1.本发明属于机械加工用切削液技术领域，具体涉及到一种水性环保型锯钛合金专用切割液及其制备方法。


背景技术：

2.金属钛是地壳中分布最广和丰度最高的元素之一，占地壳质量的0.16％，在所有元素中居第九位，其特征是重量轻、强度高、有良好的抗腐蚀能力，由于其具有，良好的耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱，以及高强度、低密度等稳定的化学性质，被美誉为“太空金属”，这就决定了钛必然在航空航天、武器装备、能源、化工、冶金、建筑和交通等领域应用前景广阔，同时为钛的广泛应用提供了资源基础，但大型钛合金材料切削特别是锯切加工困难、加工效率低，所以如何攻克钛合金加工难，效率低的问题一直是亟待解决的难题。
3.随着机械制造业的发展，尤其是高端设备仪器研发水平的提高，对机械加工成品的质量要求越来越高，机械加工产品的质量主要体现在表面质量上。金属切割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，在水基金属切割液给人类创造巨大效益的同时，对人类的身体健康也构成了较大威胁，直接接触切割液的操作工人和在机床上工作的工人患呼吸系统疾病的较多，甚至进而引发生产工人的皮肤过敏与发炎，危害工人的身体健康，且随着全球人类环境保护意识的不断增强和国际社会对生态环境的日益重视，人们越来越重视切割液对环境的污染问题。
4.因此如何制备出配方简单、原料易得、制备过程简单、绿色环保、对人体无公害，同时具有良好的润滑性、清洗性、防锈性和冷却性的水性环保型锯钛专用金属切割液对金属加工行业的发展显得至关重要。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种提高加工过程中的加工效率和工件表面光洁度，降低锯条磨损的水性环保型锯钛合金专用切割液。
6.解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种水性环保型锯钛合金专用切割液，由如下组分按照重量百分比制备而成：防锈剂5％～10％、硼酸酯3％～5％、 ph调节剂5％～10％、润滑剂a 3％～5％、润滑剂b3％～5％、edta～2na 0.2％～ 0.5％、铜金属缓蚀剂0.2％～0.5％、硅氧烷酮类化合物1％～2％、消泡剂0.2％～ 0.5％、杀菌剂1％～3％、余量为水。
7.优选的，一种水性环保型锯钛合金专用切割液由如下组分按照重量百分比制备而成：防锈剂8％～10％、硼酸酯3％～5％、ph调节剂6％～8％、润滑剂a 4％～ 5％、润滑剂b4％～5％、edta～2na 0.2％～0.5％、铜金属缓蚀剂0.3％～0.5％、硅氧烷酮类化合物1％～2％、消泡剂0.2％～0.5％、杀菌剂2％～3％、余量为水。
8.优选的，防锈剂为对叔丁基苯甲酸、对硝基苯甲酸、三嗪类多羧酸化合物、ε
ꢀ‑
异壬酰基氨基酸衍生物、十到十二碳二元羧酸类及其盐中的一种或几种。
9.优选的，ph调节剂包括单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、特种醇胺中的一种或多种的混合物。
10.优选的，硼酸酯的制备方法由下述步骤组成：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，制得硼酸酯。
11.优选的，润滑剂a的制备方法由下述步骤组成：
12.(1)以500sn基础油为原料，不断通入so2气体进行第一次磺化制得酸性油；
13.(2)用烷基醇作萃取剂，将酸性油、烷基醇按重量比1：10进行萃取，萃取获得油，将萃取后的油脱水处理后进行第二次磺化；
14.(3)将步骤(1)和步骤(2)的产物经萃取剂萃取，取出萃取后的下层液体，用固体无机碱溶解在烷基醇中，溶解完全后中和，中和后蒸馏浓缩，烷基醇蒸尽后制得润滑剂a。
15.优选的，润滑剂b的制备方法由下述步骤组成：将油酸、三乙醇胺按质量比1:2 的比例加入反应釜中，通入氮气鼓泡并搅拌，2.5小时内温度至130℃，保温30分钟，再升温至150℃左右，保温反应至无水生成时停止加热，通冷却水冷却至60℃以下，停止通氮气，制得润滑剂b。
16.优选的，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、异噻唑啉酮类中的一种或几种的混合物，所述消泡剂为乳化硅油。
17.水性环保型锯钛合金专用切割液的制备方法由下述步骤组成：
18.(1)按重量百分比向调和釜中依次加入防锈剂、硼酸酯、ph调节剂、润滑剂 a、润滑剂b，升温至40℃，搅拌1小时；
19.(2)打开调和釜的仓门，按重量百分比分批加入铜金属缓蚀剂、硅氧烷酮类化合物、edta～2na、杀菌剂、消泡剂、水，调和釜关仓，搅拌2小时；
20.(3)调和釜停机，并静止1小时，打开调和釜的仓门，取样检测，检测无误后罐装。
21.本发明的有益效果：
22.(1)本发明水性环保型锯钛合金专用切割液中的润滑剂a和润滑剂b能够提高加工过程中的加工效率和工件表面光洁度，降低刀具磨损。
23.(2)本发明具有优异的润滑性能、抗腐败能力和耐硬水能力，解决了现有技术中中直径大于60厘米钛合金材料切削加工困难、加工效率低、锯条磨损严重、加工过程中噪音大等存在的问题，同时切割液使用寿命长，对人体无公害，且不含亚硝酸盐、酚类等有毒有害物质，绿色环保、对环境保护和工人的健康有益。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.实施例1
26.本实施例中，按重量百分比计，由以下组分组成：防锈剂5％、硼酸酯5％、 ph调节剂5％、润滑剂a 3％、润滑剂b 3％、edta
‑
2na 0.2％、铜合金缓蚀剂0.3％、硅氧烷酮类化合物1％、消泡剂0.2％、杀菌剂2％、余量为水。
27.水性环保型锯钛合金专用切割液的制备方法由下述步骤组成：
28.(1)按重量百分比向调和釜中依次加入防锈剂、硼酸酯、ph调节剂、润滑剂 a、润滑剂b，升温至40℃，搅拌1小时；
29.防锈剂为对叔丁基苯甲酸、对硝基苯甲酸、三嗪类多羧酸化合物、ε
‑
异壬酰基氨基酸衍生物、十到十二碳二元羧酸类及其盐中的一种或几种。
30.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，制得硼酸酯。
31.ph调节剂包括三乙醇胺、二甘醇胺、特种醇胺中的一种或多种的混合物。
32.润滑剂a的制备方法由下述步骤组成：
33.①
以500sn基础油为原料，不断通入so2气体进行第一次磺化制得酸性油；
34.②
用烷基醇作萃取剂，将酸性油、烷基醇按重量比1：10进行萃取，萃取获得油，将萃取后的油脱水处理后进行第二次磺化；
35.③
将步骤
①
和步骤
②
的产物经萃取剂萃取，取出萃取后的下层液体，用固体无机碱溶解在烷基醇中，溶解完全后中和，中和后蒸馏浓缩，烷基醇蒸尽后制得润滑剂a。
36.润滑剂b的制备方法为：将油酸、三乙醇胺按质量比1:2的比例加入反应釜中，通入氮气鼓泡并搅拌，2.5小时内温度至130℃，保温30分钟，再升温至150℃左右，保温反应至无水生成时停止加热，通冷却水冷却至60℃以下，停止通氮气，制得润滑剂b。
37.上述的润滑剂a和润滑剂b能够提高有效加工过程中的加工效率和工件表面光洁度，降低刀具磨损，具有优异的润滑性能、抗腐败能力和突出的耐硬水能力。
38.(2)打开调和釜的仓门，按重量百分比分批加入铜金属缓蚀剂、硅氧烷酮类化合物、edta～2na、杀菌剂、消泡剂、水，调和釜关仓，搅拌2小时；
39.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、异噻唑啉酮类中的一种或几种的混合物。
40.消泡剂为乳化硅油。
41.(3)调和釜停机，并静止1小时，打开调和釜的仓门，取样检测，检测无误后罐装。
42.实施例2
43.本实施例中，按重量百分比计，由以下组分组成：防锈剂8％、硼酸酯5％、 ph调节剂8％、润滑剂a 5％、润滑剂b 3％、edta
‑
2na 0.2％、铜合金缓蚀剂0.5％、硅氧烷酮类化合物2％、消泡剂0.2％、杀菌剂2％、余量为水。
44.本实施例的水性环保型锯钛合金专用切割液的制备方法与实施例1相同。
45.实施例3
46.本实施例中，按重量百分比计，由以下组分组成：防锈剂10％、硼酸酯3％、 ph调节剂8％、润滑剂a 3％、润滑剂b 5％、edta
‑
2na 0.5％、铜合金缓蚀剂0.3％、硅氧烷酮类化合物2％，消泡剂0.2％、杀菌剂3％、余量为水。
47.本实施例的水性环保型锯钛合金专用切割液的制备方法与实施例1相同。
48.实施例4
49.本实施例中，按重量百分比计，由以下组分组成：防锈剂8％、硼酸酯5％、 ph调节剂10％、润滑剂a5％、润滑剂b 5％、edta
‑
2na 0.2％、铜合金缓蚀剂0.3％、硅氧烷酮类化合物1％、消泡剂0.2％、杀菌剂3％、余量为水。
50.本实施例的水性环保型锯钛合金专用切割液的制备方法与实施例1相同。
51.实施例5
52.本实施例中，按重量百分比计，由以下组分组成：防锈剂8％、硼酸酯3％、 ph调节剂7％、润滑剂a 4％、润滑剂b 5％、edta
‑
2na 0.2％、铜合金缓蚀剂0.3％、硅氧烷酮类化合物2％、消泡剂0.2％、杀菌剂2％、余量为水。
53.本实施例的水性环保型锯钛合金专用切割液的制备方法与实施例1相同。
54.实施例6
55.本实施例中，按重量百分比计，由以下组分组成：防锈剂8％、硼酸酯5％、 ph调节剂6％、润滑剂a 4％、润滑剂b 4％、edta
‑
2na 0.2％、铜合金缓蚀剂0.5％、硅氧烷酮类化合物1％，消泡剂0.2％、杀菌剂3％、余量为水。
56.本实施例的水性环保型锯钛合金专用切割液的制备方法与实施例1相同。
57.实施例7
58.本实施例中，按重量百分比计，由以下组分组成：防锈剂8％、硼酸酯5％、 ph调节剂8％、润滑剂a5％、润滑剂b 4％、edta
‑
2na 0.2％、铜合金缓蚀剂0.3％、硅氧烷酮类化合物2％、消泡剂0.2％、杀菌剂2％、余量为水。
59.本实施例的水性环保型锯钛合金专用切割液的制备方法与实施例1相同。
60.对比例1
61.本对比例中，按重量百分比计，由以下组分组成：防锈剂8％、硼酸酯5％、 ph调节剂8％、铜合金缓蚀剂0.3％、硅氧烷酮类化合物2％，edta
‑
2na 0.2％、杀菌剂2％、消泡剂0.2％、余量为水。
62.对比例2
63.本对比例中，按重量百分比计，由以下组分组成：防锈剂10％、硼酸酯5％、 ph调节剂8％、铜合金缓蚀剂0.5％、硅氧烷酮类化合物2％，edta
‑
2na 0.2％、杀菌剂2％、消泡剂0.2％、余量为水。
64.为了证明本发明的有益效果，发明人对实施例1～7和对比例1～2的产品进行了大量的研究实验，具体试验如下：
65.测试方法：将实施例1～7和对比例1～2所得产品分别用于加工产品时使用，结果如表1测试结果。
66.表1测试结果
[0067][0068]
通过以上结果对比，本产品的pb值、每把锯条加工工件件数、工件表面光洁度、加工时的噪音值，与对比产品相比较，本产品能够提高加工过程中的加工效率和工件表面光洁度，降低刀具磨损，具有优异的润滑性能、抗腐败能力和突出的耐硬水能力。
[0069]
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。