[发明专利]一种适用于铝合金加工的全合成切削液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种适用于铝合金加工的全合成切削液，其采用的原料包括以下质量百分比的组分：32‑44％有机酸铵盐复合防锈剂、0.2‑1.0％苯并三氮唑、20‑50％水、18‑35％高润滑性聚醚酯、0.5‑1.8％磷酸酯、0.8‑2.2％脂肪醇以及1.2‑2.8％微生物抑制剂。本发明以合成的高润滑性聚醚酯作为润滑性能主要来源，主要是以植物油和多元醇为基础，通过环氧乙烷聚合工艺和酯端羧化工艺等过程合成了高润滑性能的大分子聚醚酯的混合物，作为不含油的切削液产品，该产品在同等条件下能够媲美基础油含量40％‑60％的半合成切削液的润滑性能。此外，本发明通过磷酸酯、苯三唑、短链酸和长链酸铵盐的复配，能够替代传统的硼酸酯和有机酸铵盐的极压润滑和防腐蚀效果。

技术领域

本发明涉及切削液领域，尤其涉及一种适用于铝合金加工的全合成切削液及其制备方法。

背景技术

铝合金屈服强度低、塑性大，加工过程中容易引发积屑瘤和形成条状裂纹，高速切削时可能在刀刃上产生熔焊现象，影响加工精度和表面粗糙度。因此，为了减少工件在加工过程中因磨损带来的损失，铝合金加工对切削液的润滑、冷却、清洗和防腐蚀等性能都提出了更高的需求。

基于如此高的工艺要求，普通的半合成切削液通过在配方中加入占比约10％-60％的基础油(通常为矿物油)来提高加工过程中的润滑性能，但是这种高含油量的切削液在使用过程中，细菌霉菌等滋生繁殖快，微生物使切削液发臭、变质影响使用。并且在一定程度上，含油量越高，切削液的冷却性和清洗性能会有所削弱。此外，含硼化合物(例如硼酸酯、硼酸铵盐等)在现有的水性金属切削液中常常扮演缓蚀剂、极压润滑剂和微生物抑制剂等各种重要角色，但是其所具有的生殖毒性与金属加工液行业的绿色环保大趋势相违背。

另外，传统的全合成切削液配方由于主要成分为水和一些水溶性添加剂，主打防锈和冲洗功能，润滑性能差，只能适用于加工精度较低的钢件和灰铸铁的磨削等加工工艺，普遍达不到铝合金材质的加工要求。

发明内容

本发明一个目的是提供一种适用于铝合金加工的全合成切削液，其采用的原料包括以下质量百分比的组分：

32-44％有机酸铵盐复合防锈剂、0.2-1.0％苯并三氮唑、20-50％水、18-35％高润滑性聚醚酯、0.5-1.8％磷酸酯、0.8-2.2％脂肪醇以及1.2-2.8％微生物抑制剂。

更好的，所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，

所述有机酸铵盐复合防锈剂由以下步骤制得：将质量百分比22-35％的组分A和质量百分比62-80％的组分B混合，搅拌加热至45-55℃，持续搅拌20-40min；

其中，所述组分A包括摩尔比1:1.2-1.6的一元酸和多元有机酸；

所述组分B包括摩尔比1:1.5-2.0的单乙醇胺和三乙醇胺。

更好的，所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，

所述高润滑性聚醚酯由质量百分比64-78％的组分C和质量百分比20-39％的组分D混合而成；

其中，组分C为植物油改性聚醚酯；组分D为多元醇聚醚酯。

更好的，所述的适用于铝合金加工的全合成切削液，所述组分C由以下步骤制得：

所述组分C由以下步骤制得：首先，植物油与环氧乙烷按摩尔比1:5-7通过聚合反应生成植物油基环氧乙烷嵌段化合物，再将该植物油基环氧乙烷嵌段化合物经过羧基化处理，与短链醇按摩尔比1:0.8-1.2依次进行羧化和酯化反应，即得组分C，即植物油改性聚醚酯。

其具体方程式如下：

(上式中，R1、R2、R3为C12-20的脂肪酸)；