本發(fā)明涉及金屬切削液領(lǐng)域，具體涉及一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液及其制備方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，鋁合金密度低，但強(qiáng)度比較高，塑性好，可加工成各種型材，有著優(yōu)良的導(dǎo)熱導(dǎo)電性及較好的耐腐蝕性，在工業(yè)上的用途非常廣泛，使用量?jī)H次于鋼，但鋁合金的化學(xué)活性較強(qiáng)、質(zhì)地很軟，粘性強(qiáng)，加工中容易出現(xiàn)粘刀、變色等問(wèn)題，因此針對(duì)鋁合金加工用的專用切削液的需求也日益增長(zhǎng)。

金屬切削液使用壽命一直都是人們關(guān)注的重點(diǎn)，傳統(tǒng)的金屬切削液中需要加入單乙醇胺、三乙醇胺等醇胺物質(zhì)來(lái)延長(zhǎng)切削液的使用壽命，但同時(shí)也會(huì)容易造成鋁材腐蝕、變色等不良現(xiàn)象，且該些醇胺物質(zhì)具有揮發(fā)性，對(duì)眼睛和皮膚有嚴(yán)重的刺激性，嚴(yán)重危害生產(chǎn)工人的身體健康。

專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210444791.8的發(fā)明專利公開(kāi)了一種鋁合金半合成切削液，該專利產(chǎn)品具有一定的切削保護(hù)作用，然而其仍然采用傳統(tǒng)的單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺，在使用壽命上仍然具有很大的限制。其次，還采用了大量氯化石蠟，氯化石蠟作為極壓劑的原理在于高溫下發(fā)生C-Cl 鍵斷裂，其中Cl 與金屬摩擦面中的Fe 元素起反應(yīng)生成的FeCl3 是一層摩擦系數(shù)小、剪切強(qiáng)度低、耐極壓性能高的固體潤(rùn)滑膜，從而達(dá)到防腐潤(rùn)滑的作用。然而其存在兩大缺點(diǎn)：1、其作用限于鋁鐵合金；2、容易產(chǎn)生游離的氯離子，而氯離子對(duì)金屬具有較強(qiáng)的腐蝕作用。盡管氯化石蠟物美價(jià)廉，然而由于處理氯化廢液涉及環(huán)境污染和毒性問(wèn)題，因此在自19世紀(jì)80年代，歐洲已經(jīng)逐步減少氯化石蠟在金屬加工切削液中的使用，特別是德國(guó)，在20世紀(jì)已經(jīng)禁止使用氯化石蠟或含氯化蠟添加劑。

因此，研制一種防腐蝕性能好而又使用壽命長(zhǎng)的性能優(yōu)良的鋁合金切削液已是當(dāng)務(wù)之急。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種防腐蝕性能好而又使用壽命長(zhǎng)的性能優(yōu)良的鋁合金切削液及其制備方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液，由以下重量百分比的原料組成：

礦物油 10%-30%

醇胺 5%-15%

乳化劑 5%-12%

防銹劑 3%-8%

潤(rùn)滑劑 3%-10%

緩蝕劑 1%-4%

極壓劑 1%-4%

消泡劑 0.5%-1%

殺菌劑 1%-3%

余量為水；

其中所述醇胺為二甘醇胺、N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和二異丙醇胺中的至少一種。優(yōu)選地，所述醇胺由二甘醇胺、N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一種與二異丙醇胺復(fù)配而成。二甘醇胺對(duì)鈷金屬溶出遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它胺，對(duì)鋁金屬污斑腐蝕低，從而延長(zhǎng)切削工具使用壽命；N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二異丙醇胺可起到緩蝕、乳化、調(diào)節(jié)pH等作用。本發(fā)明配方摒棄了傳統(tǒng)的單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺作為pH調(diào)節(jié)劑，并通過(guò)特殊地復(fù)配模式，使切削液具有更好的穩(wěn)定性，同時(shí)降低成本。其次，本發(fā)明還通過(guò)各原料的用量調(diào)整，降低了極壓劑的用量，并保持切削液優(yōu)良的防腐潤(rùn)滑的作用。

其中，所述礦物油為環(huán)烷基礦物油或石蠟基礦物油。

其中，所述乳化劑由非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑組成；所述非離子表面活性劑為脂肪醇聚氧乙烯醚、烷氧基醇醚、脂肪酸酰胺中的至少一種，所述陰離子表面活性劑為石油磺酸鈉。非離子表面活性劑穩(wěn)定性高，不易受強(qiáng)電解質(zhì)影響，也不易受酸堿性影響，與陰離子表面活性劑配伍性良好，并通過(guò)采用特定的表面活性劑，有利于提高乳化劑分散、乳化、潤(rùn)濕的效果，解決傳統(tǒng)半合成切削液潤(rùn)濕性差的問(wèn)題。

其中，所述乳化劑由非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑按重量比2:1的比例混合組成。優(yōu)選地，所述乳化劑由脂肪醇聚氧乙烯醚和石油磺酸鈉按重量比2:1的比例混合組成，或由烷氧基醇醚和石油磺酸鈉按重量比2:1的比例混合組成。

其中，所述防銹劑包括硼酸酯，還包括月桂酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸中的至少一種。優(yōu)選地，所述防銹劑由月桂酸：十一碳二元酸：十二碳二元酸：硼酸酯按重量比2:1:2:3的比例混合組成，或由十二碳二元酸：硼酸酯按重量比1:2的比例混合組成，或由十一碳二元酸：十二碳二元酸：硼酸酯按重量比1:1:3的比例混合組成。單一的防銹劑的防銹性能不理想，良好的協(xié)同作用可以減少添加劑的用量，但并未所有防銹劑都具有相互促進(jìn)作用，有些甚至可產(chǎn)生反作用，這是因?yàn)榍邢饕褐泻卸喾N表面活性劑、防銹劑等極性分子，它們的極性不同，對(duì)金屬表面吸附能力也不同，有些分子吸附能力強(qiáng)但非成膜不夠致密，有些分子吸附能力不強(qiáng)但成膜致密。只有對(duì)這些極性分子的極性基和非極性基進(jìn)行適當(dāng)?shù)钠胶獠拍苁箻O性基牢固吸附在金屬表面，防銹劑才能顯現(xiàn)出良好的防銹性能。本發(fā)明的月桂酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸不但能滿足防銹的作用，還是優(yōu)秀的潤(rùn)滑劑、油性劑、表面活性劑，并且對(duì)環(huán)境友好，與硼酸酯形成復(fù)配模式，能夠降低防銹劑所需濃度，減少試劑用量并提高防銹能力。并且硼酸酯能在金屬摩擦表面形成吸附膜，以及通過(guò)水解作用或與其它用劑發(fā)生摩擦化學(xué)反應(yīng)形成沉積膜，具有優(yōu)良的極壓潤(rùn)滑功能，協(xié)同本配方體系的極壓劑，有效降低其用量，提升切削液的防腐功效。

其中，所述潤(rùn)滑劑為妥爾油酸和自乳化酯中的一種或兩種。優(yōu)選地，所述潤(rùn)滑劑由妥爾油酸和自乳化酯按重量比1:1的比例混合組成。自乳化酯、妥爾油酸除了具有優(yōu)良的潤(rùn)滑性能，還具有良好的乳化性、生物降解性和低毒性，與本發(fā)明的石油磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷氧基醇醚、脂肪酸酰胺復(fù)合使用，能夠有效降低油水界面張力，賦予本發(fā)明切削液良好的潤(rùn)滑性和優(yōu)異的冷卻性。

其中，所述緩蝕劑為三唑衍生物、鉬酸鹽、硅氧烷中的至少一種，具體地，可采用廣州米奇化工有限公司的COINFAL A127和萊茵化學(xué)的RC5820，該兩種緩蝕劑不含目前工業(yè)中使用的傳統(tǒng)磷和硅酸鹽，可提供乳化和潤(rùn)滑功能，可以降低配方中其他表面活性劑的用量，并通過(guò)在金屬表面形成一層致密穩(wěn)定的薄膜，有效保護(hù)各種鋁合金。

其中，所述極壓劑包括脂肪基磷酸酯。本發(fā)明的脂肪基磷酸酯可與醇胺發(fā)生中和反應(yīng)產(chǎn)生脂肪基磷酸酯銨鹽，該磷酸酯銨鹽不僅提高了本發(fā)明切削液的四球極壓性能，還提高了梯姆肯極壓性能，在低含量下就能顯現(xiàn)其優(yōu)異的極壓性能，而且不具有硫元素，因此不會(huì)對(duì)有色金屬造成腐蝕。

優(yōu)選地，所述極壓劑由脂肪基磷酸酯與二硫代氨基甲酸酯按重量比3:1的比例混合組成，引入含硫極壓劑，對(duì)于鋁合金金屬副作用甚少，但是生成的金屬硫化膜更耐高溫，兩者的復(fù)配協(xié)同，可以大幅度提高切削液的抗氧化性和抗磨性。

其中，所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑。

其中，所述殺菌劑為2,6-二甲基嗎啉、苯并異噻唑啉酮中和碘代丙炔基氨基甲酸丁酯中的至少一種。優(yōu)選地，所述殺菌劑由2,6-二甲基嗎啉、苯并異噻唑啉酮中的一種與碘代丙炔基氨基甲酸丁酯混合組成。影響切削液使用壽命的主要問(wèn)題之一為微生物滋長(zhǎng)，使切削液變質(zhì)發(fā)臭，本發(fā)明通過(guò)醇胺與殺菌劑的復(fù)配作用，有效抑制微生物的繁殖。

本發(fā)明還提供了一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液的制備方法：在礦物油中依次加入醇胺、乳化劑、防銹劑、潤(rùn)滑劑、緩蝕劑、極壓劑、消泡劑、殺菌劑和水，混合攪拌均勻，即得到所述的一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液。

本發(fā)明的有益效果：1、本發(fā)明選用特定的乳化劑，與礦物油、醇胺、防銹劑、潤(rùn)滑劑、緩蝕劑、極壓劑、消泡劑、殺菌劑進(jìn)行合理配伍，使本發(fā)明產(chǎn)品具有較長(zhǎng)的使用壽命，并實(shí)現(xiàn)其優(yōu)良的防腐蝕性能；2、本發(fā)明采用的醇胺和緩蝕劑能夠有效防止鋁合金腐蝕變色，同時(shí)因?yàn)榫哂袃?yōu)良的pH穩(wěn)定性和抗菌性，大大延長(zhǎng)了切削液的使用壽命；3、本發(fā)明采用無(wú)氯極壓劑，在生產(chǎn)過(guò)程無(wú)毒性氣體產(chǎn)生，降低對(duì)人體的損傷，且本發(fā)明通過(guò)各組成的配伍作用，降低極壓劑的用量，對(duì)環(huán)境友好。

具體實(shí)施方式

結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液，由以下重量百分比的原料組成：

礦物油 10%

醇胺 15%

乳化劑 5%

防銹劑 8%

潤(rùn)滑劑 10%

緩蝕劑 4%

極壓劑 4%

消泡劑 0.5%

殺菌劑 1%

余量為水；

所述礦物油為環(huán)烷基礦物油；

所述醇胺由二甘醇胺與二異丙醇胺按重量比1:2的比例混合組成；

所述乳化劑由脂肪醇聚氧乙烯醚和石油磺酸鈉按重量比2:1的比例混合組成；

所述防銹劑由月桂酸：十一碳二元酸：十二碳二元酸：硼酸酯按重量比2:1:2:3的比例混合組成；

所述潤(rùn)滑劑由妥爾油酸和自乳化酯按重量比1:1的比例混合組成；

所述緩蝕劑為廣州米奇化工有限公司的COINFAL A127；

所述極壓劑為脂肪基磷酸酯；

所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑；

所述殺菌劑由2,6-二甲基嗎啉和碘代丙炔基氨基甲酸丁酯按重量比1:1的比例混合組成。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液，由以下重量百分比的原料組成：

礦物油 30%

醇胺 5%

乳化劑 12%

防銹劑 3%

潤(rùn)滑劑 3%

緩蝕劑 1%

極壓劑 1%

消泡劑 1%

殺菌劑 3%

余量為水；

所述醇胺由2-氨基-2-甲基-1-丙醇中與二異丙醇胺按重量比2:3的比例混合組成；

其中，所述礦物油為石蠟基礦物油；

所述乳化劑由烷氧基醇醚和石油磺酸鈉按重量比2:1的比例混合組成；

所述防銹劑由十二碳二元酸和硼酸酯按重量比1:2的比例混合組成；

所述潤(rùn)滑劑為妥爾油酸；

所述緩蝕劑為萊茵化學(xué)的RC5820；

所述極壓劑為脂肪基磷酸酯；

所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑

所述殺菌劑由苯并異噻唑啉酮中和碘代丙炔基氨基甲酸丁酯中按重量比2:1的比例混合組成。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液，由以下重量百分比的原料組成：

礦物油 20%

醇胺 10%

乳化劑 9%

防銹劑 5%

潤(rùn)滑劑 6%

緩蝕劑 2%

極壓劑 2%

消泡劑 1%

殺菌劑 2%

余量為水；

所述醇胺由N-甲基二乙醇胺和二異丙醇胺按重量比1:1的比例混合組成；

其中，所述礦物油為石蠟基礦物油；

所述乳化劑由脂肪酸酰胺和石油磺酸鈉按重量比2:1的比例混合組成；

所述防銹劑由十一碳二元酸：十二碳二元酸：硼酸酯按重量比1:1:3的比例混合組成；

所述潤(rùn)滑劑為自乳化酯；

所述緩蝕劑為廣州米奇化工有限公司的COINFAL A127；

所述極壓劑由脂肪基磷酸酯；

所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑

所述殺菌劑為2,6-二甲基嗎啉和碘代丙炔基氨基甲酸丁酯按重量比1:1的比例混合組成。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液，由以下重量百分比的原料組成：

礦物油 25%

醇胺 7%

乳化劑 10%

防銹劑 7%

潤(rùn)滑劑 4%

緩蝕劑 3%

極壓劑 2.5%

消泡劑 0.8%

殺菌劑 1.5%

余量為水；

所述醇胺由二甘醇胺、N-甲基二乙醇胺和二異丙醇胺按重量比1:1:1的比例混合組成；

其中，所述礦物油為環(huán)烷基礦物油；

所述乳化劑由脂肪醇聚氧乙烯醚、烷氧基醇醚和石油磺酸鈉按重量比1:2:1的比例混合組成；

所述防銹劑由月桂酸、十一碳二元酸、硼酸酯按重量比2:1:3的比例混合組成；

所述潤(rùn)滑劑由妥爾油酸和自乳化酯按按重量比4:1的比例混合組成；

所述緩蝕劑由苯并三氮唑、鉬酸鈉按重量比1:2的比例混合組成；

所述極壓劑由脂肪基磷酸酯與二硫代氨基甲酸酯按重量比3:1的比例混合組成；

所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑；

所述殺菌劑由2,6-二甲基嗎啉、苯并異噻唑啉酮中和碘代丙炔基氨基甲酸丁酯按重量比1:1:2的比例混合組成。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液，由以下重量百分比的原料組成：

礦物油 15%

醇胺 12%

乳化劑 7%

防銹劑 4%

潤(rùn)滑劑 4%

緩蝕劑 2%

極壓劑 3%

消泡劑 0.6%

殺菌劑 2.3%

余量為水；

所述醇胺由二甘醇胺、N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和二異丙醇胺按重量比1:2:2:3的比例混合組成；

其中，所述礦物油為石蠟基礦物油；

所述乳化劑由脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸酰胺和石油磺酸鈉按重量比3:2:2的比例混合組成；

所述防銹劑由十一碳二元酸、十二碳二元酸和硼酸酯按重量比1:2:1的比例混合組成；

所述潤(rùn)滑劑為自乳化酯；

所述緩蝕劑為鉬酸鈉和硅氧烷酮按按重量比1:1的比例混合組成；

所述極壓劑由脂肪基磷酸酯與二硫代氨基甲酸酯按重量比2:1的比例混合組成；

所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑；

所述殺菌劑為2,6-二甲基嗎啉、苯并異噻唑啉酮和碘代丙炔基氨基甲酸丁酯按重量比1:2:3的比例混合組成。

實(shí)施例6

本實(shí)施例的一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液，由以下重量百分比的原料組成：

礦物油 12%

醇胺 14%

乳化劑 7%

防銹劑 7%

潤(rùn)滑劑 6%

緩蝕劑 1.5%

極壓劑 3.5%

消泡劑 0.9%

殺菌劑 1.8%

余量為水；

所述醇胺由二甘醇胺、N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中和二異丙醇胺按重量比1:1:3:2的比例混合組成；

其中，所述礦物油為環(huán)烷基礦物油；

所述乳化劑由脂肪醇聚氧乙烯醚、烷氧基醇醚、脂肪酸酰胺和石油磺酸鈉重量比2:1:1:2的比例混合組成；

所述防銹劑由月桂酸、十一碳二元酸、十二碳二元酸和硼酸酯按重量比3:1:3:4的比例混合組成；

所述潤(rùn)滑劑由妥爾油酸和自乳化酯按重量比1:3的比例混合組成；

所述緩蝕劑由苯并三氮唑、鉬酸鈉、硅氧烷酮按重量比2:2:3的比例混合組成；

所述極壓劑由脂肪基磷酸酯與二硫代氨基甲酸酯按重量比1:1的比例混合組成；

所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑；

所述殺菌劑由2,6-二甲基嗎啉、苯并異噻唑啉酮中和碘代丙炔基氨基甲酸丁酯按重量比1:1:1的比例混合組成。

實(shí)施例7

本實(shí)施例的一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液，由以下重量百分比的原料組成：

礦物油 28%

醇胺 13%

乳化劑 10%

防銹劑 4.5%

潤(rùn)滑劑 8.5%

緩蝕劑 3.2%

極壓劑 2.2%

消泡劑 0.75%

殺菌劑 2.6%

余量為水；

所述醇胺由二甘醇胺、N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和二異丙醇胺按重量比3:2:1:5的比例混合組成；

其中，所述礦物油為石蠟基礦物油；

所述乳化劑由脂肪醇聚氧乙烯醚、烷氧基醇醚、脂肪酸酰胺和石油磺酸鈉按重量比1:1:2:2的比例混合組成；

所述防銹劑由月桂酸、十二碳二元酸和硼酸酯按重量比1:1:2的比例混合組成；

所述潤(rùn)滑劑由妥爾油酸和自乳化酯按重量比3:2的比例混合組成；

所述緩蝕劑由苯并三氮唑、鉬酸鈉、硅氧烷酮按重量比1:3:3的比例混合組成；

所述極壓劑由脂肪基磷酸酯與二硫代氨基甲酸酯按重量比3:2的比例混合組成；

所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑；

所述殺菌劑由2,6-二甲基嗎啉、苯并異噻唑啉酮中和碘代丙炔基氨基甲酸丁酯按重量比1:1:4的比例混合組成。

實(shí)施例8

本實(shí)施例的一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液，由以下重量百分比的原料組成：

礦物油 17%

醇胺 11%

乳化劑 9%

防銹劑 5%

潤(rùn)滑劑 5%

緩蝕劑 3%

極壓劑 1%

消泡劑 0.9%

殺菌劑 3%

余量為水；

所述醇胺由二甘醇胺、N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇和二異丙醇胺按重量比1:2:1:2的比例混合組成；

其中，所述礦物油為環(huán)烷基礦物油；

所述乳化劑由脂肪醇聚氧乙烯醚和石油磺酸鈉按重量比1:1的比例混合組成；

所述防銹劑由月桂酸和硼酸酯按重量比1:2的比例混合組成；

所述潤(rùn)滑劑由妥爾油酸和自乳化酯按重量1:1的比例混合組成；

所述緩蝕劑為鉬酸鈉；

所述極壓劑由脂肪基磷酸酯與二硫代氨基甲酸酯按重量比3:1的比例混合組成；

所述消泡劑為有機(jī)硅消泡劑；

所述殺菌劑由2,6-二甲基嗎啉、苯并異噻唑啉酮中和碘代丙炔基氨基甲酸丁酯按重量比3:1:2的比例混合組成。

實(shí)施例1-8分別通過(guò)在礦物油中依次加入醇胺、乳化劑、防銹劑、潤(rùn)滑劑、緩蝕劑、極壓劑、消泡劑、殺菌劑和水，混合攪拌均勻，即得到所述的一種使用壽命長(zhǎng)的鋁合金切削液。

對(duì)實(shí)施例1-8進(jìn)行GB/T6144和GB/T7919測(cè)試，得到GB/T6144測(cè)試表（下表）。

實(shí)施例1-8的切削液不含氯、亞硝酸鹽、苯酚，通過(guò)GB/T6144《合成切削液》的測(cè)試和GB/T7919的毒性試驗(yàn)，防腐防銹性能優(yōu)良，尤其應(yīng)用在鋁合金上防腐效果顯著，能夠長(zhǎng)期使用，經(jīng)客戶反饋，更換一次本發(fā)明的切削液的周期為1年左右，對(duì)環(huán)境友好，人體損害極小。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。