專利名稱：長效綠色切削液及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種金屬切削加工用切削液，特別涉及一種長效綠色切削液及其制備方法。
切削液廣泛用于金屬切削加工過程中，其作用為金屬零件的冷卻、潤滑、清洗、防銹等。我國機械行業用的切削液是從前蘇聯引進的配方研制而成，為油基乳化液，屬于混合水溶液，其成份中或多或少地含有亞硝酸鈉，對使用者有一定的毒副作用；使用過程中易發生變質，氣味嚴重，污染環境。隨著機械工業的不斷進步和發展，金屬切削設備的切削速度不斷提高，機械的發展同時對機械零件的精度、性能等指標提出了更高的要求，對最終零部件的尺寸精度、表面粗糙度、減磨抗磨性能和表面抗磁性等也提出了更高的要求。國內外一些企業和科研單位紛紛研制新型切削液，例如黑龍江商學院發明的《精車螺紋切削液》(專利申請號87102235)這種切削液以精制礦物油為基礎油，基礎油中加有一組復合添加劑，該復合添加劑由玉米油、苯三唑脂肪胺的反應物、氯化石蠟及石油磺酸鋇所組成。該切削液具有優良的抗磨、抗極壓性能、無臭味、無毒，適用于精車螺紋環規的切削液，但有植物油的存在，仍然存在使用時間過長切削液的變質問題；北京第一機床廠發明的《一種水基無油切削液》(專利申請號86102438)，該發明為一種用于機械加工的水基無油切削液.其特征是配方中不含任何礦物油和植物油，成本低、配制簡單、污染很小、無臭無味，仍然存在使用時間不長和潤滑、防銹性能差等問題；第一汽車制造廠工藝研究所和吉林省東遼縣乳化油廠聯合研制的《長壽命集中潤滑合成型切削液》(專利申請號91105163.5)，該切削液為一種含有硼化物，殺菌劑混合物和羧酸及其鹽的添加劑，并且不含礦物油的合成型切削液。適用于鋼、鑄鐵、球鐵和鋁等材料的多種加工形式的集中潤滑系統，由于有殺菌劑混合物存在，因而有一定的毒副作用；美國辛辛那提米勒克朗公司研制的《硫化水性切削液組合物》(專利申請號94108478.7)該發明提供的水性切削液組合物，特別是水性金屬加工液組合物，在金屬和固體非金屬工作件的機械成型和加工中顯示出改進的摩擦力降低和改進的壓力降低。這些組合物包含a)水，b)硫化有機物質，該物質選自由含6-22個碳原子的硫化不飽和脂族羧酸及其鹽，含1-22個碳原子的脂族羧酸的硫化不飽和酯，硫化聚合不飽和脂肪酸及其鹽和酯，以及它們的混合物所構成的一個組，c)硫化烴和d)二烷基二硫代氨基甲酸的脂族酯，由于有硫化烴的存在或多或少地對環境有影響；日本信越半導體株式會社和大智化學產業株式會社共同研制的《水基組合物、使用此組合物的水基切削液、其制造方法和使用此切削液的切削方法》(專利申請號99800279.8)提供一種能夠抑制對操作環境和地球環境的沖擊，同時具有磨料高分散性并能夠防止沉淀物硬餅化的水基切削液。將磨料顆粒G分散在將硅酸膠體粒子P穩定分散在含有乙二醇等親水性多元醇類化合物、丙二醇等親油性多元醇類化合物和水的分散劑M中形成的水基組合物中；分散劑M是無臭和阻燃性的；磨料顆粒G之間即使經時沉降也不會緊密接觸，所以沉淀物不硬餅化，能夠將其再分散和再利用。由于此水基切削液本來的粘度低，所以水分混入引起粘度的減小作用以及切屑混入引起粘度增加現象緩和，使用壽命長；能對被加工件進行水洗；由于分散劑M是具有生物分解性的低分子量有機化合物，能夠也必須用活性污泥進行廢液處理。
本發明的目的是提供一種無任何毒副作用、無排放、無污染，能提高金屬零件精度、性能的切削液。
本發明是這樣實現的，由多種酸經過高溫反應合成為水溶性脂，以脂為單體，加上極性劑、防銹劑、抗泡劑、金屬緩蝕劑、離子型表面活性劑等聚合成水溶液。
其組成為(重量百分比)硼砂 3～5％1號單體 16～20％石油磺酸鈉2～4％癸二酸3～6％硼酸 3～6％順丁稀二酸酐 1～3％消泡劑0.1～0.3％2號單體 8～10％3號單體 10～20％苯駢三氮唑0.4～0.6％水余量。
其中1號單體的組成為(重量百分比)二乙醇胺 50～70％，硼酸 10～30％，油酸 10～30％；2號單體的組成為(重量百分比)二乙醇胺 20～40％，庚酸 50～70％，順丁稀二酸酐 5～15％；3號單體的組成為(重量百分比)二乙醇胺 40～60％，癸二酸10～30％，油酸 20～40％。
其反應過程均為升溫反應。
溶液中含有乙二醇等親水性多元醇類化合物、多種酸經過高溫反應合成為水溶性脂和水中分散的極性劑、防銹劑、抗泡劑、金屬緩蝕劑等；離子型表面活性劑使用過程中能夠使其再分散和再利用。由于此水基切削液本來的粘度低，所以水分混入引起粘度的減小作用以及切屑混入引起粘度增加現象緩和，水溶性脂正常環境下(60℃以下)不變質，因而本發明的切削液可永久使用。
下面結合實施例對本發明進行進一步描述。
1、三個單體的制備在500℃情況下在電腦控制的反應釜內合成反應成水溶性脂，其重量分別為1號單體的組成為二乙醇胺 600Kg，硼酸 200Kg，油酸 200Kg；生產出956Kg1號單體。
2號單體的組成為二乙醇胺 300Kg，庚酸 600Kg，順丁稀二酸酐 100Kg；生產出963Kg2號單體。
3號單體的組成為二乙醇胺 500Kg，癸二酸200Kg，油酸 300Kg；生產出970Kg3號單體。
2、將單體和硼酸、硼砂等聚合成水溶液，其重量分別為(總量1000Kg)。
其組成為(重量百分比)硼砂 40Kg，1號單體 180Kg，石油磺酸鈉30Kg，癸二酸50Kg，硼酸 50Kg，順丁稀二酸酐 20Kg，消泡劑2Kg，
2號單體 90Kg，3號單體 150Kg，苯駢三氮唑5Kg，水余量。
取上述溶液50Kg與1000Kg水混合制成水溶液用于車絲機使用111天，無味、無毒副作用，切削液消耗100Kg(水溶液)，不變質，免排放，只需添加，能提高螺絲的精度和機械性能。同時本發明的切削液可滿足各項切削工藝要求。
權利要求
1.一種金屬切削液由多種酸經過高溫反應合成為水溶性脂，以脂為單體，加上極性劑、防銹劑、抗泡劑、金屬緩蝕劑、離子型表面活性劑等聚合成水溶液。其組成為(重量百分比)硼砂3～5％1號單體 16～20％石油磺酸鈉 2～4％癸二酸 3～6％硼酸3～6％順丁稀二酸酐1～3％消泡劑 0.1～0.3％2號單體 8～10％3號單體 10～20％苯駢三氮唑 0.4～0.6％水 余量。
2.根據權利要求1所述的金屬切削液，其特征在于1號單體的組成為(重量百分比)二乙醇胺50～70％，硼酸10～30％，油酸10～30％；2號單體的組成為(重量百分比)二乙醇胺20～40％，庚酸50～70％，順丁稀二酸酐 5～15％；3號單體的組成為(重量百分比)二乙醇胺40～60％，癸二酸 10～30％，油酸20～40％。
3.根據權利要求1或2所述的金屬切削液，其特征在于其反應過程均為升溫反應。
全文摘要
由多種酸經過高溫反應合成為水溶性脂，以脂為單體，加上極性劑、防銹劑、抗泡劑、金屬緩蝕劑、離子型表面活性劑等聚合成水溶液。其組成為硼砂、1號單體(二乙醇胺、硼酸、油酸高溫合成反應生成)、石油磺酸鈉、癸二酸、硼酸、順丁烯二酸酐、消泡劑、2號單體(二乙醇胺、庚酸、順丁烯二酸酐高溫合成反應生成)、3號單體(二乙醇胺、癸二酸、油酸高溫合成反應生成)、苯駢三氮唑和適量水聚合而成。溶液中含有乙二醇等親水性多元醇類化合物、多種酸經過高溫反應合成為水溶性脂和水中分散的極性劑、防銹劑、抗泡劑、金屬緩蝕劑等；離子型表面活性劑使用過程中能夠使其再分散和再利用。由于此水基切削液本來的粘度低，所以水分混入引起粘度的減小作用以及切屑混入引起粘度增加現象緩和，水溶性脂正常環境下(60℃以下)不變質，因而本發明的切削液可永久使用。
文檔編號C10M145/00GK1459493SQ0211304
公開日2003年12月3日 申請日期2002年5月22日 優先權日2002年5月22日
發明者趙剛 申請人:趙剛