专利名称：一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液及其制备方法。
背景技术：
合成金属切削液是金属加工液的一种，在切削过程中，它在要加工的工件和刀具之间形成一层界膜，降低切削过程中工件和刀具之间的摩擦力，减少刀具的磨损和能量损耗，保证加工的精度和光洁度，从而满足对工件的要求。目前的合成金属切削液有以矿物油为基础油、植物油为基础油的。以矿物油为基础油的合成金属切削液，由于矿物油由原油提炼而成，虽然技术工艺成熟、价格便宜，但是矿物油对环境的危害较大，生物降解性差，矿物油中的小分子烃类长期滞留在土壤中或渗透到地下水层，微小的量就会阻碍植物的生长，毒害水生生物，因此以矿物油为基础油的合成金属切削液对生态稳定性影响很大。以植物油为基础油的合成金属切削液，由于植物油的低高温稳定性不好，容易滋生细菌，加工液的使用周期短，对环境影响也较大。
发明内容
本发明的目的之一是为了解决上述传统的以矿物油为基础油的金属切削液中，由于矿物油生物降解性差，长期滞留在土壤中，污染地下水，毒害水生生物等而造成的以矿物油为基础油的合成金属切削液对环境稳定性影响很大，而以植物油为基础油的合成金属切削液，由于植物油的低高温稳定性不好，容易滋生细菌，合成的金属切削液使用周期短，对环境影响也较大等系列问题，而提供一种以聚α烯烃代替传统的矿物油或植物油为基础油的合成金属切削液，该以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液生物降解性好，对环境和人类健康无毒无害，使用周期要比传统切削液长。本发明的目的之二在于提供上述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液的制备方法。本发明的技术原理
聚α烯烃是常见的一种合成烯烃油，由α烯烃聚合反应制成，原料主要来自于石油产品，聚α烯烃相比矿物油，具有较宽的液体范围，较高的粘度指数，优良的粘温性能与低温性能，热安定性好，润滑性能优异，具有良好的生物降解性，生物降解率超过80%，比传统的矿物油基础油性能要好，尤其是其突出的润滑性能使聚α烯烃广泛应用于高端的润滑油中，所以聚α烯烃可以完全满足一些要求高的金属工件的加工要求。本发明的技术方案
一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，按重量百分比计算，其原料组成及含量如下: 基础油20%-25%非离子表面活性剂16%-24%
阴离子表面活性剂4%-6%
防锈剂8%-12%
助溶剂5%-8%
极压剂2%-3%
消泡剂1%-2%
杀菌剂0.5%-1%
余量为水；
其中所述的基础油为聚α烯烃；
所述的非离子表面活性剂为直链脂肪醇环氧乙烷缩合物、支链脂肪醇环氧乙烷缩合物或芳香族的脂肪醇环氧乙烷缩合物；
所述的直链脂肪醇环氧乙烷缩合物优选为MOA-1O 所述的支链脂肪醇环氧乙烷缩合物优选为ΤΧ-10 ；
所述的芳香族的脂肪醇环氧乙烷缩合物优选为1310 ；
所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸盐；所述的石油磺酸盐优选为碳链长度平均为10 18的直链烧基磺酸钠； 上述的非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂按重量比计算，其最佳比例即非离子表面活性剂:阴离子表面活性为2.5-4:1；
所述的防锈剂为苯甲酸钠、硼酸单乙醇胺、苯甲酸单乙醇胺或对硝基苯甲酸单乙醇
胺；
所述的助溶剂为乙二醇丁醚；
所述的极压剂为脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯；
所述的消泡剂为油酸三乙醇胺；
所述的杀菌剂为异噻唑啉酮。上述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液的制备方法，包括如下步骤:
(1)、将防锈剂倒入水中，搅拌均匀形成水系；
(2)、将极压剂、消泡剂、杀菌剂依次加入基础油中，搅拌均匀形成油系；
(3)、将步骤(I)所形成的水系和步骤(2)所形成的油系混合并搅拌均匀后，再一边搅拌一边依次加入非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和助溶剂，直至混合均匀，所得均一、澄清的微乳体系即为一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液。上述所得的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液可适用于高要求的金属切削加工，特别是船舶、重工业等的金属切削加工。本发明的有益效果
本发明的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，由于采用的基础油聚α烯烃取代矿物油作为基础油合成金属切削液的基础油，并且由于聚α烯烃与矿物油相比倾点较低，闪点较高，具有更好的粘温特性和润滑性能，热安定性好，且具有良好的生物降解性，因此本发明的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液具有润滑性好，可生物降解性，对环境和人类健康无毒无害，从而解决了传统的合成金属切削液中矿物油对环境造成的不良影响的问题。
进一步，由于本发明的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液具有良好的润滑性和生物降解性，因此，最终也减小了以聚α烯烃为基础油的合成切削液废液的后处理的成本，同时对环境和人类健康无毒无害。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。本发明所用的阴离子表面活性剂及助溶剂乙二醇丁醚均为化学纯，生产厂家是国药集团化学试剂有限公司；
本发明所用的非离子表面活性剂芳香族的脂肪醇环氧乙烷缩合物1310为上海天坛助剂有限公司；
直链脂肪醇环氧乙烷缩合物Μ0Α-10和支链脂肪醇环氧乙烷缩合物ΤΧ-10均为江苏海
安石油化工厂生产；
石油磺酸钠为碳链长度平均为10-18的直链烷基磺酸钠，上海振威化工有限公司生
产；
所用的聚α烯烃为绥芬河市万丰源经贸有限责任公司生产；
上述未提及的其他原料或试剂均为市售。实施例1
一种以聚α烯烃为基础油 的合成金属切削液，按重量百分比计算，其原料组成及含量如下:
基础油聚α烯烃20%
非离子表面活性剂15%
阴离子表面活性剂6%
防锈剂10%
助溶剂5%
极压剂3%
消泡剂1%
杀菌剂1%
水39%
其中所述的基础油为聚α烯烃；
所述非离子表面活性剂为直链脂肪醇环氧乙烷缩合物Μ0Α-10 ；
所述阴离子表面活性剂为碳链长度平均为10-18的直链烷基磺酸钠；
所述的防锈剂为苯甲酸钠；
所述助溶剂为乙二醇丁醚；
所述的极压剂为脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯；
所述的消泡剂为油酸三乙醇胺；
所述的杀菌剂为异噻唑啉酮。上述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液的制备方法，具体包括如下步骤:
(I)、将防锈剂倒入水中，搅拌均匀形成水系；(2)、将极压剂、消泡剂、杀菌剂依次加入基础油中，搅拌均匀形成油系；
(3)、将步骤(I)所形成的水系和步骤(2)所形成的油系混合并搅拌均匀后，再一边搅拌一边依次加入非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和助溶剂，直至混合均匀，所得均一、澄清的微乳体系即为一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液。实施例2
一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，按重量百分比计算，其原料组成及含量如下:
聚α烯烃24%
非离子表面活性剂20%
阴离子表面活性剂5%
防锈剂10%
助溶剂6%
极压剂2%
消泡剂2%
杀菌剂1%
水30%
其中所述非离子表面活性剂为支链脂肪醇环氧乙烷缩合物ΤΧ-10 ；
所述阴离子表面活性剂为碳链长度平均为10-18的直链烷基磺酸钠；
所述的防锈剂为硼酸单乙醇胺；
所述助溶剂为乙二醇丁醚；
所述的极压剂为脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯；
所述的消泡剂为油酸三乙醇胺；
所述的杀菌剂为异噻唑啉酮。上述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液的制备方法，具体包括如下步骤:
(1)、将防锈剂倒入水中，搅拌均匀形成水系；
(2)、将极压剂、消泡剂、杀菌剂依次加入基础油中，搅拌均匀形成油系；
(3)、将步骤(I)所形成的水系和步骤(2)所形成的油系混合并搅拌均匀后，再一边搅拌一边依次加入非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和助溶剂，直至混合均匀，所得均一、澄清的微乳体系即为一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液。实施例3
一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，按重量百分比计算，其原料组成及含量如下:
聚α烯烃25%
非离子表面活性剂24%
阴离子表面活性剂6%
防锈剂8%
助溶剂8%
极压剂2%消泡剂2%
杀菌剂1%
水24%
其中所述非离子表面活性剂为芳香族的脂肪醇环氧乙烷缩合物1310 ；
所述阴离子表面活性剂为碳链长度平均为10-18的直链烷基磺酸钠；
所述的防锈剂为苯甲酸单乙醇胺；
所述助溶剂为乙二醇丁醚；
所述的极压剂为脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯；
所述的消泡剂为油酸三乙醇胺；
所述的杀菌剂为异噻唑啉酮。上述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液的制备方法，具体包括如下步骤:
(1)、将防锈剂倒入水中，搅拌 均匀形成水系；
(2)、将极压剂、消泡剂、杀菌剂依次加入基础油中，搅拌均匀形成油系；
(3)、将步骤(I)所形成的水系和步骤(2)所形成的油系混合并搅拌均匀后，再一边搅拌一边依次加入非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和助溶剂，直至混合均匀，所得均一、澄清的微乳体系即为一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液。本发明的上述所得的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液的防锈性、防腐蚀性经检测均优于国家标准，测试结果如下:
权利要求
1.一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，其特征在于按重量百分比计算，其原料组成及含量如下: 基础油20%-25% 非离子表面活性剂15%-24% 阴离子表面活性剂5%-6% 防锈剂8%-10% 助溶剂5%-8% 极压剂2%-3% 消泡剂1%-2% 杀菌剂0.5-1% 余量为水； 其中所述的基础油为聚α烯烃； 所述的非离子表面活性剂为直链脂肪醇环氧乙烷缩合物、支链脂肪醇环氧乙烷缩合物或芳香族的脂肪醇环氧乙烷缩合物； 所述的阴离子表面活性剂为石油磺酸盐； 所述的防锈剂 为苯甲酸钠、硼酸单乙醇胺、苯甲酸单乙醇胺或对硝基苯甲酸单乙醇胺； 所述的助溶剂为乙二醇丁醚； 所述的极压剂为脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯； 所述的消泡剂为油酸三乙醇胺； 所述的杀菌剂为异噻唑啉酮。
2.如权利要求1所述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，其特征在于所述的直链脂肪醇环氧乙烷缩合物为MOA-1O ； 所述的支链脂肪醇环氧乙烷缩合物为ΤΧ-10 ； 所述的芳香族的脂肪醇环氧乙烷缩合物为1310。
3.如权利要求2所述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，其特征在于所述的石油磺酸盐为碳链长度平均为10 18的直链烷基磺酸钠。
4.如权利要求3所述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，其特征在于所述的非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂按重量比计算，非离子表面活性剂:阴离子表面活性剂为2.5-4:1。
5.如权利要求4所述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，其特征在于按重量百分比计算，其原料组成及含量如下:基础油20% 非离子表面活性剂15% 阴离子表面活性剂6%防锈剂10%助溶剂5%极压剂3%消泡剂1%杀菌剂1%水39% 其中所述的非离子表面活性剂直链脂肪醇环氧乙烷缩合物MOA-1O ； 所述的防锈剂为苯甲酸钠。
6.如权利要求4所述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，其特征在于按重量百分比计算，其原料组成及含量如下: 基础油聚α烯烃24% 非离子表面活性剂20% 阴离子表面活性剂5%防锈剂10%助溶剂6%极压剂2%消泡剂2% 杀菌剂0.5% 水30.5% 其中所述非离子表面活性剂为支链脂肪醇环氧乙烷缩合物ΤΧ-10 ； 所述的防锈剂为硼酸单乙醇胺。
7.如权利要求4所述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，其特征在于按重量百分比计算，其原料组成及含量如下: 基础油聚α烯烃25% 非离子表面活性剂24% 阴离子表面活性剂6%防锈剂8%助溶剂8%极压剂2%消泡剂2%杀菌剂1%水24% 其中所述非离子表面活性剂为芳香族的脂肪醇环氧乙烷缩合物1310 ； 所述的防锈剂为苯甲酸单乙醇胺。
8.如权利要求1-7任一所述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液的制备方法，其特征在于其具体包括如下制备步骤: (1)、将极压剂、消泡剂、杀菌剂依次加入基础油中，搅拌均匀形成油系； (2)、再将防锈剂倒入水中，搅拌均匀形成水系； (3)、最后将步骤(I)所形成的水系和步骤(2)所形成的油系混合并搅拌均匀后，再一边搅拌一边依次按比例加入非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和助溶剂，直至混合均匀，所得均一、澄清的微乳体系即为一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液。
9.如权利要求1-7任一所述的一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液用于金属切削加工。
全文摘要
本发明公开一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，即由聚α烯烃、非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、防锈剂、助溶剂、极压剂、消泡剂、杀菌剂和水组成。其制备方法即将消泡剂、极压剂、杀菌剂依次加入聚α烯烃基础油中，搅拌均匀形成油系；将防锈剂加入到水中，搅拌均匀形成水系；再将水系和油系混合均匀后再边搅拌边滴加非离子表面活性剂、阴离子表面活性剂和助溶剂，最终得到一种以聚α烯烃为基础油的合成金属切削液，该合成金属切削液具有优良的粘温性能、润滑性、生物可降解性，对人体和环境低毒低害，使用周期较传统切削液长，适用于高精度、高要求的金属工件的切削加工。
文档编号C10N40/22GK103242933SQ201310145709
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月25日 优先权日2013年4月25日
发明者韩生, 叶思景, 王琳, 张玉坤, 郁平, 孙揭阳, 高峰, 祝俊, 朱贤, 王爱民 申请人:上海应用技术学院