CN109929666B - 水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液，包括润滑组分、油基防锈组分、乳化剂、水基防锈组分、沉降剂、耦合剂、阻燃剂和其他添加剂。本发明对钕铁硼材质加工性能良好，普适性强，防锈性能佳，可以按照现场具体的工艺要求调整使用浓度，在防锈周期要求不高的情况下，不需要进行清洗‑涂防锈油步骤，降低了客户现场的场地成本，减少了多步工艺带来的消耗品的浪费、对环境的危害；阻燃性大大降低了生产现场的安全风险。

Description

水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液及其制备方法

技术领域

本发明属于金属防锈技术领域，涉及一种钕铁硼防锈液，尤其是一种水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液及其制备方法。

背景技术

钕铁硼磁铁是第三代稀土永磁材料，自其诞生以来，因其优异的磁性能而被誉为“磁王”，是现今磁性最强的永久磁铁，具有体积小、重量轻、耐高温、磁性强、不退磁消磁的特点，被广泛地应用于航空航天，仪器仪表，电子产品，通讯设备，电机，医疗器械，汽车，磁力设备等高科技领域。铷铁硼磁铁包括“粘结钕铁硼磁铁”、“热压钕铁硼磁铁”和“烧结钕铁硼磁铁”，其中“烧结汝铁硼磁铁”由于磁场取向工艺导致的各向异性，直接导致其磁能积最高，而“粘结钕铁硼磁铁”因其含有的无效物质“粘合剂”的影响，导致“烧结钕铁硼磁铁”磁能积一般是“粘结钕铁硼磁铁”的五倍以上。

烧结钕铁硼是用粉末烧结的方法生产的各向异性磁体，一般经过烧结只能生产出毛坯，再经过机械加工(如线切割、切片、磨削等)才能成为各种形状的磁体，烧结钕铁硼属于难加工的脆硬材料，加工过程中损耗大，成本高，尺寸精度也比较差，耐腐蚀性也较差表面需要电镀处理。

钕铁硼在机械加工和组装之间常常需要进行较长期的贮存、运输等过程，加工后需要对工件表面进行清洗-干燥-防锈-包装的处理，防锈一般使用防锈油作为常规防锈手段。当前使用的防锈油一般为溶剂挥发型防锈油，占比防锈油体系80％以上的挥发性溶剂挥发到环境中，对我们赖以生存的环境造成了极大的污染、给工人的身体带来了巨大的伤害、也造成了数量可观的物质浪费。

目前，对钕铁硼材质的加工过程普遍采用切削油、乳化液或合成液进行加工，切削油润滑性能好，防锈性能佳，但加工现场产生油雾，对工人健康和生产环境产生不利影响，较大的比表面积导致润滑介质带走量较大，导致浪费较大。乳化液润滑性能和润滑性能均较好，但在磨削过程中产生大量泡沫，且一般的乳液由阴离子/非离子表面活性剂系统提供乳化动力，会导致钕铁硼铁屑泥分散在工作液体系中，使液态条件较差，导致原本就寿命较短的乳化液体系换液速率加快，对分离系统提出了更高的要求。合成液体系干净清爽，带走量小，但润滑性能较差，使加工速率降低，不良品率上升；合成液天然的低泡性会导致清洗性不够，在磨削过程中甚至产生砂轮黏附铁屑泥的现象，导致砂轮修整频繁，降低工作效率；由于钕铁硼材质对防锈性能的要求很高，在不含亚硝酸钠的前提下，合成液的防锈机理要较高的pH值才能达到油品和乳液类似的防锈水平，会导致工人过敏和对设备漆面的腐蚀加重；并且钕铁硼铁屑泥干燥后极易自燃，现有润滑介质均不能对此现象进行有效防护，带来了高度的安全隐患。

综上所述，急需一种解决上述技术问题且性能优秀的防锈、加工试剂，经过检索，未发现与本发明相同的专利文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供低泡沫、润滑效果好、介电系数高、加工效率和加工质量好，环保且防护性能好的一种水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液。

本发明采取的技术方案是：

一种水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液，其特征在于：包括按照重量百分比混合的以下组分：

润滑组分	20～40	％
				油基防锈组分	10～30	％
乳化剂	15～30	％
				水基防锈组分	5～20	％
沉降剂	1～3	％
				耦合剂	0～3	％
阻燃剂	1～2	％
				其他添加剂	1～3	％	。

再有，所述润滑组分为32#白油、15#机油、150SN油、KN22油、H25油、油酸甲酯、油酸异辛酯或偏苯三酸酯中的任意一种、任意两种或任意三种。

再有，所述油基防锈组分为石油磺酸钙、N-十八烷基新癸酰胺、N-十八烷基油酰胺、N-十六烷基硬脂酰胺、肉桂酸环己酯、氧化石油脂、二壬基萘磺酸钙、环烷酸锌或N-十八烷基异辛酸胺中的任意一种、任意两种或任意三种。

再有，所述乳化剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚、异构山梨醇酐油酸酯、烷基葡萄糖苷、蓖麻油聚氧乙烯醚或反式嵌段聚醚中的任意一种、两种或三种。

再有，所述沉降剂为格尔伯特醇基糖苷三乙胺季铵盐、肉桂醇基糖苷三乙胺季铵盐、椰油醇基糖苷三甲胺季铵盐、三甲胺季铵盐聚丙烯酰胺或聚丙烯酸中的任意一种或任意两种。

再有，所述水基防锈组分为蒸馏水、十二烯基丁二酸、三元聚羧酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、硼酸、氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、单乙醇胺、三乙醇胺或单异丙醇胺中的任意一种、任意两种或任意三种。

再有，所述耦合剂为无水乙醇、乙二醇、丙三醇、聚乙二醇、正辛酸、异壬酸或新癸酸中的任意一种或任意两种。

再有，所述阻燃剂为三丙基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三芳基磷酸酯、2-羧乙基苯基次膦酸或有机硅氧烷中的任意一种。

再有，所述其他添加剂为抗氧剂、消泡剂或抑菌剂中的任意一种、任意两种或任意三种。

本发明的另一个目的是提供一种水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

⑴将水基防锈剂成分预先混匀、溶解并30～35度混合至均一稳定的透明状态，备用；

⑵将润滑组分、油基防锈组分、乳化剂加入反应釜，开动搅拌，依次将沉降剂、耦合剂、阻燃剂、其他添加剂、以及上述预混合完全的水基防锈组分依次注入反应釜，升温至40～45℃，搅拌至体系均一透明后即得到产品。

本发明的优点和积极效果是：

1.本加工液润滑性能与切削油相当，且低泡沫；与其他全合成金属加工液相对比，冷却润滑兼顾，可以有效地提升产品的加工效率，改善产品加工质量，降低使用者的使用成本。

2.本加工液与常规乳化液产品相比，产品的阳离子表面活性剂体系保证了在磨削加工中有很好的沉降性，可以有效的改善现场工作环境和工况，有利于价格较高的钕铁硼从体系中实施分离、回收；阳离子表面活性剂大幅度提升了工作液的抑菌性和使用寿命。

3.本加工液比起一般的线切割液，本产品在线切割加工过程中由于产品润滑效果更好，介电系数高，加工效率和加工质量更优。

4.本加工液比起市面其他产品，体系不含亚硝酸钠，从而避免了使用此类物质带来的法律和道德风险；对碱性要求不高、pH较低，所以对各种胶水粘合剂影响极小，在加工过程中不会导致脱落，且对设备和人体更加安全，不易导致腐蚀。

5.本加工液添加了有机硅氧烷等阻燃剂成分，可以避免钕铁硼加工过程中由于粉末散落导致产生的自燃风险，极大程度的控制了加工现场的安全隐患。

6.本发明对钕铁硼材质加工性能良好，普适性强，防锈性能佳，可以按照现场具体的工艺要求调整使用浓度，在防锈周期要求不高的情况下，不需要进行清洗-涂防锈油步骤，降低了客户现场的场地成本，减少了多步工艺带来的消耗品的浪费、对环境的危害；阻燃性大大降低了生产现场的安全风险。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

一种水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液，本发明的创新在于：包括按照重量百分比混合的以下组分：

润滑组分	20～40	％
				油基防锈组分	10～30	％
乳化剂	15～30	％
				水基防锈组分	5～20	％
沉降剂	1～3	％
				耦合剂	0～3	％
阻燃剂	1～2	％
				其他添加剂	1～3	％	。

其中，润滑组分为32#白油、15#机油、150SN油、KN22油、H25油、油酸甲酯、油酸异辛酯或偏苯三酸酯中的任意一种、任意两种或任意三种。

油基防锈组分为石油磺酸钙、N-十八烷基新癸酰胺、N-十八烷基油酰胺、N-十六烷基硬脂酰胺、肉桂酸环己酯、氧化石油脂、二壬基萘磺酸钙、环烷酸锌或N-十八烷基异辛酸胺中的任意一种、任意两种或任意三种。

乳化剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚、异构山梨醇酐油酸酯、烷基葡萄糖苷、蓖麻油聚氧乙烯醚或反式嵌段聚醚中的任意一种、两种或三种。

沉降剂为格尔伯特醇基糖苷三乙胺季铵盐、肉桂醇基糖苷三乙胺季铵盐、椰油醇基糖苷三甲胺季铵盐、三甲胺季铵盐聚丙烯酰胺或聚丙烯酸中的任意一种或任意两种。

水基防锈组分为蒸馏水、十二烯基丁二酸、三元聚羧酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、硼酸、氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、单乙醇胺、三乙醇胺或单异丙醇胺中的任意一种、任意两种或任意三种。

耦合剂为无水乙醇、乙二醇、丙三醇、聚乙二醇、正辛酸、异壬酸或新癸酸中的任意一种或任意两种。

阻燃剂为三丙基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三芳基磷酸酯、2-羧乙基苯基次膦酸或有机硅氧烷中的任意一种。

其他添加剂为抗氧剂、消泡剂或抑菌剂中的任意一种、任意两种或任意三种。

上述水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液的制备方法包括以下步骤：

⑴将水基防锈剂成分预先混匀、溶解并30～35度混合至均一稳定的透明状态，备用；

⑵将润滑组分、油基防锈组分、乳化剂加入反应釜，开动搅拌，依次将沉降剂、耦合剂、阻燃剂、其他添加剂、以及上述预混合完全的水基防锈组分依次注入反应釜，升温至40～45℃，搅拌至体系均一透明后即得到产品。

实施例1：

本实施例的制备方法如下：

⑴将水基防锈剂成分预先混匀、溶解并30～35度混合至均一稳定的透明状态，备用；⑵将润滑组分、油基防锈组分、乳化剂加入反应釜，开动搅拌，依次将沉降剂、耦合剂、阻燃剂、其他添加剂、以及上述预混合完全的水基防锈组分依次注入反应釜，升温至40～45℃，搅拌至体系均一透明后即得到产品。

实施例2：

本实施例制备方法与实施例1相同。

实施例3：

本实施例制备方法与实施例1相同。

实施例4：

本实施例制备方法与实施例1相同。

实施例5：

本实施例制备方法与实施例1相同。

实施例6：

本实施例制备方法与实施例1相同。

实施例7：

本实施例制备方法与实施例1相同。

实施例8：

本实施例制备方法与实施例1相同。

产品使用水稀释原液使用，广泛适用于钕铁硼金属的“切片，磨削，线切割”加工过程，具体配液浓度需要根据客户要求验证确定。

本发明使用时：

必须边搅拌边将钕铁硼乳化防锈加工液产品投入水中，可以保证稀释液处于水包油的状态下，利于稀释液的长期稳定性，避免使用大流量的水直接冲击钕铁硼乳化防锈加工液原液；

如果使用一定浓度(3-8％)的本产品进行机械加工过程，则在工序间不需要进行额外清洗，防锈过程；

如果使用较高浓度(10-20％)的本产品机械加工过程后进行烘干，则可以满足一般中期防锈要求；

如果使用本产品机械加工过程后进行烘干过程，需要中长期防锈时，无需清洗，可以直接浸涂防锈油；

每天进行工作液的折光以及pH值检测，以保障工作液的使用性能。

需要定期将体系内的钕铁硼铁屑泥从体系中分离，可以提高工作液使用寿命，改善工件表面粗糙度。

产品相关性能指标见表1：

表1：水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液相关性能指标

Claims (1)

1.一种水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液，其特征在于：包括按照重量百分比混合的以下组分：

润滑组分 20～40 ％ 油基防锈组分 10～30 ％ 乳化剂 15～30 ％ 水基防锈组分 5～20 ％ 沉降剂 1～3 ％ 耦合剂 0～3 ％ 阻燃剂 1～2 ％ 其他添加剂 1～3 ％ ；

所述润滑组分为32#白油、15#机油、150SN油、KN22油、H25油、油酸甲酯、油酸异辛酯或偏苯三酸酯中的任意一种、任意两种或任意三种；

所述油基防锈组分为石油磺酸钙、N-十八烷基新癸酰胺、N-十八烷基油酰胺、N-十六烷基硬脂酰胺、肉桂酸环己酯、氧化石油脂、二壬基萘磺酸钙、环烷酸锌或N-十八烷基异辛酸胺中的任意一种、任意两种或任意三种；

所述乳化剂为异构脂肪醇聚氧乙烯醚、异构山梨醇酐油酸酯、烷基葡萄糖苷、蓖麻油聚氧乙烯醚或反式嵌段聚醚中的任意一种、两种或三种；

所述沉降剂为格尔伯特醇基糖苷三乙胺季铵盐、肉桂醇基糖苷三乙胺季铵盐、椰油醇基糖苷三甲胺季铵盐、三甲胺季铵盐聚丙烯酰胺或聚丙烯酸中的任意一种或任意两种；

所述水基防锈组分为蒸馏水、十二烯基丁二酸、三元聚羧酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸、硼酸、氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、单乙醇胺、三乙醇胺或单异丙醇胺中的任意一种、任意两种或任意三种；

所述耦合剂为无水乙醇、乙二醇、丙三醇、聚乙二醇、正辛酸、异壬酸或新癸酸中的任意一种或任意两种；

所述阻燃剂为三丙基磷酸酯、三乙基磷酸酯、三芳基磷酸酯、2-羧乙基苯基次膦酸或有机硅氧烷中的任意一种；

所述其他添加剂为抗氧剂、消泡剂或抑菌剂中的任意一种、任意两种或任意三种；

所述的水基通用型钕铁硼乳化防锈加工液的制备方法包括以下步骤：

⑴将水基防锈剂成分预先混匀、溶解并30～35度混合至均一稳定的透明状态，备用；

⑵将润滑组分、油基防锈组分、乳化剂加入反应釜，开动搅拌，依次将沉降剂、耦合剂、阻燃剂、其他添加剂、以及上述预混合完全的水基防锈组分依次注入反应釜，升温至40～45℃，搅拌至体系均一透明后即得到产品。