一种环境友好的水基珩磨液及其制备方法与流程

1.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：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.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。
6.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。
7.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)。
8.进一步优选的，所述聚合醇的羟值为900-1200。
9.羟值指的是1g样品中的羟基所相当的氢氧化钾的毫克数。
10.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。
11.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)。
12.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。
13.优选的，所述表面活性剂为丙二醇甲醚。
14.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。
15.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)。
16.进一步优选的，水基钼极压剂在100℃下的粘度为15-21mm2/s。
17.本技术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。
18.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。
19.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，本技术人意外的发现，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。
20.作为本发明一种优选的技术方案，所述防锈剂为有机羧酸。
21.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。
22.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)。
23.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。
24.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。
25.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。
26.漂洗剂为氨三乙酸。
27.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。
28.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。
29.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；
30.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；
31.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；
32.步骤(2)具体为自然冷却2-4h，得到环境友好的水基珩磨液。
33.本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
34.(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。
35.(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。
36.(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。
37.(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。
38.(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
39.实施例
40.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。
41.实施例1
42.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。
43.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。
44.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。
45.表面活性剂为丙二醇甲醚。
46.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。
47.沉降剂为eb77，防锈剂为有机羧酸。
48.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。
49.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。
50.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。
51.(2)冷却静置。
52.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；
53.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；
54.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；
55.步骤(2)具体为自然冷却4h，得到环境友好的水基珩磨液。
56.实施例2
57.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。
58.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。
59.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。
60.实施例3
61.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。
62.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。
63.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。
64.实施例4
65.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。
66.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。
67.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。
68.实施例5
69.本例提供一种环境友好的水基珩磨液，与实施例1相同。
70.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。
71.性能测试：
72.1.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：
73.表1
74.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
75.2.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：
76.表2
77.实施例ph实施例17.8实施例28.1
实施例39.0实施例49.2实施例58.2
78.3、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：
79.表3
[0080][0081][0082]
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。