本發明屬于切削液，具體涉及一種水基切削液及其制備方法。

背景技術：

1、近年來隨著金屬機加工行業的快速發展，機床設備更新換代快，機床的加工精度的提升。更高的轉速、精度、以及新型超硬質合金等材料同樣對切削液的潤滑性能提出更高的挑戰。傳統的以礦物油、植物油為主體的乳化油、潤滑性能優異，但是冷卻清洗性能較差，礦物油作為不可再生資源，尋找更優秀的潤滑材料已是當今的發展趨勢；微乳液雖可以提供一定的潤滑、冷卻、清洗性能但是同樣受困于對礦物油的依賴，所以全合成水基產品是當今以及未來的切削液的主流方向。全合成切削液有較好的防銹性、清洗性、冷卻性能；但是潤滑性能是目前的缺陷。

2、目前也有存在一些利用特殊分散劑將特殊潤滑材料均勻分散在純油體系中的相關研究，但水基型的潤滑性能改善材料的研究十分稀少，因此，提出一種潤滑性能較好的水基全合成切削液十分有意義。

技術實現思路

1、本發明的目的是解決現有技術的不足，基于此，本發明的第一方面提供了一種水基切削液，其組分按重量份(或質量份)計包括：水溶性納米銅潤滑劑1-5份、防銹劑2-8份、銅緩蝕劑0.2-0.5份、有機醇胺5-15份、聚乙二醇5-10份、磷酸酯0.5-4份、防腐殺菌劑1-3份、沉降劑0.1-1份；所述水溶性納米銅潤滑劑的制備方法包括以下步驟：

2、將無水硫酸銅、雙氧水、抗氧化劑、稀鹽酸于水溶液體系中混合，并在160℃-180℃和一氧化碳氛圍的條件下反應8-10h，然后降溫至45℃-50℃，保持24h-30h，過濾，洗滌，得到所述水溶性納米銅潤滑劑。

3、本發明通過采用五水硫酸銅作為主要原料，雙氧水、一氧化碳、稀鹽酸作為輔助反應原料，得到穩定的水溶性納米銅潤滑劑；其不僅具有納米銅所具備的優點(優異的抗磨、減磨、自我修復特性，提高加工性能、延長使用壽命)，其還可以穩定的完全溶解于水中，并作為全合成切削液的潤滑組分，從而得到潤滑性能大幅提升的水基全合成切削液。

4、基于本發明制得的水溶納米銅潤滑劑，本發明研究了上述防銹劑等組分的用量范圍，即形成了本發明上述的水基切削液，各單個組分的用量若低于對應范圍的下限，則會導致產品性能不足，若單個組分的用量高于對應范圍的上限，則同樣會對產品性能產生不利影響，同時造成成本浪費。

5、在上述水溶性納米銅潤滑劑的制備過程中，上述雙氧水的質量濃度為15％-20％；上述抗氧化劑為酚基抗氧化劑；上述雙氧水、水、上無水硫酸銅的質量比為(10-20)：(80-100)：(20-40)；和/或，上述稀鹽酸的質量濃度為5％-10％。

6、在一些優選的實施情況中，上述磷酸酯為芳基磷酸酯、亞磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯中的至少一種。優選地，上述磷酸酯為脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯。本發明發現在上述水基切削液體系中，當磷酸酯采用脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯時，其能夠與本發明的水溶性納米銅潤滑性協同作用，從而進一步提升水基切削液的潤滑性能。

7、在一些優選的實施情況中，上述防銹劑的重量份為3-7份；上述銅緩蝕劑的重量份為0.2-0.4份；上述有機醇胺的重量份為8-12份；上述聚乙二醇的重量份為6-9份；上述磷酸酯的重量份為1-3份；上述水溶性納米銅潤滑劑的重量份為2-3份；上述防腐殺菌劑的重量份為2-4份；上述沉降劑的重量份為0.2-0.5份。

8、其中，上述防銹劑為十一碳烷酸、十二碳烷酸、癸二酸、三元羧酸中的至少一種。上述銅緩蝕劑為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的至少一種。上述有機醇胺為一乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一種。上述防腐殺菌劑為均三嗪、n,n-亞甲基雙嗎啉、卡松、吡啶硫酮鈉中的至少一種。上述沉降劑為聚季銨鹽、聚丙烯酰胺、聚氨酯中的至少一種。上述聚乙二醇為聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600中的至少一種。

9、本發明的第二方面提供了一種上述水基切削液的制備方法，包括以下步驟：將上述防銹劑、上述有機醇胺、上述銅緩蝕劑分散于水中，在40℃-55℃的條件下，依次加入上述聚乙二醇、上述磷酸酯、上述水溶性納米銅潤滑劑、上述防腐殺菌劑、上述沉降劑，混勻即得所述水基切削液。

10、本發明的有益效果為：本發明的水基切削液具有優異的潤滑性和防銹性，綠色環保，制備簡易，適合工業化推廣。

技術特征：

1.一種水基切削液，其特征在于，其組分按重量份計包括：水溶性納米銅潤滑劑1-5份、防銹劑2-8份、銅緩蝕劑0.2-0.5份、有機醇胺5-15份、聚乙二醇5-10份、磷酸酯0.5-4份、防腐殺菌劑1-3份、沉降劑0.1-1份；所述水溶性納米銅潤滑劑的制備方法包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的水基切削液，其特征在于，所述雙氧水的質量濃度為15％-20％；和/或，所述抗氧化劑為酚基抗氧化劑；和/或，所述雙氧水、水、所述無水硫酸銅的質量比為(10-20)：(80-100)：(20-40)；和/或，所述稀鹽酸的質量濃度為5％-10％。

3.根據權利要求1所述的水基切削液，其特征在于，所述磷酸酯為芳基磷酸酯、亞磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的水基切削液，其特征在于，所述磷酸酯為脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯。

5.根據權利要求1所述的水基切削液，其特征在于，所述防銹劑為十一碳烷酸、十二碳烷酸、葵二酸、三元羧酸中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的水基切削液，其特征在于，所述銅緩蝕劑為苯并三氮唑、甲基苯并三氮唑中的至少一種。

7.根據權利要求1所述的水基切削液，其特征在于，所述有機醇胺為一乙醇胺、三乙醇胺、二甘醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇中的至少一種。

8.根據權利要求1所述的水基切削液，其特征在于，所述防腐殺菌劑為均三嗪、n,n-亞甲基雙嗎啉、卡松、吡啶硫酮鈉中的至少一種。

9.根據權利要求1所述的水基切削液，其特征在于，所述沉降劑為聚季銨鹽、聚丙烯酰胺、聚氨酯中的至少一種。

10.一種權利要求1至9任一項所述的水基切削液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將所述防銹劑、所述有機醇胺、所述銅緩蝕劑分散于水中，在40℃-55℃的條件下，依次加入所述聚乙二醇、所述磷酸酯、所述水溶性納米銅潤滑劑、所述防腐殺菌劑、所述沉降劑，混勻即得所述水基切削液。

技術總結
本發明屬于切削液技術領域，具體公開了一種水基切削液及其制備方法。該水基切削液的組分按重量份計包括：由無水硫酸銅與雙氧水、抗氧化劑、稀鹽酸等制得的水溶性納米銅潤滑劑1?5份、防銹劑2?8份、銅緩蝕劑0.2?0.5份、有機醇胺5?15份、聚乙二醇5?10份、磷酸酯0.5?4份、防腐殺菌劑1?3份、沉降劑0.1?1份；將上述組分依次混合即得該水基切削液。本發明的水基切削液具有優異的潤滑性和防銹性，綠色環保，制備簡易，適合工業化推廣。

技術研發人員：曹明,魯斐,李小磊,伍德民
受保護的技術使用者：超滑科技（佛山）有限責任公司
技術研發日：
技術公布日：2025/3/10