專(zhuān)利名稱:用于金屬加工的切削液組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于金屬加工的切削液組合物。
背景技術(shù)：
在金屬加工刀具中，含鈷硬質(zhì)合金被越來(lái)越廣泛應(yīng)用。在加工這些刀具和使用這些刀具進(jìn)行金屬加工的過(guò)程中，材料中的金屬鈷會(huì)溶入切削液中，使切削液變成粉紅色或深紅色。鈷的持續(xù)滲出不僅加快了刀具和材料的腐蝕損耗和工件精度。更重要的是因?yàn)殁拰?duì)人類(lèi)健康和自然環(huán)境的危害受到環(huán)保法規(guī)的嚴(yán)格控制。據(jù)醫(yī)學(xué)研究表明，鈷不僅導(dǎo)致人類(lèi)哮喘、支氣管纖維變性，還對(duì)心臟、皮膚、甲狀腺和血細(xì)胞有影響。因此，盡可能減少工作環(huán)境中鈷的含量是人們追求的目標(biāo)。使用能夠抑制鈷滲出的特殊切削液是減少刀具和加工材料中鈷滲出的有效方法。
國(guó)外自20世紀(jì)80年代就開(kāi)展了相關(guān)工作。John M.McChesney等申請(qǐng)了3篇內(nèi)容基本相同的專(zhuān)利，US4315889、EP0068061和CA1144144，這3篇專(zhuān)利描述了通過(guò)加入三氮唑或噻二唑類(lèi)化合物有效抑制了鈷的滲出。Skld Rolf等在US4976919和EP0180561中提到通過(guò)一種烷基醇胺類(lèi)物質(zhì)起到抑鈷的作用，又在專(zhuān)利US6432890中將單或二烷基磷酸酯與烷基醇胺復(fù)合使用，認(rèn)為可以進(jìn)一步改善金屬加工液的抑鈷效果。但含磷的水溶性切削液廢液排放后易對(duì)水體產(chǎn)生富磷化影響。
上述文獻(xiàn)中公開(kāi)的抑鈷劑，均沒(méi)有涉及到能夠同時(shí)解決抑制微生物生長(zhǎng)的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是含鈷合金在切削液中易腐蝕并發(fā)生鈷滲出的問(wèn)題。提供一種新的用于金屬加工的切削液組合物。該切削液組合物用于含鈷刀具加工或含鈷金屬材料加工過(guò)程中具有抑制金屬鈷滲出效果好，對(duì)環(huán)境友好，同時(shí)具有良好的抗微生物性能，能夠有效抑制切削液微生物的繁殖，同時(shí)切削液中不需要再添加其他抗菌劑，也能保持良好的生物穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種用于金屬加工的切削液組合物，以重量百分比計(jì)包括以下組分a)0.1～8％抑鈷添加劑；b)0.5～40％防銹劑；c)0.05～5％的腐蝕抑制劑；d)0.2～20％的pH值調(diào)整劑；e) 0.5～40％的乳化劑；f)余量的選自水、基礎(chǔ)油或其混合物；其中抑鈷添加劑為具有通式(I)的三嗪類(lèi)化合物 式(I)中R1、R2或R3均選自H、C1～C20的烷基或含羥基或羧基官能團(tuán)的C1～C20的烷基。
上述技術(shù)方案中，以重量百分比計(jì)抑鈷添加劑的用量?jī)?yōu)選范圍為0.2～8％，防銹劑的用量?jī)?yōu)選范圍為1～30％，腐蝕抑制劑的用量?jī)?yōu)選范圍為0.1～4％，pH值調(diào)整劑的用量?jī)?yōu)選范圍為0.5～15％，乳化劑的用量?jī)?yōu)選范圍為2～30％。防銹劑優(yōu)選方案選自羧酸、硼酸、醇胺或磺酸鹽中的至少一種，其中羧酸優(yōu)選方案選自C2～C20的烷基的一元或二元羧酸中的至少一種；醇胺優(yōu)選方案選自二甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一異丙醇胺、二異丙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一種；磺酸鹽優(yōu)選方案選自磺酸鈉、磺酸鈣或磺酸鎂中的至少一種。腐蝕抑制劑優(yōu)選方案選自具有通式(II)或(III)的苯并三氮唑類(lèi)化合物中的至少一種
式(II)或(III)中，R為H或甲基；式(II)中，R′選自H或C1～C20的烷基；式(III)中，R″選自C2～C15的烷基，優(yōu)選方案為選自C4～C10的烷基。pH調(diào)整劑優(yōu)選方案選自二甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一異丙醇胺、二異丙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一種。乳化劑優(yōu)選方案選自聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯、多元醇酯、磺酸鈉或醇胺皂中的至少一種?；A(chǔ)油優(yōu)選方案選自礦物型基礎(chǔ)油或合成型基礎(chǔ)油中的至少一種。切削液組合物的優(yōu)選方案為組合物中還包括選自潤(rùn)滑油添加劑、抗泡劑或偶合劑中的至少一種，潤(rùn)滑添加劑優(yōu)選方案選自硫化脂肪酸酯、多元醇酯、硫化油皂或植物油中的至少一種，以重量百分比計(jì)潤(rùn)滑添加劑的用量為0.1～20％，優(yōu)選范圍為1～10％；抗泡劑優(yōu)選方案選自聚醚類(lèi)抗泡劑或乳化硅油中的至少一種，以重量百分比計(jì)抗泡劑的用量為0.0001～1％，優(yōu)選范圍為0.01～0.1％；偶合劑優(yōu)選方案選自異丙醇、乙二醇或多元醇中的至少一種，以重量百分比計(jì)偶合劑的用量為0.01～5％，優(yōu)選范圍為0.01～3％。
本發(fā)明中所述的氫化均三嗪類(lèi)化合物通過(guò)在金屬表面形成鈍化保護(hù)模，有效抑制了金屬加工表面鈷的滲出；同時(shí)該類(lèi)化合物作為一類(lèi)甲醛釋放型添加劑，本發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)。該物質(zhì)具有優(yōu)良抗微生物性能的同時(shí)還具有鈷腐蝕抑制作用。采用本發(fā)明的切削液組合物用于含鈷硬質(zhì)合金的加工過(guò)程，能夠有效抑制硬質(zhì)合金中的鈷滲出，減少重金屬對(duì)水的污染，延長(zhǎng)刀具的使用壽命，其抑鈷性能達(dá)到了＜10ppm的效果，同時(shí)還具有優(yōu)良的抗微生物性能和抗腐蝕性的特點(diǎn)，能夠抑制各種有色金屬的腐蝕?？刮⑸镄阅艿脑囼?yàn)證明，其抑菌性能達(dá)到了細(xì)菌數(shù)小于103個(gè)/毫升，取得了較好的技術(shù)效果。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
按照表1中的重量百分比，分別稱取3克六氫-1，3，5-三羥乙基-均三嗪、10克BA60DX、6克丁二酸、10克二乙醇胺、5克硫化脂肪酸皂、0.4克苯并三氮唑、20克三乙醇胺和45.09克水，在50～70℃溫度下加熱溶解，攪拌均勻，然后加入0.5克6501和0.01克乳化硅油，繼續(xù)攪拌至均勻，可得到淡黃色透明液體。將該液體按5重量％比例加水稀釋后得到稀釋液。
抑鈷性能試驗(yàn)所采用粉末合金材料，從某加工車(chē)間取來(lái)后精磨取得。試驗(yàn)時(shí)，先量取100毫升稀釋液，然后加入5克含鈷的粉末合金材料，充分振搖2分鐘后常溫放置，之后每間隔8小時(shí)振搖一次，5天后液體中鈷的溶解量用默克公司的分析棒測(cè)定。液體中的鈷含量越低，說(shuō)明該試驗(yàn)液體防滲鈷的能力越強(qiáng)。殺菌試驗(yàn)按照ASTM 3946方法，測(cè)試經(jīng)動(dòng)態(tài)培養(yǎng)后切削液中的細(xì)菌個(gè)數(shù)。細(xì)菌個(gè)數(shù)越少，說(shuō)明切削液的殺菌性能越好。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
實(shí)施例2～9
和
比較例1～3
按
實(shí)施例1
的各個(gè)步驟和條件配制切削液組合物以及測(cè)試切削液組合物的抑鈷性能和抑菌性能，只是改變各切削液組合物中的組份及含量，其切削液組合物的重量百分組成見(jiàn)表1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。
表1
T102，中堿值石油磺酸鈣，蘭州路博潤(rùn)添加劑公司 OP-10，聚氧乙烯仲辛酚醚-10，旅順化工廠BA60 DX，硼胺縮合物，polartech公司 Emulgen M，脂肪酸聚氧乙烯醚，Clariant公司HostacorDT，脂肪酸醇胺縮合物，Clariant公司 L-AN5，全損耗系統(tǒng)用油，高橋煉油廠6501，十二烷基二乙醇酰胺，上海助劑二廠 L-AN15，全損耗系統(tǒng)用油，高橋煉油廠TX-10，辛基酚聚氧乙烯醚10，上海高化三廠 L-AN32，全損耗系統(tǒng)用油，高橋煉油廠TX-7，辛基酚聚氧乙烯醚7，上海高化三廠 T9，環(huán)烷基油，尼納斯公司平平加Os-15，脂肪醇環(huán)氧乙烷縮合物，天津助劑廠 T22，環(huán)烷基油，尼納斯公司S-80，失水山梨醇油酸酯，天津助劑廠 乳化硅油，上海樹(shù)脂廠S-60，失水山梨醇油酸酯，天津助劑廠 HW，非硅抗泡劑，polartech公司T-80，山梨醇油酸酯聚氧乙烯醚，天津助劑廠 泡敵，丙三醇聚氧丙烯氧乙烯醚，濱州化工廠Base 79，磺酸鹽，F(xiàn)erro公司表2
權(quán)利要求
1.一種用于金屬加工的切削液組合物，以重量百分比計(jì)包括以下組分a)0.1～10％抑鈷添加劑；b)0.5～40％防銹劑；c)0.05～5％的腐蝕抑制劑；d)0.2～20％的pH值調(diào)整劑；e)0.5～40％的乳化劑；f)余量的選自水、基礎(chǔ)油或其混合物；其中抑鈷添加劑為具有通式(I)的三嗪類(lèi)化合物 式(I)中R1、R2或R3均選自H、C1～C20的烷基或含羥基或羧基官能團(tuán)的C1～C20的烷基。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用于金屬加工的切削液組合物，其特征在于以重量百分比計(jì)抑鈷添加劑的用量為0.2～8％，防銹劑的用量為1～30％，腐蝕抑制劑的用量為0.1～4％，pH值調(diào)整劑的用量為0.5～15％，乳化劑的用量為2～30％。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用于金屬加工的切削液組合物，其特征在于防銹劑選自羧酸、硼酸、醇胺或磺酸鹽中的至少一種；腐蝕抑制劑選自具有通式(II)或(III)的苯并三氮唑類(lèi)化合物中的至少一種 式(II)或(III)中，R為H或甲基；式(II)中，R′選自H或C1～C20的烷基；式(III)中，R″選自C2～C15的烷基；pH調(diào)整劑選自二甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一異丙醇胺、二異丙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一種；乳化劑選自聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酯、多元醇酯、磺酸鈉或醇胺皂中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的用于金屬加工的切削液組合物，其特征在于羧酸選自C2～C20的烷基的一元或二元羧酸中的至少一種；醇胺選自二甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、一異丙醇胺、二異丙醇胺或2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一種；磺酸鹽選自磺酸鈉、磺酸鈣或磺酸鎂中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的用于金屬加工的切削液組合物，其特征在于R″選自C4～C10的烷基。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用于金屬加工的切削液組合物，其特征在于基礎(chǔ)油選自礦物型基礎(chǔ)油或合成型基礎(chǔ)油中的至少一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的用于金屬加工的切削液組合物，其特征在于組合物中還包括選自潤(rùn)滑添加劑、抗泡劑或偶合劑中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求
7所述的用于金屬加工的切削液組合物，其特征在于潤(rùn)滑添加劑選自硫化脂肪酸酯、多元醇酯、硫化油皂或植物油中的至少一種，以重量百分比計(jì)潤(rùn)滑添加劑的用量為0.1～20％；抗泡劑選自聚醚類(lèi)抗泡劑或乳化硅油中的至少一種，以重量百分比計(jì)抗泡劑的用量為0.0001～1％；偶合劑選自異丙醇、乙二醇或多元醇中的至少一種，以重量百分比計(jì)偶合劑的用量為0.01～5％。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的用于金屬加工的切削液組合物，其特征在于以重量百分比計(jì)潤(rùn)滑添加劑的用量為1～10％，抗泡劑的用量為0.001～0.1％，偶合劑的用量為0.01～3％。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明涉及一種用于金屬加工的切削液組合物，主要解決含鈷合金在切削液中易腐蝕并發(fā)生鈷滲出的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)采用以重量百分比計(jì)由0.1～10％含有三嗪類(lèi)抑鈷添加劑、0.5～40％防銹劑、0.05～5％腐蝕抑制劑、0.2～20％pH值調(diào)整劑以及余量的選自水、基礎(chǔ)油或其混合物組成切削液組合物的技術(shù)方案較好地解決了該問(wèn)題，可用于含鈷刀具或含鈷加工材料的切削加工過(guò)程中。
文檔編號(hào)C10M133/42GK1995300SQ200610119338
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2006年12月8日
發(fā)明者周勤祖, 傅樹(shù)琴, 鞏清葉, 張璐熠, 周健, 張志東 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan