[发明专利]一种环保型长寿命切削液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及润滑技术领域，具体地说是一种环保型长寿命切削液及其制备方法。

背景技术

传统金属加工润滑和冷却用的切削油、冷却剂、乳化液等润滑剂使用量大，且传统的切削油都是采用矿物油为基础油，在自然环境中不易分解，同时切削液中往往还添加有对环境有害的氯化物、硫化物、磷化物、醇胺、亚硝酸盐等添加剂来解决微量切削中的润滑、冷却和防锈等等问题。这些添加剂大都对人体和环境有害，不仅浪费资源，还会造成加工场所和环境的巨大污染。

如公开号为CN101376863的中国专利，公开了一种微量润滑系统铝合金切削液及其制备方法和用途，采用重量百分比原料制备而成：基础油30％、硫化异丁烯5～20％、氯化石蜡5～20％、硫代磷酸酯5～20％、硼酸钾5～20％、表面活性剂10％、防锈剂5％。虽然该切削液具有较好的润滑冷却性能，但是，较大比例的使用硫化物、氯化物、磷化物、防锈剂等，会给环境带来较大的压力。

发明内容

鉴于以上缺陷，本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种环保型长寿命切削液，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：

其中，磷酸盐选自三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、三聚磷酸钾、六偏磷酸钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾中的一种或几种的混合物。优选质量百分比为0.1-0.3％。

硼酸盐选自四硼酸钾、四硼酸钠、过硼酸钾、过硼酸钠中的一种或几种的混合物。优选质量百分比为0.1-0.3％。

苯并三氮唑还可以为其他水处理剂、金属防锈剂和缓蚀剂替代，如：①无机缓蚀剂：铬酸盐、亚硝酸盐、硅酸盐、钼酸盐、钨酸盐、聚磷酸盐、锌盐等。②有机缓蚀剂：膦酸(盐)、膦羧酸、琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素等一些含氮氧化合物的杂环化合物。③聚合物类缓蚀剂：聚乙烯类，POCA，聚天冬氨酸等一些低聚物的高分子化学物。优选质量百分比为0.001-0.01％。

苯并三氮唑还可以为化学/物理性质相近的其他物质代替。

聚乙二醇二酸酯的结构式如下所示：

其中，m为1-5的整数；

n为大于1的自然数；

R为碳原子数为2-18的饱和或不饱和取代基，优选为烃基。

在本发明中，上述聚乙二醇二酸酯的制造方法为：将等摩尔量的二元酸与聚乙二醇，在催化剂的作用下，聚合反应生成聚乙二醇二酸酯。

值得指出的是，在本发明中，经研究发现，聚乙二醇选自乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、五乙二醇中的一种或几种得混合物，效果最佳。

具体的反应方程式，如下所示：

其中，m为1-5的整数；

n为大于1的自然数；

R为碳原子数为2-18的饱和或不饱和取代基，优选为烃基。

上述具体的制造工艺为：

步骤一、将所述二元酸和聚乙二醇按等摩尔投入聚合釜内；

步骤二、加入催化剂搅拌；

在本发明中，采用的催化剂优选为质量浓度为5-10％的稀硫酸。使用量为反应物总重量的0.1-0.5％。

步骤三、用保护气转换釜内空气，同时搅拌升温至160～180℃；

其中，保护气为氮气、氦气等常用反应保护气。

步骤四、聚合反应18～24小时；

步骤五、减压去水得到聚乙二醇二酸酯。

另外，本发明还提供了上述环保型长寿命切削液中所采用的碱性电解水的制备方法为：即、将软化水通过电解水机通电电解后，阴级端(实际操作为取机器标注为碱性水出水端)的碱性水。

另外，本发明还提供了上述环保型长寿命切削液的制造方法，其特征在于：将所有组分进行混合搅拌后，采用氢氧化钾或氢氧化钠调整PH值为9.5～10.5。

本发明的作用与效果

本发明提供的聚乙二醇二酸酯本身具有良好的润滑性和极压抗磨性，同时又是一种非离子表面活性剂，以其适中的链长，更容易和水混溶，可以全部或部分取代对环境有害的硫、磷、氯化合物。

本发明突破常规的将碱性电解水应用于切削液领域，其特点在于，碱性电解水由于其水的分子团聚数量小，可以让有机物更容易溶解于其中；碱性条件下可和聚乙二醇二酸酯的羧基部分生成阴离子表面活性剂，增加水溶性，同时形成的羧酸盐具有很好的防锈性能；在碱性环境下细菌、霉菌等微生物不容易存活，可以使切削液长时间使用保持不变质。