CN113234521B - 一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，其按重量百分数计包括以下组份：润滑剂25～35％、保湿剂10～20％、中和剂3～10％、防锈剂5～15％、极压剂0.3～1％、润湿剂0.1～1％、杀菌剂0.1～0.2％、水余量。本发明的不锈钢板材冲压加工用水性润滑液是以水作为溶剂，选用合适的添加剂配伍，经过优化组合后，获得的水性润滑液具有满足冲压加工要求的综合性能，在冲压加工后无需使用清洗剂清剂，部分工件可以免除后续清洗步，对于精密部件仅需要使用清水进行漂泊，且漂洗后产生的清洗液可以再次用于配制水性润滑液，大幅度减少废水排放，既降低了生产成本，又保护了环境。

Description

一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属加工液技术领域，具体涉及一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液及其制备方法。
背景技术
金属加工包括金属塑性加工和金属切削加工等过程，在这些环节使用的工业处理液具有润滑、冷却、防锈和清洗等功能，这种可优化金属加工过程的工业处理液被称作金属加工液。金属加工液包括成型加工液和切削液。
冲压工艺是先进的金属加工工艺之一。它是在金属塑性变形的基础上，通过对毛坯板材进行冲压加工，最终得到一定规格的工件。冲压工艺和其他工艺相比具有独特的优势，体现在：冲压对原材料有较高的利用效率；冲压产品标准化程度高，互换性好、精度高；冲压工艺能加工各种形状复杂的产品；能获得质量较轻、强度高、质量较好的零件。
在冲压加工过程中，冲压件和冲床将受到很大的压力作用。冲压件与模具会相互接触并发生相对运动，从而会出现摩擦现象。另外，冲压加工后，所生产的工件表面极易出现被氧化、生锈现象。润滑剂能够在冲压件与模具之间形成一定强度和厚度的润滑油膜，以降低冲压件与模具之间的摩擦因数；同时，能够迅速扩散、冷却加工件金属内部晶格滑移和摩擦产生的热量；在工件表面形成保护层来防止工件的锈蚀，获得高加工精度的冲压产品。
目前，市场上用于不锈钢板材冲压加工的润滑产品多为油基冲压油。油基冲压油在进行冲压加工后，工件表面会有残留部分油品与添加剂，需要再次使用清洗剂进行清洗。在清洗的过程中，会产生大量含油废水，废水后续处理成本高。基于这些缺陷，在不锈钢板材冲压加工中需要一种既能满足加工要求，又能够降低生产成本，改善生产环境的新型润滑产品。
公开号为111303978A的中国专利公开文献公开了一种环保水性润滑液的制备方法，该制备方法以水为主要溶剂，添加聚氧乙烯醚、聚氮乙烯脱水山梨醇单油酸酯、净洗剂、润湿剂、防锈剂、杀菌剂和黄原胶制成。但该专利中并未公开具体的净洗剂、润湿剂、防锈剂、杀菌剂，使用现有的油基冲压油常用的净洗剂、润湿剂、防锈剂、杀菌剂并未能够获得满足冲压加工要求的净润滑性、极压抗磨性等。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种能够满足冲压加工要求，又能降低生产成本、减少加工生产环境排出的污染物的不锈钢板材冲压加工用水性润滑液。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，其按重量百分数计包括以下组份：
润滑剂25～35％、保湿剂10～20％、中和剂3～10％、防锈剂5～15％、极压剂0.3～1％、润湿剂0.1～1％、杀菌剂0.1～0.2％、水余量；
所述润滑剂采用硬脂酸钾皂、二聚酸皂、聚醚中的一种或两种以上混合；
所述保湿剂采用多元醇；
所述中和剂采用二乙醇胺、三乙醇胺中的一种或两种混合；
所述防锈剂采用多元有机聚羧酸、硼酸胺酯中的一种或两种混合；
所述极压剂采用硼酸钼、合成醇胺酯中的一种或两种混合；
所述润湿剂采用非离子表面活性剂；
所述杀菌剂采用三嗪类杀菌剂。
一种可选的实施方式，所述不锈钢板材冲压加工用水性润滑液按重量百分数计包括以下组份：
润滑剂26.5～33.5％、保湿剂11～15％、中和剂4～8％、防锈剂7～13％、极压剂0.4～0.6％、润湿剂、杀菌剂0.1～0.2％、水余量。
一种可选的实施方式，所述不锈钢板材冲压加工用水性润滑液按重量百分数计包括以下组份：
润滑剂33.5％、保湿剂15％、中和剂8％、防锈剂13％、极压剂0.6％、润湿剂0.9％、水余量。
进一步的，所述聚醚为聚环氧乙烷。
进一步的，所述多元醇为甘油、丙二醇、丁二醇中的一种或两种以上混合。
进一步的，所述中和剂为二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或两种混合。
进一步的，所述多元有机聚羧酸为三元聚羧酸。
进一步的，所述合成醇胺酯为烯丙醇胺甲酸酯。
进一步的，所述非离子表面活性剂采用烷基酚聚氧乙烯醚。
进一步的，所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
本发明还提供了所述的不锈钢板材冲压加工用水性润滑液的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
(1)往反应釜中添加水，然后将中和剂和防锈剂加入到反应釜中搅拌至液态均相；
(2)往反应釜中加入保湿剂、润滑剂、极压剂和润湿剂，搅拌40-50分钟；
(3)将杀菌剂加入反应釜中继续搅拌均匀即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的不锈钢板材冲压加工用水性润滑液是以水作为溶剂，选用合适的添加剂配伍，经过优化组合后，获得的水性润滑液具有满足冲压加工要求的综合性能，在冲压加工后无需使用清洗剂清剂，部分工件可以免除后续清洗步，对于精密部件仅需要使用清水进行漂泊，且漂洗后产生的清洗液可以再次用于配制水性润滑液，大幅度减少废水排放，既降低了生产成本，又保护了环境。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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。本领域普通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，均属于本发明的保护范围。
一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，其按重量百分数计包括以下组份：
润滑剂25～35％、保湿剂10～20％、防锈剂5～15％、极压剂0.3～1％、润湿剂0.1～1％、水余量；所述润滑剂采用硬脂酸钾皂、二聚酸皂、聚醚中的一种或两种以上混合；所述保湿剂采用多元醇；所述中和剂为二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或两种混合；所述防锈剂采用多元有机聚羧酸、硼酸胺酯中的一种或两种混合；所述极压剂采用硼酸钼、合成醇胺酯中的一种或两种混合；所述润湿剂采用非离子表面活性剂；所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
具体地，所述聚醚为聚环氧乙烷。所述多元醇为甘油、丙二醇、丁二醇中的一种或两种以上混合。所述多元有机聚羧酸为三元聚羧酸。所述合成醇胺酯为烯丙醇胺甲酸酯。所述非离子表面活性剂采用烷基酚聚氧乙烯醚。
一种优选的实施方式，所述不锈钢板材冲压加工用水性润滑液按重量百分数计包括以下组份：
润滑剂26.5～33.5％、保湿剂11～15％、中和剂4～8％、防锈剂7～13％、极压剂0.4～0.6％、润湿剂、杀菌剂0.1～0.2％、水余量。
一种优选的实施方式，所述不锈钢板材冲压加工用水性润滑液按重量百分数计包括以下组份：
润滑剂33.5％、保湿剂15％、中和剂8％、防锈剂13％、极压剂0.6％、润湿剂0.9％、杀菌剂0.1％、水余量。
所述不锈钢板材冲压加工用水性润滑液按照以下制备方法加工而成：
(1)往反应釜中添加水，然后将中和剂和防锈剂加入到反应釜中搅拌至液态均相；
(2)往反应釜中加入保湿剂、润滑剂、极压剂和润湿剂，搅拌40-50分钟；
(3)将杀菌剂加入反应釜中继续搅拌均匀即可。
性能测试：
检测项目 检测方法
润滑性P<sub>B</sub> 参照GB/T 3142-2019
极压抗磨性P<sub>D</sub> 参照GB/T 3142-2019
漂洗残留 参照JB/T 4323.2-1999
钢片腐蚀(60℃，8h) 参照GB/T 6144-2010
实施例1
一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，包括以下重量百分比的原料：水47.7％、中和剂6％、润滑剂26.5％、极压剂0.4％、润湿剂0.3％、保湿剂12％、防锈剂7％、杀菌剂0.1％。
在本实施方式中，所述中和剂为2：1的二乙醇胺和三乙醇胺。所述润滑剂采用1:2的硬脂酸钾皂和聚氧乙烯醚。所述极压剂采用硼酸钼。所述润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚。所述保湿剂采用甘油。所述防锈剂采用2:1的硼酸胺酯和三元聚羧酸。所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
对实施例1制备得到的不锈钢板材冲压加工用水性润滑液进行检测：
Figure GDA0003127068810000061
实施例2
一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，包括以下重量百分比的原料：水43.3％、中和剂7％、润滑剂28％、极压剂0.6％、润湿剂0.5％、保湿剂12.5％、防锈剂8％、杀菌剂0.1％。
在本实施方式中，所述中和剂为5:2的二乙醇胺和三乙醇胺。所述润滑剂采用二聚酸皂。所述极压剂采用烯丙醇胺甲酸酯。所述润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚。所述保湿剂采用1：1的丙二醇和丁二醇。所述防锈剂采用2:1的硼酸胺酯和三元聚羧酸。所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
对实施例2制备得到的不锈钢板材冲压加工用水性润滑液进行检测：
Figure GDA0003127068810000071
实施例3
一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，包括以下重量百分比的原料：水42.2％、中和剂6％、润滑剂32.5％、极压剂0.4％、润湿剂0.8％、保湿剂11％、防锈剂7％、杀菌剂0.1％。
在本实施方式中，所述中和剂为2：1的二乙醇胺和三乙醇胺。所述润滑剂采用1:1的硬脂酸钾皂和二聚酸皂。所述极压剂采用烯丙醇胺甲酸酯。所述润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚。所述保湿剂采用1：1的丙二醇和丁二醇。所述防锈剂采用2:1的硼酸胺酯和三元聚羧酸。所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
对实施例3制备得到的不锈钢板材冲压加工用水性润滑液进行检测：
Figure GDA0003127068810000072
实施例4
一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，包括以下重量百分比的原料：水34.8％、中和剂7％、润滑剂33％、极压剂0.4、润湿剂0.7％、保湿剂15％、防锈剂9％、杀菌剂0.1％。
在本实施方式中，所述中和剂为5:2的二乙醇胺和三乙醇胺。所述润滑剂采用1:1的硬脂酸钾皂和二聚酸皂。所述极压剂采用烯丙醇胺甲酸酯。所述润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚。所述保湿剂采用甘油。所述防锈剂采用1:1的硼酸胺酯和三元聚羧酸。所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
对实施例4制备得到的不锈钢板材冲压加工用水性润滑液进行检测：
Figure GDA0003127068810000081
实施例5
一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，包括以下重量百分比的原料：水28.9％、中和剂8％润滑剂33.5％、极压剂0.6、润湿剂0.9％、保湿剂15％、防锈剂13％、杀菌剂0.1％。
在本实施方式中，所述中和剂为3:1的二乙醇胺和三乙醇胺。所述润滑剂采用1:2的硬脂酸钾皂和聚环氧乙烷。所述极压剂采用硼酸钼。所述润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚。所述保湿剂采用甘油。所述防锈剂采用1:1的硼酸胺酯和三元聚羧酸。所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
对实施例5制备得到的不锈钢板材冲压加工用水性润滑液进行检测：
Figure GDA0003127068810000091
从上述实施例1～5的性能检测可以看出，本发明的水性不锈钢冲压液具有良好的极压抗磨性能、优异的润滑性能以及低漂洗残留，能够满足不锈钢薄板冲压工艺的润滑要求，提高板面表面光洁度与综合质量。
对比例：
对专利号ZL201210297433.9公开的一种金属水基冲压液的配方(主要成分为润滑极压剂、多酰胺、三乙醇胺、苯并三氮唑、羟丙基甲基纤维素、三嗪类杀菌剂、三维硅氧烷类消泡剂、蒸馏水)制成的产品，按照体积分数10％、30％以及该产品推荐使用的33.3％进行稀释配制工作液并进行检测：
Figure GDA0003127068810000092
Figure GDA0003127068810000101
对比实施例1～5与对比例的性能检测数据可以看出，实施例的润滑性能和漂洗性能均优于对比例。
以上所述为本发明的较佳实施例而已，但本发明不应局限于该实施例所公开的内容，所以凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，其特征在于，按重量百分数计包括以下组份：
润滑剂25～35%、保湿剂10～20%、中和剂3～10%、防锈剂5～15%、极压剂0.3～1%、润湿剂0.1～1%、杀菌剂0.1～0.2%、水余量；
所述中和剂为2：1的二乙醇胺和三乙醇胺；
所述润滑剂采用1:2的硬脂酸钾皂和聚氧乙烯醚；
所述极压剂采用硼酸钼；
所述润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚；
所述保湿剂采用甘油；
所述防锈剂采用2:1的硼酸胺酯和三元聚羧酸；
所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
2.一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，其特征在于，按重量百分数计包括以下组份：
润滑剂25～35%、保湿剂10～20%、中和剂3～10%、防锈剂5～15%、极压剂0.3～1%、润湿剂0.1～1%、杀菌剂0.1～0.2%、水余量；
所述中和剂为5:2的二乙醇胺和三乙醇胺；
所述润滑剂采用二聚酸皂；
所述极压剂采用烯丙醇胺甲酸酯；
所述润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚；
所述保湿剂采用1：1的丙二醇和丁二醇；
所述防锈剂采用2:1的硼酸胺酯和三元聚羧酸；
所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
3.一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，其特征在于，按重量百分数计包括以下组份：润滑剂25～35%、保湿剂10～20%、中和剂3～10%、防锈剂5～15%、极压剂0.3～1%、润湿剂0.1～1%、杀菌剂0.1～0.2%、水余量；
所述中和剂为2：1的二乙醇胺和三乙醇胺；
所述润滑剂采用1:1的硬脂酸钾皂和二聚酸皂；
所述极压剂采用烯丙醇胺甲酸酯；
所述润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚；
所述保湿剂采用1：1的丙二醇和丁二醇；
所述防锈剂采用2:1的硼酸胺酯和三元聚羧酸；
所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
4.一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，其特征在于，按重量百分数计包括以下组份：
润滑剂25～35%、保湿剂10～20%、中和剂3～10%、防锈剂5～15%、极压剂0.3～1%、润湿剂0.1～1%、杀菌剂0.1～0.2%、水余量；
所述中和剂为5:2的二乙醇胺和三乙醇胺；
所述润滑剂采用1:1的硬脂酸钾皂和二聚酸皂；
所述极压剂采用烯丙醇胺甲酸酯；
所述润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚；
所述保湿剂采用甘油；
所述防锈剂采用1:1的硼酸胺酯和三元聚羧酸；
所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
5.一种不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，其特征在于，按重量百分数计包括以下组份：润滑剂25～35%、保湿剂10～20%、中和剂3～10%、防锈剂5～15%、极压剂0.3～1%、润湿剂0.1～1%、杀菌剂0.1～0.2%、水余量；
所述中和剂为3:1的二乙醇胺和三乙醇胺；
所述润滑剂采用1:2的硬脂酸钾皂和聚环氧乙烷；
所述极压剂采用硼酸钼；
所述润湿剂采用烷基酚聚氧乙烯醚；
所述保湿剂采用甘油；
所述防锈剂采用1:1的硼酸胺酯和三元聚羧酸；
所述杀菌剂为三嗪类杀菌剂。
6.如权利要求1-5任一项所述的不锈钢板材冲压加工用水性润滑液，其特征在于，按重量百分数计包括以下组份：
润滑剂33.5%、保湿剂15%、中和剂5%、防锈剂13%、极压剂0.6%、润湿剂0.9%、杀菌剂0.1%、水余量。
7.一种权利要求1至5任意一项所述的不锈钢板材冲压加工用水性润滑液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）往反应釜中添加水，然后将中和剂和防锈剂加入到反应釜中搅拌至液态均相；
（2）往反应釜中加入保湿剂、润滑剂、极压剂和润湿剂，搅拌40-50分钟；
（3）将杀菌剂加入反应釜中继续搅拌均匀即可。
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