1.本发明属于金属切削液技术领域，具体涉及一种切削液及其制备方法和应用。
背景技术：
2.镁合金由于具有重量轻、比强度和比刚度高、导热性好、吸震性好、可回收性能和机械加工性能好等优点，在汽车零部件、自行车零部件、电子通讯、航天国防和运动用品等领域获得了广泛的应用。由于镁合金的物理性能，在镁合金加工过程中存在以下问题：镁离子易溶于水性切削液中，极大增加了切削液的总硬度，导致因镁合金切削液因抗硬水性能不够，发生破乳而失效；此外，在镁合金加工过程中还存在对镁合金的防腐不够，导致镁合金在加工过程中出现变色等腐蚀现象，从而影响了其工业应用。
3.因此开发一种高抗硬水镁合金切削液，是当务之急。
技术实现要素：
4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种切削液，解决了镁合金切削液的抗硬水性能不够，容易发生破乳而失效的问题。
5.本发明的第二方面提供了一种上述切削液的制备方法。
6.本发明的第三方面提供了一种上述切削液在在镁合金切割加工领域中的应用。
7.根据本发明的第一方面实施例的一种切削液，所述切削液制备原料包括聚合物-纳米材料复合凝胶，基础油、植物油复合表面活性剂；
8.所述聚合物-纳米材料复合凝胶的制备原料包括聚丙烯酸酯类聚合物和纳米钛酸锌；
9.所述植物油复合表面活性剂的制备原料包括三乙醇胺、聚异丁烯丁二酸和低泡表面活性剂。
10.根据本发明的第一方面的实施例至少具有以下有益效果：
11.在切削液的配方中加入聚合物-纳米材料复合凝胶助溶成分进行切削液的制备，其中纳米材料为纳米钛酸锌，与聚丙烯酸酯类聚合物共同制备成聚合物-纳米材料复合凝胶在切削液的制备过程中起到助溶，提高其亲水性能的作用，同时具有立体网状结构，有效吸附了水中的钙镁离子，因此制备而成的切削液，具有很强的耐硬水性能，不易破乳，防腐性能、润滑性能以及防锈性能强。纳米钛酸锌，与聚丙烯酸酯类聚合物共同制备成聚合物-纳米材料复合凝胶有效吸附水中的钙镁离子，提高了其抗硬水性能，同时提高了亲水性所以更容易被清洗。
12.根据本发明的一些实施例，所述基础油包括矿物油、合成酯、动物油和植物油中的至少一种。
13.根据本发明的一些实施例，所述低泡表面活性剂包括直链脂肪醇聚氧乙烯、直链聚氧丙烯醚、支链脂肪醇聚氧乙烯、支链聚氧丙烯醚、芳香族脂肪醇聚氧乙烯和芳香族聚氧丙烯醚中的至少一种。
纳米材料复合凝胶10-15份；所述基础油20-35份和所述植物油复合表面活性剂5-15份。
38.根据本发明的一些实施例，所述切削液的制备原料还包括金属缓蚀剂、杀菌剂、消泡剂、阴离子表面活性剂、镁络合剂和无菌水中的至少一种。
39.根据本发明的一些实施例，所述消泡剂包括聚醚型消泡剂和有机硅类消泡剂中的至少一种。
40.根据本发明的一些实施例，所述镁络合剂包括羧酸类螯合剂。
41.根据本发明的一些实施例，所述杀菌剂包括三嗪衍生物和吗啉衍生物中的至少一种。
42.根据本发明的一些实施例，所述消泡剂包括有机硅类消泡剂，聚醚类消泡剂和丙烯酸酯消泡剂中的至少一种。
43.根据本发明的一些实施例，所述镁络合剂包括乙二胺四乙酸。
44.根据本发明的一些实施例，重量份计，所述切削液的制备原料包括所述聚合物-纳米材料复合凝胶10-15份；所述阴离子表面活性剂3-5份、所述金属缓蚀剂1-2份、所述杀菌剂0.5-2份、所述消泡剂0.5-1份、所述镁络合剂0.5-2份和所述无菌水20-40份。
45.根据本发明的一些实施例，所述阴离子表面活性剂包括石油磺酸钠和琥珀酸酐盐中的至少一种。
46.根据本发明的一些实施例，所述金属缓蚀剂包括2-巯基苯并噻唑、三氮唑、甲基苯并三氮唑和5-苯基四氮唑中的至少一种。
47.根据本发明的第二方面的实施例的上述切削液的制备方法，包括将所述聚合物-纳米材料复合凝胶、所述基础油和所述植物油复合表面活性剂混合反应。
48.根据本发明的一些优选地实施例，上述切削液的制备方法，包括：
49.s1、将所述聚合物-纳米材料复合凝胶、所述基础油和所述植物油复合表面活性剂混合反应的到混合物；
50.s2、将步骤s1中的所述混合物和所述阴离子表面活性剂、所述金属缓蚀剂、所述杀菌剂、所述消泡剂和所述镁络合剂混合反应。
51.根据本发明的第三方面的实施例的上述切削液在镁合金切割加工领域中的应用。
52.根据本发明的一些实施例，在所述切削液在镁合金切割加工领域中的应用中，包括用水稀释所述切削液。
53.根据本发明的一些实施例，按重量份计，所述切削液和所述水为1:10-15。
54.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
具体实施方式
55.以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。实施例中所使用的试验方法如无特殊说明，均为常规方法；所使用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到的试剂和材料。如无特殊说明，各实施例和对比例的同一成分采购自同一厂家同一批次；相应参数
如无特殊说明，则与实施例1同。
56.本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
57.实施例1
58.本实施例提供了一种高抗硬水镁合金切削液，其由以下重量份数的原料制成：
59.基础油20份、植物油复合表面活性剂5份、阴离子表面活性剂3份、聚合物-纳米材料复合凝胶10份、金属缓蚀剂1份、杀菌剂0.5份、消泡剂(gp型甘油聚醚)0.5份、镁络合剂0.5份和无菌水20份。
60.基础油为矿物油和植物油混合。
61.植物油复合表面活性剂包括三乙醇胺、聚异丁烯丁二酸和低泡表面活性剂混合反应物，所述低泡表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯。
62.所述阴离子表面活性剂为石油磺酸钠。
63.聚合物-纳米材料复合凝胶为聚丙烯酸酯类聚合物与钛酸锌纳米粉复合物。
64.金属缓蚀剂为2-巯基苯并噻唑和三氮唑混合。
65.实施例2
66.本实施例提供了一种硬质合金用切削液的制备方法，
67.植物油复合表面活性剂的具体制备步骤为：
68.a1：取适量的三乙醇胺和聚异丁烯丁二酸加入到反应罐内，搅拌加热到50℃下反应35min，再加入一定比例低泡表面活性剂反应45min，制得植物油复合表面活性剂。
69.聚合物-纳米材料复合凝胶的具体制备步骤为：
70.b1：将钛酸锌纳米粉溶于6倍体积的无水乙醇的酸性溶液中，低温等离子反应器中反应40min后加入聚丙烯酸酯类聚合物继续反应45min，反应完毕后取出充分超声搅拌至液相分散均匀，再置于低温等离子体反应器内-10℃静置12h以上，形成均一溶胶，再取出蒸发干燥转变为凝胶，研磨成粉末，制得聚合物-纳米材料复合凝胶粉末。
71.一种硬质合金用切削液的制备方法，具体步骤为：
72.c1：按照实施例1中的重量份，将基础油、植物油复合表面活性剂和聚合物-纳米材料复合凝胶粉末混合，加入到反应罐内，加入适量水，在65℃下搅拌反应60min；
73.c2：向步骤s3中加入阴离子表面活性剂、金属缓蚀剂、杀菌剂、消泡剂、镁络合剂继续搅拌反应，直至溶液透明澄清，反应结束，制得高抗硬水镁合金切削液。
74.在使用所述高抗硬水镁合金切削液时，所述高抗硬水镁合金切削液与水以1:10进行稀释使用。
75.实施例3
76.本实施例提供了一种高抗硬水镁合金切削液，其由以下重量份数的原料制成：
77.基础油35份、植物油复合表面活性剂15份、阴离子表面活性剂5份、聚合物-纳米材料复合凝胶15份、金属缓蚀剂2份、杀菌剂2份、消泡剂1份、镁络合剂2份和无菌水40份。
78.基础油为合成酯和动物油混合。
79.植物油复合表面活性剂包括三乙醇胺、聚异丁烯丁二酸和低泡表面活性剂混合反应物，所述低泡表面活性剂为聚氧丙烯醚。
80.阴离子表面活性剂为琥珀酸酐盐。
81.聚合物-纳米材料复合凝胶为聚丙烯酸酯类聚合物与钛酸锌纳米粉复合物。
82.金属缓蚀剂为甲基苯并三氮唑和5-苯基四氮唑混合。
83.实施例4
84.本实施例提供了一种硬质合金用切削液的制备方法，
85.植物油复合表面活性剂的具体制备步骤为：
86.a1：取适量的三乙醇胺和聚异丁烯丁二酸加入到反应罐内，搅拌加热到50℃下反应35min，再加入一定比例低泡表面活性剂反应45min，制得植物油复合表面活性剂。
87.聚合物-纳米材料复合凝胶的具体制备步骤为：
88.b1：将钛酸锌纳米粉溶于6倍体积的无水乙醇的酸性溶液中，低温等离子反应器中反应40min后加入聚丙烯酸酯类聚合物继续反应45min，反应完毕后取出充分超声搅拌至液相分散均匀，再置于低温等离子体反应器内-10℃静置12h以上，形成均一溶胶，再取出蒸发干燥转变为凝胶，研磨成粉末，制得聚合物-纳米材料复合凝胶粉末。
89.一种硬质合金用切削液的制备方法，具体步骤为：
90.c1：按照实施例3中的重量份，将基础油、植物油复合表面活性剂和聚合物-纳米材料复合凝胶粉末混合，加入到反应罐内，加入适量水，在65℃下搅拌反应60min；
91.c2：向步骤s3中加入阴离子表面活性剂、金属缓蚀剂、杀菌剂、消泡剂、镁络合剂继续搅拌反应，直至溶液透明澄清，反应结束，制得高抗硬水镁合金切削液。
92.在使用所述高抗硬水镁合金切削液时，所述高抗硬水镁合金切削液与水以1:10进行稀释使用。
93.对比例1
94.本对比例1提供的是市售产品富兰克ma1200。
95.对比例2
96.本对比例提供的是是市售产品ma2400。
97.测试例1
98.对上述实施例和对比例中切削液进行试验，其中具体试验方法如下：
99.清洁度测试方式：
100.1.用500ml 141b(一氟二氯乙烷)溶液冲洗被测物体表面，收集冲洗的液体；
101.2.将过滤所用的滤纸和放到高温箱中加热120℃，进行恒重，确定质量为g0；
102.3.将过滤所用的烧杯放到高温箱中加热120℃，进行恒重，确定质量为s0；
103.4.将恒重的滤纸用镊子放到过滤瓶上，将冲洗的滤液导入安装好的过滤瓶上方，进行抽滤，收集过滤后的滤纸；将冲洗液收集至烧杯中。
104.5.将带有杂质的滤纸再次加热烘干，重复2步骤，记录质量为g1；
105.6.将烧杯中的滤液放到35℃恒温箱中，进行恒重，确定质量为s1；
106.7.洁净度c＝(g1-g0)固体杂质+(s1-s0)液体杂质
107.8.所得数据列于表1中。
108.用检测仪器检测高抗硬水镁合金切削抗硬水能力，对照例1和2为市售产品。
109.表1测试结果(清洁度、钴浸出率和切削耐高温)
110.实施例与对比例洁净度c/mg抗硬水(ppm)实施例123.2219800实施例228.0720600实施例322.5821100对照例162.3315100对照例268.1514300
111.通过以上实施例及对比例1、对比例2数据对比可以看出，本发明的切削液可以明显提高体系的清洗能力，本品与同类切削液对比，清洗性能更强。为免去清洗工艺提供了可行性。
112.而且抗硬水能力达到20000ppm，具有超强抗硬水能力。
113.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。