CN115786023A

CN115786023A - 钕铁硼永磁加工液及其制备方法

Info

Publication number: CN115786023A
Application number: CN202310068549.3A
Authority: CN
Inventors: 马远峰; 方云毅
Original assignee: Guangzhou Weisen Energy Saving Technology Co ltd
Current assignee: Guangzhou Weisen Energy Saving Technology Co ltd
Priority date: 2023-02-06
Filing date: 2023-02-06
Publication date: 2023-03-14

Abstract

本发明涉及加工润滑液技术领域，具体地说，涉及钕铁硼永磁加工液及其制备方法。其包括以下原料：四元酸、三乙醇胺、葵二酸、硼酸、杀菌剂、润滑剂、甘油、沉降剂、消泡剂和除垢剂。本发明中通过添加润滑剂和除垢剂能够降低摩擦阻力、减缓磨损并起到冷却、清洗的作用，并避免水中能形成沉淀污垢的物质附着在加工界面上，其中，氨基三甲叉膦酸易溶于水，对金属离子的络合和螯合能力强，能够与磨粉络合、螯合形成较细且低粘度的污垢进行沉降，加工液中形成的污垢在α‑烯基磺酸钠的阴离子活性基团的分散作用下能够对污垢进行快速沉降，从而能够避免污垢附着在加工处使得摩擦阻力增加，导致加工界面发热量增加，加工液汽化蒸发的情况。

Description

钕铁硼永磁加工液及其制备方法

技术领域

本发明涉及加工润滑液技术领域，具体地说，涉及钕铁硼永磁加工液及其制备方法。

背景技术

钕磁铁也称为钕铁硼磁铁，是由钕、铁、硼（Nd2Fe14B）形成的四方晶系晶体，是一种优异的永磁体材料，在对钕铁硼永磁加工时需经历切片、打磨等工序，为了减少或避免摩擦和粘结以减少工具磨损，需要用到润滑液。

如CN112481011A中涉及一种用于钕铁硼材料加工的多用途全合成切削液及其制备方法。按重量百分比包括下列组分：有机醇胺10-20％、有机羧酸5-15％、极压剂1-10％、边界润滑剂1-10％、金属缓蚀剂0.5-8％、润湿剂0.2-1％、沉降剂0.2-1％，防腐杀菌剂0.5-2％、消泡剂0.1-1％、软水剂0.3-2％，PH调整剂0-2％、其他助剂2-10％、水余量。该全合成切削液不含对人体有毒有害的物质，不污染环境，满足钕铁硼材料多种加工方式的全合成切削液，能够满足钕铁硼加工所需润滑、防锈、清洗和冷却要求，提高加工废屑的再利用经济价值，但该发明没有解决切削液使用过程中产生油烟的问题，这使得车间生产加工时会出现烟雾，具有火灾隐患并导致工人因此吸入大量的油烟影响身体健康的问题。

为了确保在对钕铁硼永磁加工时不会出现油烟的问题，提出钕铁硼永磁加工液及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供钕铁硼永磁加工液及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，一方面，本发明目的在于，提供了钕铁硼永磁加工液，包括1-4重量份的四元酸、5-15重量份的三乙醇胺、2-5重量份的葵二酸、1-3重量份的硼酸、1-3重量份的杀菌剂、5-15重量份的润滑剂、5-8重量份的甘油、1-3重量份的沉降剂、0.1-1重量份的消泡剂和0.5-1重量份的除垢剂，其中：

所述润滑剂包括α-烯基磺酸钠和三乙醇胺油酸皂，且α-烯基磺酸钠与三乙醇胺油酸皂的重量配比为1.25:1；

所述除垢剂包括氨基三甲叉膦酸和三聚磷酸钠，且氨基三甲叉膦酸和三聚磷酸钠的重量配比为1:1。

作为本技术方案的进一步改进，所述杀菌剂为主要活性成分为吗啉衍生物的杀菌剂，所述消泡剂为硅氧烷化合物。

另一方面，本发明还提供一种用于制备上述所述的钕铁硼永磁加工液的制备方法，包括以下步骤：

S1、搅拌容器内加去离子水进行预热，取四元酸、三乙醇胺、葵二酸和硼酸混合后投入搅拌容器内稀释产生基础液；

S2、依次向基础液中混入杀菌剂、甘油、沉降剂和消泡剂后搅拌产生改良液，并将改良液取出备用；

S3、将润滑剂和除垢剂混合并加入去离子水产生辅助液，并将辅助液与改良液混合后静置产生原液；

S4、滤除原液中的沉淀杂质后进行加热蒸发去除水分直至完成加工液的制备。

作为本技术方案的进一步改进，所述S1中，预热温度为70-90℃。

作为本技术方案的进一步改进，所述S1中，基础液的水含量为50-80%。

作为本技术方案的进一步改进，所述S2中，在常温常压下进行搅拌，且搅拌转速为150-220rpm/min。

作为本技术方案的进一步改进，所述S3中，静置时间为3-12h。

作为本技术方案的进一步改进，所述S4中，通过多孔介质滤除杂质，且滤除精度为3-15μm。

本发明中通过添加润滑剂能够降低摩擦阻力、减缓磨损并起到冷却、清洗的作用，α-烯基磺酸钠作为阴离子表面活性剂，其阴离子活性基团能够降低水的表面张力并润湿、分散、渗透钕铁硼永磁加工界面，起到润滑的作用，三乙醇胺油酸皂作为非离子型表面活性剂能够清洗加工界面便于α-烯基磺酸钠的润湿，并且借助α-烯基磺酸钠的阴离子活性基团与加工切削产生的磨粉结合，使得磨粉能够沿着加工液迅速絮凝沉降，从而避免磨削时加工液喷射产生含有磨削粉尘的油雾，通过添加除垢剂能够用来清除加工时产生的杂质，避免水中能形成沉淀污垢的物质附着在加工界面上，氨基三甲叉膦酸易溶于水，对金属离子的络合和螯合能力强，能够与磨粉络合、螯合形成较细且低粘度的污垢进行沉降，三聚磷酸钠能够辅助氨基三甲叉磷酸的胶溶、乳化和分散，并且，加工液中形成的污垢在α-烯基磺酸钠的阴离子活性基团的分散作用下能够对污垢进行快速沉降，从而能够避免污垢附着在加工处使得摩擦阻力增加，导致加工界面发热量增加，加工液汽化蒸发的情况。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

该钕铁硼永磁加工液及其制备方法中，通过添加润滑剂和除垢剂能够降低摩擦阻力、减缓磨损并起到冷却、清洗的作用，并避免水中能形成沉淀污垢的物质附着在加工界面上，其中，氨基三甲叉膦酸易溶于水，对金属离子的络合和螯合能力强，能够与磨粉络合、螯合形成较细且低粘度的污垢进行沉降，加工液中形成的污垢在α-烯基磺酸钠的阴离子活性基团的分散作用下能够对污垢进行快速沉降，从而能够避免污垢附着在加工处使得摩擦阻力增加，导致加工界面发热量增加，加工液汽化蒸发的情况。

附图说明

图1为本发明的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一方面，本发明目的在于，提供了钕铁硼永磁加工液，包括以下重量份的原料：1-4重量份的四元酸、5-15重量份的三乙醇胺、2-5重量份的葵二酸、1-3重量份的硼酸、1-3重量份的杀菌剂、5-15重量份的润滑剂、5-8重量份的甘油、1-3重量份的沉降剂、0.1-1重量份的消泡剂和0.5-1重量份的除垢剂，其中：

润滑剂包括α-烯基磺酸钠和三乙醇胺油酸皂，且α-烯基磺酸钠与三乙醇胺油酸皂的重量配比为1.25:1；

除垢剂包括氨基三甲叉膦酸和三聚磷酸钠，且氨基三甲叉膦酸和三聚磷酸钠的重量配比为1:1。

本发明中，杀菌剂为主要活性成分为吗啉衍生物的杀菌剂，是一种广谱、高效、低毒的防腐防霉杀菌剂，能抑制微生物的繁殖、推迟因细菌作用而产生的时间，不含金属成分，不腐蚀金属，消泡剂为硅氧烷化合物，加工时，硅氧烷化合物分子散布于泡沫表面，形成很薄的双膜层，进一步扩散、渗透，层状入侵，从而取代原泡膜薄壁，由于其表面张力低，便流向产生泡沫的高表面张力的液体，低表面张力的消泡剂分子在气液界面间不断扩散、渗透，使其膜壁迅速变薄，泡沫同时又受到周围表面张力大的膜层有力牵引，致使泡沫周围应力失衡，从而导致达到泡沫消除效果。

进一步的，润滑剂包括α-烯基磺酸钠和三乙醇胺油酸皂，通过添加润滑剂能够降低摩擦阻力、减缓磨损并起到冷却、清洗的作用。

再进一步的，除垢剂包括氨基三甲叉膦酸和三聚磷酸钠，通过添加除垢剂能够用来清除加工时产生的杂质，避免水中能形成沉淀污垢的物质附着在加工界面上。

如图1所示，另一方面，本发明还提供了一种用于制备上述的钕铁硼永磁加工液的制备方法，具体步骤如下：

S1、搅拌容器内加去离子水进行预热至70-90℃，取1-4重量份的四元酸、5-15重量份的三乙醇胺、2-5重量份的葵二酸和1-3重量份的硼酸混合后投入搅拌容器内稀释产生水含量为50-80%的基础液，通过升高去离子水的温度以便于提高分子活动性，有利于确保生成的基础液内的各组分的混合均匀，且通过设置富余的溶剂以避免基础液中组分的析出；

S2、依次向基础液中混入1-3重量份的杀菌剂、5-8重量份的甘油、1-3重量份的沉降剂和0.1-1重量份的消泡剂后在常温常压下进行搅拌，且搅拌转速为150-220rpm/min，搅拌产生改良液，并将改良液取出备用，通过快速搅拌以便于各组分的混匀形成均质的改良液；

S3、将5-15重量份的润滑剂和0.5-1重量份的除垢剂混合并加入去离子水产生辅助液，并将辅助液与改良液混合后静置3-12h产生原液，通过长时间的静置以便于原液中杂质的充分絮凝沉淀；

S4、通过多孔介质滤除杂质，且滤除精度为3-15μm，滤除原液中的沉淀杂质后进行加热蒸发去除水分直至完成加工液的制备，通过滤除原液中的沉淀杂质以确保生成的加工液的质量。

根据制备过程中原料用量以及工艺参数的差异，通过以下具体实施例来对本发明所制备的钕铁硼永磁加工液进行进一步的说明。

实施例1

S1、搅拌容器内加去离子水进行预热至70℃，取1重量份的四元酸、5重量份的三乙醇胺、2重量份的葵二酸和1重量份的硼酸混合后投入搅拌容器内稀释产生水含量为50%的基础液；

S2、依次向基础液中混入1重量份的杀菌剂、5重量份的甘油、1重量份的沉降剂和0.1重量份的消泡剂后在常温常压下进行搅拌，且搅拌转速为150rpm/min，搅拌产生改良液，并将改良液取出备用；

S3、将5重量份的润滑剂和0.5重量份的除垢剂混合并加入去离子水产生辅助液，并将辅助液与改良液混合后静置3h产生原液；

S4、通过多孔介质滤除杂质，且滤除精度为3μm，滤除原液中的沉淀杂质后进行加热蒸发去除水分直至完成加工液的制备。

实施例2

S1、搅拌容器内加去离子水进行预热至85℃，取2重量份的四元酸、12重量份的三乙醇胺、3重量份的葵二酸和3重量份的硼酸混合后投入搅拌容器内稀释产生水含量为55%的基础液；

S2、依次向基础液中混入3重量份的杀菌剂、6重量份的甘油、3重量份的沉降剂和0.2重量份的消泡剂后在常温常压下进行搅拌，且搅拌转速为200rpm/min，搅拌产生改良液，并将改良液取出备用；

S3、将7重量份的润滑剂和1重量份的除垢剂混合并加入去离子水产生辅助液，并将辅助液与改良液混合后静置10h产生原液；

S4、通过多孔介质滤除杂质，且滤除精度为5μm，滤除原液中的沉淀杂质后进行加热蒸发去除水分直至完成加工液的制备。

实施例3

S1、搅拌容器内加去离子水进行预热至80℃，取2重量份的四元酸、10重量份的三乙醇胺、3重量份的葵二酸和2重量份的硼酸混合后投入搅拌容器内稀释产生水含量为65%的基础液；

S2、依次向基础液中混入2重量份的杀菌剂、7重量份的甘油、2重量份的沉降剂和0.5重量份的消泡剂后在常温常压下进行搅拌，且搅拌转速为180rpm/min，搅拌产生改良液，并将改良液取出备用；

S3、将10重量份的润滑剂和0.7重量份的除垢剂混合并加入去离子水产生辅助液，并将辅助液与改良液混合后静置8h产生原液；

S4、通过多孔介质滤除杂质，且滤除精度为7μm，滤除原液中的沉淀杂质后进行加热蒸发去除水分直至完成加工液的制备。

实施例4

S1、搅拌容器内加去离子水进行预热至75℃，取4重量份的四元酸、5重量份的三乙醇胺、5重量份的葵二酸和1重量份的硼酸混合后投入搅拌容器内稀释产生水含量为80%的基础液；

S2、依次向基础液中混入1重量份的杀菌剂、7重量份的甘油、2重量份的沉降剂和1重量份的消泡剂后在常温常压下进行搅拌，且搅拌转速为150rpm/min，搅拌产生改良液，并将改良液取出备用；

S3、将10重量份的润滑剂和1重量份的除垢剂混合并加入去离子水产生辅助液，并将辅助液与改良液混合后静置9h产生原液；

实施例5

S1、搅拌容器内加去离子水进行预热至90℃，取4重量份的四元酸、15重量份的三乙醇胺、5重量份的葵二酸和3重量份的硼酸混合后投入搅拌容器内稀释产生水含量为80%的基础液；

S2、依次向基础液中混入3重量份的杀菌剂、8重量份的甘油、3重量份的沉降剂和1重量份的消泡剂后在常温常压下进行搅拌，且搅拌转速为220rpm/min，搅拌产生改良液，并将改良液取出备用；

S3、将15重量份的润滑剂和1重量份的除垢剂混合并加入去离子水产生辅助液，并将辅助液与改良液混合后静置12h产生原液；

S4、通过多孔介质滤除杂质，且滤除精度为15μm，滤除原液中的沉淀杂质后进行加热蒸发去除水分直至完成加工液的制备。

表1 实施例1-5中原料用量对比

表2 实施例1-5中工艺参数对比

对比例1

本对比例采用实施例1的制备方法，只缺少润滑剂，其余不变，具体步骤如下：

S3、将0.5重量份的除垢剂混合去离子水产生辅助液，并将辅助液与改良液混合后静置3h产生原液；

对比例2

本对比例采用实施例2的制备方法，只缺少润滑剂，其余不变，具体步骤与对比例1相似，本对比例不再赘述。

对比例3

本对比例采用实施例3的制备方法，只缺少润滑剂，其余不变，具体步骤与对比例1相似，本对比例不再赘述。

对比例4

本对比例采用实施例4的制备方法，只缺少润滑剂，其余不变，具体步骤与对比例1相似，本对比例不再赘述。

对比例5

本对比例采用实施例5的制备方法，只缺少润滑剂，其余不变，具体步骤与对比例1相似，本对比例不再赘述。

表3 对比例1-5中原料用量对比

对比例6

本对比例采用实施例1的制备方法，只缺少除垢剂，其余不变，具体步骤如下：

S3、将5重量份的润滑剂混合去离子水产生辅助液，并将辅助液与改良液混合后静置3h产生原液；

对比例7

本对比例采用实施例2的制备方法，只缺少除垢剂，其余不变，具体步骤与对比例6相似，本对比例不再赘述。

对比例8

本对比例采用实施例3的制备方法，只缺少除垢剂，其余不变，具体步骤与对比例6相似，本对比例不再赘述。

对比例9

本对比例采用实施例4的制备方法，只缺少除垢剂，其余不变，具体步骤与对比例6相似，本对比例不再赘述。

对比例10

本对比例采用实施例5的制备方法，只缺少除垢剂，其余不变，具体步骤与对比例6相似，本对比例不再赘述。

表4 对比例6-10中原料用量对比

表5 对比例1-10中工艺参数对比

对比例11

本对比例在对比例1的基础上，将预热温度设置为100℃，其余不变，具体步骤与对比例1相似，本对比例不再赘述。

对比例12

本对比例在对比例3的基础上，将基础液的水含量设为30%，其余不变，具体步骤与对比例3相似，本对比例不再赘述。

对比例13

本对比例在对比例5的基础上，将搅拌转速设置为100rpm/min，其余不变，具体步骤与对比例5相似，本对比例不再赘述。

对比例14

本对比例在对比例6的基础上，将静置时间设置为15h，其余不变，具体步骤与对比例6相似，本对比例不再赘述。

对比例15

本对比例在对比例8的基础上，将过滤精度设置为20μm，其余不变，具体步骤与对比例8相似，本对比例不再赘述。

表6 对比例11-15中原料用量对比

表7 对比例11-15中工艺参数对比

试验例

分别对实施例1-5和对比例1-15所制备的钕铁硼永磁加工液按照1:10的比例兑水后形成的切削液进行性能测试，根据GB/T 3142-2019《润滑剂承载能力的测定四球法》测定切削液的最大无卡咬负荷PB值（最大无卡咬负荷PB值越大则切削液的润滑性能越好），并将测得的数据填入表8。

表8 实施例和对比例所制备的加工液的性能对比

根据表8所示，实施例1-5所制备的钕铁硼永磁加工液与对比例1-15所制备的钕铁硼永磁加工液相比较，实施例的钕铁硼永磁加工液的最大无卡咬负荷PB值均高于对比例所制备的钕铁硼永磁加工液的最大无卡咬负荷PB值，并且实施例的钕铁硼永磁加工液的最大无卡咬负荷PB值均高于55kg，而采用由不同原料用量和工艺参数的对比例的钕铁硼永磁加工液的最大无卡咬负荷PB值均有所下降，因此本发明所制备的钕铁硼永磁加工液的最大无卡咬负荷PB值较高，具有较好的润滑性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.钕铁硼永磁加工液，其特征在于，包括以下重量份的原料：1-4重量份的四元酸、5-15重量份的三乙醇胺、2-5重量份的葵二酸、1-3重量份的硼酸、1-3重量份的杀菌剂、5-15重量份的润滑剂、5-8重量份的甘油、1-3重量份的沉降剂、0.1-1重量份的消泡剂和0.5-1重量份的除垢剂，其中：

2.根据权利要求1所述的钕铁硼永磁加工液，其特征在于：所述杀菌剂为主要活性成分为吗啉衍生物的杀菌剂，所述消泡剂为硅氧烷化合物。

3.一种如权利要求1-2中任意一项所述的钕铁硼永磁加工液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种钕铁硼永磁加工液的制备方法，其特征在于：所述S1中，预热温度为70-90℃。

5.根据权利要求3所述的一种钕铁硼永磁加工液的制备方法，其特征在于：所述S1中，基础液的水含量为50-80%。

6.根据权利要求3所述的一种钕铁硼永磁加工液的制备方法，其特征在于：所述S2中，在常温常压下进行搅拌，且搅拌转速为150-220rpm/min。

7.根据权利要求3所述的一种钕铁硼永磁加工液的制备方法，其特征在于：所述S3中，静置时间为3-12h。

8.根据权利要求3所述的一种钕铁硼永磁加工液的制备方法，其特征在于：所述S4中，通过多孔介质滤除杂质，且滤除精度为3-15μm。