一种耐氧化高润湿性半合成切削液及其制备方法与流程

本发明涉及金属切削液。更具体地说，本发明涉及一种耐氧化高润湿性半合成切削液及其制备方法。

背景技术：

1、切削液是指材料加工过程中使用的冷却润滑液体，兼有防锈，清洗(排屑)等作用。按组成可分为油基切削液和水基切削液两类，其中水基切削液按稀释液性状分为乳化切削液、半合成切削液和全合成切削液。半合成切削液是一种热力学稳定的水包油型分散液，使用周期为乳化液的4-6倍，目前已在国内外获得广泛应用。近年来，随着我国机械加工制造业的快速发展，各种高精、高速和高柔性的金属零部件及难加工材料的应用越来越广泛，使机床从粗加工的磨、珩、锯、车等易加工工艺转向精加工的拉销、磨齿、攻丝、滚齿等难加工工艺。而当机床处于高速加工状态时常伴随高的切削速度、切削负荷和切削温度，使半合成切削液不仅要具备优异的耐氧化性能，同时要易在金属表面铺展，充分发挥出润滑、冷却和清洗能力。

2、公布号为cn 104087400 a的中国发明专利公开了一种环保型高润滑半合成金属切削液及其制备方法，其组分如下：基础油、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、防锈剂、耦合剂、极压剂、润湿剂、消泡剂、杀菌剂、水。该种切削液通过极压剂与超级润湿剂复配，大大提高了切削液到达加工界面的能力和速度，并形成了稳定连续的润滑膜，提供了优异的润滑特性。但添加的矿物基础油不易生物降解，油膜强度较低，并且易在碱性含氧条件下破裂，使切削液的润滑稳定性大大降低。

技术实现思路

1、为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，一方面，本发明的一优选实施方案提供了一种耐氧化高润湿性半合成切削液，采用如下重量份的原料制成：

2、

3、

4、根据本发明的一优选实施方案，所述的耐氧化高润湿性半合成切削液中，所述有机醇胺由重量比为1:10～12的单乙醇胺和三乙醇胺组成。

5、根据本发明的一优选实施方案，所述的耐氧化高润湿性半合成切削液中，所述润滑添加剂为分子结构中含酰仲胺基(-conh-)的改性大豆油。

6、根据本发明的一优选实施方案，所述的耐氧化高润湿性半合成切削液中，所述复合表面活性剂由重量比为1:3的阴离子型表面活性剂和非离子型高分子表面活性剂组成。

7、根据本发明的一优选实施方案，所述的耐氧化高润湿性半合成切削液中，所述阴离子型表面活性剂为npe10s或npe15s的其中一种，所述非离子型高分子表面活性剂为rpe1720、rpe1740或rpe2520的其中一种。npes是壬基酚聚氧乙烯醚硫酸钠，下角标为非离子链段中eo的数目，eo指的是聚氧乙烯聚合度。rpe为反式嵌段聚醚，是环氧乙烷和环氧丙烷的嵌段聚合物。

8、根据本发明的一优选实施方案，所述的耐氧化高润湿性半合成切削液中，所述缓蚀剂由重量比为3:2的苯并三氮唑和硅氧烷酮组成。

9、一方面，本发明的一优选实施方案提供了所述的耐氧化高润湿性半合成切削液的制备方法，包括以下步骤：

10、步骤1、按重量份取18-32份有机醇胺、1.5-3份乙二胺四乙酸、1-2.5份氢氧化钾、2-6份复合表面活性剂、5-20份水混合倒入反应器中，升温至60～80℃，并开启搅拌，搅拌转速为100-200rpm/min，反应30～90min，得到混合物a；

11、步骤2：将步骤1制的混合物a、25-45份润滑添加剂、0.3-0.8份缓蚀剂混合搅拌30～90min，搅拌转速为100-200rpm/min，得到混合物b；

12、步骤3：将步骤2制的混合物b、1.5-2.8份bk杀菌剂、0.3-0.5份聚醚改性硅消泡剂、5～30份水混合搅拌30～90min，搅拌转速为100-200rpm/min，制得目标产物耐氧化高润湿性半合成切削液。

13、本发明至少包括以下有益效果：

14、(1)植物油来源广泛易得，具有可再生、无毒和易生物降解特性，近年来被广泛用作切削液中的基础油和润滑剂。从结构上看，植物油的主要化学成分为甘油三酯，虽然其含有疏水的长链脂肪烃和有一定极性的酯基，但其中酯基的极性吸附能力较低，使植物油的润滑性能不理想。同时，由于甘油三酯中存在活泼不稳定的叔氢结构，导致植物油易氧化变质。本发明中，通过引入一种分子结构中含酰仲胺基(-conh-)的改性大豆油作润滑添加剂，由于该改性大豆油中的酰仲胺基(-conh-)具有较高的亲水性，易与金属表面键合，同时，具有高空间位阻的-conh-结构可以阻止高温条件下活性氧(ros)和氢氧根(oh-)对脂肪酰胺结构的侵蚀，使形成的油膜具有高润滑性和耐氧化性，从而极大提高了切削液的润滑稳定性。另外，结构中存在一定数目的n、o元素，使更易与金属表面离子络合，形成一层难溶的络合物保护膜，增强了对金属的缓蚀效果。

15、(2)本发明使用复合表面活性剂(阴离子型表面活性剂:非离子型高分子表面活性剂＝1:3)可以获得乳化效果好，产泡沫量低的半合成切削液，并在降低表面张力和提高润湿性上产生较为明显的协同效果，使切削液易在金属表面铺展，大大提高了切削工作液到达加工界面的能力，充份发挥其润滑冷却作用。

16、(3)本发明制备出的半合成切削液无变色、无沉淀、稀释液呈透明液体，各项性能指标均满足半合成切削液的技术要求(jb/t 7453-2013)。同时，不含有任何毒性物质，不会对环境造成污染，降低了后续切削废液处置成本。

17、(4)本发明通过添加一种分子结构中含酰仲胺基(-conh-)的改性大豆油作润滑添加剂，提高了其耐氧化和吸附能力，同时，添加的复合表面活性剂可使切削液易在金属表面铺展，充份发挥润滑冷却作用，能够满足黑色金属材料的拉销、磨齿、攻丝和滚齿等多种难加工工艺的润滑冷却要求，另外，切削液中不含有毒物质，不会对环境造成危害。

18、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种耐氧化高润湿性半合成切削液，其特征在于，采用如下重量份的原料制成：

2.根据权利要求1所述的耐氧化高润湿性半合成切削液，其特征在于，所述有机醇胺由重量比为1:10～12的单乙醇胺和三乙醇胺组成。

3.根据权利要求1所述的耐氧化高润湿性半合成切削液，其特征在于，所述润滑添加剂为分子结构中含酰仲胺基(-conh-)的改性大豆油。

4.根据权利要求1所述的耐氧化高润湿性半合成切削液，其特征在于，所述复合表面活性剂由重量比为1:3的阴离子型表面活性剂和非离子型高分子表面活性剂组成。

5.根据权利要求4所述的耐氧化高润湿性半合成切削液，其特征在于，所述阴离子型表面活性剂为npe10s或npe15s的其中一种，所述非离子型高分子表面活性剂为rpe1720、rpe1740或rpe2520的其中一种。

6.根据权利要求1所述的耐氧化高润湿性半合成切削液，其特征在于，所述缓蚀剂由重量比为3:2的苯并三氮唑和硅氧烷酮组成。

7.如权利要求1-6任一权利要求所述的耐氧化高润湿性半合成切削液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种耐氧化高润湿性半合成切削液及其制备方法，包括：以重量份计，有机醇胺18～32份、乙二胺四乙酸1.5～3份，氢氧化钾1～2.5份、复合表面活性剂2～6份、润滑添加剂25～45份、缓蚀剂0.3～0.8份、BK杀菌剂1.5～2.8份、聚醚改性硅消泡剂0.3～0.5份、水10～50份。本发明还公开了上述半合成切削液的制备方法。本发明通过添加一种分子结构中含酰仲胺基(‑CONH‑)的改性大豆油作润滑添加剂，提高了其耐氧化和吸附能力，同时，添加的复合表面活性剂可使工作液易在金属表面铺展，充份发挥润滑冷却作用，能够满足黑色金属材料的拉销、磨齿、攻丝和滚齿等多种难加工工艺的润滑冷却要求，另外，切削液中不含有毒物质，不会对环境造成危害。

技术研发人员：占稳,李英朋,张于涛,林慧娴,陈榕,潘龙
受保护的技术使用者：中国机械总院集团海西（福建）分院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12