專利名稱：一種生產微乳化切削液的添加劑包及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種生產微乳化切削液的添加劑組合物(下稱添加劑包，Additivepackage)及其制備方法和應用。
背景技術：
微乳化切削液主要用于金屬加工過程作為工藝介質。國家標準GB/T 7631.5 -1989《潤滑劑和有關產品(L類)的分類第5部分M組(金屬加工)》中，符號為MAE和MAF的2種對應于微乳化切削液。該標準對產品類型和(或)最終使用要求的描述是:MAE為與水混合的濃縮物，具有防銹性半透明乳化液(微乳化液)，MAF為具有減摩性和(或)極壓性的MAE型濃縮物；總應用為金屬加工；特殊用途為用于切削、磨粒加工等金屬除去工藝，用于沖壓、深拉、壓延、強力旋壓、線材拉拔、冷鍛和熱鍛、擠壓、模壓、熱軋和冷軋等金屬成型工藝；更具體的應用為首先要求冷卻性的加工工藝。
中華人民共和國機械工業部1994-09-06發布的JB/T 7453 一 94就是微乳化切削液的行業標準。從原液的組成上看，乳化切削液含有大量的基礎油，基本上不含水；合成切削液含有大量的水，基本上不含油。微乳化切削液介于乳化切削液與合成切削液之間，其原液中既含有一定量的水(30% 50%)，也含有一定量的油(20% 30%)，通常水、油含量的總和大于60%，各類添加劑之總和小于40%。在商品流轉過程中，一半以上的工作是將基礎油和水運來運去。常溫下微乳化切削液的原液是油狀液體，加水稀釋后成為微乳狀液(簡稱微乳液)，此即工作液。在工作液中，微乳化切削液的質量百分比通常為3%-8%，稀釋水占90%以上。因此，工作液的質量受稀釋水水質的影響很大。適合于市政自來水的微乳化切削液，當遇到礦物質含量高的硬水時，容易在稀釋液的表面析皂、析油，極大地影響工作液的性能和壽命；當遇到天然的或處理過的軟水時，又會產生大量的泡沫，造成許多麻煩。比如泡沫占據大量空間使工作液溢出；泡沫中存在著大量空氣使工作液導熱系數下降從而降低其冷卻能力；使抽液泵產生“空吸”等。不得不靠加入消泡劑來抑制泡沫。但消泡劑又會帶來另外一些弊端。如使微乳化切削液透明度下降或引起混濁，降低儲存安定性；在稀釋液中凝聚成粘稠狀物，堵塞供液系統，或粘附在機床滑動面上影響運轉靈活性；消泡效果不持久等。微乳化液的原液中含有的表面活性劑的量高于乳化油，發泡傾向更嚴重。

發明內容
本發明的目的是克服上述不足而提供了一種生產微乳化切削液的添加劑包及其制備方法和應用，妥善地解決了上述問題。為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案—種生產微乳化切削液的添加劑包，其重量份比組成為高級脂肪酸5 25份、醇胺1(Γ35份、石油磺酸鈉3 15份、失水山梨醇單油酸酯5 20份、脂肪醇聚氧乙烯醚2 15份、椰子油二乙醇酰胺3 15份、丁基卡必醇3 15份、聚醚I飛份、苯并三氮唑O. Γ0. 6份、防腐殺菌劑Γ5份、水3 10份。所述的生產微乳化切削液的添加劑包，其重量份比組成優選范圍為高級脂肪酸1(Γ20份、醇胺12 30份、石油磺酸鈉5 13份、失水山梨醇單油酸酯6 18份、脂肪醇聚氧乙烯醚Γ12份、椰子油二乙醇酰胺5 13份、丁基卡必醇6 13份、聚醚2 4份、苯并三氮唑O. 2^0. 5份、防腐殺菌劑2 4份、水5、份。所述的高級脂肪酸為植物油酸、妥爾油酸、椰子油酸、蓖麻油酸中的一種或多種任意比例混合，優選椰子油酸或蓖麻油酸或兩者混合；所述的醇胺為單乙醇胺、單異丙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺中的一種或多種任意比例混合。上述生產微乳化切削液的添加劑包的制備方法為(I)向攪拌桶中加入醇胺、高級脂肪酸和水，邊攪拌邊加熱，升溫至60°C時停止加
執.·(2)向攪拌桶中加入石油磺酸鈉，邊加入邊攪拌；(3)物料溫度下降至50°C以下時，再依次加入失水山梨醇單油酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺、丁基卡必醇、苯并三氮唑、防腐殺菌劑、聚醚，邊加入邊攪拌；(4)上述物料攪拌f 2小時，直至得到均勻透明的液體，停止攪拌，灌裝。用上述方法制得的添加劑包具有以下特點(I)在常溫下為均勻、透明液體；(2)在70°C下靜置4h不渾濁、不分層，或者放回到室溫后能恢復原狀；(3)在-12°C下冷凍4h放回到室溫環境后無結晶、無析出、能恢復原狀；(4)將其按照一定的比例與基礎油及水混合后能得到可溶于水的微乳化切削液。上述添加劑包專用于配制微乳化切削液。配制方法是將添加劑包、油相組合物混合，加熱至45°C 50°C，攪拌Ih ;加入水，攪拌lh，保溫Ih后灌裝；三者的質量百分比是添加劑包30% 50%，油相組合物10% 30%，水30% 50%。 所述的油相組合物主要是基礎油，可以是礦物基礎油或合成基礎油或者它們的混合物。根據需要，油相組合物中也可以加入某些起邊界潤滑作用的物質，如油性劑、極壓劑
坐寸ο所述的油性劑可以是動植物油或脂肪酸或高級醇或酯類物質或者它們的混合物；所述的極壓劑主要是硫系列極壓劑或氯系列極壓劑或磷系列極壓劑或有機金屬極壓劑或者它們的混合物；所述的硫系列極壓劑主要指硫化脂肪油、硫化烯烴、聚硫化合物；所述的氯系列極壓劑指鏈長C13以上、含量55%以下的氯化石蠟；所述的磷系極壓劑主要指磷酸酯；所述的有機金屬極壓劑主要指二烷基二硫代磷酸或二烷基二硫代氨基甲酸的鋅、鑰、銻等金屬鹽類以及環烷酸金屬鹽類。添加劑包分為A、B兩類。A類添加劑包的高級脂肪酸選用植物油酸或妥爾油酸或者它們的混合物類添加劑包的高級脂肪酸選用椰子油酸或蓖麻油酸或者它們的混合物。用A類添加劑包調制的微乳化切削液適合于用硬水稀釋；用B類添加劑包調制的微乳化切削液適合于用軟水稀釋。本發明的有益效果是(I)添加劑包本身a.不含亞硝酸鹽、重金屬離子、苯酚類物質以及其它危害人體健康和生態環境的違禁物質；b.乳化能力強，乳化效率高；c.集成生產技術。微乳化切削液添加劑包含有除油相組合物及水以外的所有添加劑成分，如乳化劑、助乳化劑、緩蝕劑、清洗劑、潤滑添加劑、防腐殺菌劑等。它高度集成了微乳化切削液的配方和生產工藝，成為一種具有高技術含量的商品，由掌握該技術的企業生產、銷售，油品經銷商或終端用戶購買微乳化切削液添加劑包后，只需要按一定比例和順序加入油相組合物及水，即可方便地配制出微乳化切削液，供自己銷售或使用；d.降低運輸成本。由于油相組合物及水大都可以在本地就近解決，從掌握該技術的企業處購買添加劑包比直接購買微乳化切削液可降低運輸成本二分之一以上；e.簡化生產管理。平時可分別作為半成品生產、儲存，以簡化生產管理；f.縮短供貨周期。有訂單時，將添加劑包跟油相組合物混合攪拌均勻，就得到微乳化切削液產品，大大縮短供貨周期； g.減少失密風險，添加劑包可以作為企業產品的中間體安排在不同班組或不同地點或不同時段生產，避免所有生產技術被同一批人員掌握，減少因員工離職而造成技術流失的風險。(2)用本發明提供的添加劑包配制出的微乳化切削液具有如下優點a.抗硬水性能好。本發明提供的微乳化切削液添加劑包中，包括陰離子表面活性劑高級脂肪酸胺皂、石油磺酸鈉以及非離子表面活性劑失水山梨醇單油酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚等。陰離子和非離子兩類表面活性劑平衡搭配，可提高微乳化切削液的抗硬水性倉泛;b.抑泡性能好。普通的微乳化切削液使用植物油酸(oleic acid,主成分是棉油酸、菜油酸、豆油酸)和/或妥爾油酸(Tall Oil acid)來合成高級脂肪酸皂，作為主乳化劑，其乳化能力強，但發泡多、消泡慢，當稀釋水質較軟時泡沫問題加劇。本發明提出用椰子油酸(Dist Coconut Fatty Acid)和/或蓖麻油酸(ricinoleic acid)替代植物油酸和/或妥爾油酸來合成高級脂肪酸皂，作為主乳化劑，其乳化能力可滿足要求，但起泡少，消泡快，無須使用消泡劑即可解決泡沫問題。c.微乳化切削液水溶性好，不凝聚、不結塊、不產生沉淀；d.配制出的微乳化液冷卻、潤滑、清洗性能好，通用性強，適用于各種金屬材料的切削、磨削加工；e.配制出的乳化液防銹性能好，不腐蝕機床、工件及工夾量具；f.配制出的乳化液不刺激皮膚。


圖I為本發明制得乳化液抑泡性能的比較試驗結果圖。
具體實施例方式下面結合實施例進一步說明。實施例I一種生產微乳化切削液的(A類)添加劑包，其重量份比組成為高級脂肪酸19份、醇胺28份、石油磺酸鈉11份、失水山梨醇單油酸酯7份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、椰子油二乙醇酰胺10、丁基卡必醇10份、聚醚4份、苯并三氮唑O. 2份、防腐殺菌劑2份、水3. 8份。高級脂肪酸用植物油酸或妥爾油酸或二者各半的混合物；醇胺用單乙醇胺和三乙醇胺，二者的重量百分比為單乙醇胺40%、三乙醇胺60%。得到的添加劑包為均勻、透明液體，在70°C靜置4h不渾濁、不分層，在_12°C下冷凍4h放回到室溫環境后無結晶、無析出、能恢復原狀。將本實施例添加劑包、油相組合物混合加熱至45°C "50°C，攪拌Ih后加入水，攪拌lh、保溫Ih后灌裝，即得第一種微乳化切削液。添加劑包、油相組合物、水的重量比為40 20 40 ;所述的油相組合物為全損耗系統用油L-AN22。得到的微乳化切削液水溶性好，抗硬水性能好，溶于水后不析油、不析皂。5wt%稀 釋液的pH值在9. 5左右,適用于黑色金屬及其合金。
實施例2一種生產微乳化切削液的(A類)添加劑包，其重量份比組成為高級脂肪酸15份、醇胺25份、石油磺酸鈉10份、失水山梨醇單油酸酯11份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、椰子油二乙醇酰胺8、丁基卡必醇8份、聚醚3份、苯并三氮唑O. 4份、防腐殺菌劑3份、水8. 6份。高級脂肪酸用植物油酸或妥爾油酸或二者各半的混合物；醇胺用單乙醇胺和三乙醇胺，二者的重量百分比為單乙醇胺40%、三乙醇胺60%。得到的添加劑包為均勻、透明液體，在70°C靜置4h不渾濁、不分層，在_12°C下冷凍4h放回到室溫環境后無結晶、無析出、能恢復原狀。將本實施例添加劑包、油相組合物、水按重量比40:20:40混合，加熱至450C 50°C，攪拌lh，保溫Ih后灌裝，即得第二種微乳化切削液。所述的油相組合物為7號白油和精制植物油，二者的重量比為4:1。得到的微乳化切削液水溶性好，抗硬水性能好，溶于水后不析油、不析皂。潤滑性能好；5wt%稀釋液的pH值在9. 5左右，適用于黑色金屬及其合金，特別是較難加工的黑色金屬及其合金。實施例3一種生產微乳化切削液的(B類)添加劑包，其重量份比組成為高級脂肪酸19份、醇胺28份、石油磺酸鈉11份、失水山梨醇單油酸酯7份、脂肪醇聚氧乙烯醚5份、椰子油二乙醇酰胺10、丁基卡必醇10份、聚醚4份、苯并三氮唑O. 2份、防腐殺菌劑2份、水3. 8份。高級脂肪酸用蓖麻油酸或椰子油酸或二者各半的混合物；醇胺用單乙醇胺和三乙醇胺，二者的重量百分比為單乙醇胺40%、三乙醇胺60%。得到的添加劑包為均勻、透明液體，在70°C靜置4h不渾濁、不分層，在_12°C下冷凍4h放回到室溫環境后無結晶、無析出、能恢復原狀。將本實施例添加劑包、油相組合物混合加熱至45°C "50°C，攪拌Ih后加入水，攪拌lh、保溫Ih后灌裝，即得第三種微乳化切削液。添加劑包、油相組合物、水的重量比為40 20 40 ;所述的油相組合物為全損耗系統用油L-AN22。得到的微乳化切削液水溶性好，抗硬水性能好，溶于水后不析油、不析皂；抑泡性能好；適應用軟水稀釋；5被％稀釋液的pH值在9. 5左右，適用于黑色金屬及其合金。實施例4
一種生產微乳化切削液的(B類)添加劑包，其重量份比組成為高級脂肪酸15份、醇胺25份、石油磺酸鈉10份、失水山梨醇單油酸酯11份、脂肪醇聚氧乙烯醚8份、椰子油二乙醇酰胺8、丁基卡必醇8份、聚醚3份、苯并三氮唑O. 4份、防腐殺菌劑3份、水8. 6份。高級脂肪酸用蓖麻油酸或椰子油酸或二者各半的混合物；醇胺用單乙醇胺和三乙醇胺，二者的重量百分比為單乙醇胺40%、三乙醇胺60%。得到的添加劑包為均勻、透明液體，在70°C靜置4h不渾濁、不分層，在_12°C下冷凍4h放回到室溫環境后無結晶、無析出、能恢復原狀。將本實施例添加劑包、油相組合物混合加熱至45°C "50°C，攪拌Ih后加入水，攪拌lh、保溫Ih后灌裝，即得第四種微乳化切削液。添加劑包、油相組合物、水的重量比為40 20 40 ;所述的油相組合物為7號白油和精制植物油，二者的重量比為4:1。
得到的微乳化切削液水溶性好，抗硬水性能好，溶于水后不析油、不析皂；抑泡性能好；適應用軟水稀釋；5被％稀釋液的pH值在9. 5左右，適用于黑色金屬及其合金。圖I為實施例I第一種微乳化液和實施例3第三種微乳化液抑泡性能的比較試驗結果。試驗條件試驗溫度25°C，試液量30mL，試液濃度5% ;稀釋水去離子水。試驗方法雙手同時上下搖動30次，靜置IOmin后觀察泡沫高度。試驗結果第三種微乳化液的抑泡性能明顯優于第一種微乳化液。
權利要求
1.一種生產微乳化切削液的添加劑包，其特征是，其重量份比組成為高級脂肪酸5^25份、醇胺1(T35份、石油磺酸鈉3 15份、失水山梨醇單油酸酯5 20份、脂肪醇聚氧乙烯醚2 15份、椰子油二乙醇酰胺3 15份、丁基卡必醇3 15份、聚醚I飛份、苯并三氮唑0.I 0. 6份、防腐殺菌劑I 5份、水3 10份。
2.根據權利要求I所述的一種生產微乳化切削液的添加劑包，其特征是，其重量份比組成為高級脂肪酸1(T20份、醇胺12 30份、石油磺酸鈉5 13份、失水山梨醇單油酸酯6^18份、脂肪醇聚氧乙烯醚4 12份、椰子油二乙醇酰胺5 13份、丁基卡必醇6 13份、聚醚2^4份、苯并三氮唑0. 2^0. 5份、防腐殺菌劑2 4份、水5、份。
3.根據權利要求I或2所述的一種生產微乳化切削液的添加劑包，其特征是，所述的高級脂肪酸為植物油酸、妥爾油酸、椰子油酸、蓖麻油酸中的一種或多種任意比例混合。
4.根據權利要求3所述的一種生產微乳化切削液的添加劑包，其特征是，所述的高級脂肪酸為椰子油酸或蓖麻油酸或兩者混合。
5.根據權利要求I或2所述的一種生產微乳化切削液的添加劑包，其特征是，所述的醇胺為單乙醇胺、單異丙醇胺、三乙醇胺、三異丙醇胺中的一種或多種任意比例混合。
6.權利要求1-5任一項所述的生產微乳化切削液的添加劑包的制備方法，其特征是，步驟為 (1)向攪拌桶中加入醇胺、高級脂肪酸和水，邊攪拌邊加熱，升溫至60°C時停止加熱； (2)向攪拌桶中加入石油磺酸鈉，邊加入邊攪拌； (3)物料溫度下降至50°C以下時，再依次加入失水山梨醇單油酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚、椰子油二乙醇酰胺、丁基卡必醇、苯并三氮唑、防腐殺菌劑、聚醚，邊加入邊攪拌； (4)上述物料攪拌f2小時，直至得到均勻透明的液體，停止攪拌，灌裝。
7.權利要求1-5任一項所述的生產微乳化切削液的添加劑包在配制微乳化切削液中的應用。
8.用權利要求I或2所述的添加劑包配制的微乳化切削液，其重量百分比組成為添加劑包30% 50%，油相組合物10% 30%，水30% 50% ;所述的油相組合物是礦物基礎油，或合成基礎油，或礦物基礎油、合成基礎油中的一種或兩種與油性劑、極壓劑中的一種或兩種混合的混合物。
9.權利要求8所述的微乳化切削液的配制方法，其特征是，將添加劑包、油相組合物混合，加熱至45°C 50°C,攪拌Ih ;加入水,攪拌Ih,保溫Ih后灌裝。
全文摘要
本發明涉及一種生產微乳化切削液的添加劑包及其制備方法和應用，添加劑包重量份比組成為高級脂肪酸5~25份、醇胺10~35份、石油磺酸鈉3~15份、失水山梨醇單油酸酯5~20份、脂肪醇聚氧乙烯醚2~15份、椰子油二乙醇酰胺3~15份、丁基卡必醇3~15份、聚醚1~5份、苯并三氮唑0.1~0.6份、防腐殺菌劑1~5份、水3~10份。本發明添加劑包乳化能力強，乳化效率高，配制切削液時抗硬水性能好、抑泡性能好，微乳化切削液水溶性好，不凝聚、不結塊、不產生沉淀。
文檔編號C10N30/12GK102807912SQ20121033953
公開日2012年12月5日 申請日期2012年9月13日 優先權日2012年9月13日
發明者劉鎮昌, 劉煜 申請人:濟南庫倫特科技有限公司