[发明专利]一种水基乳化切削液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及切削液技术领域，尤其涉及一种水基乳化切削液及其制备方法。

背景技术

金属切削是一种应用非常广泛的加工方法，切削过程中刀具和工件之间会产生很大的摩擦和热量，这不但影响加工效率和工件的质量，还会对刀具和设备造成损坏。因此具有良好的润滑、冷却、清洗及防锈性能的切削液，是金属切削加工中一直追求的目标。

切削液是一种用在金属切、削、磨加工过程中，用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体，切削液由多种超强功能助剂经科学复合配伍而成，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的的毛病，对车床漆也无不良影响。

切削液的性能取决于它的组成成分，通常把切削液分为非水溶性（油基）液和水溶性（水基）液两大类。油基切削液的润滑性能较好，冷却效果较差。水基切削液与油基切削液相比润滑性能相对较差，冷却效果较好。慢速切削要求切削液的润滑性要强，一般来说，切削速度低于30m/min时使用切削油。

但是由于油基切削液成本高并且污染相对比较严重，因而有着绿色环保型性能的水基切削液产品是切削液的发展方向，水的来源丰富，且无毒无味，是理想的绿色基础液，努力提高水基切削液性能将会取得更大的市场占有率。

水基切削液分为乳化液、合成切削液和半合成切削液三大类。乳化切削液由乳化油、乳化剂、防锈剂与水配置而成，所采用乳化油为矿物油，其含量高达80％，经水乳化成乳化液。

CN200810101181公开了一种乳化型金属切削液，由基础油或油性剂、混合醇胺、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、防锈剂、铜合金缓蚀剂、杀菌防腐剂等组成。CN200810024009公开了一种用于黑色及有色金属重负荷切削加工的水溶性低油雾防锈切削液，该切削液由防锈切削油作基础油，5-15％的乳化剂，3-10％的水溶性磷酸酯及0.5-2％的铜铝缓蚀剂组成。

然而，现有技术提出的切削液使用寿命较短，防锈性能较差、润滑性能不佳，且不适用多种材质使用。

发明内容

本发明提供了一种使用寿命长，防锈性、润滑性及清洗能力强的稳定的水溶性切削液。

本发明所提供的一种水基乳化切削液，按重量份含有以下组分：矿物油30-55.5，季戊四醇脂肪酸合成酯9.5-21，苯并三氮唑0.4-2.1，二甘醇4-11，一异丙醇胺2.5-11，硼酸4.5-16，聚乙二醇9.5-21，聚硅氧烷消泡剂0.091-1.1，水19-41。

作为优选技术方案，本发明所提供的水基乳化切削液，按重量份含有以下组分：矿物油31-45，季戊四醇脂肪酸合成酯15-20，苯并三氮唑1.0-2.0，二甘醇5-10，一异丙醇胺3-10，硼酸5-10，聚乙二醇15-20，聚硅氧烷消泡剂0.5-1.0，水20-30。

由于矿物油无极性，单一的矿物油吸附能力较差，在加工过程中，润滑性不够，为此，引入润滑性优异、倾点低、粘度适中、吸附性和抗氧化性好的季戊四醇脂肪酸酯，并在矿物油和合成酯二者之间获得满意的协调配比，有效提高了水基切削液的润滑性能，使产品在高低温状况下均具有良好稳定的润滑性，从而保证了产品在苛刻条件下有良好的润滑作用。

作为优选技术方案，所述的聚乙二醇的分子量为400～2000。分子量为400～2000的聚乙二醇可以使得切削液中各组分更好地分散在水中，同时增强切削液的润滑性能。例如500、700、1000、1500、1800等，优选400～800，进一步优选为聚乙二醇600。

作为优选技术方案，所述的聚硅氧烷消泡剂中聚二甲硅氧烷和二氧化硅的质量比为2-8:1，优选3-5:1。聚硅氧烷消泡剂通常由聚二甲硅氧烷和二氧化硅两个主要组成物质适当配合而成，以聚二甲基硅氧烷为基材的消泡剂是消泡体系中一类理想的消泡剂。单纯的聚二甲基硅氧烷抑泡性能差而迟缓，消泡作用需要二氧化硅粒子来加强，二氧化硅粒子被硅油带到泡沫的空气—水界面上并进入气泡液膜由于其疏水性，与表面活性剂发泡液滴的接触角大于90°，从而迫使发泡液体从固体疏水粒子表面排开，引起泡沫的局部迅速排液而导致破裂，这样，由于协同作用，两种组成物质产生了良好的消泡效果。当聚二甲硅氧烷和二氧化硅的质量比为2-8:1，消泡效果较好，例如3:1、4:1、5:1、7:1等，优选3-5:1。

本发明还提供了一种切削液的制备方法，包括如下步骤：