绿色环保可降解乳化切削液的研制及工业应用
环保型全合成切削液的研制及应用探究崔丽丽
环保型全合成切削液的研制及应用探究崔丽丽发布时间：2021-08-06T12:07:13.489Z 来源：《中国科技人才》2021年第12期作者：崔丽丽[导读] 切削液对工业生产具有着非常重要的作用，常见的作用有四个，分别为：冷却作用、润滑作用、防锈作用和清洗作用，应用切削液不仅能够延长刀具的使用时间，而且还能增强精确度，减少能耗量，所以被加工领域广泛应用。
不过切削液对环境会产生污染，会严重损害人体健康。
崔丽丽泰伦特生物工程股份有限公司天津北辰 300400摘要：切削液对工业生产具有着非常重要的作用，常见的作用有四个，分别为：冷却作用、润滑作用、防锈作用和清洗作用，应用切削液不仅能够延长刀具的使用时间，而且还能增强精确度，减少能耗量，所以被加工领域广泛应用。
不过切削液对环境会产生污染，会严重损害人体健康。
因此，就必须研制出环保型的切削液，以使其无毒、无害，为此就研制出了一种环保型的全合成切削液，既不会污染环境，又不会损害人体健康，同时该切削液的性能又极其符合标准，具有良好的冷却、润滑、防锈和清洁效果，希望给环保型全合成切削液的发展带来积极地作用。
关键词：环保型；全合成；切削液；研制及应用切削液主要应用于金属加工当中，其不仅能够增强刀具的耐用性，而且还能提升质量及安全性，并减少资源耗用量，所以受到了金属加工领域的高度关注。
切削液主要作用有四个，即防锈作用、冷却作用、润滑作用和清洗作用。
一、研制环保型全合成切削液的必要性通常切削液的质量与使用方法会严重影响切削机床的耗电量，据调查可知，我国加工领域每年会耗用大概300亿度的电，而在这些耗电设备当中，切削机床的耗电量会占60％左右，所以对切削液质量以及应用方法进行研究是非常有必要的。
而且切削液还对环境具有污染性，对人体具有伤害性，由此研制环保型全合成切削液就变得极为重要，必须研制出无毒、无害的切削液。
二、全合成切削液的配置全合成切削液主要构成部分包括：水、润滑剂、防锈剂和络合剂。
环保型微乳化磨削液的研制及应用
２ 环 保 型 配 方 的设 计 及 选择
为满足磨削液 的基本性 能要求 ， 同时使磨削 液 的制造 工 艺简单 ， 能稳定 ， 性 原料 来源 丰富 ， 对 需
配方组 分进行合 理选择 。
王灿辉 ， ： 等 环保型微乳化 磨削液的研制及应 用
面活性 剂 约为 ０２～ ． ／ ｇ其 毒 性 要 比阴 离 子 ． ２ ０ｇ ｋ ，
大 得多 ； 非 离 子 表 面活 性 剂 则 为 １ 而 ０～５ ／ ， ０ｇ 毒 性最 小 。本 试 验 选 用 由阴 离 子 表 面 活 性 剂 、 非 离 子表 面活 性 剂 、 类 和 高 级 磺 酸 盐 等 配 合 而成 醚 的 复合 表面 活性 剂作 为乳 化剂 。 ２ ４ 杀 菌剂 的选 择 ．
ａ ｉ ｇ２０１１， Ｎｏ．５ Ｃ １—１ ４ ／ｍ Ｂｅ ｒｎ Ｎ４ １８
曼 ！ 二Ｚ 三
轴承
２ １ 年５ ０ １ 期
１ —１ ０ ２
． 工 艺与装备 ． Ｉ
环 保 型 微 乳 化 磨 削液 的研 制 及 应 用
王灿辉 侯 万果 田前进 王 中原 曹孝陈 ， ， ， ，
其渗 透 和清 洗能 力大 大 增 强 。乳 化 剂 是 由多种 表 面 活性剂 构 成 ， 表 面 活 性 剂 具 有 在 界 面 上 分 离 而
的特 性 ， 因此 乳 化 剂 在 微 乳 化 磨 削 液 中除 降 低 表
面 张力外 ， 重 要 是 可 保 持 油 滴 的 表 面 尽 可 能 地 更
攒
捌
微乳 化液 本身 具 有微 生 物 和 菌 类 滋生 繁 衍 的 条件 ， 容易 腐 败 变 质 。杀 菌 剂 的作 用 在 于 抑 制 细 菌和 毒菌 的滋 生 ， 杀灭 液 体 中已存 在 的细 菌 ， 长 延 磨 削液 的使 用 寿命 。 出于 环 保 的 要 求 ， 多 国家 许
可生物降解的环保型镁合金微乳化切削液的制备
可生物降解的环保型镁合金微乳化切削液的制备陈郁明;周建辉;周玉成;孙雪飞【摘要】A biodegradable environmental-friendly micro-emulsion cutting fluid for magnesium alloys was developed. The influence of base oil, corrosion inhibitor, chelator, anti-rust agent, lubricant, surfactant, and other additives on lubrication property of the cutting fluid were studied. The optimal formulation was determined as follows: naphthenic base oil 30.0wt%, modified organic alcohol chelator 1.5wt%, composite corrosion inhibitor 2.5wt%, triethanolamine 8.0wt%, long carbon chain polycarboxylic acid anti-rust agent 5.0wt%, polymerized glycerol trioleate lubricant 16.0wt%, polyoleate lubricant 6.0wt%, AEO fatty alcohol polyoxyethylene ether surfactant 2.5wt%, emulsion-type low-foam fatty alcohol polyoxyethylene ether surfactant 3.0wt%, fungicide 1.0wt%, defoamer 0.1wt%, and water 24.4wt%. In comparison with the marketable commercial products of Castrol and Master, the developed micro-emulsion cutting fluid for magnesium alloys has lower price but better performance in aspects of lubrication, hard water resistance, anti-corrosion, defoamation, and service life. Its biodegradation rate is 92.0% and hard water resistance reaches 8 330 mg/L. The green and highly efficient micro-emulsion cutting fluid is a special-purpose cutting fluid for magnesium alloys.%开发了一种可生物降解的环保型镁合金微乳化切削液，考察了基础油、缓蚀剂、螯合剂、防锈剂、润滑剂、表面活性剂和其他添加剂对切削液润滑性能的影响，筛选出最优的微乳化切削液配方(以质量分数表示)：环烷基基础油30.0%，改性有机醇类螯合剂1.5%，复合缓蚀剂2.5%，三乙醇胺8.0%，长碳链多元羧酸防锈剂5.0%，聚合油酸合成酯润滑剂16.0%，多元油酸合成酯润滑剂6.0%，AEO 类脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂2.5%，脂肪醇聚氧乙烯醚类乳化型低泡表面活性剂3.0%，杀菌剂1.0%，消泡剂0.1%，水24.4%。
环境友好无氯极压微乳切削液的研制与应用
磨 、镗孔等工艺 ，也可 以用于 冲压 、深拔 、冷锻和热 锻 、挤压等成 型工艺 。 随着国外先进机械装备 的不断引进和国内机械加 工业的迅 速发展 ，各种新型金属材料的开发 应用及 国 际环保法规对切削液 中有毒有害物质的禁用 ，我 国原 有的切削液 已满足不 了现有要求 ，一些合资企业和大 型机械加工 企业 每年 需要 进 口大量 微乳 化切 削液 产 品 ，而进 口微乳液价格 昂贵 ，是 国产切削液价格的数 倍左右 。因此 ，开展环境友好无氯极压微乳切削液的 研制 ，对提高我国金属 加工液 的水平 ，满足环保和市 场需要 ，替代 国外 同类 高性能产品具有重要的现 实意 义和明显 的经济 、社会效益 。
ｈ ｓｅ ｃ ｌ ｎ ｔｂ ｌ ｙ，ｘｒ ｍｅｐ ｅ ｓ ｒ ｒｐ ｒｙ， ｂ ａ ｉｎ ｒｓｓａ ｃ ｎ ｕ ｔｒｓｓａ ｃ ａ ｄ ｄ ｅ ｏ ｏ ｔｉ ｈｏ ｎ ｔｄ ａ ｘ ｅｌ ｔｓａ ｉｉ ｅ ｔｅ — ｒ ｓｕ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ａ ｒ ｓｏ ｅ ｉｔｎ ｅ ａ ｄ ｒ ｓ ｅ ｉｔｎ ｅ， ｎ ｏ ｓ ｎ ｔｃ ｎａｎ ｃ ｌｒ ａｅ ｅ ｔ ｉ
同 类产 品 。
关 键 词 ：环境 友 好 ；无 氯 ；极 压性 能 ；微 乳 切 削液 中图 分类 号 ： Ｇ ０ ． 文 献标 识 码 ：Ａ 文章 编 号 ：０ ５ ０５ （０ １ １ ０ ５ Ｆ ５ １５ ２４— １０ ２ １ ） —１２～
Ｐｒ ｐ ｒ ｔｏ ｎ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｖ ｒ ｎｍ ｅ ｔｆ ｉｎ ｌ ｌ ｒｎ －ｒ ｅ ｅ ａ ａ ｉｎ ａ ｄ Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｆＥｎ ｉｏ ｎ ・ｒｅ ｄ ｙ Ｃｈ ｏ ｉ ｅ ｆ ｅ －
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２ 性 能测 试
乳 化 液 按 部 颁 标 准 Ｓ ／ ３ ５ ３ 及 国标 Ｈ Ｔ ０ ６． ９ Ｇ ／６４ ．０等标准进行逐项测定 。符合以下指标 ＢＴ １４９ 乳 化液 技术标 准 （ 表 Ｉ。 见 ）
例实验告知，一般在 ５ １％。 ％－ ０
防腐性是决定切削液成败关键因素。防腐剂加 入量太多，影响乳化稳定性及润滑性，实验数据证
降解 性差 ；在用 量 上考虑 少 用 ，而 多选 择一 些植物
油，本实验选用精制大豆油。 １ 乳 化剂 的选 择 ． ２
乳化 切 削 液 的乳 化 稳 定 性 关 键 技 术 在 乳 化 剂 品种及 用量 比例 ，一般 复配 型效 果好 于单一 品种 。
验采用 正交表实验方法， 优选出适用经济的配比如 下 ：乳 化 剂 ２ ％～ ｌｏ，基础 油 ６％￣７ ％，其 它 ０ ０／ ｏ ０ ０ 功能助 剂 １ ％。 Ｏ
阳离子表面活性剂，使用液一年不变质发臭。 极压剂选择：极压剂要求不能腐蚀工件，量大 对工件不利，量少起不到应有的效果，也需通过实
验验 正，一般 为 ０５ ． ％。
６ 工业应用
本加工液最大优点在于环保可降解，对环境优 好，对操作人员无害，将替代市场淘汰皂化油。 产 品分别在军工企业湖北江 山机械厂及 东汽 公司本 田商务用车公司，上述供应 ２ 家乳化液在沈 阳数控加工中心、磨床、钻床上经过半年试用 ，用 户反映的加工机件工艺参数、光洁度、尺寸准确工 作效率提高 １￣ ０ ５￣２ ％，产品无异味，加工中心使 ／ 用切削液无烟雾产生，刀具明显耐用，损耗极低，
１ 实验 方 法
１１ 基本 材料 ．
３ 配方 确 定
防 锈 、乳化 、防霉 、极压 性相 互影 响、相互 作 用 复配 时 ，有 好 效果 ，也有差 的 因素 。因此反 复试
基础 油选 择 ：考 虑 到矿 物油 的润滑 性能 好于 植
物油，在选择配比时，适当地取用。矿物油的生物
性 ，又要有 好 的消泡性 ，难于 平衡 ，但采取 一些乳 液 复配技 术 ，也 可达 到各项 指标 维持 平衡 的效 果 。
完全满足加工使用条件，现已投入批量生产，产生
社会 及经 济效应 。
（ ：由于保密，详细 图表、技术参数没有给 出，谅解 ！ 注 ）
５ 生物 防解性对 比验证
取用矿物油的乳化液， 标记 ｌ， 撑 植物油乳化液， 标记 ２ ， 别测定 １％含量 乳液 ， 群 分 ０ 半年 后测试 样品
第 ３卷 ９
第 ｌ 期 ２
化
工
技 术
与
开
发
、 ． ９ Ｎｏ １ 白１ ３ ．２ Ｄｅ ．０ ０ ｃ２ １
２１ ０ ０年 ｌ ２月
Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｈ ｏｏ ｙ＆ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｆ ｅ ｃ ｌ ｎ ｕ ｔ ｖ ｌｐ ｎ ｏ Ｃｈ ｍｉａ Ｉ ｄ ｓｒ ｙ
绿色环保 可 降解乳化切削液 的研制及工业应用
吴泽光 ，陈兴宏 ，吴卫 东
（． 汉化工学院，湖北 武 汉 ４０ ７；２ 中工业 大学，湖 北 武汉 ４０７ ） １武 ３０３ ． 华 ３０３
●
摘 要 ：研制 了绿色环 保可降解的乳化切 削液 。确定 了切削液的配方 ，对切削液 的性 能进行了测试 ，同时进行 了工业应
用，取得了较好 的效果。 关键 词：乳化剂验 因素讨论
乳化稳 定性是鉴别切削液优 良的重要指标之
一
乳化剂用量 ２ ％。 ０ １ 防锈 剂选 用 ． ３
选用 一些 油 溶性 的 防锈剂 油酸 、三 乙醇胺 、石 油磺酸钠 ，他 们 匹配性 好 。
。
好的乳化切削液 ，应该保存周期长，不分层交
性 ，析 油 、析皂 ，且适 合各种 工 况下 的使用 。试 制 中发 现 不是 乳化 剂 的用量越 多越 好 ，乳液 越稳定 ， 量大 经 济性 差 ，量少 ，不能起 到乳 化效果 ，最佳 比
化学需氧 量 Ｃ ＯＤ，分别 标记 １、２样 品 ，２ Ｃ 样 撑 挣 ＯＤ 数值 ＞１， 间接 论证 降解率 ＞ ｌ降解率 。 撑 撑
参考文献：
【】刘镇 昌． １ 金属切 削液选择、配制及使用嗍 ． 京：化学工 ｊ 匕 业出版社 ，２ ０ ． ０ ９ ［】李东光． ２ 精细化学品配方 ． 南京：江苏科技出版社， ｏ ． ２ ４ Ｏ 【】刘镇昌． ３ 切削与磨削［ １ Ｍ＝ ． 北京：机械工业出版社 ，１８ ． ９７ ［】朱洪法 精细化工常用原￣ － ＰＭ ． 金盾出版社，２０ ． ４ Ｔ ｄ 北京： － ０９
消泡剂选择：消泡剂特点，消除切削液 中表面 活性剂泡 沫 ，使得 工作 中无 “ 空 ” 真 ，起 降温作用 ， 国标对泡沫有 一严格标准 ，如果采取一些特殊手 段，能够达到无泡沫真液，成本会增加一些 ，但对 于高级加工而言，使用者可 以接受，消泡剂严重影 响切削液的润滑性，这是一对矛盾体，既有好润滑
中图分 类号 ：Ｔ １ Ｈ １７
文献标识码：Ａ
文章编号 ：１７ ．９ ５２ １）２０ ２ －２ ６ １ ０ （０ ０１－０ ７０ ９
切削液通用于机械加工行业，我国从 ２ ０世纪
一
表 Ｉ乳化液技术标准
８ ０年代初期起 国内一些科研 院校相继研制开发 了 系列 的金 属加 工液 ，但转 化 为工业 生产 的项 目不
作者简介：吴泽 光，１８ 年 毕业于武汉化工学院化学工程系，从事精细化工工作 ２ 年 ，有独到 的理论与实际工作经验，为 ９７ Ｏ 本地区的技术骨干之一 收稿 日期：２ １ －７２ ０ ００ ．３
第 ｌ 期 ２
吴泽光等 ：绿色环保可降解乳化切削液的研制及工业应用
２ ８
明应 ≤１ ％以下 ，选择 一些 特效 的防腐剂 ，如酰胺或
多 ， 在一 些如 防锈 防腐 、极压 、 滑 性方面 缺 陷； 存 润
理 论研究 多 ，实 际工业 应用 少 。为此我们 针对 市场 需 求 ，及 时开发 试 制 出适 合 市场 需求 的产 品，经过
近两年工业化应用，表现出优 良的经济性及社会效
应 。现对研 制 过程 中 的 问题 逐一 探讨 。