[发明专利]一种环保型水基金属切削液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环保型水基金属切削液，是由以下质量百分含量的组分制成：植物油15‑30％；亲水型植物油烷氧基化物1‑10％；亲油型植物油烷氧基化物1‑6％；三乙醇胺5‑20％；油酸1‑5％；硼酸1‑5％；异噻唑啉酮0.1‑2％；磷酸钠0.1‑2％；余量为水。本发明提供的环保型水基金属切削液，在保证乳化切削液润滑性、冷却性、清洗性的条件下，提高了乳化切削液的稳定性，同时使切削液具有低泡、使用安全的特点。

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体地说，涉及一种环保型水基金属切削液及其制备方法。

背景技术

当金属切削由人力驱动发展成为电动之后，由于转速加快产生的热量，导致切削工具软化并降低性能，一个世纪以前，人们就利用冷却来加速切削与改善性能，切削液在工件和刀具之间充当媒介，起润滑、冷却、防止金属屑粘附的作用，同时降低切削过程中的摩擦力，减少刀具磨损和能量损耗，保证加工的精度和光洁度。切削液归纳起来分为两大类，油基切削液和水基切削液。

水基切削液是目前常用的切削液，根据油性物质含量的差异，又可以分为乳化、合成及半合成切削液三种。乳化切削液中油性物质含量为50％至80％，润滑性能好但工作稳定性差；合成切削液基本不含油性物质，由水、表面活性剂及其它添加剂配备得到，外观透明稳定，冷却和清洗性能优良，但润滑性能相对较差；半合成切削液含有5％-30％的油性物质，它具备乳化液和合成切削液的优点，又弥补了两者的不足,是切削液发展的趋势。

制备半合成水基金属切削液的关键是选择适当的油类乳化剂，从分子结构看，这类化合物由非极性“链尾”和极性的“头基”组成。非极性的部分是直链或支链的碳氢链，与水的亲和力极弱，与油有较强的亲和力，因此被称为亲油基；极性头基为正、负离子或极性非离子，它们通过离子-偶极或极-偶极作用与水分子强烈相互作用，因此被称为亲水基。市场上常见的切削液用乳化剂为烷基磺酸盐。专利CN102618356A提出了使用羟基乙氧基化物(脂肪醇聚氧乙烷醚或壬基酚聚氧乙烯醚)、烷基钠盐(烷基苯磺酸钠、烷基苯硫酸钠、烷基磺酸钠等)作为乳化剂进行半合成切削液乳化剂的技术方案。

金属切削液在使用过程中，除了需要具有良好的润滑、冷却、清洗、防锈等性能外，还需要具有低泡、环保的特点。在金属加工的过程中，泡沫的产生具有很大的破坏性，能产生虚假液面，妨碍观察油液情况，使液体流动复杂化，降低冷却能力。面对人类环保意识的提高，市场对于切削液绿色环保性能的要求越来越高。例如用生物可降解的植物油类物质代替矿物油作为切削液的基础油，切削液中应尽量不含有危害人体健康和生态环境的物质。研制高性能、易于生物降解、对人体安全、低泡的切削液，是国内外切削液研究的一个重要内容。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种环保型水基金属切削液，具有乳化性能稳定、低泡、易于生物降解以及使用安全的特点。

本发明的第二个目的是提供一种所述环保型水基金属切削液的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面提供了一种环保型水基金属切削液，是由以下质量百分含量的组分制成：植物油15-30％；亲水型植物油烷氧基化物1-10％；亲油型植物油烷氧基化物1-6％；三乙醇胺5-20％；油酸1-5％；硼酸1-5％；异噻唑啉酮0.1-2％；磷酸钠0.1-2％；余量为水。

所述植物油可以是大豆油、棉籽油、棕榈油、椰子油、棕榈仁油、蓖麻油、橄榄油、茶油、亚麻籽油、菜籽油等植物油中的至少一种；从性价比角度考虑，优选大豆油、棉籽油、棕榈油、椰子油、棕榈仁油、蓖麻油。

所述亲水型植物油烷氧基化物、亲油型植物油烷氧基化物均具有以下通式结构：

式中:R₁、R₂、R₃代表来源于植物油的长度为8-22的脂肪族碳链；