CN104388170B - 一种快速水基线切割工作液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速水基线切割工作液及其制备方法。本发明的技术方案要点为：一种快速水基线切割工作液，是由以下质量百分含量的原料制备而成的：润滑防锈剂5%‑30%、磷酸酯极压剂1%‑10%、爆炸剂0.5%‑10%、醇醚耦合剂1%‑10%、余量为去离子水。本发明还公开了该快速水基线切割工作液的制备方法。本发明的快速水基线切割工作液切割效率高、切割质量好、润滑防锈性能好且成本较低。
Description
技术领域
本发明涉及金属线切割加工用工作液，具体涉及一种快速水基线切割工作液及其制备方法。
背景技术
电火花线切割加工简称线切割，其基本原理是利用移动的细金属丝（铜丝或钼丝）作为工具电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。线切割具有悠久的发展史，早在20世纪中期就出现了电火花加工。随着科学技术的发展，尤其是近年来计算机技术的应用和线电机电火花技术的结合，线切割加工技术的突出优势更是常规制造技术无法代替的，因此在线切割获得了广泛的市场应用。
目前市场上常见的线切割工作液主要有乳化型和水基型线切割工作液两类。乳化型线切割工作液属于传统产品，多采用矿物油为基础油，如专利申请号为201010212696.6的发明专利公开了一种线切割加工用工作液，使用该类线切割工作液存在以下许多不足：1、矿物油黏度大，流动性差，冷却性能不佳，不易清洗，且不易乳化，有的还呈膏状，如专利申请号为03113009.7的发明专利，使用很不方便，矿物油受到资源限制，成本也比较高；2、油类物质易燃易挥发，人体接触后易产生不良反应，且在高速走丝过程中有失火的危险；3、此类产品环境污染大，加工时易产生油烟、油污，影响工件的表面质量，且产生的废水不易降解，废水处理成本比较高。水基型线切割工作液是一种新型的线切割工作液，与乳化型线切割工作液相比，水基型线切割工作液具有污染小，无矿物油，颜色透明，冷却性和清洗性能好等优点，但水基型线切割工作液的防锈和润滑性能稍差，切割效率也有待提高。
电火花线切割加工是电、热、力综合作用的过程，因此线切割工作液的性能直接影响线切割的质量和效果。随着工业环保要求的日趋严格，线切割工作液向着高效、环保方向发展，因此开发高效的快速线切割工作液已成趋势。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种切割效率高、切割质量好、润滑防锈性能好且成本较低的快速水基线切割工作液。
本发明解决的另一个技术问题是提供了一种简便经济、绿色环保且成本低廉的快速水基线切割工作液的制备方法。
本发明的技术方案为：一种快速水基线切割工作液，其特征在于是由以下质量百分含量的原料制备而成的：润滑防锈剂5%-30%、磷酸酯极压剂1%-10%、爆炸剂0.5%-10%、醇醚耦合剂1%-10%、余量为去离子水，所述的润滑防锈剂是由精制妥尔油和醇胺制备而成的，其中精制妥尔油与醇胺的质量配比为m（精制妥尔油）：m（醇胺）=1:0.5-3.5，醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或任意两种以上的混合物，所述的磷酸酯极压剂为脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P或脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P，所述的爆炸剂为可溶性淀粉，所述的醇醚耦合剂为二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、三丙二醇甲醚和三丙二醇乙醚中的一种或任意两种以上的混合物。
本发明所述的润滑防锈剂是由以下方法制备而成的：先按照m（精制妥尔油）：m（醇胺）=1:0.5-3.5的质量配比分别称取精制妥尔油和醇胺，将称取的精制妥尔油和醇胺混合加热至50-120℃反应30-120min即制得润滑防锈剂。
本发明所述的快速水基线切割工作液，其特征在于是由以下质量百分含量的原料制备而成的：精制妥尔油8%、一乙醇胺8%、三乙醇胺8%、脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P 8%、可溶性淀粉2%、二乙二醇乙醚2%、二乙二醇丁醚2%和去离子水62%。
本发明所述的快速水基线切割工作液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按照m（精制妥尔油）：m（醇胺）=1:0.5-3.5的质量配比分别称取精制妥尔油和醇胺，将称取的精制妥尔油和醇胺混合加热至50-120℃反应30-120min即制得润滑防锈剂，其中醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或任意两种以上的混合物；（2）按照如下配比分别称取原料，润滑防锈剂5%-30%、磷酸酯极压剂1%-10%、爆炸剂0.5%-10%、醇醚耦合剂1%-10%、余量为去离子水，所述的磷酸酯极压剂为脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P或脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P，所述的爆炸剂为可溶性淀粉，所述的醇醚耦合剂为二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、三丙二醇甲醚和三丙二醇乙醚中的一种或任意两种以上的混合物；（3）在称取的去离子水中加入爆炸剂、醇醚耦合剂和磷酸酯极压剂，混合均匀，溶解充分；（4）将称取的润滑防锈剂加入到步骤（3）形成的混合溶液中，溶解充分，冷却至室温，测定pH值为8-9.5即制得合格的快速水基线切割工作液。
本发明所述的快速水基线切割工作液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）分别称取以下质量配比的原料，精制妥尔油8%、一乙醇胺8%、三乙醇胺8%、脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P 8%、可溶性淀粉2%、二乙二醇乙醚2%、二乙二醇丁醚2%和去离子水62%备用；（2）取精制妥尔油与一乙醇胺和三乙醇胺加热到100℃反应45min制得润滑防锈剂备用；（3）在称取的去离子水中加入可溶性淀粉、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚和脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P，混合均匀，溶解充分；（4）将步骤（2）制得的润滑防锈剂加入到步骤（3）形成的混合液中，溶解充分，冷却至室温，测定pH值为8-9.5即制得合格的快速水基线切割工作液。
本发明所述的快速水基线切割工作液，具有如下优点：
1、本发明所用的精制妥尔油润滑性能优越，清洗效果好并且有一定的抗泡作用，对硬水的适应范围宽，本发明的产品使用后易清洗，具有良好的润滑防锈性能；
2、本发明的产品环保安全性能好，避免了使用油类物质产生的油污、油烟问题，提高了工件的表面质量，同时也改善了工作环境，降低了工业废水的排放和污染，节约了成本，本发明的产品经实验证明对人体无毒，保障了工作人员的安全；
3、本发明的产品使用后工艺效果好，不仅提高了加工速度快，也提升了切割效率，加工后的工件表面光洁度高，不存在发黑、烧丝问题；
4、本发明的产品颜色透明，避免了油性线切割工作液的分层问题，化学性能稳定，保质期较长。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
（1）分别称取精制妥尔油8kg、一乙醇胺8kg、三乙醇胺8kg、脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P8kg、可溶性淀粉2kg、二乙二醇乙醚2kg、二乙二醇丁醚2kg和去离子水62kg；（2）取精制妥尔油与一乙醇胺和三乙醇胺加热到100℃反应45min制得润滑防锈剂备用；（3）在称取的去离子水中加入可溶性淀粉、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚和脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P，混合均匀，溶解充分；（4）将步骤（2）制得的润滑防锈剂加入到步骤（3）形成的混合液中，溶解充分，冷却至室温，测定pH值为8-9.5即制得合格的快速水基线切割工作液。
实施例2
（1）分别称取精制妥尔油8kg、二乙醇胺4kg、脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P 5kg、可溶性淀粉5kg、二乙二醇乙醚5kg和去离子水73kg；（2）取精制妥尔油与二乙醇胺加热到80℃反应100min制得润滑防锈剂备用；（3）在称取的去离子水中加入可溶性淀粉、二乙二醇乙醚和脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P，混合均匀，溶解充分；（4）将步骤（2）制得的润滑防锈剂加入到步骤（3）形成的混合液中，溶解充分，冷却至室温，测定pH值为8-9.5即制得合格的快速水基线切割工作液。
实施例3
（1）分别称取精制妥尔油4kg、二乙醇胺14kg、脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P 6kg、脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P 2kg、可溶性淀粉2kg、二乙二醇乙醚2kg、二乙二醇丙醚2kg、和去离子水68kg；（2）取精制妥尔油与二乙醇胺加热到60℃反应70min制得润滑防锈剂备用；（3）在称取的去离子水中加入可溶性淀粉、二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P和脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P，混合均匀，溶解充分；（4）将步骤（2）制得的润滑防锈剂加入到步骤（3）形成的混合液中，溶解充分，冷却至室温，测定pH值为8-9.5即制得合格的快速水基线切割工作液。
实施例4
（1）分别称取精制妥尔油3kg、一乙醇胺1kg、三乙醇胺1kg、脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P10kg、可溶性淀粉0.5kg、三丙二醇甲醚10kg和去离子水74.5kg；（2）取精制妥尔油与一乙醇胺和三乙醇胺加热到50℃反应120min制得润滑防锈剂备用；（3）在称取的去离子水中加入可溶性淀粉、三丙二醇甲醚和脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P，混合均匀，溶解充分；（4）将步骤（2）制得的润滑防锈剂加入到步骤（3）形成的混合液中，溶解充分，冷却至室温，测定pH值为8-9.5即制得合格的快速水基线切割工作液。
实施例5
（1）分别称取精制妥尔油15kg、一乙醇胺8kg、二乙醇胺3kg、三乙醇胺4kg、脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P 1kg、可溶性淀粉10kg、三丙二醇乙醚1kg和去离子水58kg；（2）取精制妥尔油与一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺加热到120℃反应30min制得润滑防锈剂备用；（3）在称取的去离子水中加入可溶性淀粉、三丙二醇乙醚和脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P，混合均匀，溶解充分；（4）将步骤（2）制得的润滑防锈剂加入到步骤（3）形成的混合液中，溶解充分，冷却至室温，测定pH值为8-9.5即制得合格的快速水基线切割工作液。
实施例6
（1）精制妥尔油10kg、一乙醇胺8kg、二乙醇胺8kg、三乙醇胺4kg、脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P 8kg、可溶性淀粉2kg、二乙二醇乙醚2kg、二乙二醇丁醚2kg、三丙二醇甲醚4kg和去离子水52kg；取精制妥尔油与一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺加热到90℃反应60min制得润滑防锈剂备用；（3）在称取的去离子水中加入可溶性淀粉、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚、三丙二醇甲醚和脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P，混合均匀，溶解充分；（4）将步骤（2）制得的润滑防锈剂加入到步骤（3）形成的混合液中，溶解充分，冷却至室温，测定pH值为8-9.5即制得合格的快速水基线切割工作液。
本发明实施例1-6制得的快速水基线切割工作液，具有如下优点：
1、所用的精制妥尔油润滑性能优越，清洗效果好并且有一定的抗泡作用，对硬水的适应范围宽，产品使用后易清洗，具有良好的润滑防锈性能；
2、产品环保安全性能好，避免了使用油类物质产生的油污、油烟问题，提高了工件的表面质量，同时也改善了工作环境，降低了工业废水的排放和污染，节约了成本，本发明的产品经实验证明对人体无毒，保障了工作人员的安全；
3、产品使用后工艺效果好，不仅提高了加工速度快，也提升了切割效率，加工后的工件表面光洁度高，不存在发黑、烧丝问题；
4、产品颜色透明，避免了油性线切割工作液的分层问题，化学性能稳定，保质期较长。
以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。
Claims (5)
1.一种快速水基线切割工作液，其特征在于是由以下质量百分含量的原料制备而成的：润滑防锈剂5%-30%、磷酸酯极压剂1%-10%、爆炸剂0.5%-10%、醇醚耦合剂1%-10%、余量为去离子水，所述的润滑防锈剂是由精制妥尔油和醇胺制备而成的，其中精制妥尔油与醇胺的质量配比为m（精制妥尔油）：m（醇胺）=1:0.5-3.5，醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或任意两种以上的混合物，所述的磷酸酯极压剂为脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P或脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P，所述的爆炸剂为可溶性淀粉，所述的醇醚耦合剂为二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、三丙二醇甲醚和三丙二醇乙醚中的一种或任意两种以上的混合物。
2.根据权利要求1所述的快速水基线切割工作液，其特征在于所述的润滑防锈剂是由以下方法制备而成的：先按照m（精制妥尔油）：m（醇胺）=1:0.5-3.5的质量配比分别称取精制妥尔油和醇胺，将称取的精制妥尔油和醇胺混合加热至50-120℃反应30-120min即制得润滑防锈剂。
3. 根据权利要求1所述的快速水基线切割工作液，其特征在于是由以下质量百分含量的原料制备而成的：精制妥尔油8%、一乙醇胺8%、三乙醇胺8%、脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P 8%、可溶性淀粉2%、二乙二醇乙醚2%、二乙二醇丁醚2%和去离子水62%。
4.一种权利要求1所述的快速水基线切割工作液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按照m（精制妥尔油）：m（醇胺）=1:0.5-3.5的质量配比分别称取精制妥尔油和醇胺，将称取的精制妥尔油和醇胺混合加热至50-120℃反应30-120min即制得润滑防锈剂，其中醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或任意两种以上的混合物；（2）按照如下配比分别称取原料，润滑防锈剂5%-30%、磷酸酯极压剂1%-10%、爆炸剂0.5%-10%、醇醚耦合剂1%-10%、余量为去离子水，所述的磷酸酯极压剂为脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P或脂肪醇醚磷酸酯MOA-9P，所述的爆炸剂为可溶性淀粉，所述的醇醚耦合剂为二乙二醇乙醚、二乙二醇丙醚、二乙二醇丁醚、三丙二醇甲醚和三丙二醇乙醚中的一种或任意两种以上的混合物；（3）在称取的去离子水中加入爆炸剂、醇醚耦合剂和磷酸酯极压剂，混合均匀，溶解充分；（4）将称取的润滑防锈剂加入到步骤（3）形成的混合溶液中，溶解充分，冷却至室温，测定pH值为8-9.5即制得合格的快速水基线切割工作液。
5. 根据权利要求4所述的快速水基线切割工作液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）分别称取以下质量配比的原料，精制妥尔油8%、一乙醇胺8%、三乙醇胺8%、脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P 8%、可溶性淀粉2%、二乙二醇乙醚2%、二乙二醇丁醚2%和去离子水62%备用；（2）取精制妥尔油与一乙醇胺和三乙醇胺加热到100℃反应45min制得润滑防锈剂备用；（3）在称取的去离子水中加入可溶性淀粉、二乙二醇乙醚、二乙二醇丁醚和脂肪醇醚磷酸酯MOA-3P，混合均匀，溶解充分；（4）将步骤（2）制得的润滑防锈剂加入到步骤（3）形成的混合液中，溶解充分，冷却至室温，测定pH值为8-9.5即制得合格的快速水基线切割工作液。
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