[发明专利]一种绿色环保润滑冷却液及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水基金属加工液，具体涉及一种用于金属切削过程的以水为基质又具有防锈的润滑冷却液及其制备方法。

背景技术

随着现代机械制造业的快速发展，切削技术和切削工艺的不断创新，对用于金属切削过程的润滑冷却液提出了较高的要求，即高性能、长寿命、低污染；其发展趋势是矿物油逐渐被生物降解性好的植物油和合成酯所代替、油基润滑冷却液逐渐被水基产品所代替。

在中国发明专利CN1459493A中，由多种酸与二乙醇胺经过高温反应合成水溶性酯，如二乙醇胺同硼酸、油酸反应生成1号单体，二乙醇胺同庚酸、顺丁烯二酸酐反应生成2号单体，二乙醇胺同癸二酸、油酸反应生成3号单体，然后将所生成的三个单体与硼砂、石油磺酸钠、癸二酸、硼酸、顺丁烯二酸酐、消泡剂、苯并三氮唑及适量水混合，得到一种粘度低、清洗效果好的长效切削液，且在正常环境下不变质，减少废液排放量，绿色环保。

在中国发明专利CN1624089A中，将硼砂水溶液同二乙醇胺或三乙醇胺、硅油、石油磺酸钠混合溶解得到溶液B；在B溶液中加入硼酸、癸二酸溶解得到溶液C；在溶液C中加入庚酸或辛酸得到溶液D；在溶液D中加入苯并三氮唑，溶解后得到溶液E；然后再加入油酸和消泡剂得到产品。该产品具有良好的润滑冷却、防锈防腐、渗透清洗、耐硬水性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高性能、长寿命、低污染、水基的绿色环保润滑冷却液及其制备方法，用于金属切削过程的润滑冷却。本发明的绿色环保润滑冷却液及其制备方法，是由三乙醇胺-硼酸-顺丁烯二酸酐缩合物、三乙醇胺-硼酸-油酸缩合物、三乙醇胺-硼酸-庚酸缩合物、硼砂、氢氧化钠、石油磺酸钠、癸二酸、苯并三氮唑、二甲基硅油、消泡剂和水组成，各组份配比如下(重量百分比)：

三乙醇胺-硼酸-顺丁烯二酸酐缩合物       7～10％

三乙醇胺-硼酸-油酸缩合物               7～10％

三乙醇胺-硼酸-庚酸缩合物               14～16％

硼砂                                   2～4％

氢氧化钠                               1～2％

石油磺酸钠                             1.5～2％

三乙醇胺                               3～5％

癸二酸             1.2～1.5％

苯并三氮唑         0.1～0.3％

二甲基硅油         0.1～0.3％

消泡剂             0.1～0.3％

水                 50～60％。

本发明与中国发明专利CN1459493A的主要不同是以具有良好防锈性能、可较易与多种酸形成酯化物、且价格相对便宜的三乙醇胺及具有较好润滑作用的硼酸为原料；与中国发明专利CN1624089A的主要不同是三乙醇胺和硼酸分别与顺丁烯二酸酐、油酸、庚酸反应形成三乙醇胺-硼酸-顺丁烯二酸酐缩合物、三乙醇胺-硼酸-油酸缩合物、三乙醇胺-硼酸-庚酸缩合物；然后这三种缩合物与硼砂、氢氧化钠、石油磺酸钠、癸二酸、苯并三氮唑和消泡剂复合制备本发明的水基润滑冷却液。

由于本发明产物是水基产物，比热容、热导率和气化热较高，冷却效果好；由于加入了硼系酯类化合物，特别是三乙醇胺-硼酸-油酸缩合物的加入，摩擦系数小，润滑效果好，被加工工件光洁度高；由于三乙醇胺-硼酸-顺丁烯二酸酐缩合物及衍生物的存在，体系具有较高的抗菌防腐性能，使该工作液在使用过程中不腐败变臭，使用寿命长；由于三乙醇胺衍生物，特别是三乙醇胺-硼酸-庚酸缩合物的存在，与石油磺酸钠、癸二酸、苯并三氮唑形成的复合体系具有较高的防锈能力；由于三乙醇胺、石油磺酸钠本身是良好的表面活性剂，所以本专利产物具有良好的清洗能力；在体系中使用了无毒无害的硼系酯化物和可生物降解的油酸酯，使得产品更加环保。

本发明提供的技术方案中，三乙醇胺-硼酸-顺丁烯二酸酐缩合物是通过下面方法制备的：将重量百分比组成为75～80％的三乙醇胺、6～10％的硼酸、12～16％的顺丁烯二酸酐加入反应釜中，在真空度≤-0.09mPa、温度为160±5℃条件下，回流反应3小时，然后经回流冷凝器分水至无水脱出为反应终点，冷却至＜100℃，放料得目的产物。