一種機(jī)械加工用流體組合物及機(jī)械加工方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種機(jī)械加工用流體組合物及機(jī)械加工方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及水基機(jī)械加工用流體領(lǐng)域，更具體地涉及抗微生物侵襲性改善的水基 機(jī)械加工用流體和應(yīng)用水基機(jī)械加工用流體的機(jī)械加工方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 已知在將固體工件加工或成形為有用制品的領(lǐng)域中，要對(duì)工件使用切割或非切割 的工具。固體工件可以是金屬或非金屬的（如玻璃、陶瓷、石頭等）。在這樣的加工或成 形過(guò)程中，工具和/或工件，在某些方法中，以高速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，如用旋壓法、車(chē)削法或磨削 法。在加工或成形固體物件（如金屬物件）的其它方法中，以大的力將工具壓在固體物件 上以切割工件，如剪切、拉削、銑削、磨削、模壓和沖壓。在非切割方法中，可用非切割工具以 高的力與工件滑動(dòng)接觸，如用旋壓、擠壓、滾壓、牽拉和熨壓的方法，不加切割而使固體（如 金屬）工件成形。在這些和其它成形方法中產(chǎn)生高熱和摩擦，引起諸如工具高度磨損、成品 變形、表面光潔度差和超出尺寸容限等問(wèn)題。 在這些材料加工方法中，已知在工具和工件的接觸面之間應(yīng)用機(jī)械加工用流體（如金 屬加工用液體）組合物以冷卻工具和工件。本領(lǐng)域應(yīng)用的很多機(jī)械加工用組合物是輸入工 具/工件接觸面的液體，但是在某些機(jī)械加工操作中已知用糊狀組合物涂覆工具和/或工 件，例如在攻絲操作中，或在進(jìn)行接觸前將液體或半液體預(yù)涂到坯料和/或沖頭和/或模 具上，例如在牽拉和熨壓操作中。本發(fā)明的機(jī)械加工用流體組合物可具有與特定材料加工 方法相適應(yīng)或其所需的任何物理形態(tài)。本說(shuō)明書(shū)所用的術(shù)語(yǔ)機(jī)械加工用流體和機(jī)械加工用 流體組合物可交替使用，表示在工件成形中施用于工具和固體工件之間的接觸面的液體。 施用于工具和固體工件之間的接觸面的機(jī)械加工用流體或液體組合物可被廣義地分 成兩類(lèi)。它們是非水（即油類(lèi)）和水基流體或液體。非水機(jī)械加工用流體或組合物包括一 種油或油的混合物（一般是石油基的油）和一種或幾種添加劑，如（耐）特壓添加劑、腐蝕 抑制劑、殺細(xì)菌劑、殺真菌劑和氣味控制劑。水基機(jī)械加工用流體或組合物是水、潤(rùn)滑劑和 諸如（耐）特壓添加劑、腐蝕抑制劑、殺細(xì)菌劑、殺真菌劑和消泡劑等添加劑的復(fù)雜組合。水 基機(jī)械加工用流體或組合物（如金屬加工用液體）進(jìn)一步分成水溶性油、合成和半合成類(lèi)。 1986年3月出版的ToolingandProductionMagazine第38頁(yè)描述了一種水溶性油類(lèi)機(jī) 械加工用流體，如采用一種特殊的礦物油，它分散于水，形成懸浮于化學(xué)穩(wěn)定性溶液中油滴 直徑為0. 0002-0. 00008英寸的不途明乳劑。同一頁(yè)上將合成類(lèi)機(jī)械加工用流體描述為 由完全溶于水的濕潤(rùn)劑、潤(rùn)滑性添加劑、消毒劑和（耐）特壓添加劑所組成，半合成類(lèi)機(jī)械 加工用流體描述為水和油和化學(xué)品的預(yù)形成的乳劑，采用較高濃度的乳化劑，液滴大小為0 .000004英寸或更小，形成一種半途明或透明的液體。雖然發(fā)現(xiàn)非水（即油基）機(jī)械加工 (如金屬加工）用液體在切割和非切割機(jī)械加工過(guò)程中是有效的，但人們知道它們顯示氣 味、健康、處置和安全方面的問(wèn)題，以及可用性和經(jīng)費(fèi)上需要考慮的問(wèn)題。人們發(fā)現(xiàn)，水基機(jī) 械加工（如金屬加工）用液體比油基（如非水）機(jī)械加工用流體較少具有處置、安全和健 康問(wèn)題。水基機(jī)械加工用流體具有著火危險(xiǎn)性小、通常較易處置和費(fèi)用低很多倍的特點(diǎn)。因 此，水基機(jī)械加工用流體或組合物比油或非水基機(jī)械加工用流體更贏得人們的歡迎。 即使有其優(yōu)點(diǎn)，水基機(jī)械加工用流體含有起微生物生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)劑作用的成分，在儲(chǔ)存和 使用中遭受微生物（如細(xì)菌和真菌）引起的降解。此外，受控制的這些微生物通過(guò)降低水 和油乳劑型機(jī)械加工用流體組合物的pH和破乳作用，引起諸如氣味、性能降低（如摩擦降 低少）、防腐蝕性降低或被抑制之類(lèi)的問(wèn)題。因此，在水基機(jī)械加工用流體組合物中摻入殺 細(xì)菌劑和殺真菌劑以對(duì)抗或防止微生物的生長(zhǎng)和侵襲。 然而重要的是，殺生物劑（如殺細(xì)菌劑和/或殺真菌劑）不僅對(duì)防止或降低水性機(jī) 械加工用流體組合物中的微生物的生長(zhǎng)有效，而且對(duì)防止或降低微生物對(duì)液體成分的侵 襲也有效。已知大量殺生物劑，如包括甲醛、三（羥基甲基）硝基甲烷、吡啶硫酮鋅（zinc pyridinethione)、〇-苯基苯酷、2, 3,4,6_ 四氣苯酷、dimethoxane、1，2_ 苯并異噻挫 啉-3-酮、1，3, 5-三（糠基）六氫-S-三嗪和2,4, 5-三氯酚鈉。在水性機(jī)械加工用流體 組合物中可用的殺生物劑在其防治微生物的有效性、在流體中的穩(wěn)定性和適配性上有所不 同。它們的有效性（即防治微生物的程度和微生物譜）、在水基機(jī)械加工流體中的穩(wěn)定性和 適配性取決于化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)、化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)，及水基機(jī)械加工用流體的類(lèi)型和組 成。 可溶性油型水性機(jī)械加工用流體中可用的一些殺生物劑在合成型水基機(jī)械加工用流 體中可能無(wú)效或不能使用。另一方面，在合成型水性機(jī)械加工用流體中可用的一些殺生物 劑被發(fā)現(xiàn)在半合成型水性機(jī)械加工用流體中不能使用和/或無(wú)效。 對(duì)于各種殺生物劑來(lái)說(shuō)，殺生物劑在流體中的適配性常常是一個(gè)特別的問(wèn)題。重要的 是，在儲(chǔ)存和使用時(shí)，水性機(jī)械加工用流體中的殺生物劑對(duì)流體的穩(wěn)定性并無(wú)不良影響。這 在可溶性油和半合成型水性機(jī)械加工用流體上尤為重要。眾所周知，水性機(jī)械加工用流體 對(duì)微生物生長(zhǎng)和侵襲的抗性經(jīng)時(shí)性地和隨著流體的使用而降低。這種抗性的降低尤其依賴(lài) 于殺生物劑抗微生物的穩(wěn)定性和有效性、流體儲(chǔ)存條件、所達(dá)到的流體用量和流體使用的 條件。要經(jīng)常進(jìn)行殺生物劑的補(bǔ)充以保持流體對(duì)微生物生長(zhǎng)和侵襲的抗性。流體對(duì)微生物 抗性的破壞或丟失限制或損害了流體有用或有效的壽命，引起流體本身或其成分的補(bǔ)充增 加、使所用過(guò)地流體更換成新流體增加、清洗增加、處置增加和機(jī)械加工操作或工序的停歇 時(shí)間增加，所有這些都導(dǎo)致水性機(jī)械加工用流體的成本效益降低和機(jī)械加工費(fèi)用增加。目 前正在不斷尋找改善水性機(jī)械加工用流體的方法以增加它們對(duì)微生物的抗性和延長(zhǎng)其抗 微生物壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供對(duì)微生物抗性改善的水基機(jī)械加 工用流體組合物。本發(fā)明的另一個(gè)目的是克服已知的水基機(jī)械加工用流體組合物抗微生物 抗性的缺點(diǎn)。本發(fā)明的還有一個(gè)目的是提供一種機(jī)械加工方法。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括： 一種水性機(jī)械加工用流體組合物，包括如下各物的混合物： a)水；b)水不溶性有機(jī)潤(rùn)滑劑；c)選自非離子型、具有< 12個(gè)碳原子的陰離子型、和 陽(yáng)離子型表面活性劑及其混合物的表面活性劑；及d)水溶性聚季陽(yáng)離子殺生物劑。
[0006] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施方案，還提供改善的水性機(jī)械加工用流體組合物，包括 如下各物的混合物：a)按總組合物計(jì)約1%至約99% (重量）的水，b)選自由天然或合成 水不溶性有機(jī)潤(rùn)滑劑組成的組的水不溶性有機(jī)潤(rùn)滑劑，c)選自由非離子型、具有< 12個(gè)碳 原子的陰離子型和陽(yáng)離子型表面活性劑及其混合物組成的組的表面活性劑和d)水溶性脂 族聚季鹽陽(yáng)離子殺生物劑。
[0007] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的水不溶性有機(jī)潤(rùn)滑劑是在機(jī)械加工過(guò)程或操作中減少工具和 工件間摩擦的潤(rùn)滑粘性的水不溶性有機(jī)潤(rùn)滑劑。這樣的水不溶性有機(jī)潤(rùn)滑劑可以是天然存 在的物質(zhì)或化合物、天然存在的物質(zhì)或化合物的混合物、合成的有機(jī)化合物、合成的有機(jī)化 合物的混合物或天然存在的物質(zhì)或化合物和合成的有機(jī)化合物的混合物。典型的水不溶性 有機(jī)潤(rùn)滑劑