专利名称：一种水基金属切削液及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属切削液，特别涉及一种水基金属切削液及其制备工艺。
背景技术：
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。目前，国内外使用的水溶性切削液主要分为乳化型切削液和水基合成切削液。传统的乳化型切削液有良好的润滑性能，但稳定性差，使用寿命短、易发霉发，而且多数含有对环境有危害的无机化学物质。水基合成切削液由各种水溶性添加剂和水构成，不含有亚硝酸盐、铬酸盐、氯酚化合物等有害物质，属当前最领先的磨削
女口
广叩οCN1139151公开了一种高效极压防锈水基切削液包含有多种成分，组分种类较多，并且制作工艺复杂，生产成本较大。CN102732364公开了一种防锈切削液的制备方法，在制备过程中加入了机械油，机械油不可生物降解，容易污染环境。有鉴于此，需要发明一种不含亚硝酸盐、铬酸盐、氯酚化合物等有害物质，并且对环境有益的金属切削液很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种润滑、防锈、清洗、冷却性优良，安全健康的金属切削液及其制备工艺。
·
为实现上述目的，本发明一方面提供一种金属切削液，采用如下技术方案:
一种金属切削液，其由以下重量份组分制成:
油酸20-40% ；
聚乙二醇10-15%;
异戊醇5-10% ；
三乙醇胺10-15% ；
硼酸0.5-1% ；
尿素10-15% ；
硫酸0.5-1% ；
磷酸三钠5-10% ；
苯甲酸钠1-5%;
碳酸钠3-5% ；
苯骈三氮唑0.1-0.3% ；
本发明另一方面提供了一种上述切削液的制备工艺，具体包括以下步骤:
(1)将所述比例的油酸、聚乙二醇、异戊醇、硼酸、硫酸依次投入反应釜中，搅拌升温至80-90°C，反应 l-3h ；
(2)保持温度在80-90°C，加入尿素、三乙醇胺，不断搅拌升温至90-100°C，反应3_5h；(3)停止加热，搅拌降温至80°C时加入苯甲酸钠，磷酸钠、苯骈三氮唑，继续搅拌
0.5-1.5h ；
(4)降温至50-60°C时，加入碳酸钠，调整PH值为7.5-8，即得到成品。作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤:
(1)将所述比例的油酸、聚乙二醇、异戊醇、硼酸、硫酸依次投入反应釜中，搅拌升温至80-90°C，反应 2h ；
(2)保持温度在80-90°C，加入尿素、三乙醇胺，不断搅拌升温至90-10(TC，反应4h;
(3)停止加热，搅拌降温至80°C时加入苯甲酸钠，磷酸钠、苯骈三氮唑，继续搅拌Ih；
(4)降温至50-60°C时，加入碳酸钠，调整PH值为7.5-8，即得到成品。本发明的有益效果为:
1.本发明所提供的切削液配比合理，主要由缓蚀剂、表面活性剂、润滑剂等组成，不含亚硝酸盐、铬酸盐氯酚化合物等有害物质，保障了工作者的健康，并利于环保。2.本发明中硫酸作为酯反应催化剂，促进异戊醇和油酸以及硼酸的酯化反应，生成的油酸酯和硼酸酯起到较好的润滑和极压防摩擦的作用，另外加入尿素和三乙醇胺后，三乙醇胺与油酸和硼酸进一步成酯，尿素与酯混合生成胶状物，进一步增加润滑效果，向体系中加入苯甲酸钠、磷酸三钠和苯并三氮唑，增加切削液的防锈性和防腐性，使增加切削液的使用时间，提高切屑液的稳定性。3.本发明的切削液在切削过程中可以迅速渗透到加工工件与刀具之间，在金属表面与刀具之间形成吸附性的润滑膜，减少 刀具前后表面的摩擦与粘接，降低切削热合切削阻力，并可以在金属表面形成隔离氧气的保护膜，提高刀具质量，延长刀具使用时间。4.本发明的防锈检验符合GB6144-2000标准。
具体实施例方式下面将结合实施例对本发明进行进一步详细的说明。实施例1
一种切削液包括以下组分原料:
油酸20% ；
聚乙二醇15%;
异戊醇5% ；
三乙醇胺10% ；
硼酸1% ；
尿素15% ；
硫酸0.5% ；
磷酸三钠5% ；
苯甲酸钠1%;
碳酸钠3% ；
苯骈三氮唑0.1% ；
按以下工艺制备:
(I)将所述比例的油酸、聚乙二醇、异戊醇、硼酸、硫酸依次投入反应釜中，搅拌升温至90°C，反应 2h ；
(2)保持温度在90°C，加入尿素、三乙醇胺，不断搅拌升温至100°C，反应4h；
(3)停止加热，搅拌降温至80°C时加入苯甲酸钠，磷酸钠、苯骈三氮唑，继续搅拌Ih；
(4)降温至60°C时，加入碳酸钠，调整PH值为7.7，即得到成品。实施例2 实施例1
一种切削液包括以下组分原料:
油酸40% ；
聚乙二醇15%;
异戊醇10% ；
三乙醇胺15% ；
硼酸1% ；
尿素10% ；
硫酸1% ；
磷酸三钠10% ；
苯甲酸钠5%;·
碳酸钠5% ；
苯骈三氮唑0.3% ；
按以下工艺制备:
(1)将所述比例的油酸、聚乙二醇、异戊醇、硼酸、硫酸依次投入反应釜中，搅拌升温至80-90°C，反应 2h ；
(2)保持温度在8°C，加入尿素、三乙醇胺，不断搅拌升温至90°C，反应4h;
(3)停止加热，搅拌降温至80°C时加入苯甲酸钠，磷酸钠、苯骈三氮唑，继续搅拌Ih；
(4)降温至60°C时，加入碳酸钠，调整PH值为8，即得到成品。实施例3 实施例1
一种切削液包括以下组分原料:
油酸30% ；
聚乙二醇12%;
异戊醇7% ；
三乙醇胺13% ；
硼酸0.7% ；
尿素12% ；
硫酸0.7% ；
磷酸三钠7% ；
苯甲酸钠4%;
碳酸钠4% ；
苯骈三氮唑0.2% ；
按以下工艺制备:(1)将所述比例的油酸、聚乙二醇、异戊醇、硼酸、硫酸依次投入反应釜中，搅拌升温至90。。，反应 2h ；
(2)保持温度在90°C，加入尿素、三乙醇胺，不断搅拌，反应4h；
(3)停止加热，搅拌降温至80°C时加入苯甲酸钠，磷酸钠、苯骈三氮唑，继续搅拌Ih；
(4)降温至50°C时，加入碳酸钠，调整PH值为7.5，即得到成品。本发明将油酸、聚乙二醇、异戊醇、硼酸、硫酸依次偷到反应釜中，由硫酸做催化齐U，异戊醇做引导剂，促使酸与醇之间成酯的反应，由于聚乙二醇分子量较大，不容易直接反应，由异戊醇做引导，先于油酸和硼酸进行反应，然后聚乙二醇再与异戊醇替换，形成酯，因此上述组分的加入是必须的，并且需要一步加入。反应澄清后加入三乙醇胺和尿素，三乙醇胺再与剩余硼酸和油酸反应，生成含氮酯，尿素与酯混合生成络合物，达到临界致密状态，进一步增加润滑效果。再加入苯甲酸钠磷酸钠苯并三氮唑添加剂，与络合物形成一个体系。此处并非所有的添加剂均可以，发明人尝试加入了硅油消泡剂，所得到的切削液润滑效果变差。以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有更改和变化，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、改进等，均应包括在本 发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种水基金属切削液，其特征在于其由以下重量份组分制成 油酸20-40% ； 聚乙二醇10-15%; 异戊醇5-10% ； 三乙醇胺10-15% ； 硼酸O. 5-1% ； 尿素10-15% ； 硫酸O. 5-1% ； 磷酸三钠5-10% ；苯甲酸钠1-5%;碳酸钠3-5% ； 苯骈三氮唑O. 1-0. 3%。
2.如权利要求I所述的一种水基切削液的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤 (1)将所述比例的油酸、聚乙二醇、异戊醇、硼酸、硫酸依次投入反应釜中，搅拌升温至80-90°C，反应 l-3h ；(2)保持温度在80-90°C，加入尿素、三乙醇胺，不断搅拌升温至90-100°C，反应3_5h； (3)停止加热，搅拌降温至80°C时加入苯甲酸钠，磷酸钠、苯骈三氮唑，继续搅拌O. 5-1. 5h ； (4)降温至50-60°C时，加入碳酸钠，调整PH值为7.5-8，即得到成品。
3.根据权利要求2所述的一种水基切削液的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤 (1)将所述比例的油酸、聚乙二醇、异戊醇、硼酸、硫酸依次投入反应釜中，搅拌升温至80-90°C，反应 2h ；(2)保持温度在80-90°C，加入尿素、三乙醇胺，不断搅拌升温至90-10(TC，反应4h；(3)停止加热，搅拌降温至80°C时加入苯甲酸钠，磷酸钠、苯骈三氮唑，继续搅拌Ih； (4)降温至50-60°C时，加入碳酸钠，调整PH值为7.5-8,即得到成品。
全文摘要
本发明涉及一种金属切削液，其由以下重量份组分制成油酸20-40%、聚乙二醇10-15%、异戊醇5-10%、三乙醇胺10-15%、硼酸0.5-1%、尿素10-15%、硫酸0.5-1%、磷酸三钠5-10%、苯甲酸钠1-5%、碳酸钠3-5%、苯骈三氮唑0.1-0.3%。该金属切削液在金属表面与刀具之间形成吸附性的润滑膜，减少刀具前后表面的摩擦与粘接，降低切削热合切削阻力，并可以在金属表面形成隔离氧气的保护膜，提高刀具质量，延长刀具使用时间。
文档编号C10M169/04GK103254985SQ20131019599
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月24日 优先权日2013年5月24日
发明者宫济德 申请人:河北欧狮顿石油化工有限公司