BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM














Báo cáo tổng kết khoa học, kỹ thuật Đề tài:


NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT
PHỤ GIA CHO DẦU GIA CÔNG KIM LOẠI

Chủ nhiệm đề tài: ThS. TRẦN THẮM

7640
01/02/2010





HÀ NỘI 12 - 2009
Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp Bộ,
HĐ số 140.09.RD/HĐ-KHCN


BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN HÓA HỌC CÔNG NGHIỆP VIỆT NAM









Báo cáo tổng kết khoa học, kỹ thuật Đề tài:


NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT
PHỤ GIA CHO DẦU GIA CÔNG KIM LOẠI

Chủ nhiệm đề tài: ThS. TRẦN THẮM






Các cán bộ tham gia thực hiện đề tài:



1. Nguyễn Công Bắc- Thành viên
2. Nguyễn Thị Huyền Châu - Thành viên
3. Th.s. Nguyễn Công Long - Thành viên
4. Trần Ngọc Hương - Thành viên
5. Th.s.Phạm Thị Thúy Nga - Thành viên









HÀ NỘI 12-2009
Tài liệu này được chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp Bộ,

HĐ số
140.09.RD/HĐ-KHCN



1
MỞ ĐẦU

Hiện nay trên thế giới, dầu gia công kim loại được sử dụng rất nhiều để phục
vụ cho các công việc như: Cắt, phay, mài, taro, kéo dãn dây điện, gia công thép
hình Chúng được sản xuất bởi hai thành phần chính đó là dầu gốc và phụ gia. Dầu
gốc thông thường chiếm 80 ÷ 90% thể tích và chủ yếu là dầu gốc khoáng, một số
trường hợp đòi hỏi chất lượng cao thì dầu gốc tổng hợp
được sử dụng chủ yếu trên
cơ sở Glycol. Phụ gia thường chiếm tỷ lệ 10 ÷ 20% thể tích. Ở nước ta có một số cơ
sở sản xuất dầu gia công kim loại nhưng chất lượng chủ yếu phục vụ cho gia công
cơ khí đơn giản như phay, bào, tiện, doa còn trong các lĩnh vực sản xuất thép ống,
gia công vỏ hộp, sản xuất dây đồng, nhôm thì hầu như chưa đ
áp ứng được mà phải
nhập của nước ngoài với giá thành cao do nguyên nhân sau:
Xà phòng của Trietanolamin (TEA) với axit Olêic làm phụ gia tạo nhũ thì dầu
gia công kim loại dễ bị hỏng trong quá trình sử dụng do vi sinh vật phân huỷ hợp
phần hữu cơ và chỉ sử dụng được với dầu gốc parafinic.
Xà phòng của TEA với Linear AlkylBenzenSulfonic Acid (LAS) làm phụ gia
tạo nhũ thì thời gian sử dụng dầu gia công kim loại kéo dài hơn nhiều so với xà
phòng của TEA vớ
i axit olêic nhưng pH của sản phẩm cuối cùng lại là môi trường
axit (pH ~6) lại không thuận lợi cho bề mặt kim loại sau gia công (dễ bị gỉ) và phụ
gia này chỉ dùng với dầu gốc naphtenic.
Chính vì những lý do trên mà đề tài sử dụng xà phòng hỗn hợp của TEA với

axit olêic và LAS làm phụ gia tạo nhũ cho dầu gia công kim loại. Khi sử dụng phụ
gia này hy vọng khắc phục được hai nhược điểm trên và có thể sử dụng cả
dầu gốc
parafinic và naphtenic để pha chế sản phẩm.










2
PHẦN I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
I.1. Dầu gia công kim loại
I.1.1. Mô tả chung về quá trình gia công kim loại [6]
Trong gia công kim loại cần phân biệt quá trình cắt gọt kim loại và sự xử lý,
tạo hình cho kim loại. Trong quá trình cắt gọt, kim loại bị gọt bỏ gây nên sự biến
dạng và đứt gẫy thành những mảnh nhỏ. Lượng nhiệt đáng kể sinh ra do chuyển hóa
năng lượng trong quá trình gia công và do ma sát giữa bề mặt kim loại, phôi mạt
kim loại và dụng cụ cắt gọt. Còn trong quá trình xử lý và tạo hình cho kim loại như
cán kéo kim loại, uốn
ống, vuốt ống, dưới tác dụng của ngoại lực, phôi kim loại
được tạo hình nhờ biến dạng dẻo nhưng vẫn giữ nguyên thể tích. Chi tiết kim loại
qua gia công áp lực có cơ lý tính tốt hơn. Các quá trình này xuất hiện ở hầu hết các
lĩnh vực công nghiệp: công nghiệp ô tô, máy bay, đồng hồ, thiết bị điện, điện
tử…90% sản phẩm kim loại và hầu hết kim loại trong công nghi

ệp xây dựng đều
qua giai đoạn gia công.
Mục đích của quá trình gia công kim loại là tạo ra một hình dạng mới.
Thường quá trình dẫn đến sự tiếp xúc của hai vật rắn với nhau: dụng cụ và vật gia
công. Sự tiếp xúc này gắn với sự biến dạng dẻo của kim loại (quá trình biến hình
kim loại) hoặc tạo ra một hình dạng mới bằng cách cắt gọt vật liệu theo ý muốn (quá
trình cắt gọt kim loại). Việc tạo dạng mới bằng các quá trình gia công kim loại luôn
kèm theo ma sát lớn, nhiệt độ cao và sự mài mòn của dụng cụ. Nhiệm vụ của chất
bôi trơn trong quá trình gia công kim loại là làm giảm lực ma sát, làm mát, giải tỏa
nhiệt do ma sát gây ra, giảm số lượng và kích cỡ các điểm hàn dính, nâng cao chất
lượng bề mặt chi tiết gia công. Khi lực ma sát giảm, có thể giảm trở lực biến dạng
của kim loạ
i, từ đó giảm tổng lực tác dụng của kim loại lên dụng cụ và giảm công
tiêu hao, giảm độ mài mòn dụng cụ, nâng cao tuổi thọ dụng cụ.
I.1.2. Các kiểu chất bôi trơn trong quá trình biến hình kim loại
Các chất bôi trơn lỏng, các dịch huyền phù, past, mỡ, các chất bôi trơn và che
phủ rắn là những chất bôi trơn được chọn cho các quá trình biến hình kim loại. Các
kim loại khác nhau, các quá trình biến hình khác nhau sẽ sử dụng các chất bôi trơn



3
khác nhau. Các quá trình biến hình kim loại gồm cán, đùn, vuốt (như vuốt ống, uốn
ống, kéo dây), rèn và gia công tấm kim loại. Thường thường, các quá trình gia công
nóng gồm các quá trình làm biến dạng cả khối. Chúng được gọi là các quá trình gia
công kim loại loại 1. Các quá trình gia công kim loại loại 2 gồm các nguyên công
nguội như cán, vuốt và đùn.





Hình I.1: Các kiểu chất bôi trơn trong quá trình gia công kim loại
Chất bôi trơn được sử dụng trong một quá trình biến hình kim loại nào đó
trước hết phải là giảm ma sát, yếu tố này nói chung, có ảnh hưởng đến tuổi thọ, công
cụ, sự dịch chuyển êm nhẹ của kim loại, đến lượng tiêu hao năng lượng, đến sự gia
tăng nhiệt và đến chất lượng bề mặt. Thường hệ số ma sát càng thấp thì mức độ tiêu
hao về lực và công su
ất đòi hỏi càng giảm. Ví dụ, việc bôi trơn tốt trong rèn dập sẽ
làm giảm mài mòn khuôn và hạ thấp được lực rèn dập, chống xước khuôn và dễ lấy
sản phẩm ra khỏi khuôn. Ngoài ra nó còn làm cho sự dịch chuyển của vật liệu trong
khuôn được dễ dàng và đóng vai trò như một lớp cách nhiệt ngăn giữa vật liệu rèn
và bề mặt khuôn. Tuy nhiên, trong nguyên công cán, hệ số ma sát giữa trục lăn và
phôi cán không quá cao cũ
ng không quá thấp. Rõ ràng là ma sát thấp sẽ làm giảm
lượng tiêu hao năng lượng, giảm lượng nhiệt phát sinh và giảm mài mòn trục lăn.
Nhưng ma sát quá thấp lại gây ra hiện tượng trượt mà có thể làm hỏng bề mặt phôi
cán và có ảnh hưởng xấu đến quá trình biến hình.
Các chất bôi trơn lỏng, các dịch huyền phù, past, mỡ, các chất bôi trơn và che
phủ rắn là những chất bôi trơn được chọn cho các quá trình biến hình kim loại. Vì
kim loại được gia công có th
ể rất khác nhau về thành phần, từ những kim loại hầu
như tinh khiết (như nhôm, berili, đồng, magiê, niken, titan) đến các hợp kim rất
phức tạp (như thép không gỉ) nên chất bôi trơn được sử dụng cho quá trình biến
dạng kim loại rất khác nhau. Chúng có thể là chất lỏng, nửa rắn hoặc rắn, cũng như
có thể là hỗn hợp của chúng. Chất bôi trơn sử dụng thông thường nhất trong quá
trình này là các dầu khoáng, d
ầu khoáng cộng với các dầu béo (các dầu hỗn hợp),
Chiều dày
của phôi
Chiều sâu

lớp cắt
Kim loại Mặt sạch Bề mặt mới
Vùng nhiệt độ
cao nhất
Mặt nghiêng
Dụng cụ
cắt gọt



4
nhũ tương, các dầu tổng hợp, các dịch huyền phù graphit, các ester, các axit béo, các
hợp chất béo, lanolin, mỡ sáp, sáp parafin, các polyme và nhiều loại khác. Phụ gia
được dùng cho các chất bôi trơn biến hình kim loại trước hết gồm các tác nhân chịu
cực áp (như các chất béo và dầu đã được sunfo hóa hoặc đã được sunfoclo hóa) và
các hóa phẩm dùng trong pha chế các chất nhũ tương, các axit béo hoặc các hợp chất
béo.
Các chất bôi trơn trong quá trình tạo hình kim loại đóng một vai trò quan
trọng trong nhiều quá trình s
ản xuất. Chúng ảnh hưởng đến năng suất, đến sự an
toàn cho công nhân, đến tiêu hao năng lượng và đến vấn đề môi trường. Vấn đề
phức tạp của việc bôi trơn trong các quá trình biến hình kim loại có thể minh họa
bằng quá trình cán nhôm mà trong đó có cán nóng và cán nguội. Nói chung, các lá
nhôm hoặc hợp kim nhôm được tạo ra bằng cách cán nóng các thỏi lớn thành các
tấm có chiều dày khoảng 3 đến 17 mm rồi sau đó được làm mỏng tiếp bằng cán
nguộ
i.
Nhũ tương dầu - trong nước được sử dụng nhiều nhất để làm chất bôi trơn và
chất làm mát cho công nghệ cán nóng. Các nhũ tương như vậy chứa khoảng 2 - 5%
phần cốt dầu. Phần cốt dầu có thể gồm 80 - 90% dầu naphtenic hoặc parafinic, 15-

20% các chất tạo nhũ kiểu anion hoặc kiểu không ion và 5 -10% các chất hợp phần.
Các chất hợp phần có thể gồm nhiều hợp chất củ
a các nhóm phụ gia sau đây: các
phụ gia chịu tải (tribo), các chất ức chế oxy hóa, các tác nhân thấm ướt, các chất
chống vi khuẩn và các chất chống tạo bọt. Chúng có thể gồm dẫn xuất của axit oleic
hoặc các chất béo khác, các ester của axit photphoric (như tricrezyn photphat), các
etanolamin và các hợp chất khác.
Trong cán nóng, chức năng qua trọng nhất của chất bôi trơn là làm mát, tuy nhiên
nó cũng làm giảm lượng tiêu hao năng lượng, cải thiện chất lượng bề mặt của v
ật
được cán và làm mỏng tối đa vật liệu cán. Vì thế ma sát cũng là yếu tố quan trọng.
Trong cán nguội, những thanh đã qua cán nóng được cán ở nhiệt độ môi
trường thành tấm hoặc lá. Do nhôm có xu hướng bám sang trục lăn trong khi cán
nguội (giống như trong quá trình cán nóng) nên chức năng đầu tiên của các chất bôi
trơn dùng cho cán nguội là làm giảm được xu hướng này. Các phân đoạn chưng cất
hẹp được tinh chế kỹ nhận đượ
c từ các dầu thô gốc parafin thường được sử dụng
nhất làm dầu gốc cho các chất bôi trơn này. Nhiệt độ nung trong công nghiệp nhôm



5
là khoảng 320
0
C, do vậy việc sử dụng các phân đoạn dầu khoáng gốc này sẽ rơi vào
phân đoạn keroxin. Để tạo cho chất bôi trơn dùng trong cán nguội nhôm có được các
đặc tính ma sát và khả năng mang tải thích hợp cần phải pha thêm các dầu gốc
khoáng có độ nhớt thấp một tổ hợp phụ gia đặc biệt. Các phụ gia được sử dụng chủ
yếu gồm các ancol béo, các axit béo và các ester béo. Các ancol béo đảm bảo cho
chất bôi trơn có đượ

c tính năng tốt hơn vì chúng không ảnh hưởng đến đặc tính ủ
của nhôm.
I.1.3. Các kiểu chất bôi trơn trong quá trình cắt gọt kim loại
Có ba kiểu chất bôi trơn dùng trong cắt gọt kim loại: dầu nhũ tương và các
sản phẩm gốc nước. Các dầu thường nhận được từ dầu mỏ, từ thực vật và động vật.
Các chất nhũ tương đều chứa dầu, như dầu khoáng hoặc dầu hỗn hợp, tồn tại ở dạng
hạt nhỏ lơ lửng được phân tán nhờ sự hỗ
trợ thêm của các chất tạo nhũ. Các sản
phẩm gốc nước cũng còn được gọi là các chất lỏng tan trong nước, các chất lỏng hóa
học hoặc các chất lỏng tổng hợp; chúng không chứa dầu mà chỉ chứa các chế phẩm
tan trong nước, ví dụ như dung dịch nước của Di, Tri, Tetraetylen glycol.

Mặc dù đã có nhiều thay đổi trong việc pha chế các chất bôi trơn cho cắt gọt
kim loại kể từ khi đưa chúng vào sử dụng nhưng những chức năng cơ bản của chúng
vẫn không thay đổi. Chúng gồm:
1. Làm mát vật gia công và phôi để nâng cao tuổi thọ công cụ và cho phép
nâng cao tốc độ cắt gọt, cũng như để làm giảm sự biến dạng và đạt được độ chính
xác về kích thước;
2. Bôi tr
ơn để làm giảm ma sát, cải thiện độ nhẵn bề mặt gia công, bảo vệ bề
mặt sau gia công không bị gỉ, ăn mòn và các cặn bẩn không mong muốn, làm giảm
mài mòn dao tiện và xu hướng gây rung ồn;
3. Bảo vệ an toàn cho người thao tác
4. Để thoát phôi khỏi vùng cắt gọt bằng cách rửa trôi.

Tiện là nguyên công nhẹ nhàng nhất và nhiệt được giải phóng dễ dàng nhờ
chất lỏng cắt gọt và nhờ phôi thoát ra liên tục. Chuốt là ngyên công khắc nghiệt
nhất. Các răng cắt luôn tiếp xúc với chi tiết gia công trong suốt quá trình cắt gọt và
cứ sau mỗi răng, dao cắt lại càng ăn sâu thêm vào vật gia công. Điều này làm cho
chất lỏng cắt gọt khó vào đến phần mũi của dao trong thời gian máy hoạt động. Vì




6
vy cht lng ct gt dựng trong vic chut phi cú tớnh cht bụi trn v chng hn
dớnh rt tt bo v dng c ct gt v m bo gia cụng chớnh xỏc.







Hỡnh I.2: Ch lm vic khc nghit ca mt s quỏ trỡnh ct gt kim loi
Hỡnh I.2 cho thy rng ch lm vic khc nghit tng thng i lin vi tc
ct gt gim. Ch lm vic khc nghit ũi hi cht lng ct gt phi cú hot
tớnh cao. iu ny cú ngha l di iu kin lm vic kh
c nghit phi s dng cỏc
cht lng ct gt cú cha ph gia m c bit l ph gia chu cc ỏp. Cỏc cht lng
ct gt ngy nay thng cha nhiu loi húa phm c bit c tớnh toỏn sao cho
cht lng cú c kh nng bụi trn, hot ng b mt, n nh v cỏc tớnh
cht chng hn dớnh cn thit.






Hỡnh I.3: Tớnh cht bụi trn, lm mỏt ca cỏc cht lng gia cụng kim loi
nh hng ca iu kin lm vic n yờu cu i vi mt cht lng ct gt

cú th túm tt nh sau:
1. Tc ct gt cao thng to ra nhit cao. Trong trng hp ny hot
tớnh ca cht lng ct gt khụng ũi hi phi cao, nhng vic lm mỏt khu vc ct
g
t li tr thnh yu t quyt nh v do vy nhng du ct gt kim loi cú kh nng
lm mỏt cao l cn thit. Nh ó bit, nc l mt trong nhng cht lm mỏt tt nht
Rt cao
Rt cao
Thp


Chuốt
Ta rô
Doa
Tạo răng
Cán
Khoan
Mài
Tiện
Thp
Thp
Rt cao
Ch lm vic khc nghit
Hot tớnh cht lng ct gt
Tc ct gt
Tính bôi trơn
Nớc
Nhũ
Nhũ với
phụ gia

Dầu khoáng
Dầu khoáng
Với phụ gia
Nhũ loãng
Nớc với phụ gia
Tớnh lm mỏt



7
nhưng lại là một chất bôi trơn rất kém. Do vậy, các sản phẩm gốc nước có chứa các
tác nhân thấm ướt, các phụ gia chịu cực áp, các chất ức chế ăn mòn và một số hóa
chất khác thường được chọn để làm chất lỏng cắt gọt dùng cho các nguyên công có
điều kiện làm việc ít khắc nghiệt như tiện, phay, khoan … Hình trên cho thấy rằng
một số chất lỏng cắt gọt kim lo
ại có tính chất làm mát tuyệt hảo cũng có tính chất
bôi trơn tốt.
2. Trong các nguyên công có tốc độ thấp hơn, mà thường đi liền với ma sát và
mài mòn dụng cụ cao, như gia công răng, tarô hoặc chuốt thì bôi trơn là yếu tố quyết
định còn yếu tố làm mát ít quan trọng hơn.
Trong những trường hợp như vậy, do điều kiện làm việc khắc nghiệt nên
người ta thường sử dụng các chất bôi trơn g
ốc dầu có chứa phụ gia mà chủ yếu là
các phụ gia chịu cực áp.
I.2. Thành phần cơ bản của dầu gia công kim loại
I.2.1. Dầu gốc
Dầu thương phẩm bao gồm hai hợp phần là dầu gốc và phụ gia. Dầu gốc được
sử dụng nhiều nhất là các phân đoạn dầu khoáng gốc dầu mỏ gọi là dầu gốc khoáng
và được chế biến theo công nghệ truyền thống. Ngoài ra còn có thể dùng một số loại
dầu gốc tổng hợp có nguồn gốc là sản phẩm của những phản ứng hóa học.

I.2.1.1.Dầu gốc khoáng

Dầu gốc khoáng bắt nguồn từ dầu mỏ là kết quả của các quá trình hóa học và
vật lý hàng nghìn năm xác động thực vật. Ngay từ khi ra đời, dầu gốc khoáng đã
thay thế các chất bôi trơn cổ điển là dầu thảo mộc và mỡ động vật do giá thành rẻ
hơn 3÷4 lần. Cũng vì lý do đó mà dầu gốc khoáng được sử dụng rộng rãi hơn dầu
gốc tổng h
ợp.
Dầu gốc khoáng được sản xuất từ dầu mỏ bằng các quá trình tinh chế và chế
biến chọn lọc. Bản chất của dầu thô và quá trình lọc dầu sẽ quyết định đến tính chất
vật lý và hóa học của dầu gốc tạo thành. Phân đoạn dầu thô thích hợp cho sản xuất
dầu gốc sẽ có các sản phẩm có nhiệt độ sôi khác nhau nhờ quá trình chưng cất chân
không, chúng có s
ố nguyên tử cacbon từ 21÷40, gồm các parafin mạch thẳng và
mạch nhánh, naphten và aromatic. Ngoài ra còn có các thành phần không mong
muốn như các hợp chất chứa S, N, O và nhựa asphanten.



8
Trong thực tế, dầu gốc khoáng là hỗn hợp của các phân tử đa vòng có đính
mạch nhánh parafin. Số vòng ngưng tụ càng nhiều và mạch nhánh parafin càng ngắn
thì tính nhiệt nhớt của hydrocacbon càng kém và càng không thích hợp để làm dầu
bôi trơn. Trong dầu gốc các thành phần mong muốn là isoparafin và các phân tử có
một hoặc hai vòng gắn với mạch nhánh parafin. Còn các thành phần không mong
muốn như hydrocacbon có cấu trúc naphten, vòng aromat hoặc các chất dị vòng, vì
chúng có tính nhiệt nhớt kém và ổn định oxy hóa thấp.
Vi
ệc phân loại dầu gốc khoáng thành dầu parafinic, naphtenic, hoặc aromatic
tùy thuộc vào loại hydrocacbon nào chiếm ưu thế. Xem bảng 1.1 ta thấy sự khác

nhau về tính chất vật lý, hóa học và dầu bôi trơn có cấu trúc khác nhau. Ba loại dầu
này đều là dầu thương phẩm và được chọn có độ nhớt gần bằng nhau.
Bảng I.1. Đặc tính vật lý và hóa học của các dầu gốc khoáng [6]
Tính chất/thành phần hóa học Dầu parafin Naphten Aromat
Độ nhớt động học ở 40
0
C, mm
2
/s 40 40 36
Độ nhớt động học ở 100
0
C, mm
2
/s 6,2 5,0 4,0
Chỉ số độ nhớt 100 0 -185
Tỷ trọng d
4
20
0,8628 0,9194 0,9826
Nhiệt độ chớp cháy,
0
C 299 174 160
Điểm anilin,
0
C 107 73 17
Nhiệt độ đông đặc,
0
C -15 -30 -24
Phân tử lượng 440 330 246
Chỉ số khúc xạ 1,4755 1,5068 1,5503

Phân tích qua đất sét
% hợp chất phân cực
% thành phần thơm
% thành phần no

0,2
8,5
91,3

3,0
43
54

6,0
80
14
Loại nguyên tử cacbon
(phân tích cấu trúc nhóm)
% C
A
% C
N
% C
P


2
32
66



19
37
44


41
36
23




9
I.2.1.2. Dầu gốc tổng hợp


Gần đây, hướng nghiên cứu của nước ngoài về pha chế dầu bôi trơn cho quá
trình gia công kim loại có sử dụng dầu gốc bán tổng hợp và tổng hợp làm chất bôi
trơn nền. US Patent 6448207 nghiên cứu sử dụng nước, các sản phẩm tan trong nước
để pha chế chất lỏng gia công kim loại (etylenglycol, sterat kim loại, cacbonat, chất
hoạt động bề mặt, silicon, phụ gia ức chế ăn mòn kim loại, phụ gia chống tạo b
ọt).
US Patent 6242391 lại sử dụng dung môi ancol làm chất nền, các muối brom, flo
làm phụ gia chống hàn dính, ngoài ra còn có phụ gia ức chế gỉ, phụ gia diệt khuẩn.
So với dầu gốc khoáng thì dầu gốc tổng hợp có nhiều ưu điểm hơn, khoảng
nhiệt độ làm việc rộng (từ -55
0
C đến 320
0

C). Dầu gốc tổng hợp có nhiệt độ đông đặc
thấp và độ bền nhiệt cao, do đó nó thường được sử dụng cho những mục đích đặc
biệt. Do dầu gốc tổng hợp thu được từ các phản ứng hóa học tạo ra được các dầu gốc
có tính chất đồng nhất cao nên có thể cho loại dầu có tính chất đáp ứng được các
tính năng bôi trơn định tr
ước.
Chúng có thể có các tính chất của các chất tốt nhất trong dầu khoáng và các
tính chất riêng mà dầu gốc khoáng không có. Thực tế những loại dầu gốc tổng hợp
quan trọng nhất gồm: hydrocacbon tổng hợp, ester hữu cơ, polyglycol và
estephotphat. Chúng chiếm khoảng trên 90% khối lượng dầu tổng hợp hiện nay đang
được sử dụng.
Polyglycol được sử dụng rộng rãi trong gia công cắt gọt kim loại. Polyglycol
là các polyme của etylen, propylen oxit trọng lượ
ng phân tử cao hoặc cả hai, chúng
có khoảng độ nhớt rộng. Các polyglycol còn ở dạng polyankylen glycol, polyglycol
ete và polyankylen glycol ete. Etylenglycol HO-CH
2
-CH
2
-OH là glycol đơn giản
nhất. Quá trình polyme hóa etylenglycol dẫn đến sự hìmh thành liên kết oxy và tạo
ra một polyglycol ete H-(OCH
2
-CH
2
)
n
-OH.
Dạng chất tổng hợp này bao gồm một loạt sản phẩm của hai nhóm cơ bản.
Nhóm thứ nhất gồm các sản phẩm tan hoàn toàn trong nước, trong khi nhóm thứ hai

gồm các sản phẩm không tan trong nước. Tuy nhiên, chúng không tương hợp với
các dầu khoáng hoặc các phụ gia dùng cho dầu khoáng. Hiện nay, polyglycol là loại
dầu gốc tổng hợp phổ biến nhất. Một trong những ưu điểm của polyglycol là chúng
phân hủy hoàn toàn dưới
điều kiện oxy hóa ở nhiệt độ cao. Điều này dẫn đến sự tạo



10
cặn thấp trong điều kiện nhiệt độ làm việc bình thường và nhiệt độ cao, hoặc phân
hủy hoàn toàn, không tạo cặn khi sử dụng ở nhiệt độ cao.
Polyglycol là chất bôi trơn tuyệt vời, chịu nhiệt độ thấp tốt mặc dù ở nhiệt độ
thấp chúng có xu hướng trở nên nhớt hơn so với một số dầu tổng hợp khác, chúng có
độ dẫn nhiệt cao, điể
m đông tương đối thấp và có ít hoặc không có tác dụng ngược
lại đối với vật liệu làm kín thông thường. Nhưng với các sản phẩm tan trong nước
phải xem xét việc làm kín để chắc chắn rằng các chất làm kín tương hợp với nước.
Mặt khác, chúng có tác dụng như dung môi mạnh đối với các loại sơn không bền.
Các polyglycol hòa tan trong nước được ứng dụng rộng rãi và phổ biến trong chất
lỏng cắ
t gọt kim loại.
I.2.2. Phụ gia tạo nhũ [6,8,12,14]
Trong trường hợp cần tạo ra hệ nhũ tương dầu trong nước hoặc ngược lại với
những mục đích khác nhau như tạo chất lỏng thủy lực chống cháy, chất bôi trơn
dùng trong khoan đá và loại thể lỏng dùng gia công kim loại thì sử dụng phụ gia tạo
nhũ. Phụ gia nhóm này là các muối sunfonat, các axit béo và muối của chúng, các
ester của axit béo, các phenol và phenol ete…
Theo định nghĩa, nồng độ cân bằng của chất tạ
o nhũ trên phân cách dầu -
nước cao hơn trong thể tích.

Có ba nhóm chất tạo nhũ:
- Chất tạo nhũ Anion (Anion hoạt tính) chúng có phần ưa nước mang điện tích âm.
Điển hình của loại này là các xà phòng của các axit béo. Ví dụ trong xà phòng natri
của một axit béo mạch dài thì phần mạch dài hydrocacbon là phần tan trong dầu, còn
đầu ưa nước O = C

- O - Na tạo nên một lớp định hướng nằm trên bề mặt của các
hạt nhỏ.
Các loại xà phòng có một số nhược điểm:
+ Nhũ phải được pha chế sao cho chịu được độ kiềm cao của xà phòng (pH = 10)
+ Trong nước cứng, xà phòng canxi và magiê hóa trị hai không tan sẽ làm giảm
nồng độ chất tạo nhũ và sẽ tạo thuận lợi cho sự hình thành nhũ nước - trong - dầu,
do vậy làm giảm độ ổn định của nhũ. Các tác nhân đã được sunphat hóa bền với
canxi hơn. Điển hình là dầu thầu dầu và axit oleic sunphat hóa.



11
- Chất tạo nhũ cation (cation hoạt tính): trong chất tạo nhũ cation thì phần ưa nước
của phân tử mang điện tích dương. Các muối amin bậc bốn được sử dụng làm các
tác nhân cation. Nhóm ưa dầu mạch dài là cation. Anion thường là clorua hoặc
bromua [(R)
4
N
+
]X
-
.
Ở đây R- nhóm ưa dầu và X-Cl hoặc Br. Chúng không nhạy với canxi. Chúng
được sử dụng chủ yếu trong hệ dầu- trong nước.

- Chất tạo nhũ không ion: Chúng thường là các este được tạo ra bởi phản ứng của
một axit béo mạch dài ưa dầu với một ancol polyhydric ưa nước hoặc axit béo với
polyoxyetylen (-CH
2
-CH
2
-O-)
n

Những ảnh hưởng của chất hoạt động bề mặt HLB (Hydrophile Lyophile
Balance), lượng chất phân tán và nhiệt độ lên kích thước hạt nhũ của dầu gia
công kim loại.
Đối với một quá trình gia công kim loại thì người ta sử dụng nhũ như một dầu
bôi trơn gia công, sự tạo thành màng dầu trên bề mặt kim loại bằng quá trình phủ kín
qua các giọt dầu trong thời gian nhất định. Do đó, với các y
ếu tố khác không thay
đổi nếu tăng tốc độ làm việc trong quá trình gia công thì sẽ phải tăng lớp dầu bảo vệ
lên, kết quả được nói lên trong các trường hợp ít chất bôi trơn và trường hợp có phụ
gia tăng khả năng ma sát, nó cũng được sử dụng rộng rãi như phụ gia cực áp, axit
béo…
Dầu cho gia công kim loại dựa trên dầu trong nước nhũ có thể tạo ra chất bôi
trơn tốt và bền. L
ượng dầu có độ dày phù hợp được phủ lên bề mặt kim loại trong
quá trình gia công là do tỷ lệ kích thước hạt của nhũ dùng cho quá trình gia công,
kích thước hạt nhũ to hơn sẽ có tính chất che phủ và bôi trơn tốt hơn [12, 13]. Do đó,
việc kiểm tra kích thước hạt của dầu gia công kim loại là phổ biến và được sử dụng
như một dấu hiệu cho các điều kiện dầu sử dụng trong công nghi
ệp.
Trong công nghệ trước đây, việc gia công kim loại ở tốc độ thấp hay cao thì
dầu gia công sẽ có chứa chất hoạt động bề mặt tạo nhũ có khả năng tan trong dầu

đầu tiên được pha vào trong nước để giúp cho việc bảo vệ máy móc qua việc tạo ra
một chất nhũ siêu bền. Nhũ được bền hóa bởi việc thêm vào chất phân tán có khả
năng tan trong nước. Dầu gia công kim loại được đư
a ra với hai công thức là kích
thước hạt tối ưu và có khả năng bền hóa. Nhưng việc bảo quản và sử dụng chất lỏng



12
gia công cần yêu cầu phải thường xuyên sử dụng chất phân tán có khả năng tan
trong nước.Công nghệ dầu gia công kim loại tiến bộ hơn thì đòi hỏi phải kết hợp
chất phân tán và chất nhũ hóa vào cùng một sản phẩm đóng gói.
Từ quan điểm thực tế, ảnh hưởng của kích thước hạt nhũ lớn đối với dầu gia
công kim loại có thể theo hai hướng, góp phần tích cực trong bôi tr
ơn bề mặt kim
loại làm việc bằng cách bao phủ một lượng dầu. Tuy nhiên, ảnh hưởng tiêu cực là sự
phân tách giữa nước và dầu ở bể chứa tuần hoàn dầu gia công kim loại (kích thước
càng lớn khả năng phân tách càng cao).
Dầu gia công kim loại thực tế là một hệ thống nhiều pha chứa bột sắt, giọt
dầu, chất hoạt động bề mặt và nước, cùng với các loại ion khác, các thành ph
ần có
hại cho dầu trong việc tạo lớp váng, cặn bẩn cho thiết bị máy móc gia công. Do đó,
chất nhũ hóa và chất phân tán luôn có mặt để điều khiển kích thước của hạt nhũ.
Trong một hệ thống dầu gia công kim loại chỉ chứa chất nhũ hóa không ion,
nếu nhiệt độ gia công dưới nhiệt độ điểm sương của chất hoạt động bề mặt thì khả
n
ăng bền nhũ tốt có thể được duy trì. Nhưng khi nhiệt độ vượt quá nhiệt độ điểm
sương thì sự giảm độ bền nhũ xảy ra do sự phá vỡ khả năng hydrat hóa của phân tử
chất hoạt động bề mặt và kết quả là làm mất tính hút nước của dầu. Đối với một hệ
thống gia công kim loại có chứa chất hoạt động bề m

ặt ion sẽ ra độ bền nhũ khi pH
thay đổi và ion mạnh trong pha nhũ. Đối với chất hoạt động bề mặt riêng biệt, giá trị
HLB của nó có khả năng tạo nhũ và phân tán chất lỏng, chất rắn khác nhau. Trong
dầu gia công kim loại, sự có mặt của các dầu và bột sắt thì yêu cầu chọn lựa chất
hoạt động bề mặt có giá trị HLB tối ưu, theo đó duy trì sự bền hóa nhũ
của giọt dầu
và thậm chí ngay cả có sự phân tán của bột sắt để đạt được sự bền hóa của kích
thước hạt nhũ cuối cùng.
Nghiên cứu trực tiếp về độ bền của dầu gia công kim loại, như bột sắt và giọt
dầu, tương tác của chúng với chất hoạt động bề mặt rất khó, do trạng thái động học
và sự phân nhỏ củ
a hệ thống. Tuy nhiên, kích thước hạt nhũ có thể bị ảnh hưởng bởi
các yếu tố thay đổi như giá trị HLB của chất tạo nhũ/ phân tán, nhiệt độ làm việc
quá trình, pH, lượng bột sắt trong dung dịch và tạp chất của dầu. Bằng việc nghiên
cứu các ảnh hưởng của những yếu tố và thiết lập mối quan hệ giữa chúng với kích
thước hạt nhũ trong d
ầu gia công kim loại.



13
I.2.2.1.Tình hình sản xuất phụ gia tạo nhũ ở trong nước
Hiện nay phụ gia tạo nhũ được sản xuất tại Viện Hóa học Công nghiệp Việt
Nam trên cơ sở xà phòng hóa của LAS với TEA. Phụ gia tạo nhũ này có ưu điểm là
cho khả năng tạo nhũ tốt và bền nhưng nhược điểm là môi trường của sản phẩm dầu
gia công kim loại khi pha vào nước là pH<7 do đó dẫn đến bề mặt kim loại sau khi
gia công thường bị gỉ. Ph
ụ gia tạo nhũ cũng được sản xuất tại công ty phụ gia và các
sản phẩm dầu mỏ (APP) trên cơ sở là xà phòng của TEA với dầu đậu nành hoặc dầu
cọ và có sử dụng thêm phụ gia sunphonat theo công nghệ của Nga. Phụ gia này cho

được khả năng tạo nhũ tốt và môi trường của sản phẩm pH ≈ 8÷9 do đó bề mặt kim
loại sau khi gia công ít bị gỉ. Nhưng nhược đ
iểm là hợp chất sunphonat trong quá
trình sử dụng dễ bị vi khuẩn phân hủy tạo thành H
2
S gây mùi khó chịu. Ngoài ra
cũng còn một số đơn vị trong nước và liên doanh có pha chế dầu gia công kim loại
nhưng phụ gia tạo nhũ chủ yếu là nhập của nước ngoài trên cơ sở dẫn xuất của amit.
I.2.2.2.Tình hình sản xuất phụ gia tạo nhũ ở nước ngoài
Trên thế giới phụ gia tạo nhũ được sản xuất với rất nhiều loại khác nhau có
thể nêu lên một số loại điển hình sau:
* GT - 1500S:
Là phụ gia tạo nhũ đuợc sản xuất bởi LUBRIZOL với tên là phụ gia dầu gia
công kim loại trên cơ sở dầu hòa tan .GT - 1500S là chất tạo nhũ tan trong dầu trên
cơ sở dầu gốc parafinic khác nhau. GT 1500S là sự kết hợp của natrisunfonat và 1
luợng như xà phòng đơn như là chất tạo nhũ thứ 2. Nó có khả năng bôi trơn tốt, chịu
đuợc có độ cứng cao và chống ăn mòn
Bảng I.2.Các chỉ tiêu lý hóa tiêu bi
ểu của phụ gia
STT Chỉ tiêu Phương pháp đơn vị Kết quả
1 Cảm quan nhìn - Mầu nâu,trong suốt
2 KLR ở 25
0
C ASTM D1298 g/cm
3
0,997
3 Độ nhớt ở 40
0
C ASTM D445 cSt 325
4 pH (1%TTtrong nuớc) TCVN 4559 - 8,9

Bảng I.3. Tỷ lệ pha trong dầu gốc parafinic
STT Hợp phần Tỷ lệ (%TT)
1 GT 1500S 15
2 Phụ gia khác 10
3 Dầu gốc parafinic vừa đủ



14
- Ứng dụng: GT 1500S có thể đuợc sử dụng như là phụ gia dầu gia công kim
loại có tính năng tốt. Các phụ gia cực áp khác có thể đuợc bổ sung theo tỷ lệ thích
hợp. Các este của glycol có thể đuợc sử dụng để đạt đuợc tính chất bôi trơn tốt mà
không cần phải dùng phụ gia cực áp truyền thống có chứa clo, lưu huỳnh hay
photpho. Công thức cuối cùng có thể đu
ợc điều chỉnh bởi axit béo, trietanolamin hay
các tác nhân khác có khả năng bền nhũ.
- Các sản phẩm thay thế: Phụ gia GT 1200S và GT 1580VS được sử dụng
khi pha chế với dầu gốc parafinic; khi pha chế với dầu gốc naphtenic thì sử dụng
phụ gia GT 1900S và GT 1990S . Phụ gia ADCONATE BASE 2114 có thể sử dụng
để pha chế dầu gia công kim loại với cả hai loại dầu là naphtenic và parafinic.
* COLA
®
LUBE 4715
Là phụ gia cần thiết cho dầu gia công kim loại do hãng Colonical Chemical
(CCI) phát triển và sáng tạo ra để sử dụng cho các loại dầu hòa tan, chất lỏng tổng
hợp và chất lỏng bán tổng hợp gia công kim loại. Cola
®
Lube 4715 là công thức hữu
ích trong các ứng dụng như tiện, doa, nghiền, khoan và nghiến. Cola
®

Lube 4715 có
các tính chất bảo vệ ăn mòn, chống mài mòn và chịu tải trọng cao.
Cola
®
Lube 4715 là một alkanolamide mạch dài, lỏng, tạo bọt thấp và có khả
năng phân tán trong nước. Khi phân tán trong môi trường nước và dầu, sản phẩm tạo
thành một chất nhũ hóa. Các chất bôi trơn tạo ra có các độ nhớt khác nhau tùy thuộc
vào độ đậm đặc của Cola
®
Lube 4715 trong nước.
- Dữ liệu làm việc: 1% Cola
®
Lube 4715 trong nước có khuynh hướng tạo
bọt cao và ổn định, tuy nhiên khi điều chỉnh đến một pH trung tính sẽ làm giảm
đáng kể chiều cao bọt, đó là đặc tính chung nhất của các alkanolamide mạch dài.
- Các tính chất điển hình:
+ Bề ngoài: Chất lỏng trong suốt + Nhiệt độ đông đặc: 28
0
C
+ pH 10%: 10,4 + Điểm nóng chảy: 33
0
C
+ Trị số axít: 52,4 + Trị số kiềm: 123,5
- Khả năng tan trong các loại dầu:
10% dung dịch trong các loại dầu như sau:
+ Aromatic 150 : Tan
+ Metyl este của đậu tương: Tan
+ Paraffinic : Phân tán
+ Naphthenic: Phân tán




15
+ Isoparaffinic: Không tan
- Công thức: Dầu hòa tan, chất lỏng cán và mài:
+ Metyl este của đậu tương : 60% KL
+ Cola®Lube 4715: 15 % KL
+ Cola®Lube 3414 : 10% KL
+ TOFA (5-(tetradecyloxy)- 2-furoic acid) : 5% KL
+ TEA-99 : 10 % KL
Trộn các thành phần và khuấy đều cho đến khi đồng nhất.
+ Dữ liệu làm việc (5% trong nước):
Bề ngoài: Nhũ tương màu sữa tươi.
pH: 9,4
+ Cách pha loãng:
Mài: 2% - 4% trong nước
Gia công nhẹ: 3% - 6% trong nước
Gia công vừa phả
i: 5% - 8% trong nước
Gia công nặng: 7% - 10% trong nước
- Tổng hợp chất lỏng gia công kim loại và định hình:
+ Nước: 50% + Cola®Lube 4715: 20%
+ TEA-99: 20% + Cola®Lube 3404: 10%
Trộn các thành phần và khuấy đều cho đến khi đồng nhất.
+ Dữ liệu làm việc (5% trong nước):
Bề ngoài: Nhũ tương màu sữa
pH : 9,4
+ Cách pha loãng:
Gia công vừa phải: 4% - 8%
Gia công nặng: 6% - 10%


* BECROSAN
TM
E2155
Là phụ gia tạo nhũ đóng gói có khả năng bảo vệ ăn mòn tuyệt vời của
LUBRIZOL. Becrosan
TM
E2155 được phát triển để sử dụng trong rất nhiều loại dầu
khoáng gốc hydrocacbon, đặc biệt là dầu khoáng paraffinic và sẽ tạo được hệ nhũ
tương đục truyền thống. Nồng độ của Becrosan
TM
E2155 được tạo sẵn để dễ dàng



16
phân tán trong nước và có khuynh hướng tạo bọt thấp khi sử dụng, chúng đáp ứng
tốt ngay cả trong điều kiện nước cứng.
- Tính chất đặc trưng:
+ Bề ngoài: Chất lỏng nhớt ổn định màu nâu
+ Khối lượng riêng ở 20
0
C : 1,01 g/cm
3

+ Độ nhớt ở 40
0
C : 480 mm
2
/s

+ pH (5% khối lượng trong nước): 9,4
- Công thức: 18% Becrosan
TM
E2155 trong dầu paraffinic
+ Mẫu nhũ màu trắng đục ổn định ở 0 - 50
0
C
+ Độ ổn định nhũ theo tỷ lệ 20:01 trong nước ở 40
0
F , 0/0,1 ml
+ Không ăn mòn gang (5% trong nước ở 20
0
F)
+ Khả năng tạo bọt (tỷ lệ 20:1 trong nước ở 20
0
F): 0 bọt<30s
- Ứng dụng:
+ Các mẫu Becrosan
TM
E2155 là cơ sở nền có nồng độ dầu hòa tan đặc
trưng là 18% khối lượng trong dầu khoáng. Khi kết hợp với biocide của
Biozid ST -1 và Contram J30 sẽ làm tăng tuổi thọ của dầu.
+ Có thể kết hợp các nồng độ dầu hòa tan với SYN - ESTER
®
GY10
hoặc ESTER
®
GY25 và ADDCO
®
370-P hoặc Becrosan OS 20 chịu tải trọng

cho nhiều ứng dụng gia công hoặc để sử dụng với máy móc hiện đại đa chức
năng.
- Tính năng: Khả năng tương thích với kim loại màu được tăng cường bằng
các kết hợp 0,2 - 0,5% Skosanor KSP 531 vào trong nồng độ. Becrosan
TM
E2155
được xây dựng để bảo vệ môi trường và thân thiện với các nhà sản xuất. Nó không
có diethanolamine, các amin bậc hai, nhũ dạng amid bậc hai, nitrit ức chế ăn mòn,
clo hóa các phụ gia cực áp, biocide phenolic và bề mặt không có ion nonylphenol.
I.2.3. Các loại phụ gia khác
Dầu gốc ảnh hưởng đến phụ gia qua hai tính năng chính: tính hòa tan và tính
tương hợp. Chẳng hạn hydrocacbon tổng hợp ít hòa tan phụ gia (ngược lại với dầu
khoáng gốc), nhưng chúng có tính tương hợp với phụ gia rất tốt. Do vậy tính tương
hợp phụ gia phụ thuộc rất nhiều vào thành phần dầu gốc. Việc tổ hợp phụ gia đòi hỏi
sự khảo sát kỹ tác dụng tương h
ỗ qua lại giữa các phụ gia cũng như cơ chế hoạt
động của từng loại phụ gia riêng và tính hòa tan của chúng. Những hiệu ứng phụ



17
không mong muốn của phụ gia cần được khắc phục và việc tổ hợp các phụ gia phải
được điều chỉnh để đạt được tính năng tối ưu của phụ gia trong dầu bôi trơn. Chỉ
một lượng nhỏ chất xúc tác thêm vào trong quá trình sản xuất phụ gia thường gây ra
sự thay đổi lớn trong tác dụng tương hỗ của phụ gia. Những “phụ gia của phụ gia”
này được các nhà s
ản xuất đánh giá cao.
I.2.3.1. Phụ gia diệt khuẩn [6,14]
Phụ gia loại này còn được gọi là chất phòng phân hủy, chất diệt trùng, được
dùng để ngăn ngừa hoặc làm giảm sự phát triển của vi sinh vật như vi khuẩn, nấm

mốc, chất nhờn bẩn,
Phụ gia diệt khuẩn hiện được dùng chủ yếu trong dầu bôi trơn động cơ tàu
thủy, chất lỏng cắt gọt kim loại là những môi trường lý tưởng cho sự phát triển của
một số lớn các vi sinh vật, làm cho chất bôi trơn bị biến chất đi.
Các chất diệt khuẩn quan trọng nhất thuộc các nhóm hợp chất sau: phenol,
hợp chất chứa clo, etanolamin, fomaldehyt và các hợp chất giải phóng ra
fomaldehyt, triazin, hợp chất dạng morphin. Các chất chelat như tetranatri
etylendiamin tetraxetat khi được bổ sung vào hệ chứa phụ gia diệt khuẩn thích hợp
có thể làm tăng hoạt tính một cách đáng kể.
Có một điều quan trọng c
ần lưu ý ở đây là nhiều phụ gia diệt khuẩn dùng cho
chất lỏng cắt gọt bị giảm hoạt tính đi khá nhanh. Hơn nữa, cần phải biết là do thành
phần các chất lỏng cắt gọt quá khác nhau nên không có một loại phụ gia diệt khuẩn
nào có hiệu quả cho tất cả các chất lỏng cắt gọt. Vì vậy, đối với từng chất lỏng cắt
gọt gốc n
ước phải được nghiên cứu cụ thể để xem chất diệt khuẩn nào có hiệu quả
nhất. Nhiều phụ gia diệt khuẩn gây độc hại cho người.
* CONTRAM ST - 1

Là chất diệt khuẩn công nghiệp có hàm luợng cao có công thức :
O
N
N
O


N, N Metylen bismorpholin
- Đặc trưng kỹ thuật:
+ Cảm quan: sạch, chất lỏng màu vàng
+ pH( pha loãng): 9,0 - 11,0




18
+ hoạt chất , %kl: > 98
Đây là hợp chất có khả năng chống khuẩn cao, sử dụng cho các chất lỏng gia
công kim lọai. CONTRAM ST- 1 có khả năng tan trong dầu , nước và nó làm tăng
tuổi thọ dầu , bảo về tốt và hiệu quả chống lại các loại vi khuẩn
CONTRAM ST-1 có thể chống lại vi khuẩn nhưng hiệu quả thấp với nấm
trong chất lỏng gia công kim loại như: Acremonium spec, Candida albicans,
Escherchia coli, Fusarium-spec, Klebsiella-aerogenes, Legionlla-pneumophila,
Mycobacterium, immunogenum, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas -
fluorecents, Pseudomonas putida, Staphylococcus aureus
- Đặc tính:
+ Trong hệ thống nhũ tuơng , khả năng hòa tan cân bằng giữa pha nuớc và
pha dầu để có hiệu quả sử dụng lâu dài. Không giống như sử dụng chất diệt khuẩn
thông thuờng, CONTRAM ST-1 và CONTRAM MDO đuợc tạo ra để hòa tan pha
dầu tốt hơn. Tính chất này là 1 yếu tố làm cho công nghệ CONTRAM đuợc chọn lựa
cho bảo vệ chất lỏng gia công kim loại.
+ Tính tương hợp n
ồng độ : Trên các nghiên cứu nồng độ dầu có khả năng
bảo vệ với cả CONTRAM ST-1 hay phân tử chất diệt khuẩn thông thuờng để tạo
đuợc hệ nhũ trong vòng 7 ngày. Khi sử dụng với CONTRAM ST-1, chất lượng nhũ
không bị mất đi khi quan sát trong thời gian lưu trữ. Khi sử dụng chất diệt khuẩn
thông thường thì chất lượng nhũ bị mất hoàn toàn dẫn đến sản ph
ẩm không phù hợp
cho bảo quản lâu dài.
- Sử dụng: Pha chất lỏng gia công kim loại vào nước với tỷ lệ 20 : 1, có thể
sử dụng 2 - 3% CONTRAM theo khối lượng. Nồng độ pha loãng sẽ là 1000 -
1500ppm.


* BIOBAN DB - 20
(dung dịch 20% của 2,2 -Dibrôm - 3 - nitrilopropionamide)
- Bioban DB - 20 là chất kháng khuẩn hiệu quả, không có fomandehit và
tương thích với mọi loại chất lỏng gia công kim loại
- Đặc tính: Không mùi, không tạo bọt, bền trong môi trường kiềm, ảnh
hưởng ít tới môi trường
- Tính chất vật lý:
+ Bề ngoài: Chất lỏng trong màu hổ phách
+ Khối lượng riêng: 1,28 g/ml



19
+ Độ nhớt ở 25
0
C: 47 cSt
+ pH: 1,5 ÷ 5,0
+ Tính tan: Trộn lẫn hoàn toàn với nước
+ Điểm đông đặc: ~ -50
0
C
+ Điểm sôi: > 70
0
C
+ Điểm chớp cháy cốc hở: > 100
0
C
+ Độ bền nhiệt: > 70
0

C
+ Áp suất hơi ở 25
0
C: 2 x 10
-5
mmHg (0,0026Pa)
+ pH ứng dụng: 7 ÷ 10
- Hiệu quả diệt khuẩn: Ở điều kiện bình thường , Bioban DB - 20 được thêm
vào các hệ thống nhiễm bẩn bởi vi sinh vật, tác dụng nhanh và hiệu quả. Các chất
diệt khuẩn khác thường phải mất 10h đến 12h nhưng với Bioban DB - 20 chỉ cần 30
phút.
- Tính tương thích: Thích hợp với các chất lỏng gia công kim loại , tổng hợp
và bán tổng hợp. Nồ
ng độ thích hợp của Bioban DB - 20 cho các quá trình xử lý
thường là 20%
* BIOBAN BIT 20 DPG

- Bioban Bit 20 DPG có độ độc thấp, phổ rộng, không có fomanđehit. Bền
trong môi trường kiềm , dùng để duy trì độ bền của nhũ dầu trong nước và chất lỏng
gia công kim loại
Bioban Bit 20 DPG là 1 dung dịch glycol của 1,2 - benzisothiazolin - 3 - one
- Công thức
NH
S
O

- Tính chất vật lý
+ Bề ngoài: Chất lỏng be sáng đến nâu
+ pH (nguyên chất): > 12
+Tính tan trong nước và trong dầu: trộn lẫn

+ Điểm sôi: 97
0
C
+ Điểm đông đặc: <-15
0
C
+ Độ nhớt ở 25
0
C: 175 - 350 cSt
+ Điểm đông đặc: < -15
0
C



20
+ Khối lượng riêng ở 20
0
C: 1,12 - 1,16
+ pH ứng dụng: 2 - 12
+ Tính ổn định: bình thường
- Đặc tính
+ Rất bền nhiệt
+ Có hiệu quả diệt đa dạng : vi khuẩn, nấm
+ Khoảng pH rộng
+ Thường dùng ở nhiệt độ cao và trong môi trường kiềm
+ Bền hóa học
+ Không có fomanđehit,5-clo-2-metyl-4isothiazolin-3-one, halogen và phenol
- Sử dụng: Thường dùng ở nồng độ khoảng 0,04% - 0,18% Kl. Có thể ảnh hưởng
tới da , mắt


* BIOBAN CM14:

Bioban CM14 được thêm vào các chất lỏng gia công kim loại nhằm làm giảm
và kiểm soát được ảnh hưởng của các vi sinh vật. Bioban CM14 là dung dịch nước
14% của 5-clo -2metyl - 4isothiazolin-3-one( CMIT) và 2-metyl-4isothiazolin-3-one
- Công thức

Cl
S
N
O
CH
3

S
N
O
CH
3

5 - clo - 2-metyl - 4isothiazolin - 3 one 2 - Metyl - 4isothiazolin - 3 one
(CMIT - CAS # 26172 - 55 -4) (MIT - CAS #2682 - 20 -4)

- Tính chất vật lý
+ Bề ngoài: Chất lỏng mầu be sáng đến nâu
+ pH (25
0
C , 0,1% trong nước): 1,0 - 3,0
+ Độ tan trong nước ở 20

0
C: trộn lẫn
+ Độ tan trong dầu: trộn lẫn
+ Điểm sôi: 100
0
C
+ Điểm đông đặc: < - 10
0
C
+ Tỷ trọng ở 25
0
C: 1,26 - 1,30



21
+ Độ nhớt ở 25
0
C: 12 - 15 cSt
+ Độ bền: tạm ổn
+ pH ứng dụng: 2 - 9
- Thành phần:
CMIT + MIT: nhỏ nhất là 14%
MgCl
2
: 7 - 11 %
Mg(NO
3
) : 16 - 18 %
- Đặc tính

+ Bioban CM14 : hiệu quả ngăn cản hoạt động của vi sinh vật trong
chất lỏng gia công kim loại
+ Bioban CM14 dùng rất tốt cho cán nóng cũng như tạo hình (với sắt
và nhôm) trong hệ thống gia công kim loại
+ Kiểm soát nhanh hoạt động của vi sinh vật
+ Không có fomanđêhit
+ Bền hóa học, thích hợp : gồm nhũ dầu trong nước tổng hợp và bán
tổng hợp cũng như chất lỏng gia công kim loại tan n
ước
+ Tương thích với các chất HĐBM anion, không anion và cation
+ Tương thích với các chất ức chế gỉ
+ Bền trong khoảng 1 năm nếu được giữ ở điều kiện quy định
- Ứng dụng:
+ Bioban CM14 là chất bảo quản hiệu quả trong các chất lỏng gia công
kim loại như là một phụ gia. Nồng độ cần thiết của Bioban CM14 trong
khoảng 6 - 25ppm trong chất lỏng gia công kim loại
+ Đối với hệ
thống không nhiễm bẩn: Dùng Bioban CM14 khoảng 34 -
135ml/1000l chất lỏng gia công kim loại 4tuần / lần
+ Đối với hệ thống nhiễm bẩn nặng: Dùng Bioban CM14 khoảng 70 -
135ml/1000l chất lỏng GCKL hàng tuần đến khi việc kiểm soát đạt hiệu quả
- Bảo quản: Nhiệt độ thích hợp là 4
0
- 40
0
C , tránh ánh sáng trực tiếp
- Khử hoạt tính: Bioban CM14 bị khử hoạt tính dễ dàng hoặc bị trung hòa
bằng cách thêm 1 lượng dư Natrimetabisunfat đã axit hóa hoặc Natribisunfit. Nồng
độ chất khử hoạt tính cần lớn hơn 50 - 100 lần Bioban CM14 để đảm bảo việc trung
hòa nhanh. Thường cần 20% dung dịch khử hoạt tính, 10% để khử hoạt tính một

phần Bioban CM14.



22

*BIOBAN BIT 10

- Bioban bit 10 có độ độc thấp, phổ rộng, không chứa fomanđehit , bảo vệ các
sản phẩm khỏi vi khuẩn , men, và nấm. Bioban Bit 10 bền trong môi trường kiềm và
thường dùng bảo quản nhũ dầu trong nước và chất lỏng gia công kim loại. Bioban
Bit 10 là dung dịch gốc glycol của 1,2 - benzisothiazolin - 3 -one.
- Công thức

NH
S
O

- Tính chất vật lý
+ Bề ngoài: chất lỏng mầu be đến nâu
+ pH: 12 - 13,5
+ Độ tan trong nước ở 20
0
C : trộn lẫn
+ Độ tan trong dầu: trộn lẫn
+ Điểm sôi: 97
0
C
+ Điểm đông: <-5
0

C
+ Độ nhớt ở 25
0
C : 180 cSt
+ Tỷ trọng ở 20
0
C: 1,10 - 1,12
+ Độ bền: bình thường
+ pH sử dụng: 2 -12

- Đặc tính:
+ Bền nhiệt:
+ Dải phổ rộng, chống lại vi khuẩn , men và nấm
+ Thường sử dụng ở nhiệt độ cao và môi trường kiềm mạnh mà các chất bảo
quản khác không hiệu quả
+ Không có fomanđêhit,5-clo-2-metyl-4-isothiazolin-3-one,halogen và phenol
+ Rất bền hóa học, tương thích tốt với các vật liệu thô ráp hoặc đ
ã tạo hình
- Sử dụng: Bioban Bit 10 là 1 chất bảo quản hiệu quả trong các hợp phần
nước. Nồng độ Bioban Bit 10 trong khoảng 0,08% - 0,36% (vi khuẩn cũng như chất
lỏng gia công kim loại). Ảnh hưởng tới da và mắt. Nhiệt độ lưu giữ là 4
0
- 40
0
C ,
tránh ánh sáng trực tiếp





23
I.2.3.2.Chất ức chế gỉ
Chất ức chế gỉ là chất chính trong chất lỏng gia công kim loại trên cơ sở nền
nước. Thực tế, nước làm tăng quá trình tạo gỉ trên kim loại, nhưng với sự kết hợp
của phụ gia Polartech, ảnh hưởng này bị giảm tối thiểu.
Ba dòng sản phẩm riêng biệt được sản xuất để đáp ứng yêu cầu này. Thử nghiệm
phạm vi rộng và quá trình phát triển sản phẩm đảm bảo những sản phẩm này hoàn
toàn thích hợp với nhiều hệ phụ gia và những chất lỏng nền.

*DÒNG SẢN PHẨM BA
TM

Este Borat được dùng để bảo vệ khỏi gỉ sắt rất tốt trong nhiều chất lỏng nền
nước, từ sản phẩm tổng hợp đến sản phẩm có hàm lượng gốc dầu mỏ cao. Phẩm cấp
BA
TM
của ester borat quyết định chọn lựa sự kết hợp của hàm lượng amin và Bo, để
phù hợp theo yêu cầu khách hàng và những quy định của nơi sử dụng. Hơn nữa, sản
phẩm cuối còn được tăng thêm tính kiềm, độ bền trong thời gian dài và tính chống gỉ
tốt.
*DÒNG SẢN PHẨM BA
TM

Được sử dụng ban đầu như là các chất ức chế gỉ sắt, dòng sản phẩm DA
TM

thích hợp đặc biệt với kiểu tổng hợp và bán tổng hợp. Chúng tan trong nước, glycol
và chất lỏng polyglycol. Dòng sản phẩm này có tính chống gỉ chấp nhận được và là
sự kết hợp của amin và mono, đi, poli cacboxylic axit.


*DÒNG SẢN PHẨM BA
TM

Những sản phẩm này được dùng riêng cho việc chống gỉ sắt hoặc không phải gỉ sắt.
Sử dụng trong nhiều chuyên ngành hóa học khác nhau với các công dụng khác nhau.
Multiect
TM
nâng cao tính chống gỉ trong nhiều loại sản phẩm. Multitech
TM
thường
sử dụng ở nồng độ thấp.

I.2.3.3. Phụ gia cực áp (EP) [6]
Phụ gia EP là các chất có hiệu lực trong việc khống chế mài mòn và hư hỏng
dưới điều kiện cặp ma sát phải chịu tải trọng nặng nghĩa là khi số lượng các chỗ tiếp
xúc kim loại - kim loại tăng lên và hiện tượng kẹt xước xuất hiện. Nói một cách
khác, các phụ gia EP ngăn ngừa kẹt xước và hàn dính giữa các bề mặt kim loại đang
hoạt động dưới áp suất c
ực lớn. Sự gia tăng khả năng chịu tải của các phụ gia này có