本發明涉及一種金屬切削液，具體涉及一種全合成切削液及其生產方法。
背景技術：
水基金屬切削液可分為可溶性油、半合成切削液和全合成切削液三種。與可溶性油及半合成切削液相比，全合成切削液不含礦物油，其各組分如防銹劑、極壓抗磨添加劑、表面活性劑、防腐劑和消泡劑等多種添加劑均溶于水，稀釋液呈透明狀或半透明狀。全合成切削液具有以下主要優點：(1)優良的冷卻和清洗性能，因此適合高速切削加工；(2)溶液透明，具有良好的可見性，特別適合數控機床、加工中心等現代加工設備使用；(3)不含礦物油，則使用過程難于腐敗變質，因此使用壽命長。
但常見的全合成切削液中會在加工中出現泡沫大、磨削后的渣削沉降差、防銹性能差等問題，產生泡沫大的原因是由于現有產品中的非離子、陰離子表面活性劑所產生，雖可加入消泡劑進行抑泡但效果不是很好且提高了制作成本，現有產品中進行磨削后渣削無法沉降導致磨削后渣削漂浮于液箱中會導致加工機器水泵堵塞，對于環境較為潮濕的加工場地防銹周期短，使用5-10％的高濃度才能到達預期，同時具有氣相防銹性可以隔絕濕氣及許多其它化學成份造成的腐蝕。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種全合成切削液及其生產方法，其具有泡沫少、渣削沉降性好、防銹周期長、使用濃度低等特點。
為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：一種全合成切削液，按照重量百分比計，包括以下組分：聚醚：5％～20％；PH值調整劑：35％～50％；防銹劑：1％～5％；氣相防銹劑：0.5％～2％；緩蝕劑：1％～3％；水：20％～57％。
在上述技術方案的基礎上，所述聚醚為下述物質中的至少一種：為聚醚多元醇HSH-204、聚醚多元醇HSH-206、聚醚多元醇HSH-210、聚醚多元醇HSH-215、聚醚多元醇HSH-220、聚醚多元醇HSH-230、聚醚多元醇HSH-303、聚醚多元醇HSH-305、聚醚多元醇HSH-310，異構十三醇無規聚醚TPE-1000、丙二醇無規聚醚PPE-1500、丙三醇無規聚醚GPE-3000、丁醇無規聚醚BPE-1000、丁醇無規聚醚BPE-1500、丁醇無規聚醚BPE-2500、月桂酸無規聚醚LPE-1200、十二醇無規聚醚CPE-1500，聚乙二醇、聚丙二醇，丙二醇嵌段聚醚L31、丙二醇嵌段聚醚L35、丙二醇嵌段聚醚F38、丙二醇嵌段聚醚L42、丙二醇嵌段聚醚L43、丙二醇嵌段聚醚L44、丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L62、丙二醇嵌段聚醚L63、丙二醇嵌段聚醚L64、丙二醇嵌段聚醚P65、丙二醇嵌段聚醚F68。
在上述技術方案的基礎上，所述PH值調整劑為下述物質中的至少一種：單乙醇胺、二乙醇胺，三乙醇胺，烷醇酰胺、脂肪醇酰胺、二甘醇胺、AMP-95、三異丙醇胺、乙二醇單異丙醇胺、異丙醇胺。
在上述技術方案的基礎上，所述防銹劑為下述物質中的至少一種：葵二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸、十四碳二酸、十五碳二酸、十六碳二酸。
在上述技術方案的基礎上，所述氣相防銹劑為下述物質中的至少一種：辛酸二環己胺，亞硝酸二環己胺等合成物。
在上述技術方案的基礎上，所述緩蝕劑為下述物質中的至少一種：聚季銨鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、烏洛托品等緩蝕劑。
本發明還提供一種基于上述全合成切削液的生產方法，包括以下步驟：步驟S1.常溫下，向反應釜中加入適量的水；步驟S2.加入PH值調節劑、防銹劑進行攪拌反應；攪拌5-8分鐘，直至防銹劑完全溶解；步驟S3.加入氣相防銹劑，攪拌直至完全溶解；步驟S4.加入緩蝕劑，攪拌5-10分鐘；步驟S5.加入聚醚，攪拌5-10分鐘，攪拌后使產品呈透明液體，產品即成型。
在上述技術方案的基礎上，上述投料間隔為8分鐘，攪拌速度為60轉/分鐘。
本發明的有益效果在于：
1、本發明的全合成切削液通過添加PH值調整劑與防銹劑按3:1反應生成一種特殊的防銹成分，能夠有效的吸附在金屬表面形成一種肉眼不可見的保護膜，從而達到隔絕空氣和水對金屬表面的腐蝕，多余的未反應的PH值調整劑也可以吸附在金屬表面與酸性物質中和，防止酸腐蝕，氣相防銹劑會自然揮發形成一層氣體膜層給予工件最大的防銹保護，通過添加聚醚類物質可有效降低水的表面張力從而抑制氣泡的產生，而添加緩蝕劑可起到扯破液體氣泡的作用，兩者相結合從而達到抑泡作用。
2、本發明的全合成切削液通過添加PH值調整劑和防銹劑可延長工件的防銹時間，使用濃度低，市面上使用最低濃度為5％,本品使用濃度只需2.5％即可滿足防銹要求，起到了保護環境，節約成本的作用，通過添加緩蝕劑，有助于磨削后的渣削沉降，從而改善渣削沉降性能；通過添加氣相防銹劑可以隔絕濕氣及許多其它化學成份造成的腐蝕。
3、本發明的全合成切削液不含有對人體或環境產生不利影響的亞硝酸鹽、有機酚等有毒化學品，是一種環保型的高效全合成切削液，防銹性和潤滑性能優越，尤其適合用于鑄鐵、碳鋼、不銹鋼等金屬的加工。相比于眼下大部分生產廠家需要進行生產中間體相比，本發明所述全合成削液的生產方法完全不需要中間體，而是一次性不間斷投料加工直至產品成型為止，有效的提高了生產效率，避免了不必要的化學原料的浪費和減少了對環境的污染。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。本發明對其加入量進行限定，只是便于本發明的實施，并不說明在本發明所限定的范圍外不能實施。
本發明公布了一種全合成切削液，其包括如下重量百分比的組分：
聚醚：5％～20％；
PH值調整劑：35％～50％；
防銹劑：1％～5％；
氣相防銹劑：0.5％～2％；
緩蝕劑：1％～3％；
水：20％～57％。
優選的，所述聚醚為聚醚多元醇HSH-204、聚醚多元醇HSH-206、聚醚多元醇HSH-210、聚醚多元醇HSH-215、聚醚多元醇HSH-220、聚醚多元醇HSH-230、聚醚多元醇HSH-303、聚醚多元醇HSH-305、聚醚多元醇HSH-310，異構十三醇無規聚醚TPE-1000、丙二醇無規聚醚PPE-1500、丙三醇無規聚醚GPE-3000、丁醇無規聚醚BPE-1000、丁醇無規聚醚BPE-1500、丁醇無規聚醚BPE-2500、月桂酸無規聚醚LPE-1200、十二醇無規聚醚CPE-1500，聚乙二醇、聚丙二醇，丙二醇嵌段聚醚L31、丙二醇嵌段聚醚L35、丙二醇嵌段聚醚F38、丙二醇嵌段聚醚L42、丙二醇嵌段聚醚L43、丙二醇嵌段聚醚L44、丙二醇嵌段聚醚L61、丙二醇嵌段聚醚L62、丙二醇嵌段聚醚L63、丙二醇嵌段聚醚L64、丙二醇嵌段聚醚P65、丙二醇嵌段聚醚F68中的一種或者幾種的混合物。通過添加緩蝕劑，可有效降低切削液表面張力，從而抑制氣泡。
優選的，所述PH值調整劑為單乙醇胺、二乙醇胺，三乙醇胺，烷醇酰胺、脂肪醇酰胺、二甘醇胺、AMP-95(化學名稱2-氨基-2-甲基-1-丙醇，結構式為(CH3)2C(NH2)CH2OH)、三異丙醇胺、乙二醇單異丙醇胺、異丙醇胺中的一種或者幾種的混合物。通過PH值調節劑將切削液的PH值調節為9.7～10.0，使切削液的PH值穩定在最佳值，這樣不僅能有效抑制細菌的滋生繁殖避免切削液發臭的問題，同時可以有效延長工件防銹時間。
優選的，所述防銹劑為葵二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸、十四碳二酸、十五碳二酸、十六碳二酸等脂肪族二元羧酸中的一種或者幾種的混合物。防銹劑能夠在金屬表面上形成一層潤滑膜，可以抑制濕氣及許多其它化學成份造成的腐蝕。
優選的，所述氣相防銹劑為辛酸二環己胺，亞硝酸二環己胺等合成物的一種或者幾種的混合物。氣相防銹劑能夠在快速揮發在工件表面形成一層氣體保護膜，可以隔絕濕氣及許多其它化學成份造成的腐蝕。
優選的，所述緩蝕劑為聚季銨鹽、硼酸鹽、硅酸鹽、烏洛托品等緩蝕劑中的一種或幾種的混合物。通過加入緩蝕劑，其不僅具有優良的緩蝕效果，也可降低全合成切削液表面張力，從而抑制氣泡；此外，有助于磨削后的渣削沉降，從而改善渣削沉降性能。
同時，本發明還提供全合成切削液的生產方法，包括以下步驟：
步驟S1.常溫下，向反應釜中加入適量的水；
步驟S2.加入PH值調節劑、防銹劑進行攪拌反應；攪拌5-8分鐘，直至防銹劑完全溶解；
步驟S3.加入氣相防銹劑，攪拌直至完全溶解；
步驟S4.加入緩蝕劑，攪拌5-10分鐘；
步驟S5.加入聚醚，攪拌5-10分鐘，攪拌后使產品呈透明液體，產品即成型。
優選的，上述投料間隔為8分鐘，攪拌速度為60轉/分鐘。
以下結合具體實施方式介紹本發明的全合成切削液。
實施例1
本實施例1的全合成切削液，其包括如下重量百分比的組分：PH值調整劑47％，防銹劑4％，緩蝕劑2％，氣相防銹劑：0.5％，聚醚5％，水：41.5％。
具體的，按照重量百分比計，其包括如下組分：單乙醇胺：15％，二甘醇胺：7％，三乙醇胺：25％；十一碳二酸：4％；硼酸鹽：2％；辛酸二環己胺：0.5％；聚乙二醇：5％；水：41.5％。
具體的，按照重量百分比計，其包括如下組分：單乙醇胺17％，二乙醇胺：3％，三乙醇胺：27％；葵二酸：4％；亞硝酸二環己胺：0.5％；烏洛托品：2％；聚乙二醇：2.5％，聚丙二醇：2.5％；水：41.5％。
實施例2
本實施例2的全合成切削液，其包括如下重量百分比的組分：包括以下重量百分比原料：PH值調整劑35％，聚醚10％，防銹劑1％，緩蝕劑1％，氣相防銹劑：1％，水：52％。
具體的，按照重量百分比計，其包括如下組分：三乙醇胺：25％，AMP-95：10％；十三碳二酸：1％；硅酸鹽：1％；辛酸二環己胺：1％；丙二醇嵌段聚醚L61：10％；水：52％。
具體的，按照重量百分比計，其包括如下組分：單異丙醇胺：35％；癸二酸：1％；硼酸鹽：1％；亞硝酸二環己胺：1％；異構十三醇無規聚醚TPE-1000：10％；水：52％。
實施例3
本實施例3的全合成切削液，其包括如下重量百分比的組分：PH值調整劑50％，聚醚：20％，防銹劑5％，緩蝕劑3％，氣相防銹劑2％，水：20％。
具體的，按照重量百分比計，其包括如下組分：三異丙醇胺：50％；十四碳二酸：1％，葵二酸：4％；硅酸鹽：3％；辛酸二環己胺1％，亞硝酸二環己胺：1％；月桂酸無規聚醚LPE-1200：20％；水：20％。
具體的，按照重量百分比計，其包括如下組分：乙二醇單異丙醇胺：25％，三異丙醇胺：25％；十四碳二酸：2.5％，十二碳二酸混合物：2.5％；聚季銨鹽：3％；亞硝酸二環己胺：2％；聚乙二醇：10％，聚丙二醇：10％；水：20％。
實施例4
本實施例4的全合成切削液，其包括如下重量百分比的組分：包括以下重量百分比原料：PH值調整劑32％，聚醚8％，防銹劑1％，緩蝕劑1％，氣相防銹劑：1％，水：57％。
具體的，按照重量百分比計，其包括如下組分：三乙醇胺12％，異丙醇胺：20％；十三碳二酸：0.5％，十四碳二酸：0.5％；烏洛托品：0.5％，硅酸鹽：0.5％；辛酸二環己胺：1％；丙二醇嵌段聚醚L61：8％；水：57％。
具體的，按照重量百分比計，其包括如下組分：三異丙醇胺：10％，乙二醇單異丙醇胺：2％；異丙醇胺20％：十二碳二酸：0.5％；十三碳二酸：0.25％；十四碳二酸：0.25％，硼酸鹽：0.5％，聚季銨鹽：0.5％；亞硝酸二環己胺：0.75％，辛酸二環己胺：0.25％；異構十三醇無規聚醚TPE-1000：10％；水：57％。
將上述實施例得到的全合成切削液與市售同類產品(武漢玻爾科技股份有限公司，S350全合成切削液)進行性能試驗對比，其結果如下所示：
其中：與市場銷售同類型產品比較，
A代表性能優異；
B代表性能相當；
C代表性能低劣。
具體的，各分項實驗過程和結果如下：
1.防銹性能測試
采用鑄鐵粉試驗，用己烷和丙酮將材質FC-200鑄鐵粉屑洗凈、干燥，將濾紙放置于直徑為90mm的淺底盤，取10g的FC-200粉末置于濾紙上并導入各試料液將其完全浸泡為止，5分鐘后，倒干試料，放置于室內，觀察是否有生銹情況發生。
試驗結果如下表所示：
其中：A代表無生銹
B代表部分生銹
C代表全面生銹
2.消泡性能測試
2.1攪拌式起泡試驗
將濃度為20倍的試料液500g倒入攪拌機，攪拌30秒后，測量剛停止時的泡沫高度，及測量泡沫消失到液面所需的時間。
試驗結果如下表所示：
2.2均質混合器起泡試驗
使用均質混合器，將濃度為20倍的各試料液500g倒入1L燒杯中，攪拌5分鐘后，測量剛停止時的泡沫高度，及測量泡沫消失到液面所需時間。
試驗結果如下表所示：
本發明的全合成切削液通過添加緩蝕劑與聚醚，二者結合可有效降低切削液表面張力，從而抑制氣泡；此外，通過添加緩蝕劑，有助于磨削后的渣削沉降，從而改善渣削沉降性能；通過添加PH值調整劑和防銹劑可延長工件的防銹時間，使用濃度低，市面上使用最低濃度為5％,本品使用濃度只需2.5％即可滿足防銹要求，起到了保護環境，節約成本的作用，通過添加氣相防銹劑可以隔絕濕氣及許多其它化學成份造成的腐蝕；本發明的全合成切削液不含有對人體或環境產生不利影響的亞硝酸鹽、有機酚等有毒化學品，是一種環保型的高效全合成切削液，防銹性和潤滑性能優越，尤其適合用于鑄鐵、碳鋼、不銹鋼等金屬的加工。相比于眼下大部分生產廠家需要進行生產中間體相比，本發明所述全合成切削液的生產方法完全不需要中間體，而是一次性不間斷投料加工直至產品成型為止，有效的提高了生產效率，避免了不必要的化學原料的浪費和減少了對環境的污染。
本發明不局限于上述實施方式，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍之內。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。