(guò)了從乳化液向合成液，再向微乳 化液發(fā)展的過(guò)程，微乳化液得到了前所未有的發(fā)展和應(yīng)用。隨著高速加工時(shí)代的到來(lái)，加工 效率的提高，對(duì)加工件光潔度的要求也越來(lái)越高，而現(xiàn)有的微乳化切削液在防銹、潤(rùn)滑、使 用壽命、穩(wěn)定性等方面仍顯得不足，并且以往的微乳化切削液基礎(chǔ)油一般是以石油為原料， 由于礦物油基的切削液生物降解能力差，長(zhǎng)期滯留在水和土壤中，會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響。
[0006] 硼酸鹽抗極壓能力遠(yuǎn)大于硫磷型和氯鉛型添加劑，是一種新型的潤(rùn)滑脂極壓添加 劑。采用發(fā)動(dòng)機(jī)上最新使用的納米硼酸及硼氮配合物類(lèi)減壓抗磨劑，作為切削液的極壓劑， 各項(xiàng)潤(rùn)滑、減摩擦、冷卻、清洗功能等指標(biāo)優(yōu)于皂化油。使用高標(biāo)號(hào)基礎(chǔ)油，及避免使用醇醚 類(lèi)耦合劑，極大地降低VOCs的生成，對(duì)環(huán)境不污染等特點(diǎn)，且成本低，對(duì)于發(fā)展我國(guó)機(jī)械制 造行業(yè)具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種低VOCs環(huán)保微乳化切削液及其制備方法， 該切削液無(wú)色透明切削液，兼顧高溫潤(rùn)滑性及清洗性。
[0008] 本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0009] -種低VOCs環(huán)保微乳化切削液，原料組分及其重量百分比組成如下： 基礎(chǔ)油 20~30% 非離子表面活性劑 15~28% 防銹劑 5~12% 極壓劑 3~7% 植物油酸 3~6% 環(huán)烷酸鋅 2~6% 甘油 3-5%
[0010] 聚乙二醇 1~6% 苯甲酸鈉 0.3~1.5% 抗磨劑 1-3% pH調(diào)節(jié)劑 2~3% 檸檬酸三鈉 0~2% 乳化硅油 0.5% 卡松 0 5~1% 水. 補(bǔ)足至100%:。.
[0011] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的基礎(chǔ)油為26#或32#機(jī)油，白油，或變壓器油。
[0012] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的非離子表面活性劑為SPAN-80與Tween80、A0E9、0P10、TX100 其中一種或兩種以上的混合物。
[0013] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的防銹劑為石油磺酸鈉。
[0014] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的極壓劑為納米硼酸類(lèi)物質(zhì)或納米硼氮類(lèi)配合物。
[0015] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的納米硼酸類(lèi)物質(zhì)為硼酸胺鹽、硼酸酰胺或硼酸酯。
[0016] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的聚乙二醇為聚乙二醇400。
[0017] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的抗磨劑為硫磷丁辛基鋅鹽T202。
[0018] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的pH調(diào)節(jié)劑為質(zhì)量濃度10~30%的NaOH溶液。
[0019] 本發(fā)明優(yōu)選的，所述的卡松為質(zhì)量濃度0.5~1.5 %的卡松溶液。
[0020] 本發(fā)明優(yōu)選的，一種低VOCs環(huán)保微乳化切削液，原料組分及其重量百分比組成如 下：
[0021 ] 基礎(chǔ)油 22~27% 非離子表面活性劑 15~22% 防銹劑 5~8% 極壓劑 4~6% 植物油酸 3~4% 環(huán)烷酸鋅 2~5% 甘油 3~4% 聚乙二醇 1~2%
[0022] 苯甲酸鈉 0.3~0 5% 抗磨劑 1~2% pH調(diào)節(jié)劑 2-2.5% 檸檬酸三鈉 0.5~1% 乳化硅油 0.5% 卡松 0.5~1 % 水 補(bǔ)足至100%。
[0023]本發(fā)明優(yōu)選的，一種低VOCs環(huán)保微乳化切削液，原料組分及其重量百分比組成如 下： 基礎(chǔ)油 22~27% 非離子表面活性劑 15~22% 防銹劑 54% 極壓剤 4~6% 植物油酸 3~4% 環(huán)烷酸鋅 2~5% 甘油 3-4%
[0024] 聚乙二醇 卜2% 苯甲酸鈉 0.3-、0.5% 抗磨劑 1~2% pH調(diào)節(jié)劑 2~2.5% 乳化硅油 0.5% 卡松 0.5~1 % 水. 補(bǔ)足至100%。
[0025] 本發(fā)明優(yōu)選的，一種低VOCs環(huán)保微乳化切削液，原料組分及其重量百分比組成如 下： 基礎(chǔ)油 25~27% TweenSO 和 SPAN-80 的混合物 20~22% 石油磺酸鈉 5% 納米硼酸類(lèi)物質(zhì) 4~5% 植物油酸 3% 環(huán)烷酸鋅 2~5% 甘油 3%
[0026] 貨乙：醉（PEG400) 1-2% 苯甲酸鈉 0.5% 抗磨劑（T202) 2% 20%NaOH 溶液 2% 檸檬酸三鈉 0.5~丨％ 乳化硅油 0.5% 1%卡松溶液 0.5~1 % 水 補(bǔ)足至100%。
[0027]本發(fā)明優(yōu)選的，一種低VOCs環(huán)保微乳化切削液，原料組分及其重量百分比組成如 下： 32#白油 20% 植物油酸 4% 苯甲酸鈉 0.5% 環(huán)烷酸鋅 5% 甘油 3% 聚乙二醇（PEG40.0): 3% 檸檬酸三鈉 1°/〇
[0028] 抗磨劑（T202) 1%： 納米硼酸類(lèi)物質(zhì) 6:% 20%NaOH 溶液 2.5% 石油磺酸鈉 5% TweeiiSO 和 SMN-SO 的漼合物 15% 乳化硅油 0.5% 1%卡松溶液 Γ%
[0029] 7% 32.5%：〇
[0030]本發(fā)明的低VOCs環(huán)保微乳化切削液原液顏色全為淺黃色透明液體，pH為8.5~ 8.7,5%稀釋液為白色乳狀液，不析油、不析阜，防銹性能達(dá)至仏級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(68八6144-2010)，防 銹、消泡性能極佳。由此表明，本發(fā)明的環(huán)保微乳化金屬切削液在穩(wěn)定性、潤(rùn)滑性、防銹性、 冷卻性等方面也都具有優(yōu)越性能。
[0031]本發(fā)明人意外發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明由基礎(chǔ)油、非離子表面活性劑、防銹劑、極壓劑、植物油 酸、環(huán)烷酸鋅、甘油、聚乙二醇、苯甲酸鈉、乳化硅油和卡松組成的微乳化切削液兼顧高溫潤(rùn) 滑性及清洗性，同時(shí)具有良好的抗磨性、極壓性、及防銹性。在使用過(guò)程中，26#或32#機(jī)油， 白油，或變壓器油作為基礎(chǔ)油，易乳化;環(huán)烷酸鋅使基礎(chǔ)油的乳化能力更強(qiáng)，納米硼酸類(lèi)物 質(zhì)或納米硼氮類(lèi)配合物極壓劑的添加，可以調(diào)出超高極壓型微乳化切削液，乳化顆粒細(xì)小， 產(chǎn)品更加穩(wěn)定，解決了中高溫加工的極壓潤(rùn)滑要求，適合加工溫度更寬的機(jī)加工;防銹性采 用石油磺酸鈉進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，使防銹效果達(dá)到最佳;基礎(chǔ)油及水性潤(rùn)滑劑PEG400,盡可能地提高 高速切削下的油性及水性潤(rùn)滑狀態(tài)，使產(chǎn)品在高溫狀態(tài)下保持良好穩(wěn)定的潤(rùn)滑性，同時(shí)保 持對(duì)人體健康和環(huán)境的友好性，極大地避免了 VOCs的產(chǎn)生，本發(fā)明的基礎(chǔ)油、非離子表面活 性劑、防銹劑、極壓劑、植物油酸、環(huán)烷酸鋅、甘油、聚乙二醇、苯甲酸鈉、乳化硅油和卡松各 物質(zhì)的組成比例是本領(lǐng)域的技術(shù)人員經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)摸索得到的，尤其是基礎(chǔ)油、非離子 表面活性劑、防銹劑、極壓劑、植物油酸、環(huán)烷酸鋅、甘油、聚乙二醇的比例，兼顧高溫潤(rùn)滑性 及清洗性，同時(shí)具有良好的抗磨性、極壓性、及防銹性，石油磺酸鈉進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，使防銹效果達(dá) 到最佳;防腐性能強(qiáng)，對(duì)細(xì)菌、真菌抑菌、殺菌能力強(qiáng)，大大提高了產(chǎn)品的使用壽命;通過(guò)以 上原料調(diào)出的金屬加工液性能全面，適合各種機(jī)加工，如切削、車(chē)削、鉆孔、磨削、鏜、銑等高 難加工工藝。
[0032]上述低VOCs環(huán)保微乳化切削液的制備方法，包括步驟如下：
[0033] 1)將苯甲酸鈉、PEG400、檸檬酸鈉、卡松溶液水溶性物質(zhì)加入水中，攪拌溶解;制得 混合物水溶液；
[0034] 2)把植物油酸、環(huán)烷酸鋅、抗磨劑T202、極壓劑、除銹劑油溶性物質(zhì)加入基礎(chǔ)油中， 攪拌溶解，油性混合物；
[0035] 3)把混合物水溶液加入到油性混合物中，混合并持續(xù)攪拌，用pH調(diào)節(jié)劑把混合液 pH值調(diào)節(jié)到9.5~10;得混合物；
[0036] 4)向混合物中加入Span80攪拌;然后加入耦合劑甘油，持續(xù)攪拌5~20分鐘；
[0037] 5)在攪拌狀態(tài)下，加入了￥66118