[發明專利]微乳化切削液組合物

有效

• 申請號: 201410106293.1
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN104927998B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 趙敏;辛世豪;黃作鑫;段慶華
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學研究院
• 主分類號: C10M173/00
• 分類號: C10M173/00;C10N40/22;C10N30/12
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技術領域

本發明涉及一種微乳化切削液組合物，尤其涉及抗硬水穩定性能及防銹性能優異的微乳化切削液組合物。

背景技術

切削液在金屬切削加工過程中起到潤滑并冷卻加工工具和部件的作用，其性能指標直接影響切削加工的質量、效率和成本。水基金屬切削液于20世紀40年代問世，到目前為止，水基液在切削領域的應用有了長足發展。微乳型切削液由基礎油、表面活性劑（乳化劑）、水、防銹劑（包括有色金屬防銹劑）、潤滑劑、極壓劑、消泡劑、防霉劑（殺菌劑）、偶合劑等組成。是介于乳化油和合成切削液之間的新型金屬加工液產品，微乳切削液的液體形態與合成切削液近似，呈透明或半透明狀，其性能則類似于乳化液，而且廢液比合成切削液容易處理。微乳化切削液綜合了乳化液與合成切削液的優點，彌補了它們的不足，性能優異，通用性強。在現場使用時，微乳化切削液通常需要用90%以上的水進行稀釋。如果稀釋液用水水質硬度較大，容易導致稀釋液可見性變差，嚴重時會與體系的功能添加劑發生反應，使其析出、凝結并沉淀。尤其在水質硬度較大的地區，要求應用的切削液具有良好的抗硬水能力，有效避免油皂的產生。

國內外關于水基切削液組合物有眾多的報道和專利文獻。專利CN101104831A報道了一種微乳化不銹鋼切削液。該切削液由烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚非離子表面活性劑、氯化石蠟、油酸、三乙醇胺等添加劑和基礎油、水組成，專用于不銹鋼的切削液加工。專利CN101560430A報道了一種全合成切削液，采用表面活性劑、聚乙二醇、硼砂、殺菌劑、pH值調節劑與余量去離子水調和而成，解決了現有全合成切削液鈷元素浸出的問題。專利JP2007186537公開了一種加工鑄鐵而不變色的高性能水基切削液，由飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸、二元羧酸、脂肪酸金屬鹽等組成。專利CN102876439A公開了一種切削液，由二乙醇胺、單乙醇胺、丁二酸、硼酸鹽、甘油、乳化劑、防銹劑等組成。US5725612報道了一種曼尼希堿及其制造方法，該曼尼希堿由烴基取代的烷基鄰甲酚與醛、胺反應制造得到，能夠抑制發動機沉積物的生成。

水基切削液在當今的機械加工行業有著越來越廣泛的應用。切削液作為作為一種特殊的機械加工過程介質，由于自身組成特點和外界因素的影響，其在使用過程中可能出現一些常見的問題，比如抗硬水或皂聚集問題。水基切削液一方面水中有大量的鈣鎂離子，另一方面是乳化切削液配方中大多會添加脂肪酸，二者很容易形成脂肪酸皂。脂肪酸皂的形成并不會對切削液的性能有壞的影響，皂的聚集才是需要解決的關鍵問題。在硬水狀況下尤其是長時間補水會形成大量的皂，脂肪酸皂發生聚集則會對切削液及機械加工過程產生一定的負面影響，有可能導致乳液不穩定、造成濃縮液消耗量增大。當皂在機床內或是集中供液系統中與泡沫、金屬粉末、雜油等成分粘結在一起，形成浮渣甚至是粘稠物質時，帶來的問題會更多，它們漂浮或堆積在工作液中，不但對過濾系統造成影響，引起堵塞、過濾紙的消耗增多、現場衛生狀況差，而且殘留在刀具、量具和傳動系統中會導致加工精度問題。這些問題都對乳化切削液自身的抗硬水穩定性能提出了更高的要求。

發明內容

本發明提供了一種微乳化切削液組合物及提高微乳化切削液抗硬水穩定性能的方法、提高微乳化切削液防銹性能的方法。

本發明所述的微乳化切削液組合物包括曼尼希堿、乳化劑、潤滑油基礎油和余量的水，其中所述曼尼希堿的制備方法包括：

（1）在烷基化反應催化劑存在下，使苯酚和/或單鄰位烷基酚與聚烯烴反應，收集烷基化產物；

（2）將步驟（1）得到的烷基化產物與多烯多胺、醛發生曼尼希反應，得到中間產物；

（3）將步驟（2）的中間產物與對羥基二苯胺衍生物、醛發生第二次曼尼希反應，收集得到最終的曼尼希堿。

在步驟（1）中，所述的聚烯烴是由乙烯、丙烯、C₄-C₁₀α-烯烴單獨聚合或共聚合而得到的聚烯烴，所述C₄-C₁₀α-烯烴可以選用正丁烯、異丁烯、正戊烯、正己烯、正辛烯和正癸烯中的一種或多種，優選聚異丁烯，所述聚烯烴的數均分子量為300-3000，優選500-2000，更優選500-1500。

所述的單鄰位烷基酚優選烷基碳原子數為1-6的單鄰位烷基酚，最優選鄰甲酚。

所述的烷基化反應催化劑選自Lewis酸催化劑，優選三氯化鋁、三氟化硼、四氯化錫、四溴化鈦、三氟化硼苯酚、三氟化硼醇絡合物和三氟化硼醚絡合物的一種或多種，最優選三氟化硼乙醚絡合物和/或三氟化硼甲醇。