一种环保水基金属加工液及其制备方法技术

本发明专利技术属于金属加工液技术领域，具体的说是一种环保水基金属加工液及其制备方法，包括储存水基金属加工液的储液箱；本发明专利技术通过在水基金属加工液中增加胶体石墨粉与纳米二氧化钛成分，利用胶体石墨粉在高温条件下具有特殊的抗氧化性与自润滑性，提高水基金属加工液使用时的防锈与润滑性；且利用纳米二氧化钛能够抑制和杀灭微生物，有效的减少了使用后的水基金属加工液对环境造成的危害；且本发明专利技术通过在储液箱内设有滤网、挡板与一号磁铁，使得金属加工液中的铁屑更充分的被一号磁铁所吸附，使得被处理后的水基金属加工液能够循环利用，减少了水基金属加工液排到外界环境时对环境造成的危害。

An environmentally friendly water-based metalworking fluid and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种环保水基金属加工液及其制备方法
本专利技术属于金属加工液
，具体的说是一种环保水基金属加工液及其制备方法。
技术介绍
机械加工特别是金属加工过程的工序中车铣刨磨经常需要润滑，此外还需要将加工过程中碎屑清洗，将加工过程产生的高温冷却，还要防止金属在加工过程的生锈，因此，通常都需要金属加工液的参与。近年来水基金属加工液由于清洁、冷却效果好受到广泛欢迎。然而现有的水基金属加工液的润滑及防锈性能有待改善，且存在储存后容易发臭等问题，为此经常将其中加入各种辅助添加剂，导致了成本增加、切削液稳定性受到影响。此外，许多切削液中还包含了国家明令禁止使用的亚硝酸盐等三致物质，这些切削液的使用对环境和接触人员造成了极大的威胁，尽管也有一些环保型切削液的报道，但往往成分较复杂，导致成本较高，应用受到限制。且水基金属加工液在使用一段时间后会混杂着油污、细菌、铁屑等杂质，直接排到外界时不仅会对环境的污染与破坏，还使得水基金属加工液不能得到充分与循环的利用，从而造成资源与成本上的浪费。鉴于此，本专利技术提供了一种一种环保水基金属加工液及其制备方法，能够有效的增强金属加工液的润滑效果与环保性，且能通过储液箱对水基金属加工液进行合理的保存与循环利用。
技术实现思路
为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供了一种环保水基金属加工液及其制备方法，能够有效的增强金属加工液的润滑效果与环保性，且能通过储液箱对水基金属加工液进行合理的保存与循环利用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种环保水基金属加工液，所述环保水基金属加工液主要组分及其质量份数为:去离子水1000份、油酸10-20份、胶体石墨粉1-5份、三乙醇胺10-15份、十二烷基苯磺酸钠10-30份、水性硼酸酯40-80份、聚丙烯酸钠2-4份、消泡剂2-10份、双乙酸钠1-10份；其中，所述胶体石墨粉粒径为20nm-50nm。所述环保水基金属加工液的各成分说明如下：油酸：微黄色透明油状液体，凝固后成白色柔软固体，熔点13.4℃，沸点350-360℃，易燃，与强氧化剂、铝不兼容。胶体石墨粉：具有优质天然鳞片石墨的性能，在高温条件下具有特殊的抗氧化性、自润滑性和可塑性，同时具有良好的导电、导热和附着性。三乙醇胺：无色至淡黄色透明粘稠液体，微有氨味，低温时成为无色至淡黄色立方晶系晶体，可用作纤维处理剂、防腐添加剂。十二烷基苯磺酸钠：白色或淡黄色粉状或片状固体。难挥发，易溶于水，溶于水而成半透明溶液，对碱，稀酸，硬水化学性质稳定，可用作表面改性剂。水性硼酸酯：具有高粘度、低毒、水溶性好、PH值缓冲性能佳、防锈优异，润滑等特点，同时具有对细菌、真菌的抑制能力，不易起泡等特点，可提高冷却液使用寿命，增加乳化稳定性和润滑性。聚丙烯酸钠：固态产品为白色块状或粉末，液态产品为无色粘稠液体。溶解于冷水、温水、甘油、丙二醇等介质中，对温度变化稳定，具有固定金属离子的作用，能阻止金属离子对产品的消极作用。消泡剂：由二甲基硅油、白炭黑、乳化剂等配制，无毒，具有分散速度快，消泡快，抑泡时间长、稳定不分层的特点。双乙酸钠：又称二乙酸钠、双醋酸钠，是一种性质稳定、价格低廉的防霉剂、酸味剂和改良剂。一种环保水基金属加工液制备方法，用于制备上述的环保水基金属加工液：S1：用电子天平称取所需的十二烷基苯磺酸钠10-30份、油酸10-20份和三乙醇胺10-15份，放入所需量的1000份去离子水中，将上述溶液加热到80℃，恒温搅拌30分钟；使得上述成分充分混合，从而提高水基金属加工液的使用效果，且十二烷基苯磺酸钠、油酸与三乙醇胺钠都是常用的有机物试剂，易被分解，减少水基金属加工液对环境的污染；S2：在S1中将上述溶液加热搅拌时，依次缓慢的加入所需量的聚丙烯酸钠2-4份与粒径为20nm-50nm的胶体石墨粉粉末1-5份；其中，胶体石墨粉在高温条件下具有特殊的抗氧化性、自润滑性和可塑性，从而提高了水基金属加工液的润滑效果；S3：在S2中上述溶液搅拌均匀后，加入所需量的水性硼酸酯40-80份、消泡剂2-10份和双乙酸钠1-10份，常温搅拌10分钟，最终得到所需的环保水基金属加工液；其中，添加的消泡剂具有破泡、消泡，减小泡沫表面张力的作用，减少了水基金属加工液使用时泡沫的产生，从而增强了水基金属加工液的使用效果；S4：在S3中制得所需的水基金属加工液后，将制得的水基金属加工液保存在储液箱中，且使用后的金属加工液能通过储液箱的入口管回流至内部的储液腔中；通过将水基金属加工液保存在储液箱中，减少了水基金属加工液细菌臭味的产生，从而有效的提高了水基金属加工液的环保性。优选的，所述胶体石墨粉的制作过程如下：S1：将天然石墨经粉碎机进行初步粉碎后经盐酸和氢氟酸处理除去杂质，并将粉碎后的石墨粉经过超声波处理器处理后进一步减小其颗粒尺寸，得到粒径为20nm-50nm石墨粉粒子；通过对石墨粉进行超声波处理，提高石墨粉的粉碎效果，从而有效的增强了水基金属加工液的润滑效果；S2：在S1中得到石墨粉粒子后，将石墨粉粒子加入浓硝酸、浓硫酸及去离子水搅拌均匀，温度保持在90℃，时间2h，且在搅拌的过程中加入缓慢的加入油酸钠溶液；油酸钠能作为稳定剂使石墨颗粒不聚集下沉；S3：在S2中对上述溶液进行加热搅拌后，将石墨粉粒子进行清洗与干燥后，加入水、乙醇与丙酮后搅拌均匀，得到胶体石墨粉；且能有效减少胶体石墨粉中的杂质，进一步提高水基金属加工液的润滑效果。优选的，所述环保水基金属加工液成分还包括纳米二氧化钛10-20份，所述纳米二氧化钛粒径为60nm-100nm；所述纳米二氧化钛能作为光催化半导体无机抗菌剂，具有广谱抗菌功能，能抑制和杀灭微生物，并有除臭、防霉、消毒的作用，其本身化学性质稳定且对人体和环境无害，能够有效的对水基金属加工液进行杀菌消毒与除臭，从而进一步减少了使用后的水基金属加工液对环境造成的危害。优选的，S4中使用的所述储液箱包括顶盖、入口管、壳体与出口管，所述顶盖位于壳体顶端，所述入口管安装在顶盖上，所述出口管位于壳体底部的侧壁上，所述壳体底面上设有电机，所述电机顶部连接有转轴，所述转轴顶端连接有环状的滤网，所述滤网能够对入口管底端流入的水基金属加工液进行收集，所述滤网底端设有由上至下半径逐渐缩小的环形挡板，所述挡板底部设置有储液腔，所述挡板顶面上设有环形的一号磁铁；所述壳体外表面设有控制器，所述控制器控制储液箱的自动运行；工作时，水基金属加工液在使用一段时间后会混杂着油污、细菌、铁屑等杂质，直接排到外界时不仅会对环境的污染与破坏，还使得水基金属加工液不能得到充分与循环的利用，从而造成资源与成本上的浪费；此专利技术中的储液箱运行时，控制器控制电机通过转轴带动顶部连接的滤网进行转动，使得滤网在转动的过程中，一边将入口管流入的水基金属加工液进行离心甩出，同时滤网也能对水基金属加工液中大颗粒的杂质进行过滤收集，从而使得水基金属加工液在滤网的转动离心作用下被均匀的甩送至底部的挡板上，此时挡板上设置的一号磁铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环保水基金属加工液，其特征在于：所述环保水基金属加工液主要组分及其质量份数为:去离子水1000份、油酸10-20份、胶体石墨粉1-5份、三乙醇胺10-15份、十二烷基苯磺酸钠10-30份、水性硼酸酯40-80份、聚丙烯酸钠2-4份、消泡剂2-10份、双乙酸钠1-10份；其中，所述胶体石墨粉粒径为20nm-50nm。/n

【技术特征摘要】
1.一种环保水基金属加工液，其特征在于：所述环保水基金属加工液主要组分及其质量份数为:去离子水1000份、油酸10-20份、胶体石墨粉1-5份、三乙醇胺10-15份、十二烷基苯磺酸钠10-30份、水性硼酸酯40-80份、聚丙烯酸钠2-4份、消泡剂2-10份、双乙酸钠1-10份；其中，所述胶体石墨粉粒径为20nm-50nm。


2.一种环保水基金属加工液制备方法，用于制备权利要求1中所述的环保水基金属加工液，其特征在于：
S1：用电子天平称取所需的十二烷基苯磺酸钠10-30份、油酸10-20份和三乙醇胺10-15份，放入所需量的1000份去离子水中，将上述溶液加热到80℃，恒温搅拌30分钟；
S2：在S1中将上述溶液加热搅拌时，依次缓慢的加入所需量的聚丙烯酸钠2-4份与粒径为20nm-50nm的胶体石墨粉粉末1-5份；
S3：在S2中上述溶液搅拌均匀后，加入所需量的水性硼酸酯40-80份、消泡剂2-10份和双乙酸钠1-10份，常温搅拌10分钟，最终得到所需的环保水基金属加工液；
S4：在S3中制得所需的环保水基金属加工液后，将制得的环保水基金属加工液保存在储液箱中，且使用后的环保金属加工液能通过储液箱的入口管回流至内部的储液腔中。


3.根据权利要求1所述的一种环保水基金属加工液,其特征在于:所述胶体石墨粉的制作过程如下：
S1：将天然石墨经粉碎机进行初步粉碎后经盐酸和氢氟酸处理除去杂质，并将粉碎后的石墨粉经过超声波处理器处理后进一步减小其颗粒尺寸，得到粒径为20nm-50nm石墨粉粒子；
S2：在S1中得到石墨粉粒子后，将石墨粉粒子加入浓硝酸、浓硫酸及去离子水搅拌均匀，温度保持在90℃，时间2h，且在搅拌的过程中加入缓慢的加入油酸钠溶液；
S3：在S2中对上述溶液进行加热搅拌后，将石墨粉粒子进行清洗与干燥后，加入水、乙醇与丙酮后搅拌均匀，得到胶体石墨粉。


4.根据权利要求2所述的一种环保水基金属加工液...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫济德，
申请(专利权)人：河北欧狮顿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13