[发明专利]微乳化切削液组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种微乳化切削液组合物，尤其涉及抗硬水稳定性能及防锈性能优异的微乳化切削液组合物。

背景技术

切削液在金属切削加工过程中起到润滑并冷却加工工具和部件的作用，其性能指标直接影响切削加工的质量、效率和成本。水基金属切削液于20世纪40年代问世，到目前为止，水基液在切削领域的应用有了长足发展。微乳型切削液由基础油、表面活性剂（乳化剂）、水、防锈剂（包括有色金属防锈剂）、润滑剂、极压剂、消泡剂、防霉剂（杀菌剂）、偶合剂等组成。是介于乳化油和合成切削液之间的新型金属加工液产品，微乳切削液的液体形态与合成切削液近似，呈透明或半透明状，其性能则类似于乳化液，而且废液比合成切削液容易处理。微乳化切削液综合了乳化液与合成切削液的优点，弥补了它们的不足，性能优异，通用性强。在现场使用时，微乳化切削液通常需要用90%以上的水进行稀释。如果稀释液用水水质硬度较大，容易导致稀释液可见性变差，严重时会与体系的功能添加剂发生反应，使其析出、凝结并沉淀。尤其在水质硬度较大的地区，要求应用的切削液具有良好的抗硬水能力，有效避免油皂的产生。

国内外关于水基切削液组合物有众多的报道和专利文献。专利CN101104831A报道了一种微乳化不锈钢切削液。该切削液由烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚非离子表面活性剂、氯化石蜡、油酸、三乙醇胺等添加剂和基础油、水组成，专用于不锈钢的切削液加工。专利CN101560430A报道了一种全合成切削液，采用表面活性剂、聚乙二醇、硼砂、杀菌剂、pH值调节剂与余量去离子水调和而成，解决了现有全合成切削液钴元素浸出的问题。专利JP2007186537公开了一种加工铸铁而不变色的高性能水基切削液，由饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸、二元羧酸、脂肪酸金属盐等组成。专利CN102876439A公开了一种切削液，由二乙醇胺、单乙醇胺、丁二酸、硼酸盐、甘油、乳化剂、防锈剂等组成。US5725612报道了一种曼尼希碱及其制造方法，该曼尼希碱由烃基取代的烷基邻甲酚与醛、胺反应制造得到，能够抑制发动机沉积物的生成。

水基切削液在当今的机械加工行业有着越来越广泛的应用。切削液作为作为一种特殊的机械加工过程介质，由于自身组成特点和外界因素的影响，其在使用过程中可能出现一些常见的问题，比如抗硬水或皂聚集问题。水基切削液一方面水中有大量的钙镁离子，另一方面是乳化切削液配方中大多会添加脂肪酸，二者很容易形成脂肪酸皂。脂肪酸皂的形成并不会对切削液的性能有坏的影响，皂的聚集才是需要解决的关键问题。在硬水状况下尤其是长时间补水会形成大量的皂，脂肪酸皂发生聚集则会对切削液及机械加工过程产生一定的负面影响，有可能导致乳液不稳定、造成浓缩液消耗量增大。当皂在机床内或是集中供液系统中与泡沫、金属粉末、杂油等成分粘结在一起，形成浮渣甚至是粘稠物质时，带来的问题会更多，它们漂浮或堆积在工作液中，不但对过滤系统造成影响，引起堵塞、过滤纸的消耗增多、现场卫生状况差，而且残留在刀具、量具和传动系统中会导致加工精度问题。这些问题都对乳化切削液自身的抗硬水稳定性能提出了更高的要求。

发明内容

本发明提供了一种微乳化切削液组合物及提高微乳化切削液抗硬水稳定性能的方法、提高微乳化切削液防锈性能的方法。

本发明所述的微乳化切削液组合物包括曼尼希碱、乳化剂、润滑油基础油和余量的水，其中所述曼尼希碱的制备方法包括：

（1）在烷基化反应催化剂存在下，使苯酚和/或单邻位烷基酚与聚烯烃反应，收集烷基化产物；

（2）将步骤（1）得到的烷基化产物与多烯多胺、醛发生曼尼希反应，得到中间产物；

（3）将步骤（2）的中间产物与对羟基二苯胺衍生物、醛发生第二次曼尼希反应，收集得到最终的曼尼希碱。

在步骤（1）中，所述的聚烯烃是由乙烯、丙烯、C₄-C₁₀α-烯烃单独聚合或共聚合而得到的聚烯烃，所述C₄-C₁₀α-烯烃可以选用正丁烯、异丁烯、正戊烯、正己烯、正辛烯和正癸烯中的一种或多种，优选聚异丁烯，所述聚烯烃的数均分子量为300-3000，优选500-2000，更优选500-1500。

所述的单邻位烷基酚优选烷基碳原子数为1-6的单邻位烷基酚，最优选邻甲酚。

所述的烷基化反应催化剂选自Lewis酸催化剂，优选三氯化铝、三氟化硼、四氯化锡、四溴化钛、三氟化硼苯酚、三氟化硼醇络合物和三氟化硼醚络合物的一种或多种，最优选三氟化硼乙醚络合物和/或三氟化硼甲醇。