一種乳化金屬切削液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種乳化金屬切削液及其制備方法，乳化金屬切削液包括以下重量份計(jì)的原料：月桂酸15～70份、環(huán)氧乙烷40～90份、聚丙烯酸5～60份、二丁基萘磺酸鈉35～60份、脂肪酸聚氧乙烯酯55～80份、乙二醇45～90份、檸檬酸45～60份、甲基苯丙胺50～80份、三聚磷酸鈉20～60份、硼酸鈉35～65份、硫化鈉15～70份、擴(kuò)散劑5～20份、勻染劑10～40份。制備方法是：（1）將檸檬酸、月桂酸、環(huán)氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸鈉、脂肪酸聚氧乙烯酯、在80～100℃條件下反應(yīng)1～2h，冷卻至20～30℃；（2）在密閉反應(yīng)釜中加入剩余組分，混合均勻，然后加入步驟（1）的混合物，攪拌均勻。本發(fā)明的乳化金屬切削液抗菌能力強(qiáng)，保質(zhì)期長(zhǎng)。
【專利說(shuō)明】一種乳化金屬切削液及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械加工材料領(lǐng)域，尤其涉及一種乳化金屬切削液及其制備方法。[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 切削液（cuttingfluid,coolant)是一種用在金屬切削、磨加工過(guò)程中，用來(lái)冷 卻和潤(rùn)滑刀具和加工件的工業(yè)用液體，人類使用切削液的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代。人們 在磨制石器、銅器和鐵器時(shí)，就知道澆水可以提高效率和質(zhì)量。在古羅馬時(shí)代，車削活塞泵 的鑄件時(shí)就使用橄欖油，16世紀(jì)使用牛脂和水溶劑來(lái)拋光金屬盔甲。從1775年英國(guó)的J. Wilkinson為了加工瓦特蒸汽機(jī)的汽缸而研制成功鏜床開(kāi)始，伴隨出現(xiàn)了水和油在金屬切 削加工中的應(yīng)用。到I860年經(jīng)歷了漫長(zhǎng)發(fā)展后，車、銑、刨、磨、齒輪加工和螺紋加工等各種 機(jī)床相繼出現(xiàn)，也標(biāo)志著切削液開(kāi)始較大規(guī)模的應(yīng)用。
[0004] 切削液主要有潤(rùn)滑、冷卻和清洗作用，金屬切削加工液(簡(jiǎn)稱切削液）在切削過(guò)程 中的潤(rùn)滑作用，可以減小前刀面與切屑，后刀面與已加工表面間的摩擦，形成部分潤(rùn)滑膜， 從而減小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損， 改善工件材料的切削加工性能。在磨削過(guò)程中，加入磨削液后，磨削液滲入砂輪磨粒一工 件及磨粒一磨屑之間形成潤(rùn)滑膜，使界面間的摩擦減小，防止磨粒切削刃磨損和粘附切屑， 從而減小磨削力和摩擦熱，提高砂輪耐用度以及工件表面質(zhì)量。切削液的冷卻作用是通過(guò) 它和因切削而發(fā)熱的刀具（或砂輪)、切屑和工件間的對(duì)流和汽化作用把切削熱從刀具和工 件處帶走，從而有效地降低切削溫度，減少工件和刀具的熱變形，保持刀具硬度，提高加工 精度和刀具耐用度。切削液的冷卻性能和其導(dǎo)熱系數(shù)、比熱、汽化熱以及粘度(或流動(dòng)性)有 關(guān)。水的導(dǎo)熱系數(shù)和比熱均高于油，因此水的冷卻性能要優(yōu)于油。在金屬切削過(guò)程中，要求 切削液有良好的清洗作用。除去生成切屑、磨屑以及鐵粉、油污和砂粒，防止機(jī)床和工件、刀 具的沾污，使刀具或砂輪的切削刃口保持鋒利，不致影響切削效果。對(duì)于油基切削油，粘度 越低，清洗能力越強(qiáng)，尤其是含有煤油、柴油等輕組份的切削油，滲透性和清洗性能就越好。 含有表面活性劑的水基切削液，清洗效果較好，因?yàn)樗茉诒砻嫔闲纬晌侥ぃ柚沽Ｗ雍?油泥等粘附在工件、刀具及砂輪上，同時(shí)它能滲入到粒子和油泥粘附的界面上，把它從界面 上分離，隨切削液帶走，保持界面清潔。
[0005] 油基切削液的潤(rùn)滑性能較好，冷卻效果較差。水基切削液與油基切削液相比潤(rùn)滑 性能相對(duì)較差，冷卻效果較好。乳化液把油的潤(rùn)滑性和防銹性與水的極好冷卻性結(jié)合起來(lái)， 同時(shí)具備較好的潤(rùn)滑冷卻性，因而對(duì)于大量熱生成的高速低壓力的金屬切削加工很有效。 與油基切削液相比，乳化液的優(yōu)點(diǎn)在于較大的散熱性，清洗性，用水稀釋使用而帶來(lái)的經(jīng)濟(jì) 性以及有利于操作者的衛(wèi)生和安全而使他們樂(lè)于使用。實(shí)際上除特別難加工的材料外，乳 化液幾乎可以用于所有的輕、中等負(fù)荷的切削加工及大部分重負(fù)荷加工，乳化液還可用于 除螺紋磨削、槽溝麻削等復(fù)雜磨削外的所有磨削加工，乳化液的缺點(diǎn)是容易使細(xì)菌、霉菌繁 殖，使乳化液中的有效成分產(chǎn)生化學(xué)分解而發(fā)臭、變質(zhì)。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種乳化金屬切削液及其制備方法，乳化 金屬切削液性質(zhì)穩(wěn)定，不易分解變質(zhì)。
[0008] 本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 一種乳化金屬切削液，包括以下重量份計(jì)的原料：月桂酸15?70份、環(huán)氧乙燒40?90 份、聚丙烯酸5?60份、二丁基萘磺酸鈉35?60份、脂肪酸聚氧乙烯酯55?80份、乙二 醇45?90份、檸檬酸45?60份、甲基苯丙胺50?80份、三聚磷酸鈉20?60份、硼酸鈉 35?65份、硫化鈉15?70份、擴(kuò)散劑5?20份、勻染劑10?40份。
[0009] 作為優(yōu)選，包括以下重量份計(jì)的原料：月桂酸50份、環(huán)氧乙烷60份、聚丙烯酸40 份、二丁基萘磺酸鈉50份、脂肪酸聚氧乙烯酯65份、乙二醇60份、檸檬酸50份、甲基苯丙 胺65份、三聚磷酸鈉45份、硼酸鈉50份、硫化鈉50份、擴(kuò)散劑10份、勻染劑25份。
[0010] 作為優(yōu)選，擴(kuò)散劑為亞甲基雙萘磺酸鈉或亞甲基雙萘磺酸鉀。
[0011] 作為優(yōu)選，勻染劑為烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0012] 上述乳化金屬切削液的制備方法，包括以下步驟： (1) 將檸檬酸、月桂酸、環(huán)氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸鈉、脂肪酸聚氧乙烯酯、在 80?KKTC條件下反應(yīng)1?2h，冷卻至20?30°C; (2) 在密閉反應(yīng)釜中加入乙二醇、甲基苯丙胺、三聚磷酸鈉、硼酸鈉、硫化鈉、擴(kuò)散劑、勻 染劑，混合均勻，然后加入步驟（1)的混合物，攪拌均勻。
[0013] 作為優(yōu)選，步驟（1)的反應(yīng)時(shí)間為I. 5h。
[0014] 技術(shù)效果 本發(fā)明的乳化金屬切削液含有檸檬酸，一方面可以使原料更好的溶解，另一方面采用 植物抑菌方式，有效提高切削液的抗菌能力，從而提高保質(zhì)期。
[0015]

【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面通過(guò)具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不局限于此。
[0017] 實(shí)施例1 一種乳化金屬切削液，包括以下重量份計(jì)的原料：月桂酸15份、環(huán)氧乙烷40份、聚丙烯 酸5份、二丁基萘磺酸鈉35份、脂肪酸聚氧乙烯酯55份、乙二醇45份、檸檬酸45份、甲基 苯丙胺50份、三聚磷酸鈉20份、硼酸鈉35份、硫化鈉15份、擴(kuò)散劑5份、勻染劑10份。
[0018] 擴(kuò)散劑為亞甲基雙萘磺酸鈉。勻染劑為烷基酚聚氧乙烯醚。
[0019] 上述乳化金屬切削液的制備方法，包括以下步驟： (1) 將檸檬酸、月桂酸、環(huán)氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸鈉、脂肪酸聚氧乙烯酯、在 80°C條件下反應(yīng)lh，冷卻至20°C; (2) 在密閉反應(yīng)釜中加入乙二醇、甲基苯丙胺、三聚磷酸鈉、硼酸鈉、硫化鈉、擴(kuò)散劑、勻 染劑，混合均勻，然后加入步驟（1)的混合物，攪拌均勻。
[0020] 實(shí)施例2 一種乳化金屬切削液，包括以下重量份計(jì)的原料：月桂酸70份、環(huán)氧乙烷90份、聚丙烯 酸60份、二丁基萘磺酸鈉60份、脂肪酸聚氧乙烯酯80份、乙二醇90份、檸檬酸60份、甲基 苯丙胺80份、三聚磷酸鈉60份、硼酸鈉65份、硫化鈉70份、擴(kuò)散劑20份、勻染劑40份。
[0021] 擴(kuò)散劑為亞甲基雙萘磺酸鉀。勻染劑為脂肪醇聚氧乙烯醚。
[0022] 上述乳化金屬切削液的制備方法，包括以下步驟： (1) 將檸檬酸、月桂酸、環(huán)氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸鈉、脂肪酸聚氧乙烯酯、在 100°C條件下反應(yīng)2h，冷卻至30°C; (2) 在密閉反應(yīng)釜中加入乙二醇、甲基苯丙胺、三聚磷酸鈉、硼酸鈉、硫化鈉、擴(kuò)散劑、勻 染劑，混合均勻，然后加入步驟（1)的混合物，攪拌均勻。
[0023] 實(shí)施例3 一種乳化金屬切削液，包括以下重量份計(jì)的原料：月桂酸50份、環(huán)氧乙烷60份、聚丙 烯酸40份、二丁基萘磺酸鈉50份、脂肪酸聚氧乙烯酯65份、乙二醇60份、檸檬酸50份、甲 基苯丙胺65份、三聚磷酸鈉45份、硼酸鈉50份、硫化鈉50份、擴(kuò)散劑10份、勻染劑25份。
[0024] 擴(kuò)散劑為亞甲基雙萘磺酸鉀。勻染劑為烷基酚聚氧乙烯醚。
[0025] 上述乳化金屬切削液的制備方法，包括以下步驟： (1) 將檸檬酸、月桂酸、環(huán)氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸鈉、脂肪酸聚氧乙烯酯、在 90°C條件下反應(yīng)I. 5h，冷卻至25°C; (2) 在密閉反應(yīng)釜中加入乙二醇、甲基苯丙胺、三聚磷酸鈉、硼酸鈉、硫化鈉、擴(kuò)散劑、勻 染劑，混合均勻，然后加入步驟（1)的混合物，攪拌均勻。
[0026] 對(duì)比例1 與實(shí)施例1相同，不同在于：不加檸檬酸。
[0027] 性能測(cè)試 測(cè)定實(shí)施例1、2、3和對(duì)比例1的性能參數(shù)。
[0028] 測(cè)定方法：取切削液適量用自來(lái)水配制成5%稀釋液在透明容器中靜置15分鐘，觀 察稀釋液是否均勻，是否有分層和雜質(zhì)。
[0029] 配置5%濃度稀釋液適量并在容器中靜置，嗅聞切削液味的變化，記錄保質(zhì)期。
[0030] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種乳化金屬切削液，其特征在于：包括以下重量份計(jì)的原料：月桂酸15?70份、 環(huán)氧乙烷40?90份、聚丙烯酸5?60份、二丁基萘磺酸鈉35?60份、脂肪酸聚氧乙烯 酯55?80份、乙二醇45?90份、檸檬酸45?60份、甲基苯丙胺50?80份、三聚磷酸鈉 20?60份、硼酸鈉35?65份、硫化鈉15?70份、擴(kuò)散劑5?20份、勻染劑10?40份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化金屬切削液，其特征在于：包括以下重量份計(jì)的原 料：月桂酸50份、環(huán)氧乙烷60份、聚丙烯酸40份、二丁基萘磺酸鈉50份、脂肪酸聚氧乙烯 酯65份、乙二醇60份、檸檬酸50份、甲基苯丙胺65份、三聚磷酸鈉45份、硼酸鈉50份、硫 化鈉50份、擴(kuò)散劑10份、勻染劑25份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化金屬切削液，其特征在于：擴(kuò)散劑為亞甲基雙萘磺 酸鈉或亞甲基雙萘磺酸鉀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種乳化金屬切削液，其特征在于：勻染劑為烷基酚聚氧乙 烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。
5. 權(quán)利要求1所述的乳化金屬切削液的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 將檸檬酸、月桂酸、環(huán)氧乙烷、聚丙烯酸、二丁基萘磺酸鈉、脂肪酸聚氧乙烯酯、在 80?100°C條件下反應(yīng)1?2h，冷卻至20?30°C ; (2) 在密閉反應(yīng)釜中加入乙二醇、甲基苯丙胺、三聚磷酸鈉、硼酸鈉、硫化鈉、擴(kuò)散劑、勻 染劑，混合均勻，然后加入步驟（1)的混合物，攪拌均勻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種乳化金屬切削液的制備方法，其特征在于：步驟（1)的反 應(yīng)時(shí)間為1. 5h。
【文檔編號(hào)】C10N40/22GK104263477SQ201410494197
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】陳凌, 王琰, 任琪, 程曉 申請(qǐng)人:無(wú)錫康柏斯機(jī)械科技有限公司