專利名稱:用于金屬加工的切削液組合物的制作方法
技術領域：
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：
在金屬加工刀具中，含鈷硬質合金被越來越廣泛應用。在加工這些刀具和使用這些刀具進行金屬加工的過程中，材料中的金屬鈷會溶入切削液中，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。更重要的是因為鈷對人類健康和自然環(huán)境的危害受到環(huán)保法規(guī)的嚴格控制。據(jù)醫(yī)學研究表明，鈷不僅導致人類哮喘、支氣管纖維變性，還對心臟、皮膚、甲狀腺和血細胞有影響。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。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。
國外自20世紀80年代就開展了相關工作。John M.McChesney等申請了3篇內容基本相同的專利，US4315889、EP0068061和CA1144144，這3篇專利描述了通過加入三氮唑或噻二唑類化合物有效抑制了鈷的滲出。Skld Rolf等在US4976919和EP0180561中提到通過一種烷基醇胺類物質起到抑鈷的作用，又在專利US6432890中將單或二烷基磷酸酯與烷基醇胺復合使用，認為可以進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水體產生富磷化影響。
上述文獻中公開的抑鈷劑，均沒有涉及到能夠同時解決抑制微生物生長的問題。

發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是含鈷合金在切削液中易腐蝕并發(fā)生鈷滲出的問題。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程中具有抑制金屬鈷滲出效果好，對環(huán)境友好，同時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。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術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值調整劑；e) 0.5～40％的乳化劑；f)余量的選自水、基礎油或其混合物；其中抑鈷添加劑為具有通式(I)的三嗪類化合物 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的C1～C20的烷基。
上述技術方案中，以重量百分比計抑鈷添加劑的用量優(yōu)選范圍為0.2～8％，防銹劑的用量優(yōu)選范圍為1～30％，腐蝕抑制劑的用量優(yōu)選范圍為0.1～4％，pH值調整劑的用量優(yōu)選范圍為0.5～15％，乳化劑的用量優(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。基礎油優(yōu)選方案選自礦物型基礎油或合成型基礎油中的至少一種。切削液組合物的優(yōu)選方案為組合物中還包括選自潤滑油添加劑、抗泡劑或偶合劑中的至少一種，潤滑添加劑優(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，以重量百分比計潤滑添加劑的用量為0.1～20％，優(yōu)選范圍為1～10％；抗泡劑優(yōu)選方案選自聚醚類抗泡劑或乳化硅油中的至少一種，以重量百分比計抗泡劑的用量為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化合物通過在金屬表面形成鈍化保護模，有效抑制了金屬加工表面鈷的滲出；同時該類化合物作為一類甲醛釋放型添加劑，本發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)。該物質具有優(yōu)良抗微生物性能的同時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合金的加工過程，能夠有效抑制硬質合金中的鈷滲出，減少重金屬對水的污染，延長刀具的使用壽命，其抑鈷性能達到了＜10ppm的效果，同時還具有優(yōu)良的抗微生物性能和抗腐蝕性的特點，能夠抑制各種有色金屬的腐蝕?？刮⑸镄阅艿脑囼炞C明，其抑菌性能達到了細菌數(shù)小于103個/毫升，取得了較好的技術效果。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的闡述。
具體實施方式
實施例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。
抑鈷性能試驗所采用粉末合金材料，從某加工車間取來后精磨取得。試驗時，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定。液體中的鈷含量越低，說明該試驗液體防滲鈷的能力越強。殺菌試驗按照ASTM 3946方法，測試經動態(tài)培養(yǎng)后切削液中的細菌個數(shù)。細菌個數(shù)越少，說明切削液的殺菌性能越好。試驗結果見表2。
實施例2～9
和
比較例1～3
按
實施例1
的各個步驟和條件配制切削液組合物以及測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表1，試驗結果見表2。
表1
T102，中堿值石油磺酸鈣，蘭州路博潤添加劑公司 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值調整劑；e)0.5～40％的乳化劑；f)余量的選自水、基礎油或其混合物；其中抑鈷添加劑為具有通式(I)的三嗪類化合物 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的C1～C20的烷基。
2.根據(jù)權利要求
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值調整劑的用量為0.5～15％，乳化劑的用量為2～30％。
3.根據(jù)權利要求
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，其特征在于基礎油選自礦物型基礎油或合成型基礎油中的至少一種。
7.根據(jù)權利要求
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滑添加劑、抗泡劑或偶合劑中的至少一種。
8.根據(jù)權利要求
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，以重量百分比計潤滑添加劑的用量為0.1～20％；抗泡劑選自聚醚類抗泡劑或乳化硅油中的至少一種，以重量百分比計抗泡劑的用量為0.0001～1％；偶合劑選自異丙醇、乙二醇或多元醇中的至少一種，以重量百分比計偶合劑的用量為0.01～5％。
9.根據(jù)權利要求
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潤滑添加劑的用量為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)生鈷滲出的問題。本發(fā)明通過采用以重量百分比計由0.1～10％含有三嗪類抑鈷添加劑、0.5～40％防銹劑、0.05～5％腐蝕抑制劑、0.2～20％pH值調整劑以及余量的選自水、基礎油或其混合物組成切削液組合物的技術方案較好地解決了該問題，可用于含鈷刀具或含鈷加工材料的切削加工過程中。
文檔編號C10M133/42GK1995300SQ200610119338
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月8日
發(fā)明者周勤祖, 傅樹琴, 鞏清葉, 張璐熠, 周健, 張志東 申請人:中國石油化工股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan