CN113046156A - 一种不锈钢免洗冲剪油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不锈钢免洗冲剪油及其制备方法，属于金属加工技术领域。该冲剪油包括以下重量份的各组分：异构烷烃基础油80‑90份、硫醇1‑5份、二烷基二硫代磷酸锌1‑3份、磷酸酯1‑3份和炔醇表面活性剂0.1‑1.5份。本发明的不锈钢免洗冲剪油，以异构烷烃基础油为载体，以硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯为功能活性成分，辅以挥发性好的炔醇表面活性剂。本发明的不锈钢免洗冲剪油，功能活性成分中，硫醇份、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯之间相互配合，在提高润滑性能方面具有协同性。本发明的不锈钢免洗冲剪油，具有良好的润滑性和挥发性，在不锈钢的冲剪中，具有非常好的应用前景。

Description

一种不锈钢免洗冲剪油及其制备方法

技术领域

本发明属于金属加工技术领域，具体涉及一种不锈钢免洗冲剪油及其制备方法。

背景技术

随着机械制造向自动化、高速化、集成化方向发展，对金属加工产品的精度和表面质量要求越来越高，工艺润滑的作用日益凸显，对金属加工油液的技术创新也提出了挑战。在重型机械、电子电器等行业的生产过程中，需大量使用切削液、热处理介质等金属加工油液。金属加工液的应用范围覆盖轧制、拉拔、挤压、锻造和切削等多种加工方式，其广阔的应用领域和复杂的使用环境特定决定了金属加工油液必须具有多功能特性。

对于不锈钢的免洗冲剪油，润滑性和挥发性是重要的性能参数。CN109971531A公开了一种不锈钢免洗冲剪油及其制备方法。该冲剪油包括烷烃混合物和硫醇，能够高压冲压、高负荷的工作环境。但是挥发性和润滑性能稍显不足。

发明内容

针对现在的不锈钢免洗冲剪油的润滑性能和挥发性的问题，本专利申请人调整了基础油和多种添加剂，发现了同时改善润滑性能和挥发性的相关组分和组分的比例。

提高切割质量和降低切割成本的需要，本发明的发明人对金刚线切割液中的组分和含量对于切缝的崩边、裂缝和工件的表面粗糙度影响开展了深入研究。

本发明的第一方面在于公开一种不锈钢免洗冲剪油，包括以下重量份的各组分：

异构烷烃基础油80-90份、硫醇1-5份、二烷基二硫代磷酸锌1-3份、磷酸酯1-3份和炔醇表面活性剂0.1-1.5份。

在本发明的一些实施方式中，所述硫醇选自辛硫醇、癸硫醇、十一硫醇、十二硫醇及其同分异构体中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，所述二烷基二硫代磷酸锌的烷基选自丁基、辛基、异辛基中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，所述磷酸酯选自亚磷酸二正丁酯、磷酸三甲酚酯和异辛基酸性磷酸酯十八铵中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，所述炔醇表面活性剂选自炔二醇和乙氧基化炔二醇中的一种或多种。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述二烷基二硫代磷酸锌为丁辛基二硫代磷酸锌，所述磷酸酯为异辛基酸性磷酸酯十八铵。

在本发明的一些优选的实施方式中，所述硫醇与二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯的重量比例为(1.5-2.5):(0.5-1.5):1，优选为(1.8-2.2)：(0.8-1.2):1。

本发明的第二方面在于公开第一方面所述冲剪油的制备方法，将异构烷烃基础油、炔醇表面活性剂、硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯在调制容器中混合，密封，得到所述冲剪油。

在本发明的一些实施方式中，还包括对硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯的含量进行优化的以下步骤：

S11，确定硫醇的含量范围[1，5]，确定二烷基二硫代磷酸锌的含量范围[1，5]，确定磷酸酯的含量初选范围[1，5]；

S12，选择三个磷酸酯的不同含量的实验点C1、C2和C3，C1＜C2＜C3；

S13，制备冲剪油样品，测定最大无卡咬负荷P1、P2、P3；

S14，确定新的实验点C4，

S15，取C4和C1、C2、C3中接近C4的两个含量作为新的三个实验点，重复S22-S24，得到C5；重复得到C6，直至两次S14步骤确定的实验点的最大无卡咬负荷差值＜20％，即为较优的含量。

在本发明的一些实施方式中，还包括在调制容器中混合时的搅拌控制，通过以下PID算法来对搅拌器的电压进行从0到目标电压的控制：

其中，Kp为比例系数，Td为微分时间常数，Ti为时间积分常数；积分时间Ti为0.2Tp，微分时间Td＝0.1Tp；衰减比例为(1.5-2)：1，Kc为10-20，震荡周期Tp为1-3min，采样周期Ts为0.001Tp。

本发明的有益技术效果是：

(1)本发明的不锈钢免洗冲剪油，以异构烷烃基础油为载体，以硫醇份、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯为功能活性成分，辅以挥发性好的炔醇表面活性剂。

(2)本发明的不锈钢免洗冲剪油，功能活性成分中，硫醇份、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯之间相互配合，在提高润滑性能方面具有协同性。

(3)本发明的不锈钢免洗冲剪油，具有良好的润滑性和挥发性，在不锈钢的冲剪中，具有非常好的应用前景。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。所述异构烷烃基础油为窄馏分异构烷烃，馏程为220-250℃。

以下实施例和对比例中，除非特别指出，为操作步骤和参数相同的平行试验。

实施例1

一种不锈钢免洗冲剪油，包括以下重量份的各组分：

异构烷烃基础油90份、辛硫醇及其同分异构体5份、双辛基二硫代磷酸锌3份、亚磷酸二正丁酯3份、炔二醇0.5份。

制备方法：

依次将异构烷烃基础油、炔醇表面活性剂、硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯加入调制容器，混合均匀，密封，得到所述冲剪油。

实施例2

一种不锈钢免洗冲剪油，包括以下重量份的各组分：

异构烷烃基础油80份、十一硫醇及其同分异构体1份、辛异辛基二硫代磷酸锌1份、磷酸三甲酚酯1份、乙氧基化炔二醇0.1份。

制备方法：

依次将异构烷烃基础油、炔醇表面活性剂、硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯加入调制容器，混合均匀，密封，得到所述冲剪油。

实施例3

一种不锈钢免洗冲剪油，包括以下重量份的各组分：

异构烷烃基础油85份、辛硫醇及其同分异构体2份、丁辛基二硫代磷酸锌1份、异辛基酸性磷酸酯十八铵1份、炔二醇0.3份。

制备方法：

依次将异构烷烃基础油、炔醇表面活性剂、硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯加入调制容器，混合均匀，密封，得到所述冲剪油。

实施例4

一种不锈钢免洗冲剪油，包括以下重量份的各组分：

异构烷烃基础油85份、辛硫醇及其同分异构体3份、丁辛基二硫代磷酸锌0.5份、异辛基酸性磷酸酯十八铵0.5份、炔二醇0.3份。

制备方法：

依次将异构烷烃基础油、炔醇表面活性剂、硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯加入调制容器，混合均匀，密封，得到所述冲剪油。

实施例5

一种不锈钢免洗冲剪油，包括以下重量份的各组分：

异构烷烃基础油85份、辛硫醇及其同分异构体1份、丁辛基二硫代磷酸锌1.5份、异辛基酸性磷酸酯十八铵1.5份、炔二醇0.3份。

制备方法：

依次将异构烷烃基础油、炔醇表面活性剂、硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯加入调制容器，混合均匀，密封，得到所述冲剪油。

实施例6

一种不锈钢免洗冲剪油，包括以下重量份的各组分：

异构烷烃基础油85份、辛硫醇及其同分异构体2.5份、丁辛基二硫代磷酸锌1份、异辛基酸性磷酸酯十八铵0.5份、炔二醇0.3份。

制备方法：

依次将异构烷烃基础油、炔醇表面活性剂、硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯加入调制容器，混合均匀，密封，得到所述冲剪油。

实施例7

一种不锈钢免洗冲剪油，包括以下重量份的各组分：

异构烷烃基础油85份、辛硫醇及其同分异构体2份、丁辛基二硫代磷酸锌1份、异辛基酸性磷酸酯十八铵1份、乙氧基化炔二醇0.3份。

制备方法：

依次将异构烷烃基础油、炔醇表面活性剂、硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯加入调制容器，混合均匀，密封，得到所述冲剪油。

实施例8

一种不锈钢免洗冲剪油的制备方法，与实施例1的区别在于，还包括对硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯的含量进行优化的以下步骤：

S11，确定硫醇的含量范围[1，5]，确定二烷基二硫代磷酸锌的含量范围[1，5]，确定磷酸酯的含量初选范围[1，5]；

S12，选择三个磷酸酯的不同含量的实验点C1、C2和C3，C1＜C2＜C3；

S13，制备冲剪油样品，测定最大无卡咬负荷P1、P2、P3；

S14，确定新的实验点C4，

S15，取C4和C1、C2、C3中接近C4的两个含量作为新的三个实验点，重复S22-S24，得到C5；重复得到C6，直至两次S14步骤确定的实验点的最大无卡咬负荷差值＜20％，即为较优的含量。

本发明的不锈钢免洗冲剪油组分中对硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯的含量是一个影响产品润滑性的重要参数。采用本实施例的方法，在确定硫醇、二烷基二硫代磷酸锌含量的条件下，可以快速有效的确定磷酸酯的较优的含量。

实施例9

一种不锈钢免洗冲剪油的制备方法，与实施例1的区别在于，还包括在调制容器中混合时的搅拌控制，通过以下PID算法来对搅拌器的电压进行从0到目标电压的控制：

其中，Kp为比例系数，Td为微分时间常数，Ti为时间积分常数；积分时间Ti为0.2Tp，微分时间Td＝0.1Tp；衰减比例为(1.5-2)：1，Kc为10-20，震荡周期Tp为1-3min，采样周期Ts为0.001Tp。

本实施例的搅拌器电压控制方法，可以很好的控制制备的样品在调制容器中的混合情况，消除因为混合造成的系统误差，为本申请的研究平台建立打下了良好的基础。

对比例1

一种不锈钢免洗冲剪油，包括以下重量份的各组分：

异构烷烃基础油90份、辛硫醇及其同分异构体5份、双辛基二硫代磷酸锌6份、炔二醇0.5份。

制备方法：

依次将异构烷烃基础油、炔醇表面活性剂、硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯加入调制容器，混合均匀，密封，得到所述冲剪油。

对比例2

一种不锈钢免洗冲剪油，包括以下重量份的各组分：

异构烷烃基础油90份、辛硫醇及其同分异构体5份、亚磷酸二正丁酯6份、炔二醇0.5份。

制备方法：

依次将异构烷烃基础油、炔醇表面活性剂、硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯加入调制容器，混合均匀，密封，得到所述冲剪油。

实验例考察冲剪油的性能

取实施例和对比例得到的冲剪油进行极压润滑性能和挥发性能的测试。

1冲剪油极压润滑性能

冲剪油的极压润滑性能考察采用低速四球试验来进行。低速四球试验在室温下进行，转速600r/min，负荷98N。结果见表1。

表1冲剪油极压润滑性能

同一列数据标注不同的小写字母，具有显著差异，P＜0.05

2冲剪油挥发性性能

冲剪油挥发性是考察在130℃下随着时间的残留量，结果见表2。

表2冲剪油的挥发性性能

同一列数据标注不同的小写字母，具有显著差异，P＜0.05

以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种不锈钢免洗冲剪油，其特征在于，包括以下重量份的各组分：

异构烷烃基础油80-90份、硫醇1-5份、二烷基二硫代磷酸锌1-3份、磷酸酯1-3份和炔醇表面活性剂0.1-1.5份。

2.根据权利要求1所述的冲剪油，其特征在于，所述硫醇选自辛硫醇、癸硫醇、十一硫醇、十二硫醇及其同分异构体中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的冲剪油，其特征在于，所述二烷基二硫代磷酸锌的烷基选自丁基、辛基、异辛基中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一所述的冲剪油，其特征在于，所述磷酸酯选自亚磷酸二正丁酯、磷酸三甲酚酯和异辛基酸性磷酸酯十八铵中的一种或多种。

5.根据权利要求1-3任一所述的冲剪油，其特征在于，所述炔醇表面活性剂选自炔二醇和乙氧基化炔二醇中的一种或多种。

6.根据权利要求1-5任一所述的冲剪油，其特征在于，所述二烷基二硫代磷酸锌为丁辛基二硫代磷酸锌，所述磷酸酯为异辛基酸性磷酸酯十八铵。

7.根据权利要求1-6任一所述的冲剪油，其特征在于，所述硫醇与二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯的重量比例为(1.5-2.5):(0.5-1.5):1，优选为(1.8-2.2)：(0.8-1.2):1。

8.根据权利要求1-7任一所述的冲剪油的制备方法，其特征在于，将异构烷烃基础油、炔醇表面活性剂、硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯在调制容器中混合，密封，得到所述冲剪油。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，还包括对硫醇、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸酯的含量进行优化的以下步骤：

S11，确定硫醇的含量范围[1，5]，确定二烷基二硫代磷酸锌的含量范围[1，5]，确定磷酸酯的含量初选范围[1，5]；

S12，选择三个磷酸酯的不同含量的实验点C1、C2和C3，C1＜C2＜C3；

S13，制备冲剪油样品，测定最大无卡咬负荷P1、P2、P3；

S14，确定新的实验点C4，

S15，取C4和C1、C2、C3中接近C4的两个含量作为新的三个实验点，重复S22-S24，得到C5；重复得到C6，直至两次S14步骤确定的实验点的最大无卡咬负荷差值＜20％，即为较优的含量。

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，还包括在调制容器中混合时的搅拌控制，通过以下PID算法来对搅拌器的电压进行从0到目标电压的控制：

其中，Kp为比例系数，Td为微分时间常数，Ti为时间积分常数；积分时间Ti为0.2Tp，微分时间Td＝0.1Tp；衰减比例为(1.5-2)：1，Kc为10-20，震荡周期Tp为1-3min，采样周期Ts为0.001Tp。