[发明专利]一种高含油量环保水性切削液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保水性切削液，更准确地说，涉及一种高含油量的切削液，属于润滑油领域，本发明还涉及到一种高含油量环保水性切削液的制备方法。

背景技术

传统的金属加工油大多以矿物油为基础油，在日益严峻的石化能源危机与环境污染下，开发具有可再生能力和生物降解性的环境友好的合成切削液具有重要的意义。但合成切削液价格较高，稳定性差，未能普及应用。因此开发使用价廉易得、稳定性良好的合成切削液是润滑油领域可持续发展的必然途径。

大多研究主要以改性植物油为水性切削液的基础油，如改性大豆油、改性菜籽油等，但此类改性油脂属于食用油，其使用将受到很大的限制。开发应用改性非食用植物油或改性废弃油脂为基础油的合成切削液对降低其成本，保证其长效的使用性能具有特别重要的意义。

室温离子液体因具有优良的酸碱性、极性、性能可调节性等物理化学优点，作为环境友好的绿色溶剂和催化剂被成功应用于各种有机合成反应。国内外对动植物油脂环氧化改性的研究主要集中使用对甲苯磺酸、强酸性离子交换树脂等催化剂，上述催化剂具有污染环境、不可重复使用、制备后处理步骤复杂等缺点。离子液体应用于动植物油脂特别是非食用植物油脂和废弃油脂的环氧化改性并直接添加应用于切削液的工艺尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术的缺陷与不足，提供一种高含油量、原料价廉易得、可生物降解、对人体无害、环境污染低、乳化、润滑与防锈性良好的环保水性切削液，以及这种切削液的制备方法。

为解决上述技术问题，实现上述目的的技术方案是：一种高含油量环保水性切削液，其特征是：其按重量百分比由以下组分组成：

改性油脂：40～50％

合成酯：5～15％

乳化剂：15～25％

乳化稳定剂：0～2％

PH稳定剂：0～10％

铜缓蚀剂：0～2％

铝缓蚀剂：0～2％

防腐杀菌剂：0～3％

极压剂：0～2％

防锈剂：0～3％

消泡剂：0～1％

水：5～15％

其中，所述改性油脂是经过氧化氢改性过的非食用性植物油或废弃油脂。

本发明采用磺酸型离子液体(Ionic Liquid，简称IL)做催化剂，由非食用性植物油或废弃油脂与过氧化氢合成改性油脂。

本发明提供一种高含油量环保水性切削液的制备方法，以磺酸型离子液体为催化剂，非食用性植物油或废弃油脂与过氧化氢为原料，油脂与过氧化氢物质的量比为1∶1～1∶5，油脂与离子液体物质的量比为1∶0.001～1∶0.2，在80～100℃温度下，搅拌30min～2h得改性油脂。再将改性油脂与合成酯、乳化剂等助剂与水在30～80℃温度下搅拌10min～1h得其水性合成切削液。

所述磺酸型离子液体为磺烷基吡咯烷酮盐、磺烷基吗啡啉盐或磺烷基咪唑盐，阳离子具有以下结构通式(I)、(II)或(III)：

其中n＝3或4；R为H或C1～C4的烷基；阴离子为硫酸氢根、对甲苯磺酸根或三氟乙酸根。

所述非食用性植物油为麻疯树油、桐籽油、光皮树油、蓖麻油。

所述废弃油脂为过滤杂质后的潲水油、地沟油或各种油脂下脚料。

所述过氧化氢为工业纯的过氧化氢或分析纯的过氧化氢。

作为优选，所述合成酯为三羟甲基丙烷油酸酯、三羟甲基丙烷菜籽油酯、三羟甲基丙烷橄榄油酯、三羟甲基丙烷棕榈油酯或三羟甲基丙烷大豆油酯中至少一种。

作为优选，所述乳化剂为Span60和Tween80或者Span80和Tween60，其重量比为1∶1～1∶2。

作为优选，所述乳化稳定剂为PEG-2000、甘油、聚甘油或脂肪醇聚氧乙烯醚中至少一种。

作为优选，所述PH稳定剂为单异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺中至少一种。

所述铜缓蚀剂为甲基苯并三氮唑；铝缓蚀剂为陶氏的非硅非磷Corrguard SI；防腐杀菌剂为科莱恩的BIT-20与IPBC-20混合物；极压剂为硫化脂肪酸酯；防锈剂为重量比为2∶1的癸二酸与月桂酸混合物；消泡剂为非硅型FOAM BLAST 5674；水为工业用水或去离子水。

本发明提供了一种高含油量环保水性切削液的制备方法，包括以下主要步骤：