CN108048197A - 一种适用于铝合金加工的全合成切削液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于铝合金加工的全合成切削液，其采用的原料包括以下质量百分比的组分：32‑44％有机酸铵盐复合防锈剂、0.2‑1.0％苯并三氮唑、20‑50％水、18‑35％高润滑性聚醚酯、0.5‑1.8％磷酸酯、0.8‑2.2％脂肪醇以及1.2‑2.8％微生物抑制剂。本发明以合成的高润滑性聚醚酯作为润滑性能主要来源，主要是以植物油和多元醇为基础，通过环氧乙烷聚合工艺和酯端羧化工艺等过程合成了高润滑性能的大分子聚醚酯的混合物，作为不含油的切削液产品，该产品在同等条件下能够媲美基础油含量40％‑60％的半合成切削液的润滑性能。此外，本发明通过磷酸酯、苯三唑、短链酸和长链酸铵盐的复配，能够替代传统的硼酸酯和有机酸铵盐的极压润滑和防腐蚀效果。

Description

一种适用于铝合金加工的全合成切削液及其制备方法
技术领域
本发明涉及切削液领域，尤其涉及一种适用于铝合金加工的全合成切削液及其制备方法。
背景技术
铝合金屈服强度低、塑性大，加工过程中容易引发积屑瘤和形成条状裂纹，高速切削时可能在刀刃上产生熔焊现象，影响加工精度和表面粗糙度。因此，为了减少工件在加工过程中因磨损带来的损失，铝合金加工对切削液的润滑、冷却、清洗和防腐蚀等性能都提出了更高的需求。
基于如此高的工艺要求，普通的半合成切削液通过在配方中加入占比约10％-60％的基础油(通常为矿物油)来提高加工过程中的润滑性能，但是这种高含油量的切削液在使用过程中，细菌霉菌等滋生繁殖快，微生物使切削液发臭、变质影响使用。并且在一定程度上，含油量越高，切削液的冷却性和清洗性能会有所削弱。此外，含硼化合物(例如硼酸酯、硼酸铵盐等)在现有的水性金属切削液中常常扮演缓蚀剂、极压润滑剂和微生物抑制剂等各种重要角色，但是其所具有的生殖毒性与金属加工液行业的绿色环保大趋势相违背。
另外，传统的全合成切削液配方由于主要成分为水和一些水溶性添加剂，主打防锈和冲洗功能，润滑性能差，只能适用于加工精度较低的钢件和灰铸铁的磨削等加工工艺，普遍达不到铝合金材质的加工要求。
发明内容
本发明一个目的是提供一种适用于铝合金加工的全合成切削液，其采用的原料包括以下质量百分比的组分：
32-44％有机酸铵盐复合防锈剂、0.2-1.0％苯并三氮唑、20-50％水、18-35％高润滑性聚醚酯、0.5-1.8％磷酸酯、0.8-2.2％脂肪醇以及1.2-2.8％微生物抑制剂。
更好的，所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，
所述有机酸铵盐复合防锈剂由以下步骤制得：将质量百分比22-35％的组分A和质量百分比62-80％的组分B混合，搅拌加热至45-55℃，持续搅拌20-40min；
其中，所述组分A包括摩尔比1:1.2-1.6的一元酸和多元有机酸；
所述组分B包括摩尔比1:1.5-2.0的单乙醇胺和三乙醇胺。
更好的，所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，
所述高润滑性聚醚酯由质量百分比64-78％的组分C和质量百分比20-39％的组分D混合而成；
其中，组分C为植物油改性聚醚酯；组分D为多元醇聚醚酯。
更好的，所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述组分C由以下步骤制得：
所述组分C由以下步骤制得：首先，植物油与环氧乙烷按摩尔比1:5-7通过聚合反应生成植物油基环氧乙烷嵌段化合物，再将该植物油基环氧乙烷嵌段化合物经过羧基化处理，与短链醇按摩尔比1:0.8-1.2依次进行羧化和酯化反应，即得组分C，即植物油改性聚醚酯。
其具体方程式如下：
(上式中，R1、R2、R3为C12-20的脂肪酸)；
更好的，所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述述组分D由以下步骤制得：
所述述组分D由以下步骤制得：首先，多元醇与环氧乙烷、环氧丙烷按摩尔比1:4-6:2-4聚合生成环氧乙烷、环氧丙烷嵌段化合物，再将该嵌段化合物羧基化后与短链有机酸按摩尔比1:0.8-1.2进行酯化反应，即得组分D，即多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，包括以下步骤：
1)向上述质量比的有机酸铵盐复合防锈剂中加入上述质量比的苯并三氮唑和水，在50℃持续搅拌30min，停止加热；
3)向其中依次加入上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇，持续搅拌至少一个小时；
4)冷却，当步骤3)中得到的液体混合物温度降至低于40℃时，加入上述质量比的微生物抑制剂，搅拌30min，即得所述适用于铝合金加工的全合成切削液。
更好的，所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，所述步骤3)前，进行以下预处理：
取上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇置于反应釜中，然后向反应釜内通入纯氮气，控制反应釜内的压力5MPa，然后升温至120℃，静置12h；
并且，该预处理过程在超声波环境下进行，包括以下过程：
第一过程：频率为25KHz保持2h；
第二过程：频率40KHz保持4h；
第三过程：频率35KHz保持1h以及频率30KHz保持1h，两者交替进行，循环次数为3次。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)高润滑性能
本发明的切削液作为全合成金属切削液，本发明具有较高的润滑性能。
(2)防锈性能和铝缓蚀性能保持较高水平
此外，本发明所合成的高性能聚醚酯具有较强的抗铝变色能力，用高润滑性聚醚酯与磷酸酯复配作为铝缓蚀剂，整体可以表现出较强的铝缓蚀效果。
(3)冷却性和清洗性能优异
本发明具有所有全合成的金属切削液的共性——优异的冷却性和清洗性。由于全合成切削液不含基础油，且含水量极高，在金属加工过程中，尤其是铝合金加工过程，对于工件和刀具的冷却降温效果和加工屑的冲洗效果显著。相对于本身具有较强冷却和清洗性能的常规的铝合金加工用的半合成产品来说，本发明所属的全合成切削液在其冷却和清洗性能上更有显著提高。
(4)绿色环保
本发明整个配方体系不含硼酸酯和硼酸铵盐等含硼化合物，且不含甲醛释放性杀菌剂，按照《全球化学品统一分类和标签制度》，本品无需贴上危险品标识。属于绿色环保的高效全合成切削液产品。
(5)不易生菌
本发明具有全合成体系不含油的特性，细菌不易滋生。通过加入适量杀真菌剂以防止真菌和霉菌的繁殖。相对于油含量较高的铝合金用半合成切削液来说，微生物稳定性大幅提升。
(6)使用周期长
本发明使用时根据需要将浓缩液用水稀释后，COD值相对普通半合成切削液大大降低，微生物稳定性和储存稳定性相对半合成切削液要好得多，常规半合成切削液保质期仅为6个月，而本发明产品保质期可达12个月，使用周期也因此大幅延长。
(7)用途具有多样性
本发明不仅可以作为高润滑性的铝合金用全合成切削液直接进行配液使用，由于其具有优异的润滑和防腐蚀性能，还能作为“润滑防锈包”按照适当的比例添加到常规半合成切削液中，加强半合成切削液的润滑性能及防锈性能。
本发明以合成的高润滑性聚醚酯作为润滑性能主要来源，主要是以植物油和多元醇为基础，通过环氧乙烷聚合工艺和酯端羧化工艺等过程合成了高润滑性能的大分子聚醚酯的混合物，作为不含油的切削液产品，该产品在同等条件下能够媲美基础油含量40％-60％的半合成切削液的润滑性能。此外，本发明通过磷酸酯、苯三唑、短链酸和长链酸铵盐的复配，能够替代传统的硼酸酯和有机酸铵盐的极压润滑和防腐蚀效果。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实施例2的切削液与市面上基础油含量53％的半合成切削液在攻丝扭矩(Micro-Tap)润滑性测试方法中的平均扭矩效率值的比较图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
一种适用于铝合金加工的全合成切削液，其采用的原料包括以下质量百分比的组分：
32％有机酸铵盐复合防锈剂、0.2％苯并三氮唑、20％水、18％高润滑性聚醚酯、0.5-1.8％磷酸酯、0.8％脂肪醇以及1.2％微生物抑制剂。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，
所述有机酸铵盐复合防锈剂由以下步骤制得：将质量百分比22％的组分A和质量百分比62％的组分B混合，搅拌加热至45℃，持续搅拌20min；
其中，所述组分A包括摩尔比1:1.2的一元酸和多元有机酸；
所述组分B包括摩尔比1:1.5的单乙醇胺和三乙醇胺。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述高润滑性聚醚酯由质量百分比64％的组分C和质量百分比20％的组分D混合而成；
其中，组分C为植物油改性聚醚酯；组分D为多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述组分C由以下步骤制得：
所述组分C由以下步骤制得：首先，植物油与环氧乙烷按摩尔比1:5通过聚合反应生成植物油基环氧乙烷嵌段化合物，再将该植物油基环氧乙烷嵌段化合物经过羧基化处理，与短链醇按摩尔比1:0.8依次进行羧化和酯化反应，即得组分C，即植物油改性聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述述组分D由以下步骤制得：所述述组分D由以下步骤制得：首先，多元醇、环氧乙烷、环氧丙烷按摩尔比1:4:2聚合生成环氧乙烷、环氧丙烷嵌段化合物，再将该嵌段化合物羧基化后与短链有机酸按摩尔比1:0.8进行酯化反应，即得组分D，即多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，包括以下步骤：
1)向上述质量比的有机酸铵盐复合防锈剂中加入上述质量比的苯并三氮唑和水，在50℃持续搅拌30min，停止加热；
3)向其中依次加入上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇，持续搅拌至少一个小时；
4)冷却，当步骤3)中得到的液体混合物温度降至低于40℃时，加入上述质量比的微生物抑制剂，搅拌30min，即得所述适用于铝合金加工的全合成切削液。
实施例2
一种适用于铝合金加工的全合成切削液，其采用的原料包括以下质量百分比的组分：
38％有机酸铵盐复合防锈剂、0.8％苯并三氮唑、30％水、24％高润滑性聚醚酯、1.2％磷酸酯、12％脂肪醇以及1.8％微生物抑制剂。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，
所述有机酸铵盐复合防锈剂由以下步骤制得：将质量百分比26％的组分A和质量百分比70％的组分B混合，搅拌加热至50℃，持续搅拌30min；
其中，所述组分A包括摩尔比1:1.4的一元酸和多元有机酸；
所述组分B包括摩尔比1:1.8的单乙醇胺和三乙醇胺。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述高润滑性聚醚酯由质量百分比70％的组分C和质量百分比30％的组分D混合而成；
其中，组分C为植物油改性聚醚酯；组分D为多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述组分C由以下步骤制得：
所述组分C由以下步骤制得：首先，植物油与环氧乙烷按摩尔比1:6通过聚合反应生成植物油基环氧乙烷嵌段化合物，再将该植物油基环氧乙烷嵌段化合物经过羧基化处理，与短链醇按摩尔比1:1.0依次进行羧化和酯化反应，即得组分C，即植物油改性聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述述组分D由以下步骤制得：
所述述组分D由以下步骤制得：首先，多元醇、环氧乙烷、环氧丙烷按摩尔比1:5:3聚合生成环氧乙烷、环氧丙烷嵌段化合物，再将该嵌段化合物羧基化后与短链有机酸按摩尔比1:1.0进行酯化反应，即得组分D，即多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，包括以下步骤：
1)向上述质量比的有机酸铵盐复合防锈剂中加入上述质量比的苯并三氮唑和水，在50℃持续搅拌30min，停止加热；
3)向其中依次加入上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇，持续搅拌至少一个小时；
4)冷却，当步骤3)中得到的液体混合物温度降至低于40℃时，加入上述质量比的微生物抑制剂，搅拌30min，即得所述适用于铝合金加工的全合成切削液。
实施例3
一种适用于铝合金加工的全合成切削液，其采用的原料包括以下质量百分比的组分：
44％有机酸铵盐复合防锈剂、1.0％苯并三氮唑、50％水、35％高润滑性聚醚酯、1.8％磷酸酯、2.2％脂肪醇以及2.8％微生物抑制剂。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，
所述有机酸铵盐复合防锈剂由以下步骤制得：将质量百分比22-35％的组分A和质量百分比80％的组分B混合，搅拌加热至55℃，持续搅拌40min；
其中，所述组分A包括摩尔比1:1.6的一元酸和多元有机酸；
所述组分B包括摩尔比1:2.0的单乙醇胺和三乙醇胺。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述高润滑性聚醚酯由质量百分比64-78％的组分C和质量百分比20-39％的组分D混合而成；
其中，组分C为植物油改性聚醚酯；组分D为多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述组分C由以下步骤制得：
所述组分C由以下步骤制得：首先，植物油与环氧乙烷按摩尔比1:7通过聚合反应生成植物油基环氧乙烷嵌段化合物，再将该植物油基环氧乙烷嵌段化合物经过羧基化处理，与短链醇按摩尔比1:1.2依次进行羧化和酯化反应，即得组分C，即植物油改性聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述述组分D由以下步骤制得：
所述述组分D由以下步骤制得：首先，多元醇、环氧乙烷、环氧丙烷按摩尔比1:6:4聚合生成环氧乙烷、环氧丙烷嵌段化合物，再将该嵌段化合物羧基化后与短链有机酸按摩尔比1:01.2进行酯化反应，即得组分D，即多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，包括以下步骤：
1)向上述质量比的有机酸铵盐复合防锈剂中加入上述质量比的苯并三氮唑和水，在50℃持续搅拌30min，停止加热；
3)向其中依次加入上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇，持续搅拌至少一个小时；
4)冷却，当步骤3)中得到的液体混合物温度降至低于40℃时，加入上述质量比的微生物抑制剂，搅拌30min，即得所述适用于铝合金加工的全合成切削液。
实施例4
一种适用于铝合金加工的全合成切削液，其采用的原料包括以下质量百分比的组分：
32％有机酸铵盐复合防锈剂、0.2％苯并三氮唑、20％水、18％高润滑性聚醚酯、0.5-1.8％磷酸酯、0.8％脂肪醇以及1.2％微生物抑制剂。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，
所述有机酸铵盐复合防锈剂由以下步骤制得：将质量百分比22％的组分A和质量百分比62％的组分B混合，搅拌加热至45℃，持续搅拌20min；
其中，所述组分A包括摩尔比1:1.2的一元酸和多元有机酸；
所述组分B包括摩尔比1:1.5的单乙醇胺和三乙醇胺。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述高润滑性聚醚酯由质量百分比64％的组分C和质量百分比20％的组分D混合而成；
其中，组分C为植物油改性聚醚酯；组分D为多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述组分C由以下步骤制得：
所述组分C由以下步骤制得：首先，植物油与环氧乙烷按摩尔比1:5通过聚合反应生成植物油基环氧乙烷嵌段化合物，再将该植物油基环氧乙烷嵌段化合物经过羧基化处理，与短链醇按摩尔比1:0.8依次进行羧化和酯化反应，即得组分C，即植物油改性聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述述组分D由以下步骤制得：所述述组分D由以下步骤制得：首先，多元醇、环氧乙烷、环氧丙烷按摩尔比1:4:2聚合生成环氧乙烷、环氧丙烷嵌段化合物，再将该嵌段化合物羧基化后与短链有机酸按摩尔比1:0.8进行酯化反应，即得组分D，即多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，包括以下步骤：
1)向上述质量比的有机酸铵盐复合防锈剂中加入上述质量比的苯并三氮唑和水，在50℃持续搅拌30min，停止加热；
3)向其中依次加入上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇，持续搅拌至少一个小时；
4)冷却，当步骤3)中得到的液体混合物温度降至低于40℃时，加入上述质量比的微生物抑制剂，搅拌30min，即得所述适用于铝合金加工的全合成切削液。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，所述步骤3)前，进行以下预处理：
取上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇置于反应釜中，然后向反应釜内通入纯氮气，控制反应釜内的压力5MPa，然后升温至120℃，静置12h；
并且，该预处理过程在超声波环境下进行，包括以下过程：
第一过程：频率为25KHz保持2h；
第二过程：频率40KHz保持4h；
第三过程：频率35KHz保持1h以及频率30KHz保持1h，两者交替进行，循环次数为3次。
实施例5
一种适用于铝合金加工的全合成切削液，其采用的原料包括以下质量百分比的组分：
38％有机酸铵盐复合防锈剂、0.8％苯并三氮唑、30％水、24％高润滑性聚醚酯、1.2％磷酸酯、12％脂肪醇以及1.8％微生物抑制剂。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，
所述有机酸铵盐复合防锈剂由以下步骤制得：将质量百分比26％的组分A和质量百分比70％的组分B混合，搅拌加热至50℃，持续搅拌30min；
其中，所述组分A包括摩尔比1:1.4的一元酸和多元有机酸；
所述组分B包括摩尔比1:1.8的单乙醇胺和三乙醇胺。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述高润滑性聚醚酯由质量百分比70％的组分C和质量百分比30％的组分D混合而成；
其中，组分C为植物油改性聚醚酯；组分D为多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述组分C由以下步骤制得：
所述组分C由以下步骤制得：首先，植物油与环氧乙烷按摩尔比1:6通过聚合反应生成植物油基环氧乙烷嵌段化合物，再将该植物油基环氧乙烷嵌段化合物经过羧基化处理，与短链醇按摩尔比1:1.0依次进行羧化和酯化反应，即得组分C，即植物油改性聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述述组分D由以下步骤制得：
所述述组分D由以下步骤制得：首先，多元醇、环氧乙烷、环氧丙烷按摩尔比1:5:3聚合生成环氧乙烷、环氧丙烷嵌段化合物，再将该嵌段化合物羧基化后与短链有机酸按摩尔比1:1.0进行酯化反应，即得组分D，即多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，包括以下步骤：
1)向上述质量比的有机酸铵盐复合防锈剂中加入上述质量比的苯并三氮唑和水，在50℃持续搅拌30min，停止加热；
3)向其中依次加入上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇，持续搅拌至少一个小时；
4)冷却，当步骤3)中得到的液体混合物温度降至低于40℃时，加入上述质量比的微生物抑制剂，搅拌30min，即得所述适用于铝合金加工的全合成切削液。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，所述步骤3)前，进行以下预处理：
取上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇置于反应釜中，然后向反应釜内通入纯氮气，控制反应釜内的压力5MPa，然后升温至120℃，静置12h；
并且，该预处理过程在超声波环境下进行，包括以下过程：
第一过程：频率为25KHz保持2h；
第二过程：频率40KHz保持4h；
第三过程：频率35KHz保持1h以及频率30KHz保持1h，两者交替进行，循环次数为3次。
实施例6
一种适用于铝合金加工的全合成切削液，其采用的原料包括以下质量百分比的组分：
44％有机酸铵盐复合防锈剂、1.0％苯并三氮唑、50％水、35％高润滑性聚醚酯、1.8％磷酸酯、2.2％脂肪醇以及2.8％微生物抑制剂。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，
所述有机酸铵盐复合防锈剂由以下步骤制得：将质量百分比22-35％的组分A和质量百分比80％的组分B混合，搅拌加热至55℃，持续搅拌40min；
其中，所述组分A包括摩尔比1:1.6的一元酸和多元有机酸；
所述组分B包括摩尔比1:2.0的单乙醇胺和三乙醇胺。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述高润滑性聚醚酯由质量百分比64-78％的组分C和质量百分比20-39％的组分D混合而成；
其中，组分C为植物油改性聚醚酯；组分D为多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述组分C由以下步骤制得：
所述组分C由以下步骤制得：首先，植物油与环氧乙烷按摩尔比1:7通过聚合反应生成植物油基环氧乙烷嵌段化合物，再将该植物油基环氧乙烷嵌段化合物经过羧基化处理，与短链醇按摩尔比1:1.2依次进行羧化和酯化反应，即得组分C，即植物油改性聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述述组分D由以下步骤制得：
所述述组分D由以下步骤制得：首先，多元醇、环氧乙烷、环氧丙烷按摩尔比1:6:4聚合生成环氧乙烷、环氧丙烷嵌段化合物，再将该嵌段化合物羧基化后与短链有机酸按摩尔比1:01.2进行酯化反应，即得组分D，即多元醇聚醚酯。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，包括以下步骤：
1)向上述质量比的有机酸铵盐复合防锈剂中加入上述质量比的苯并三氮唑和水，在50℃持续搅拌30min，停止加热；
3)向其中依次加入上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇，持续搅拌至少一个小时；
4)冷却，当步骤3)中得到的液体混合物温度降至低于40℃时，加入上述质量比的微生物抑制剂，搅拌30min，即得所述适用于铝合金加工的全合成切削液。
所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，所述步骤3)前，进行以下预处理：
取上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇置于反应釜中，然后向反应釜内通入纯氮气，控制反应釜内的压力5MPa，然后升温至120℃，静置12h；
并且，该预处理过程在超声波环境下进行，包括以下过程：
第一过程：频率为25KHz保持2h；
第二过程：频率40KHz保持4h；
第三过程：频率35KHz保持1h以及频率30KHz保持1h，两者交替进行，循环次数为3次。
由于组分C和组分D自身具有较多的极性基团，该聚醚酯混合物在整个体系中具有十分优异的润滑性能。此外，该聚醚酯还具有一定的自乳化功能，不仅不需要额外的乳化剂即可溶入水中，而且对于部分油性原料还有增溶的效果。
为了证明本发明的切削液的优越性能，下面进行以下试验说明；
(1)高润滑性能
我们采用实施例2制备得到的切削液来进行润滑性能试验；本次试验行业内具有代表性的攻丝扭矩(Micro-Tap)润滑性测试方法对该发明的加工润滑性进行评价。
如图1所示，实验过程中，以基础油含量53％的半合成切削液的数据为基准，本发明在同等实验条件(5％(w/w)/10mm/1000rpm)下，平均扭矩效率值(Mean％)相对更低，平均偏差效率值(Std dev％)也仅为90％左右，整体润滑性能表现相对半合成切削液的更好。(注：在Micro-Tap实验过程中，平均效率与平均效率偏差相对基准值越低越好)
实验数据表明，本发明属于极高润滑性能的全合成切削液产品，并且在同等条件下，该全合成产品能够媲美基础油含量40％-60％的半合成切削液的润滑效果。
(2)防锈性能和铝缓蚀性能保持较高水平
本发明合成了高效有机铵盐复合防锈剂，整体表现出较高的防锈水平。根据徳标DIN51360/2的铸铁防锈实验方法，本发明产品的不锈点(Corrosion Break Point)为3.0％，即本发明在徳标20dH的水硬度(≈360ppm)条件下，仅需3.0％的浓度就能保证工件不被锈蚀。该防锈能力无论是在常规的全合成切削液还是半合成切削液中都属于较高水平，常规的全合成切削液还是半合成切削液保证工件不被锈蚀的浓度都不低于6.0％。
此外，本发明所合成的高性能聚醚酯具有较强的抗铝变色能力，用高润滑性聚醚酯与磷酸酯复配作为铝缓蚀剂，整体可以表现出较强的铝缓蚀效果。通过铝合金工件浸泡实验(徳标10dH的水质条件，常温浸泡24小时)，铝合金牌号为2260、3259、ADC12等极易变色腐蚀的工件在5％的切削液浓度下均无明显变色失光。而市面上3种比较好的全合成切削液产品(对比例1、对比例2、对比例3)在徳标10dH的水质条件，常温浸泡不到12小时后均出现表面发黑发灰，具体比较结果如表1所示；
表1为实施例2与对比例1、对比例2、对比例3的防锈性能对比
(3)冷却性和清洗性能优异
本发明具有所有全合成的金属切削液的共性——优异的冷却性和清洗性。由于全合成切削液不含基础油，且含水量极高，在金属加工过程中，尤其是铝合金加工过程，对于工件和刀具的冷却降温效果和加工屑的冲洗效果显著。相对于本身具有较强冷却和清洗性能的常规的铝合金加工用的半合成产品来说，本发明所属的全合成切削液在其冷却和清洗性能上更有显著提高。
(4)绿色环保
本发明整个配方体系不含硼酸酯和硼酸铵盐等含硼化合物，且不含甲醛释放性杀菌剂，按照《全球化学品统一分类和标签制度》，本品无需贴上危险品标识。属于绿色环保的高效全合成切削液产品。
(5)不易生菌
本发明具有全合成体系不含油的特性，细菌不易滋生。通过加入适量杀真菌剂以防止真菌和霉菌的繁殖。相对于油含量较高的铝合金用半合成切削液来说，微生物稳定性大幅提升。
(6)使用周期长
本发明使用时根据需要将浓缩液用水稀释后，COD值相对普通半合成切削液大大降低，微生物稳定性和储存稳定性相对半合成切削液要好得多，常规半合成切削液保质期仅为6个月，而本发明产品保质期可达12个月，使用周期也因此大幅延长。
(7)用途具有多样性
本发明不仅可以作为高润滑性的铝合金用全合成切削液直接进行配液使用，由于其具有优异的润滑和防腐蚀性能，还能作为“润滑防锈包”按照适当的比例添加到常规半合成切削液中，加强半合成切削液的润滑性能及防锈性能。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种适用于铝合金加工的全合成切削液，其特征在于，其采用的原料包括以下质量百分比的组分：
32-44％有机酸铵盐复合防锈剂、0.2-1.0％苯并三氮唑、20-50％水、18-35％高润滑性聚醚酯、0.5-1.8％磷酸酯、0.8-2.2％脂肪醇以及1.2-2.8％微生物抑制剂。
2.如权利要求1所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，其特征在于，
所述有机酸铵盐复合防锈剂由以下步骤制得：将质量百分比22-35％的组分A和质量百分比62-80％的组分B混合，搅拌加热至45-55℃，持续搅拌20-40min；
其中，所述组分A包括摩尔比1:1.2-1.6的一元酸和多元有机酸；
所述组分B包括摩尔比1:1.5-2.0的单乙醇胺和三乙醇胺。
3.如权利要求1所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，其特征在于，所述高润滑性聚醚酯由质量百分比64-78％的组分C和质量百分比20-39％的组分D混合而成；
其中，组分C为植物油改性聚醚酯；组分D为多元醇聚醚酯。
4.如权利要求3所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，其特征在于，
所述组分C由以下步骤制得：首先，植物油与环氧乙烷按摩尔比1:5-7通过聚合反应生成植物油基环氧乙烷嵌段化合物，再将该植物油基环氧乙烷嵌段化合物经过羧基化处理，与短链醇按摩尔比1:0.8-1.2依次进行羧化和酯化反应，即得组分C，即植物油改性聚醚酯。
5.如权利要求3所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，其特征在于，
所述述组分D由以下步骤制得：首先，多元醇与环氧乙烷、环氧丙烷按摩尔比1:4-6:2-4聚合生成环氧乙烷、环氧丙烷嵌段化合物，再将该嵌段化合物羧基化后与短链有机酸按摩尔比1:0.8-1.2进行酯化反应，即得组分D，即多元醇聚醚酯。
6.如权利要求1-5任意一个所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)向上述质量比的有机酸铵盐复合防锈剂中加入上述质量比的苯并三氮唑和水，在50℃持续搅拌30min，停止加热；
3)向其中依次加入上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇，持续搅拌至少一个小时；
4)冷却，当步骤3)中得到的液体混合物温度降至低于40℃时，加入上述质量比的微生物抑制剂，搅拌30min，即得所述适用于铝合金加工的全合成切削液。
7.如权利要求6所述的适用于铝合金加工的全合成切削液的制备方法，其特征在于，所述步骤3)前，进行以下预处理：
取上述质量比的高润滑性聚醚酯、磷酸酯和脂肪醇置于反应釜中，然后向反应釜内通入纯氮气，控制反应釜内的压力5MPa，然后升温至120℃，静置12h；
并且，该预处理过程在超声波环境下进行，包括以下过程：
第一过程：频率为25KHz保持2h；
第二过程：频率40KHz保持4h；
第三过程：频率35KHz保持1h以及频率30KHz保持1h，两者交替进行，循环次数为3次。
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