一种半合成切削液用沉降剂及其制备方法、应用和一种半合成切削液与流程

1.本发明涉及金属切削液沉降剂领域，特别是一种半合成切削液用沉降剂及其制备方法、应用和一种半合成切削液。


背景技术：

2.金属加工液是金属加工过程中重要的材料，可起到润滑、冷却、清洗、防锈等作用，分为全合成切削液、乳化液和半合成切削液三种。全合成切削液虽然冷却性能优良，但存在润滑性不足、防锈性差等问题。乳化液存在工作液寿命短、加工时能见度低、废液处理困难等问题。半合成切削液的润滑及冷却性能介于乳化液和全合成切削液之间，弥补了乳化液和全合成切削液的缺点，通用性强。
3.半合成切削液用于磨削工艺时，或切削碎屑很细小时，存在金属碎屑难以沉降的问题，碎屑细小不会被滤网过滤，悬浮在半合成切削液中，会对加工精度有影响，甚至导致工件划伤，同时不利于金属材料回收利用，尤其是一些价格较高材料如铷铁硼。现有的方法有加入渗透剂，添加量约在原液质量的2-5％，降低表面张力后达到沉降的作用，但是此类渗透剂多含有较多的亲水基团，使用时泡沫极大，导致切削液使用时泡沫控制不住，泡沫大会影响工作液的润滑性，溢出油箱污染工作环境等问题。另外有采用加入阳离子沉降剂的方法，但阳离子和切削液中几乎难以避免的阴离子类添加剂发生反应，使水油平衡破坏导致破乳，阳离子也会和防锈剂的组分发生反应，无法吸附在金属表面起到防锈保护作用。
4.随着金属加工精度越来越高，碎屑也变的越来越细小，半合成切削液能很好的提供润滑保护，但沉降问题突出，目前市面上没有针对半合成切削液用的沉降剂，各切削液生产企业多在寻找解决方案，市场应用前景广阔。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种半合成切削液用沉降剂的制备方法。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种半合成切削液用沉降剂，包括以下按重量份计的原料经过酰胺化反应而成：多烯胺40～80份，c
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二元酸20～60份；其中，反应体系的酸值为1mgkoh/g～5mgkoh/g。
8.优选地，所述多烯胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺、七乙烯八胺、聚乙烯亚胺或多乙烯多胺中的一种或两种以上的组合物。
9.本发明的目的之二在于提供一种半合成切削液用沉降剂的制备方法，包括以下步骤：将多烯胺、c
21
二元酸和催化剂混合于反应容器中，通入氮气，升温进行反应至反应体系酸值为1mgkoh/g～5mgkoh/g，冷却，出料，即得到所述半合成切削液用沉降剂。
10.优选地，升温进行反应的温度为120～200℃。
11.优选地，所述催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠、甲醇钾或乙醇钾中
的一种或两种以上的组合物。
12.优选地，所述催化剂的加入量为多烯胺和c
21
二元酸总质量的0.1wt％～1wt％。
13.优选地，升温进行反应的时间为2～8h。
14.本发明的目的之三在于提供一种半合成切削液，其特征在于，包括上述的半合成切削液用沉降剂。
15.优选地，所述半合成切削液用沉降剂占所述半合成切削液总质量的0.5wt％～1.5wt％。更优选为1wt％。
16.本发明的目的之四在于提供一种半合成切削液用沉降剂在制备金属加工液中的应用。
17.相较于现有技术，本发明的有益效果在于：
18.(1)本发明提供的半合成切削液用沉降剂以多烯胺和c
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二元酸为原料，多烯胺和c
21
二元酸发生酰胺化反应后，能有效对金属产生明显的沉降效果，满足细小碎屑沉降要求，对多种金属碎屑具有通用性。
19.(2)本发明的半合成切削液用沉降的制备方法为：多烯胺和c
21
二元酸在催化剂催化与氮气保护下，升温，发生酰胺化反应制备得到半合成切削液用沉降，原料易得，制备工艺简单，可用于工业上大规模生产。
20.(3)本发明提供的半合成切削液用沉降剂用于金属加工液时，添加量少，泡沫小，对原液的外观、防锈性和润滑性无副作用。添加时，既可以添加到切削液原液中，也可以直接池边添加，使用十分方便。
具体实施方式
21.下面详细讨论了本发明的具体实施方式，显然，这仅仅是出于说明的目的进行的，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.本发明实施例提供了一种半合成切削液用沉降剂的制备方法，包括以下步骤：
23.将多烯胺、c
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二元酸和催化剂混合于反应容器中，通入氮气，升温进行反应至反应体系酸值为1mgkoh/g～5mgkoh/g，具体可以是1mgkoh/g、2mgkoh/g、3mgkoh/g、4mgkoh/g、5mgkoh/g或1～5mgkoh/g间的任一点值，冷却，出料，即得到所述半合成切削液用沉降剂。
24.在一个实施例中，所述多烯胺和c
21
二元酸的用量按重量份计为：
25.多烯胺40～80份，具体可以是40份、50份、60份、70份、80份或40～80份间的任一点值；
26.c
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二元酸20～60份，具体可以是20份、30份、40份、50份、60份或20～60份间的任一点值。
27.在一个实施例中，升温进行反应的温度为120～200℃。
28.在一个实施例中，所述多烯胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺、七乙烯八胺、聚乙烯亚胺或多乙烯多胺中的一种或两种以上的组合物。
29.在一个实施例中，所述催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠、甲醇钾或乙醇钾中的一种或两种以上的组合物。
30.在一个实施例中，所述催化剂的加入量为多烯胺和c
21
二元酸总量的0.1wt％～1wt％，具体可以是0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、
0.8wt％、0.9wt％、1wt％或0.1wt％～1wt％间的任一点值。
31.在一个实施例中，升温进行反应的时间为2～8h，具体可以是2h、3h、4h、5h、6h、7h、8h或2～8h间的任一点值。
32.在催化剂的催化和氮气保护下，多烯胺和c
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二元酸进行酰胺化反应，生成具有良好润滑性和沉降性的酰胺化合物。当所述沉降剂添加到半合成切削液时，不会因阳离子与防锈剂或其他阴离子试剂发生反应发生副作用，同时对细小金属碎屑有优良的沉降效果。
33.本发明实施例还提供一种半合成切削液用沉降剂，所述沉降剂通过本发明实施例提供的半合成切削液用沉降剂的制备方法制备得到。
34.本发明实施例还提供一种半合成切削液，所述切削液含有通过本发明实施例提供的半合成切削液用沉降剂的制备方法制备得到的半合成切削液用沉降剂。优选地，在半合成切削液中添加所述半合成切削液用沉降剂的含量为原液的0.5％～1.5％
35.本发明实施例还提供一种通过本发实施例提供的半合成切削液用沉降剂的制备方法制备得到的半合成切削液用沉降剂在制备金属加工液中的应用。本发明提供的半合成切削液用沉降剂在其他金属加工液中也有一定的沉降增强效果。
36.下面详细描述了本发明的具体实施例。实施例中的产品来源如下：
37.乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺、多乙烯多胺、多乙烯多胺均购自南京古田化工有限公司；
38.聚乙烯亚胺购自日本触媒公司；
39.mbm杀菌剂、ipbc30防霉剂购于广州奇晟贸易有限公司；
40.m28b妥尔油购于上海振威化工有限公司；
41.15#环烷基基础油购于北方沥青有限公司；
42.c
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二元酸、anta-bor 230ma水性防锈剂、vegimir 186自乳化酯、amidema 322b二乙醇胺油酸酰胺、antext py468磷酸酯、guerbet c14异构醇、polyem 350低泡表活、funtag df902消泡剂均采用广州米奇化工自有的产品。
43.实施例1
44.一种半合成切削液用沉降剂，具体制备过程如下：将600g二乙烯三胺，400gc
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二元酸，1g氢氧化钠依次投入2l圆底烧瓶，开动搅拌，通氮气保护。慢慢升温至120℃进行酰胺化脱水反应。反应过程中通过测酸值监控反应程度，反应6h后，测得产品酸值为2.1mgkoh/g，反应完成，降温至常温得到黄色透明液体，得到所述半合成切削液用沉降剂，测得成品酸值1.9mgkoh/g。
45.实施例2
46.一种半合成切削液用沉降剂，具体制备过程如下：将720g三乙烯四胺，280gc
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二元酸，1g氢氧化钾依次投入2l圆底烧瓶，开动搅拌，通氮气保护。慢慢升温至130℃进行脱水反应。反应过程中通过测酸值监控反应程度，反应5h后，测得产品酸值为1.4mgkoh/g，反应完成，降温至常温得到黄色透明液体，得到所述半合成切削液用沉降剂，测得成品酸值1.2mgkoh/g。
47.实施例3
48.一种半合成切削液用沉降剂，具体制备过程如下：将410g四乙烯五胺，590gc
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二元酸，1g甲醇钠依次投入2l圆底烧瓶，开动搅拌，通氮气保护。慢慢升温至150℃进行脱水反
应。反应过程中通过测酸值监控反应程度，反应7h后，测得产品酸值为5.0mgkoh/g，反应完成，降温至常温得到黄色透明液体，得到所述半合成切削液用沉降剂，测得成品酸值4.8mgkoh/g。
49.实施例4
50.一种半合成切削液用沉降剂，具体制备过程如下：将500g五乙烯六胺，500gc
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二元酸，3g甲醇钾依次投入2l圆底烧瓶，开动搅拌，通氮气保护。慢慢升温至200℃进行脱水反应。反应过程中通过测酸值监控反应程度，反应4h后，测得产品酸值为3.4mgkoh/g，反应完成，降温至常温得到黄色透明液体，得到所述半合成切削液用沉降剂，测得成品酸值3.1mgkoh/g。
51.实施例5
52.一种半合成切削液用沉降剂，具体制备过程如下：将640g六乙烯七胺，360gc
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二元酸，2g乙醇钠依次投入2l圆底烧瓶，开动搅拌，通氮气保护。慢慢升温至160℃进行脱水反应。反应过程中通过测酸值监控反应程度，反应4h后，测得产品酸值为1.8mgkoh/g，反应完成，降温至常温得到黄色透明液体，得到所述半合成切削液用沉降剂，测得成品酸值1.6mgkoh/g。
53.实施例6
54.一种半合成切削液用沉降剂，具体制备过程如下：将750g六乙烯七胺，250gc
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二元酸，5g乙醇钾依次投入2l圆底烧瓶，开动搅拌，通氮气保护。慢慢升温至160℃进行脱水反应。反应过程中通过测酸值监控反应程度，反应7h后，测得产品酸值为1.2mgkoh/g，反应完成，降温至常温得到黄色透明液体，得到所述半合成切削液用沉降剂，测得成品酸值1.0mgkoh/g。
55.实施例7
56.一种半合成切削液用沉降剂，具体制备过程如下：将700g聚乙烯亚胺，300gc
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二元酸，1g乙醇钠依次投入2l圆底烧瓶，开动搅拌，通氮气保护。慢慢升温至150℃进行脱水反应。反应过程中通过测酸值监控反应程度，反应8h后，测得产品酸值为4.8mgkoh/g，反应完成，降温至常温得到黄色透明液体，得到所述半合成切削液用沉降剂，测得成品酸值4.5mgkoh/g。
57.实施例8
58.一种半合成切削液用沉降剂，具体制备过程如下：将650g多乙烯多胺，350gc
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二元酸，1g氢氧化钾依次投入2l圆底烧瓶，开动搅拌，通氮气保护。慢慢升温至138℃进行脱水反应。反应过程中通过测酸值监控反应程度，反应5h后，测得产品酸值为1.7mgkoh/g，反应完成，降温至常温得到黄色透明液体，得到所述半合成切削液用沉降剂，测得成品酸值1.6mgkoh/g。
59.实施例9
60.一种半合成切削液用沉降剂，具体制备过程如下：将430g二乙烯三胺，570gc
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二元酸，1g乙醇钾依次投入2l圆底烧瓶，开动搅拌，通氮气保护。慢慢升温至156℃进行脱水反应。反应过程中通过测酸值监控反应程度，反应7h后，测得产品酸值为2.7mgkoh/g，反应完成，降温至常温得到黄色透明液体，即得到所述半合成切削液用沉降剂，测得成品酸值2.6mgkoh/g。
61.应用例1
62.一种半合成切削液，由以下原料混合而成：
[0063][0064][0065]
外加占上述原料总量1wt％的实施例1的半合成切削液用沉降剂。
[0066]
应用例2
[0067]
一种半合成切削液，与应用例1的不同之处在于：将实施例1的半合成切削液用沉降剂替换为等量的实施例2的半合成切削液用沉降剂。
[0068]
应用例3
[0069]
一种半合成切削液，与应用例1的不同之处在于：将实施例1的半合成切削液用沉降剂替换为等量的实施例5的半合成切削液用沉降剂。
[0070]
对比例1
[0071]
一种半合成切削液，与应用例1的不同之处在于：不加入实施例1的半合成切削液用沉降剂。
[0072]
对比例2
[0073]
一种半合成切削液，与应用例1的不同之处在于：将实施例1的半合成切削液用沉降剂替换为等量的二乙烯三胺。
[0074]
对比例3
[0075]
一种半合成切削液，与应用例1的不同之处在于：将实施例1的半合成切削液用沉降剂替换为等量的三乙烯四胺。
[0076]
对比例4
[0077]
一种半合成切削液，与应用例1的不同之处在于：将实施例1的半合成切削液用沉降剂替换为等量的六乙烯七胺。
[0078]
对比例5
[0079]
一种半合成切削液，与应用例1的不同之处在于：将实施例1的半合成切削液用沉降剂替换为等量的c
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二元酸。
[0080]
沉降性测试
[0081]
取应用例1～3和对比例1～5的半合成切削液配制成10％工作液，取99克工作液于具塞量筒，加1g铁/铝粉，量筒上下翻转60次，静置，记录铁/铝粉完全沉降的时间。测试结果如表1。
[0082]
表1
[0083][0084]
通过表1对比，容易发现，对比例1～5单独添加多烯胺或c21二元酸时，沉降时间大于5min，只有多烯胺和c21进行酰胺化反应后，才对铝粉和铁粉有明显的沉降增强作用。本研究针对一款进口外样切削液，未加沉降剂之前，铁粉沉降时间是2min25s，添加1％实施例1的沉降剂后，铁粉沉降时间是40s，本沉降剂使用方便，对于需要改进沉降的方案，可以原液中添加，也可直接在池边工作液中添加。
[0085]
润滑性测定
[0086]
将应用例1～3与对比例1～5的半合成切削液用自来水配成10％工作液，采用microtapttt攻丝扭矩机在6082铝上进行攻牙加工，测试条件为m4丝锥，1500rpm，300ncm，攻牙深度8mm，测试攻丝在0mm～8mm处的扭矩数据。测试结果如表2所示。
[0087]
表2
[0088][0089][0090]
通过表2数据对比可知，采用c
21
二元酸和多烯胺原料制得的沉降剂，对原液的润滑性能没有影响，避免了添加后造成加工时润滑不足和润滑过剩打滑的问题。
[0091]
本发明在进行上述测试中使用的是6082铝，可以理解的，本发明的沉降剂，可以但不限适用于压铸铝、7系铝、铸铁、不锈钢以及铜等材质，本测试加工方式是攻牙。本领域技术人员同样可以理解的，本发明的沉降剂也可以适用但不限于锯削、铣削以及钻孔等加工
工艺。
[0092]
其他性能测试
[0093]
将应用例1～3与对比例1～5的半合成切削液配方用200ppm人工硬水配成4％工作液，20℃下静置2h，记录加工液外观，再进行ip287防锈性能测试与消泡性能测试。测试结果如表3所示。
[0094]
表3
[0095][0096]
由表3可见，本发明制得的沉降剂在半合成切削液体系中对工作液外观与防锈性能没有影响，不会造成泡沫变大。本发明进行防锈性能测试是针对铸铁屑的实验，本领域技术人员可以理解，本发明的沉降剂对但不限于铸铁以及碳钢等黑色金属防锈没有副作用。
[0097]
实际应用中，可根据实际需要在上述实施例的基础上结合本发明的发明构思合理变换以达到需要的效果。上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

技术特征：
1.一种半合成切削液用沉降剂，其特征在于，包括以下按重量份计的原料经过酰胺化反应而成：多烯胺40～80份，c
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二元酸20～60份；其中，反应体系的酸值为1mgkoh/g～5mgkoh/g。2.根据权利要求1所述的半合成切削液用沉降剂的制备方法，其特征在于，所述多烯胺包括二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺、六乙烯七胺、七乙烯八胺、聚乙烯亚胺或多乙烯多胺中的一种或两种以上的组合物。3.权利要求1或2所述的半合成切削液用沉降剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将多烯胺、c
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二元酸和催化剂混合于反应容器中，通入氮气，升温进行反应至反应体系酸值为1mgkoh/g～5mgkoh/g，冷却，出料，即得到所述半合成切削液用沉降剂。4.根据权利要求3所述的半合成切削液用沉降剂的制备方法，其特征在于，升温进行反应的温度为120～200℃。5.根据权利要求3所述的半合成切削液用沉降剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、乙醇钠、甲醇钾或乙醇钾中的一种或两种以上的组合物。6.根据权利要求3所述的半合成切削液用沉降剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂的加入量为多烯胺和c
21
二元酸总质量的0.1wt％～1wt％。7.根据权利要求3所述的半合成切削液用沉降剂的制备方法，其特征在于，升温进行反应的时间为2～8h。8.一种半合成切削液，其特征在于，包括权利要求1或2所述的半合成切削液用沉降剂。9.根据权利要求8所述的半合成切削液，其特征在于，所述半合成切削液用沉降剂占所述半合成切削液总质量的0.5wt％～1.5wt％。10.通过权利要求1或2所述的的半合成切削液用沉降剂在制备金属加工液中的应用。

技术总结
本发明公开了一种半合成切削液用沉降剂及其制备方法、应用和一种半合成切削液，该沉降剂以多烯胺和C


技术研发人员：李少林 朱雷
受保护的技术使用者：广州米奇化工有限公司
技术研发日：2023.03.24
技术公布日：2023/8/4