CN102559355A - 自抑菌型通用乳化切削液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自抑菌型通用乳化切削液及其制备方法，其组分及其重量份数为：基础油50～70份；非离子表面活性剂7～25份；阴离子表面活性剂4～10份；单异丙醇胺3～10份；复合缓蚀剂3～5份；极压抗磨剂4～15份；消泡剂0.01～0.3份；乙二胺四乙酸二钠1份；烷基丙氨酸类表面活性剂2～6份。发明提供的乳化切削液采用有机合成脂工艺，制作出的切削液冷却性、润滑性、防锈性强，且易清洗弥补了一些重负荷水溶性切削液在使用过程中在防锈性、气味等方面的缺陷，不易变质，同时，使用烷基丙氨酸类表面活性剂替代杀菌剂，使产品中不需要添加专用杀菌剂就可以对细菌、真菌、霉菌有很强的抑菌能力，延长产品使用寿命，降低产品成本。
Description
技术领域
本发明属于切削液领域，特别涉及一种自抑菌型通用乳化切削液及其制备方法。
背景技术
近年来随着金属加工技术的迅速发展，与之配套的金属加工液不断更新换代。乳化切削液作为水基切削液的一种，目前多数产品存在如下问题：1、适用范围窄，一种缓蚀剂只能对一种金属有缓释作用，应用于铸铁、钢、铝、镁、铜等不用的金属材料就需要分别使用不同配方的产品，从而使一种产品只能用于一至两种金属材料，通用性非常低；2、乳化切削液中由于含有一定比例的基础油，油的氧化腐败使得产品的使用寿命缩短，配方中需添加专用的杀菌剂来延长产品使用寿命，而绝大多数的杀菌剂均对皮肤有刺激，且杀菌剂价格昂贵，会增加产品的成本。
经检索，发现一篇与本申请内容相关的专利文献，公开号为CN101955843A的中国专利公开了一种乳化切削液复合剂，其质量百分比组成为：石油磺酸钠20-50％、脂肪酸胺15-30％、非离子表面活性剂20-40％、阴离子表面活性剂1-6％、有机胺抗菌剂2-20％、缓蚀剂0.2-1％、消泡剂0.1-1％。
经比较，由于其组分中缺少相关缓蚀剂，而且含有有机抗菌剂，故与本申请内容有较大差别。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种高防锈性、不易变质的自抑菌型通用乳化切削液及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种复合缓蚀剂，其特征在于：包括按重量配比的以下组分：
而且，包括按重量配比的以下组分：
而且，所述基础油或油性剂为石蜡基矿物油、植物油、多元醇酯或合成酯类中的至少一种。
而且，所述非离子表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚，其HLB值在5～13之间。
而且，所述阴离子表面活性剂为混合脂肪酸酰胺，合成型磺酸盐或磺化脂肪酸酯。
而且，所述极压抗磨剂是硫化矿物油、硫化脂肪酸酯、硫化异丁烯或二烃基多硫化物。
而且，所述烷基丙氨酸类表面活性剂是分子式为R-COONH(CH2CH2OH)3，R是碳原子数由2～20的链状或环状烷烃基。
而且，所述消泡剂是聚醚类或改性硅氧烷类中的一种或几种的混合物。
本发明的另一个目的是提供一种制备如权利要求2～8任意一项所述的自抑菌型通用乳化切削液的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制备复合缓蚀剂
①将甲基苯并三氮唑和噻二唑加入水中，边搅拌边升温到70～80℃，使其完全溶解；
②在步骤①得到的溶液中加入多元酸酯磷酸衍生物、多元芳基羧酸和三乙醇胺，在60～70℃温度下搅拌，直至溶液均匀透明，制得复合缓蚀剂成品；
(2)制备自抑菌型通用乳化切削液
①在基础油或油性剂中加入乙二胺四乙酸二钠，升温至50～60℃，使其完全溶解；
②在步骤①得到的溶液中加入阴离子表面活性剂、单异丙醇胺、复合缓蚀剂、极压抗磨剂、烷基丙氨酸类表面活性剂，在50～55℃，搅拌均匀；
③在步骤②得到的液体中加入非离子表面活性剂，直至溶液变透明，加入消泡剂，再持续搅拌20分钟以上，制得成品。
本发明的优点和积极效果是：
1、本发明提供的复合缓蚀剂配比合理，配方中的极性基团吸附在有色金属表面改变了双电层的结构，提高了金属离子的活化性，使有色金属与缓蚀剂更易形成螯合物膜，同时，这些极性基团与有色金属能形成配位键络合物，使膜的致密性大幅度提高，所以比只加入单一缓蚀剂产品具有更持久、更广泛的缓蚀性能，不仅能够满足黑色金属的防锈要求，同时可以适用于铝、镁、锌、铜等有色金属的加工。
2、本发明提供的乳化切削液采用有机合成脂工艺，安全环保，制作出的切削液冷却性、润滑性、防锈性强，且易清洗弥补了一些重负荷水溶性切削液在使用过程中在防锈性、气味等方面的缺陷，不易变质，同时，使用烷基丙氨酸类表面活性剂替代杀菌剂，使产品中不需要添加专用杀菌剂就可以对细菌、真菌、霉菌有很强的抑菌能力，延长产品使用寿命，降低产品成本。
3、本发明配方合理，利用多种表面活性剂和助剂，使本发明提供的乳化切削液适用于多种金属的切削、磨削等加工，以水稀释后使用，单片防锈时间超过200小时，工厂反应夏天加工放置10天不锈，可省去工序间防锈处理。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
一种复合缓蚀剂，包括按重量配比的以下组分：60％的多元酸酯磷酸衍生物、10％的多元芳基羧酸、1.3％的甲基苯并三氮唑、2.5％的噻二唑、10％的三乙醇胺、余量为水。
一种含有上述复合缓蚀剂的自抑菌型通用乳化切削液，包括按重量配比的以下组分：50～70％的基础油或油性剂、7～25％的非离子表面活性剂、4～10％的阴离子表面活性剂、3～10％的单异丙醇胺、3～5％的复合缓蚀剂、4～15％的极压抗磨剂、1％的乙二胺四乙酸二钠、2～6％烷基丙氨酸类表面活性剂，0～0.3％消泡剂。
基础油或油性剂为石蜡基矿物油、植物油、多元醇酯(包括甲酯、乙酯、丙酯)或合成酯类中的至少一种。非离子表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚，其HLB值在5～13之间。阴离子表面活性剂为混合脂肪酸酰胺，合成型磺酸盐、磺化脂肪酸酯，脂肪酸包括油酸、蓖麻油酸或妥尔油酸。极压抗磨剂是含S的化合物(包括硫化矿物油、硫化脂肪酸酯、硫化异丁烯、二烃基多硫化物等)。烷基丙氨酸类表面活性剂是分子式为R-COONH(CH2CH2OH)3，R是碳原子数由2～20的链状或环状烷烃基。消泡剂是聚醚类或改性硅氧烷类中的一种或几种的混合物。
上述自抑菌型通用乳化切削液的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备复合缓蚀剂
①将甲基苯并三氮唑和噻二唑加入水中，边搅拌边升温到70～80℃，使其完全溶解；
②在步骤①得到的溶液中加入多元酸酯磷酸衍生物、多元芳基羧酸和三乙醇胺，在60～70℃温度下搅拌30分钟以上，直至溶液均匀透明，制得复合缓蚀剂成品；
(2)制备自抑菌型通用乳化切削液
①在基础油或油性剂中加入乙二胺四乙酸二钠，升温至50～60℃，使其完全溶解；
②在步骤①得到的溶液中加入阴离子表面活性剂、单异丙醇胺、复合缓蚀剂、极压抗磨剂、烷基丙氨酸类表面活性剂，在50～55℃，搅拌均匀；
③在步骤②得到的液体中加入非离子表面活性剂，直至溶液变透明，加入消泡剂，再持续搅拌20分钟以上，制得成品。
实施例1：
上述自抑菌型通用乳化切削液的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备复合缓蚀剂
①将0.0611公斤甲基苯并三氮唑和0.1175公斤噻二唑加入水中，边搅拌边升温到70℃，使其完全溶解；
②在步骤①得到的溶液中加入2.82公斤癸二酸聚氧乙烯醚磷酸酯(多元酸酯磷酸衍生物)、0.47公斤的苯基丙二酸(多元芳基羧酸)和0.47公斤的三乙醇胺，在60℃温度下搅拌50分钟，直至溶液均匀透明，制得复合缓蚀剂成品；
(2)制备自抑菌型通用乳化切削液
①在65公斤的10#机油(基础油或油性剂)中加入1公斤的乙二胺四乙酸二钠，升温至50℃，使其完全溶解；
②在步骤①得到的溶液中加入4公斤的油酸酰胺(阴离子表面活性剂)、10公斤的单异丙醇胺、步骤(1)制得的4.7公斤复合缓蚀剂、4公斤的二烃基多硫化物(极压抗磨剂)、2公斤的CH3-COONH(CH2CH2OH)3(烷基丙氨酸类表面活性剂)，在50℃，搅拌均匀；
③在步骤②得到的液体中加入9公斤的AEO-9(非离子表面活性剂)，直至溶液变透明，加入0.3公斤的乳化硅油(消泡剂)，再持续搅拌30分钟，制得的成品命名为组分A，待用。
实施例2
上述自抑菌型通用乳化切削液的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备复合缓蚀剂
①将0.0585公斤甲基苯并三氮唑和0.1125公斤噻二唑加入水中，边搅拌边升温到80℃，使其完全溶解；
②在步骤①得到的溶液中加入2.7公斤癸二酸聚氧乙烯醚磷酸酯(多元酸酯磷酸衍生物)、0.45公斤的苯基丙二酸(多元芳基羧酸)和0.45公斤的三乙醇胺，在70℃温度下搅拌50分钟，直至溶液均匀透明，制得复合缓蚀剂成品；
(2)制备自抑菌型通用乳化切削液
①在68公斤的多元醇酯(基础油或油性剂)中加入1公斤的乙二胺四乙酸二钠，升温至60℃，使其完全溶解；
②在步骤①得到的溶液中加入5.5公斤的油酸酰胺(阴离子表面活性剂)、6公斤的单异丙醇胺、步骤(1)制得的4.5公斤复合缓蚀剂、4公斤的二烃基多硫化物(极压抗磨剂)、3.7公斤的CH3-COONH(CH2CH2OH)3(烷基丙氨酸类表面活性剂)，在55℃，搅拌均匀；
③在步骤②得到的液体中加入7公斤的AEO-9(非离子表面活性剂)，直至溶液变透明，加入0.3公斤的乳化硅油(消泡剂)，再持续搅拌30分钟，制得的成品命名为组分B，待用。
实施例3
制备方法与实施例1相同，制得的成品命名为组分C，待用。
实施例4
制备方法与实施例2相同，制得的成品命名为组分D，待用。
实施例5
制备方法与实施例1相同，制得的成品命名为组分E，待用。
实施例6
制备方法与实施例2相同，制得的成品命名为组分F，待用。
实施例7
制备方法与实施例1相同，制得的成品命名为组分G，待用。
实施例8
制备方法与实施例2相同，制得的成品命名为组分H，待用。
实施例9
制备方法与实施例1相同，制得的成品命名为组分I，待用。
实施例10
制备方法与实施例2相同，制得的成品命名为组分就J，待用。
实施例11
制备方法与实施例1相同，制得的成品命名为组分K，待用。
实施例12
制备方法与实施例2相同，制得的成品命名为组分L，待用。
实施例13
制备方法与实施例1相同，制得的成品命名为组分M，待用。
实施例14
制备方法与实施例2相同，制得的成品命名为组分N，待用。
实施例15
制备方法与实施例1相同，制得的成品命名为组分O，待用。
上述组分A～O进行性能测试，结果表1。
表1：性能测试结果
该产品在使用时，将产品原液倒入纯净水或自来水中，边搅拌边倒入，同时水槽开动循环系统，将溶液(也称工作液)循环均匀，配置的浓度在3％-8％。使用中，根据消耗量定期补加产品原液和水，保持工作液的浓度在3％-8％之间。
本产品用于45#钢的材质加工，单片防锈时间超过200小时，工厂反应夏天加工放置10天不锈，可省去工序间防锈处理。将产品用于镁合金及锌合金的加工，均能够满足加工要求。浓缩液可存放2年不变质，使用MERCK778Cult-Dip combi试纸进行测试，细菌和霉菌的含量均小于103per ml，稀释液在工厂实际使用一年半不臭(使用中有消耗要适当补充)，自抑菌性极好。
Claims (9)
1.一种复合缓蚀剂，其特征在于：包括按重量配比的以下组分：
2.一种含有权利要求1所述的复合缓蚀剂的自抑菌型通用乳化切削液，其特征在于：包括按重量配比的以下组分：
3.根据权利要求2所述的自抑菌型通用乳化切削液，其特征在于：所述基础油或油性剂为石蜡基矿物油、植物油、多元醇酯或合成酯类中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的自抑菌型通用乳化切削液，其特征在于：所述非离子表面活性剂为脂肪胺聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚，其HLB值在5～13之间。
5.根据权利要求2所述的自抑菌型通用乳化切削液，其特征在于：所述阴离子表面活性剂为混合脂肪酸酰胺，合成型磺酸盐或磺化脂肪酸酯。
6.根据权利要求所述的自抑菌型通用乳化切削液，其特征在于：所述极压抗磨剂是硫化矿物油、硫化脂肪酸酯、硫化异丁烯或二烃基多硫化物。
7.根据权利要求2所述的自抑菌型通用乳化切削液，其特征在于：所述烷基丙氨酸类表面活性剂是分子式为R-COONH(CH2CH2OH)3，R是碳原子数由2～20的链状或环状烷烃基。
8.根据权利要求2所述的自抑菌型通用乳化切削液，其特征在于：所述消泡剂是聚醚类或改性硅氧烷类中的一种或几种的混合物。
9.一种制备如权利要求2～8任意一项所述的自抑菌型通用乳化切削液的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制备复合缓蚀剂
①将甲基苯并三氮唑和噻二唑加入水中，边搅拌边升温到70～80℃，使其完全溶解；
②在步骤①得到的溶液中加入多元酸酯磷酸衍生物、多元芳基羧酸和三乙醇胺，在60～70℃温度下搅拌，直至溶液均匀透明，制得复合缓蚀剂成品；
(2)制备自抑菌型通用乳化切削液
①在基础油或油性剂中加入乙二胺四乙酸二钠，升温至50～60℃，使其完全溶解；
②在步骤①得到的溶液中加入阴离子表面活性剂、单异丙醇胺、复合缓蚀剂、极压抗磨剂、烷基丙氨酸类表面活性剂，在50～55℃，搅拌均匀；
③在步骤②得到的液体中加入非离子表面活性剂，直至溶液变透明，加入消泡剂，再持续搅拌20分钟以上，制得成品。
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