CN115926869A 审中 一种金属加工用防锈组合物及其微乳化加工液和制备方法
技术领域 [0001]本发明涉及C10M173/00,具体涉及一种金属加工用防锈组合物及其微乳化加工液和制备方法。 背景技术 [0002]金属加工液主要起润滑和冷却作用,兼有防锈清洗等作用。直接影响着加工零件的质量以及生产成本等。亚硝酸盐防锈剂和酚类杀菌剂等物质价格便宜,但会对人体和环境造成污染,与人们开始追求绿色环保的观念不符。因此如何在保证绿色环保的同时提高金属加工液的质量成为当前研究的一大热点。 [0003]专利CN201310486550.4一种镁合金切削液通过矿物油,油酸,蓖麻油酸,聚醚,硼酸等物质之间的相互配合制备得到的切削液具有优异的防腐,润滑,抗磨性能,能有效避免因高温产生的卷边,变形等。 [0004]专利CN201310099518.0一种用于金属加工的水溶性高效微乳切削液通过矿物油,复合剂,乳化剂,防锈剂等物质之间的相互作用可以抵抗硬水,具有优异的润滑防锈性能。 [0005]但上述技术中制备得到的金属加工液仍然存在众多问题,只具有防锈能力,但对金属的防变色效果差,清洗性和贮存稳定差等。 发明内容 [0006]为了解决上述技术问题,本发明的第一个方面提供了一种金属加工用防锈组合物,包括碳原子数为8-20的饱和有机酸,烷基伯胺;所述碳原子数为8-20的有机酸和烷基伯胺的重量比为(3-7):(8-12)。 [0007]优选的,所述碳原子数为8-20的饱和有机酸包括正辛酸,正壬酸,正葵酸,正十二酸,正十三酸,肉豆蔻酸,棕榈酸,异构十八酸的至少一种。 [0008]进一步优选的,所述碳原子数为8-20的饱和有机酸包括正壬酸和异构十八酸。 [0009]优选的,所述烷基伯胺包括十八胺、大豆油伯胺、氢化牛脂伯胺、椰子油伯胺、油酸伯胺的至少一种。 [0010]进一步优选的,所述烷基伯胺为十八胺。 [0011]进一步优选的,所述正壬酸,异构十八酸,十八胺的质量比为(1-3):(2-4):(8-12)。 [0012]本发明的第二个方面提供了一种微乳化加工液,包括以下原料:按重量份计,防锈组合物6-10份,润滑组合物40-60份,非离子表面活性剂10-27份,杀菌剂1-2份,液体松香3-4份,抗氧化剂0.1-0.15份,硫磷型锌盐0.1-0.15份,硼酸1-3份,醚类化合物0.5-1份,去离子水25-35份。 [0013]优选的,所述润滑组合物包括矿物油和碳烯酸。所述矿物油和碳烯酸的质量比为(35-50):(3-12)。 [0014]优选的,所述矿物油在40℃时的运动粘度为28-36mm2/s。 [0015]优选的,所述碳烯酸包括蓖麻油酸和二十二碳-13-烯酸。所述蓖麻油酸和二十二碳-13-烯酸的质量比为(1-2):(1-2)。 [0016]优选的,所述杀菌剂包括异噻唑啉酮类杀菌剂和吗啉类杀菌剂。所述异噻唑啉酮类杀菌剂和吗啉类杀菌剂的质量比为(5-7):(1-3)。 [0017]优选的,所述异噻唑啉酮类杀菌剂为1,2苯并异噻唑啉-3-酮。 [0018]优选的,所述液体松香的松香酸含量为24-35wt%,所述酸值>180mgKOH/g。 [0019]优选的,所述硫磷型锌盐包括硫磷丁辛基锌盐,硫磷双辛基碱性锌盐,硫磷伯醇基锌盐的至少一种。 [0020]优选的,所述非离子表面活性剂的羟值为60-180mgKOH/g。 [0021]优选的,所述非离子表面活性剂包括第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂。所述第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂的质量比为(4.5-12):(6.5-15)。 [0022]优选的,所述第一非离子表面活性剂的羟值为170-180,HLB值为6-7。 [0023]优选的,所述第二非离子表面活性剂的羟值为65-82,HLB值为15。 [0024]优选的,所述微乳化加工液还包括季铵盐。 [0025]优选的,所述季铵盐为十二烷基三甲基溴化铵。 [0026]优选的,所述醚类化合物包括二乙二醇单丁醚,二乙二醇单乙醚,二乙二醇单甲醚,二丙二醇单丁醚,二丙二醇单乙醚,二丙二醇单甲醚的至少一种。 [0027]本发明的第二个方面提供了一种微乳化加工液的制备方法包括以下步骤:将润滑组合物,液体松香,非离子表面活性剂混合搅拌0.5-1h,然后不停搅拌依次加入抗氧化剂,防锈组合物,硼酸,去离子水,杀菌剂,季铵盐,最后加入醚类化合物调整透明即得微乳化加工液。 [0028]优选的,所述微乳化加工液的pH为9。 [0029]有益效果: [0030]1)本发明提供了一种金属加工用防锈组合物及其制备方法通过限定体系中各物质含量和种类,通过防锈组合物,润滑组合物等原料制备得到金属加工用防锈组合物具有防锈、防腐蚀、防变色、攻丝加工性能好,贮存稳定高,起泡性低等优点,可以适用于铜、铁、锌、铝合金等多种材料。 [0031]2)本发明通过采用碳原子数为8-20的饱和有机酸,烷基伯胺构建的防锈组合物不仅能够有效提高金属加工液的防锈,防腐蚀能力,还能够进一步提高稳定性和攻丝加工。推测是由于十八胺含有以极性较大氮原子上为中心的极性基团更容易与体系中正壬酸,异构十八酸,润滑剂等物质产生相互作用,浸润性更好,容易形成致密的吸附膜,有效保护金属表面,同时防止碳链过长影响攻丝加工性能,同时与体系中其他原料共同作用提高金属加工液在低温条件下的稳定性,有效延长金属加工液的使用寿命。 [0032]3)本发明进一步研究发现蓖麻油酸和二十二碳-13-烯酸进行复配,促进边界膜的形成,有效降低摩擦力,提高润滑性能,尤其是当质量比为(1-2):(1-2)时,与本发明所述十二烷基三甲基溴化铵、AEO-3、吐温-80等物质相互作用,改善界面间的相互作用,促进金属加工过程中废屑的沉降,具有更高的加工精度,使得攻丝加工性更高,尤其适用于精细加工使用。 [0033]4)本发明还进一步限定了松香酸含量为24-32wt%,所述酸值187-194mgKOH/g液体松香、在40℃时的运动粘度为28-36mm2/s的白油等物质与本发明中的防锈组合物,润滑组合物进一步提高金属加工用防锈组合物的贮存稳定性,促进形成强度较高的吸附性润滑膜,进一步提高防锈、防腐蚀和防变色能力。同时避免金属加工用防锈组合物无法有效渗入界面接触区的空隙内,导致无法有效发挥作用。 具体实施方式 [0034]实施例 [0035]实施例1 [0036]一种金属加工用防锈组合物,包括碳原子数为8-20的饱和有机酸,烷基伯胺; [0037]所述碳原子数为8-20的饱和有机酸包括正壬酸和异构十八酸。所述烷基伯胺为十八胺。所述正壬酸,异构十八酸,十八胺的质量比为2:3:10。 [0038]一种微乳化加工液,包括以下原料:按重量份计,防锈组合物9份,润滑组合物50份,非离子表面活性剂15份,杀菌剂1.5份,液体松香3.5份,抗氧化剂0.13份,硫磷型锌盐0.12份,硼酸1.5份,醚类化合物0.8份,去离子水30份。 [0039]所述润滑组合物包括矿物油和碳烯酸。所述矿物油和碳烯酸的质量比为42:8。 [0040]所述矿物油在40℃时的运动粘度为31.14mm2/s。所述矿物油为32号白油,所述矿物油购自上海倍特化工有限公司。 [0041]所述碳烯酸包括蓖麻油酸和二十二碳-13-烯酸。所述蓖麻油酸和二十二碳-13-烯酸(CAS号:112-86-7)的质量比为1.2:1.5。 [0042]所述杀菌剂包括异噻唑啉酮类杀菌剂和吗啉类杀菌剂。所述异噻唑啉酮类杀菌剂和吗啉类杀菌剂的质量比为6:2。所述异噻唑啉酮类杀菌剂为1,2苯并异噻唑啉-3-酮。所述异噻唑啉酮类杀菌剂为抗菌剂BIT-20。所述吗啉类杀菌剂为MBM杀菌剂。 [0043]所述液体松香的松香酸含量为24-32wt%,所述酸值187-194mgKOH/g。所述液体松香购自福建沙县金龙香料化工有限公司,型号:DTO-30。 [0044]所述抗氧化剂包括苯骈三氮唑。所述苯骈三氮唑购自济南云佰汇生物科技有限公司,型号YBH-苯骈三氮唑。 [0045]所述硫磷型锌盐为硫磷双辛基碱性锌盐。购自锦州圣大化学品有限公司,型号:T203。 [0046]所述非离子表面活性剂包括第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂。所述第一非离子表面活性剂和第二非离子表面活性剂的质量比为8:12。所述第一非离子表面活性剂的羟值为170-180mgKOH/g,HLB值为6-7,所述第一非离子表面活性剂为AEO-3;所述第二非离子表面活性剂的羟值为65-82,HLB值为15,所述第二非离子表面活性剂为吐温-80。所述非离子表面活性剂均购自江苏海安石油化工厂。 [0047]所述微乳化加工液还包括季铵盐,所述季铵盐为十二烷基三甲基溴化铵。 [0048]所述醚类化合物为二乙二醇单丁醚。 [0049]一种微乳化加工液的制备方法包括以下步骤:将润滑组合物,液体松香,非离子表面活性剂混合搅拌0.8h,然后不停搅拌依次加入抗氧化剂,防锈组合物,硼酸,去离子水,杀菌剂,季铵盐,最后加入醚类化合物调整透明即得微乳化加工液。 [0050]所述微乳化加工液的pH为9。 [0051]实施例2 [0052]一种金属加工用防锈组合物,具体实施方式同实施例1,不同之处在于所述矿物油和碳烯酸的质量比为50:12。 [0053]实施例3 [0054]一种金属加工用防锈组合物,具体实施方式同实施例1,不同之处在于包括以下原料:按重量份计,防锈组合物6份,润滑组合物40份,非离子表面活性剂10份,杀菌剂1份,液体松香3份,抗氧化剂0.1份,硫磷型锌盐0.1份,硼酸1份,醚类化合物0.5份。 [0055]对比例1 [0056]一种金属加工用防锈组合物,具体实施方式同实施例1,不同之处在于所述蓖麻油酸和二十二碳-13-烯酸)的质量比为1.2:2.7。 [0057]对比例2 [0058]一种金属加工用防锈组合物,具体实施方式同实施例1,不同之处在于所述正壬酸,异构十八酸,十八胺的质量比为2:3:7。 [0059]性能测试 [0060]1.防锈试验:按照GB T 6144-2010进行测试。 [0061]2.防腐蚀试验:按照GB/T 6144-2010进行测试。 [0062]3.攻丝试验:量取试样,加水稀释得到浓度为质量浓度为8%的50mL稀释液。将稀释液用针管注入到7075型铝块中,将螺纹刀对准孔位,下降深度12mm,转速1200r/min,然后自动下降再回位。重复三次,测试结果取平均值。 [0063]4.贮存稳定性试验:按照GB T 6144-2010进行测试。 [0064]5.消泡性试验:将试样加水稀释得到质量浓度为5%的稀释液,测试其消泡性,按照GB/T 6144-2010进行测试。 [0065]表1防锈和防腐蚀性实施例1-3性能测试结果 [0066] [0067]表2贮存稳定性和消泡性实施例1-3及对比例1-2性能测试结果 [0068]
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