本發(fā)明屬于切削液領(lǐng)域，具體涉及一種磷化極壓抗磨水性切削液的制備方法。

背景技術(shù)：

切削液是一種用在金屬切削、磨加工過程中，用來冷卻和潤滑刀具和加工件的工業(yè)用液體，切削液由多種超強(qiáng)功能助劑經(jīng)科學(xué)復(fù)合配合而成，同時(shí)具備良好的冷卻性能、潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀釋特點(diǎn)?？朔藗鹘y(tǒng)皂基乳化液夏天易臭、冬天難稀釋、防銹效果差的的毛病，對車床漆也無不良影響，適用于黑色金屬的切削及磨加工，屬當(dāng)前最領(lǐng)先的磨削產(chǎn)品，切削液各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于皂化油，它具有良好的冷卻、清洗、防銹等特點(diǎn)，并且具備無毒、無味、對人體無侵蝕、對設(shè)備不腐蝕、對環(huán)境不污染等特點(diǎn)，切削液在切削過程中的潤滑作用，可以減小前刀面與切屑、后刀面與已加工表面間的摩擦，形成部分潤滑膜，從而減小切削力、摩擦和功率消耗，降低刀具與工件坯料摩擦部位的表面溫度和刀具磨損，改善工件材料的切削加工性能。在磨削過程中，加入磨削液后，磨削液滲入砂輪磨粒-工件及磨粒-磨屑之間形成潤滑膜，使界面間的摩擦減小，防止磨粒切削刃磨損和粘附切屑，從而減小磨削力和摩擦熱，提高砂輪耐用度以及工件表面質(zhì)量；在金屬切削過程中，工件要與環(huán)境介質(zhì)及切削液組分分解或氧化變質(zhì)而產(chǎn)生的油泥等腐蝕性介質(zhì)接觸而腐蝕，與切削液接觸的機(jī)床部件表面也會因此而腐蝕。此外，在工件加工后或工序之間流轉(zhuǎn)過程中暫時(shí)存放時(shí)，也要求切削液有一定的防銹能力，防止環(huán)境介質(zhì)及殘存切削液中的油泥等腐蝕性物質(zhì)對金屬產(chǎn)生侵蝕。特別是在我國南方地區(qū)潮濕多雨季節(jié)，更應(yīng)注意工序間防銹措施；

切削液應(yīng)具備良好的穩(wěn)定性，在貯存和使用中不產(chǎn)生沉淀或分層、析油、析皂和老化等現(xiàn)象。對細(xì)菌和霉菌有一定抵抗能力，不易長霉及生物降解而導(dǎo)致發(fā)臭、變質(zhì)。不損壞涂漆零件，對人體無危害，無刺激性氣味。在使用過程中無煙、霧或少煙霧。便于回收，低污染，排放的廢液處理簡便，經(jīng)處理后能達(dá)到國家規(guī)定的工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)等，然而目前切削液的附著力和韌性差，且有裂紋，膜抗粘連性差，均勻穩(wěn)定性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種磷化極壓抗磨水性切削液的制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種磷化極壓抗磨水性切削液的制備方法，包括以下步驟：

(1)取0.5-1重量份的8-羥基喹啉，加入到其重量50-63倍的乙酸丁酯中，攪拌均勻；

(2)取10-14重量份的甲基丙烯酸、5-7重量份的油酸混合，加入到上述8-羥基喹啉的乙酸丁酯中，送入到反應(yīng)釜中，加入0.4-0.7重量份的偶氮二異丁腈，通入氮?dú)?，升高溫度?0-75℃，保溫?cái)嚢?-4小時(shí)，出料，得油酸化聚甲基丙烯酸；

(3)取3.7-4重量份的乙二胺四亞甲基膦酸，加入到其重量10-15倍的去離子水中，攪拌均勻，加入2-3重量份的檸檬酸鈉，升高溫度為60-65℃，加入上述油酸化聚甲基丙烯酸，保溫?cái)嚢?0-30分鐘，得緩蝕酸液；

(4)取0.7-1重量份的司盤80，加入到其重量10-15倍的聚乙烯吡咯烷酮中，攪拌均勻，加入2-3重量份的二異氰酸酯，攪拌均勻，得交聯(lián)分散液；

(5)取110-125重量份的異佛爾酮二異氰酸酯，加入到上述交聯(lián)分散液中，在50-65℃下保溫?cái)嚢?0-14分鐘，加入上述緩蝕酸液，升高溫度為70-75℃，保溫?cái)嚢?-2小時(shí)，脫水，得交聯(lián)單體；

(6)取104-110重量份的聚丙二醇ppg1000，在110-120℃下真空脫水2-3小時(shí)，與上述交聯(lián)單體混合，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，加?-4重量份的辛酸亞錫，升高溫度為80-85℃，保溫反應(yīng)5-6小時(shí)，加入0.7-1重量份的1.4丁二醇，攪拌至常溫，冷卻出料，得多酸化聚氨酯預(yù)聚體；

(7)取6-8重量份的三羥甲基丙烷，與上述多酸化聚氨酯預(yù)聚體混合，攪拌均勻，加入0.1-0.2重量份的對甲苯磺酸、1-2重量份的磷酸，送入到反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)釜的真空度為0.08-0.09mpa，在140-150℃下保溫?cái)嚢?-3小時(shí)，出料，得潤滑改性聚氨酯；

(8)取3-4重量份的三乙醇胺，加入到其重量60-70倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述潤滑改性聚氨酯混合，在45-60℃下超聲20-30分鐘，即得所述磷化極壓抗磨水性切削液。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明首先以甲基丙烯酸、油酸為單體，在偶氮二異丁腈作用下聚合，得到油酸化聚甲基丙烯酸；然后與乙二胺四亞甲基膦酸混合，加入到檸檬酸鈉水溶液中，通過聚甲基丙烯酸水解，與鈉離子成鹽，得到緩蝕酸液，然后與異佛爾酮二異氰酸酯混合，以二異氰酸酯為交聯(lián)劑，得交聯(lián)單體，然后以其為單體，與聚丙二醇ppg1000混合，聚合，得多酸化聚氨酯預(yù)聚體，然后與三羥甲基丙烷混合，通過對甲苯磺酸的催化作用，將油酸與三羥甲基丙烷反應(yīng)，得到潤滑改性聚氨酯，再分散到三乙醇胺中，得到成品切削液；

本發(fā)明將異佛爾酮二異氰酸酯與緩蝕酸液交聯(lián)改性，得到緩蝕單體，再通過聚合，得到酸性緩蝕聚氨酯，本發(fā)明的緩蝕聚氨酯為主要成膜物質(zhì)，不僅具有很好的成膜性能，還具有很好的緩蝕效果，同時(shí)通過酸摻雜，改善了聚氨酯的水溶性，然后將摻雜的油酸與三羥甲基丙烷混合，通過對甲苯磺酸的催化，得到表面潤滑的聚氨酯涂膜，本發(fā)明的切削液具有很好的韌性、潤滑性，提高了抗銹膜與金屬基材的附著力、抗磨性，本發(fā)明的抗銹劑均勻穩(wěn)定性好，無沉積，綜合性能優(yōu)越。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種磷化極壓抗磨水性切削液的制備方法，包括以下步驟：

(1)取1重量份的8-羥基喹啉，加入到其重量63倍的乙酸丁酯中，攪拌均勻；

(2)取14重量份的甲基丙烯酸、7重量份的油酸混合，加入到上述8-羥基喹啉的乙酸丁酯中，送入到反應(yīng)釜中，加入0.7重量份的偶氮二異丁腈，通入氮?dú)?，升高溫度?5℃，保溫?cái)嚢?小時(shí)，出料，得油酸化聚甲基丙烯酸；

(3)取4重量份的乙二胺四亞甲基膦酸，加入到其重量10-15倍的去離子水中，攪拌均勻，加入3重量份的檸檬酸鈉，升高溫度為65℃，加入上述油酸化聚甲基丙烯酸，保溫?cái)嚢?0分鐘，得緩蝕酸液；

(4)取1重量份的司盤80，加入到其重量15倍的聚乙烯吡咯烷酮中，攪拌均勻，加入3重量份的二異氰酸酯，攪拌均勻，得交聯(lián)分散液；

(5)取125重量份的異佛爾酮二異氰酸酯，加入到上述交聯(lián)分散液中，在65℃下保溫?cái)嚢?4分鐘，加入上述緩蝕酸液，升高溫度為75℃，保溫?cái)嚢?小時(shí)，脫水，得交聯(lián)單體；

(6)取110重量份的聚丙二醇ppg1000，在120℃下真空脫水2-3小時(shí)，與上述交聯(lián)單體混合，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，加?重量份的辛酸亞錫，升高溫度為85℃，保溫反應(yīng)6小時(shí)，加入1重量份的1.4丁二醇，攪拌至常溫，冷卻出料，得多酸化聚氨酯預(yù)聚體；

(7)取8重量份的三羥甲基丙烷，與上述多酸化聚氨酯預(yù)聚體混合，攪拌均勻，加入0.2重量份的對甲苯磺酸、2重量份的磷酸，送入到反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)釜的真空度為0.08mpa，在150℃下保溫?cái)嚢?小時(shí)，出料，得潤滑改性聚氨酯；

(8)取4重量份的三乙醇胺，加入到其重量70倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述潤滑改性聚氨酯混合，在60℃下超聲30分鐘，即得所述磷化極壓抗磨水性切削液。

實(shí)施例2

一種磷化極壓抗磨水性切削液的制備方法，包括以下步驟：

(1)取0.5重量份的8-羥基喹啉，加入到其重量50倍的乙酸丁酯中，攪拌均勻；

(2)取10重量份的甲基丙烯酸、5重量份的油酸混合，加入到上述8-羥基喹啉的乙酸丁酯中，送入到反應(yīng)釜中，加入0.4重量份的偶氮二異丁腈，通入氮?dú)?，升高溫度?0℃，保溫?cái)嚢?小時(shí)，出料，得油酸化聚甲基丙烯酸；

(3)取3.7重量份的乙二胺四亞甲基膦酸，加入到其重量10倍的去離子水中，攪拌均勻，加入2重量份的檸檬酸鈉，升高溫度為60℃，加入上述油酸化聚甲基丙烯酸，保溫?cái)嚢?0分鐘，得緩蝕酸液；

(4)取0.7重量份的司盤80，加入到其重量10倍的聚乙烯吡咯烷酮中，攪拌均勻，加入2重量份的二異氰酸酯，攪拌均勻，得交聯(lián)分散液；

(5)取110重量份的異佛爾酮二異氰酸酯，加入到上述交聯(lián)分散液中，在50℃下保溫?cái)嚢?0分鐘，加入上述緩蝕酸液，升高溫度為70℃，保溫?cái)嚢?小時(shí)，脫水，得交聯(lián)單體；

(6)取104重量份的聚丙二醇ppg1000，在110℃下真空脫水2小時(shí)，與上述交聯(lián)單體混合，送入到反應(yīng)釜中，通入氮?dú)?，加?重量份的辛酸亞錫，升高溫度為80℃，保溫反應(yīng)5小時(shí)，加入0.7重量份的1.4丁二醇，攪拌至常溫，冷卻出料，得多酸化聚氨酯預(yù)聚體；

(7)取6重量份的三羥甲基丙烷，與上述多酸化聚氨酯預(yù)聚體混合，攪拌均勻，加入對0.1重量份的甲苯磺酸、1重量份的磷酸，送入到反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)釜的真空度為0.09mpa，在140℃下保溫?cái)嚢?小時(shí)，出料，得潤滑改性聚氨酯；

(8)取3重量份的三乙醇胺，加入到其重量60倍的去離子水中，攪拌均勻，與上述潤滑改性聚氨酯混合，在45℃下超聲20分鐘，即得所述磷化極壓抗磨水性切削液。

性能測試：

本發(fā)明切削液的性能測試：

貯存穩(wěn)定性：將50ml本發(fā)明的切削液置于100ml具塞量筒中，將其放于(70±3)℃恒溫干燥箱中5h，取出冷至室溫(15-35℃)，放置3h，然后再置于(-12±3)℃的低溫冰箱中24h，取出靜置至室溫，1h后觀察無分層、相變等現(xiàn)象；

防銹性(35±2℃)一級灰口鑄鐵：單片，60h無銹；

腐蝕試驗(yàn)(55±2℃)鑄鐵：60h無銹；

潤滑性測試：最大攻絲扭矩t/(n·cm)：340-350；

傳統(tǒng)切削液的性能測試：

貯存穩(wěn)定性：將50ml傳統(tǒng)切削液置于100ml具塞量筒中，將其放于(70±3)℃恒溫干燥箱中5h，取出冷至室溫(15-35℃)，放置3h，然后再置于(-12±3)℃的低溫冰箱中24h，取出靜置至室溫，1h后觀察有輕微的分層現(xiàn)象；

防銹性(35±2℃)一級灰口鑄鐵：單片，60h表面有銹蝕；

腐蝕試驗(yàn)(55±2℃)鑄鐵：60h表面有銹蝕；

潤滑性測試：最大攻絲扭矩t/(n·cm)：370-375。