本发明涉及金属切削液的制备技术领域，尤其是涉及一种全合成金属切削液的制备方法。
背景技术：
金属切削液是指用于金属及合金在切削、研磨、冲压、轧制和拉拔等各种加工过程中使用的润滑剂。金属切削液按介质状况可以分为油基型和水基型。其中水基型具有良好的冷却性能和清洗性能，且成本较低，无污染，符合可持续发展的社会要求。水基液又可分为乳化液、半合成液和合成液。
油基切削液润滑性能好，冷却性能较差，水基切削液则反之，其成本低，操作环境安全、清洁，没有油雾和着火的危险；随着水基切削液性能的不断提高，其使用范围逐渐扩大，出现了油基切削液向水基切削液过渡的趋势。而在水基切削液中，乳化液由于含有50-80％的矿物油而逐渐被含油量较少的微乳液所替代。但随着环保力度的进一步加强，以及润滑剂、防锈剂和抗菌剂等研究的深入，使得完全不含矿物油的合成液的润滑和防锈能力得到提高，也使其成为目前研究的一个热点和发展方向。
在水基切削液中添加油性添加剂和极压添加剂，是改善水基切削液润滑和防锈性能的有效途径。例如，以柠檬酸、壬基酚聚氧乙烯醚和二乙醇胺为原料合成了一种具有防锈、润滑双重功能的水基合成切削液添加剂——柠檬酸壬基酚聚氧乙烯醚单酯二乙醇酰胺；以橙香和多元胺为主要原料，合成出一种无毒、润滑和防锈性能优越的非离子表面活性剂h，并以此离子表面活性剂为防锈剂研制出新型环保水基切削液。制约水基合成切削液发展的重要因素就是如何提高其润滑性能，亦就是水溶性润滑添加剂的研究问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种全合成金属切削液的制备方法，该切削液贮存稳定性良好，性能稳定，长期试用无异味，防锈性和腐蚀性均达a级，极压性pb值为80kg，同时具有良好的冷却性、清洗性、防锈性、润滑性，且完全不含矿物油和动物油，不含对人体有害的亚硝酸盐和污染环境的磷酸盐等物质，环境指标良好，是一种环保绿色切削液。
为实现上述目的，本发明提供了一种全合成金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将24g-50g的三乙醇胺和12g的十八烯酸放置在混合罐中进行混合加热至50℃，得到混合物；
(2)向上述混合物中加入6g平平加使其融合，反应至形成棕色粘稠液体，再加入4g-8g极压剂、6g乳化剂和4g-12g硅油，得到混合物；
(3)在另一混合罐中加入水，并依次加入2g-10g苯甲酸钠、8g纯碱、3g-7g膦羟基乙酸，充分搅拌，使其完全溶解，将其倒入步骤(2)的混合物中，搅拌均匀，调节ph值为7，即得全合成金属切削液。
优选的，所述步骤(1)中的极压剂为rn652，乳化剂为乳化剂op-10。
优选的，所述步骤(3)中通过碳酸钠调节ph值使其ph为7。
优选的，包括以下步骤：
(1)将30g的三乙醇胺和12g的十八烯酸放置在混合罐中进行混合加热至50℃，得到混合物；
(2)向上述混合物中加入6g平平加使其融合，反应至形成棕色粘稠液体，再加入6g极压剂、6g乳化剂和8g硅油，得到混合物；
(3)在另一混合罐中加入110g水，并依次加入8g苯甲酸钠、8g纯碱、6g膦羟基乙酸，充分搅拌，使其完全溶解，将其倒入步骤(2)的混合物中，搅拌均匀，调节ph值为7，即得全合成金属切削液。
因此，本发明采用上述结构的全合成金属切削液的制备方法，该切削液贮存稳定性良好，性能稳定，长期试用无异味，防锈性和腐蚀性均达a级，极压性pb值为80kg，同时具有良好的冷却性、清洗性、防锈性、润滑性，且完全不含矿物油和动物油，不含对人体有害的亚硝酸盐和污染环境的磷酸盐等物质，环境指标良好，是一种环保绿色切削液。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
本发明提供了一种全合成金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将24g-50g的三乙醇胺和12g的十八烯酸放置在混合罐中进行混合加热至50℃，得到混合物；
(2)向上述混合物中加入6g平平加使其融合，反应至形成棕色粘稠液体，再加入4g-8g极压剂、6g乳化剂和4g-12g硅油，极压剂为rn652，乳化剂为乳化剂op-10，得到混合物；
(3)在另一混合罐中加入水，并依次加入2g-10g苯甲酸钠、8g纯碱、3g-7g膦羟基乙酸，充分搅拌，使其完全溶解，将其倒入步骤(2)的混合物中，搅拌均匀，通过碳酸氢钠调节ph值为7，即得全合成金属切削液。
对全合成金属切削液浓缩物分别进行外观评定、贮存安全性试验、ph值测定。对全合成金属切削液的稀释液做消泡性试验，具体为将稀释液倒入100ml的量筒中，使液面在70ml处，盖好塞，上下摇动1min，上下摇动的距离约为1/3m，摇动频率约为100-120次/min。然后，在室温下静置10min，观察液面残留泡沫体积应小于或等于2ml为合格。
对全合成金属切削液的稀释液做腐蚀性试验，具体采用一级灰口铸铁做试片，金相组织要求石墨a型2-4级，珠光体为98％以上，以允许有少量磷共晶，不得有明显的铸造缺陷，将制备的试片，全浸入已制备好的使用稀释液中，加盖玻璃罩，移植到已恒温55±2℃的恒温器内，连续试验24h，然后取出试片，进行检查：铸铁片：无锈，光泽如新为a级；无锈但轻微失光为b级；轻锈和轻微失光为c级；重袖和严重失光为d级。
对全合成金属切削液的稀释液做防锈性试验，具体采用一级灰口铸铁做试片，用滴管吸取试液，按梅花格式滴入五滴，于试片磨光面上，每滴直径约为4-5mm。然后将试片置于干燥器隔板上(注意不要堵孔)加盖100-150ml玻璃罩，再合上干燥器盖，置于已恒温到35℃左右的恒温箱中，连续试验24h取出试片进行观察。五滴全无锈为a级；四滴无锈为b级；三滴无锈为c级；四一五滴全锈为d级。a级判为合格。特殊情况下，可将试片用无水乙醇洗净后观察，并以洗净后的检查结果为准。
实施例1
一种全合成金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将24g、30g、38g、45g、50g的三乙醇胺分别和12g的十八烯酸放置在混合罐中进行混合加热至50℃，得到混合物；
(2)向上述混合物中加入6g平平加使其融合，反应至形成棕色粘稠液体，再加入6grn652、6g乳化剂op-10和8g硅油，得到混合物；
(3)在另一混合罐中加入水，并依次加入8g苯甲酸钠、8g纯碱、6g膦羟基乙酸，充分搅拌，使其完全溶解，将其倒入步骤(2)的混合物中，搅拌均匀，通过碳酸氢钠调节ph值为7，即得全合成金属切削液。
只改变三乙醇胺的加入量，测试结果如表1，三乙醇胺对防锈性和腐蚀性有影响，因为三乙醇胺是重要的脂肪酸之一，其润滑性能很好，但它是非水溶性的，要把它添加在水基切削液中，必须在其分子链中引入亲水基团。三乙醇胺分子中含有三个-oh基团，它可与酸发生酯化反应，三乙醇胺的量低于30g或超过45g后，腐蚀性和防锈性的级别反而有所降低，故三乙醇胺的加入量在30g时为产品性能和经济效益最佳。
表1三乙醇胺的加入量对切削液性能的影响
实施例2
一种全合成金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将30g的三乙醇胺分别和12g的十八烯酸放置在混合罐中进行混合加热至50℃，得到混合物；
(2)向上述混合物中加入6g平平加使其融合，反应至形成棕色粘稠液体，再分别加入4g、5g、6g、7g、8g的rn652、6g乳化剂op-10和8g硅油，得到混合物；
(3)在另一混合罐中加入水，并依次加入8g苯甲酸钠、8g纯碱、6g膦羟基乙酸，充分搅拌，使其完全溶解，将其倒入步骤(2)的混合物中，搅拌均匀，通过碳酸氢钠调节ph值为7，即得全合成金属切削液。
只改变rn652的加入量，测试结果如表2，rn652对切削液的pb值影响较大，只有当rn652量为6g时，pb值才能达到国家标准，故6g为最佳。
表2rn652的加入量对切削液性能的影响
实施例3
一种全合成金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将30g的三乙醇胺分别和12g的十八烯酸放置在混合罐中进行混合加热至50℃，得到混合物；
(2)向上述混合物中加入6g平平加使其融合，反应至形成棕色粘稠液体，再加入6grn652、6g乳化剂op-10和8g硅油，得到混合物；
(3)在另一混合罐中加入水，并依次分别加入2g、4g、6g、8g、10g苯甲酸钠、8g纯碱、6g膦羟基乙酸，充分搅拌，使其完全溶解，将其倒入步骤(2)的混合物中，搅拌均匀，通过碳酸氢钠调节ph值为7，即得全合成金属切削液。
只改变苯甲酸钠的加入量，测试结果如表3，苯甲酸钠的量对防锈性的影响较大，当其量较小时，所得样品的防锈性较差，直到8g时，防锈才为a级。故8g为最佳。
表3苯甲酸钠的加入量对切削液性能的影响
实施例4
一种全合成金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将30g的三乙醇胺分别和12g的十八烯酸放置在混合罐中进行混合加热至50℃，得到混合物；
(2)向上述混合物中加入6g平平加使其融合，反应至形成棕色粘稠液体，再加入6grn652、6g乳化剂op-10和8g硅油，得到混合物；
(3)在另一混合罐中加入水，并依次加入8g苯甲酸钠、8g纯碱，分别加入3g、4g、5g、6g、7g膦羟基乙酸，充分搅拌，使其完全溶解，将其倒入步骤(2)的混合物中，搅拌均匀，通过碳酸氢钠调节ph值为7，即得全合成金属切削液。
只改变膦羟基乙酸的加入量，测试结果如表4，膦羟基乙酸主要对防锈性有影响，根据防锈剂的吸附原理，分子中的极性基团能吸附于金属表面，而疏水性的烃基在金属表面形成保护膜，防止水分侵蚀金属表面，从而起到防锈效果。膦羟基乙酸的分子结构特点是：一端是极性很强的基团，具有亲水性；另一端是非极性的烷基.具有疏水性。当含有防锈剂的溶液与金属接触时，在金属表面形成紧密的单分子或多分子保护层，起到防锈作用。但对防锈性的影响较大，当其量较低时，腐蚀性和防锈性都较差，当其量为6g时，防锈性为a级，故6g为最佳。
表4邻羟基乙酸的加入量对切削液性能的影响
实施例5
一种全合成金属切削液的制备方法，包括以下步骤：
(1)将30g的三乙醇胺分别和12g的十八烯酸放置在混合罐中进行混合加热至50℃，得到混合物；
(2)向上述混合物中加入6g平平加使其融合，反应至形成棕色粘稠液体，再加入6grn652、6g乳化剂op-10，分别加入4g、6g、8g、10g、12g硅油，得到混合物；
(3)在另一混合罐中加入水，并依次加入8g苯甲酸钠、8g纯碱、6g膦羟基乙酸，充分搅拌，使其完全溶解，将其倒入步骤(2)的混合物中，搅拌均匀，通过碳酸氢钠调节ph值为7，即得全合成金属切削液。
只改变硅油的加入量，测试结果如表5，硅油的量对切削液防锈性的影响不是很大，只对切削液的削泡性有所影响，当其量达8g时，削泡性为合格，故最佳为6g。
表5硅油的加入量对切削液性能的影响
因此，本发明采用上述结构的全合成金属切削液的制备方法，该切削液贮存稳定性良好，性能稳定，长期试用无异味，防锈性和腐蚀性均达a级，极压性pb值为80kg，同时具有良好的冷却性、清洗性、防锈性、润滑性，且完全不含矿物油和动物油，不含对人体有害的亚硝酸盐和污染环境的磷酸盐等物质，环境指标良好，是一种环保绿色切削液。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。