一种乳化金属切削液及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种乳化金属切削液及其制备方法，乳化金属切削液包括以下重量份计的原料：月桂酸15～70份、环氧乙烷40～90份、聚丙烯酸5～60份、二丁基萘磺酸钠35～60份、脂肪酸聚氧乙烯酯55～80份、乙二醇45～90份、柠檬酸45～60份、甲基苯丙胺50～80份、三聚磷酸钠20～60份、硼酸钠35～65份、硫化钠15～70份、扩散剂5～20份、匀染剂10～40份。制备方法是：（1）将柠檬酸、月桂酸、环氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸钠、脂肪酸聚氧乙烯酯、在80～100℃条件下反应1～2h，冷却至20～30℃；（2）在密闭反应釜中加入剩余组分，混合均匀，然后加入步骤（1）的混合物，搅拌均匀。本发明的乳化金属切削液抗菌能力强，保质期长。
【专利说明】一种乳化金属切削液及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于机械加工材料领域，尤其涉及一种乳化金属切削液及其制备方法。[0002]
【背景技术】
[0003] 切削液（cuttingfluid,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，人类使用切削液的历史可以追溯到远古时代。人们 在磨制石器、铜器和铁器时，就知道浇水可以提高效率和质量。在古罗马时代，车削活塞泵 的铸件时就使用橄榄油，16世纪使用牛脂和水溶剂来抛光金属盔甲。从1775年英国的J. Wilkinson为了加工瓦特蒸汽机的汽缸而研制成功镗床开始，伴随出现了水和油在金属切 削加工中的应用。到I860年经历了漫长发展后，车、铣、刨、磨、齿轮加工和螺纹加工等各种 机床相继出现，也标志着切削液开始较大规模的应用。
[0004] 切削液主要有润滑、冷却和清洗作用，金属切削加工液(简称切削液）在切削过程 中的润滑作用，可以减小前刀面与切屑，后刀面与已加工表面间的摩擦，形成部分润滑膜， 从而减小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具与工件坯料摩擦部位的表面温度和刀具磨损， 改善工件材料的切削加工性能。在磨削过程中，加入磨削液后，磨削液渗入砂轮磨粒一工 件及磨粒一磨屑之间形成润滑膜，使界面间的摩擦减小，防止磨粒切削刃磨损和粘附切屑， 从而减小磨削力和摩擦热，提高砂轮耐用度以及工件表面质量。切削液的冷却作用是通过 它和因切削而发热的刀具（或砂轮)、切屑和工件间的对流和汽化作用把切削热从刀具和工 件处带走，从而有效地降低切削温度，减少工件和刀具的热变形，保持刀具硬度，提高加工 精度和刀具耐用度。切削液的冷却性能和其导热系数、比热、汽化热以及粘度(或流动性)有 关。水的导热系数和比热均高于油，因此水的冷却性能要优于油。在金属切削过程中，要求 切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及铁粉、油污和砂粒，防止机床和工件、刀 具的沾污，使刀具或砂轮的切削刃口保持锋利，不致影响切削效果。对于油基切削油，粘度 越低，清洗能力越强，尤其是含有煤油、柴油等轻组份的切削油，渗透性和清洗性能就越好。 含有表面活性剂的水基切削液，清洗效果较好，因为它能在表面上形成吸附膜，阻止粒子和 油泥等粘附在工件、刀具及砂轮上，同时它能渗入到粒子和油泥粘附的界面上，把它从界面 上分离，随切削液带走，保持界面清洁。
[0005] 油基切削液的润滑性能较好，冷却效果较差。水基切削液与油基切削液相比润滑 性能相对较差，冷却效果较好。乳化液把油的润滑性和防锈性与水的极好冷却性结合起来， 同时具备较好的润滑冷却性，因而对于大量热生成的高速低压力的金属切削加工很有效。 与油基切削液相比，乳化液的优点在于较大的散热性，清洗性，用水稀释使用而带来的经济 性以及有利于操作者的卫生和安全而使他们乐于使用。实际上除特别难加工的材料外，乳 化液几乎可以用于所有的轻、中等负荷的切削加工及大部分重负荷加工，乳化液还可用于 除螺纹磨削、槽沟麻削等复杂磨削外的所有磨削加工，乳化液的缺点是容易使细菌、霉菌繁 殖，使乳化液中的有效成分产生化学分解而发臭、变质。
[0006]
【发明内容】
[0007] 本发明为了克服现有技术的不足，提供一种乳化金属切削液及其制备方法，乳化 金属切削液性质稳定，不易分解变质。
[0008] 本发明采用以下技术方案： 一种乳化金属切削液，包括以下重量份计的原料：月桂酸15?70份、环氧乙烧40?90 份、聚丙烯酸5?60份、二丁基萘磺酸钠35?60份、脂肪酸聚氧乙烯酯55?80份、乙二 醇45?90份、柠檬酸45?60份、甲基苯丙胺50?80份、三聚磷酸钠20?60份、硼酸钠 35?65份、硫化钠15?70份、扩散剂5?20份、匀染剂10?40份。
[0009] 作为优选，包括以下重量份计的原料：月桂酸50份、环氧乙烷60份、聚丙烯酸40 份、二丁基萘磺酸钠50份、脂肪酸聚氧乙烯酯65份、乙二醇60份、柠檬酸50份、甲基苯丙 胺65份、三聚磷酸钠45份、硼酸钠50份、硫化钠50份、扩散剂10份、匀染剂25份。
[0010] 作为优选，扩散剂为亚甲基双萘磺酸钠或亚甲基双萘磺酸钾。
[0011] 作为优选，匀染剂为烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0012] 上述乳化金属切削液的制备方法，包括以下步骤： (1) 将柠檬酸、月桂酸、环氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸钠、脂肪酸聚氧乙烯酯、在 80?KKTC条件下反应1?2h，冷却至20?30°C; (2) 在密闭反应釜中加入乙二醇、甲基苯丙胺、三聚磷酸钠、硼酸钠、硫化钠、扩散剂、匀 染剂，混合均匀，然后加入步骤（1)的混合物，搅拌均匀。
[0013] 作为优选，步骤（1)的反应时间为I. 5h。
[0014] 技术效果 本发明的乳化金属切削液含有柠檬酸，一方面可以使原料更好的溶解，另一方面采用 植物抑菌方式，有效提高切削液的抗菌能力，从而提高保质期。
[0015]
【具体实施方式】
[0016] 下面通过具体实施例进一步说明本发明，但不局限于此。
[0017] 实施例1 一种乳化金属切削液，包括以下重量份计的原料：月桂酸15份、环氧乙烷40份、聚丙烯 酸5份、二丁基萘磺酸钠35份、脂肪酸聚氧乙烯酯55份、乙二醇45份、柠檬酸45份、甲基 苯丙胺50份、三聚磷酸钠20份、硼酸钠35份、硫化钠15份、扩散剂5份、匀染剂10份。
[0018] 扩散剂为亚甲基双萘磺酸钠。匀染剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
[0019] 上述乳化金属切削液的制备方法，包括以下步骤： (1) 将柠檬酸、月桂酸、环氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸钠、脂肪酸聚氧乙烯酯、在 80°C条件下反应lh，冷却至20°C; (2) 在密闭反应釜中加入乙二醇、甲基苯丙胺、三聚磷酸钠、硼酸钠、硫化钠、扩散剂、匀 染剂，混合均匀，然后加入步骤（1)的混合物，搅拌均匀。
[0020] 实施例2 一种乳化金属切削液，包括以下重量份计的原料：月桂酸70份、环氧乙烷90份、聚丙烯 酸60份、二丁基萘磺酸钠60份、脂肪酸聚氧乙烯酯80份、乙二醇90份、柠檬酸60份、甲基 苯丙胺80份、三聚磷酸钠60份、硼酸钠65份、硫化钠70份、扩散剂20份、匀染剂40份。
[0021] 扩散剂为亚甲基双萘磺酸钾。匀染剂为脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0022] 上述乳化金属切削液的制备方法，包括以下步骤： (1) 将柠檬酸、月桂酸、环氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸钠、脂肪酸聚氧乙烯酯、在 100°C条件下反应2h，冷却至30°C; (2) 在密闭反应釜中加入乙二醇、甲基苯丙胺、三聚磷酸钠、硼酸钠、硫化钠、扩散剂、匀 染剂，混合均匀，然后加入步骤（1)的混合物，搅拌均匀。
[0023] 实施例3 一种乳化金属切削液，包括以下重量份计的原料：月桂酸50份、环氧乙烷60份、聚丙 烯酸40份、二丁基萘磺酸钠50份、脂肪酸聚氧乙烯酯65份、乙二醇60份、柠檬酸50份、甲 基苯丙胺65份、三聚磷酸钠45份、硼酸钠50份、硫化钠50份、扩散剂10份、匀染剂25份。
[0024] 扩散剂为亚甲基双萘磺酸钾。匀染剂为烷基酚聚氧乙烯醚。
[0025] 上述乳化金属切削液的制备方法，包括以下步骤： (1) 将柠檬酸、月桂酸、环氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸钠、脂肪酸聚氧乙烯酯、在 90°C条件下反应I. 5h，冷却至25°C; (2) 在密闭反应釜中加入乙二醇、甲基苯丙胺、三聚磷酸钠、硼酸钠、硫化钠、扩散剂、匀 染剂，混合均匀，然后加入步骤（1)的混合物，搅拌均匀。
[0026] 对比例1 与实施例1相同，不同在于：不加柠檬酸。
[0027] 性能测试 测定实施例1、2、3和对比例1的性能参数。
[0028] 测定方法：取切削液适量用自来水配制成5%稀释液在透明容器中静置15分钟，观 察稀释液是否均匀，是否有分层和杂质。
[0029] 配置5%浓度稀释液适量并在容器中静置，嗅闻切削液味的变化，记录保质期。
[0030] 表 1
【权利要求】
1. 一种乳化金属切削液，其特征在于：包括以下重量份计的原料：月桂酸15?70份、 环氧乙烷40?90份、聚丙烯酸5?60份、二丁基萘磺酸钠35?60份、脂肪酸聚氧乙烯 酯55?80份、乙二醇45?90份、柠檬酸45?60份、甲基苯丙胺50?80份、三聚磷酸钠 20?60份、硼酸钠35?65份、硫化钠15?70份、扩散剂5?20份、匀染剂10?40份。
2. 根据权利要求1所述的一种乳化金属切削液，其特征在于：包括以下重量份计的原 料：月桂酸50份、环氧乙烷60份、聚丙烯酸40份、二丁基萘磺酸钠50份、脂肪酸聚氧乙烯 酯65份、乙二醇60份、柠檬酸50份、甲基苯丙胺65份、三聚磷酸钠45份、硼酸钠50份、硫 化钠50份、扩散剂10份、匀染剂25份。
3. 根据权利要求1所述的一种乳化金属切削液，其特征在于：扩散剂为亚甲基双萘磺 酸钠或亚甲基双萘磺酸钾。
4. 根据权利要求1所述的一种乳化金属切削液，其特征在于：匀染剂为烷基酚聚氧乙 烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。
5. 权利要求1所述的乳化金属切削液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 将柠檬酸、月桂酸、环氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸钠、脂肪酸聚氧乙烯酯、在 80?100°C条件下反应1?2h，冷却至20?30°C ; (2) 在密闭反应釜中加入乙二醇、甲基苯丙胺、三聚磷酸钠、硼酸钠、硫化钠、扩散剂、匀 染剂，混合均匀，然后加入步骤（1)的混合物，搅拌均匀。
6. 根据权利要求5所述的一种乳化金属切削液的制备方法，其特征在于：步骤（1)的反 应时间为1. 5h。
【文档编号】C10N40/22GK104263477SQ201410494197
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】陈凌, 王琰, 任琪, 程晓 申请人:无锡康柏斯机械科技有限公司