IP6金属缓蚀剂及切削液

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随着机械加工业向高速、强力、精密等方向的迅速发展，对金属切削液提出了越来越高的要求。特别是20世纪80年代以来，由于人们对生态环境意识的进一步强化，对金属切削液又增加了环保要求。水基合成切削液具有优异的冷却、清洗作用和良好的环境指标，将逐渐取代切削油和乳化液，占据切削液的主导地位。然而，水基切削液水分含量高，使用时易引起加工设备及工件的锈蚀，因此如何选择高效缓蚀添加剂显得特别重要。过去大量使用水溶性金属缓蚀剂基本为亚硝酸型，由于该品对人有严重的毒害作用，现已逐步被禁止使用，虽然近几年来有人研究使用一些低毒性的水溶性缓蚀添加剂，如钼酸盐、硼酸、三乙醇胺、有机合成磷酸等，但缓蚀效果不理想，且添加量大，相对成本较高。本文介绍一种天然无毒水溶性缓蚀剂IP₆，应用于金属切削液中，完全克服了上述各类添加剂的各种弊端，具有广泛的推广应用价值。

IP₆（环已六醇六磷酸脂）分子式C₆H₁₈O₂₄P₆，外观为褐色粘稠状液体，是一种从粮食作物中提取的无毒化工产品；因其分子结构中具有能同金属配合的24个氧原子、12个羟基和6个磷酸基，与金属接触时，极易在金属表面形成一层致密的有机单分子保护膜，使金属的电极电位变得和铝、金一样，从而有效地阻止了金属的腐蚀。大量实践证明IP₆是金属缓蚀剂家族中不可多得的优良环保型水溶性产品，可广泛用于水基切削液，防锈剂、清洗剂等产品中。

表1 含不同浓度 IP₆的试液对金属试片的防锈效果
IP₆浓度	0	0.05%	0.1%
试片表面变化情况	钢片、铸铁片严重锈蚀，铜片轻度变色，铝片轻微变暗	钢片、铸铁片无锈，光泽如新；铜片轻微失光，无锈；铝片轻微失光	钢片、铸铁片、铜片、铝片光亮如新

IP₆具有防锈性能

用添加一定量的IP₆水溶液分别浸渍钢片、铸铁片、铜片和铝片，放入饱和的水蒸气器皿中，测试其防锈能力。试验条件及试片表面变化情况见表亚。

实验结构表明，IP₆对钢、铸铁、铜、铝均有优良的防锈能力。

PA型水基切削液

IP₆是一种少见的多齿金属螯合剂，与金属络合时，能优先吸附在金属表面，形成致密疏水性保护膜。根据上述性能将IP₆与防霉剂、润滑剂、消泡剂、表面活性剂等配制成PA型水基金属切削液，具有优良的润滑。冷却、洗涤防锈等综合功能，其基本配方见表2。

依据GB6144-85标准对PA型水基金属切削液进行性能评定，结果见表3。

表2 PA型水基切削液
组成及工艺条件	添加量(%)
润滑剂(合成)	0.40
磺化油	0.40
消泡剂	0.30
三乙醇胺	0.50
IP₆	0.10
苯甲酸钠	0.25
水	余量
PH值	8.5-9.5

表3 PA型水基合成切削液的性能指标
项目		GB6144－85质量指标	PA型测定结果
透明度 pH值消泡性(mL/10min) 表面张力 (N/cm²)		透明或半透明 8.0～10.0 ＜2 ＜4.0xl0^-4	透明 8.5～9.5 ＜2 ＜23.3xl0^-4
腐蚀试验 (55+2℃)级全浸	45＃钢灰口铸铁 LY12 紫铜	24h, A级 24h, A级 8h，合格 8h，合格	48h，A级 30h，A级 24h，合格 24h，合格
防锈性试验一级灰口铸铁 (35+2℃)	单片叠片	48h，A级 8h，合格	48h，A级 16h，合格

IP₆是一种优良的水溶性金属缓蚀剂，在水介质中对各种金属材料均有优良的防锈性能，可广泛用于金属切削液，清洗剂、防锈剂中。用IP6配制的PA型水基切削液，其防锈性能良好，不含矿物油，亚硝酸盐，铬酸盐等有害物质，环保无污染，值得大力推广。

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