本发明涉及金属加工助剂技术领域，尤其涉及一种改性甲壳素协同松萝抗菌增强的半合成金属表面保护型切削液。
背景技术：
随着现代机加工向高速、精密方向的快速发展，要求金属加工切削液具有更加优良的润滑、冷却、清洗和防锈功能，以便获得理想的加工表面。另外，随着人们环保意识的增强，对切削液环保性能也提出了更高的要求。传统的矿物润滑油的润滑、防锈性能优越，但冷却、清洗性能差，且对环境有影响；而传统的乳化液和水基切削液的冷却、清洗性能优良，且对环境影响小，但润滑、防锈性能较差。因此，研制一种既具有油性切削液优异的润滑和防锈性能，同时又具有水基切削液优异的冷却和清洗性能的环保型切削液具有重要的实际意义。
《十二酸二乙醇酰胺硼酸酯的制备及其在半合成切削液中的应用》一文中采用十二酸、二乙醇胺和硼酸为原料制备十二酸二乙醇酰胺硼酸酯，然后将该硼酸酯加入基础油中制备一种半合成切削液，具有良好的极压抗磨性能、润滑性、耐腐蚀性。但是由于文章中并没有指出具体使用哪一种基础油，为了增强环保性能，需要采用润滑性、水解稳定、可生物降解的基础油作为矿物油的替代，而且为了进一步满足金属加工助剂的发展，需要对产品的防腐蚀性能以及其他附加性能进行进一步增强，使其发展为集防腐、润滑、清洗、冷却为一体的金属加工切削液。
技术实现要素：
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种改性甲壳素协同松萝抗菌增强的半合成金属表面保护型切削液。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种改性甲壳素协同松萝抗菌增强的半合成金属表面保护型切削液，由下列重量份的原料制备制成：多元醇酯50-54、蓖麻油聚氧乙烯脂肪酸酯30-34、硼酸3-3.3、十二酸二乙醇酰胺18-19、对甲苯磺酸0.7-0.8、石油醚适量、甲基三乙氧基硅烷0.4-0.5、植酸5-5.5、去离子水适量、无水乙醇适量、溴酸钠0.2-0.25、苯并三氮唑2-3、石油磺酸钠6-7、松萝3-4、甲壳素5-6、四氯化碳8-10、亚硫酰氯2-3、三苯基膦4-5、无水乙醇适量。
所述一种改性甲壳素协同松萝抗菌增强的半合成金属表面保护型切削液，由以下具体步骤制成：
（1）将十二酸二乙醇酰胺、硼酸混合均匀，加入对甲苯磺酸以及总量1.5-2倍量的石油醚，通入氮气保护，加热至120-125℃，搅拌反应5-6小时后结束反应，将反应产物降温至90-110℃进行旋转蒸发，蒸发掉石油醚后得到十二酸二乙醇酰胺硼酸酯；
（2）将植酸溶于5-6倍量的去离子水中，搅拌均匀后放入溶于10-12倍量无水乙醇的甲基三乙氧基硅烷，水浴加热至75-80℃，以300-400转/分的速度搅拌2.5-3小时，得到植酸硅烷杂化溶胶，在800-1000转/分的速度搅拌下加入溴酸钠，继续搅拌10-15分钟后得到溴酸钠掺杂的植酸硅烷溶胶；
（3）将甲壳素浸泡在四氯化碳中8-10小时，然后室温下滴加亚硫酰氯，继续搅拌10-15分钟后升温至80-90℃反应30-40分钟，待无气体逸出后冷却至室温，在氮气保护下将溶于等量无水乙醇的三苯基膦添加到反应体系中在75-85℃下反应50-60分钟；减压蒸除无水乙醇得到固体，用去离子水洗涤2-3次后得到改性甲壳素季鏻盐；将松萝粉碎，过100目筛，放入烘箱中以100-110℃干燥8-10小时，冷却后取出，继续粉碎，过300目筛后与上述改性甲壳素季鏻盐混合，得到复合抗菌添加剂；
（4）将步骤（1）得到的产物与多元醇酯混合均匀后加入总量1.8-2倍量的去离子水，搅拌均匀后加入步骤（2）步骤（3）得到的产物，以400-500转/分的速度搅拌10-15分钟后加入其余剩余成分，继续搅拌10-12分钟后即得。
本发明的优点是：本发明通过十二酸二乙醇酰胺与硼酸等成分进行反应生成十二酸二乙醇酰胺硼酸酯，添加到产品的制备中，具有良好的防锈、抗氧化性能；通过将甲基三乙氧基硅烷与植酸进行脱水缩合反应，将多个植酸分子聚集在一起形成了这个连续多孔的三维结构，配合溴酸钠的添加，成膜过程中溴酸钠迅速地把金属表面氧化，使得植酸更容易在金属表面吸附、螯合成膜，配合十二酸乙醇酰胺硼酸酯的添加，通过切削乳化作用能够在金属表面形成致密的保护膜，具有良好的抗磨、缓蚀的效果。
本发明还通过一系列的反应利用以甲壳素、亚硫酰氯、三苯基磷为原料，合成了具有良好杀菌性能的改性甲壳素，配合松萝粉体的添加，协同作用增强了产品的抗菌性能；本发明成分配比科学合理，采用可降解的配方，对环境友好，同时在对金属进行切削加工后能够在金属表面形成一层保护膜，起到防锈功效，缓蚀效率高，同时产品冷却性能佳、润滑性好，不会损伤刀具以及金属。
具体实施方式
一种改性甲壳素协同松萝抗菌增强的半合成金属表面保护型切削液，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：多元醇酯50、蓖麻油聚氧乙烯脂肪酸酯30、硼酸3、十二酸二乙醇酰胺18、对甲苯磺酸0.7、石油醚适量、甲基三乙氧基硅烷0.4、植酸5、去离子水适量、无水乙醇适量、溴酸钠0.2、苯并三氮唑2、石油磺酸钠6、松萝3、甲壳素5、四氯化碳8、亚硫酰氯2、三苯基膦4、无水乙醇适量。
所述一种改性甲壳素协同松萝抗菌增强的半合成金属表面保护型切削液，由以下具体步骤制成：
（1）将十二酸二乙醇酰胺、硼酸混合均匀，加入对甲苯磺酸以及总量1.5倍量的石油醚，通入氮气保护，加热至120℃，搅拌反应5小时后结束反应，将反应产物降温至90℃进行旋转蒸发，蒸发掉石油醚后得到十二酸二乙醇酰胺硼酸酯；
（2）将植酸溶于5倍量的去离子水中，搅拌均匀后放入溶于10倍量无水乙醇的甲基三乙氧基硅烷，水浴加热至75℃，以300转/分的速度搅拌2.5小时，得到植酸硅烷杂化溶胶，在800转/分的速度搅拌下加入溴酸钠，继续搅拌10分钟后得到溴酸钠掺杂的植酸硅烷溶胶；
（3）将甲壳素浸泡在四氯化碳中8小时，然后室温下滴加亚硫酰氯，继续搅拌10分钟后升温至80℃反应30分钟，待无气体逸出后冷却至室温，在氮气保护下将溶于等量无水乙醇的三苯基膦添加到反应体系中在75℃下反应50分钟；减压蒸除无水乙醇得到固体，用去离子水洗涤2次后得到改性甲壳素季鏻盐；将松萝粉碎，过100目筛，放入烘箱中以100℃干燥8小时，冷却后取出，继续粉碎，过300目筛后与上述改性甲壳素季鏻盐混合，得到复合抗菌添加剂；
（4）将步骤（1）得到的产物与多元醇酯混合均匀后加入总量1.8倍量的去离子水，搅拌均匀后加入步骤（2）步骤（3）得到的产物，以400转/分的速度搅拌10分钟后加入其余剩余成分，继续搅拌10分钟后即得。
将本实施例产品进行防锈试验(35±2)℃，铸铁单片大于48小时，铸铁叠片大于24小时；腐蚀试验(55±2)℃，铸铁大于24小时，紫铜大于12小时；对机床油漆适应性：不起泡、不开裂、不发粘，符合行业标准。