本发明公开了一种绿色切削冷却润滑剂的制备方法，属于润滑剂制备技术领域。
背景技术：
在金属切削过程中，为提高切削效率，提高工件的精度和降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，达到最佳的经济效果，就必须减少刀具与工件、刀具与切屑之间的摩擦，及时带走切削区内因材料变形而产生的热量。要达到这些目的，一方面是通过开发高硬度耐高温的刀具材料和改进刀具的几何形状；另一方面采用性能优良的切削润滑剂以提高切削效率，降低工件表面粗糙度，延长刀具使用寿命，取得良好的经济效益。在金属切削加工中选用合适的金属切削润滑剂可以起到良好的润滑冷却、清洗和防锈等作用，从而提高刀具耐用度，保证加工质量和加工精度，提高生产效率。
性能良好的切削冷却润滑剂具有良好的润滑、冷却、清洗及防锈性能，对提高切削加工质量和效率、减少刀具磨损等有着显著效果。切削冷却润滑剂发展到今天，在机械加工业中应用广泛、使用量很大，成为种类众多，门类齐全的工业产品，取得了巨大的经济效益。
然而，随着金属切削冷却润滑剂的广泛使用，人们发现切削冷却润滑剂存在许多危害，主要是为了集润滑、冷却、抗腐蚀、稳定等优良特性于一种切削冷却润滑剂中，导致大量的有害添加剂被频繁使用，例如亚硝酸盐、甲醛、硫、氯、磷等物质，对操作人员的身体健康和环境带来了巨大隐患。切削冷却润滑剂的安全性和对环境的影响已成为切削冷却润滑剂发展必须考虑的重要问题。因此，开发绿色环保型产品已成为一种大趋势。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题：针对现有的切削冷却润滑剂含有许多有毒性的添加剂，会对人体和环境造成危害，且使用过后，切削液不易降解，排放后易对环境产生二次污染的问题，提供了一种绿色切削冷却润滑剂的制备方法，该方法首先取小白鼠肝，粉碎成匀浆，再将匀浆与二沉池活性污泥混合发酵，经加热和双氧水处理杀菌，离心分离浓缩得到富含蛋白质和核酸的浓缩液，利用其中的氮、硫、磷等元素，在摩擦表面形成一层化学保护膜，起到保护作用，再以苦丁茶叶为原料，发霉后与菜籽油恒温搅拌反应，以提高菜籽油抗氧化能力，经离心分离后，与小鼠肝浓缩液及表面活性剂十二烷基苯磺酸钠超声振荡得绿色切削冷却润滑剂。本发明以菜籽油为基础油，小白鼠肝浓缩液为极压添加剂，以及其他添加剂制成绿色切削冷却润滑剂，可以满足各种切削加工的使用要求，且对环境和人体无危害，具有较大的市场潜力。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）取2～4只出生3～5个月的活体小白鼠，人工处死后取肝并用去离子水洗涤3～5次，再将小白鼠肝转入动物组织粉碎机中，加入300～400mL生理盐水，粉碎得到小白鼠肝匀浆；
（2）在密封发酵罐中加入200～300mL上述所得小白鼠肝匀浆，再加入10～20g二沉池活性污泥，用玻璃棒搅拌混合6～8min后，静置密封发酵3～5天，随后将发酵罐中物料倒入烧杯中，再将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器，设定搅拌转速至360～420r/min，调节水浴温度至75～80℃，在恒温搅拌条件下，加入10～15mL质量浓度为10～12%双氧水，继续恒温搅拌反应15～20min；
（3）待反应结束，将烧杯中物料转入离心机，以3800～4000r/min转速离心20～30min，弃去下层沉淀物，得上层清液，将其转入旋转蒸发仪中，于85～90℃温度下，旋蒸浓缩至原体积的1/3，得浓缩提取液，备用；
（4）称取新鲜苦丁茶叶60～80g，投入植物组织粉碎机中粉碎成碎片，再将茶叶碎片均匀平铺于菠萝筛中，随后将菠萝筛置于避光通风处，每隔6～8h向茶叶表面喷洒6～8mL沼气液，静置5～7天，使其自然发霉；
（5）待发霉结束，将茶叶碎片投入盛有30～40mL菜籽油的烧杯中，随后将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上，设定转速至450～500r/min，调节油浴温度至180～200℃，恒温搅拌反应60～80min，待其自然冷却至室温，将烧杯中物料转入离心机，以2800～3200r/min转速离心10～15min，弃去下层沉淀物，得混合油液；
（6）按重量份数计，在烧杯中依次加入60～80份步骤（3）备用浓缩提取液，40～50份上述所得混合油液，10～12份十二烷基苯磺酸钠，随后将烧杯转入超声振荡仪中，以25～30kHz频率超声振荡30～45min，得均匀乳液，灌装，即得绿色切削冷却润滑剂。
本发明的应用方法是：用低压泵把100～300L本发明制得的绿色切削冷却润滑剂打入管道中，经过阀门从喷嘴流出，喷嘴安装在接近切削区域，切削冷却润滑剂流过切削区后再流到机床的不同部位上，然后汇集到集油盘内，再从集油盘流回切削液箱中，循环使用。经检测，使用本发明制得的绿色切削冷却润滑剂用于切削加工8～12个月，经现场仪器跟踪检测，未测出对人体有害的物质，同时使得切削刀具使用寿命较之使用原先的冷却润滑剂提高了3～5倍，能满足各项切削工艺要求，使用过后的切削冷却润滑剂经微生物处理可在3～5周内完全降解。
本发明的有益效果是：
（1）本发明以菜籽油为基础油，小白鼠肝为极压添加剂，以及其他添加剂制成绿色冷却润滑剂，可以满足切削加工的使用要求，绿色、环保，对环境和人体没有危害；
（2）本发明的绿色冷却润滑剂适用于各种机械加工的工况要求，润滑与冷却性能优越，能大大降低切削力和带走切削热，因此能提高工作效率和降低刀具及砂轮的消耗；
（3）本发明的绿色冷却润滑剂成本低，具有较高的性价比，有较大的市场潜力。
具体实施方式
首先取2～4只出生3～5个月的活体小白鼠，人工处死后取肝并用去离子水洗涤3～5次，再将小白鼠肝转入动物组织粉碎机中，加入300～400mL生理盐水，粉碎得到小白鼠肝匀浆；随后在密封发酵罐中加入200～300mL上述所得小白鼠肝匀浆，再加入10～20g二沉池活性污泥，用玻璃棒搅拌混合6～8min后，静置密封发酵3～5天，随后将发酵罐中物料倒入烧杯中，再将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器，设定搅拌转速至360～420r/min，调节水浴温度至75～80℃，在恒温搅拌条件下，加入10～15mL质量浓度为10～12%双氧水，继续恒温搅拌反应15～20min；待反应结束，将烧杯中物料转入离心机，以3800～4000r/min转速离心20～30min，弃去下层沉淀物，得上层清液，将其转入旋转蒸发仪中，于85～90℃温度下，旋蒸浓缩至原体积的1/3，得浓缩提取液，备用；再称取新鲜苦丁茶叶60～80g，投入植物组织粉碎机中粉碎成碎片，再将茶叶碎片均匀平铺于菠萝筛中，随后将菠萝筛置于避光通风处，每隔6～8h向茶叶表面喷洒6～8mL沼气液，静置5～7天，使其自然发霉；待发霉结束，将茶叶碎片投入盛有30～40mL菜籽油的烧杯中，随后将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上，设定转速至450～500r/min，调节油浴温度至180～200℃，恒温搅拌反应60～80min，待其自然冷却至室温，将烧杯中物料转入离心机，以2800～3200r/min转速离心10～15min，弃去下层沉淀物，得混合油液；最后按重量份数计，在烧杯中依次加入60～80份上述步骤备用浓缩提取液，40～50份上述所得混合油液，10～12份十二烷基苯磺酸钠，随后将烧杯转入超声振荡仪中，以25～30kHz频率超声振荡30～45min，得均匀乳液，灌装，即得绿色切削冷却润滑剂。
实例1
首先取2只出生3个月的活体小白鼠，人工处死后取肝并用去离子水洗涤3次，再将小白鼠肝转入动物组织粉碎机中，加入300mL生理盐水，粉碎得到小白鼠肝匀浆；随后在密封发酵罐中加入200mL上述所得小白鼠肝匀浆，再加入10g二沉池活性污泥，用玻璃棒搅拌混合6min后，静置密封发酵3天，随后将发酵罐中物料倒入烧杯中，再将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器，设定搅拌转速至360r/min，调节水浴温度至75℃，在恒温搅拌条件下，加入10mL质量浓度为10%双氧水，继续恒温搅拌反应15min；待反应结束，将烧杯中物料转入离心机，以3800r/min转速离心20min，弃去下层沉淀物，得上层清液，将其转入旋转蒸发仪中，于85℃温度下，旋蒸浓缩至原体积的1/3，得浓缩提取液，备用；再称取新鲜苦丁茶叶60g，投入植物组织粉碎机中粉碎成碎片，再将茶叶碎片均匀平铺于菠萝筛中，随后将菠萝筛置于避光通风处，每隔6h向茶叶表面喷洒6mL沼气液，静置5天，使其自然发霉；待发霉结束，将茶叶碎片投入盛有30mL菜籽油的烧杯中，随后将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上，设定转速至450r/min，调节油浴温度至180℃，恒温搅拌反应60min，待其自然冷却至室温，将烧杯中物料转入离心机，以2800r/min转速离心10min，弃去下层沉淀物，得混合油液；最后按重量份数计，在烧杯中依次加入60份上述步骤备用浓缩提取液，40份上述所得混合油液，10份十二烷基苯磺酸钠，随后将烧杯转入超声振荡仪中，以25kHz频率超声振荡30min，得均匀乳液，灌装，即得绿色切削冷却润滑剂。
本实例操作简便，使用时用低压泵把100L本发明制得的绿色切削冷却润滑剂打入管道中，经过阀门从喷嘴流出，喷嘴安装在接近切削区域，切削冷却润滑剂流过切削区后再流到机床的不同部位上，然后汇集到集油盘内，再从集油盘流回切削液箱中，循环使用。经检测，使用本发明制得的绿色切削冷却润滑剂用于切削加工8个月，经现场仪器跟踪检测，未测出对人体有害的物质，同时使得切削刀具使用寿命较之使用原先的冷却润滑剂提高了3倍，能满足各项切削工艺要求，使用过后的切削冷却润滑剂经微生物处理可在3周内完全降解。
实例2
首先取3只出生4个月的活体小白鼠，人工处死后取肝并用去离子水洗涤4次，再将小白鼠肝转入动物组织粉碎机中，加入350mL生理盐水，粉碎得到小白鼠肝匀浆；随后在密封发酵罐中加入250mL上述所得小白鼠肝匀浆，再加入15g二沉池活性污泥，用玻璃棒搅拌混合7min后，静置密封发酵4天，随后将发酵罐中物料倒入烧杯中，再将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器，设定搅拌转速至390r/min，调节水浴温度至78℃，在恒温搅拌条件下，加入13mL质量浓度为11%双氧水，继续恒温搅拌反应18min；待反应结束，将烧杯中物料转入离心机，以3900r/min转速离心25min，弃去下层沉淀物，得上层清液，将其转入旋转蒸发仪中，于88℃温度下，旋蒸浓缩至原体积的1/3，得浓缩提取液，备用；再称取新鲜苦丁茶叶70g，投入植物组织粉碎机中粉碎成碎片，再将茶叶碎片均匀平铺于菠萝筛中，随后将菠萝筛置于避光通风处，每隔7h向茶叶表面喷洒7mL沼气液，静置6天，使其自然发霉；待发霉结束，将茶叶碎片投入盛有35mL菜籽油的烧杯中，随后将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上，设定转速至475r/min，调节油浴温度至190℃，恒温搅拌反应70min，待其自然冷却至室温，将烧杯中物料转入离心机，以3000r/min转速离心13min，弃去下层沉淀物，得混合油液；最后按重量份数计，在烧杯中依次加入70份上述步骤备用浓缩提取液，45份上述所得混合油液，11份十二烷基苯磺酸钠，随后将烧杯转入超声振荡仪中，以28kHz频率超声振荡38min，得均匀乳液，灌装，即得绿色切削冷却润滑剂。
本实例操作简便，使用时用低压泵把200L本发明制得的绿色切削冷却润滑剂打入管道中，经过阀门从喷嘴流出，喷嘴安装在接近切削区域，切削冷却润滑剂流过切削区后再流到机床的不同部位上，然后汇集到集油盘内，再从集油盘流回切削液箱中，循环使用。经检测，使用本发明制得的绿色切削冷却润滑剂用于切削加工10个月，经现场仪器跟踪检测，未测出对人体有害的物质，同时使得切削刀具使用寿命较之使用原先的冷却润滑剂提高了4倍，能满足各项切削工艺要求，使用过后的切削冷却润滑剂经微生物处理可在4周内完全降解。
实例3
首先取4只出生5个月的活体小白鼠，人工处死后取肝并用去离子水洗涤5次，再将小白鼠肝转入动物组织粉碎机中，加入400mL生理盐水，粉碎得到小白鼠肝匀浆；随后在密封发酵罐中加入300mL上述所得小白鼠肝匀浆，再加入20g二沉池活性污泥，用玻璃棒搅拌混合8min后，静置密封发酵5天，随后将发酵罐中物料倒入烧杯中，再将烧杯转入数显测速恒温磁力搅拌器，设定搅拌转速至420r/min，调节水浴温度至80℃，在恒温搅拌条件下，加入15mL质量浓度为12%双氧水，继续恒温搅拌反应20min；待反应结束，将烧杯中物料转入离心机，以3800～4000r/min转速离心30min，弃去下层沉淀物，得上层清液，将其转入旋转蒸发仪中，于90℃温度下，旋蒸浓缩至原体积的1/3，得浓缩提取液，备用；再称取新鲜苦丁茶叶80g，投入植物组织粉碎机中粉碎成碎片，再将茶叶碎片均匀平铺于菠萝筛中，随后将菠萝筛置于避光通风处，每隔8h向茶叶表面喷洒8mL沼气液，静置7天，使其自然发霉；待发霉结束，将茶叶碎片投入盛有40mL菜籽油的烧杯中，随后将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上，设定转速至500r/min，调节油浴温度至200℃，恒温搅拌反应80min，待其自然冷却至室温，将烧杯中物料转入离心机，以3200r/min转速离心15min，弃去下层沉淀物，得混合油液；最后按重量份数计，在烧杯中依次加入80份上述步骤备用浓缩提取液，50份上述所得混合油液，12份十二烷基苯磺酸钠，随后将烧杯转入超声振荡仪中，以30kHz频率超声振荡45min，得均匀乳液，灌装，即得绿色切削冷却润滑剂。
本实例操作简便，使用时用低压泵把300L本发明制得的绿色切削冷却润滑剂打入管道中，经过阀门从喷嘴流出，喷嘴安装在接近切削区域，切削冷却润滑剂流过切削区后再流到机床的不同部位上，然后汇集到集油盘内，再从集油盘流回切削液箱中，循环使用。经检测，使用本发明制得的绿色切削冷却润滑剂用于切削加工12个月，经现场仪器跟踪检测，未测出对人体有害的物质，同时使得切削刀具使用寿命较之使用原先的冷却润滑剂提高了5倍，能满足各项切削工艺要求，使用过后的切削冷却润滑剂经微生物处理可在5周内完全降解。