一种环保型铜及铜合金专用乳化液配方及其制备方法与流程

1.本发明涉及机械加工用切削液制备技术领域，更具体而言，涉及一种环保型铜及铜合金专用乳化液配方及其制备方法。


背景技术：

2.随着人们物质文化生活的提高和信息时代的到来，铜和铜合金成为人类生活中不可或缺的重要基础材料。铜及铜合金具有导电、导热性能，耐蚀耐磨性、抑菌性、可镀性、装饰性、易加工等一系列优异的性能。并且在电力、电子、通讯、交通运输、建筑装饰、化工、机械、海洋工程、航空航天等领域厂泛应用，在人类生活和国民经济中起着巨大作用。铜及铜合金材料加工的工艺技术及装备的发展日益迅猛，许多新的材料被开发、新的工艺技术不断的被突破，并在实际生产中大量应用。且随着产品趋向薄壁化、大批量化，对引线框架、端子及连接器用带材的精度、平直度、表面粗糙度、光泽度、防变色的要求越来越高，但我国铜及铜合金材料的大宗产品生产能力过剩，高端产品生产能力不足，铜材品种质量水平发展不平衡，产品质量波动、产品精度不高、表面光洁度低、性能一致性和稳定性差等一系列问题一直是亟待解决的难题。
3.金属切削液作为机械加工重要的配套材料，是大多数机械加工行业中不可缺少的生产要素之一，亦是影响产品质量的重要因素，因此如何制备出绿色环保、对人体无公害，同时具有良好的润滑性、清洗性、防锈、防腐性和冷却性的环保型铜及铜合金专用乳化液对金属加工行业的发展显得至关重要。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
5.一种环保型铜及铜合金专用乳化液配方,包括以下的重量份的原料：40-50％的基础油、3-5％的硼酸酯、5-10％的混合醇胺、8-15％的石油磺酸钠、3-8％的sp-80、 3-8％的tw-80、5-8％的脂肪酸酰胺、1-3％的抗硬水剂、1-3％的耦合剂、4-8％的非离子表面活性剂、0.5-1％的铜合金缓蚀剂、1-2％的硅氧烷酮类化合物杀菌剂、 0.2-0.5％的消泡剂、余量的水。
6.所述硼酸酯的制备方法为：将硼酸、二乙醇胺、水按质量比1:2:1加入调和釜中，搅拌升温至80℃，搅拌1小时后降至常温。
7.所述脂肪酸酰胺的制备方法为：将脂肪酸甲酯和混合醇胺以摩尔比1:1.5 加入到反应釜中，控制温度在100-120℃，真空度为0.03-0.05mpa，在甲醇钠的催化下反应24小时，蒸馏浓缩得脂肪酸酰胺。
8.所述基础油包括环烷基基础油、石蜡基基础油、10#白油、15#白油中的任意一种或两种的混合物；所述混合醇胺包括单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、特种醇胺中的任意一种或多种的混合物；所述石油磺酸钠分子量在 460。
9.所述耦合剂包括异丙醇、丙二醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚
或异构脂肪醇类中的任意一种或几种的混合物。
10.所述非离子表面活性剂包括脂肪酸聚氧乙烯聚氧丙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚或醚羧酸类中的任意一种或几种的复配产物。
11.所述抗硬水剂包括醚羧酸、醇醚羧酸、edta-2na中的任意一种或几种的混合物。
12.所述铜合金缓蚀剂包括苯三唑、咪唑啉、噻二唑多硫化物、甲基苯三唑、苯三唑钠盐、甲基苯三唑钠盐、噻二唑钠盐类中的任意一种或几种的混合物。
13.杀菌剂为六氢化三嗪、吗啉衍生物、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯、3-亚甲基双、异噻唑啉酮类中的任意一种或几种混合物；所述消泡剂为乳化硅油。
14.一种环保型铜及铜合金专用乳化液的制备方法，包括以下步骤：
15.s1：按重量百分比向调和釜中依次加入40-50％的基础油、3-5％的硼酸酯、 5-10％的混合醇胺、8-15％的石油磺酸钠、3-8％的sp-80、3-8％的tw-80、5-8％的脂肪酸酰胺、1-3％的抗硬水剂、1-3％的耦合剂、4-8％的非离子表面活性剂，然后升温至40℃，并搅拌1小时；
16.s2：按重量百分比分批向调和釜中加入0.5-1％的铜合金缓蚀剂、1-2％的硅氧烷酮类化合物杀菌剂、0.2-0.5％的消泡剂、余量的水，然后再搅拌2小时；
17.s3：关闭调和釜，并静止1小时；
18.s4：打开调和釜的仓门，进行取样检测，检测无误后进行罐装。
19.本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：
20.本方法制得的切削液能够有效提高加工过程中的加工效率、加工精度和表面光洁度并且能够降低刀具磨损、防止工件放置表面变色，具有优异的润滑性能、抗腐败能力和突出的耐硬水能力。使用寿命长，且不含亚硝酸盐、酚类等有毒有害物质，避免了对环境的污染，同时保护了工人的身体健康。
具体实施方式
21.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.实施例一
23.一种环保型铜及铜合金专用乳化液配方,包括以下的重量份的原料：40％的基础油、3％的硼酸酯、5％的混合醇胺、8％的石油磺酸钠、3％的sp-80、5％的tw-80、 5％的脂肪酸酰胺、1％的抗硬水剂、1％的耦合剂、5％的非离子表面活性剂、0.5％的铜合金缓蚀剂、1％的硅氧烷酮类化合物杀菌剂、0.2％的消泡剂、余量的水。
24.硼酸酯的制备方法为：将硼酸、二乙醇胺、水按质量比1:2:1加入调和釜中，搅拌升温至80℃，搅拌1小时后降至常温。
25.脂肪酸酰胺的制备方法为：将脂肪酸甲酯和混合醇胺以摩尔比1:1.5加入到反应釜中，控制温度在100-120℃，真空度为0.03-0.05mpa，在甲醇钠的催化下反应24小时，蒸馏浓缩得脂肪酸酰胺。
26.基础油包括环烷基基础油、石蜡基基础油、10#白油、15#白油中的任意一种或两种
的混合物；混合醇胺包括单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、特种醇胺中的任意一种或多种的混合物；石油磺酸钠分子量在460。
27.耦合剂包括异丙醇、丙二醇、乙二醇单丁醚、二乙二醇单丁醚、丙二醇单丁醚或异构脂肪醇类中的任意一种或几种的混合物。
28.非离子表面活性剂包括脂肪酸聚氧乙烯聚氧丙烯酯、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚或醚羧酸类中的任意一种或几种的复配产物。
29.抗硬水剂包括醚羧酸、醇醚羧酸、edta-2na中的任意一种或几种的混合物。
30.铜合金缓蚀剂包括苯三唑、咪唑啉、噻二唑多硫化物、甲基苯三唑、苯三唑钠盐、甲基苯三唑钠盐、噻二唑钠盐类中的任意一种或几种的混合物。
31.杀菌剂为六氢化三嗪、吗啉衍生物、碘代丙炔基氨基甲酸丁酯、3-亚甲基双、异噻唑啉酮类中的任意一种或几种混合物；消泡剂为乳化硅油。
32.一种环保型铜及铜合金专用乳化液的制备方法，包括以下步骤：
33.s1：按重量百分比向调和釜中依次加入40％的基础油、3％的硼酸酯、5％的混合醇胺、8％的石油磺酸钠、3％的sp-80、5％的tw-80、5％的脂肪酸酰胺、1％的抗硬水剂、1％的耦合剂、5％的非离子表面活性剂，然后升温至40℃，并搅拌1小时；
34.s2：按重量百分比分批向调和釜中加入0.5％的铜合金缓蚀剂、1％的硅氧烷酮类化合物杀菌剂、0.2％的消泡剂、余量的水，然后再搅拌2小时；
35.s3：关闭调和釜，并静止1小时；
36.s4：打开调和釜的仓门，进行取样检测，检测无误后进行罐装。
37.实施例二
38.与实施例1不同的是各原料的重量比不同，其具体如下：基础油40％、硼酸酯为3％、混合醇胺为5％、石油磺酸钠为10％、sp-80为3％、tw-80为5％、脂肪酸酰胺为5％、抗硬水剂为1％、非离子表面活性剂为5％、耦合剂为1％、铜金属缓蚀剂为0.5％、硅氧烷酮类化合物为1％、消泡剂为0.3％、杀菌剂为0.2％、水为余量。
39.实施例三
40.与实施例1不同的是各原料的重量比不同，其具体如下：基础油为42％、硼酸酯为5％、混合醇胺为8％、石油磺酸钠为12％、sp-80为3％、tw-80为5％、脂肪酸酰胺为8％、抗硬水剂为1％、非离子表面活性剂为5％、耦合剂为1％、铜金属缓蚀剂为0.6％、硅氧烷酮类化合物为1％、消泡剂为0.2％、杀菌剂为0.2％、水为余量。
41.实施例四
42.与实施例1不同的是各原料的重量比不同，其具体如下：基础油为45％、硼酸酯为3％、混合醇胺为8％、石油磺酸钠为12％、sp-80为5％、tw-80为5％、脂肪酸酰胺为7％、抗硬水剂为2％、非离子表面活性剂为6％、耦合剂为1％、铜金属缓蚀剂为0.7％、硅氧烷酮类化合物为1％、消泡剂为0.3％、杀菌剂为0.2％、水为余量。
43.实施例五
44.与实施例1不同的是各原料的重量比不同，其具体如下：基础油为47％、硼酸酯为5％、混合醇胺为6％、石油磺酸钠为13％、sp-80为5％、tw-80为3％、脂肪酸酰胺为8％、抗硬水剂为2％、非离子表面活性剂为8％、耦合剂为3％、铜金属缓蚀剂为0.8％、硅氧烷酮类化合物为1％、消泡剂为0.3％、杀菌剂为0.2％、水为余量。
45.实施例六
46.与实施例1不同的是各原料的重量比不同，其具体如下：基础油为50％、硼酸酯为5％、混合醇胺为10％、石油磺酸钠为15％、sp-80为5％、tw-80为5％、脂肪酸酰胺为10％、抗硬水剂为3％、非离子表面活性剂为8％、耦合剂为3％、铜金属缓蚀剂为1％、硅氧烷酮类化合物为1％、消泡剂为0.2％、杀菌剂为0.2％、水为余量。
47.以下为上述实施例的对比案例：
48.对比案例一
49.与实施例1不同的是各原料的重量比不同，其具体如下：基础油为30％、硼酸酯为5％、混合醇胺为10％、石油磺酸钠为15％、sp-80为5％、tw-80为5％、脂肪酸酰胺为2％、抗硬水剂为3％、非离子表面活性剂为3％、耦合剂为3％、铜金属缓蚀剂为1％、硅氧烷酮类化合物为1％、消泡剂为0.2％、杀菌剂为0.2％、水为余量。
50.对比案例二
51.与实施例1不同的是各原料的重量比不同，其具体如下：基础油为35％、硼酸酯为5％、混合醇胺为10％、石油磺酸钠为5％、sp-80为5％、tw-80为5％、脂肪酸酰胺为2％、抗硬水剂为3％、非离子表面活性剂为3％、耦合剂为3％、铜金属缓蚀剂为1％、硅氧烷酮类化合物为1％、消泡剂为0.2％、杀菌剂为0.2％、水为余量。
52.表一
[0053][0054]
表一为不同实施例以及对比例的性能测试表，其中pb值、每把刀具加工工件数的值越大代表本发明的乳化液的润滑效果越好，质量越稳定，精度越高；工件表面光洁度越小，代表工件的光洁度越好；浸泡放置过程中变色的时间时间越长代表本发明的乳化液提
升工件的耐腐蚀性效果越好。由表一可知，实施例中原料配重制得的乳化液与对比案例中原料配重制得的乳化液相比，工件的各个性能大幅提高。
[0055]
本发明的工作流程为：s1：按重量百分比向调和釜中依次加入基础油、硼酸酯、混合醇胺、石油磺酸钠、sp-80、tw-80、脂肪酸酰胺、抗硬水剂、耦合剂、非离子表面活性剂，然后升温至40℃，并搅拌1小时；s2：按重量百分比分批向调和釜中加入铜合金缓蚀剂、硅氧烷酮类化合物杀菌剂、消泡剂、水，然后再搅拌2小时；s3：关闭调和釜，并静止1小时；s4：打开调和釜的仓门，进行取样检测，检测无误后进行罐装。
[0056]
上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围。