可降解微量切削油及其制备方法
[技术领域]
本发明涉及切削油技术领域,具体地说,本发明是一种可降解准干微量切削油及其制备方法。
[背景技术]
传统金属加工润滑和冷却用的切削油、冷却剂、乳化液等润滑剂使用量大,且传统的切削油都是采用矿物油为基础油,在自然环境中不易分解,所用的添加剂大都对人体和环境有害,不仅浪费资源,还会造成加工场所和环境的巨大污染。
中国专利公开了申请号为201010566254.1,专利名称为可生物降解准干切削油及其制备方法的发明专利申请。本发明具体地说是一种可生物降解准干切削油及其制备方法,其由以下重量百分比原料制备而成:双酯30-40%、多元醇酯30-40%、聚α-烯烃PAO20-30%、二烷基二硫代磷酸锌ZDDP5-6%、聚酯2-3%、N-月桂酰基丙氨酸1-2%。但此技术的降解性比较差。
所以目前市场上急需要一种高降解性的可生物降解准干切削油。
[发明内容]
本发明的目的在于克服现在技术的不足,采用新配方制备适合于微量切削润滑***中所使用的可降解的微量切削油,配合微量切削润滑装置使用,代替原有的传统的以矿物油为基础油的切削油、乳化液等。可以减少切削油/液的使用量90%以上。
为实现上述目的,本发明技术方案如下:
一种可降解微量切削油,所述切削油由以下原料制备而成:邻苯二甲酸酯,硫化棉籽油,植物油酸,磷酸三烷基酯和聚酯。
本发明的另一方面,所述切削油由以下重量百分比原料制备而成:
邻苯二甲酸酯 30-50%;
硫化棉籽油 15-30%;
植物油酸 10-20%;
磷酸三烷基酯 5-15%;
聚酯 5-15%。
优选地,所述切削油由以下重量百分比原料制备而成:
邻苯二甲酸酯 40-50%;
硫化棉籽油 25-30%;
植物油酸 15-20%;
磷酸三烷基酯 10-15%;
聚酯 10-15%。
一种可降解微量切削油的制备方法,其包括如下步骤:
1)称取:称取所述原料;
2)混合:将所述的邻苯二甲酸酯、硫化棉籽油、植物油酸、磷酸三烷基酯、聚酯搅拌并加热至60℃-80℃,保持恒温并充分搅拌60-120分钟;
3)自然冷却制备得所述切削油。
所述混合步骤中,加热至温度为60℃。
本发明的有益效果为:本发明同现有技术相比,具有良好的润滑性和极压抗磨性,很少量的切削油就能满足金属加工的高端要求,减少了对环境和工人的危害,并可生物降解,把对环境的污染降到最低;作为基础油邻苯二甲酸酯具有良好的润滑性和低温性,可生物分解;作为基础油的硫化棉籽油有很好的减磨、润滑性,生物分解性好;作为基础油的植物油酸润滑性好,同时可以更好地使组分互溶,可生物分解;磷酸三烷基酯抗磨、减磨性强,加入聚酯可使其抗磨性增强,同时聚酯的润滑性很好。
[具体实施方式]
下面结合实例对本发明作进一步的说明。
实施例1:
将邻苯二甲酸酯400克、硫化棉籽油250克、植物油酸150克、磷酸三烷基酯100克、聚酯100克搅拌并加热至60℃,保持恒温并充分搅拌60分钟,自然冷却后包装。将制备出的可降解微量切削油使用于微量切削润滑装置,可节省切削油/液的使用量90%以上。
实施例2:
将邻苯二甲酸酯360克、硫化棉籽油260克、植物油酸160克、磷酸三烷基酯110克、聚酯110克搅拌并加热至60℃,保持恒温并充分搅拌60分钟,自然冷却后包装。将制备出的可降解微量切削油使用于微量切削润滑装置,可节省切削油/液的使用量90%以上。
实施例3:
将邻苯二甲酸酯420克、硫化棉籽油240克、植物油酸150克、磷酸三烷基酯100克、聚酯90克搅拌并加热至60℃,保持恒温并充分搅拌60分钟,自然冷却后包装。将制备出的可降解微量切削油使用于微量切削润滑装置,可节省切削油/液的使用量90%以上。
实施例4:
将邻苯二甲酸酯350克、硫化棉籽油270克、植物油酸160克、磷酸三烷基酯120克、聚酯100克搅拌并加热至60℃,保持恒温并充分搅拌60分钟,自然冷却后包装。将制备出的可降解微量切削油使用于微量切削润滑装置,可节省切削油/液的使用量90%以上。
实施例5:
将邻苯二甲酸酯410克、硫化棉籽油240克、植物油酸140克、磷酸三烷基酯130克、聚酯80克搅拌并加热至60℃,保持恒温并充分搅拌60分钟,自然冷却后包装。将制备出的可降解微量切削油使用于微量切削润滑装置,可节省切削油/液的使用量90%以上。
本发明制备出的可降解微量切削油,可应用于有色金属或黑色金属加工中的车、锯、铣、攻丝、钻孔、铰孔、镗孔、冲压加工工艺领域的润滑和冷却。使用时配合微量切削润滑装置,可使切削油/液的使用量降到原来的10%以下,并可生物降解,大大降低了对环境的污染。
生物降解实验方法
1.实验材料:
土壤样本:样本取自不同地方地表0-5cm处土壤,土样经混匀、除杂后,存于试样袋中备用。
可降解微量切削油样本:本实施例1中可降解微量切削油。
2.微量切削油生物降解性实验:
将土壤样本分成6组,在室温(20℃)下保持土壤含水率在25%左右进行生物降解实验。生物降解实验开始后,于15、20、30天对土壤样本进行取样,采用重量法测定样本中残留微量切削油总量。操作方法为(例如样品编号1)准确称取土壤样本中土样100克置于具塞磨口锥型瓶内,加入100毫升CH2Cl2,轻轻摇动20分钟,将浸液过滤到已称重的250毫升圆底烧瓶;土样用CH2Cl2再浸泡2次(每次用CH2Cl250毫升),每次浸泡20分钟,将浸液滤入烧瓶中。旋蒸除去溶剂,称重,增加的重量即为土样中残留微量切削油量。根据土样中残留微量切削油浓度按下式计算微量切削油生物降解率ε:ε=(S1-S2)/S1X100%,式中S1为第0天时土壤样本中微量切削油质量分数(mg.g);S2为第F天时土壤样本中微量切削油质量分数(mg.g)。
不同条件下微量切削油的生物降解率
样品编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
环境湿度 |
30% |
30% |
30% |
40% |
40% |
40% |
实验时间/天 |
15 |
20 |
30 |
15 |
20 |
30 |
第0天油重/克 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
2.5 |
第F天油重.克 |
2.175 |
1.71 |
1.275 |
2.11 |
1.54 |
1.236 |
降解率 |
13% |
31.6% |
49% |
15.6% |
38.4% |
50.6% |
3.总结:
根据不同土壤、不同湿度、不同温度、不同降解时间,本发明的微量切削油的最终降解率有所不同,随着时间延长,降解率会更高。
微量切削油的生物降解是指切削油能被活性微生物(细菌)分解为简单化合物的过程。有机物的生物降解性可分为初始生物降解性和最终生物降解性。
初始降解性:有机物A→物质B(有机物A消失)
最终降解性:有机物A→物质B......→CO2+H2O+其他无机物+微生物(有机物A完全降解)。
本实验计算的是本发明可降解微量切削油的最终降解性。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。