三乙醇胺及在水基切削液中的作用

1、三乙醇胺及在水基切削液中的作用信息來源:中國金屬切削液I機械加工液行業(yè)化工網(wǎng)站信息中心點擊次數(shù)：發(fā)布時間：2009-4-21眾所周知，切削液應具備優(yōu)良的冷卻、潤滑、防銹與清洗功能。對于水基切削 液而言，其潤滑、防銹清洗性能尤為關鍵。為了提高切削液的性能，在水基切削 液中需添加油性劑、極壓劑、防銹劑，表面活性劑等幾種乃至幾十種添加劑。三 乙醇胺是水基切削液中一種重要的添加劑。本文結合筆者近年來的研究工作，將 重點討論三乙醇胺在水基切削液中的作用與應用。1.三乙醇胺的性質(zhì)三乙醇胺又叫氨基三乙醇，分子式為C6H15O3N三乙醇胺在工業(yè)上用途很廣， 如在油脂工業(yè)、石油加工業(yè)、紡織工業(yè)、橡膠與環(huán)保等方面

2、都有應用。三乙醇胺是由環(huán)氧乙烷與氨水反應生成,其精制品為無色粘稠狀液體。吸濕性 強，在空氣中變?yōu)檩篮稚Ｒ兹苡谒鸵掖?，微溶于乙醮和苯。pH =8-8. 5 ” 不能隨水蒸汽一起揮發(fā)。三乙醇胺的特性如表1所示。a 1三乙醉胺的特性項 目m標相對密度1.1242沸點/ C360熔點/ C20A21.2折光率用1.4S52粘度（25O/mm2613.6閃點（開口）/ C190表面張力（20 G/dvn rm *40三乙醇胺的結構式為C2H4OHHOCHIC2H4OH由于氮原子上的未共用電子對能與質(zhì)子結合，因此三乙醇胺顯堿性。三乙醇胺 分子中有OH基團，它可與酸發(fā)生酯化反應。反應物配比不同，酯化程度

3、不 同，可得不同產(chǎn)品。三乙醇胺與亞硝酸反應可生成極不穩(wěn)定的脂肪族重氮鹽， 這些亞硝基化合物一般都具有致癌毒性。三乙醇胺在空氣中久置也會發(fā)生氧化 反應。.三乙醇胺在水基切削液中的作用2.1合成水溶性油性劑目前，潤滑性能比較好的油性劑大多是長碳鏈物質(zhì),這些物質(zhì)大多是非水 溶性 的。要把它們添加在水基切削液中，必須在其分子鏈中引入親水基團。三乙醇 胺有三個.OH ”水溶性好。通過控制原料配比，使三乙醇胺分子中一個OH與 油性劑發(fā)生化學反應，可生成水溶性油性劑。油酸是重要脂肪酸之一，但其不溶于水。用三乙醇胺與油酸發(fā)生化學反應（65弋左右），可生成油酸三乙醇胺。它是一種常用的水溶性油性劑，且隨著 所含三

4、乙醇胺比例越高,水溶性越好。筆者用四球試驗機測定油酸三乙醇胺的水溶液（5 %）的最大無卡咬負荷PB值可達650 N ,用摩擦磨損試驗機測定其摩擦系數(shù)為0. 071。油酸三乙醇胺作為油性劑添加在切削液中，易在刀具與切屑（工件）之間形成物理吸附膜，在 較低 負荷下起潤滑作用。實驗表明，油酸三乙醇胺與極壓添加劑也有良好的協(xié)同抗 磨作用。在合成硼酸酯、磷酸酯時添加油酸三乙醇胺復合，可 顯著改善其極壓 潤滑性能，從而使切削性能進一步提高。2. 2防銹劑三乙醇胺本身是一種水溶性防銹劑。單獨使用它在短期內(nèi)可有效防 止鋼 鐵生銹，一般使用濃度為0. 5 %2 %。三乙醇胺與苯乙醇胺、苯甲酸 鈉、硼砂、碳酸鈉等

5、水溶性防銹劑有協(xié)同防銹作用，復合使用可顯著提高水基 切削液防銹能力。但三乙醇胺對銅有腐蝕作用，添加0. 05 %0. 1 %的苯并三氮嗖能改善對銅的防腐性。油酸三乙醇胺也是一種防銹劑，它適 用于黑色金屬、鋁合金的防銹。2. 3表面活性劑表面活性劑在水基切削液中起滲透、擴散、穩(wěn)定、清洗作用，是合成切削 液與乳狀液必不可少的添加劑。三乙醇胺與脂肪酸可合成一種 陰離子表 面活性劑。不同配比、不同脂肪酸合成的表面活性劑其HLB值不同， 可適合于不同水基切削液的需要。這些表面活性劑均有良好的乳化能力，若與非 離子表面活性劑烷基酚聚氧乙烯晶或脂肪醇聚氧乙烯醛配合使用，乳化效果更 佳。三乙醇胺本身也屬于一種

6、非離子表面活性劑，把它加入水中能顯著降低水的表 面張力。在水基切削液中添加三乙醇胺將有助于切削液浸潤，滲透于被切削（磨削）界面上，從而能充分發(fā)揮水基切削液的冷卻與清洗作 用。2. 4穩(wěn)定劑水基切削液中添加的油性劑、極壓劑等易水解析出，從而降低切削液的作用。添加少量的三乙醇胺可起到穩(wěn)定作用。例如有機硼酸酯是一種新型極壓抗磨 劑，它是由帶輕基的物質(zhì)與硼酸或其化合物反應而成。硼酸酯主 要缺點是易水 解，在合成硼酸酯時加入少量三乙醇胺可抑制水解。2. 5調(diào)整pH值pH值是水基切削液的重要指標，pH值太低，易繁殖細菌,導致切削液腐敗和工件、機床銹蝕。pH值太高會傷害操作者皮膚，降低潤滑性能。三乙醇胺是水

7、基切削液理想的pH值調(diào)整值。在生產(chǎn)水基切削 液后期用三乙醇胺調(diào)整溶液pH值,不會使其它添加劑因pH值變化發(fā)生膠凝和析出。在合成磷酸酯、硼酸酯 時,三乙醇胺可作為堿性劑中和產(chǎn)物。.三乙醇胺類切削液的應用 將油性劑（油酸三乙醇胺）航磨齊U （含硫硼酸酯），防銹絡合物（三乙醇胺、尿素、硼砂、碳酸鈉、苯并三氮瞠等）等添加 劑復合配制成BN型水基切削液，按GB 6144 - 85合成切削液標準（IV）檢 驗合格。其中潤滑、防銹性能優(yōu)于國標。經(jīng)工廠長時間使用該切削液性能優(yōu)良、能夠顯 著提高切削效率與加工質(zhì)量，延長刀具使用壽命，降低加工成本且 對操作者無害，使用周期長。.使用中應注意的問 （1）三乙醇胺易與亞硝酸發(fā)生化學反應產(chǎn)生有害于人體的物質(zhì)。因此三乙醇胺類切削液要慎用亞硝酸鈉作為防銹劑。（2）使用三乙醇胺類切削液作為磨削液