CN110804485B - 一种全合成切削液及其制备方法 - Google Patents

一种全合成切削液及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种全合成切削液，包括按重量百分比计的以下组分：有机胺1.5%～15%，有机酸2.2%～18.7%，缓蚀剂0.1%～10%，润滑剂0～25%，表面活性剂0～2%，杀菌剂0～6%，醚0～10%，消泡剂0～1%，以及余量的水。本发明的全合成切削液适用于铜、铜合金机加工，对铜离子化倾向具有显著的抑制作用。

Description

一种全合成切削液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种全合成切削液，具体涉及一种用于铜、铜合金机加工的全合成切削液及其制备方法。
背景技术
以纯铜（紫铜）、铜合金（黄铜、白铜、青铜等）为材料制作的零部件广泛存在生产生活中，如电线、电缆、电器元件、变压器、印刷电路、管路接头、散热器等。为了制作这些零部件或成品，必需对母材进行适当的机加工，切削加工和成型加工是比较常见的工艺，为确保加工的质量和效率，必需使用适当的工艺介质进行润滑、冷却、清洗，避免产生积屑瘤、异常磨损、表面粗糙、刀具寿命低等现象。
用于铜、铜合金加工的工艺介质有切削液、冲压液、清洗剂等，其中切削液是最重要的一类。切削液可分为乳化型产品和全合成产品两大类，乳化型产品含有矿物油，水稀释液为乳白色或半透明状态，油滴粒径较大，具有润滑性能好的优势；而全合成产品不含矿物油，水稀释液的外观透明度高、冷却效果好，且润滑性能较好。两种类型的产品均广泛用于铜合金的机加工。
目前，用于铜、铜合金机加工的切削液较多存在一项弊端，主要是对铜的腐蚀性较强，即使有较多缓蚀剂用于铜材的保护，但铜材仍然有显著的离子化倾向，其外在表现为切削液从原本的乳白色、青色、水白色等正常外观转变为蓝色、红色、紫色等，据从部分机加工企业取样的检测结果，铜离子最高含量最高可达3000ppm以上。铜离子属于重金属，其存在于切削液中极难去除，对人体危害大，处理费用高，容易造成严重环境污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全合成切削液，其适用于铜、铜合金机加工，对铜离子化倾向具有显著的抑制作用。
为实现上述目的，本发明提供一种全合成切削液，包括按重量百分比计的以下组分：
有机胺 1.5%～15%，
有机酸 2.2%～18.7%，
缓蚀剂 0.1%～10%，
润滑剂 0～25%，
表面活性剂 0～2%，
杀菌剂 0～6%，
醚 0～10%，
消泡剂 0～1%，
以及余量的水。
优选的，所述有机胺选自四甲基己二胺（TMHDA）、二甲基苄胺（BDMA）、二甘醇胺（DGA）、六亚甲基二胺（HMDA）中的一种或几种。
优选的，所述有机酸选自辛酸、异辛酸、壬酸、异壬酸、新壬酸、癸酸、新癸酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸中的一种或几种。
优选的，所述缓蚀剂选自苯并三氮唑（BTA）、甲基苯并三氮唑（TTA）、巯基苯并噻唑（MBT）、萘并三唑（NTA）、二巯基噻二唑（DMTDA）、8-羟基喹啉中的一种或几种。
优选的，所述润滑剂选自反式嵌段聚醚、顺式嵌段聚醚、自乳化酯、聚乙二醇中的一种或几种。
优选的，所述反式嵌段聚醚，其EO与PO的比例为15～85：85～15，分子量为1000～5000mol/g。
优选的，所述顺式嵌段聚醚，其PO与EO的比例为80～60：20～40，分子量为2000～5000mol/g。
优选的，所述自乳化酯的商品牌号为Priolube 3955（Croda公司产品）。
优选的，所述聚乙二醇的分子量为200～1000mol/g。
优选的，所述表面活性剂选自苯扎氯铵（ADBAC）、十二烷基三甲基氯化铵（DTAC）、西吡氯铵（CPC）、聚塞氯铵（WSCP）、季铵盐-15中的一种或几种。
优选的，所述杀菌剂选自六氢-1,3,5-三（羟乙基）均三嗪（BK）、六氢-1,3,5-三（2-羟基丙基）均三嗪（HPT）、六氢-1,3,5-三乙基均三嗪（HTT）、三甲基均三嗪（TMT）、N,N’-亚甲基双吗啉（MBM)、苯并异噻唑啉-3-酮（BIT）、四硼酸钠中的一种或几种。
优选的，所述醚选自乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、2-甲基-2,4-戊二醇 、二丙二醇丁醚、乙二醇苯醚中的一种或几种。
优选的，所述消泡剂选自乳化硅油、乳化硅氧烷类市售商品中的一种或几种。
优选的，所述水为经过滤工艺制得的纯净水或工业自来水。
本发明还提供上述全合成切削液的制备方法，包括如下步骤：按重量百分比计，先将1.5%～15%的有机胺、2.2%～18.7%的有机酸、适量的水在40～70℃的条件下反应完全至透明，其中水的用量为有机胺和有机酸总量的10～50%；
然后加入其余的水量，搅拌均匀后，依次加入0.1%～10%的缓蚀剂、0～25%的润滑剂、0～2%的表面活性剂、0～10%的醚，搅拌均匀，并在温度低于40℃的条件下加入0～6%的杀菌剂和0～1%的消泡剂，持续搅拌20～40min而成。
本发明的优点和有益效果在于：提供一种用于铜、铜合金机加工的全合成切削液及其制备方法，本发明的全合成切削液对铜离子化倾向具有显著的抑制作用。
本发明的全合成切削液还具有卓越的铜材保护、润滑、防锈及生物稳定等性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供一种全合成切削液，包括按重量百分比计的以下组分：
有机胺 1.5%～15%，
有机酸 2.2%～18.7%，
缓蚀剂 0.1%～10%，
润滑剂 0～25%，
表面活性剂 0～2%，
杀菌剂 0～6%，
醚 0～10%，
消泡剂 0～1%，
以及余量的水。
所述有机胺选自四甲基己二胺（TMHDA）、二甲基苄胺（BDMA）、二甘醇胺（DGA）、六亚甲基二胺（HMDA）中的一种或几种。
所述有机酸选自辛酸、异辛酸、壬酸、异壬酸、新壬酸、癸酸、新癸酸、癸二酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸中的一种或几种。
所述缓蚀剂选自苯并三氮唑（BTA）、甲基苯并三氮唑（TTA）、巯基苯并噻唑（MBT）、萘并三唑（NTA）、二巯基噻二唑（DMTDA）、8-羟基喹啉中的一种或几种。
所述润滑剂选自反式嵌段聚醚、顺式嵌段聚醚、自乳化酯、聚乙二醇中的一种或几种。
所述反式嵌段聚醚，其EO与PO的比例为15～85：85～15，分子量为1000～5000mol/g。
所述顺式嵌段聚醚，其PO与EO的比例为80～60：20～40，分子量为2000～5000mol/g。
所述自乳化酯的商品牌号为Priolube 3955（Croda公司产品）。
所述聚乙二醇的分子量为200～1000mol/g。
所述表面活性剂选自苯扎氯铵（ADBAC）、十二烷基三甲基氯化铵（DTAC）、西吡氯铵（CPC）、聚塞氯铵（WSCP）、季铵盐-15中的一种或几种。
所述杀菌剂选自六氢-1,3,5-三（羟乙基）均三嗪（BK）、六氢-1,3,5-三（2-羟基丙基）均三嗪（HPT）、六氢-1,3,5-三乙基均三嗪（HTT）、三甲基均三嗪（TMT）、N,N’-亚甲基双吗啉（MBM)、苯并异噻唑啉-3-酮（BIT）、四硼酸钠中的一种或几种。
所述醚选自乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、2-甲基-2,4-戊二醇 、二丙二醇丁醚、乙二醇苯醚中的一种或几种。
所述消泡剂选自乳化硅油、乳化硅氧烷类市售商品中的一种或几种。
所述水为经过滤工艺制得的纯净水或工业自来水。
本发明还提供上述全合成切削液的制备方法，包括如下步骤：按重量百分比计，先将1.5%～15%的有机胺、2.2%～18.7%的有机酸、适量的水在40～70℃的条件下反应完全至透明，其中水的用量为有机胺和有机酸总量的10～50%；
然后加入其余的水量，搅拌均匀后，依次加入0.1%～10%的缓蚀剂、0～25%的润滑剂、0～2%的表面活性剂、0～10%的醚，搅拌均匀，并在温度低于40℃的条件下加入0～6%的杀菌剂和0～1%的消泡剂，持续搅拌20～40min而成。
本发明的具体实施例如下：
一种全合成切削液，其配方如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
本实施例的全合成切削液具有卓越的铜材保护、润滑、防锈及生物稳定等性能。
本实施例全合成切削液的技术指标如下表所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
与市售铜材切削液的缓蚀性能对比：
介质型号 本实施例 市售品A 市售品B
Cu离子含量（ppm） 15 571 310
试验方法：将样品使用纯水稀释至5%浓度，取该稀释液50g置于100mL具塞量筒内，然后加入1g紫铜粉（200目筛下物）和1g黄铜粉（200目筛下物），混合均匀后静置在温度为20～25℃的环境中，48h后对稀释液取样，使用ICP法检测稀释液中的铜离子含量。
上述对比证明了本发明全合成切削液在铜、铜合金加工应用中，对铜材保护的优越性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种全合成切削液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按重量百分比计，先将7%的四甲基己二胺、3%的二甘醇胺、9.6%的新癸酸、4%的十一碳二元酸、适量的水在40～70℃的条件下反应完全至透明，其中水的用量为四甲基己二胺，二甘醇胺、新癸酸和十一碳二元酸总量的10～50%；然后加入其余的水量，搅拌均匀后，依次加入0.5%的BTA、0.5%的TTA、10%的反式嵌段聚醚RPE-1720、15%的自乳化酯Priolube 3955、1.2%的聚塞氯铵、3%的二乙二醇单丁醚，搅拌均匀，并在温度低于40℃的条件下加入1%的BIT和0.2%的乳化硅油，持续搅拌20～40min而成；其中，所用水为纯净水，且水的总用量为45%。
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