專利名稱：一種水基切削液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬切削產(chǎn)品，更具體的說涉及一種水基切削液。
背景技術(shù)：
金屬切削液是指用于金屬切削加工的冷卻潤滑液。其作為機械加工重要的配套材料，是大多數(shù)加工中不可缺少的生產(chǎn)要素之一，主要通過冷卻、潤滑、清洗和防銹等作用，改善工件表面質(zhì)量，提高加工精度，延長刀具壽命，提高工件表面的防蝕能力。水基金屬切削液于上世紀(jì)40年代問世，由于其具有油基液難以比擬的冷卻特性及低廉的成本而得到了迅速發(fā)展。到目前為止，水基液在金屬切削領(lǐng)域的應(yīng)用有了長足的發(fā)展。水基金屬切削液在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)走過了從乳化液向合成液、再向微乳化液發(fā)展的過程。微乳化液已得到了前所未有的發(fā)展和應(yīng)用。在我國，切削液目前仍以乳化液為主，機械行業(yè)在上世紀(jì)80年代出現(xiàn)了研制生產(chǎn)和應(yīng)用合成液的熱潮，從90年代才比較普遍地注重微乳化液的研制和應(yīng)用。因起步較晚，微乳化液性能沒有國外的優(yōu)異。近年來，隨著人們環(huán)保及職業(yè)安全意識的增強以及相關(guān)知識的積累，各國出臺了一系列法規(guī)、條例對化學(xué)液的使用進(jìn)行規(guī)范和限制，迫使綠色切削液成為水基金屬切削液發(fā)展的必然趨勢。水基金屬切削液給人類創(chuàng)造巨大效益的同時，對人類的身體健康也構(gòu)成了較大威脅，直接接觸切削液的操作工人和在機床上工作的工人患呼吸系統(tǒng)疾病的較多。此外，未經(jīng)有效處理的水基切削液廢液對環(huán)境還會造成嚴(yán)重污染。如切削液中防銹劑磷酸鈉的積累會使河流、湖泊因富營養(yǎng)化而出現(xiàn)赤湖；防腐殺菌劑苯酚生物降解性差，對魚類等水生物有毒性；礦物油、表面活性劑等脫脂作用會使人體皮膚干燥、脫脂，甚至引起開裂、紅腫、化膿等；而氯化石蠟則是海水污染物之一。而我國市場銷售的水基切削液仍以乳化液為主。從宏觀角度考慮，該類產(chǎn)品大量地消耗能源，COD化學(xué)耗氧量排放超標(biāo)，嚴(yán)重污染環(huán)境。從使用角度考慮，對環(huán)境不友好的各類添加劑會對操作者產(chǎn)生各類健康危害的問題。目前我國僅機械工業(yè)廢切削液的日排放量已近億噸，面臨著巨大的經(jīng)濟和環(huán)境保護(hù)壓力。隨著全球人類環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強和國際社會對生態(tài)環(huán)境的日益重視，人們越來越重視切削液對環(huán)境的污染問題。盡管對環(huán)境無污染的干切削技術(shù)得到成功的應(yīng)用，但其應(yīng)用范圍非常有限。今后相當(dāng)一段時期內(nèi)，切削液的使用仍不可避免。因而，在不影響切削液使用性能的前提下，研究和開發(fā)對人體無害、廢液對環(huán)境無(或低)污染的環(huán)保型水基切削液具有十分重要的現(xiàn)實意義
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種綠色無污染水基切削液，該切削液以有機硼為主要成份，不含硫、磷、氯、硅等物質(zhì)，避免了對人體的傷害和對環(huán)境的污染，具體發(fā)明內(nèi)容如下一種水基切削液，配方包括由作為潤滑劑的三乙醇胺脂肪酸酯、作為防銹劑的三乙醇胺氨基酸酯、有機硼，其中還添加了由三乙醇胺氨基酸酯和氣相防銹劑組成的混合防銹劑。所述有機硼為H3Bn018。所述的三乙醇胺脂肪酸酯為脂肪酸和三乙胺按1:3 5的摩爾質(zhì)量比在55 85°C條件下酯化反應(yīng)30min制備得到的。所述的三乙醇胺氨基酸酯為氨基酸和三乙胺按1:3 5的摩爾質(zhì)量比在55 85°C條件下 酯化反應(yīng)30min制備得到的。所述的三乙醇胺氨基酸酯和氣相防銹劑組成的混合防銹劑為氨基酸和三乙胺按1:3 5的摩爾質(zhì)量比在55 85°C條件下酯化反應(yīng)30min制備得到的三乙醇胺氨基酸酯和氣相防銹劑按10:3 5的質(zhì)量比混合得到的混合物。所述切削液在使用時即用水稀釋，稀釋的濃度為體積比2 8%。本發(fā)明的有益技術(shù)效果是本發(fā)明提供的水基切削液，在潤滑性能、極壓抗磨性能、防銹性能和切削能力等技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于現(xiàn)有微乳化液切削液，并且本品中不含鈉鹽、苯酚、氯化石蠟、礦物油等物質(zhì)對人體無傷害，是一種環(huán)保綠色產(chǎn)品。
具體實施例方式實施例I水基切削液的制備
將脂肪酸與三乙醇胺按1:3-5的摩爾質(zhì)量比在55-85°C條件下，酯化反應(yīng)30min，得到三乙醇胺脂肪酸酯，作為潤滑劑；
將氨基酸和三乙醇胺按1:3-5的摩爾質(zhì)量比在55-85°C條件下，酯化反應(yīng)30min，得到三乙醇胺氨基酸酯，作為防銹劑I ;
將三乙醇胺氨基酸酯和氣相防銹劑組成的混合防銹劑，作為防銹劑II ；
將有機硼溶解到85-100°C水中，作為極壓抗磨添加劑。其中，有機硼為五水硼砂和硼酸通過高溫聚合反應(yīng)制備得到。有機硼的分子結(jié)構(gòu)式為
m
I
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1
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依次向極壓抗磨添加劑中添加潤滑劑、防銹劑I防和銹劑II，得到水基切削液。實施例2水基切削液的使用
針對材料不同的硬度，水基切削液采用不同的稀釋比例。針對HRA級硬度材料，水基切削液和水的體積比為3-5:95-97,混合液的折光率為
2.5-4。針對HRC級硬度的材料水基切削液和水的體積比為2-4:96-98，混合液的折光率為 2. 0-3. 5。
針對HRB級硬度的材料水基切削液和水的體積比為2-3:97-98. 2，混合液的折光率為 2. 0-3. 5。后續(xù)補充維護(hù)按折光儀測定潤滑液箱折光率不低于2的比例用純水配制添加。實施例3水基切削液安全性考察
檢測水基切削液的基本物理指標(biāo)，其中外觀為淺棕色液體，密度為I. 15-1. 20kg/L，pH值為8. 0-8. 5，體積比8%水溶液不發(fā)生金屬銹蝕的時間為168h，體積比1%水溶液的抗菌時間為21天。進(jìn)行安全性評價小鼠體表傷口涂抹毒性實驗，LD5tl (mg/kg)值為3 5000,家兔皮膚實驗刺激(分值)=0. 2，閃電> 80°C。根據(jù)國標(biāo)(GB/T3142-1982)檢測，8%水溶液最大無卡咬負(fù)荷(PB. N)為1100，8%水溶液最大無燒結(jié)負(fù)荷(PD. N)為6080，根據(jù)(SH/T0190-1992)檢測，8%水溶液摩擦系數(shù)(MM-200)為 0. 043。 送樣第三方檢測，硫元素(限量值0. 0001%)未檢出，磷元素(限量值0. 0001%)未檢出，氯元素(限量值< 0.005%)未檢出，硅元素(限量值< 0.005%)未檢出。RoHS六項測試，鎘、鉛、汞、堿性溶液萃取測六價鉻、多溴聯(lián)苯(PBBs)之和以及多溴二苯醚(PBDEs )之和均未檢出。
權(quán)利要求
1.一種水基切削液，其特征在于切削液配方包括由作為潤滑劑的三乙醇胺脂肪酸酯、作為防銹劑的三乙醇胺氨基酸酯、有機硼，其中還添加了由三乙醇胺氨基酸酯和氣相防銹劑組成的混合防銹劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水基切削液，其特征在于所述有機硼為H3B11O1815
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水基切削液，其特征在于所述的三乙醇胺脂肪酸酯為脂肪酸和三乙胺按1:3 5的摩爾質(zhì)量比在55 85°C條件下酯化反應(yīng)30min制備得到的。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水基切削液，其特征在于所述的三乙醇胺氨基酸酯為氨基酸和三乙胺按1:3 5的摩爾質(zhì)量比在55 85°C條件下酯化反應(yīng)30min制備得到的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水基切削液，其特征在于所述的三乙醇胺氨基酸酯和氣相防銹劑組成的混合防銹劑為氨基酸和三乙胺按1:3 5的摩爾質(zhì)量比在55 85°C條件下酯化反應(yīng)30min制備得到的三乙醇胺氨基酸酯和氣相防銹劑按10:3 5的質(zhì)量比混合得到的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的水基切削液，其特征在于所述切削液在使用時即用水稀釋，稀釋的濃度為體積比2 8%。
全文摘要
一種水基切削液，配方包括由作為潤滑劑的三乙醇胺脂肪酸酯、作為防銹劑的三乙醇胺氨基酸酯、有機硼，其中還添加了由三乙醇胺氨基酸酯和氣相防銹劑組成的混合防銹劑；本發(fā)明提供的水基切削液，在潤滑性能、極壓抗磨性能、防銹性能和切削能力等技術(shù)指標(biāo)均優(yōu)于現(xiàn)有微乳化液切削液，并且本品中不含鈉鹽、苯酚、氯化石蠟、礦物油等物質(zhì)對人體無傷害，是一種環(huán)保綠色產(chǎn)品。
文檔編號C10N30/12GK102628001SQ201210085280
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者李龍波 申請人:李龍波