乳化切削液组合物的制作方法

本发明涉及一种乳化切削液组合物，尤其涉及一种具有优异的防锈、润滑和冷却功能的乳化切削液组合物。

背景技术：

1、随着工业技术的不断发展和进步，新材料、新工艺的不断涌现，对金属加工过程中需要的金属加工切削液的要求也越来越苛刻，因此开发高性能相关产品对于精密和超精密金属加工、保证加工质量、提高加工效率至关重要。

2、目前用于金属加工的切削液主要包括乳化型切削液、合成型切削液和半合成型切削液，乳化型切削液存在冷却性差、易腐蚀等缺点；合成型切削液存在润滑性不够，防锈性能差等缺点；半合成型切削液通常稳定性较差，且技术含量高、研发难度大。

3、切削液的稳定性是非常重要的一个技术指标，对金属加工效能有着重要影响。cn109370704a公开了一种金属切削液，其中加入了改性石墨烯作为稳定分散剂，使得该金属切削液具有较好的稳定性。

4、现有技术的金属切削液在实际使用过程中经常会混入各种菌类，导致切削液发霉发臭，无法继续使用，而当添加杀菌剂之后，往往会降低金属切削液的稳定性。开发具有更高稳定性和杀菌性能的切削液仍是本领域技术人员努力的方向。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的技术问题，本技术的发明人经过努力，提出了一种乳化切削液组合物。

2、本发明的乳化切削液组合物，包括稳定分散剂、极压剂、杀菌剂、防锈剂、表面活性剂、ph调节剂、耦合剂、防冻剂、基础油和水，其中所述稳定分散剂的结构如式(i)所示：

3、

4、在式(i)中，各个r0基团彼此相同或不同，各自独立地选自h、c1～c4烷基、c6～c10芳基；各个g基团彼此相同或不同，各自独立地选自h、c1～c4烷基、c6～c10芳基、式(ii)所示的基团，并且至少一个g基团选自式(ii)所示的基团；

5、

6、在式(ii)中，r基团选自数均分子量为1000～5000的聚异丁烯基团，符号*代表与式(i)的结合端。

7、根据本发明，可选地，在式(i)中，各个r0基团各自独立地选自h、c1～c4烷基、苯基；各个g基团各自独立地选自h、c1～c4烷基、苯基、式(ii)所示的基团；在式(ii)中，r基团选自数均分子量为1000～2500的聚异丁烯基团。

8、根据本发明，可选地，在式(i)中，一个、两个或者三个g基团各自独立地选自式(ii)所示的基团。

9、根据本发明，所述稳定分散剂可以举出的例子包括以下结构化合物中的一种或多种：

10、

11、其中的pib代表聚异丁烯基团。

12、根据本发明，所述稳定分散剂的制备方法包括以下步骤：

13、(1)使式(α)所示化合物与靛红酸酐反应；

14、

15、在式(α)中，各个r0基团彼此相同或不同，各自独立地选自h、c1～c4烷基、c6～c10芳基；各个g’基团彼此相同或不同，各自独立地选自h、c1～c4烷基、c6～c10芳基，并且至少一个g’基团选自h；

16、(2)使步骤(1)的反应产物与聚异丁烯马来酸酐反应，收集产物。

17、根据本发明，可选地，在式(α)中，各个r0基团各自独立地选自h、c1～c4烷基、苯基；各个g’基团各自独立地选自h、c1～c4烷基、苯基。

18、根据本发明，可选地，在式(α)中，一个、两个或者三个g’基团选自h。

19、根据本发明，所述式(α)所示化合物可以为三(4-氨基苯基)胺。

20、根据本发明，所述靛红酸酐的结构为：

21、

22、根据本发明，所述聚异丁烯马来酸酐的结构为：

23、

24、其中的pib基团选自数均分子量为1000～5000的聚异丁烯基团，优选选自数均分子量为1000～2500的聚异丁烯基团。

25、根据本发明，可选地，在步骤(1)中，所述式(α)所示化合物与靛红酸酐的摩尔比为1：(0.5～3.5)，优选为1：(3～3.2)；所述反应的条件包括：反应温度为80-100℃，反应时间为8-12h；优选地，反应温度为85-95℃，反应时间为9-10h。

26、根据本发明，可选地，在步骤(2)中，所述步骤(1)的反应产物与所述聚异丁烯马来酸酐的摩尔比为1：(0.5～3.5)，优选为1：(3～3.2)；所述反应的条件包括：反应温度为140-160℃，反应时间为4-8h；优选地，反应温度为145-155℃，反应时间为5-7h。

27、根据本发明，所述步骤(1)、(2)可以在稀释剂和/或溶剂的存在下进行，也可以不使用稀释剂和/或溶剂。

28、根据本发明，所述稀释剂可以选用api i、ii、iii、iv和v类基础油中的一种或多种，常见的商品或牌号包括100sn、150sn、200sn、350sn、500sn、650sn、150bs、hvi-100、hvi-150、hvi-200、hvi-350、hvi-400、hvi-500、hvi-150bs、pao4、pao6、pao8、pao10、烷基苯、烷基萘等。

29、根据本发明，所述溶剂可以选用c6-20芳烃(比如苯、甲苯、二甲苯和异丙苯)、c6-10烷烃(比如正己烷、环己烷和石油醚)、溶剂汽油等。这些溶剂可以仅使用一种，也可以两种或多种组合使用。所述溶剂可在反应结束后，使用本领域技术人员公知的方式，例如在常压或减压条件下蒸馏除去。

30、根据本发明的一个特别实施方式，所述稀释剂和/或溶剂可以在所述反应步骤的任何阶段按照本领域的常规用量加入，并没有特别的限定。

31、根据本发明，所述步骤(1)、(2)的反应可以在惰性气体气氛的保护下进行。作为所述惰性气体，比如可以举出氮气和氩气等，并没有特别的限定。

32、根据本发明，通过前述的制备方法，作为反应产物，可以制造出单一的稳定分散剂，也可以制造出由多种稳定分散剂构成的混合物，或者由一种或多种稳定分散剂与前述稀释剂(如果使用的话)构成的混合物。这些反应产物都是本发明所预期的，其存在形式的不同并不影响本发明效果的实现。因此，本说明书上下文中不加区分地将这些反应产物均统称为稳定分散剂。鉴于此，根据本发明，并不存在进一步纯化该反应产物，或者从该反应产物中进一步分离出某一特定结构的稳定分散剂的绝对必要性。当然，该纯化或分离对于本发明预期效果的进一步提升而言是优选的，但于本发明并不必需。虽然如此，作为所述纯化或分离方法，比如可以举出通过柱层析方法或制备色谱等方法对所述反应产物进行纯化或分离等。

33、根据本发明，所述稳定分散剂的极性端包含以n原子为中心的多个苯环和酰胺官能团，具有优良的分散性能。本发明所述稳定分散剂的制备方法工艺简单，合成效率高。

34、根据本发明，所述极压剂可以选用氯系极压剂和/或钼系极压剂，例如可以选用氯化石蜡、二硫化钼，优选氯化石蜡。

35、根据本发明，所述杀菌剂可以选用三嗪类、吗啉类和异塞唑啉酮类杀菌剂中的一种或多种，例如可以选用均三嗪、吗啉，优选均三嗪。

36、根据本发明，所述防锈剂可以选用有机三元聚羧酸、苯并三氮唑、苯并三氮唑钠、甲基苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑钠、丁基苯并三氮唑、丁基苯并三氮唑钠、巯基苯并三氮唑、巯基苯并三氮唑钠、氨基三氮唑、羟基喹啉、吲哚、咪唑啉、氨基磺酸和脂肪酸酰胺中的一种或多种，优选苯并三氮唑和有机三元聚羧酸的混合物，二者之间的质量比优选为1:0.5～10。

37、根据本发明，所述表面活性剂可以选用油酸山梨醇酯、c5～c30烷氧基脂肪醇、c5～c30长链烯酸和磷酸酯中的一种或多种，优选二十二烯酸、油酸山梨醇酯和十八烯酸脱水山梨醇酯中的一种或多种。

38、根据本发明，所述ph调节剂可以选用c2～c12的醇胺、c5～c12有机酸和硼酸中的一种或多种，例如可以选用单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、c5～c12有机酸和硼酸中的一种或多种，优选单乙醇胺和三乙醇胺的混合物，二者之间的质量比例为1：0.5～5。

39、根据本发明，所述耦合剂可以选用醚类耦合剂，例如可以选用乙丙二酯单甲醚、乙丙二酯单乙醚、乙丙二酯单丙醚，优选乙丙二酯单甲醚。

40、根据本发明，所述防冻剂可以选用c10～c20的直链或支链烷基醇，优选选用c15～c20的支链烷基醇，例如可以选用异十八醇。

41、根据本发明，所述基础油选自环烷基油、石蜡基油、芳烃基油和妥尔油中的一种或多种，优选环烷基油和妥尔油的混合物，二者之间的质量比例优选为1:0.1～1。

42、根据本发明，所述稳定分散剂占乳化切削液组合物总质量的0.1％～5％(优选0.2％～2％)；所述极压剂占乳化切削液组合物总质量的5％～25％(优选10％～15％)；所述杀菌剂占乳化切削液组合物总质量的1％～5％(优选2％～4％)；所述防锈剂占乳化切削液组合物总质量的2％～10％(优选5％～8％)；所述表面活性剂占乳化切削液组合物总质量的5％～15％(优选8％～12％)；所述ph调节剂占乳化切削液组合物总质量的5％～20％(优选8％～15％)；所述耦合剂占乳化切削液组合物总质量的0.5％～2％(优选1％～1.5％)；所述防冻剂占乳化切削液组合物总质量的0.5％～2％(优选0.8％～1.5％)；所述基础油占乳化切削液组合物总质量的20％～70％(优选30％～50％)；余量为水。

43、本发明的乳化切削液组合物的制造方法，包括使所述稳定分散剂、极压剂、杀菌剂、防锈剂、表面活性剂、ph调节剂、耦合剂、防冻剂、基础油和水混合的步骤。

44、本发明的乳化切削液组合物具有优异的防锈、润滑和冷却功能，添加量少，使用寿命长，稳定性能好，与杀菌剂的相容性好，可广泛应用于铝合金、铸铁和钢合金的加工。