[发明专利]环保型金属切削液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属切削液技术领域，具体涉及一种环保型金属切削液及其制备方法。

背景技术

金属切削液是金属切削加工过程中实现对刀具、工件进行润滑、冷却、清洗、防锈作用，保证加工精度、保护刀具、完成加工过程的重要工质。它由多种超强功能助剂经科学复合配伍而成，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释等特点。金属切削液由矿物油、动植物油或添加部分添加剂的油基、水基乳化液构成，在使用过程中，受切削热和工件污染的影响，需要定期更换，虽然数量相对较少，但所形成的含油、含重金属和其它添加剂的含油性废水对地面水环境的污染却是比较大的，对其进行无害化处理和防治的重要性已日益被人们所重视。此外，切削液在加工过程中容易变质、变性发臭，使用寿命较短，失效后产生切削废液有机污染物含量高、毒性大、难生物降解，并且含有大量的油类物质及乳化状态的油，对环境危害严重。

金属切削废液的有害成分主要是切削液中含有的油类和化学添加剂及金属氧化物等，废液属耗氧物质、并含有毒性，排放到地表水体，干扰水体的复氧过程功能、消耗水中溶解氧、毒害水质生物和动物，且很多物质是在环境中自然降解能力较差，对环境和人体健康的影响和危害较大。油类主要是切削液的主要成分，油基、水基切削液中都含有各种矿物油、动植物油，如柴油、煤油、鲸油、麻油、棉籽油、菜子油等，都属于高耗氧物质，油类物质以及一些表面活性剂物质进入河流、湖泊等天然水体之后，非常容易扩散并形成一层膜，浮于水体表面，使得水体中的溶解氧含量大大减少，水中缺氧，水生生物大量死亡并产生恶臭，同时也大大影响了对水生植物的光合作用。金属切削液添加剂成分种类较多，包括脂肪酸皂、环烷酸皂、长链醇硫酸酯、磺化蓖麻油等阴离子类、斯盘- 80，吐温- 80，TX- 10，OP- 10等非离子类各种乳化剂，硫化动植物油、硫脲、磷酸三乙酯、二烷基二硫化代磷酸锌、氯化石蜡、氯化脂肪酸酯、有机钼化合物、有机硼化合物等极压润滑剂，石油磺酸（钡、钙、钠）盐、十二烯基丁二醇、环烷酸锌、硬脂酸铝、氧化石油脂、皂、羊毛酯、亚硝酸钠、铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐等防锈剂，三丹油、苯酚、四氯苯酚、甲醛类、含氯和含苯化合物等防腐剂，改性聚硅氧烷等消泡剂，苯并三氮唑铜合金防蚀剂等等。这些种类繁多的添加剂成分不仅对水生生物产生直接的危害，而且还会环境中迁移，对人体产致畸、致癌、致突变作用，对环境和人体的产生近期和远期影响。

绿色切削液是指切削液在使用中对人和环境无害，其废液经处理所含油成分回收后，水可安全排排放，残留废油和添加剂在自然界可完全降解，不会对环境造成任何污染。植物油是可再生的资源，在自然中可完全降解，对人和环境没有危害性。国外已用它代替矿物油来研制油基切削液。与矿物油相比，植物油的应用受到其氧化和水解的不稳定性及老化性能的制约，但挥发性低，加入一定的抗氧化剂等添加剂后，性能能很好地满足某些加工要求，有广阔的应用前景。另外一种代替矿物油的方法是采用酯类油，现在国内外生产的各类酯类油中，生物降解率就可达90 ～ 100 %，但价格较高。

发明内容

     为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种环保型金属切削液及其制备方法。

     本发明采用的技术手段为：

     一种环保型金属切削液，组分及各组分的质量份数如下：淀粉 15~30份，三偏磷酸钠5~10份，聚乳酸 6~15份，碳酸盐 1~6份，马丙共聚物 1~3份，植物油 5~12份，水 20~30份。

    所述淀粉为支链淀粉含量为80%~90%的植物淀粉。

    所述植物油为大豆油或者菜籽油。

    所述碳酸盐为碳酸钠或者碳酸钾。

    所述淀粉为木薯淀粉或者马铃薯淀粉。

    环保型金属切削液，组分及各组分的质量份数优选如下：淀粉 20~26份，三偏磷酸钠7~9份，聚乳酸 9~13份，碳酸盐 2~5份，马丙共聚物 1~3份，植物油 7~12份，水 22~26份。

   环保型金属切削液，组分及各组分的质量份数如下：马铃薯淀粉 22份，三偏磷酸钠8份，聚乳酸 11份，碳酸盐 3份，马丙共聚物 1.8份，植物油 7份，水 26份。

    所述环保型金属切削液的制备方法，包括如下步骤：

1）将淀粉溶于水中，搅拌得淀粉乳液，边搅拌边升温至40~60℃，继续搅拌中，加入三偏磷酸钠，以氢氧化钠调节反应液pH为8~9，反应30~70min，反应结束，冷却至室温，得酯化淀粉；