一种微乳切削液及其制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种微乳切削液及其制备工艺，该微乳切削液包括以下组分：液相载体：水35份‑50份,基础油8份‑15份；添加剂：防锈剂15份‑25份，润滑剂10份‑20份，非离子型表面活性剂5份‑8份，纳米防霉杀菌剂0.1份‑0.2份；以及加工助剂。本发明专利技术微乳切削液的制备工艺包括：配制水相体系，溶解水和溶于水相的加工助剂；配制油相体系，混合基础油和添加剂以及溶于油相的加工助剂；配制微乳体系，将配制好的水相体系缓慢加入油相体系，混合均匀；静置，得到微乳切削液成品。本发明专利技术的微乳切削液传热性能佳，润滑性能好，不易霉变和沉淀和分层，减少了环境污染；同时，它的制备方法简便，成本低廉，节省了生产工序和成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属加工领域，具体设计一种微乳切削液及其制备工艺。
技术介绍
金属加工在成型过程中需按不同的要求进行镗、钻、攻、磨、切削加工等诸多工艺，在这些加工工艺的进行中必须要有润滑冷却介质，俗称“切削液”。传统的切削液包括水基切削液和油基切削液。油基切削液采用润滑性特别好的油基材料，适用于高难度的切削、攻丝、钻孔、挤压、加工，如切削油、乳化油等油性产品。此类油性产品消耗大量的油品资源，浓郁的刺鼻气味严重影响操作工的身心健康，而且，化学合成留下的粘稠状残留物会影响机器零件的运动，还会使这些零件的重叠面产生锈蚀；它也会产生大量废液，不易沉降，很难处理，废水处理费用高；水基切削液几乎可以用于所有的轻、中等负荷的切削加工及大部分重负荷加工，但是它的润滑性欠佳，这将引起机床活动部件的粘着和磨损，例如乳化液型水基切削液还可用于除螺纹磨削、槽沟麻削等复杂磨削外的所有磨削加工，乳化液的缺点是空易使细菌、霉菌繁殖，使乳化液中的有效成分产生化学分解而发臭、变质，为了控制它的变质往往必须添加一些杀菌防腐剂，这些杀菌防腐剂多少又会对操作工身体和周围环境污染造成危害。针对现有技术中切削液油性产品腐蚀加工零件和传热效果差以及水性产品分解变质的问题，需要所属领域技术人员研制一种替代油基材料金属加工切削液，以克服现有切削液产品存在的不足。
技术实现思路
针对现有技术中切削液油性产品腐蚀加工零件和传热效果差以及水性产品分解变质的问题，本专利技术提供了一种微乳切削液及其制备工艺。本专利技术提供的微乳切削液包括以下组分：液相载体：水35份-50份,基础油8份-15份；添加剂：防锈剂15份-25份，润滑剂10份-20份，非离子型表面活性剂5份-8份，纳米防霉杀菌剂0.1份-0.2份；以及加工助剂。优选地，微乳切削液包括以下组分：液相载体：水45份,基础油12份；添加剂：防锈剂21份，润滑剂16份，非离子型表面活性剂6份，纳米防霉杀菌剂0.2份；以及加工助剂。优选地，防锈剂为硼酸醇胺。优选地，硼酸醇胺为2-氨基乙醇硼酸酯。优选地，润滑剂为聚醚润滑剂。优选地，聚醚润滑剂为高级脂肪醇聚氧乙烯醚。优选地，非离子型表面活性剂为司盘-80。优选地，纳米防霉杀菌剂为单质金属纳米粒子。优选地，单质金属纳米粒子为纳米银粒子。本专利技术也提供了一种上述微乳切削液的制备工艺，包括：配制水相体系：持续加热和搅拌下，在容器中加入预先设定重量份的水，缓慢加入预先设定重量份的溶于水相的加工助剂，充分溶解；配制油相体系：持续搅拌和加热下，在反应釜中依次加入预先设定重量份的基础油和添加剂以及溶于油相的加工助剂，充分混合均匀；配制微乳体系：持续搅拌和加热下，将配制好的水相体系缓慢加入油相体系，充分混合均；静置，得到微乳切削液成品。本专利技术提供的微乳切削液及制备工艺，具有如下有益效果：(1)本专利技术的微乳切削液传热性能优异，清洗性能好，减少了废切削液的排放，降低污染，极好地保护环境并节约了成本；(2)本专利技术的微乳切削液润滑性能较好，可防止腐蚀金属零件；(3)本专利技术的微乳切削液油水分离速度快，长期使用后微乳切削液仍能保持清澈透明，无分层，无沉淀；(4)本专利技术的微乳切削液油采用纳米防霉杀菌剂，具有较好的防霉和杀菌作用，得到的成品不发臭、不霉变，使用寿命长；(5)本专利技术的微乳切削液制备工艺快捷高效，节省了生产工序和成本。附图说明此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是本专利技术的微乳切削液制备工艺的流程图。具体实施方式以下将配合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，藉此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。本专利技术的微乳切削液包括以下组分：液相载体：水35份-50份,基础油8份-15份；添加剂：防锈剂15份-25份，润滑剂10份-20份，非离子型表面活性剂5份-8份，纳米防霉杀菌剂0.1份-0.2份；以及加工助剂。需要指出的是，本专利技术的微乳切削液属于半合成切削液，它分别以水和基础油作为液相载体，将先溶于水相的加工助剂和随后溶于油相的添加剂和加工助剂混合搅拌后溶于混合体系中，使其具有乳化液和合成切削液的优点，克服了它们的缺点。本领域技术人员熟知的是，微乳液是液珠半径在10～100nm量级范围的O/W型半透明或透明分散体。加入非离子型表面活性剂后，水-油界面的张力大幅减少，在搅拌和加热以及加工助剂的情况下，水-油界面和液体分散度增大，体系会趋于平衡，最终形成微乳液，其分散相微粒不会聚结，分层，成为热力学稳定体系。具体地，本专利技术的微乳切削液采用的液相载体是水和基础油，分别形成水相和油相。本专利技术采用水35份-50份,基础油8份-15份，更加具体地，本专利技术采用水45份,基础油12份。水具有较高的比热容和热导率，可将切削热通过切削液的对流换热和气化从固体(刀具、工件和切屑)上带走，降低切削区的温度，减少工件变形，保持刀具硬度和尺寸。基础油主要其润滑作用，同时也是油溶性添加剂和加工助剂等的载体，它可采用矿物油或合成油，优选为环烷基基础油。具体地，本专利技术的微乳切削液采用的添加剂包括：防锈剂15份-25份，润滑剂10份-20份，非离子型表面活性剂5份-8份，纳米防霉杀菌剂0.1份-0.2份。更具体地，本专利技术的微乳切屑液采用的添加剂包括：防锈剂21份，润滑剂16份，非离子型表面活性剂6份，纳米防霉杀菌剂0.2份。进一步地，本专利技术的微乳切削液采用油溶性防锈剂，例如15份-25份，优选为21份防锈剂。防锈剂包括水溶性防锈剂和油熔性防锈剂，水溶性添加剂可采用、苯并三氮唑、硼酸、三乙醇胺、磷酸盐、铬酸盐、植酸、苯甲酸钠、钼酸钠和无水碳酸钠等。油溶性防锈剂主要有磺酸盐、高分子羧酸及其金属皂盐类、酯醇类、胺类、磷酸酯等。作为一个实施例，本专利技术的微乳切削液采用的防锈剂为硼酸醇胺，优选为为2-氨基乙醇硼酸酯。这些防锈剂可定向地吸附在金属表面上形成一层吸附膜，是金属表面与水和氧介质隔离，祈祷防锈作用。需要指出的是，加入防锈剂后，要注意调整液相体系的pH值，例如可保持pH值在8.0到8.5之间，有利于提高切削液对黑色金属的防锈作用以及延长其使用寿命。进一步地，本专利技术的微乳切削液采用10份-20份，优选为16份润滑剂。润滑剂可采用矿物润滑剂和合成润滑剂，其中合成润滑剂包括硅油、硅酸酯、磷酸酯、氟油、酯类油和合成烃油等。作为本专利技术的一个实施例，本专利技术的微乳切削液采用聚醚润滑剂，优选为高级脂肪醇聚氧乙烯醚。润滑剂可及时渗入切屑-刀具界面和刀具-工件界面，在切屑、工件和刀具表面形成润滑膜，降低摩擦系数，减小切削阻力。进一步地，本专利技术的微乳切削液采用非离子型表面活性剂5份-8份，优选为6份非离子型表面活性剂。本领域技术人员熟知的是，微乳化液中分散相的高度细化和体系的稳定性是依靠非离子型表面活性剂的润湿、分散、乳化、增溶等作用实现的。理论上，只要非离子型表面活性剂的种类和用量恰当，任何油水体系均可转变为微乳液体系，关键是非离子型表面活性剂的种类和用量的确定，且只要油相和水相的性质发生变化，非离子型表面活性剂的种类和用量就必须随之改变。非离子型表面活性剂是使油和水乳化的关键性物质，一般本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微乳切削液，其特征在于，包括以下组分：液相载体：水35份‑50份,基础油8份‑15份；添加剂：防锈剂15份‑25份，润滑剂10份‑20份，非离子型表面活性剂5份‑8份，纳米防霉杀菌剂0.1份‑0.2份；以及加工助剂。

【技术特征摘要】
1.一种微乳切削液，其特征在于，包括以下组分：液相载体：水35份-50份,基础油8份-15份；添加剂：防锈剂15份-25份，润滑剂10份-20份，非离子型表面活性剂5份-8份，纳米防霉杀菌剂0.1份-0.2份；以及加工助剂。2.根据权利要求1所述的微乳切削液，其特征在于，包括以下组分：液相载体：水45份,基础油12份；添加剂：防锈剂21份，润滑剂16份，非离子型表面活性剂6份，纳米防霉杀菌剂0.2份；以及加工助剂。3.根据权利要求1所述的微乳切削液，其特征在于，所述防锈剂为硼酸醇胺。4.根据权利要求3所述的微乳切削液，其特征在于，所述硼酸醇胺为2-氨基乙醇硼酸酯。5.根据权利要求1所述的微乳切削液，其特征在于，所述润滑剂为聚醚润滑剂。6.根据权利要求5所述的微乳切削液，其特征在于，所述聚醚润滑剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅士超，吴龙铁，王凯华，吴桂勤，
申请(专利权)人：南通科星化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32