本發明屬于切削液領域，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：

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用液體，切削液由多種超強功能助劑經科學復合配合而成，同時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。克服了傳統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，屬當前最領先的磨削產品，切削液各項指標均優于皂化油，它具有良好的冷卻、清洗、防銹等特點，并且具備無毒、無味、對人體無侵蝕、對設備不腐蝕、對環境不污染等特點，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量；在金屬切削過程中，工件要與環境介質及切削液組分分解或氧化變質而產生的油泥等腐蝕性介質接觸而腐蝕，與切削液接觸的機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過程中暫時存放時，也要求切削液有一定的防銹能力，防止環境介質及殘存切削液中的油泥等腐蝕性物質對金屬產生侵蝕。特別是在我國南方地區潮濕多雨季節，更應注意工序間防銹措施；

切削液應具備良好的穩定性，在貯存和使用中不產生沉淀或分層、析油、析皂和老化等現象。對細菌和霉菌有一定抵抗能力，不易長霉及生物降解而導致發臭、變質。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，經處理后能達到國家規定的工業污水排放標準等，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，均勻穩定性差。

技術實現要素：

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

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

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，送入到反應釜中，加入0.4-0.7重量份的偶氮二異丁腈，通入氮氣，升高溫度為70-75℃，保溫攪拌3-4小時，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，保溫攪拌20-30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，加入到上述交聯分散液中，在50-65℃下保溫攪拌10-14分鐘，加入上述緩蝕酸液，升高溫度為70-75℃，保溫攪拌1-2小時，脫水，得交聯單體；

(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，與上述交聯單體混合，送入到反應釜中，通入氮氣，加入2-4重量份的辛酸亞錫，升高溫度為80-85℃，保溫反應5-6小時，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，送入到反應釜中，控制反應釜的真空度為0.08-0.09mpa，在140-150℃下保溫攪拌2-3小時，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。

本發明的優點：

本發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劑，得交聯單體，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，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；

本發明將異佛爾酮二異氰酸酯與緩蝕酸液交聯改性，得到緩蝕單體，再通過聚合，得到酸性緩蝕聚氨酯，本發明的緩蝕聚氨酯為主要成膜物質，不僅具有很好的成膜性能，還具有很好的緩蝕效果，同時通過酸摻雜，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，本發明的抗銹劑均勻穩定性好，無沉積，綜合性能優越。

具體實施方式

實施例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，送入到反應釜中，加入0.7重量份的偶氮二異丁腈，通入氮氣，升高溫度為75℃，保溫攪拌4小時，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，保溫攪拌30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，加入到上述交聯分散液中，在65℃下保溫攪拌14分鐘，加入上述緩蝕酸液，升高溫度為75℃，保溫攪拌2小時，脫水，得交聯單體；

(6)取110重量份的聚丙二醇ppg1000，在120℃下真空脫水2-3小時，與上述交聯單體混合，送入到反應釜中，通入氮氣，加入4重量份的辛酸亞錫，升高溫度為85℃，保溫反應6小時，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，送入到反應釜中，控制反應釜的真空度為0.08mpa，在150℃下保溫攪拌3小時，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，送入到反應釜中，加入0.4重量份的偶氮二異丁腈，通入氮氣，升高溫度為70℃，保溫攪拌3小時，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，保溫攪拌20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，加入到上述交聯分散液中，在50℃下保溫攪拌10分鐘，加入上述緩蝕酸液，升高溫度為70℃，保溫攪拌1小時，脫水，得交聯單體；

(6)取104重量份的聚丙二醇ppg1000，在110℃下真空脫水2小時，與上述交聯單體混合，送入到反應釜中，通入氮氣，加入2重量份的辛酸亞錫，升高溫度為80℃，保溫反應5小時，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，送入到反應釜中，控制反應釜的真空度為0.09mpa，在140℃下保溫攪拌2小時，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：

本發明切削液的性能測試：

貯存穩定性：將50ml本發明的切削液置于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、相變等現象；

防銹性(35±2℃)一級灰口鑄鐵：單片，60h無銹；

腐蝕試驗(55±2℃)鑄鐵：60h無銹；

潤滑性測試：最大攻絲扭矩t/(n·cm)：340-350；

傳統切削液的性能測試：

貯存穩定性：將50ml傳統切削液置于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象；

防銹性(35±2℃)一級灰口鑄鐵：單片，60h表面有銹蝕；

腐蝕試驗(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。