一種高潤滑性和生態(tài)安全的水基切削液及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明一種高潤滑性和生態(tài)安全的水基切削液及其制備方法，屬金屬加工工作液 領域。
【背景技術】
[0002] 切削液是在金屬切、削、磨加工過程中，用來冷卻和潤滑刀具及加工件的工業(yè)用液 體，通常由多種功能助劑經科學復合配伍而成，同時具備潤滑、冷卻、清洗、防誘等功能。所 W，切削液的配方差別將導致各個性能的差異，從而影響整個切削液的綜合性能。
[0003] 隨著現代制造工藝精度要求不斷提高和生態(tài)環(huán)境保護要求的日益加強，全面提升 此類切削液的潤滑性、穩(wěn)定性、環(huán)保性和抗菌性，開發(fā)加工性能優(yōu)越、有利生態(tài)環(huán)境保護和 人類健康的切削液，已成為不斷追求和研發(fā)的永恒主題。用于金屬切削加工過程的切削液 也因此有了很大的進步。潤滑性和生物可降解性好的天然植物油，如大豆油、菜巧油、藍麻 油、花生油等作為礦物油的替代品受到了關注，并作為基礎油被引入了切削液中，但由于如 上所述的多數植物油中含有大量的不飽和脂肪酸，該類植物油的氧化穩(wěn)定性較差，使其使 用受到局限。為了解決天然植物油抗氧化性差的問題，一般使用對大豆油、菜巧油、藍麻油 進行化學改性而形成的環(huán)氧大豆油、環(huán)氧菜巧油、氨化藍麻油等改性植物油替代植物油，使 在保持植物油良好潤滑性能的基礎上，克服植物油氧化穩(wěn)定性差、易水解、易酸化等缺點。
[0004] 然而，無論是采用植物油，改性植物油或者植物油與礦物油的混合油作基礎油，在 其使用過程中都會產生大量細菌，目前行業(yè)內采用的切削液均使用了有一定生物毒性的殺 菌劑，例如：
[0005] 專利CN 03131577.1公布了一種水溶性切削液，由礦物油、植物油、植物系油酸醋 等基礎油或油性添加劑、油酸、二聚酸等表面活性劑、極壓添加劑等組成，采用的殺菌劑是 六氨化Ξ嗦及異嚷挫嘟酬；
[0006] 專利CN 200910038924.X設及一種金屬切削液，該切削液選用礦物油、植物油、改 性植物油等的一種或幾種混合物作為基礎油，具優(yōu)良的工作性能，為解決細菌問題，添加了 Ξ嗦衍生物、嗎嘟衍生物、3、3-亞甲基(5-甲基嗯挫燒)等殺菌劑；
[0007] 專利CN 201110382780.7公開了一種耐硬水半合成金屬切削液，該切削液選用的 基礎油為礦物油、合成醋、植物油，選用的殺菌劑為1，3,5-^(2-?乙基)-六氨-Ξ嗦、嗎嘟 衍生物；
[000引專利CN 201210237048.5公開了一種水性環(huán)保切削液，包括植物油、合成醋、乳化 劑、緩蝕劑等組分，該切削液具有優(yōu)良的工作性能，為解決細菌問題采用的殺菌劑是TROY K18N；
[0009] 專利CN 201210055831.X設及一種W植物油和合成醋為基礎油的微乳化切削液， 該切削液抗氧化性能優(yōu)異，潤滑性顯著，該方案雖克服了礦物油的部分生態(tài)毒性，但仍采用 了苯=挫、嗎嘟衍生物等殺菌劑。
[0010] 長期W來切削液中添加的殺菌劑一方面會影響切削液的整體品質；另一方面，含 有殺菌劑的切削液影響生態(tài)環(huán)境和產品使用者的身體健康，其廢液的后續(xù)環(huán)保性處理必將 引發(fā)一系列的處理成本問題。
[0011] 因此，在尋求切削液高潤滑性和高穩(wěn)定性的同時，還需要解決切削液本身的抗菌 性和對生態(tài)環(huán)境的安全性，從而滿足對切削液不斷提升的工作性能和生態(tài)安全的要求。

【發(fā)明內容】

[0012] 本發(fā)明的目的是提供一種高潤滑性和生態(tài)安全的水基切削液及其制備方法，通過 選擇飽和脂肪酸含量較高、抗氧化性強的挪子油與改性植物油復配作為基礎油，采用具有 高表面活性、良好生態(tài)安全性和相溶性新型非離子表面活性劑烷基糖巧與陰離子表面活性 劑復配產生增效作用，同時匹配加入其他組分，不僅保證了本發(fā)明水基切削液優(yōu)異潤滑性、 防誘性和穩(wěn)定性，并且賦予該水基切削液全面的生態(tài)安全性：即生產和使用過程的環(huán)境安 全性和后續(xù)廢水的生物降解性。
[0013] 本發(fā)明技術方案如下：
[0014] 1、本發(fā)明一種高潤滑性和生態(tài)安全的水基切削液，包括W下質量百分數的組分： 植物油 8-12% 改性植物油 1日-巧％ 非離子表面活性劑 3-7% 陰離子表面幫性劑 2-5%
[0015] 防誘劑 日-12% 極壓劑 巧-遊說 消泡劑 0.2-1% 馨合劑 1-3% 水 余量；
[0016] 所述植物油為挪子油；
[0017] 所述改性植物油為環(huán)氧大豆油、環(huán)氧菜巧油、氨化藍麻油中的一種或其混合物； [001引所述非離子表面活性劑為C8-C16烷基糖巧；
[0019] 所述陰離子表面活性劑為C12-C18脂肪酸甲醋橫酸鋼；
[0020] 所述防誘劑為棚砂；
[0021] 所述極壓劑為二乙醇胺棚酸醋、Ξ乙醇胺棚酸醋、油酸二乙醇酷胺棚酸醋中的一 種或其混合物；
[0022] 所述消泡劑為二甲基硅油、聚酸改性硅油中的一種或其混合物；
[0023] 所述馨合劑為二乙締 Ξ胺五甲叉麟酸、馬來酸中的一種或其混合物。
[0024] 2、本發(fā)明一種高潤滑性和生態(tài)安全的水基切削液制備方法，包括如下步驟：
[0025] 1)按上述本發(fā)明高潤滑性和生態(tài)安全的水基切削液質量百分比稱取各組分；
[00%] 2)將植物油、改性植物油于40-60°C加熱攬拌均勻，得到第一混合物；
[0027] 3)將非離子表面活性劑、陰離子表面活性劑和適量水于40-60°C加熱攬拌均勻，得 到第二混合物；
[00%] 4)將步驟2)得到的第一混合物和步驟3)得到的第二混合物于40-60°C攬拌混合均 勻，得到第Ξ混合物；
[0029] 5)向步驟4)得到的第Ξ混合物中依次加入防誘劑、極壓劑、消泡劑、馨合劑和水， 攬拌均勻即得到高潤滑性和生態(tài)安全的水基切削液。
[0030] 本發(fā)明提供的高潤滑性和生態(tài)安全的水基切削液，其植物油采用的是挪子油，挪 子油的飽和脂肪酸含量較高、抗氧化性強，挪子油中所含月桂酸、癸酸、辛酸、己酸等中短鏈 脂肪酸的比例接近50%，運些脂肪酸都具有殺菌作用，此外，挪子油分解后形成的單甘油脂 肪酸和游離脂肪酸也具抗菌能力，挪子油可說是一種具有天然抗菌性的潤滑性植物油;本 發(fā)明采用的改性植物油是環(huán)氧大豆油、環(huán)氧菜巧油、氨化藍麻油的一種或其混合物，運在保 持了植物油良好的潤滑性能的基礎上，減少了植物油中的雙鍵含量，克服了植物油氧化穩(wěn) 定性差、易水解、易酸化的缺點，提高了植物油作切削液基礎油的潤滑效率;本發(fā)明創(chuàng)造性 地利用挪子油的運一天然抗菌特性，更容易除去具有相容性的油性物質中的細菌，抗菌效 果更顯著，將挪子油運一植物油和改性的植物油進行復配作為基礎油，不僅保證了切削液 的優(yōu)異的潤滑性能和抗氧化穩(wěn)定性，而且賦予了切削液優(yōu)良的抗菌功能;此外，本發(fā)明采用 了具有高表面活性、良好生態(tài)安全性和相溶性新型非離子表面活性劑烷基糖巧與陰離子表 面活性劑脂肪酸甲醋橫酸鋼復配產生互補增效作用，同時，一定碳原子數的烷基糖巧還具 有廣譜的抗菌活性。此外，本發(fā)明采用的棚酸醋極壓劑形成的極壓膜與基礎油形成的潤滑 油膜的協同作用，不僅保證了切削液的潤滑效果，而且棚酸醋的殺菌作用能降低水基金屬 切削液中微生物的繁殖能力，也增加了切削液的抗菌效果。
[0031] 本發(fā)明選用了具抗菌性能的挪子油、烷基糖巧、棚酸醋，同時匹配加入其他相應組 分，不僅保證了水基切削液優(yōu)異潤滑性、防誘性和穩(wěn)定性，而且使切削液無需額外添加抗菌 劑就能具備良好的防腐抗菌效果，賦予該水基切削液全面的生態(tài)安全性，其技術效果顯著。
【具體實施方式】
[0032] W下結合具體實施例進一步說明本發(fā)明是如何實施的。
[0033] 實施例1
[0034] 1)、按百分比質量稱取各組分:挪子油120g;環(huán)氧大豆油、環(huán)氧菜巧油和氨化藍麻 油各50g; C8烷基糖巧30g; C18脂肪酸甲醋橫酸鋼50g;棚砂50g;二乙醇胺棚酸醋和油酸二乙 醇酷胺棚酸醋各llOg;二甲基硅油lOg;二乙締 Ξ胺五甲叉麟酸5g;馬來酸lOg;水為355g;各 組分質量和為1kg;
[0035] 2)、將步驟1)稱量的挪子油、環(huán)氧大豆油、環(huán)氧菜巧油和氨化藍麻油在40-60°C加 熱攬拌均勻，得到第一混合物；
[0036] 3)、將步驟1)稱量的烷基糖巧、脂肪酸甲醋橫酸鋼、150g水在40-60°C加熱攬拌均 勻，得到第二混合物；
[0037] 4)、將步驟2)得到的第一混合物和步驟3)得到的第二混合物在40-60°C加熱攬拌 混合均勻，得到第Ξ混合物；
[0038] 5)、在步驟4)得到的第Ξ混合物中依次加入步驟1)稱量的棚砂、二乙醇胺棚酸醋、 油酸二乙醇酷胺棚酸醋、二甲基硅油、二乙締 Ξ胺五甲叉麟酸、馬來酸和余量水，攬拌均勻 即得到一種高潤滑性和生態(tài)安全的水基切削液。
[0039] 實施例2
[0040] 1)、按百分比質量稱取各組分:挪子油llOg;環(huán)氧大豆油和氨化藍麻油各90g;C10 烷基糖巧40