一種全合成鎂合金切削液及其製備方法

2023-05-14 14:57:56

一種全合成鎂合金切削液及其製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種全合成鎂合金切削液及其製備方法。所述切削液原料包括以下組份：山梨坦單油酸酯、聚乙二醇油酸酯、二甘醇胺、乙二胺四乙酸二鉀、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、油酸鈉、環烷酸鉀、十二烷基二甲基苄基氯化銨、油酸三乙醇胺、辛葵酸、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺、二乙基三胺五乙酸、丁基卡必醇、二異丙醇胺、辛基酚聚氧乙烯醚、蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百殺得BIT-10、添加劑、去離子水。本發明的一種全合成鎂合金切削液在鎂緩蝕性能、防腐性、潤滑性、防鏽性、消泡性、使用周期等方面也都具有優越性能。
【專利說明】一種全合成鎂合金切削液及其製備方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及機械加工用切削液，特別涉及一種全合成鎂合金切削液及其製備方 法。

【背景技術】
[0002] 切削液（cutting fluid, coolant)是一種用在金屬切削、磨加工過程中，用來冷 卻和潤滑刀具和加工件的工業用液體，切削液由多種超強功能助劑經科學複合配伍而成， 具有冷卻、潤滑、清洗和防鏽四種主要功能。由於切削技術的不斷提高，先進切削工具機的不 斷湧現，刀具和工件材料的發展，推動了切削液品種的更新換代，還要求所使用的切削液應 具備良好的穩定性，在貯存和使用中不產生沉澱或分層、析油、析皂和老化等現象。對細菌 和黴菌有一定抵抗能力，不易長黴及生物降解而導致發臭、變質。不損壞塗漆零件，對人體 無危害，無刺激性氣味。在使用過程中無煙、霧或少煙霧。便於回收，低汙染，排放的廢液處 理簡便，經處理後能達到國家規定的工業汙水排放標準等。
[0003] 削液按油品化學組成分為非水溶性（油基）液和水溶性（水基）液兩大類。其中 水基的切削液又可分為乳化液、微乳化切削液(半合成切削液）和全合成切削液。而隨著現 代機械加工向高速、強力、精密方向發展，超硬、超強度等難加工材料的發展也使切削加工 的難度日益增加。從而導致切削加工過程中的摩擦力、摩擦熱大幅度提高，這就要求金屬加 工液具有更好的潤滑、冷卻、清洗、防鏽性能，以便獲得理想的加工表面。礦物潤滑油的潤 滑、防鏽性能優越，但冷卻、清洗性能差；水基切削液的冷卻、清洗性能優良，但潤滑、防鏽性 能差。目前，由於傳統的油基切削液防鏽性、穩定性、冷卻性及環保等方面已明顯滯後於現 代切削加工技術的發展，開始向無公害或低公害的水基切削液發展。現在在國內，水基切削 液的使用範圍越來越廣，且已開始從乳化液向性能好、壽命長的合成切削液過渡。
[0004] 同時由於被加工的材料物理化學性質各異，切削液與加工材料相容性也很重要的 問題。鎂合金由於具有重量輕，強度及剛度比較高，且可回收和具有良好的機械加工性。它 在汽車、手機、電腦登領域已獲得廣泛應用，但由於鎂合金的燃點低及活性高，在使用時普 遍存在以下問題：一是在切削過程由於刀具前刀面與切削麵接觸，發生劇烈摩擦，壓力很 高，溫度也很高，且由於產生的切削較為細小，如果此時不充分冷卻將會在鎂件表面出現裂 紋及低溫熔焊、甚至燃燒，這時工件表面的質量較低。二是由於加工過程中鎂離子在切削 液中析出，可導致切削液硬度上升，最終致使切削液產生分層腐敗現象，縮短切削液使用壽 命，市面上鎂合金專用切削液最長使用周期為3-5周；三是鎂合金化學性質活潑，與切削 液中的水、胺發生反應，導致鎂合金工件發黑腐蝕影響加工產品質量，使用液更換頻繁造成 廢液處理難不符合環保要求。例如：CN201410075156. 6公開了一種全合成金屬切削液和 CN201210399536. 6公開的一種多功效全合成切削液中切削液就存在上述問題，在加工鎂 合金件的過程中會出現被腐蝕出現變黑或長白斑等工件表面質量降低的現象。因此，研製 一種潤滑和防鏽性優良安全無害的全合成鎂合金切削液已是我國的當務之急。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的在於提供一種全合成鎂合金切削液及其製備方法，添加劑合理化選 擇配比有效防止加工後鎂合金工件表面腐蝕發黑現象，抑制了鎂合金切削液中泡沫的產 生，解決了工件表面油汙過重難於清洗的問題，延長了使用液的壽命。
[0006] 為了實現上述目的，本發明提供了一種全合成鎂合金切削液，切削液原料按重量 份包括以下組份：山梨坦單油酸酯：15-17份、聚乙二醇油酸酯：5-7份、二甘醇胺：5-7份、 乙二胺四乙酸二鉀：5-7份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉：5-7份、油酸鈉：6-8份、環烷酸鉀： 7-9份、十二烷基二甲基苄基氯化銨：5-7份、油酸三乙醇胺：3-5份、辛葵酸：5-8份、椰子 油脂肪酸二乙醇醯胺：3_4份、二乙基三胺五乙酸：3-5份、丁基卡必醇：6-8份、二異丙醇 胺：3_4份、辛基酚聚氧乙烯醚：5-7份、蓖麻油酸：4-7份、脂肪酸山梨坦：0. 5-1份、百殺得 BIT-10 :2-5份、添加劑：10-15份、去離子水：35-40份。
[0007] 山梨坦單油酸酯：16份、聚乙二醇油酸酯：6份、二甘醇胺：6份、乙二胺四乙酸二 鉀：6份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉：6份、油酸鈉：7份、環烷酸鉀：8份、十二烷基二甲基苄 基氯化銨：6份、油酸三乙醇胺：4份、辛葵酸：6. 5份、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺：3. 5份、二 乙基三胺五乙酸：4份、丁基卡必醇：7份、二異丙醇胺：3. 5份、辛基酚聚氧乙烯醚：6份、蓖 麻油酸：5. 5份、脂肪酸山梨坦：0. 75份、百殺得BIT-10 :3. 5份、添加劑：12. 5份、去離子水： 38份。
[0008] 所述油酸鈉的製備方法如下：先把工業油酸升溫至70°C，然後慢慢加入50%的氫 氧化鈉水溶液，工業油酸與氫氧化鈉的質量比為5 :2,維持溫度在70?75°C之間,然後保溫 I. 5h，製得油酸鈉。
[0009] 所述環烷酸鉀的製備方法如下：先把工業環烷酸加熱升溫至80°C，然後慢慢加入 50%的氫氧化鈉水溶液，工業環烷酸與氫氧化鉀按質量比為5 :2,維持溫度在80?85°C之 間，然後保溫2h，製得環烷酸鉀。
[0010] 所述添加劑為月桂酸、二亞乙基三胺和癸二酸按質量比3 :5 :3的比例混合。
[0011] 一種全合成鎂合金切削液的製備方法，包括以下步驟：a.將辛基酚聚氧乙烯醚、 乙二胺四乙酸二鉀、辛葵酸、油酸鈉、環烷酸鉀、丁基卡必醇與去離子水混合後，在抽真空 的條件下勻速攪拌並加熱至80-90°C反應30-45分鐘，降溫至50°C以下備用；b.將步驟a 中的混合溶液中加入山梨坦單油酸酯、聚乙二醇油酸酯、二甘醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸 鈉、十二烷基二甲基苄基氯化銨、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺、二乙基三胺五 乙酸、二異丙醇胺，在40-50°C勻速攪拌30-45分鐘，加入蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百殺得 BIT-10和添加劑，常溫勻速攪拌60分鐘，製得全合成鎂合金切削液。
[0012] 在步驟a中，將辛基酚聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸二鉀、辛葵酸、油酸鈉、環烷酸 鉀、丁基卡必醇與去離子水混合後，在抽真空的條件下勻速攪拌並加熱至85°C反應40分 鍾，降溫至50°C以下備用。
[0013] 在步驟b中，將步驟a中的混合溶液中加入山梨坦單油酸酯、聚乙二醇油酸酯、二 甘醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基二甲基苄基氯化銨、油酸三乙醇胺、椰子油脂 肪酸二乙醇醯胺、二乙基三胺五乙酸、二異丙醇胺，在45°C勻速攪拌40分鐘。
[0014] 所述油酸鈉的製備方法如下：先把工業油酸升溫至70°C，然後慢慢加入50%的氫 氧化鈉水溶液，工業油酸與氫氧化鈉的質量比為5 :2,維持溫度在70?75°C之間,然後保溫 I. 5h，製得油酸鈉。
[0015] 所述環烷酸鉀的製備方法如下：先把工業環烷酸加熱升溫至80°C，然後慢慢加入 50%的氫氧化鈉水溶液，工業環烷酸與氫氧化鉀按質量比為5 :2,維持溫度在80?85°C之 間，然後保溫2h，製得環烷酸鉀。
[0016] 水基切削液的成分比較複雜，這是因為要顧及乳化系統的穩定，既要考慮諸成分 的HLB值，又要達到各項性能的平衡。由於切削液以水為基質，還應考慮諸成分的水溶性或 在水中分散的性質。
[0017] 在金屬切削加工中，大多數摩擦屬於邊界潤滑摩擦。在邊界潤滑中，由於不存在完 全的油膜，其承載能力已與油的粘度無關，而取決於潤滑液的油性，即潤滑成分是否包含著 對金屬存在強烈吸附的原子團，能在切削界面形成物理吸附膜。 非離子表面活性劑脂肪酸山梨坦中的極性基團對金屬有較大的親合能力，很容易吸附 在金屬表面上，形成吸附潤滑膜。因其疏水基團較大，並有芳環結構，具有油性劑的作用。同 時非離子表面活性劑脂肪酸山梨坦含有N非活性極壓元素，它兼有油性劑和極壓劑的雙重 功效。再與加入的極壓抗磨劑協同作用，形成高強度物理和化學吸附膜，使之在高壓、高溫 和激烈摩擦作用下不致於破壞。能防止或減小工件、切屑、刀具三者之間的直接接觸，達到 減小摩擦及粘結的目的，起到極好的潤滑作用。 油酸三乙醇胺是一種陽離子表面活性劑，作為油性劑添加在切削液中，易在刃具與切 削工件之間形成物理吸附膜，從而起到潤滑作用。另外，油酸三乙醇胺與極壓抗磨劑也有良 好的協同抗磨作用，亦可使潤滑性能顯著提高。 切削液清洗性能的好壞，與切削液的滲透性和流動性緊密相關，表面張力低、滲透性和 流動性好的切削液，清洗性能就好。而且切削液中由於有含量不低的非離子表面活性劑脂 肪酸山梨坦和陽離子表面活性劑的存在，二者協調作用，極大地降低了切削液的表面張力， 明顯地增強了切削液的滲透性和流動性。因而具有很好的清洗性能。 切削液的冷卻作用，取決於它的導熱係數、比熱、汽化熱及汽化速度等。水的導熱係數 為油的3?5倍，比熱為油的2?2. 5倍，故水的冷卻性能比油優越很多。新型水基切削液 中含有較多的水分，所以冷卻性能突出。
[0018] 防鏽劑種類比較多，但是在半合成切削液中，防鏽劑有特別要求，不但要能起到防 鏽作用，添加的這種防鏽劑的HLB值折中，既能溶於油中，而且水中有一定的乳化作用。在 經過大量的試驗過程中，發現使用單一的防鏽添加劑，不及同時使用幾種防鏽劑聯合起來 的作用大，但是並不是隨便將幾種防鏽劑混合在一起就能起到增強的作用，很多防鏽劑混 合在一起並不能起到協同作用，甚至還不如單一防鏽劑的效果。而本發明經過大量的試驗， 提供的該防鏽劑組合之間存在一定的協同增幅，大大增強了其效果。
[0019] 同時非離子表面活性劑脂肪酸山梨坦本身具有防鏽和防腐作用，與加入的防腐劑 產生複合增效作用，在金屬表面形成吸附保護膜層，鈍化膜層，從而阻滯了陰、陽極腐蝕過 程，由於有緻密的履蓋膜，能有效地抗拒介質中的水分子、氧及其他腐蝕性物質的浸入，具 有優良的防腐、防鏽性能。
[0020] 本發明的有益效果：本發明的全合成鎂合金切削液，不含氯、三嗪、芳香烴、亞硝 酸鈉等對人體有害成份，對皮膚無刺激性，對操作者友好；出色的抗泡性，可用於高壓系統 及要求高空氣釋放性的操作條件，軟硬水適用；具有良好的沉屑性，提供切削屑及切削細分 的快速沉降，維持系統清潔及容易清洗排除汙染物，浮油很快在切削液的液面上完全分離； 良好的冷卻性和清洗性，保持工具機和工件的清潔，減少粘性物殘留；潤滑性能優越，在切削 區能形成潤滑油膜，切削液最大無卡咬負荷PB值達到765N以上，最高能達到820N，遠高於 現有技術中500N。切削液的抗菌性極強，使用周期為12個月以上，是市面上鎂合金切削 液使用周期的2-4倍以上；環保型配方的合理化設計的切削液無異味，對皮膚無毒害、無刺 激，能有效保障操作人員的健康和安全。

【具體實施方式】
[0021] 實施例1 本實施例的全合成鎂合金切削液，切削液原料按重量份包括以下組份：山梨坦單油酸 酯：15-17份、聚乙二醇油酸酯：5-7份、二甘醇胺：5-7份、乙二胺四乙酸二鉀：5-7份、脂肪 醇聚氧乙烯醚硫酸鈉：5-7份、油酸鈉：6-8份、環烷酸鉀：7-9份、十二烷基二甲基苄基氯化 銨：5_7份、油酸三乙醇胺：3-5份、辛葵酸：5-8份、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺：3-4份、二乙 基三胺五乙酸：3-5份、丁基卡必醇：6-8份、二異丙醇胺：3-4份、辛基酚聚氧乙烯醚：5-7 份、蓖麻油酸：4_7份、脂肪酸山梨坦：0. 5-1份、百殺得BIT-10 :2-5份、添加劑：10-15份、去 尚子水：35_40份。
[0022] 本實施例中，油酸鈉的製備方法如下：先把工業油酸升溫至70°C，然後慢慢加入 50%的氫氧化鈉水溶液，工業油酸與氫氧化鈉的質量比為5 :2,維持溫度在70?75°C之間， 然後保溫1.5h，製得油酸鈉。
[0023] 本實施例中，環烷酸鉀的製備方法如下：先把工業環烷酸加熱升溫至80°C，然後 慢慢加入50%的氫氧化鈉水溶液，工業環烷酸與氫氧化鉀按質量比為5 :2,維持溫度在 80?85°C之間，然後保溫2h，製得環烷酸鉀。
[0024] 本實施例中，添加劑為月桂酸、二亞乙基三胺和癸二酸按質量比3 :5 :3的比例混 合。
[0025] 本實施例中原料的重量均為：重量份X400KG ; 其製備方法如下：a.將辛基酚聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸二鉀、辛葵酸、油酸鈉、環烷 酸鉀、丁基卡必醇與去離子水混合後，在抽真空的條件下勻速攪拌並加熱至80-90°C反應 30-45分鐘，降溫至50°C以下備用；b.將步驟a中的混合溶液中加入山梨坦單油酸酯、 聚乙二醇油酸酯、二甘醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基二甲基苄基氯化銨、油酸 三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺、二乙基三胺五乙酸、二異丙醇胺，在40-50°C勻速攪拌 30-45分鐘，加入蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百殺得BIT-10和添加劑，常溫勻速攪拌60分鐘， 製得鎂合金半合成切削液。各種物質添加量見前述的重量份數。
[0026] 本實施例的使用方法，將切削液與水按I :15-20稀釋使用。
[0027] 實施例2 本實施例的全合成鎂合金切削液，切削液原料按重量份包括以下組份：山梨坦單油酸 酯：15份、聚乙二醇油酸酯：5份、二甘醇胺：5份、乙二胺四乙酸二鉀：5份、脂肪醇聚氧乙 烯醚硫酸鈉：5份、油酸鈉：6份、環烷酸鉀：7份、十二烷基二甲基苄基氯化銨：5份、油酸三 乙醇胺：3份、辛葵酸：5份、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺：3份、二乙基三胺五乙酸：3份、丁基 卡必醇：6份、二異丙醇胺：3份、辛基酚聚氧乙烯醚：5份、蓖麻油酸：4份、脂肪酸山梨坦： 0. 5份、百殺得BIT-10 :2份、添加劑：10份、去離子水：35份。
[0028] 本實施例中，油酸鈉的製備方法如下：先把工業油酸升溫至70°C，然後慢慢加入 50%的氫氧化鈉水溶液,工業油酸與氫氧化鈉的質量比為5 :2,維持溫度在70°C之間，然後 保溫1.5h，製得油酸鈉。
[0029] 本實施例中，環烷酸鉀的製備方法如下：先把工業環烷酸加熱升溫至80°C，然後 慢慢加入50%的氫氧化鈉水溶液，工業環烷酸與氫氧化鉀按質量比為5 :2,維持溫度在80°C 之間，然後保溫2h，製得環烷酸鉀。
[0030] 本實施例中，添加劑為月桂酸、二亞乙基三胺和癸二酸按質量比3 :5 :3的比例混 合。
[0031] 本實施例中原料的重量均為：重量份X400KG ; 其製備方法如下： a.將辛基酚聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸二鉀、辛葵酸、油酸鈉、環烷酸鉀、丁基卡必醇 與去離子水混合後，在抽真空的條件下勻速攪拌並加熱至80°C反應30分鐘，降溫至50°C 以下備用；b.將步驟a中的混合溶液中加入山梨坦單油酸酯、聚乙二醇油酸酯、二甘醇 胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基二甲基苄基氯化銨、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸 二乙醇醯胺、二乙基三胺五乙酸、二異丙醇胺，在40°C勻速攪拌30分鐘，加入蓖麻油酸、月旨 肪酸山梨坦、百殺得BIT-10和添加劑，常溫勻速攪拌60分鐘，製得鎂合金半合成切削液。各 種物質添加量見前述的重量份數。
[0032] 本實施例的使用方法，將切削液與水按1 :15稀釋使用。
[0033] 本實施例製得的切削液兌水稀釋後使用，具有優良的清洗性能和沉降性能，潤滑 性能、抗腐蝕性能和清洗性能能夠長期匹配，能有效避免鎂合金在加工、存放過程中鎂材表 面腐蝕的現象發生，並且對有色金屬和黑色金屬有非常好的保護作用；工作液無異味，對皮 膚無毒害、無刺激，能有效保障操作人員的健康和安全；同時工作液不會酸敗變質，可以循 環添加使用，無廢液排放，不會汙染環境。產品為淺色透明液體，稀釋液的各項指標達到或 超過GB6144-2010有關指標，切削液最大無卡咬負荷PB值達到765N，防鏽單片在72h以 上，使用周期為8個月以上，加工件常溫下一個月內不生鏽。
[0034] 實施例3 本實施例的全合成鎂合金切削液，切削液原料按重量份包括以下組份：山梨坦單油酸 酯：17份、聚乙二醇油酸酯：7份、二甘醇胺：7份、乙二胺四乙酸二鉀：7份、脂肪醇聚氧乙 烯醚硫酸鈉：7份、油酸鈉：8份、環烷酸鉀：9份、十二烷基二甲基苄基氯化銨：7份、油酸三 乙醇胺：5份、辛葵酸：8份、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺：4份、二乙基三胺五乙酸：5份、丁基 卡必醇：8份、二異丙醇胺：4份、辛基酚聚氧乙烯醚：7份、蓖麻油酸：7份、脂肪酸山梨坦：1 份、百殺得BIT-10 :5份、添加劑：15份、去離子水：40份。
[0035] 本實施例中，油酸鈉的製備方法如下：先把工業油酸升溫至70°C，然後慢慢加入 50%的氫氧化鈉水溶液，工業油酸與氫氧化鈉的質量比為5 :2,維持溫度在75°C之間，然後 保溫1.5h，製得油酸鈉。
[0036] 本實施例中，環烷酸鉀的製備方法如下：先把工業環烷酸加熱升溫至80°C，然後 慢慢加入50%的氫氧化鈉水溶液，工業環烷酸與氫氧化鉀按質量比為5 :2,維持溫度在85°C 之間，然後保溫2h，製得環烷酸鉀。
[0037] 本實施例中，添加劑為月桂酸、二亞乙基三胺和癸二酸按質量比3 :5 :3的比例混 合。
[0038] 本實施例中原料的重量均為：重量份X400KG ; 其製備方法如下： a.將辛基酚聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸二鉀、辛葵酸、油酸鈉、環烷酸鉀、丁基卡必醇 與去離子水混合後，在抽真空的條件下勻速攪拌並加熱至90°C反應45分鐘，降溫至50°C 以下備用；b.將步驟a中的混合溶液中加入山梨坦單油酸酯、聚乙二醇油酸酯、二甘醇 胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基二甲基苄基氯化銨、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸 二乙醇醯胺、二乙基三胺五乙酸、二異丙醇胺，在50°C勻速攪拌45分鐘，加入蓖麻油酸、月旨 肪酸山梨坦、百殺得BIT-10和添加劑，常溫勻速攪拌60分鐘，製得鎂合金半合成切削液。各 種物質添加量見前述的重量份數。
[0039] 本實施例的使用方法，將切削液與水按1 :15稀釋使用。
[0040] 本實施例製得的切削液兌水稀釋後使用，具有優良的清洗性能和沉降性能，潤滑 性能、抗腐蝕性能和清洗性能能夠長期匹配，能有效避免鎂合金在加工、存放過程中鎂材表 面腐蝕的現象發生，並且對有色金屬和黑色金屬有非常好的保護作用；工作液無異味，對皮 膚無毒害、無刺激，能有效保障操作人員的健康和安全；同時工作液不會酸敗變質，可以循 環添加使用，無廢液排放，不會汙染環境。產品為淺色透明液體，稀釋液的各項指標達到或 超過GB6144-2010有關指標，切削液最大無卡咬負荷PB值達到775N，防鏽單片在72h以 上，使用周期為8個月以上，加工件常溫下一個月內不生鏽。
[0041] 實施例4 本實施例的全合成鎂合金切削液，切削液原料按重量份包括以下組份：山梨坦單油酸 酯：15份、聚乙二醇油酸酯：5份、二甘醇胺：5份、乙二胺四乙酸二鉀：5份、脂肪醇聚氧乙 烯醚硫酸鈉：5份、油酸鈉：6份、環烷酸鉀：7份、十二烷基二甲基苄基氯化銨：5份、油酸三 乙醇胺：3份、辛葵酸：5份、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺：4份、二乙基三胺五乙酸：5份、丁基 卡必醇：8份、二異丙醇胺：4份、辛基酚聚氧乙烯醚：7份、蓖麻油酸：7份、脂肪酸山梨坦：1 份、百殺得BIT-10 :5份、添加劑：15份、去離子水：40份。
[0042] 本實施例中，油酸鈉的製備方法如下：先把工業油酸升溫至70°C，然後慢慢加入 50%的氫氧化鈉水溶液，工業油酸與氫氧化鈉的質量比為5 :2,維持溫度在75°C之間，然後 保溫1.5h，製得油酸鈉。
[0043] 本實施例中，環烷酸鉀的製備方法如下：先把工業環烷酸加熱升溫至80°C，然後 慢慢加入50%的氫氧化鈉水溶液，工業環烷酸與氫氧化鉀按質量比為5 :2,維持溫度在85°C 之間，然後保溫2h，製得環烷酸鉀。
[0044] 本實施例中，添加劑為月桂酸、二亞乙基三胺和癸二酸按質量比3 :5 :3的比例混 合。
[0045] 本實施例中原料的重量均為：重量份X400KG ; 其製備方法如下： a.將辛基酚聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸二鉀、辛葵酸、油酸鈉、環烷酸鉀、丁基卡必醇 與去離子水混合後，在抽真空的條件下勻速攪拌並加熱至90°C反應45分鐘，降溫至50°C 以下備用；b.將步驟a中的混合溶液中加入山梨坦單油酸酯、聚乙二醇油酸酯、二甘醇 胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基二甲基苄基氯化銨、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸 二乙醇醯胺、二乙基三胺五乙酸、二異丙醇胺，在50°C勻速攪拌45分鐘，加入蓖麻油酸、月旨 肪酸山梨坦、百殺得BIT-IO和添加劑，常溫勻速攪拌60分鐘，製得鎂合金半合成切削液。各 種物質添加量見前述的重量份數。
[0046] 本實施例的使用方法，將切削液與水按1 :15稀釋使用。
[0047] 本實施例製得的切削液兌水稀釋後使用，具有優良的清洗性能和沉降性能，潤滑 性能、抗腐蝕性能和清洗性能能夠長期匹配，能有效避免鎂合金在加工、存放過程中鎂材表 面腐蝕的現象發生，並且對有色金屬和黑色金屬有非常好的保護作用；工作液無異味，對皮 膚無毒害、無刺激，能有效保障操作人員的健康和安全；同時工作液不會酸敗變質，可以循 環添加使用，無廢液排放，不會汙染環境。產品為淺色透明液體，稀釋液的各項指標達到或 超過GB6144-2010有關指標，切削液最大無卡咬負荷PB值達到795N，防鏽單片在72h以 上，使用周期為10個月以上，加工件常溫下一個月內不生鏽。
[0048] 實施例5 本實施例的全合成鎂合金切削液，切削液原料按重量份包括以下組份：山梨坦單油酸 酯：16份、聚乙二醇油酸酯：6份、二甘醇胺：6份、乙二胺四乙酸二鉀：6份、脂肪醇聚氧乙 烯醚硫酸鈉：6份、油酸鈉：7份、環烷酸鉀：8份、十二烷基二甲基苄基氯化銨：6份、油酸三 乙醇胺：4份、辛葵酸：6. 5份、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺：3. 5份、二乙基三胺五乙酸：4份、 丁基卡必醇：7份、二異丙醇胺：3. 5份、辛基酚聚氧乙烯醚：6份、蓖麻油酸：5. 5份、脂肪酸 山梨坦：〇. 75份、百殺得BIT-10 :3. 5份、添加劑：12. 5份、去離子水：38份。
[0049] 本實施例中，油酸鈉的製備方法如下：先把工業油酸升溫至70°C，然後慢慢加入 50%的氫氧化鈉水溶液,工業油酸與氫氧化鈉的質量比為5 :2,維持溫度在73°C之間,然後 保溫1.5h，製得油酸鈉。
[0050] 本實施例中，環烷酸鉀的製備方法如下：先把工業環烷酸加熱升溫至80°C，然後 慢慢加入50%的氫氧化鈉水溶液，工業環烷酸與氫氧化鉀按質量比為5 :2,維持溫度在83°C 之間，然後保溫2h，製得環烷酸鉀。
[0051] 本實施例中，添加劑為月桂酸、二亞乙基三胺和癸二酸按質量比3 :5 :3的比例混 合。
[0052] 本實施例中原料的重量均為：重量份X400KG ; 其製備方法如下： a.將辛基酚聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸二鉀、辛葵酸、油酸鈉、環烷酸鉀、丁基卡必醇 與去離子水混合後，在抽真空的條件下勻速攪拌並加熱至85°C反應40分鐘，降溫至50°C 以下備用；b.將步驟a中的混合溶液中加入山梨坦單油酸酯、聚乙二醇油酸酯、二甘醇 胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基二甲基苄基氯化銨、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸 二乙醇醯胺、二乙基三胺五乙酸、二異丙醇胺，在45°C勻速攪拌35分鐘，加入蓖麻油酸、月旨 肪酸山梨坦、百殺得BIT-10和添加劑，常溫勻速攪拌60分鐘，製得鎂合金半合成切削液。各 種物質添加量見前述的重量份數。
[0053] 本實施例的使用方法，將切削液與水按1 :15稀釋使用。
[0054] 本實施例製得的切削液兌水稀釋後使用，具有優良的清洗性能和沉降性能，潤滑 性能、抗腐蝕性能和清洗性能能夠長期匹配，能有效避免鎂合金在加工、存放過程中鎂材表 面腐蝕的現象發生，並且對有色金屬和黑色金屬有非常好的保護作用；工作液無異味，對皮 膚無毒害、無刺激，能有效保障操作人員的健康和安全；同時工作液不會酸敗變質，可以循 環添加使用，無廢液排放，不會汙染環境。產品為淺色透明液體，稀釋液的各項指標達到或 超過GB6144-2010有關指標，切削液最大無卡咬負荷PB值達到820N，防鏽單片在72h以 上，使用周期為12個月以上，加工件常溫下一個月內不生鏽。而對於以上技術效果，實施例 5的配比以及工藝參數，使用效果最好，明顯優於其它實施例，為最佳。
[0055] 對比例1 一種多功效全合成切削液，其製備方法如下： 首先製備含磷硼酸酯水基潤滑劑：（1)將硼酸、原料A、丙三醇投入到反應釜中，在抽真 空和不斷攪拌的條件下進行反應，反應溫度為80°C，反應時間120分鐘；（2)關閉抽真空， 反應釜內溫度冷卻至50°C以下，再向反應釜中緩慢加入五氧化二磷，不斷攪拌，控制反應溫 度在90°C以下，加料完畢後攪拌1小時；（3)控制溫度在90°C以下，向反應釜中加純水，攪 拌60分鐘；（4)將反應釜溫度降到室溫，出料，得到含磷硼酸酯水基潤滑劑。然後將自來 水、單乙醇胺、苯並三氮唑、硼酸、含磷硼酸酯水基潤滑劑、癸二酸、新癸酸、低泡表活劑（陶 氏DF-16)、非離子消泡劑（陶氏X-35)在20°C下混合、攪拌均勻即可得到本多功效全合成切 削液。 對比例2 一種全合成金屬切削液，其各組分按質量百分比為：極壓潤滑劑：18-20% ;其中包括： 硼酸：5· 1% -5. 7% ;二乙醇胺：8· 6% -9. 2% ;硫脲：4. 3% -5. 1%。防鏽劑：6-7% ;其中包 括：三乙醇胺：2. 1% -2.3% ;四硼酸鈉：1.9% -2% ;葡萄糖酸鈉：1.7% -1.9%。消泡劑： 0. 1-0. 5% ;殺菌劑：0. 5-1% :剩餘含量為去離子水。
[0056] 所述金屬切削液的配製方法為：1)、有機硼酸酯的合成在圓底燒瓶中按比例 混合硼酸和二乙醇胺，將其放在磁力攪拌油浴槽內，裝上冷凝裝置，保證裝置的密封性，於 140°C下反應，Ih後，無水生成，停止反應；2)、極壓潤滑劑的合成在上述步驟1合成的硼 酸酯中按比例加入硫脲，繼續反應Ih後，停止反應；冷卻後，得到黃綠色黏稠溶液；加入適 量熱水，溶解產物，並將產物轉移；3)、防鏽劑的配製：按比例取三乙醇胺、四硼酸鈉、葡萄 糖酸鈉，投裝入有適量水的燒杯中，機械攪拌，使其均勻的溶於水中，並將PH值調至8-10 ; 4)、取上述2合成的極壓潤滑劑18% -20%，取上述3配製的防鏽劑6% -7%，取消泡劑 0. 1% -0. 5%，取殺菌劑0. 5% -1 %，餘量為去離子水，配製既得所述的全合成金屬切削液。
[0057] 將上述各個實施例所得的切削液基礎液分別在室溫下靜置，觀察其穩定的時間。 結果表明，在長達6個月的時間內，各切削液基礎液均未出現分層變質的現象，可見本發 明的切削液基礎液具有非常優異的穩定性能。對各個實施例配製的切削液進行性能測試， 測試結果見表1。測試方法採用國家相關測試標準，其中防鏽性採用GB/T 6144 5. 9,腐蝕 性採用GB/T 6144 5. 8,四球法採用GB/T 3142。
[0058] 表1、用水稀釋實施例2-5和對比例1-3配製的切削液性能測試結果

【權利要求】
1. 一種全合成鎂合金切削液，其特徵在於切削液原料按重量份包括以下組份：山梨坦 單油酸酯：15-17份、聚乙二醇油酸酯：5-7份、二甘醇胺：5-7份、乙二胺四乙酸二鉀：5-7 份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉：5_7份、油酸鈉：6-8份、環烷酸鉀：7-9份、十二烷基二甲基 苄基氯化銨：5_7份、油酸三乙醇胺：3-5份、辛葵酸：5-8份、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺：3-4 份、二乙基三胺五乙酸：3-5份、丁基卡必醇：6-8份、二異丙醇胺：3-4份、辛基酚聚氧乙 烯醚：5-7份、蓖麻油酸：4-7份、脂肪酸山梨坦：0. 5-1份、百殺得BIT-IO:2-5份、添加劑： 10-15份、去尚子水：35_40份。
2. 根據權利要求1所述的全合成鎂合金切削液，其特徵在於切削液原料按重量份包 括以下組份：山梨坦單油酸酯：16份、聚乙二醇油酸酯：6份、二甘醇胺：6份、乙二胺四乙酸 二鉀：6份、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉：6份、油酸鈉：7份、環烷酸鉀：8份、十二烷基二甲基 苄基氯化銨：6份、油酸三乙醇胺：4份、辛葵酸：6. 5份、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺：3. 5份、 二乙基三胺五乙酸：4份、丁基卡必醇：7份、二異丙醇胺：3. 5份、辛基酚聚氧乙烯醚：6份、 蓖麻油酸：5. 5份、脂肪酸山梨坦：0. 75份、百殺得BIT-10 :3. 5份、添加劑：12. 5份、去離子 水：38份。
3. 根據權利要求1所述的全合成鎂合金切削液，其特徵在於：所述油酸鈉的製備方 法如下：先把工業油酸升溫至70°C，然後慢慢加入50%的氫氧化鈉水溶液，工業油酸與氫氧 化鈉的質量比為5 :2,維持溫度在70?75°C之間，然後保溫I. 5h，製得油酸鈉。
4. 根據權利要求1所述的全合成鎂合金切削液，其特徵在於：所述環烷酸鉀的製備 方法如下：先把工業環烷酸加熱升溫至80°C，然後慢慢加入50%的氫氧化鈉水溶液，工業環 烷酸與氫氧化鉀按質量比為5 :2,維持溫度在80?85°C之間，然後保溫2h，製得環烷酸鉀。
5. 根據權利要求1所述的全合成鎂合金切削液，其特徵在於：所述添加劑為月桂酸、 二亞乙基三胺和癸二酸按質量比3 :5 :3的比例混合。
6. -種權利要求1所述的全合成鎂合金切削液的製備方法，其特徵在於，包括以下 步驟：a.將辛基酚聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸二鉀、辛葵酸、油酸鈉、環烷酸鉀、丁基卡必 醇與去離子水混合後，在抽真空的條件下勻速攪拌並加熱至80-90°C反應30-45分鐘，降溫 至50°C以下備用；b.將步驟a中的混合溶液中加入山梨坦單油酸酯、聚乙二醇油酸酯、 二甘醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、十二烷基二甲基苄基氯化銨、油酸三乙醇胺、椰子油 脂肪酸二乙醇醯胺、二乙基三胺五乙酸、二異丙醇胺，在40-50°C勻速攪拌30-45分鐘，加入 蓖麻油酸、脂肪酸山梨坦、百殺得BIT-10和添加劑，常溫勻速攪拌60分鐘，製得全合成鎂合 金切削液。
7. 根據權利要求6所述的全合成鎂合金切削液的製備方法，其特徵在於：在步驟a中， 將辛基酚聚氧乙烯醚、乙二胺四乙酸二鉀、辛葵酸、油酸鈉、環烷酸鉀、丁基卡必醇與去離 子水混合後，在抽真空的條件下勻速攪拌並加熱至85°C反應40分鐘，降溫至50°C以下備 用。
8. 根據權利要求6所述的全合成鎂合金切削液的製備方法，其特徵在於：在步驟b中， 將步驟a中的混合溶液中加入山梨坦單油酸酯、聚乙二醇油酸酯、二甘醇胺、脂肪醇聚氧 乙烯醚硫酸鈉、十二烷基二甲基苄基氯化銨、油酸三乙醇胺、椰子油脂肪酸二乙醇醯胺、二 乙基三胺五乙酸、二異丙醇胺，在45°C勻速攪拌40分鐘。
9. 根據權利要求6所述的全合成鎂合金切削液的製備方法，其特徵在於：所述油酸鈉 的製備方法如下：先把工業油酸升溫至70°C，然後慢慢加入50%的氫氧化鈉水溶液，工業油 酸與氫氧化鈉的質量比為5 :2,維持溫度在70?75°C之間，然後保溫I. 5h，製得油酸鈉。
10.根據權利要求6所述的全合成鎂合金切削液的製備方法，其特徵在於：所述環烷 酸鉀的製備方法如下：先把工業環烷酸加熱升溫至80°C，然後慢慢加入50%的氫氧化鈉水 溶液，工業環烷酸與氫氧化鉀按質量比為5 :2,維持溫度在80?85°C之間，然後保溫2h，制 得環烷酸鉀。
【文檔編號】C10N40/22GK104312710SQ201410521678
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】張學平, 朱忠海 申請人:蘇州長盛機電有限公司