一种用于电火花镜面加工的电火花油及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于电火花镜面加工的电火花油，它是由下述重量份的原料组成的：溶剂油D110(南京联美化工)6?10、聚环氧琥珀酸0.7?1、十二烯基丁二酸2?3、三烯丙基异氰脲酸酯0.1?0.14、1,2,3?苯并三氮唑0.02?0.04、聚酰亚胺0.1?0.2、聚丙烯酰胺1?2、正构烷烃溶剂油75?85、油酸异丙酯0.6?1、腐蚀抑制剂1.5?2、乙酰丙酮锌0.05?0.06、聚甘油脂肪酸酯0.01?0.02、N?乙烯基吡咯烷酮2?4、正硅酸乙酯0.3?0.4、二甲基硅油0.1?0.2，本发明的成品化学稳定性高，使用寿命较长、环保性好，综合性能优越。
【专利说明】
-种用于电火花镜面加工的电火花油及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种电火花油，尤其是设及一种用于电火花镜面加工的电火花油及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 电火花油是模具成型机床（电火花机床、也叫电脉冲机床)加工的冷却专用介质。 早在80、90年代，传统电火花加工，大多数用煤油，做加工介质，后来从台湾、华南到大陆沿 海等塑料模具制作地区，开始使用专用的电火花油，运是一种粘度在1.5-3.0左右的低粘 度、溶剂型低芳香控的C取昆合物。
[0003] 目前在中国大陆、香港、中国台湾，市场上的普通电火花油，品种烦杂、质量偏低， 使用后颜色容易变深、变黄;有时会有焦味、油漆味等刺鼻的异味，酸化硫化物、油泥产生 快，模具生诱风险加大，运会造成介质件的排屑性和积炭排除性能会很快变差，无法保证稳 定的加工精度。此外，现有的电火花油虽然粗加工粗腐蚀速度相对较快，但较高的芳控含量 (5%---26% )，对皮肤也有溶解和刺激作用。
[0004] 随着中国高端精密制造业、航空业对特定的新型合金材料产品的镜面加工要求， 新一代高端电火花镜面加工机床随之问世。而现有的电火花油因其上述固有的缺陷，根本 无法满足镜面加工的需要。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种使用后颜色不易变深、变黄;没有焦味、油 漆味等刺鼻的异味，不易产生酸化硫化物和油泥，且对人体皮肤刺激较小的绿色环保的用 于电火花镜面加工的电火花油及其制备方法。
[0006] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
[0007] -种用于电火花镜面加工的电火花油，它是由下述重量份的原料组成的：
[000引正构烧控溶剂油75-85、溶剂油DllO 6-10、聚酷亚胺0.1-0.2、聚环氧班巧酸0.7- 1、 十二締基下二酸2-3、S締丙基异氯脈酸醋0.1-0.14、二甲基硅油0.1-0.2、聚丙締酷胺1- 2、 1，2，3-苯并S氮挫0.02-0.04、N-乙締基化咯烧酬2-4、油酸异丙醋0.6-1、乙酷丙酬锋 0.05-0.06、正娃酸乙醋0.3-0.4、腐蚀抑制剂1.5-2、聚甘油脂肪酸醋0.0 l-0.02。
[0009] 所述的腐蚀抑制剂是由下述原料按下述重量百分比混合组成：
[0010] 2-琉基苯并嚷挫22-25、N，N-二乙基乙醇胺6-7.5、N-甲酯苯胺6-7.5、sp-800.4- 0.6、异丙醇 60-65。
[0011] 所述的正构烧控溶剂油为十二~十四碳正构烧控。
[0012] 上述的电火花油的制备方法，包括W下步骤：
[0013] (1)将聚丙締酷胺加入到其重量10-12倍的去离子水中，揽拌均匀，得高分子溶液；
[0014] (2)将1，2,3-苯并S氮挫加入到N-乙締基化咯烧酬中，揽拌均匀，加入油酸异丙 醋，在80-90°C下保溫预热3-4分钟，得缓蚀溶液；
[0015] (3)将乙酷丙酬锋与正娃酸乙醋混合，加入到混合料重量5-7倍的去离子水中，升 高溫度为60-70°C，加入腐蚀抑制剂，保溫揽拌3-8分钟，加入步骤（1)的高分子溶液，100- 200转/分揽拌10-15分钟，滴加重量百分浓度为6-10%的氨水溶液，调节pH为10-13,在上述 溫度下静置反应20-30分钟，然后与步骤(2)的缓蚀溶液混合，再加入聚甘油脂肪酸醋，600- 1000转/分揽拌2-3分钟，得缓蚀娃乳胶。
[0016] (4)将溶剂油D110、正构烧控溶剂油混合，加入到调和罐体中，常溫揽拌10-15分 钟，加入缓蚀娃乳胶，揽拌均匀，加入聚酷亚胺，在50-60°C下保溫揽拌3-6分钟，脱水，在常 溫下依次加入聚环氧班巧酸、十二締基下二酸、=締丙基异氯脈酸醋、二甲基硅油，300-400 转/分揽拌20-30分钟，pH中和至7-8，得到电火花油成品。
[0017]本发明的优点是：
[0018] (1)安全可W保证的前提下，粘度更低。
[0019] (2)闪火点高，力旺时不易起火;沸点高，不易汽化和损耗。
[0020] (3)不溶解于水，油水分离性合格;不会造成机体工件生诱，对加工件也不会污染、 不会腐蚀。
[00川 （4)高绝缘性，介电率达到lOxlO-is，绝缘稳定性好。
[0022] (5)本发明化工异味全无，加工时烟雾无味，不需要专口排风系统，并且无毒无臭； 不刺激皮肤，不溶机床解密封系统;适合封闭环境，有利于空气净化。不含有害物质，符合 RO服环保指令要求，无污染。
[0023] (6)本发明的镜面电火花油的"挥发流失率"较一般常见国际品牌低10%-30%。
[0024] (7)使用寿命提高50%。
[0025] (8)本发明产品油渣碳粉减少了40 % W上。
[0026] (9)本发明克服了普通加工液"电极自损的损耗大"的通病;大物件粗加工、精加工 时，缩短了 25 % -33 %的"精打、修复放电"加工时间。
[0027] (10)本发明把加工油对皮肤的过敏刺激的几率降低了300倍。
[00%] (11)本发明能克服了普通加工液"镜面加工面积不大"的通病。
[0029] (12)本发明能提高"超硬材料硬质合金产品放电加工"成品率。
[0030] (13)本发明加入的N，N-二乙基乙醇胺和N-甲酯苯胺可W形成一层吸附膜，阻止 水、氯离子和氧等腐蚀性物质和金属接触，起到防止金属腐蚀的作用。
【具体实施方式】
[0031] 实施例1:
[0032] -种用于电火花镜面加工的电火花油，它是由下述重量份的原料组成的：
[0033] 十二碳正构烧控溶剂油85、溶剂油D110(南京联美化工)6、聚酷亚胺0.2、聚环氧班 巧酸0.7、十二締基下二酸2、S締丙基异氯脈酸醋0.1、二甲基硅油0.1、聚丙締酷胺2、1，2， 3-苯并S氮挫0.04、N-乙締基化咯烧酬4、油酸异丙醋0.6、乙酷丙酬锋0.06、正娃酸乙醋 0.3、腐蚀抑制剂1.5、聚甘油脂肪酸醋0.02。
[0034] 并且腐蚀抑制剂是由下述原料按下述重量百分比混合组成：
[00：3日]2-琉基苯并嚷挫22、N，N-二乙基乙醇胺6、N-甲酯苯胺7.5、sp-80 0.5、异丙醇64。
[0036]而上述实施例的电火花油按W下步骤制备：
[0037] (I)将聚丙締酷胺加入到其重量10倍的去离子水中，揽拌均匀，得高分子溶液；
[003引（2)将1，2,3-苯并S氮挫加入到N-乙締基化咯烧酬中，揽拌均匀，加入油酸异丙 醋，在90°C下保溫预热3分钟，得缓蚀溶液；
[0039] (3)将乙酷丙酬锋与正娃酸乙醋混合，加入到混合料重量7倍的去离子水中，升高 溫度为60°C，加入腐蚀抑制剂，保溫揽拌8分钟，加入步骤（1)的高分子溶液，200转/分揽拌 10分钟，滴加重量百分浓度为8 %的氨水溶液，调节抑为10，在上述溫度下静置反应30分钟， 然后与步骤(2)的缓蚀溶液混合，再加入聚甘油脂肪酸醋，600转/分揽拌3分钟，得缓蚀娃乳 胶；
[0040] (4)将溶剂油Dl 10与十二碳正构烧控溶剂油混合，加入到调和罐体中，常溫揽拌15 分钟，加入缓蚀娃乳胶，揽拌均匀，加入聚酷亚胺，在60°C下保溫揽拌3分钟，脱水，在常溫下 依次加入聚环氧班巧酸、十二締基下二酸、=締丙基异氯脈酸醋、二甲基硅油，300转/分揽 拌30分钟，抑中和至7,得到电火花油成品。
[0041 ] 实施例2:
[0042] -种用于电火花镜面加工的电火花油，它是由下述重量份的原料组成的：
[0043] 十四碳正构烧控溶剂油75、溶剂油D110(南京联美化工）10、聚酷亚胺0.1、聚环氧 班巧酸1、十二締基下二酸3、S締丙基异氯脈酸醋0.14、二甲基硅油0.2、聚丙締酷胺1、1，2， 3-苯并S氮挫0.02、N-乙締基化咯烧酬2、油酸异丙醋1、乙酷丙酬锋0.05、正娃酸乙醋0.4、 腐蚀抑制剂2、聚甘油脂肪酸醋0.01。
[0044] 而腐蚀抑制剂是由下述原料按下述重量百分比混合组成：
[0045] 2-琉基苯并嚷挫25、N，N-二乙基乙醇胺7.4、N-甲酯苯胺6、sp-80 0.6、异丙醇61。
[0046] 而上述实施例的电火花油按W下步骤制备：
[0047] (1)将聚丙締酷胺加入到其重量12倍的去离子水中，揽拌均匀，得高分子溶液；
[004引（2)将1，2,3-苯并S氮挫加入到N-乙締基化咯烧酬中，揽拌均匀，加入油酸异丙 醋，在80°C下保溫预热4分钟，得缓蚀溶液；
[0049] (3)将乙酷丙酬锋与正娃酸乙醋混合，加入到混合料重量5倍的去离子水中，升高 溫度为70°C，加入腐蚀抑制剂，保溫揽拌3分钟，加入步骤（1)的高分子溶液，100转/分揽拌 15分钟，滴加重量百分浓度为6%的氨水溶液，调节抑为13，在上述溫度下静置反应20分钟， 然后与步骤(2)的缓蚀溶液混合，再加入聚甘油脂肪酸醋，1000转/分揽拌2分钟，得缓蚀娃 乳胶；
[0050] (4)将溶剂油DllO与十四碳正构烧控溶剂油混合，加入到调和罐体中，常溫揽拌10 分钟，加入缓蚀娃乳胶，揽拌均匀，加入聚酷亚胺，在50°C下保溫揽拌6分钟，脱水，在常溫下 依次加入聚环氧班巧酸、十二締基下二酸、=締丙基异氯脈酸醋、二甲基硅油，400转/分揽 拌20分钟，抑中和至7,得到电火花油成品。
[0化1]实施例3:
[0052] -种用于电火花镜面加工的电火花油，它是由下述重量份的原料组成的：
[0053] 十=碳正构烧控溶剂油80、溶剂油D110(南京联美化工)8、聚酷亚胺0.15、聚环氧 班巧酸0.85、十二締基下二酸2.5、S締丙基异氯脈酸醋0.12、二甲基硅油0.15、聚丙締酷胺 1.5、1，2，3-苯并S氮挫0.03、N-乙締基化咯烧酬3、油酸异丙醋0.8、乙酷丙酬锋0.055、正娃 酸乙醋0.35、腐蚀抑制剂1.75、聚甘油脂肪酸醋0.015。
[0054]并且腐蚀抑制剂是由下述原料按下述重量百分比混合组成：
[0055] 2-琉基苯并嚷挫23.5、N，N-二乙基乙醇胺6.8、N-甲酯苯胺6.8、sp-80 0.4、异丙醇 62.5〇
[0056] 上述的电火花油的制备方法，包括W下步骤：
[0057] (1)将聚丙締酷胺加入到其重量11倍的去离子水中，揽拌均匀，得高分子溶液；
[0化引（2)将1，2,3-苯并S氮挫加入到N-乙締基化咯烧酬中，揽拌均匀，加入油酸异丙 醋，在85 °C下保溫预热3.5分钟，得缓蚀溶液；
[0059] (3)将乙酷丙酬锋与正娃酸乙醋混合，加入到混合料重量6倍的去离子水中，升高 溫度为65°C，加入腐蚀抑制剂，保溫揽拌6分钟，加入步骤（1)的高分子溶液，150转/分揽拌 13分钟，滴加重量百分浓度为8%的氨水溶液，调节抑为11，在上述溫度下静置反应25分钟， 然后与步骤(2)的缓蚀溶液混合，再加入聚甘油脂肪酸醋，800转/分揽拌3分钟，得缓蚀娃乳 胶；
[0060] (4)将溶剂油DllO与正构烧控溶剂油混合，加入到调和罐体中，常溫揽拌103分钟， 加入缓蚀娃乳胶，揽拌均匀，加入聚酷亚胺，在55°C下保溫揽拌5分钟，脱水，在常溫下依次 加入聚环氧班巧酸、十二締基下二酸、=締丙基异氯脈酸醋、二甲基硅油，350转/分揽拌25 分钟，抑中和至7,得到电火花油成品。
[0061 ]对本发明实施例3制备的电火花油进行测试，性能测试指标如下表：
[0062]
[0063] 本发明与现有技术相比具有W下优点。
[0064] (1)本发明在安全可W保证的前提下，粘度较低。本发明的粘度在1.7-2.2左右，常 规火花油粘度在2.5-3.5之间，低粘度流动性散热性能好，冷却性提高；
[0065] (2)闪火点高，控制指标96 °C度W上，而一般行标、企标在70°C W上即可，加工时不 易起火;沸点高，达到了大约l〇5°C W上，不易汽化和损耗。
[0066] (3)不溶解于水，油水分离性合格，少量的水分可W循环加热通风自然就可W挥 发。不会造成机体工件生诱。对加工件也不会污染、不会腐蚀。
[0067] (4)高绝缘性，介电率达到1 Ox 1Q-IS，绝缘稳定性好。
[0068] (5)本发明化工异味全无，加工时烟雾无味，不需要专口排风系统，并且无毒无臭； 不刺激皮肤，不溶机床解密封系统。适合封闭环境，有利于空气净化。不含有害物质，符合 RO服环保指令要求，无污染。
[0069] (6)通过同品牌同规格火花机、同样加工参数、同样材质、同样型腔工件、同样加工 时间，在W上"5个相同"条件下，根据1440小时、2880小时的使用，根据每480小时记录一 次一一油箱液面高度的变化，在对比"记录下划线降低数据"，取得3组或6组数据，通过数据 大小的对比，简单得出电火花油的使用损耗量。如此证明，本发明的镜面电火花油的"挥发 流失率"较一般常见国际品牌低10 % -30 %。
[0070] (7)使用寿命提高50%。
[0071] 使用寿命测试实验：
[0072] 在目前国内杨销的知名品牌数控火花机=款品牌火花机上测试实验：
[0073] a,加工机台：火花机北京电加工研究所-迪蒙数控CNC-抓M-A30、迪蒙斯己克CNC- EDM-B30、上海汉霸 CNC-EDM-HP45;
[0074] b，加工工件:某品牌汽车仪表盘出风口模具；
[0075] C，加工时间:每天加工16小时；
[0076] d，加工参数(见附表1，2,3,4);
[0077] e，加工材质:进口优质碳素钢S55C;
[007引 f，加工工艺:标准工艺，铜打钢；
[0079] g，插补方式:直线；
[0080] h，加工方式:一组粗打，3组精打。
[0081] i，测试结果:使用寿命=台机床均可达5840小时W上;普通电火花油在上述同样 加工条件下，使用寿命仅有2850小时。本发明比普通电火花油使用寿命提高50%。
[00剧测试对比表：
[0083]
[0084] j，附表1:粗加工参数，一组。
LUUW」 w;本巧明广扣畑渔厭粉減少J
上。
[0093] 通过在迪蒙数控、迪蒙斯己克、汉霸=款品牌火花机上，上述(7)的测试实验中，通 过对电火花加工液更换前后"损耗量"的对比，在过滤纸装置、冷却系统完善的正常使用的 情况下，本发明产品不用更换，只需补液添加，完全可W-直反复循环使用，本发明产品"油 渣碳粉"比原加工油的减少了40%。
[0094] (9)本发明克服了普通加工液"电极自损的损耗大"的通病。（大电流放电加工时， 放电电极的功损自耗，叫"功损"）的缺点，大物件粗加工、精加工时，缩短了 25%-33%的"精 打、修复放哲'加工时间。
[0095] 电极自损测试实验：
[0096] 曰，加工机台：在台湾美溪(上海京美)650 =台同一品牌火花机；
[0097] b，加工工件:某手机品牌的精密手机后盖壳模具；
[009引C，加工材质：国产塑料模具钢；
[0099] d，加工工艺:标准工艺，铜打钢；
[0100] e，加工时间、电极数量对比：用普通加工液放电加工至完成，需要96个小时，需要3 组6副电极。用本发明火花油加工时，只需要72个小时，需要2组2副电极，可完成同样的加 工。
[0101] f，测试结果:本发明有减少"电极功损"之功效，缩短了 25%-33%的"精打、修复放 哲'加工时间。
[0102] (10)本发明把加工油对皮肤的过敏刺激的几率降低了 300倍。过敏刺激测试实验：
[0103] a,普通加工液会5 %-10 %的人会过敏。
[0104] b，本发明的火花油测试地点、机台数量:深圳、苏州、宁波、常州；460台机床使用 后；
[0105] C，测试人员：1200名新老员工，包括实习的学生在内；
[0106] d，测试时间：10个月；
[0107] e,过敏人数:2例；
[010引 f,测试结果占比：大约占0.016% ;
[0109] g，测试结论:将过敏刺激的几率降低了 300倍。
[0110] (11)本发明能克服了普通加工液"镜面加工面积不大"的通病。
[0111] 加工面积实验一：
[0112] 在日本Sodick沙迪克A30两台相同的火花机上，用本发明和普通的两种加工液，进 行直径30CM圆面、深度1毫米，达到预定的镜面效果，时间对比，时间短的，优胜。
[0113] 测试机台：通过在日本Sodick沙迪克A30两台火花机上，用两种加工液，
[0114] 加工要求:进行镜面模块;加工工艺:标准工艺，铜打钢。
[0115] 工件数据:直径30CM圆面，深度1毫米，镜面效果；
[0116] 工件材料:模具钢，进口优质碳素钢S55C。
[0117] 测试结果:在8小时内，本发明的火花油可W完成30CM直径的加工，而使用普通加 工液，在8小时内，根本无法完成。
[011引加工面积实验二：
[0119] 在日本Sodick沙迪克A30两台相同的火花机上，用本发明和普通的两种加工液，进 行直径50CM圆面、深度1毫米，达到预定的镜面效果，时间对比，时间短的，优胜。
[0120] 测试机台：通过在日本Sodick沙迪克A30两台火花机上，用两种加工液，
[0121 ]加工要求:进行镜面模块;加工工艺:标准工艺，铜打钢。
[0122] 工件数据:直径50CM圆面，深度1毫米，镜面效果；
[0123] 工件材料:模具钢，进口优质碳素钢S55C。
[0124] 测试结果:使用本发明的火花油需要17个小时完成，而使用普通加工液35个小时 也没有完成。
[0125] (12)本发明能提高"超硬材料硬质合金产品放电加工"成品率。
[0126] 硬质材料成品率实验：
[0127] 本发明在"超硬材料硬质合金产品放电加工"中成品率的加工测试：
[0128] 测试机台：北京凝华科技有限公司，NH系列特种火花机300台；
[0129] 测试地区：客户地点:在---郑州、秦皇岛、北京行业知名的S家"超硬材料"生产企 业。
[0130] 加工要求:进行超硬材料加工模块;加工工艺:标准工艺，铜打合金钢。
[0131 ] 工件数据:产品的直径20MM、30MM，镜面效果的放电加工；
[0132] 工件材料:硬质合金。
[0133] 测试结果:使用本发明的火花油产品两年W来，=家客户的产品合格率由90% (平 均)提高到97.5%，大约提高了7.5%个百分点。
[0134] (13)本发明加入的N，N-二乙基乙醇胺和N-甲酯苯胺可W形成一层吸附膜，阻止 水、氯离子和氧等腐蚀性物质和金属接触，起到防止金属腐蚀的作用。
【主权项】
1. 一种用于电火花镜面加工的电火花油，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成 的： 正构烷烃溶剂油75-85、溶剂油Dl 10 6-10、聚酰亚胺0.1-0.2、聚环氧琥珀酸0.7-1、十 二烯基丁二酸2-3、三烯丙基异氰脲酸酯0.1-0.14、二甲基硅油0.1-0.2、聚丙烯酰胺1-2、1， 2，3-苯并三氮唑0.02-0.04、N-乙烯基吡咯烷酮2-4、油酸异丙酯0.6-1、乙酰丙酮锌0 . Οδ-Ο. 06 、 正硅酸乙酯0.3-0.4 、 腐蚀抑制剂1.5-2 、 聚甘油脂肪酸酯0.01-0.02 。2. 根据权利要求1所述的一种用于电火花镜面加工的电火花油，其特征在于，所述的腐 蚀抑制剂是由下述原料按下述重量百分比混合组成的： 2-巯基苯并噻唑22-25、N，N-二乙基乙醇胺6-7 · 5、Ν-甲酰苯胺6-7 · 5、sp-80 0 · 4-0 · 6、 异丙醇60-65。3. 根据权利要求1所述的一种用于电火花镜面加工的电火花油，其特征在于，所述的正 构烷烃溶剂油为十二~十四碳正构烷烃。4. 权利要求1所述的电火花油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 将聚丙烯酰胺加入到其重量10-12倍的去离子水中，搅拌均匀，得高分子溶液； (2) 将1，2,3_苯并三氮唑加入到N-乙烯基吡咯烷酮中，搅拌均匀，加入油酸异丙酯，在 80-90°C下保温预热3-4分钟，得缓蚀溶液； (3) 将乙酰丙酮锌与正硅酸乙酯混合，加入到混合料重量5-7倍的去离子水中，升高温 度为60-70°C，加入腐蚀抑制剂，保温搅拌3-8分钟，加入步骤(1)的高分子溶液，100-200转/ 分搅拌10-15分钟，滴加重量百分浓度为6-10%的氨水溶液，调节pH为10-13,在上述温度下 静置反应20-30分钟，然后与步骤(2)的缓蚀溶液混合，再加入聚甘油脂肪酸酯，600-1000 转/分搅拌2-3分钟，得缓蚀硅乳胶； (4) 将溶剂油D110、正构烷烃溶剂油混合，加入到调和罐体中，常温搅拌10-15分钟，加 入缓蚀硅乳胶，搅拌均匀，加入聚酰亚胺，在50-60°C下保温搅拌3-6分钟，脱水，在常温下依 次加入聚环氧琥珀酸、十二烯基丁二酸、三烯丙基异氰脲酸酯、二甲基硅油，300-400转/分 搅拌20-30分钟，pH中和至7-8，得到电火花油成品。
【文档编号】C10N30/02GK105925349SQ201610260382
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】赵小军
【申请人】浙江模德石化有限公司