[发明专利]一种环保型水基切削液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种环保型水基切削液及其制备方法，属于切削加工技术领域。

背景技术

切削液广泛用于金属切削加工过程中，其作用为金属零件的冷却、润滑、清洗、防锈等。目前，机械行业用的切削液为油基乳化液，属于混合水溶液，其成份中或多或少地含有亚硝酸钠，对使用者有一定的毒副作用，使用过程中易发生变质，气味严重，污染环境。随着机械工业的不断进步和发展，金属切削设备的切削速度不断提高，机械的发展同时对机械零件的精度、性能等指标提出了更高的要求，对最终零部件的尺寸精度、表面粗糙度、减磨抗磨性能和表面抗磁性等也提出了更高的要求。

目前切削液可分为两类，油溶性切削液和水溶性切削液。一般油溶性切削液润滑性能好，但冷却性能差，且含有大量有机物，污染环境。一些水溶性切削液虽然冷却性能好，但是容易滋生细菌，发生腐败，润滑性与防锈效果差，使用时间寿命不长，为了提高切削液的抗菌性能，常常添加杀菌剂，但是，含有杀菌剂的切削液影响生态环境和产品使用者的身体健康，且废液的后续环保性处理也会引发一系列的处理成本问题。因此研发一种润滑性优异，抗菌、防霉性良好，且冷却效果较好的环保型切削液，是目前业内研究的重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前使用的水基切削液易滋生细菌，发生腐败，润滑性差，且添加杀菌剂对生态环境与使用者的身体健康有影响的缺陷，提供了一种环保型水基切削液及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

本发明的环保型水基切削液，由下列重量份的原料组成，200～230份去离子水、110～140份环保型水基切削液基液、20～23份壳聚糖、10～15份十二烷基磺酸钠及10～16份二甲基硅油。

所述环保型水基切削液基液的制备，包括如下步骤：

（1）将硅酸钠和亚麻油放入容器中，在70～75℃下搅拌均匀，使用氮气将容器中的气体排出，再将三乙醇胺滴加至容器中，升高温度至85～90℃，搅拌反应2～3h；

（2）待反应结束后冷却至室温，收集容器中的反应物混合物，取90～130份反应物混合物、60～65份丁二醇及46～57份硼酸，混合均匀，放入回流装置中，在110～115℃下进行回流；

（3）在回流结束后，向回流装置中加入二氧化钛，升高温度至123～129℃，保温50～70min，将回流装置中的物质放入蒸馏装置中，降温至104～108℃，进行蒸馏；

（4）在蒸馏结束后冷却至室温，收集蒸馏剩余物，并置于紫外线灯中，在32～36℃下，紫外线照射，再过滤，收集过滤液，得环保型水基切削液基液。

所述步骤（1）硅酸钠、亚麻油和三乙醇胺的质量比为1.0～1.5:9～12:29～32。

所述步骤（2）中回流时间为1～2h。

所述步骤（3）中二氧化钛的加入量为硅酸钠质量的10～15%。

本发明环保型水基切削液的制备方法，包括如下步骤：

（1）按重量份数取原料；

（2）将去离子水、环保型水基切削液基液、壳聚糖、十二烷基磺酸钠放入搅拌机中，以300r/min搅拌30～35min，收集搅拌混合物；

（3）将搅拌混合物与二甲基硅油放入分散机中，在50～55℃环境下，分散1～2h，收集分散物，即可得环保型水基切削液。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以硅酸钠作为粘合剂，通过三乙醇胺与亚麻油中酸类物质反应，引入三乙醇胺，再与丁二醇、硼酸混合，以二氧化钛作为催化剂，在紫外线的作用下，形成三乙醇胺硼酸酯类物质，同时与亚麻油结合，提高抗菌性能，再添加壳聚糖进一步提高抗菌性能，同时使用二甲基硅油增加润滑及防锈效果；

（2）本发明制备的环保型水基切削液不易滋生细菌，发生腐败，具有良好的润滑性与防锈效果，有效解决了目前使用的水基切削液对生态环境和使用者身体健康有影响的缺陷；

（3）本发明制备的环保型水基切削液制备简单，所需成本低，使用方便，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

环保型水基切削液基液的制备，包括如下步骤：

（1）将硅酸钠和亚麻油放入容器中，在70～75℃下以150r/min搅拌15～20min，，使用氮气将容器中的气体排出，再将三乙醇胺以每分钟40滴滴加至容器中，升高温度至85～90℃，搅拌反应2～3h；所述硅酸钠、亚麻油和三乙醇胺的质量比为1.0～1.5:9～12:29～32；