本發(fā)明涉及微乳化切削液技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種果膠修飾的微乳化切削液。
背景技術(shù)：
金屬切削液是金屬加工過程中重要的配套材料，其主要作用是冷卻、潤滑、清洗和防銹。按照介質(zhì)狀況分為兩大類：油基型和水基型切削液，油基型切削液的主要成分通常是礦物油（也有植物油或其他合成材料），并加入油溶性防銹劑、油性劑和含活性元素的極壓潤滑劑調(diào)合而成，相比水基切削液，油基切削液的潤滑性能和防銹性能較好，但卻具有易產(chǎn)生油霧、易著火等缺點，水基切削液是用大量的水將濃縮液稀釋后使用的，因而不具有產(chǎn)生油煙和引發(fā)火災(zāi)的缺點，水的比熱容大，熱導(dǎo)率高，汽化熱大，是非常優(yōu)良的冷卻劑，切且成本低廉，另外加工后的脫脂清洗也比較簡單。微乳液是一種介于乳化液和合成液之間并兼具乳化液潤滑性和合成液清晰性的性能優(yōu)異的切削液，成本較低，是未來加工液的主要發(fā)展方向。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各種鋼鐵和鋁合金的加工也飛速發(fā)展，目前國內(nèi)在鋼鐵和鋁合金的潤滑方面金屬切削液研究較少，主要以進(jìn)口為主，我國在這方面的的研究工作起步較晚，而且主要集中在材料加工成型上，對切削加工中的潤滑和防腐蝕方面的問題重視不夠。近年來隨著新型加工機(jī)械的不斷出現(xiàn)，加工條件日趨苛刻，對金屬切削液也提出了更高的要求。
付巧蓮在《添加劑在微乳液中對鋁/鋼潤滑性能影響的研究》一文中針對鋁-鋼摩擦副難于潤滑的問題，以水性微乳化液為基礎(chǔ)液，系統(tǒng)的研究了氯系、磷系、硫系、酯類以及聚醚類五大類潤滑添加劑在微乳化液中對鋼-鋼摩擦副、鋁-鋼摩擦副的潤滑特性。研究發(fā)現(xiàn)微乳液的最大無卡咬負(fù)荷與添加劑的種類和用量有關(guān)，其中對鋼-鋼摩擦副的潤滑效果是多硫化物L(fēng)Z5340L在水基微乳液中的響應(yīng)值最好，加入量為5%時最大無卡咬負(fù)荷值為1118N，其次是氯化脂肪酸DA8527，硫化甘油三酸酯RC2411也有較好的潤滑性能；在微乳化液中對鋁-鋼的摩擦副潤滑結(jié)果為，硫系添加劑RC2411對鋁-鋼的摩擦副潤滑效果最好，當(dāng)其濃度為4%時，鋁銷的磨損量只有0.1mg，LZ5340L在加入量為4%時，鋁銷的磨損量也只有0.2mg。通過一系列試驗后發(fā)現(xiàn)硫系添加劑對鋼-鋼摩擦副和鋁-鋼摩擦副具有較好的潤滑性能，對其機(jī)理進(jìn)行初步分析認(rèn)為硫系添加劑能在金屬表面形成一層致密的硫化膜，降低剪切應(yīng)力，起到潤滑作用。雖然作者系統(tǒng)的研究了在微乳化液中添加硫系潤滑劑能夠有效的提高切削液的潤滑性能，但是隨著加工器件日趨多元化，人們對微乳化切削液的要求越來越高，防銹蝕和使用壽命問題是切削液加工過程中不得不考慮的一個重要因素，因此對微乳化切削液必須進(jìn)行改性以期獲得的切削液能夠提高加工效率和工件的表面質(zhì)量，同時延長刀具和切削液本身的使用壽命，降低加工成本，獲得最佳經(jīng)濟(jì)效益才是當(dāng)前的研究熱點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種果膠修飾的微乳化切削液。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種果膠修飾的微乳化切削液，由以下重量份的原料制備制成：精制礦物油16-20、月桂基硫酸三乙醇胺12-15、月桂醇聚氧乙烯醚3.5-4.5、椰油酰胺丙基甜菜堿5-6、脂肪醇聚氧乙烯醚3.5-4、三乙醇胺3-4、消泡劑0.05-0.1、硼酸酰胺6-8、棕櫚酸3.3-3.5、氯化鈉2.2-2.4、丙三醇0.6-0.7、正硅酸乙酯2.5-3、油酸4-6、丙烯酰胺30-35、偶氮二異丁腈3-4、硼酸鋁晶須2-3、果膠2-3、二羥基五硫化物4-5、乙酸乙酯適量、氨水適量、無水乙醇適量、去離子水適量。
所述一種果膠修飾的微乳化切削液，由下列具體步驟制備制成：
（1）將正硅酸乙酯中加入油酸并加熱至60℃下攪拌反應(yīng)1h，再將硼酸鋁晶須加到5-7倍量的無水乙醇中超聲分散，然后和氨水、去離子水緩慢滴加到正硅酸乙酯混合溶液中，升高溫度至70℃并恒溫攪拌反應(yīng)3-4h，然后在75-85℃的水浴環(huán)境下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至溶劑蒸發(fā)，將混合物置于80℃的鼓風(fēng)干燥箱中完全烘干，粉碎后備用；
（2）將步驟（1）制備的產(chǎn)物加到無水乙醇中超聲分散30-40min，然后加入乙酸乙酯、丙烯酰胺繼續(xù)超聲10min，混合均勻后再加入偶氮二異丁腈，通入氮氣在60-65℃下攪拌反應(yīng)6-8h，反應(yīng)結(jié)束后干燥至恒重；
(3)在反應(yīng)容器中加入精制礦物油，攪拌加熱至60-65℃時依次加入棕櫚酸、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂醇聚氧乙烯醚、椰油酰胺丙基甜菜堿和脂肪醇聚氧乙烯醚，每加入一種物料攪拌均勻后即可加入下一種物料，而后加入硼酸酰胺，攪拌溶解均勻得油相體系；
（4）在容器中加入去離子水加熱到70-80℃，在攪拌下緩慢加入果膠和氯化鈉和丙三醇充分?jǐn)嚢枞芙猓瑪嚢杈鶆蚝蠹尤氩襟E(2)制備的產(chǎn)物超聲分散均勻得水相體系；
（5）在保持60-70℃下將水相體系緩慢加到以200-300r/min轉(zhuǎn)速攪拌的油相體系中，待水相體系滴加結(jié)束后控制反應(yīng)溫度為40-50℃，加入消泡劑得到基礎(chǔ)濃縮液，向該濃縮液中加入其余剩余物料調(diào)成母液，用去離子水將其稀釋成濃度為10%的微乳化切削液即可。
本發(fā)明的優(yōu)點是：硼酸鋁晶須具有良好的強(qiáng)度、耐高溫性和韌性，但是容易纏繞及相互間化學(xué)吸附產(chǎn)生團(tuán)聚，所以對其必須進(jìn)行表面處理，本文利用油酸修飾生成的納米二氧化硅包覆在硼酸鋁晶須的表面，提高了分散性和穩(wěn)定性，并將其作為固體粒子穩(wěn)定劑應(yīng)用到丙烯酰胺的分散聚合反應(yīng)中，得到納米復(fù)合物，增強(qiáng)了在水基切削液中的均勻分散性，提高了切削液的減磨性、抗蝕性和耐高溫性，延長切削液的使用壽命，在微乳化切削液中加入果膠能夠在鋼鐵和鋁合金表面吸附形成一層潤滑膜，能夠起到減摩效果，可顯著改善微乳化切削液的摩擦學(xué)性能，本發(fā)明制備的微乳化切削液具有極強(qiáng)的減摩極壓性能，防止刀具粘結(jié)磨損，提高加工表面精度及延長刀具的使用壽命，能夠滿足加工過程中的冷卻性能，清洗效果好，獨特的配方設(shè)計使其具有極強(qiáng)的生物穩(wěn)定性，使用周期長，無刺激無污染。
具體實施方式
一種果膠修飾的微乳化切削液，由以下重量份（公斤）的原料制備制成：精制礦物油16、月桂基硫酸三乙醇胺12、月桂醇聚氧乙烯醚3.5、椰油酰胺丙基甜菜堿5、脂肪醇聚氧乙烯醚3.5、三乙醇胺3、消泡劑0.05、硼酸酰胺6、棕櫚酸3.3、氯化鈉2.2、丙三醇0.6、正硅酸乙酯2.5、油酸4、丙烯酰胺30、偶氮二異丁腈3、硼酸鋁晶須2、果膠2、二羥基五硫化物4、乙酸乙酯適量、氨水適量、無水乙醇適量、去離子水適量。
所述一種果膠修飾的微乳化切削液，由下列具體步驟制備制成：
（1）將正硅酸乙酯中加入油酸并加熱至60℃下攪拌反應(yīng)1h，再將硼酸鋁晶須加到5倍量的無水乙醇中超聲分散，然后和氨水、去離子水緩慢滴加到正硅酸乙酯混合溶液中，升高溫度至70℃并恒溫攪拌反應(yīng)3h，然后在75℃的水浴環(huán)境下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至溶劑蒸發(fā)，將混合物置于80℃的鼓風(fēng)干燥箱中完全烘干，粉碎后備用；
（2）將步驟（1）制備的產(chǎn)物加到無水乙醇中超聲分散30min，然后加入乙酸乙酯、丙烯酰胺繼續(xù)超聲10min，混合均勻后再加入偶氮二異丁腈，通入氮氣在60℃下攪拌反應(yīng)6h，反應(yīng)結(jié)束后干燥至恒重；
(3)在反應(yīng)容器中加入精制礦物油，攪拌加熱至60℃時依次加入棕櫚酸、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂醇聚氧乙烯醚、椰油酰胺丙基甜菜堿和脂肪醇聚氧乙烯醚，每加入一種物料攪拌均勻后即可加入下一種物料，而后加入硼酸酰胺，攪拌溶解均勻得油相體系；
（4）在容器中加入去離子水加熱到70℃，在攪拌下緩慢加入果膠和氯化鈉和丙三醇充分?jǐn)嚢枞芙猓瑪嚢杈鶆蚝蠹尤氩襟E(2)制備的產(chǎn)物超聲分散均勻得水相體系；
（5）在保持60℃下將水相體系緩慢加到以200r/min轉(zhuǎn)速攪拌的油相體系中，待水相體系滴加結(jié)束后控制反應(yīng)溫度為40℃，加入消泡劑得到基礎(chǔ)濃縮液，向該濃縮液中加入其余剩余物料調(diào)成母液，用去離子水將其稀釋成濃度為10%的微乳化切削液即可。
對實施例制備的微乳化切削液進(jìn)行性能測試，結(jié)果如下：
貯存安定性：無變色、無分層；消泡性（mL?10-1min-1）：＜2；腐蝕試驗（55±2℃，鑄鐵/h）：＞48；腐蝕試驗（55±2℃，鋁/h）：＞12；防銹性試驗（鑄鐵，h）＞48；最大無卡咬負(fù)和（N）：928；抗磨性（N）：＞59。