本发明公开了一种环保型铝合金水基切削液，属于金属防护
技术领域：
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背景技术：
：金属切削加工是金属加工中最常见、应用最广泛的一种。金属切削过程是指由机床提供必要的运动和动力的条件下，用刀具（或磨具）切除（或磨削）坯件上多余的金属，从而获得形状、精度和表面质量均符合要求的工件的过程。根据工件的形状、精度和表面质量的不同，切削加工可分为车、铣、钻、刨、镗、绞、拉及磨削等。金属材料按预定规格进行切削（或磨削）加工时，为了减轻工具与工件之间的磨擦，增加润滑性，带走因磨擦而产生的热量和提高生产率，在工具与被切削、磨削的金属材料之间注入的液体，称为金属切削液。金属切削液是金属切削加工中不可缺少的佐料。合理地使用切削液，则可提高切削速度30%左右，降低切削温度100～150℃，减少切削力10%～30%，延长刀具寿命4～5倍，提高工件表面加工质量，并能降低加工成本。金属切削液按介质状况可分为油基切削液和水基切削液。水基切削液可分为3类，即乳化液、合成切削液和半合成切削液(微乳化液)。油基切削液润滑性好，冷却效果较差，主要用于低速重切削加工和难加工材料的切削加工。乳化切削液主要是由矿物油、乳化剂、防锈剂、油性剂、极压剂、防腐剂和水等组成。乳化切削液把油的润滑性和防锈性与水的极好冷却性结合起来，同时具备较好的润滑冷却性，因而对于高速低负荷的金属切削加工十分有效。合成切削液是由水溶性防锈剂、油性剂、极压剂、表面活性剂和消泡剂等组成。与乳化液相比，合成切削液使用寿命长，冷却和清洗性能优良，适合高速切削。但是，其润滑性欠佳，易引起机床活动部件的粘着和磨损，且合成切削液留下的粘稠状残留物会影响机器零件的运动。半合成切削液的浓缩液由少量矿物油，油性剂、极压剂、防锈剂、表面活性剂和防腐剂等组成。半合成切削液兼有乳化切削液良好的润滑性和合成切削液清洗性好的特点，使用寿命长。目前传统的铝合金水基切削液还存在润滑效果，冷却效果和防锈性能不佳的问题，还需对其进行研究。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对传统铝合金水基切削液润滑效果，冷却效果和防锈性能不佳的问题，提供了一种环保型铝合金水基切削液。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种环保型铝合金水基切削液，是由以下重量份数的原料组成：10～15份植物油，0.5～0.8份脂肪酶，5～8份聚天门冬氨酸，5～8份表面活性剂，3～5份d-葡萄糖酸钠，2～3份钼酸钠，2～3份硫酸锌，2～3份有机酸，5～8份改性添加剂，5～8份卡波姆，2～3份螯合剂，3～5份异氰酸酯，40～60份水；所述环保型铝合金水基切削液的配制过程为：按原料组成称量各原料，将植物油，脂肪酶，聚天门冬氨酸，表面活性剂，d-葡萄糖酸钠，钼酸钠，硫酸锌，有机酸，改性添加剂，卡波姆，螯合剂和水搅拌混合，接着加入异氰酸酯，搅拌混合，即得环保型铝合金水基切削液。所述植物油为花生油，葵花籽油，菜籽油或大豆油中的任意一种。所述表面活性剂为十二烷基肌氨酸钠，羟丙基纤维素钠或羟甲基纤维素钠中任意一种。所述有机酸为亚油酸，腐植酸或富维酸中的任意一种。所述改性添加剂的制备过程为：将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比1：1～2：1混合，并加入聚乙二醇衍生物质量0.1～0.2倍的对二氯苯和聚乙二醇衍生物质量0.07～0.10倍的二茂铁，搅拌混合，即得改性添加剂。所述卡波姆为卡波姆971p，卡波姆974p或卡波姆934p中的任意一种。所述螯合剂为柠檬酸或苹果酸中的任意一种。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，异弗尔酮二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯中任意一种。本发明的有益效果是：本发明通过添加改性添加剂和异氰酸酯，首先，在混料过程中，异氰酸酯与水反应，生成二氧化碳和胺类物质，同时，改性添加剂具有两亲性，即聚乙二醇链段亲水，而聚（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺链段疏水，这样的嵌段共聚物在体系中，二氧化碳的产生可与该嵌段共聚物中的脒基团反应，而使脒基团带上电荷，由于同种电荷相互排斥使囊泡结构内部体积增大，其次，在使用初期，膨胀囊泡表面带正电荷并聚集在切刀周围，起到了良好的润滑效果，随着切削作业的进行，产生大量的切削热，热量促使囊泡结构中的二氧化碳释放，气体的扩散携带大量的热量，起到了良好的降温冷却效果，同时，由于囊泡吸附在切削刀具铝合金的结合处，故而使得产品的冷却效果得到进一步的提升，在使用后期，由于膨胀囊泡带正电荷，能够吸附切削过程中产生的切屑，避免切屑聚集在切口处，影响快速耗散切削热，随着切削过程的进行，囊泡受热，使得其释放出的二氧化碳增加，所带正电荷电荷减弱，大粒径的切屑脱离囊泡表面，而粒径较小的切屑仍吸附在囊泡表面，待切削作业完毕后，囊泡结构附着并分布在铝合金表面，有效阻隔了空气，从而提升了体系的防锈性能。具体实施方式将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比1：1～2：1置于烧杯中，并向烧杯中加入聚乙二醇衍生物质量0.1～0.2倍的对二氯苯和聚乙二醇衍生物质量0.07～0.10倍的二茂铁，于转速为300～500r/min条件下，搅拌混合30～50min；按重量份数计，将10～15份植物油，0.5～0.8份脂肪酶，5～8份聚天门冬氨酸，5～8份表面活性剂，3～5份d-葡萄糖酸钠，2～3份钼酸钠，2～3份硫酸锌，2～3份有机酸，5～8份改性添加剂，5～8份卡波姆，2～3份螯合剂，3～5份异氰酸酯，40～60份水，将植物油，脂肪酶，聚天门冬氨酸，表面活性剂，d-葡萄糖酸钠，钼酸钠，硫酸锌，有机酸，改性添加剂，卡波姆，螯合剂和水置于混料机中，于转速为1100～1200r/min条件下，搅拌混合40～60min，接着加入异氰酸酯，于转速为1100～1200r/min条件下，搅拌混合40～60min，即得环保型铝合金水基切削液。所述植物油为花生油，葵花籽油，菜籽油或大豆油中的任意一种。所述表面活性剂为十二烷基肌氨酸钠，羟丙基纤维素钠或羟甲基纤维素钠中任意一种。所述有机酸为亚油酸，腐植酸或富维酸中的任意一种。所述卡波姆为卡波姆971p，卡波姆974p或卡波姆934p中的任意一种。所述螯合剂为柠檬酸或苹果酸中的任意一种。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯，异弗尔酮二异氰酸酯或二环己基甲烷二异氰酸酯中任意一种。将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比2：1置于烧杯中，并向烧杯中加入聚乙二醇衍生物质量0.2倍的对二氯苯和聚乙二醇衍生物质量0.10倍的二茂铁，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min；按重量份数计，将15份植物油，0.8份脂肪酶，8份聚天门冬氨酸，8份表面活性剂，5份d-葡萄糖酸钠，3份钼酸钠，3份硫酸锌，3份有机酸，8份改性添加剂，8份卡波姆，3份螯合剂，5份异氰酸酯，60份水，将植物油，脂肪酶，聚天门冬氨酸，表面活性剂，d-葡萄糖酸钠，钼酸钠，硫酸锌，有机酸，改性添加剂，卡波姆，螯合剂和水置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，接着加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得环保型铝合金水基切削液。所述植物油为花生油。所述表面活性剂为十二烷基肌氨酸钠。所述有机酸为亚油酸。所述卡波姆为卡波姆971p。所述螯合剂为柠檬酸。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比2：1置于烧杯中，并向烧杯中加入聚乙二醇衍生物质量0.2倍的对二氯苯和聚乙二醇衍生物质量0.10倍的二茂铁，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min；按重量份数计，将0.8份脂肪酶，8份聚天门冬氨酸，8份表面活性剂，5份d-葡萄糖酸钠，3份钼酸钠，3份硫酸锌，3份有机酸，8份改性添加剂，8份卡波姆，3份螯合剂，5份异氰酸酯，60份水，将脂肪酶，聚天门冬氨酸，表面活性剂，d-葡萄糖酸钠，钼酸钠，硫酸锌，有机酸，改性添加剂，卡波姆，螯合剂和水置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，接着加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得环保型铝合金水基切削液。所述表面活性剂为十二烷基肌氨酸钠。所述有机酸为亚油酸。所述卡波姆为卡波姆971p。所述螯合剂为柠檬酸。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比2：1置于烧杯中，并向烧杯中加入聚乙二醇衍生物质量0.2倍的对二氯苯和聚乙二醇衍生物质量0.10倍的二茂铁，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min；按重量份数计，将15份植物油，8份聚天门冬氨酸，8份表面活性剂，5份d-葡萄糖酸钠，3份钼酸钠，3份硫酸锌，3份有机酸，8份改性添加剂，8份卡波姆，3份螯合剂，5份异氰酸酯，60份水，将植物油，聚天门冬氨酸，表面活性剂，d-葡萄糖酸钠，钼酸钠，硫酸锌，有机酸，改性添加剂，卡波姆，螯合剂和水置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，接着加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得环保型铝合金水基切削液。所述植物油为花生油。所述表面活性剂为十二烷基肌氨酸钠。所述有机酸为亚油酸。所述卡波姆为卡波姆971p。所述螯合剂为柠檬酸。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比2：1置于烧杯中，并向烧杯中加入聚乙二醇衍生物质量0.2倍的对二氯苯和聚乙二醇衍生物质量0.10倍的二茂铁，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min；按重量份数计，将15份植物油，0.8份脂肪酶，8份表面活性剂，5份d-葡萄糖酸钠，3份钼酸钠，3份硫酸锌，3份有机酸，8份改性添加剂，8份卡波姆，3份螯合剂，5份异氰酸酯，60份水，将植物油，脂肪酶，表面活性剂，d-葡萄糖酸钠，钼酸钠，硫酸锌，有机酸，改性添加剂，卡波姆，螯合剂和水置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，接着加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得环保型铝合金水基切削液。所述植物油为花生油。所述表面活性剂为十二烷基肌氨酸钠。所述有机酸为亚油酸。所述卡波姆为卡波姆971p。所述螯合剂为柠檬酸。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比2：1置于烧杯中，并向烧杯中加入聚乙二醇衍生物质量0.2倍的对二氯苯和聚乙二醇衍生物质量0.10倍的二茂铁，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min；按重量份数计，将15份植物油，0.8份脂肪酶，8份聚天门冬氨酸，8份表面活性剂，5份d-葡萄糖酸钠，3份钼酸钠，3份硫酸锌，8份改性添加剂，8份卡波姆，3份螯合剂，5份异氰酸酯，60份水，将植物油，脂肪酶，聚天门冬氨酸，表面活性剂，d-葡萄糖酸钠，钼酸钠，硫酸锌，改性添加剂，卡波姆，螯合剂和水置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，接着加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得环保型铝合金水基切削液。所述植物油为花生油。所述表面活性剂为十二烷基肌氨酸钠。所述卡波姆为卡波姆971p。所述螯合剂为柠檬酸。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比2：1置于烧杯中，并向烧杯中加入聚乙二醇衍生物质量0.2倍的对二氯苯和聚乙二醇衍生物质量0.10倍的二茂铁，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min；按重量份数计，将15份植物油，0.8份脂肪酶，8份聚天门冬氨酸，8份表面活性剂，5份d-葡萄糖酸钠，3份钼酸钠，3份硫酸锌，3份有机酸，8份卡波姆，3份螯合剂，5份异氰酸酯，60份水，将植物油，脂肪酶，聚天门冬氨酸，表面活性剂，d-葡萄糖酸钠，钼酸钠，硫酸锌，有机酸，卡波姆，螯合剂和水置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，接着加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得环保型铝合金水基切削液。所述植物油为花生油。所述表面活性剂为十二烷基肌氨酸钠。所述有机酸为亚油酸。所述卡波姆为卡波姆971p。所述螯合剂为柠檬酸。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比2：1置于烧杯中，并向烧杯中加入聚乙二醇衍生物质量0.2倍的对二氯苯和聚乙二醇衍生物质量0.10倍的二茂铁，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min；按重量份数计，将15份植物油，0.8份脂肪酶，8份聚天门冬氨酸，8份表面活性剂，5份d-葡萄糖酸钠，3份钼酸钠，3份硫酸锌，3份有机酸，8份改性添加剂，3份螯合剂，5份异氰酸酯，60份水，将植物油，脂肪酶，聚天门冬氨酸，表面活性剂，d-葡萄糖酸钠，钼酸钠，硫酸锌，有机酸，改性添加剂，螯合剂和水置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，接着加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得环保型铝合金水基切削液。所述植物油为花生油。所述表面活性剂为十二烷基肌氨酸钠。所述有机酸为亚油酸。所述螯合剂为柠檬酸。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比2：1置于烧杯中，并向烧杯中加入聚乙二醇衍生物质量0.2倍的对二氯苯和聚乙二醇衍生物质量0.10倍的二茂铁，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min；按重量份数计，将15份植物油，0.8份脂肪酶，8份聚天门冬氨酸，8份表面活性剂，5份d-葡萄糖酸钠，3份钼酸钠，3份硫酸锌，3份有机酸，8份改性添加剂，8份卡波姆，3份螯合剂，60份水，将植物油，脂肪酶，聚天门冬氨酸，表面活性剂，d-葡萄糖酸钠，钼酸钠，硫酸锌，有机酸，改性添加剂，卡波姆，螯合剂和水置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得环保型铝合金水基切削液。所述植物油为花生油。所述表面活性剂为十二烷基肌氨酸钠。所述有机酸为亚油酸。所述卡波姆为卡波姆971p。所述螯合剂为柠檬酸。将（n-脒基）十二烷基丙烯酰胺与甲氧基聚乙二醇按质量比2：1置于烧杯中，并向烧杯中加入聚乙二醇衍生物质量0.2倍的对二氯苯和聚乙二醇衍生物质量0.10倍的二茂铁，于转速为500r/min条件下，搅拌混合50min；按重量份数计，将15份植物油，0.8份脂肪酶，8份聚天门冬氨酸，8份表面活性剂，5份d-葡萄糖酸钠，3份钼酸钠，3份硫酸锌，3份有机酸，8份改性添加剂，8份卡波姆，3份螯合剂，5份异氰酸酯，60份水，将植物油，脂肪酶，聚天门冬氨酸，表面活性剂，d-葡萄糖酸钠，钼酸钠，硫酸锌，有机酸，改性添加剂，卡波姆，螯合剂和水置于混料机中，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，接着加入异氰酸酯，于转速为1200r/min条件下，搅拌混合60min，即得环保型铝合金水基切削液。所述植物油为花生油。所述表面活性剂为十二烷基肌氨酸钠。所述有机酸为亚油酸。所述卡波姆为卡波姆971p。所述螯合剂为柠檬酸。所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。对比例：东莞某防锈材料有限公司生产的水基切削液。将实例1至8所得切削液和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：根据gb/t6144-85检测上述切削液的防锈性能和冷却性能；采用清华大学设计制造的球-盘式摩擦磨损试验机检测摩擦磨损性能。具体检测结果如表1所示：表1：性能检测表检测内容实例1实例2实例3实例4实例5实例6实例7实例8对比例不生锈点数1098.59988.597.5摩擦系数0.1430.1950.2030.1870.1930.2050.1860.1850.251导热系数w/（m·k）2.051.451.521.361.250.991.121.080.79由表1检测结果可知，本发明所得环保型铝合金水基切削液具有优异的润滑效果，冷却效果和防锈性能。当前第1页12