CN116445206A - 一种环保水基金属加工液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属加工助剂技术领域，公开了一种环保水基金属加工液及其制备方法。所述环保水基金属加工液包括以下质量百分含量的组分：脂肪酸2％～20％；有机胺1％～15％；聚丙烯酰胺0.02％～1％；表面活性剂2％～10％；二甲基十八烷基(3‑(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵1％～5％；消泡剂0.5％～2％；去离子水至100％。所述制备方法为：将表面活性剂加入到去离子水中搅拌溶解均匀，然后加入脂肪酸、有机胺和聚丙烯酰胺搅拌混合均匀，最后加入二甲基十八烷基(3‑(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵和消泡剂搅拌混合均匀，得到产物。本发明通过各组分的协同作用，可以显著提高其防锈性能、润滑性能和抗菌性能。
Description
技术领域
本发明属于金属加工助剂技术领域，具体涉及一种环保水基金属加工液及其制备方法。
背景技术
金属加工液是指金属的切除、成型、热处理及防护等四类加工所采用的润滑液，近年来，随着新型机械的不断涌现，加工条件日趋苛刻，对金属加工液也提出了更高的要求、而且，由于“低能耗低成本、低公害”的要求日渐严格，金属加工液正在迅速地由油基液向水基液过渡。
如专利CN 110628498 A公开了一种环保水基金属加工液，其主要组分及其质量份数为：去离子水1000份、油酸10-20份、胶体石墨粉1-5份、三乙醇胺10-15份、十二烷基苯磺酸钠10-30份、水性硼酸酯40-80份、聚丙烯酸钠2-4份、消泡剂2-10份、双乙酸钠1-10份。通过在水基金属加工液中增加胶体石墨粉与纳米二氧化钛成分，利用胶体石墨粉在高温条件下具有特殊的抗氧化性与自润滑性，提高水基金属加工液使用时的防锈与润滑性；且利用纳米二氧化钛能够抑制和杀灭微生物，有效的减少了使用后的水基金属加工液对环境造成的危害。但通过加入石墨粉改善润滑性或加入纳米二氧化钛成分提高抗菌性会对体系的稳定性产生不利影响。
专利CN 102191125 A公开了一种环保多功能金属加工液，其配比为：改性油酸酰胺18-22％，三乙醇胺13-17％，聚醚L618-12％，苯甲酸钠2-4％，CorrguardSI0.8-1.2％，苯骈三氮唑0.18-0.22％，消泡剂0.1-0.5％，去离子水余量。该环保多功能金属加工液采用特殊合成润滑成分，代替传统矿物油，提供优越的润滑性，冷却性，清洗性、防锈性能。但其特殊合成润滑成分来源较少，成本较高，工业化程度有限。
因此，提供一种低成本、高稳定的抗菌环保水基金属加工液具有良好的市场前景。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种环保水基金属加工液。本发明的环保水基金属加工液通过各组分的协同作用，可以显著提高其防锈性能、润滑性能和抗菌性能。
本发明的另一目的在于提供上述环保水基金属加工液的制备方法。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种环保水基金属加工液，包括以下质量百分含量的组分：
脂肪酸2％～20％；
有机胺1％～15％；
聚丙烯酰胺0.02％～1％；
表面活性剂2％～10％；
二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵1％～5％；
消泡剂0.5％～2％；
去离子水至100％。
进一步优选地，所述环保水基金属加工液包括以下质量百分含量的组分：
脂肪酸5％～10％；
有机胺2％～8％；
聚丙烯酰胺0.05％～1％；
表面活性剂4％～8％；
二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵2％～3％；
消泡剂0.5％～1％；
去离子水至100％。
进一步地，所述脂肪酸优选为油酸。
进一步地，所述有机胺优选为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。
更优选地，所述有机胺为乙二胺或二乙烯三胺。
进一步地，所述表面活性剂优选为烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪酸磺烷基酯、烷基甘油醚磺酸盐等阴离子表面活性剂中的至少一种。
更优选地，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠。
进一步地，所述消泡剂优选为聚醚改性有机硅消泡剂。
上述环保水基金属加工液的制备方法，包括如下制备步骤：
将表面活性剂加入到去离子水中搅拌溶解均匀，然后加入脂肪酸、有机胺和聚丙烯酰胺搅拌混合均匀，最后加入二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵和消泡剂搅拌混合均匀，得到环保水基金属加工液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的环保水基金属加工液通过脂肪酸、有机胺和聚丙烯酰胺、二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵的协同作用，有利于金属表面形成防锈薄膜并降低加工阻力，可以显著提高其防锈性能和润滑性能。
(2)本发明采用特定的二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵作为抗菌剂，在提高本发明金属加工液抗菌性能的同时，还能明显协同改善产品的防锈性能和润滑性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种环保水基金属加工液，包括以下质量百分含量的组分：
油酸5％；
乙二胺2％；
聚丙烯酰胺1％；
十二烷基苯磺酸钠4％；
二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵3％；
聚醚改性有机硅消泡剂0.5％；
去离子水至100％。
本实施例的环保水基金属加工液的制备方法，包括如下制备步骤：
按上述质量百分含量称取各原料组分，将表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水中搅拌溶解均匀，然后加入油酸、乙二胺和聚丙烯酰胺搅拌混合均匀，最后加入二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵和聚醚改性有机硅消泡剂搅拌混合均匀，得到本实施例的环保水基金属加工液。
实施例2
本实施例的一种环保水基金属加工液，包括以下质量百分含量的组分：
油酸7％；
二乙烯三胺5％；
聚丙烯酰胺0.5％；
十二烷基磺酸钠6％；
二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵2.5％；
聚醚改性有机硅消泡剂0.75％；
去离子水至100％。
本实施例的环保水基金属加工液的制备方法，包括如下制备步骤：
按上述质量百分含量称取各原料组分，将表面活性剂十二烷基磺酸钠加入到去离子水中搅拌溶解均匀，然后加入油酸、二乙烯三胺和聚丙烯酰胺搅拌混合均匀，最后加入二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵和聚醚改性有机硅消泡剂搅拌混合均匀，得到本实施例的环保水基金属加工液。
实施例3
本实施例的一种环保水基金属加工液，包括以下质量百分含量的组分：
油酸10％；
二乙醇胺8％；
聚丙烯酰胺1％；
十二烷基苯磺酸钠8％；
二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵3％；
聚醚改性有机硅消泡剂1％；
去离子水至100％。
本实施例的环保水基金属加工液的制备方法，包括如下制备步骤：
按上述质量百分含量称取各原料组分，将表面活性剂十二烷基苯磺酸钠加入到去离子水中搅拌溶解均匀，然后加入油酸、二乙醇胺和聚丙烯酰胺搅拌混合均匀，最后加入二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵和聚醚改性有机硅消泡剂搅拌混合均匀，得到本实施例的环保水基金属加工液。
对以上实施例所得环保水基金属加工液的防锈性能(GB/T 6144-2010，单片/叠片)、润滑性能(GB/T 6144-2010，最大无卡咬负荷，PB值)和抗菌性能(常温存放3个月后绿脓杆菌检测)进行测试，结果如下表1所示。
表1
| 项目/测试样 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 防锈性能 | 90h/21h | 96h/24h | 105h/28h |
| 润滑性能 | 176N | 188N | 190N |
| 抗菌性能 | 未检出 | 未检出 | 未检出 |
由表1结果可以看出，本发明所得环保水基金属加工液具有良好的防锈性能、润滑性能和抗菌性能。
对比例1
本对比例与实施例3相比，未加入聚丙烯酰胺，其余相同。
对比例2
本对比例与实施例3相比，未加入二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵，其余相同。
对以上对比例所得环保水基金属加工液的防锈性能(GB/T 6144-2010，单片/叠片)、润滑性能(GB/T 6144-2010，最大无卡咬负荷，PB值)和抗菌性能(常温存放3个月后绿脓杆菌检测)进行测试，结果如下表2所示。
表2
| 项目/测试样 | 对比例1 | 对比例2 |
| 防锈性能 | 80h/16h | 74h/13h |
| 润滑性能 | 145N | 126N |
| 抗菌性能 | 未检出 | 103 |
由表2结果可以看出，在未加入聚丙烯酰胺和二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵的情况下，所得金属加工液的防锈性能和润滑性能显著降低。其原因可能在于聚丙烯酰胺及二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵有利于促进脂肪酸和有机胺组分在金属表面形成防锈薄膜并降低加工阻力，或二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵自身的成膜作用形成防锈薄膜并降低加工阻力，显著提高金属加工液的防锈性能和润滑性能。且能够发现二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵的加入对于金属加工液的抗菌性能具有明显提高作用。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种环保水基金属加工液，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：
脂肪酸2％～20％；
有机胺1％～15％；
聚丙烯酰胺0.02％～1％；
表面活性剂2％～10％；
二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵1％～5％；
消泡剂0.5％～2％；
去离子水至100％。
2.根据权利要求1所述的一种环保水基金属加工液，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：
脂肪酸5％～10％；
有机胺2％～8％；
聚丙烯酰胺0.05％～1％；
表面活性剂4％～8％；
二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵2％～3％；
消泡剂0.5％～1％；
去离子水至100％。
3.根据权利要求1或2所述的一种环保水基金属加工液，其特征在于，所述脂肪酸为油酸。
4.根据权利要求1或2所述的一种环保水基金属加工液，其特征在于，所述有机胺为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙醇胺、三乙醇胺中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种环保水基金属加工液，其特征在于，所述有机胺为乙二胺或二乙烯三胺。
6.根据权利要求1或2所述的一种环保水基金属加工液，其特征在于，所述表面活性剂为烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐、脂肪酸磺烷基酯、烷基甘油醚磺酸盐阴离子表面活性剂中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种环保水基金属加工液，其特征在于，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠或十二烷基磺酸钠。
8.根据权利要求1或2所述的一种环保水基金属加工液，其特征在于，所述消泡剂为聚醚改性有机硅消泡剂。
9.权利要求1～8任一项所述的一种环保水基金属加工液的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
将表面活性剂加入到去离子水中搅拌溶解均匀，然后加入脂肪酸、有机胺和聚丙烯酰胺搅拌混合均匀，最后加入二甲基十八烷基(3-(三甲氧基硅基)丙基)氯化铵和消泡剂搅拌混合均匀，得到环保水基金属加工液。
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