一种铝合金用切削液及其制备方法技术

本发明专利技术涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种铝合金用切削液及其制备方法。所述铝合金用切削液由以下重量百分比的原料组成：植物基础油20～25wt％、pH缓冲剂10～14wt％、润滑剂4～6wt％、防锈剂2～4wt％、耦合剂2～3wt％、消泡剂0.5～1.0wt％、缓蚀剂0.8～1.5wt％、乳化剂6～10wt％、抑菌剂1～3wt％、余量为去离子水；所述抑菌剂为有机胍化合物与含氟的黄芩素磺酰化衍生物。本发明专利技术中的有机胍化合物，其杀菌机理：有机胍聚合物分子的官能团呈正电性，而水中的细菌、病毒细胞多携带负电荷，有机胍吸附于微生物表面后抑制了细菌、病毒的分裂，使其丧失繁殖能力，从而起到抑制杀菌的作用；而含氟的黄芩素磺酰化衍生物，与产碱假单胞菌有特殊结合位点，从而对其有较好的抑制杀灭作用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金用切削液及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属表面处理
，尤其涉及一种铝合金用切削液及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝合金被广泛应用于航空航天、汽车、机械制造等领域的关键零部件制造。铝合金在加工成形时，会长时间接触切削液，切削液的状态对铝合金表面质量会造成不同程度的影响。铝合金在接触性能较差的切削液之后，会出现白斑、黑斑、白毛或色泽暗哑等腐蚀现象。关键零部件在制造时一旦发生腐蚀，很难通过机械方式进行修复，将会导致零件直接报废，造成巨大的经济损失。切削液的劣化变质会弱化各项性能，对加工过程、工件质量造成不同程度的负面影响。有效成分的蒸发损失、热老化、金属离子、微生物污染等都是切削液发生劣化变质的原因。水基切削液因其导热系数大、成本低的优点得到长足发展。由于水基切削液中含有大量的水和有机成分，其中作为乳化剂的脂肪酸皂、作为油性剂的脂肪酸或其它酯类，以及含双键的一些化合物等，都可能成为细菌的养分，易使细菌、霉菌繁殖，使切削液中的有效成分产生化学分解而发臭、变质，使得切削液的润滑和防锈性能下降，加工性能满足不了要求。
[0003]微生物在切削液中的生物活动是造成切削液劣化变质的主要原因。由于切削液的使用环境是一个开放式的供给
‑
回流循环模式，切削液稀释用的自来水、空气中的灰尘、工人手部接触以及液槽管道底泥残留物等都会成为微生物进入切削液的途径。当抑菌剂失效之后，切削液中的有机物会给微生物的新陈代谢提供大量的营养物质。目前有大量文献集中报道了切削液中微生物的多样性分析以及病原体的检测方法，单以假单胞菌属微生物就发现了8种细菌。类产碱假单胞菌在切削液中具有良好的生长繁殖状态，在繁殖过程中会优先分解如缓冲剂、乳化剂等含氮元素的有机物，使切削液的pH值由弱碱性降至中性，并能降解乳化剂。pH值与乳化剂含量的下降，改变了切削液状态，使铝合金在含菌切削液中更容易发生腐蚀。类产碱假单胞菌对切削液中有机物的降解是先将有机物降解为可溶性无机物，增加切削液中的离子浓度，使乳液液滴发生聚结，降低切削液的稳定性。可溶性无机盐浓度的上升，降低了切削液的溶液电阻，使切削液的导电性能上升，使铝合金表面更容易发生电子转移。随着浸泡时间的增加，铝合金在含类产碱假单胞菌切削液中的耐腐蚀性能不断变差，击穿电位不断正移，发生点蚀的倾向变得更加严重。有研究表明，浸泡于含菌切削液15d时的铝合金，其腐蚀电流密度比浸泡于无菌切削液中的铝合金高4.9倍。随着浸泡时间的增加，EIS阻抗弧也不断变小。铝合金在含类产碱假单胞菌切削液中浸泡过程中，表面出现了生物膜，生物膜上的细菌不断消耗材料表面的氧气，铝合金无法维持完整的钝化膜，使基体不断暴露于腐蚀介质中。生物膜下的铝合金发生点蚀，并随着浸泡时间的延长，点蚀变得更加严重。
[0004]有机胍化合物作为杀菌剂，主要应用在化妆品、饮料、环境消毒、洗涤剂等领域，在水基切削液上的杀菌应用研究较少。胍类化合物与细菌基本不产生靶标
‑
靶点的特异性结
合，而是通过与细胞膜的静电吸引方式来实现最终的杀菌目的，因此，其不易产生耐药性。此外，相较于同样带正电的胺基来说，胍基能在更宽的pH范围内离子化，胍基与细胞膜以双氢键形式结合，其与细胞膜的结合更牢固，抗菌性也更强。
[0005]基于上述情况，本专利技术提出了一种铝合金用切削液及其制备方法，所述切削液中含有的抑菌剂，对产碱假单胞菌具有特殊的抑制作用。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供了一种铝合金用切削液及其制备方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种铝合金用切削液，所述铝合金用切削液由以下重量百分比的原料组成：植物基础油20～25wt％、pH缓冲剂10～14wt％、润滑剂4～6wt％、防锈剂2～4wt％、耦合剂2～3wt％、消泡剂0.5～1.0wt％、缓蚀剂0.8～1.5wt％、乳化剂6～10wt％、抑菌剂1～3wt％、余量为去离子水。
[0008]优选地，所述植物基础油为环氧大豆油，其环氧值大于6.0％，酸值小于0.5mgKOH/g。
[0009]优选地，所述pH缓冲剂包括三乙醇胺、2
‑
氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙醇、N
‑
甲基二乙醇胺、丁基乙醇胺的其中一种。
[0010]优选地，所述润滑剂包括反式聚醚、脂肪酸和脂肪酸酯中的其中一种。
[0011]优选地，所述防锈剂包括辛二酸、壬二酸、葵二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸或十四碳二酸中的一种或两种以上的组合。
[0012]优选地，所述耦合剂包括异己二醇、二乙二醇单丁醚、二丙二醇甲醚、苯氧乙醇、C14和C15单支链伯醇的混合物中的一种或两种。
[0013]优选地，所述消泡剂为水性有机硅乳液。
[0014]优选地，所述缓蚀剂包括五水偏硅酸钠、甲基三甲氧基硅烷、六次甲基四胺的其中一种。
[0015]优选地，所述乳化剂包括妥尔油、油酸、蓖麻油酸、二聚酸、四聚蓖麻油酸酯的其中一种或两种以上的组合。
[0016]优选地，所述抑菌剂为有机胍化合物与含氟的黄芩素磺酰化衍生物。
[0017]优选地，所述有机胍化合物通过以下方法制备而成：取己二胺、盐酸胍、二乙烯三胺按摩尔量1：1：0.05混合，油浴加热至150～160℃，反应4h，然后加入混合物体积5～6倍的含质量分数50％乙二醇水溶液，冷却后过滤，即得。
[0018]优选地，所述含氟的黄芩素磺酰化衍生物为5
‑
羟基
‑4‑
氧代
‑2‑
苯基
‑
4H
‑
苯并吡喃
‑
6,7
‑
二基双(3,5
‑
双(三氟甲基)苯磺酸盐)，化学式为C
31
H
14
F
12
O9S2。
[0019]优选地，所述含氟的黄芩素磺酰化衍生物通过以下方法制备而成：将黄芩素与3,5
‑
双三氟甲基苯磺酰氯按摩尔比1：2～3混合，之后按混合物质液比1g：12ml加入无水丙酮与吡啶的混合溶液，其中无水丙酮与吡啶的体积比为5:1，在氮气保护的环境下于冰浴条件下搅拌反应1h，反应结束后加入反应液体积3倍的冰水，静置使固体沉淀析出，过滤，将滤饼用冰乙醇润洗，随后上硅胶柱色谱，以二氯甲烷作为洗脱剂洗脱，即得。
[0020]本专利技术还提供一种铝合金用切削液的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0021](1)取植物基础油与乳化剂混合，以500～550rpm搅拌混合5～10min，随后加入等
体积的去离子水，以950～1000rpm搅拌混合25～30min，得到第一混合液；
[0022](2)取有机胍化合物、含氟的黄芩素磺酰化衍生物混合后，按质液比1g：2～3ml加入去离子水，以500～550rpm搅拌混合5～10min，得到抑菌剂；
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金用切削液，其特征在于，所述铝合金用切削液由以下重量百分比的原料组成：植物基础油20～25wt％、pH缓冲剂10～14wt％、润滑剂4～6wt％、防锈剂2～4wt％、耦合剂2～3wt％、消泡剂0.5～1.0wt％、缓蚀剂0.8～1.5wt％、乳化剂6～10wt％、抑菌剂1～3wt％、余量为去离子水；所述抑菌剂为有机胍化合物与含氟的黄芩素磺酰化衍生物。2.根据权利要求1所述的铝合金用切削液，其特征在于，所述植物基础油为环氧大豆油，其环氧值大于6.0％，酸值小于0.5mgKOH/g。3.根据权利要求1所述的铝合金用切削液，其特征在于，所述pH缓冲剂包括三乙醇胺、2
‑
氨基
‑2‑
甲基
‑1‑
丙醇、N
‑
甲基二乙醇胺、丁基乙醇胺的其中一种。4.根据权利要求1所述的铝合金用切削液，其特征在于，所述润滑剂包括反式聚醚、脂肪酸和脂肪酸酯中的其中一种。5.根据权利要求1所述的铝合金用切削液，其特征在于，所述防锈剂包括辛二酸、壬二酸、葵二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸或十四碳二酸中的一种或两种以上的组合。6.根据权利要求1所述的铝合金用切削液，其特征在于，所述耦合剂包括异己二醇、二乙二醇单丁醚、二丙二醇甲醚、苯氧乙醇、C14和C15单支链伯醇的混合物中的一种或两种；所述消泡剂为水性有机硅乳液；所述缓蚀剂包括五水偏硅酸钠、甲基三甲氧基硅烷、六次甲基四胺的其中一种；所述乳化剂包括妥尔油、油酸、蓖麻油酸、二聚酸、四聚蓖麻油酸酯的其中一种或两种以上的组合。7.根据权利要求1所述的铝合金用切削液，其特征在于，所述有机胍化合物通过以下方法制备而成：取己二胺、盐酸胍、二乙烯三胺按摩尔量1：1：0.05混合，油浴加热至150～160℃，反应4h，然后加入混合物体积5～6倍的含质量分数50％乙二醇水溶液，冷却后过滤，即得。8.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔立新，赵晓光，吴胜利，高尚辉，吕涛，辛文侠，焦培勇，崔雷，许庆彬，李成，杨国强，成凯，王志伟，李明，王环宇，
申请(专利权)人：山东创新合金研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：