一种钛合金医疗器械零件切削液及其制备方法与流程

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1.本发明属于切削液制备技术领域，具体涉及一种钛合金医疗器械零件切削液及其制备方法。

背景技术：

2.钛合金是在工业纯钛中加入合金元素，以提高钛的强度。钛合金可分为三种：a钛合金，b钛合金和a+b钛合金。a+b钛合金是由a和b双相组成，这类合金组织稳定，高温变形性能、韧性、塑性较好，能进行淬火、时效处理，使合金强化。钛合金的性能特点主要表现在：
3.(1)比强度高；钛合金密度小(4.4kg/dm3)、重量轻，但其比强度却大于超高强度钢。
4.(2)热强性高；钛合金的稳定性好，在300～500℃条件下，其强度约比铝合金高10倍。
5.(3)化学活性大；钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应，在表面形成tic及tin硬化层。
6.(4)导热性差；钛合金导热性差，钛合金tc4在200℃时的导热率1＝16.8w/m
·
℃，导热系数是0.036卡/厘米
·
秒
·
℃。
7.医疗器械、手术器械是这些年发展较快的范畴之一，不锈钢与钛是医疗植进物用得最多的产品。不锈钢一般用于不是永久性植进体内的植入物。一般用于医疗植入物，是因为它的重量轻、强度高及其生物相容性。另外，钛植入物也可用于磁共振成像和核算层析x射线摄影法成像确诊程序，因此，植入物植进后不会影响患者进行这些确诊程序。因为钛材用作手术器械具有特别的优越性，因此深得外科、眼科、心胸外科医生的期待，也是当今手术器械开展方向之一。钛具有良好的生物相容性，因此被选作最理想的人体植入产品，应用越来越广泛。
8.但钛合金的机械加工性能差，影响了该材料的广泛使用，首先，钛合金导热系数低，仅是钢的1/4、铝的1/13、铜的1/25。因切削区散热慢，不利于热平衡，在切削加工过程中，散热和冷却效果很差，这就导致了在切削区易形成高温，加工后的零件变形回弹大，造成切削刀具扭矩增大、刃口磨损快，也就使得钛合金的耐用度降低。其次，钛合金的导热系数低，使切削热积于切削刀附近的小面积区域内不易散发，前刀面摩擦力加大，不易排屑，切削热不易散发，加速刀具磨损。最后，钛合金化学活性高，在高温下加工易与刀具材料起反应，形成溶敷、扩散，造成粘刀、烧刀和断刀等现象，基于此，开发一款适合钛合金加工的全合成切削液是当下所必需的。

技术实现要素：

9.本发明的目的是提供一种钛合金医疗器械零件切削液及其制备方法，能够提供一种具有良好的极压润滑性、清洗冷却性以及抗氧化性的钛合金医疗器械零件切削液。
10.本发明采取的技术方案具体如下：
11.一种钛合金医疗器械零件切削液及其制备方法，由以下重量份数的原料组成：
12.润滑剂20～40份，ph调节剂10～20份，防锈剂3～5份，润湿剂1～3份，缓蚀剂1～3份，增溶剂10～20份，杀菌剂0.1～0.3份，去离子水50～100份。
13.在一种优选方案中，所述润滑剂为聚醚胺pa50，且所述聚醚胺pa50由乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，环氧乙烷和环氧丙烷的组合物，以及聚醚220化合物混合制备而成。
14.在一种优选方案中，所述聚醚胺pa50由乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，环氧乙烷和环氧丙烷的组合物与所述聚醚220化合物的混合比例为2:1～4:1。
15.在一种优选方案中，所述ph调节剂包括2－氨基-2-甲基-1-丙醇、二羟乙基环己胺、单异丙醇胺中的至少两种。
16.在一种优选方案中，所述防锈剂包括混合二元酸、癸二酸中至少一种。
17.在一种优选方案中，所述润湿剂为烃类表面活性剂。
18.在一种优选方案中，所述缓蚀剂为苯并三氮唑、咪唑啉季胺盐、2-甲基咪唑啉中的至少一种。
19.在一种优选方案中，所述增溶剂为新癸酸、异构癸酸、正辛酸中的至少一种。
20.在一种优选方案中，所述杀菌剂为乙二醇苯醚、苯并异噻唑啉酮、异己二醇中的至少一种。
21.本发明还提供了，一种钛合金医疗器械零件切削液的制备方法，包括：
22.向反应釜内部依次加注防锈剂、ph调节剂和去离子水，并搅拌10min，得到一级混合物；
23.向所述一级混合物中依次加入润滑剂、增溶剂和润湿剂，继续搅拌10min，得到二级混合物；
24.向所述二级混合物中加入去离子水，继续搅拌10min，得到三级混合物；
25.将所述三级混合物进行静置，并在所述三级混合物澄清之后加入缓蚀剂一同搅拌10min，得到四级混合物；
26.向所述四级混合物中加入杀菌剂，持续搅拌，并在杀菌剂均匀分布在所述四级混合物中后停止，然后静置至溶液澄清，得到钛合金医疗器械零件切削液。
27.本发明取得的技术效果为：
28.本发明采用的润滑剂由自主配备而成，在润滑状态下能形成非常稳定的具有大吸附力和承载能力的润滑剂膜，具有较低的摩擦系数与较强的抗剪切能力，ph调节剂具有一定的抑菌功能，与大多数杀菌剂有协同效应，能够有效延长切削液的寿命，并大大降低杀菌剂的加入量，使最终得到的钛合金医疗器械零件切削液则具有良好的极压润滑性、清洗冷却性和抗氧化性。
附图说明
29.图1是本发明所提供的钛合金医疗器械零件切削液的配制流程图。
具体实施方式
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
31.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
32.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个较佳的实施方式中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
33.实施例1
34.请参阅图1所示，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种钛合金医疗器械零件切削液，由以下重量份数的原料组成：
35.润滑剂20～40份，ph调节剂10～20份，防锈剂3～5份，润湿剂1～3份，缓蚀剂1～3份，增溶剂10～20份，杀菌剂0.1～0.3份，去离子水50～100份；
36.其中，润滑剂为聚醚胺pa50，且聚醚胺pa50由乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，环氧乙烷和环氧丙烷在高温高压下氨化的组合物，以及聚醚220化合物混合制备而成，聚醚胺pa50由乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，环氧乙烷和环氧丙烷的组合物与聚醚220化合物的混合比例为2:1～4:1，ph调节剂包括2-氨基-2-甲基-1-丙醇、二羟乙基环己胺、单异丙醇胺中的至少两种，防锈剂包括混合二元酸、癸二酸中至少一种，润湿剂为烃类表面活性剂，缓蚀剂为苯并三氮唑、咪唑啉季胺盐、2-甲基咪唑啉中的至少一种，增溶剂为新癸酸、异构癸酸、正辛酸中的至少一种，杀菌剂为乙二醇苯醚、苯并异噻唑啉酮、异己二醇中的至少一种。
37.具体的，钛合金医疗器械零件切削液的制备方法如下：
38.s1、向反应釜内部依次加注防锈剂、ph调节剂和去离子水，并搅拌10min，得到一级混合物；
39.s2、向一级混合物中依次加入润滑剂、增溶剂和润湿剂，继续搅拌10min，得到二级混合物；
40.s3、向二级混合物中加入去离子水，继续搅拌10min，得到三级混合物；
41.s4、将三级混合物进行静置，并在三级混合物澄清之后加入缓蚀剂一同搅拌10min，得到四级混合物；
42.s5、向四级混合物中加入杀菌剂，持续搅拌，并在杀菌剂均匀分布在四级混合物中后停止，然后静置至溶液澄清，得到钛合金医疗器械零件切削液。
43.如上述步骤s1-s5所述，选用的ph调节剂中的胺类化合物均具有一定的抑菌效果，同时还与大多数杀菌剂之间有协同效应，能够有效延长切削液的寿命，并大大降低杀菌剂的加入量，而在制备钛合金医疗器械零件切削液，且对一级混合物、二级混合物、三级混合物以及四级混合物进行搅拌时，搅拌杆的转速控制在550r/min，使得各化合物能够快速且充分的进行反应，最终得到的钛合金医疗器械零件切削液则具有良好的极压润滑性、清洗冷却性和抗氧化性。
44.实施例2
45.该实施例基于实施例1，为本发明第二个实施例，提供了一种钛合金医疗器械零件切削液，包括以下重量份数的原料：
46.14份聚醚胺pa50，7份聚醚220，8份，13份二羟乙基环己胺，4份混合二元酸，0.5份
hw-1000润湿剂，0.5份苯并三氮唑，0.8份咪唑啉季胺盐，12份异构癸酸，0.1份戊二醛，47份去离子水；
47.具体制备过程如下：
48.常温常压下，在550r/min的转速下，向反应釜中依次加入混合二元酸、、二羟乙基环己胺、部分去离子水，再依次加入pa50、聚醚220、异构癸酸、hw-1000润湿剂，搅拌10min，再加入剩余的去离子水，搅拌10min，待溶液澄清后加入苯并三氮唑、咪唑啉季胺盐，搅拌10min，加入戊二醛，直至溶液分散均匀后，停止搅拌，并进行静置，得到钛合金医疗器械零件切削液；
49.其中，钛合金医疗器械零件切削液测试结果的各项指标如表1所示：
[0050][0051]
表1
[0052]
实施例3
[0053]
该实施例基于实施例1，为本发明第三个实施例，提供了一种钛合金医疗器械零件切削液及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
[0054]
27份聚醚胺pa50，9份聚醚220，7份，10份单异丙醇胺，2份混合二元酸，1份癸二酸，1份hw-1000润湿剂，0.4份苯并三氮唑，0.6份2-甲基咪唑啉，19份异构癸酸，0.2份苯并异噻唑啉酮，22.8份去离子水；
[0055]
具体制备过程如下：
[0056]
常温常压下，在550r/min的转速下，向反应釜中依次加入混合二元酸、癸二酸、、单异丙醇胺、部分去离子水，再依次加入聚醚胺pa50、聚醚220、异构癸酸、hw-1000润湿剂，搅拌10min，加入剩余的去离子水，搅拌10min，待溶液澄清后加入苯并三氮唑、2-甲基咪唑啉，搅拌10min，加入苯并异噻唑啉酮，直至溶液分散均匀后，停止搅拌，并进行静置，得到钛合金医疗器械零件切削液。
[0057]
其中，钛合金医疗器械零件切削液测试结果的各项指标如表2所示：
[0058][0059]
表2
[0060]
实施例4。
[0061]
该实施例基于实施例1，为本发明第四个实施例，提供了一种钛合金医疗器械零件切削液及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
[0062]
32份聚醚胺pa50，8份聚醚220，10份二羟乙基环己胺，10份单异丙醇胺，5份癸二酸，0.5份hw-1000润湿剂，2份2-甲基咪唑啉，18份正辛酸，0.1份羟乙基六氢三嗪，14.4份去离子水。
[0063]
具体制备过程如下：
[0064]
常温常压下，在550r/min的转速下，往反应釜中依次加入癸二酸、二羟乙基环己胺、单异丙醇胺、部分去离子水，再依次加入pa50、聚醚220、正辛酸、hw-1000润湿剂，搅拌10min，加入剩余的去离子水，搅拌10min，待溶液澄清后加入2-甲基咪唑啉，搅拌10min，加入羟乙基六氢三嗪，直至溶液分散均匀后，停止搅拌，并进行静置，得到钛合金医疗器械零件切削液。
[0065]
其中，钛合金医疗器械零件切削液测试结果的各项指标如表3所示：
[0066][0067]
表3
[0068]
实施例5
[0069]
该实施例基于实施例1，为本发明第五个实施例，该实施例提供了一种钛合金医疗器械零件切削液及其制备方法，包括以下重量份数的原料：
[0070]
30份聚醚胺pa50，9份聚醚220，5份混合二元酸，16份异丙醇胺，1份hw-1000润湿剂，1份苯并三氮唑，10份正辛酸，8份异构癸酸，0.1份苯并异噻唑啉酮，0.1份异己二醇，19.8份去离子水。
[0071]
具体制备过程如下：
[0072]
常温常压下，在550r/min的转速下，往反应釜中依次加入混合二元酸(gm1)、异丙醇胺、部分去离子水，再依次加入pa50、聚醚220、正辛酸、异构癸酸、hw1000，搅拌10min，加入剩余的去离子水，搅拌10min，待溶液澄清后加入苯并三氮唑，搅拌10min，加入苯并异噻唑啉酮和异己二醇，直至溶液分散均匀后，停止搅拌，并进行静置，得到钛合金医疗器械零件切削液。
[0073]
其中，钛合金医疗器械零件切削液测试结果的各项指标如表4所示：
[0074][0075]
表4
[0076]
对比例1
[0077]
该对比例基于实施例2，与实施例2的区别在于增溶剂的不同，提供了一种钛合金
医疗器械零件切削液，包括以下重量份数的原料：
[0078]
14份聚醚胺pa50，7份聚醚220，8份，13份二羟乙基环己胺，4份混合二元酸，0.5份hw-1000润湿剂，0.5份苯并三氮唑，0.8份咪唑啉季胺盐，12份正辛酸，0.1份戊二醛，47份去离子水；
[0079]
具体制备过程如下：
[0080]
常温常压下，在550r/min的转速下，向反应釜中依次加入混合二元酸、、二羟乙基环己胺、部分去离子水，再依次加入pa50、聚醚220、正辛酸、hw-1000润湿剂，搅拌10min，再加入剩余的去离子水，搅拌10min，待溶液澄清后加入苯并三氮唑、咪唑啉季胺盐，搅拌10min，加入戊二醛，直至溶液分散均匀后，停止搅拌，并进行静置，得到钛合金医疗器械零件切削液；
[0081]
其中，钛合金医疗器械零件切削液测试结果的各项指标如表5所示：
[0082][0083]
表5
[0084]
结合实施例1的测试结果，钛合金医疗器械零件切削液的防腐效果相近，四球pb试验结果相差较大，再结合制备材料而言，正辛酸的效果相较于异构癸酸的效果较低。
[0085]
对比例2
[0086]
该对比例基于实施例3，与实施例3的区别在于缓蚀剂和杀菌剂的不同，提供了一种钛合金医疗器械零件切削液，包括以下重量份数的原料：
[0087]
27份聚醚胺pa50，9份聚醚220，17份，2份混合二元酸，1份癸二酸，1份hw-1000润湿剂，0.4份苯并三氮唑，0.6份咪唑啉季胺盐，19份异构癸酸，0.1份异己二醇，0.1份乙二醇苯醚，22.8份去离子水。
[0088]
具体制备过程如下：
[0089]
常温常压下，在550r/min的转速下，向反应釜中依次加入混合二元酸、癸二酸、、部分去离子水，再依次加入pa50、聚醚220、异构癸酸、hw1000，搅拌10min，加入剩余的去离子水，搅拌10min，待溶液澄清后加入苯并三氮唑、咪唑啉季胺盐，搅拌10min，加入异己二醇、乙二醇苯醚，直至溶液分散均匀后，停止搅拌，并进行静置，得到钛合金医疗器械零件切削液。
[0090]
其中，钛合金医疗器械零件切削液测试结果的各项指标如表6所示：
[0091][0092]
[0093]
表6
[0094]
在该实施例中，调整了缓蚀剂和杀菌剂的原料，结合测试结果而言，其与实施例3的侧视结果相近，无论是四球pb试验，还是腐蚀结果均是相近的，由此可见，缓蚀剂和杀菌剂的原料调整对切削液的影响较小。
[0095]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

技术特征：

1.一种钛合金医疗器械零件切削液，其特征在于：由以下重量份数的原料组成：润滑剂20～40份，ph调节剂10～20份，防锈剂3～5份，润湿剂1～3份，缓蚀剂1～3份，增溶剂10～20份，杀菌剂0.1～0.3份，去离子水50～100份。2.根据权利要求1所述的一种钛合金医疗器械零件切削液，其特征在于：所述润滑剂为聚醚胺pa50，且所述聚醚胺pa50由乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，环氧乙烷和环氧丙烷的组合物，以及聚醚220化合物混合制备而成。3.根据权利要求2所述的一种钛合金医疗器械零件切削液，其特征在于：所述聚醚胺pa50由乙二胺，二乙烯三胺，三乙烯四胺，环氧乙烷和环氧丙烷的组合物与所述聚醚220化合物的混合比例为2:1～4:1。4.根据权利要求1所述的一种钛合金医疗器械零件切削液，其特征在于：所述ph调节剂包括2－氨基-2-甲基-1-丙醇、二羟乙基环己胺、单异丙醇胺中的至少两种。5.根据权利要求1所述的一种钛合金医疗器械零件切削液，其特征在于：所述防锈剂包括混合二元酸、癸二酸中至少一种。6.根据权利要求1所述的一种钛合金医疗器械零件切削液，其特征在于：所述润湿剂为烃类表面活性剂。7.根据权利要求1所述的一种钛合金医疗器械零件切削液，其特征在于：所述缓蚀剂为苯并三氮唑、咪唑啉季胺盐、2-甲基咪唑啉中的至少一种。8.根据权利要求1所述的一种钛合金医疗器械零件切削液，其特征在于：所述增溶剂为新癸酸、异构癸酸、正辛酸中的至少一种。9.根据权利要求1所述的一种钛合金医疗器械零件切削液，其特征在于：所述杀菌剂为乙二醇苯醚、苯并异噻唑啉酮、异己二醇中的至少一种。10.一种钛合金医疗器械零件切削液的制备方法，其特征在于：包括：向反应釜内部依次加注防锈剂、ph调节剂和去离子水，并搅拌10min，得到一级混合物；向所述一级混合物中依次加入润滑剂、增溶剂和润湿剂，继续搅拌10min，得到二级混合物；向所述二级混合物中加入去离子水，继续搅拌10min，得到三级混合物；将所述三级混合物进行静置，并在所述三级混合物澄清之后加入缓蚀剂一同搅拌10min，得到四级混合物；向所述四级混合物中加入杀菌剂，持续搅拌，并在杀菌剂均匀分布在所述四级混合物中后停止，然后静置至溶液澄清，得到钛合金医疗器械零件切削液。

技术总结

本发明属于切削液制备技术领域，具体涉及一种钛合金医疗器械零件切削液及其制备方法，包括润滑剂、PH调节剂、防锈剂、润湿剂、缓蚀剂、增溶剂、杀菌剂和去离子水。该发明采用的润滑剂由自主配备而成，在润滑状态下能形成非常稳定的具有大吸附力和承载能力的润滑剂膜，具有较低的摩擦系数与较强的抗剪切能力，PH调节剂具有一定的抑菌功能，与大多数杀菌剂有协同效应，能够有效延长切削液的寿命，并大大降低杀菌剂的加入量，使最终得到的钛合金医疗器械零件切削液则具有良好的极压润滑性、清洗冷却性和抗氧化性。和抗氧化性。和抗氧化性。