具体实施方式

本申请提供了一种缓蚀剂组合物及其制备方法，用于解决现有技术中的缓蚀剂存在的性能单一，无法满足现有金属切削液需要的技术缺陷。

下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

其中，以下实施例所用原料或试剂均为市售或自制；

本申请实施例的异壬酸混合酰胺(异壬酸混合酰胺包括异壬酸二异丙醇酰胺和异壬酸二乙醇酰胺)的制备方法包括：

(1)将46％质量百分比的异壬酸投入到反应釜中，升温至90℃，备用；

(2)将54％质量百分比的醇胺混合物缓慢投入含有异壬酸的反应釜中，醇胺混合物包括二异丙醇胺和二乙醇胺；二异丙醇胺与二乙醇胺的质量比为4:1；

(3)将异壬酸和醇胺混合物的质量之和的0.15％质量百分比的催化剂18-冠醚-6投入到反应釜中，升温至120℃，在此温度下反应约4h，同时开启真空泵以排出反应生成的水，至不再有水分馏出时停止加热。

(4)自然冷却至室温，出料，制得异壬酸混合酰胺(异壬酸混合酰胺包括异壬酸二异丙醇酰胺和异壬酸二乙醇酰胺)。

其中，异壬酸二异丙醇酰胺具有式Ⅰ的结构；

异壬酸二乙醇酰胺具有式Ⅱ的结构；

对本申请实施例进行红外图谱和核磁图谱检测，结果如图1和图2所示；图1～2说明本申请实施例成功制得异壬酸二异丙醇酰胺和异壬酸二乙醇酰胺。

本申请实施例的正庚酸三异丙醇胺皂的制备方法包括：

(1)将21％正庚酸投入到反应釜中，升温至80℃，备用；

(2)将79％三异丙醇胺缓慢投入到反应釜中，在125℃下反应3h，

(3)停止加热，自然冷却至室温，出料，制得正庚酸三异丙醇胺皂。

其中，正庚酸三异丙醇胺皂，其结构式如式Ⅲ所示：

对本申请实施例制得的正庚酸三异丙醇胺皂进行红外光谱图和核磁共振氢谱检测，结果如图3～4所示，图3～4说明本申请实施例成功制得正庚酸三异丙醇胺皂。

本申请实施例的混合壬二酸酰胺(混合壬二酸酰胺包括壬二酸二异丙醇酰胺、壬二酸二乙醇酰胺和壬二酸混合醇酰胺)的制备方法包括：

(1)将质量百分比为45％的醇胺混合物缓慢投入到反应釜中，升温至80℃，备用；其中，醇胺混合物包括二异丙醇胺和二乙醇胺；二异丙醇胺与二乙醇胺质量比为5:1。

(2)然后，将质量百分比为55％壬二酸投入到含有醇胺混合物的反应釜中。

(3)将催化剂18-冠醚-6投入到含有醇胺混合物和壬二酸的反应釜中，升温至120℃，在此温度下反应约4h，同时开启真空泵以排出反应生成的水，至不再有水分馏出时停止加热；其中，18-冠醚-6的添加量为醇胺混合物和壬二酸的质量和的0.2％。

(4)自然冷却至室温，出料，制得混合壬二酸酰胺(混合壬二酸酰胺包括壬二酸二异丙醇酰胺、壬二酸二乙醇酰胺和壬二酸混合醇酰胺)。

其中，壬二酸二异丙醇酰胺具有式Ⅳ；

壬二酸二乙醇酰胺具有式Ⅴ；

壬二酸混合醇酰胺具有式Ⅵ；

对本申请实施例的混合壬二酸酰胺(混合壬二酸酰胺包括壬二酸二异丙醇酰胺、壬二酸二乙醇酰胺和壬二酸混合醇酰胺)进行核磁图谱和红外图谱分析，结果如图5～6所示，图5～6说明证明本申请实施例的产物包括壬二酸二异丙醇酰胺、壬二酸二乙醇酰胺和壬二酸混合醇酰胺。

以下实施例采用的对比例3为市售的现有常规缓蚀剂硅酸钠。

实施例1

本申请实施例提供了第一种缓蚀剂组合物，其制备方法包括：

按多功能缓蚀剂总质量计，依次加入质量百分比为40％的异壬酸混合酰胺、质量百分比为25％的正庚酸三异丙醇胺皂、质量百分比为30％的混合壬二酸酰胺、质量百分比为4.5％的三乙醇胺硼酸酯、质量百分比为0.5％的苯并三氮唑，用搅拌器充分搅拌至混合均匀，标记为实施例1。

实施例2

本申请实施例提供了第二种缓蚀剂组合物，其制备方法包括：

按多功能缓蚀剂总质量计，依次加入质量百分比为43％的异壬酸混合酰胺、质量百分比为23％的正庚酸三异丙醇胺皂、质量百分比为27％的混合壬二酸酰胺、质量百分比为6.5％的三乙醇胺硼酸酯、质量百分比为0.5％的苯并三氮唑，用搅拌器充分搅拌至混合均匀，标记为实施例2。

实施例3

本申请实施例提供了第三种缓蚀剂组合物，其制备方法包括：

按多功能缓蚀剂总质量计，依次加入质量百分比为38％的异壬酸混合酰胺、质量百分比为32％的正庚酸三异丙醇胺皂、质量百分比为23％的混合壬二酸酰胺、质量百分比为6.5％的三乙醇胺硼酸酯、质量百分比为0.5％的苯并三氮唑，用搅拌器充分搅拌至混合均匀，标记为实施例3。

对比例1

本申请对比例提供了第一种对照产品，不添加正庚酸三异丙醇胺皂，其制备方法包括：

按多功能缓蚀剂总质量计，依次加入质量百分比为50％的异壬酸混合酰胺、质量百分比为38％的混合壬二酸酰胺、质量百分比为11％的三乙醇胺硼酸酯、质量百分比为1％的苯并三氮唑，用搅拌器充分搅拌至混合均匀，标记为对比例1。

对比例2

本申请对比例提供了第二种对照产品，添加少量正庚酸三异丙醇胺皂，其制备方法包括：

按多功能缓蚀剂总质量计，依次加入质量百分比为50％的异壬酸混合酰胺、质量百分比为5％的正庚酸三异丙醇胺皂、质量百分比为35％的混合壬二酸酰胺、质量百分比为9％的三乙醇胺硼酸酯、质量百分比为1％的苯并三氮唑，用搅拌器充分搅拌至混合均匀，标记为对比例2。

实施例4

本申请实施例提供了实施例1～3和对比例1～3的腐蚀性、防锈性和铜缓蚀性试验，具体步骤如下：

参考《GB6144-2010合成切削液》中腐蚀试验方法，测试实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2和对比例3(常规缓蚀剂硅酸钠)的铸铁、LY12铝、紫铜和黄铜H62的防锈和缓蚀性能。

1、配置工作液：分别将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2和对比例3配置成0.025％、0.05％、0.1％和0.5％浓度对应的工作液，其中工作液中溶质为实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2和对比例3(常规缓蚀剂硅酸钠)，溶剂为自来水；空白对比例为自来水。

2、将恒温箱设定为55℃，预热；

3、将金属试片取出后用无水乙醇将防锈油洗干净；

4、等金属试片干后，用400目砂纸打磨表面，使表面没有凹坑、划痕或锈迹；

5、将磨好的是金属试片用脱脂棉在无水乙醇中清洗干净，用滤纸擦干；

6、将擦干的金属试片分别放入50ml烧杯中，要求步骤1中的工作液能浸没金属试片；

7、盖上培养皿，将烧杯放进已恒温在55±2℃的恒温箱中，并记录开始腐蚀的时间；

8、连续放置8h后取出金属试片，与试验前的金属试片进行对比；

9、评判标准：

表1铸铁、LY12铝、紫铜和黄铜的腐蚀标准

表1为铸铁片达到A级即为合格，LY12铝、紫铜和黄铜H62达到A或B级即为合格。

10、试验结果如表2所示。

表2铸铁、LY12铝、紫铜、黄铜H62腐蚀试验结果

11、试验结论

空白对比例对铸铁片、LY12铝、紫铜、黄铜H62有腐蚀的条件下，0.5％浓度的实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2和对比例3的(常规缓蚀剂硅酸钠)水溶液对LY12铝、紫铜、黄铜H62、黄铜H70均有优异的缓蚀效果，其中实施例1、实施例2和实施例3的缓蚀效果更佳，均能达到腐蚀试验的A级。对比例1和对比例2的的正庚酸三异丙醇胺皂组分含量不在本申请的缓蚀剂组合物范围内，其缓蚀效果明显劣于实施例1、实施例2和实施例3。

从对比对比例1、对比例2、实施例1、实施例2、和实施例3发现，正庚酸三异丙醇胺皂对本申请的缓蚀剂组合物有色金属的缓蚀性起到了决定性的作用，对比例1未添加正庚酸三异丙醇胺皂，对比例2的正庚酸三异丙醇胺皂组分含量不在本申请范围内，其缓蚀的最低浓度均为0.5％，但对比例2由于添加了少量的正庚酸三异丙醇胺皂，其对有色金属的缓蚀效果较对比例1略优。实施例1、实施例2和实施例3添加了正庚酸三异丙醇胺皂且组分含量在本申请范围内，其对LY12铝、紫铜、黄铜H62最低缓蚀浓度从0.5％降低至0.025％，缓蚀率提高了20倍。相对对比例3(常规缓蚀剂硅酸钠)，本申请综合性能更强，应用范围更广。

实施例5

本申请实施例提供了实施例1～3和对比例1～3的防锈性试验，具体步骤如下：

1、配制工作液：分别将实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2和对比例3(常规缓蚀剂硅酸钠)配置成1％的对应的工作液，其中工作液中溶质为实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2和对比例3(常规缓蚀剂硅酸钠)，溶剂为自来水；空白对比例为自来水。

2、试验步骤：取滤纸放入培养皿内，称取GG25铸铁屑2g±0.1g，散布于滤纸上，用滴管移取待测液2ml，使所有的铸铁屑润湿，盖上培养皿，18℃～28℃自然放置2小时，用自来水冲掉滤纸上的铸铁屑，滤纸在丙酮液中浸5秒钟，室温(18℃～28℃)自然干燥，铸铁屑评判标准如表3所示。试验结果根据滤纸上锈斑的多少按0～4级评定；

表3 2h铸铁屑评判标准

3、试验结果，结果如表4所示。

表4 2h铸铁屑试验结果

4、试验结论

对比自来水2h铸铁屑试验结果说明，实施例1、实施例2和实施例3均具有优异的防锈性。对比例1和对比例2的正庚酸三异丙醇胺皂组分含量不在本申请范围内，其对铸铁屑的防锈性和实施例1、实施例2相当、略优于实施例3。说明正庚酸三异丙醇胺皂对本申请的防锈性影响不大。对比例3(常规缓蚀剂硅酸钠)的防锈性也不及本申请的实施例1、实施例2和实施例3。

实施例6

本申请实施例提供了实施例1～3和对比例1～3的攻丝扭矩测试试验，具体步骤如下：

用模拟试验机在设置有预留孔的金属材料直接进行攻丝试验，并用平均扭矩值来评价其加工的润滑性能。理论上说，攻丝扭矩值越低，润滑性越好。将实施例1、实施例2、对比例1、对比例2和对比例3(常规缓蚀剂硅酸钠)的1％工作液分别进行攻丝试验。测试参数如下：转速：1200rpm；攻丝深度：12mm；扭力：400Ncm；丝锥类型：M4挤压丝锥；测试块材质：7075铝。平均扭矩值如表5，攻丝扭矩曲线图如图8。

表5平均扭矩值

由攻丝扭矩测试结果可知，实施例1、实施例2和实施例3平均扭矩值较低，分别为128.8N/cm、133.2N/cm和131.5N/cm，其次是对比例1和对比例2，分别为146.4N/cm和140.3N/cm，对比例1和对比例2的正庚酸三异丙醇胺皂组分含量不在本申请范围内，其平均攻丝扭矩值较实施例1分别超出13.7％和9.0％，对比例3(常规缓蚀剂硅酸钠)平均攻丝扭矩值最大，为228.2N/cm，超出实施例177.2％，实施例1和实施例2具有最优的润滑性。

实施例7

本申请实施例提供了实施例1、实施例2和实施例3的发泡试验，具体步骤如下：

依据GB/T 7462-94《表面活性剂发泡力的测定改进Ross-Miles法》中发泡能力的测试方法，测试实施例1、实施例2和实施例3发泡力。

1、配制工作液：分别将实施例1、实施例2和实施例3的配置成0.25％的工作液，其中工作液中溶质为实施例1、实施例2和实施例3，工作液中溶剂均为水；

2、恒温水浴，带有循环水泵，控制实施例1工作液、实施例2工作液和实施例3工作液的温度在50±0.5℃；

3、仪器清洗：先用水冲洗，再用少量待测液润洗；

4、将步骤2的部分待测液灌入分液漏斗至150mm刻度处；

5、将步骤2的部分待测液灌入量筒至50ml刻度处；

6、量取500ml保持在50±0.5℃的待测液倒入分液漏斗，缓慢进行此操作，以免生成泡沫，待测液分别为实施例1、实施例2和实施例3的0.25％的工作液；

7、使分液漏斗中的液体不断流下，直到液面降至150mm刻度处；

8、以所形成的泡沫在液流停止后30s、3min、5min、8min、10min、12min和15min时的毫升数(泡沫体积)来表示结果。

9、试验结果如表4所示。

表4不同时刻泡沫高度

通过对LY12铝、紫铜和黄铜H62的缓蚀性、润滑性、防锈性和泡沫性等四方面的比较发现，相对目前市面上常用的铝缓蚀剂，本申请的缓蚀剂组合物具有优异的润滑性、铝缓蚀性和防锈性，且无泡，具有更广阔的发展前景和应用范围。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。