CN115340900B - 一种环境友好的水基珩磨液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及C10M169，更具体地，本发明涉及一种环境友好的水基珩磨液及其制备方法。水基珩磨液包括润滑剂、稳定剂、表面活性剂、抗磨剂、沉降剂、防锈剂、缓蚀剂、成膜剂、漂洗剂和去离子水。本发明提供的珩磨液长期澄清透明，不产生异味，可以减少换液次数，使用寿命长。具有优异的短期防锈功能，增加了工序防锈性，使工件在进入下一环节加工时不用另作防锈处理，简化加工工艺；通过加入特定的缓蚀剂与其他物质协同作用，使得到的珩磨液免清洗，使用珩磨液后不用再另作清洗，进一步简化工件加工工艺。抗油污乳化功能，防霉变性和抑泡性，能有效实现磨屑的沉降。不含亚硝酸盐等有害物质，可以自然降解，绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及C10M169，更具体地，本发明涉及一种环境友好的水基珩磨液及其制备方法。
背景技术
在工业加工中，为了降低不同工件的旋转对于其加工精度的负面影响，需要对工件进行珩磨处理。珩磨处理是现代社会常使用的一种光整加工手段，有着加工效率高、工艺简单的好处，而在珩磨时需要用到有清洗、冷却和润滑作用的珩磨液。在使用珩磨液时，必须清洁或过滤，以避免划伤工件表面。此珩磨液也适用于珩磨轮珩磨。
然而现有的珩磨液随着使用时间增长，会有絮状物质析出，使其变质无法使用。并且珩磨液使用时通常将工件浸泡后还要再对工件进行清洗，工艺繁琐。
专利号CN104877738B提供了一种生物稳定型水剂珩磨液，得到的珩磨液具有较好的生物稳定性，可自然降解，比较环保，此外还具有良好的冷却效果，使加工工件不产生热变形。
发明内容
为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种环境友好的水基珩磨液，所述水基珩磨液包括润滑剂、稳定剂、表面活性剂、抗磨剂、沉降剂、防锈剂、缓蚀剂、成膜剂、漂洗剂和去离子水。
作为本发明一种优选的技术方案，所述润滑剂选自聚合醇、有机钼、钼酸钠、聚醚类的一种或多种。
优选的，润滑剂中，聚合醇和有机钼的重量比为(5.2-6.5)：(2.4-4.5)。
进一步优选的，所述聚合醇的羟值为900-1200。
羟值指的是1g样品中的羟基所相当的氢氧化钾的毫克数。
作为本发明一种优选的技术方案，所述稳定剂选自双硬脂酸铝、三乙醇胺、一乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇的一种或多种。
优选的，稳定剂中，N-甲基二乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇的重量比为(1.8-2.4)：(0.5-1.5)。
作为本发明一种优选的技术方案，所述表面活性剂选自三丙二醇甲醚、丙二醇甲醚、脂肪醇聚氧乙烯醚的一种或多种。
优选的，所述表面活性剂为丙二醇甲醚。
作为本发明一种优选的技术方案，所述抗磨剂选自水基钼极压剂、水乙二醇抗燃液压液、水溶性氯极压剂的一种或多种。
优选的，抗磨剂中，水基钼极压剂和水乙二醇抗燃液压液的重量比为(5-7)：(0.5-1.6)。
进一步优选的，水基钼极压剂在100℃下的粘度为15-21mm2/s。
本申请人在实验中意外的发现，在珩磨液中加入特定的抗磨剂，不仅可以提高防锈性能，而且有利于制备得到的珩磨液长期澄清透明，不产生异味。申请人猜测，这可能是由于，特定粘度的抗磨剂改善了珩磨液体系的流动性，致使体系的各组分能够更加均匀的分散，通过提高分散性，使分子间作用力增强，各物质协同作用，从而使体系更加稳定，并且也使各物质能够充分发挥自身作用。
作为本发明一种优选的技术方案，所述沉降剂选自EB77和/或N,N'-亚甲基双吗啉。
通过加入特定的沉降剂EB77以及控制其用量，不仅实现了最终得到的珩磨液的有效沉降，而且可以对体系的pH环境进行调控，使体系各物质分子之间的协同作用提高，进一步优化了沉降性能，并实现了优异的油水分离的分离效果，从而使得杂质分子不易与体系物质结合而破坏体系稳定性，最终导致得到的珩磨液稳定性能提升，使用寿命延长。此外，本申请人意外的发现，加入特定的沉降剂还可以使体系具有一定的杀菌功能，进一步提高了体系稳定性，延长了珩磨液的保质期。
作为本发明一种优选的技术方案，所述防锈剂为有机羧酸。
作为本发明一种优选的技术方案，所述缓蚀剂为金属缓蚀剂，所述金属缓蚀剂选自铜缓蚀剂、铝缓蚀剂、铝镁缓蚀剂的一种或多种。
优选的，缓蚀剂中，铜缓蚀剂和铝缓蚀剂的重量比为(1-2.3)：(1-2)。
作为本发明一种优选的技术方案，所述成膜剂为水性成膜剂。
通过加入特定重量份的水性成膜剂，和体系内其他物质互相作用，也起到了一定的防锈功能。
优选的，水性成膜剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。
漂洗剂为氨三乙酸。
优选的，按重量份计，环境友好的水基珩磨液包括润滑剂24-35份、稳定剂2-4份、表面活性剂1-3份、抗磨剂0.2-1.5份、沉降剂0.2-0.4份、防锈剂0.6-3份、缓蚀剂0.5-2份、成膜剂0.2-2份、漂洗剂0.2-1份和去离子水12-18份。
本发明第二个方面提供了一种环境友好的水基珩磨液的制备方法，步骤如下：(1)混合。(2)冷却静置。
步骤(1)具体为：S1：将润滑剂、稳定剂、沉降剂和去离子水混合，升温至40-45℃，控制转速800r/min，搅拌10-13分钟，得到产物A；
S2：将表面活性剂、抗磨剂、防锈剂、缓蚀剂、成膜剂、漂洗剂混合，升温至50-55℃，控制转速500r/min，搅拌1-2分钟，得到产物B；
S3：混合产物A和产物B，控制温度60-70℃，超声1-3min，500r/min的转速搅拌4-8min，停止搅拌后，保温3-5min；
步骤(2)具体为自然冷却2-4h，得到环境友好的水基珩磨液。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
(1)珩磨液长期澄清透明，不产生异味，可以减少换液次数，使用寿命长。
(2)具有优异的短期防锈功能，增加了工序防锈性，使工件在进入下一环节加工时不用另作防锈处理，简化加工工艺。
(3)通过加入特定的缓蚀剂与其他物质协同作用，使得到的珩磨液免清洗，使用珩磨液后不用再另作清洗，进一步简化工件加工工艺。
(4)抗油污乳化功能，防霉变性和抑泡性，能有效实现磨屑的沉降。
(5)不含亚硝酸盐等有害物质，可以自然降解，绿色环保。
具体实施方式
实施例
实施例中组合物的制备原料均为市售，其中铜缓蚀剂购自欣格瑞(山东)环境科技，型号TH811SGR，铝缓蚀剂购自斯戴，型号CT-628，有机羧酸为三元羧酸，三元羧酸购自米林，型号CP-50，EB77购自TROY，型号为Troykyd EB77，密度为1.15-1.16g/cm3，2-氨基-2-甲基-1-丙醇购自陶氏，型号AMP-95，N-甲基二乙醇胺购自汇邦新材料，CAS号105-59-9，聚合醇购自江宇，货号72829，羟值为1050-1100，丙二醇甲醚购自陶氏，有机钼购自诚斯达，型号TM-01，水基钼极压剂购自希朋，型号XP2022，在100℃下的粘度为19mm2/s，水乙二醇抗燃液压液购自上宇，型号HF-C46，2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯购自广州市忠高化工有限公司，氨三乙酸购自康迪斯，CAS号139-13-9。
实施例1
本例提供一种环境友好的水基珩磨液，按重量份计，所述环境友好的水基珩磨液包括包括润滑剂30份、稳定剂3份、表面活性剂1.7份、抗磨剂0.34份、沉降剂0.25份、防锈剂0.8份、缓蚀剂0.9份、成膜剂0.3份、漂洗剂0.4份和去离子水16份。
所述润滑剂为聚合醇和有机钼，聚合醇和有机钼的重量比为5.3：3。
所述稳定剂为N-甲基二乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇，N-甲基二乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇的重量比为2：0.8。
表面活性剂为丙二醇甲醚。
抗磨剂为水基钼极压剂和水乙二醇抗燃液压液，水基钼极压剂和水乙二醇抗燃液压液的重量比为6：0.9。
沉降剂为EB77，防锈剂为有机羧酸。
缓蚀剂为铜缓蚀剂和铝缓蚀剂，铜缓蚀剂和铝缓蚀剂的重量比为1.5：1。
成膜剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯。漂洗剂为氨三乙酸。
本例还提供了一种环境友好的水基珩磨液的制备方法，步骤如下：(1)混合。
(2)冷却静置。
步骤(1)具体为：S1：将润滑剂、稳定剂、沉降剂和去离子水混合，升温至40℃，控制转速800r/min，搅拌10分钟，得到产物A；
S2：将表面活性剂、抗磨剂、防锈剂、缓蚀剂、成膜剂、漂洗剂混合，升温至52℃，控制转速500r/min，搅拌1分钟，得到产物B；
S3：混合产物A和产物B，控制温度65℃，超声2min，500r/min的转速搅拌5min，停止搅拌后，保温3min；
步骤(2)具体为自然冷却4h，得到环境友好的水基珩磨液。
实施例2
本例提供一种环境友好的水基珩磨液，与实施例1不同的是，所述环境友好的水基珩磨液包括包括润滑剂25份、稳定剂2份、表面活性剂1.1份、抗磨剂0.21份、沉降剂0.2份、防锈剂0.6份、缓蚀剂0.61份、成膜剂0.25份、漂洗剂0.3份和去离子水14份。
抗磨剂为水基钼极压剂和水乙二醇抗燃液压液，水基钼极压剂和水乙二醇抗燃液压液的重量比为6：1.5。
本例还提供一种环境友好的水基珩磨液的制备方法，制备方法与实施例1相同。
实施例3
本例提供一种环境友好的水基珩磨液，与实施例1不同的是，所述环境友好的水基珩磨液包括包括润滑剂27份、稳定剂3份、表面活性剂2份、抗磨剂0.4份、沉降剂0.32份、防锈剂1.3份、缓蚀剂1份、成膜剂1.2份、漂洗剂0.4份和去离子水17份。
抗磨剂为水基钼极压剂和水乙二醇抗燃液压液，水基钼极压剂和水乙二醇抗燃液压液的重量比为3：1.4。
本例还提供一种环境友好的水基珩磨液的制备方法，制备方法与实施例1相同。
实施例4
本例提供一种环境友好的水基珩磨液，与实施例1不同的是，所述环境友好的水基珩磨液包括包括润滑剂26份、稳定剂2.7份、表面活性剂1.5份、抗磨剂0.8份、沉降剂0.3份、防锈剂1.1份、缓蚀剂0.6份、成膜剂0.4份、漂洗剂0.5份和去离子水15份。
缓蚀剂为铜缓蚀剂和铝缓蚀剂，铜缓蚀剂和铝缓蚀剂的重量比为3.5：1。
本例还提供一种环境友好的水基珩磨液的制备方法，制备方法与实施例1相同。
实施例5
本例提供一种环境友好的水基珩磨液，与实施例1相同。
本例还提供一种环境友好的水基珩磨液的制备方法，与实施例1不同的是，步骤(1)具体为直接将润滑剂、稳定剂、表面活性剂、抗磨剂、沉降剂、防锈剂、缓蚀剂、成膜剂、漂洗剂和去离子水按重量份混合，控制温度65℃，超声2min，500r/min的转速搅拌5min，停止搅拌后，保温3min。
性能测试：
1.稳定性测试：将实施例1-5得到的环境友好的水基珩磨液分别在5℃、25℃、40℃下放置10天，观察外观是否有沉淀及是否产生刺激气味，结果如表1：
表1
| 实施例 | 5℃ | 25℃ | 40℃ |
| 实施例1 | 无沉淀，无刺激气味 | 无沉淀，无刺激气味 | 无沉淀，无刺激气味 |
| 实施例2 | 无沉淀，无刺激气味 | 无沉淀，无刺激气味 | 无沉淀，无刺激气味 |
| 实施例3 | 有沉淀，有刺激气味 | 有沉淀，有刺激气味 | 无沉淀，无刺激气味 |
| 实施例4 | 无沉淀，无刺激气味 | 有沉淀，有刺激气味 | 有沉淀，有刺激气味 |
| 实施例5 | 有沉淀，有刺激气味 | 有沉淀，有刺激气味 | 无沉淀，无刺激气味 |
2.腐蚀性测试：用pH计测试实施例1-5得到的环境友好的水基珩磨液的pH，结果如表2：
表2
| 实施例 | pH |
| 实施例1 | 7.8 |
| 实施例2 | 8.1 |
| 实施例3 | 9.0 |
| 实施例4 | 9.2 |
| 实施例5 | 8.2 |
3、防锈性能测试：将实施例1-5得到的环境友好的水基珩磨液按照GBT5096-2017测试防锈性能，级别高说明防锈性差，结果如表3：
表3
可知，通过实施例1-2的水基珩磨液得到的稳定性后，长时间放置，无沉淀无刺激性气味，pH属于中性偏高，因此相比于市面上常见的pH在9左右的珩磨液腐蚀性低。
Claims (2)
1.一种环境友好的水基珩磨液，其特征在于，按重量份计，由润滑剂30份、稳定剂3份、表面活性剂1.7份、抗磨剂0.34份、沉降剂0.25份、防锈剂0.8份、缓蚀剂0.9份、成膜剂0.3份、漂洗剂0.4份和去离子水16份组成；
所述润滑剂为聚合醇和有机钼，聚合醇和有机钼的重量比为5.3：3；
所述稳定剂为N-甲基二乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇，N-甲基二乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇的重量比为2：0.8；
表面活性剂为丙二醇甲醚；
抗磨剂为水基钼极压剂和水乙二醇抗燃液压液，水基钼极压剂和水乙二醇抗燃液压液的重量比为6：0.9；
沉降剂为EB77，防锈剂为有机羧酸；
缓蚀剂为铜缓蚀剂和铝缓蚀剂，铜缓蚀剂和铝缓蚀剂的重量比为1.5：1；
成膜剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；漂洗剂为氨三乙酸；
所述环境友好的水基珩磨液的制备方法，
步骤如下：（1）混合；（2）冷却静置；
步骤（1）具体为：S1：将润滑剂、稳定剂、沉降剂和去离子水混合，升温至40℃，控制转速800r/min，搅拌10分钟，得到产物A；
S2：将表面活性剂、抗磨剂、防锈剂、缓蚀剂、成膜剂、漂洗剂混合，升温至52℃，控制转速500r/min，搅拌1分钟，得到产物B；
S3：混合产物A和产物B，控制温度65℃，超声2min，500r/min的转速搅拌5min，停止搅拌后，保温3min；
步骤（2）具体为自然冷却4h，得到环境友好的水基珩磨液；
水基钼极压剂购自希朋，型号XP2022，在100℃下的粘度为19mm2/s。
2.一种环境友好的水基珩磨液，其特征在于，按重量份计，由润滑剂25份、稳定剂2份、表面活性剂1.1份、抗磨剂0.21份、沉降剂0.2份、防锈剂0.6份、缓蚀剂0.61份、成膜剂0.25份、漂洗剂0.3份和去离子水14份组成；
抗磨剂为水基钼极压剂和水乙二醇抗燃液压液，水基钼极压剂和水乙二醇抗燃液压液的重量比为6：1.5；
所述润滑剂为聚合醇和有机钼，聚合醇和有机钼的重量比为5.3：3；
所述稳定剂为N-甲基二乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇，N-甲基二乙醇胺和2-氨基-2-甲基-1-丙醇的重量比为2：0.8；
表面活性剂为丙二醇甲醚；
沉降剂为EB77，防锈剂为有机羧酸；
缓蚀剂为铜缓蚀剂和铝缓蚀剂，铜缓蚀剂和铝缓蚀剂的重量比为1.5：1；
成膜剂为2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯；漂洗剂为氨三乙酸；
所述环境友好的水基珩磨液的制备方法，
步骤如下：（1）混合；（2）冷却静置；
步骤（1）具体为：S1：将润滑剂、稳定剂、沉降剂和去离子水混合，升温至40℃，控制转速800r/min，搅拌10分钟，得到产物A；
S2：将表面活性剂、抗磨剂、防锈剂、缓蚀剂、成膜剂、漂洗剂混合，升温至52℃，控制转速500r/min，搅拌1分钟，得到产物B；
S3：混合产物A和产物B，控制温度65℃，超声2min，500r/min的转速搅拌5min，停止搅拌后，保温3min；
步骤（2）具体为自然冷却4h，得到环境友好的水基珩磨液；
水基钼极压剂购自希朋，型号XP2022，在100℃下的粘度为19mm2/s。
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