一种不含氯、硫、磷的高极压全合成切削液及其制备方法

摘要

本发明公开了一种不含氯、硫、磷的高极压全合成切削液及其制备方法，是以聚醚、聚合酯LY-3586、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪、2-丁基辛酸、有机碱、防腐剂和消泡剂进行复配制得。本发明调和出的全合成切削液润滑极压性优异，防锈性能好，产品稳定，使用寿命长，只需补充原液即可长期循环使用，无需更换排放，属于绿色环保型切削液，适合各种低、中、高负荷加工环境，可满足铸铁、碳钢、不锈钢、铝合金等材质的钻孔、攻丝、铰孔等高负荷条件下的加工环境。

说明书

技术领域

本发明属于金属切削加工成型技术领域，具体涉及一种金属切削、加工、成型等工艺用金属加工液。

背景技术

随着21世纪金属切削加工向高速、强力和高精度的方向发展，现代苛刻的加工条件对切削液的质量提出了越来越高的要求。数控机床、机械加工中心和柔性制造系统等先进制造技术已逐渐推广应用，而先进制造技术和难加工材料的切削加工均离不开冷却润滑技术；因而，切削液显得越来越重要。传统的油基切削液润滑性能好，但是冷却性能较差，难以适应苛刻的操作条件。

随着全球人类环境保护意识的不断增强和国际社会对生态环境的日益重视，人们越来越重视切削液对环境的污染问题。尽管对环境无污染的干切削技术得到成功的应用，但其应用范围非常有限。今后相当一段时期内，对众多的机械制造企业尤其是传统机械制造企业而言，切削液的使用仍不可避免。因而，在不影响切削液使用性能的前提下，研究和开发对人体无害、废液对环境无(或低)污染的环保型水基全合成切削液具有十分重要的现实意义。

全合成切削液基本不存在相态稳定性问题，而且清洗性、抗腐败变质性、冷却性等均可以做得比其它品种更为优良，随着表面活性剂技术、胶体化学、界面化学等技术的发展，新的理论和新的功能性添加剂不断增加，全合成切削液的润滑性和防锈性问题可以得到解决，并且能够赋予其一些独特性能，使之成为现代化加工车间所希望使用的单一的理想切削液。这是当今切削液技术发展的方向。由此可见研究环保型高效多功能全合成切削液的必要性，只有这样才能满足市场的新需求，让用户充分发挥最新机加工设备和新材料的先进性能，达到最大生产率，替代进口产品，提高我国金属切削液的技术水平。

目前用于全合成切削液的润滑剂主要有聚乙二醇、聚醚、马来蓖麻油酸酰胺、油酸酰胺、油酸皂、太古油等，这些润滑主要适用用低负荷加工环境，如果要适合高负荷加工环境，需要额外添加一些极压功能添加剂，极压剂多为油性添加剂，如果要添加到全合成体系中需要大量的碱或助溶剂才能溶解到全合成体系中；常规的极压添加剂是含有S、P、Cl等元素的有机化合物，高温下与金属表面形成化学润滑膜。优点是耐高温、PD值高、极压效果好；缺点是氯化废液有毒，处理不当会造成环境问题，并且游离的氯离子很容易造成金属的腐蚀；有机硫化物气味大、颜色深，对有色金属腐蚀严重；磷系很容易腐败变臭，对环境的污染就更不言而喻了。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种不含氯、硫、磷的高极压全合成切削液及其制备方法，旨在避免废液对环境污染的同时，提高切削液的性能。

本发明解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明不含氯、硫、磷的高极压全合成切削液，其特点在于：各原料按重量百分比的构成为：

本发明不含氯、硫、磷的高极压全合成切削液，其特点也在于：

所述有机碱选自一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一异丙醇按、二异丙醇按、三异丙醇按、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二乙烯乙二醇和甲基二乙醇胺中的至少一种。

所述聚醚选自EO/PO嵌段聚醚、PO/EO嵌段聚醚、酰胺聚醚、油醇聚醚、椰油胺聚醚、牛脂胺聚醚和油胺聚醚中的至少一种。

所述防腐剂为尼泊金酯、均三嗪和脱氢乙酸钠的组合。尼泊金酯、均三嗪和脱氢乙酸钠的重量比为0.1:1.7:0.2。

所述消泡剂选自南京四新TL-56N型消泡剂。

本发明全合成切削液的5％水溶液最低无卡咬负荷大于或等于38kg，最大无卡咬负荷超过100kg，1.5％水溶液铸铁屑/滤纸防锈试验法达到或者超过0级。

上述全合成切削液的制备方法是：

按配比将有机碱、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和2-丁基辛酸加入搅拌调和釜中，升温至50℃，搅拌100～120min，再按配比依次加入聚合酯LY-3586、聚醚、防腐剂和消泡剂，搅拌10～30min，最后按配比加入水，搅拌70～100min，过滤，即得不含氯、硫、磷的高极压全合成切削液。

本发明的有益效果体现在：

本发明选择了聚醚、聚合酯LY-3586、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪、2-丁基辛酸、有机碱、防腐剂和消泡剂进行复配，调和出的全合成切削液润滑极压性优异，防锈性能好，产品稳定，使用寿命长，只需补充原液即可长期循环使用，无需更换排放，属于绿色环保型切削液，适合各种低、中、高负荷加工环境，可满足铸铁、碳钢、不锈钢、铝合金等材质的钻孔、攻丝、铰孔等高负荷条件下的加工环境。

本发明的全合成切削液不含矿物油，解决了高负荷全合成切削液需要添加氯、硫、磷等极压剂的问题，减少了切削液使用后废液排放对环境的影响。

本发明的全合成切削液中润滑极压剂选择聚合酯LY-3586、有机碱、聚醚和2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪的组合，不含氯、硫、磷，但润滑极压性可以达到或者超过含氯、硫或磷的全合成切削液。

本发明的全合成切削液中防锈剂选择聚合酯LY-3586、有机碱、2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪和2-丁基辛酸的组合，具有更加优异的防锈性能。

具体实施方式

下述实施例所用原料中：

聚合酯LY-3586来自诺泰生物科技(合肥)有限公司，可市场购买；

三乙醇胺购买自扬子石化—巴斯夫有限公司；

2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪来自诺泰生物科技(合肥)有限公司，可市场购买；

尼泊金酯购买自广州博峰化工科技有限公司；

均三嗪来自诺泰生物科技(合肥)有限公司，可市场购买；

脱氢乙酸钠购买自广州市安心生物制品有限公司；

TL-56N购买自南京四新科技有限公司；

EO/PO嵌段聚醚1740购买自广州市龙慧贸易有限公司罗迪亚聚醚。

实施例1

本实施例按如下步骤制备不含氯、硫、磷的高极压全合成切削液：

称取有机碱三乙醇胺100kg和2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪50kg加入搅拌调和釜中，升温至50℃，搅拌120min溶解透明，再依次加入20kg聚合酯LY-3586、20kg防腐剂(1kg尼泊金酯、17kg均三嗪、2kg脱氢乙酸钠)和2kg消泡剂TL-56N，搅拌20min，最后加入808kg水，搅拌90min，过滤后即得一种不含氯、硫、磷高极压全合成切削液，6％水溶液防锈性0级，5％水溶液最大无卡咬负荷38kg。

实施例2

本实施例按如下步骤制备不含氯、硫、磷的高极压全合成切削液：

称取有机碱三乙醇胺250kg和2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪150kg加入搅拌调和釜中，升温至50℃，搅拌120min溶解透明，再依次加入178kg聚合酯LY-3586、100kgEO/PO嵌段聚醚1740、20kg防腐剂(1kg尼泊金酯、17kg均三嗪、2kg脱氢乙酸钠)和2kg消泡剂TL-56N，搅拌20min，最后加入300kg水，搅拌90min，过滤后即得一种不含氯、硫、磷高极压全合成切削液，1.5％水溶液防锈性0级，5％水溶液最大无卡咬负荷132kg。

实施例3

本实施例按如下步骤制备不含氯、硫、磷的高极压全合成切削液：

称取有机碱三乙醇胺250kg、2-丁基辛酸50kg和2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪100kg加入搅拌调和釜中，升温至50℃，搅拌120min溶解透明，再依次加入150kg聚合酯LY-3586、50kgEO/PO嵌段聚醚1740、20kg防腐剂(1kg尼泊金酯、17kg均三嗪、2kg脱氢乙酸钠)、2kg消泡剂TL-56N，搅拌20min，最后按重量加入378kg水，搅拌90min，过滤后即得一种不含氯、硫、磷高极压全合成切削液，1.5％水溶液防锈性0级，5％水溶液最大无卡咬负荷109kg。

实施例4

称取有机碱三乙醇胺250kg和2,4,6-三(氨基己酸基)-1,3,5-三嗪100kg加入搅拌调和釜中，升温至50℃，搅拌120min溶解透明，再依次加入300kg聚合酯LY-3586、50kgEO/PO嵌段聚醚1740、20kg防腐剂(1kg尼泊金酯、17kg均三嗪、2kg脱氢乙酸钠)和2kg消泡剂TL-56N，搅拌20min，最后加入278kg水，搅拌90min，过滤后即得一种不含氯、硫、磷高极压全合成切削液，1.5％水溶液防锈性0级，5％水溶液最大无卡咬负荷160kg。