一种无磷无氯无硫无硼高效冷却润滑介质及制备方法与流程

本发明涉及c10m169/04领域，具体涉及一种无磷无氯无硫无硼高效冷却润滑介质及制备方法。

背景技术：

1、金属加工液应用于金属加工过程中，主要作用有以下四个方面：润滑、冷却、清洗及防锈。金属切削时切削区内产生大量热量，必须及时降低切削温度，通过正确使用金属加工液，可以使加工参数得到优化，从而加工出高品质的产品，其对于加工的重要性是不言而喻的。目前国内传统的金属加工液主要采用亚硝酸钠和乳化油、普通油剂等原料调配制作，污染环境，易变质发臭，对人身、机床、刃具和加工材料有害，伴随着中国制造业的高速发展和人们对环保的日益重视，急需一种环保高效的金属加工液。

2、cn102051255a公开了一种长效环保通用型水剂金属加工液，其组分是:非离子表面活性剂h、油酸三乙醇胺酯、合成极压剂、混凝剂及消泡剂有效使用能提高切磨削速度30％以上，降低切磨削温度100-150℃，减少切磨削力10％-30％，延长刀具寿命4-5倍，减小表面粗糙度值，并能降低成本。

3、cn110628498b公开了一种环保水基金属加工液，所述环保水基金属加工液主要组分为：去离子水、油酸、胶体石墨粉、三乙醇胺、十二烷基苯磺酸钠、水性硼酸酯、聚丙烯酸钠、消泡剂、双乙酸钠，利用纳米二氧化钛能够抑制和杀灭微生物，并有除臭、防霉、消毒的作用，有效的减少了使用后的水基金属加工液对环境造成的危害。

4、但是，现有技术金属加工液含有危害环境的磷、氯、硫、硼等元素，使用过程中耗氧量高，制备工艺复杂，且对人体有一定的危害。

技术实现思路

1、针对于上述问题，本发明公开了一种无磷无氯无硫无硼的环保型高效冷却润滑介质，按质量份计，所述冷却润滑介质制备原料包括：5-30份有机酸、15-30 份醇胺、8-20份聚醚、6-12份自乳化酯、1-7份聚醇酯、20-50份去离子水。

2、优选的，按质量份计，所述冷却润滑介质制备原料包括：10-22份有机酸、 20-25份醇胺、10-15份聚醚、8-10份自乳化酯、3-5份聚醇酯、30-40份去离子水。

3、进一步优选的，按质量份计，所述冷却润滑介质制备原料包括：17份有机酸、25份醇胺、12份聚醚、9份自乳化酯、4份聚醇酯、35份去离子水。

4、在一种实施方式中，所述有机酸选自草酸、丙酸、正丁酸、正戊酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、2，2-二甲基丙酸、己酸、己二酸、庚酸、月桂酸、油酸、新葵酸、正壬酸、十四烷酸中的一种或多种。

5、优选的，所述有机酸为月桂酸、新葵酸和正壬酸，质量比为(2-6)：(1-11)： (3-9)。

6、进一步优选的，所述有机酸为月桂酸、新葵酸和正壬酸，质量比为4：7：6。

7、在一种实施方式中，所述醇胺选自三异丙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙醇胺中的一种或多种。

8、优选的，所述醇胺为三异丙醇胺。

9、在一种实施方式中，所述聚醚为嵌段聚醚。

10、优选的，所述嵌段聚醚为丙二醇嵌段聚醚，平均分子量在1000-1800。

11、在一种实施方式中，所述自乳化酯羟值为40-75mg koh/g。

12、在本申请中，申请人经过大量创造性实验探究得到，选择羟值为40-75mg koh/g的自乳化酯可以极大的提升润滑性，对有色金属特别是铝镁合金无任何腐蚀性。当选择的自乳化酯羟值小于40mg koh/g时，会影响冷却润滑介质的稳定性，造分层等现象出现，申请人推测可能是因为分子链段的柔顺性受到影响；当选择的自乳化酯羟值大于75mg koh/g时，冷却润滑介质的润滑性会下降，申请人推测可能是因为体系中存在的电负性基团较少，自乳化酯羟值过大，电负性增高，导致冷却润滑介质与金属分子间作用力改变，进而影响了润滑性能。

13、在一种实施方式中，所述聚醇酯选自介酸聚乙二醇酯、硬脂酸聚乙二醇酯、丙烯酸聚乙二醇酯中的一种或多种。

14、优选的，所述聚醇酯为介酸聚乙二醇酯。

15、进一步优选的，所述介酸聚乙二醇酯平均分子量为400-800。

16、通常金属加工过程，需要含氯或硫的化合物，这些氯化或硫化脂肪酸在高温时与金属产生化学反应，在金属表面形成一层极牢固的润滑膜，防止刀具的烧结。申请人经过大量创造性实验探究得到，通过加入聚醇酯，尤其是介酸聚乙二醇酯，可以克服上述问题，不添加含氯或活性硫的化合物亦可以，在金属表面形成一层极牢固的润滑膜，防止刀具的烧结。申请人推测可能是介酸聚乙二醇酯在摩擦与高温下分子裂解后，形成的小分子能够克服过程中的空间位阻作用，及时与金属表面结合，且裂解后小分子之间的芳环结构间的斥力使得裂解小分子与金属表面结合更为均匀紧密，使得附着力提高，且各部分之间结合成的附着润滑膜的均匀度较佳，稳定性好，这种现象在介酸聚乙二醇酯平均分子量为400-800最佳。

17、本发明另一方面公开了所述的冷却润滑介质的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

18、s1：按顺序加入有机酸、去离子水、醇胺，并搅拌；

19、s2：按顺序加入聚醚、自乳化酯、聚醇酯，并搅拌；

20、s3：冷却至常温，检测后灌装。

21、进一步，所述s1步骤具体为：依次加入月桂酸、新葵酸、正壬酸、水、三异丙醇胺，并控制温度为30-50℃，搅拌30-60分钟，搅拌至体系呈透明状态。

22、进一步，所述s2步骤具体为：依次加入嵌段聚醚、自乳化酯、介酸聚乙二醇酯、温度控制在30-50℃，搅拌30-60分钟，搅拌至体系呈淡黄色油状液体。

23、有益效果：

24、1、本发明公开的冷却润滑介质，不含磷、氯、硼元素以及活性硫，规避了元素对环境的危害，绿色环保，符合欧盟标准。

25、2、本发明加入介酸聚乙二醇酯，在不添加含氯或活性硫的化合物亦可以，在金属表面形成一层极牢固的润滑膜，防止刀具的烧结。

26、3、本发明选择羟值为40-75mg koh/g的自乳化酯可以极大的提升润滑性，对有色金属特别是铝镁合金无任何腐蚀性，保证冷却润滑介质的多功能性，可以适用于黑色金属和有色金属，包括钢铁、铜合金、铝合金等。

27、4、本发明公开的冷却润滑介质，生产工艺简单，易操作，常温常压下即可完成生产，并且对操作人员无刺激。

28、5、使用本发明公开的冷却润滑介质，可以延长刀具的耐用度，提高生产效率，改善工件表面粗糙度，保证工件加工精度。

技术特征：

1.一种无磷无氯无硫无硼高效冷却润滑介质，其特征在于，按质量份计，所述冷却润滑介质制备原料包括：5-30份有机酸、15-30份醇胺、8-20份聚醚、6-12份自乳化酯、1-7份聚醇酯、20-50份去离子水。

2.根据权利要求1所述的冷却润滑介质，其特征在于，所述有机酸选自草酸、丙酸、正丁酸、正戊酸、2-甲基丁酸、3-甲基丁酸、2，2-二甲基丙酸、己酸、己二酸、庚酸、月桂酸、油酸、新葵酸、正壬酸、十四烷酸中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的冷却润滑介质，其特征在于，所述有机酸为月桂酸、新葵酸和正壬酸，质量比为(2-6)：(1-11)：(3-9)。

4.根据权利要求1所述的冷却润滑介质，其特征在于，所述醇胺选自三异丙醇胺、三乙醇胺中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的冷却润滑介质，其特征在于，所述聚醚为嵌段聚醚。

6.根据权利要求5所述的冷却润滑介质，其特征在于，所述嵌段聚醚平均分子量为1000-1800。

7.根据权利要求1所述的冷却润滑介质，其特征在于，所述聚醇酯选自介酸聚乙二醇酯、硬脂酸聚乙二醇酯、丙烯酸聚乙二醇酯中的一种或多种。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的冷却润滑介质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的冷却润滑介质的制备方法，其特征在于，所述s1步骤，控制温度为30-50℃，搅拌30-60分钟，搅拌至体系呈透明状态。

10.根据权利要求8所述的冷却润滑介质的制备方法，其特征在于，所述s2步骤，控制温度为30-50℃，搅拌30-60分钟，搅拌至体系呈淡黄色油状液体。

技术总结
本发明公开了一种无磷无氯无硫无硼高效冷却润滑介质及制备方法，按质量份计，所述冷却润滑介质制备原料包括：5‑30份有机酸、15‑30份醇胺、8‑20份聚醚、6‑12份自乳化酯、1‑7份聚醇酯、20‑50份去离子水。本发明公开的冷却润滑介质，可以延长刀具的耐用度，提高生产效率，改善工件表面粗糙度，保证工件加工精度，可以适用于黑色金属和有色金属，包括钢铁、铜合金、铝合金等，生产工艺简单，易操作，常温常压下即可完成生产，并且对操作人员无刺激。

技术研发人员：胡晔,胡玉鸿,胡玉波,李凌霞
受保护的技术使用者：石岛环保科技（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13