1.本发明属于金属加工技术领域，尤其涉及一种低碳足迹的环保可生物降解的不锈钢、钛合金切削油及其制备方法。


背景技术：

2.切削油是由精炼基础油复配不同比例的硫化猪油、硫化脂肪酸酯、极压抗磨剂、润滑剂、防锈剂、防霉杀菌剂、抗氧剂、催冷剂等添加剂合成，产品因此具有极佳的对数控机床本身、刃具、工件的彻底保护性能。切削油有超强的润滑极压效果，有效保护刀具并延长其使用寿命，可获得极高的工件精密度和表面光洁度。
3.目前市面上主要用矿物油复配适量的含氯、硫、磷添加剂来配制切削油，存在以下缺陷：
4.1、现有切削油都含大量的矿物油，降解率只有20％左右，不易生物降解。
5.2、矿物油的开采与提炼过程产生大量碳排，产生高的碳足迹，环保性差，不符合目前减碳政策。矿物油来源比较少，不可再生，且润滑性差、消耗量大，含有害物质对环境和水体危害大。
6.3、使用大量含氯添加剂，对环境污染大。通常指氯化石蜡，一种极压抗磨剂，提高切削油的耐负荷能力。短链(c10
‑
13)氯化石蜡因其致癌在欧盟已经禁用。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种低碳足迹的环保可生物降解的不锈钢、钛合金切削油及其制备方法，本发明切削油极压润滑性能优异、可降解、低碳环保。
8.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
9.本发明一种低碳足迹的环保可生物降解的不锈钢、钛合金切削油，所述切削油包括以下组分：对苯二甲酸二辛酯、棕榈酸异辛酯、硬脂酸异辛酯、禾大3986聚酯、莱茵rc3740、莱茵rc2540、莱茵rc2317。
10.更进一步地，所述切削油不含矿物油。
11.更进一步地，所述切削油不含氯化石蜡。
12.更进一步地，所述切削油由以下重量百分比的组分组成：
[0013][0014]
更进一步地，所述切削油由以下重量百分比的组分组成：
[0015][0016]
本发明还提供了一种切削油的制备方法，包括以下步骤：
[0017]
1)根据上述配比，准备切削油的材料；
[0018]
2)将所述材料搅拌均匀。
[0019]
更进一步地，搅拌条件为温度15
‑
90℃，时间80
‑
150min。
[0020]
本发明的有益效果在于：
[0021]
1、本发明切削油配方采用特定的添加剂组合以及特殊的复配比例，对苯二甲酸二辛酯、棕榈酸异辛酯、硬脂酸异辛酯、禾大3986聚酯在摩擦副表面提供吸附油膜，rc3740为磷酸酯极压剂，rc2540、rc2317为硫化极压剂，在高温时与金属表面生成化学反应膜，三者协同作用，使得切削油在不同的温度区间都提供润滑作用。复配之后的配方性能达到最佳，产品极压润滑性能优异，易生物降解，符合低碳环保理念。
[0022]
2、配方中采用dotp(对苯二甲酸二辛酯)代替不易降解的矿物油，从而产品不含矿物油和其他有害物质，使用的dotp降解率100％，同比矿物油降解率提高80％，且产品润滑性好，易生物降解，符合低碳环保理念。且加工过程中不会产生大量烟雾油雾，保持车间清净无异味，对操作工友好。
[0023]
3、dotp(对苯二甲酸二辛酯)的生产从源头追寻较矿物油的碳排相比，大大降低其排放量。
[0024]
4、本发明配方中dotp(对苯二甲酸二辛酯)、棕榈酸异辛酯、硬脂酸异辛脂的粘度
分别为30、8.2、8.5，成品的粘度较低，越低则被碎屑和工件带走的量越少，从而可减少切削油带出量，同时保持刀具及工件的清洁，节省成本。
具体实施方式
[0025]
为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明做进一步描述。本发明可以以许多不同的形式实施，而不应该被理解为限于在此阐述的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将把本发明的构思充分传达给本领域技术人员，本发明将仅由权利要求来限定。
[0026]
本发明提供了一种低碳足迹的环保可生物降解的不锈钢、钛合金切削油，其中：
[0027]
碳足迹：一般意义上的碳足迹就是个人、组织、活动或者产品直接或者间接导致的温室气体排放总量。碳足迹评估作为先进企业采取的低于全球气候变暖的行为，有助于企业真正了解产品对气候变化的影响，并借此采取相关措施减少供应链中的碳排放。碳足迹的计算方法通常采用的是生命周期评估法(life cycle assessment,lca)，采取对目标产品从原料生产到产品废弃降解的“从摇篮到坟墓”的全生命周期的碳足迹分析，得到产品总的碳足迹。
[0028]
可生物降解：在自然界如土壤和/或沙土等条件下，和/或特定条件如堆肥化条件下或厌氧消化条件下或水性培养液中，由自然界存在的微生物作用引起降解，并最终完全降解变成二氧化碳(co4)或/和甲烷(ch4)、水(h2o)及其所含元素的矿化无机盐以及新的生物质。
[0029]
不锈钢：含铬量为12％以上的铁基合金称为不锈钢。不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低，因此，大多数不锈钢的含碳量均较低，最大不超过1.2％，有些钢的含碳量甚至低于0.03％(如00cr12)。不锈钢中的主要合金元素是cr(铬)，只有当cr含量达到一定值时，钢材有耐蚀性。因此，不锈钢一般cr(铬)含量至少为10.5％。不锈钢中还含有ni、ti、mn、n、nb、mo、si、cu等元素。
[0030]
钛合金：以钛为基础加入其他合金元素组成的合金称作钛合金。室温下，钛合金有三种基体组织，钛合金也就分为以下三类：α合金、α+β合金和β合金。中国分别以ta、tc、tb表示。α钛合金是α相固溶体组成的单相合金，不论是在一般温度下还是在较高的实际应用温度下，均是α相，组织稳定，耐磨性高于纯钛，抗氧化能力强。在500℃～600℃的温度下，仍保持其强度和抗蠕变性能，但不能进行热处理强化，室温强度不高。β钛合金是β相固溶体组成的单相合金，未热处理即具有较高的强度，淬火、时效后合金得到进一步强化，室温强度可达1372～1666mpa；但热稳定性较差，不宜在高温下使用。α+β钛合金是双相合金，具有良好的综合性能，组织稳定性好，有良好的韧性、塑性和高温变形性能，能较好地进行热压力加工，能进行淬火、时效使合金强化。热处理后的强度约比退火状态提高50％～100％；高温强度高，可在400℃～500℃的温度下长期工作，其热稳定性次于α钛合金。三种钛合金中最常用的是α钛合金和α+β钛合金；α钛合金的切削加工性最好，α+β钛合金次之，β钛合金最差。
[0031]
本发明切削油适用于不锈钢和钛合金材质加工，包括以下组分：对苯二甲酸二辛酯、棕榈酸异辛酯、硬脂酸异辛酯、禾大3986聚酯、莱茵rc3740、莱茵rc2540、莱茵rc2317。
[0032]
更进一步地，切削油不含矿物油。
[0033]
更进一步地，切削油不含氯化石蜡。
[0034]
优选地，切削油由以下重量百分比的组分组成：
[0035]
对苯二甲酸二辛酯50％
‑
80％、棕榈酸异辛酯5％
‑
15％、硬脂酸异辛酯5％
‑
15％、禾大3986聚酯1％
‑
3％、莱茵rc3740 0.3％
‑
0.8％、莱茵rc2540 1％
‑
6％、莱茵rc 2317 1％
‑
6％。
[0036]
实施例1：
[0037]
对苯二甲酸二辛酯70％、棕榈酸异辛酯12％、硬脂酸异辛酯6.4％、禾大3986聚酯1％、莱茵rc3740 0.6％、莱茵rc2540 4％、莱茵rc 2317 6％。
[0038]
实施例2：
[0039]
对苯二甲酸二辛酯54.5％、棕榈酸异辛酯15％、硬脂酸异辛酯15％、禾大3986聚酯3％、莱茵rc3740 0.5％、莱茵rc2540 6％、莱茵rc 2317 6％。
[0040]
实施例3：
[0041]
对苯二甲酸二辛酯80％、棕榈酸异辛酯5％、硬脂酸异辛酯5％、禾大3986聚酯3％、莱茵rc3740 0.5％、莱茵rc2540 3％、莱茵rc2317 3.5％。
[0042]
本发明所涉及的化学添加剂基本信息如下，且均可以通过商业途径购买到：
[0043]
dotp(对苯二甲酸二辛酯)：分子式：c
24
h
38
o4，是聚氯乙烯(pvc)塑料用的一种性能优良的主增塑剂。具有耐热、耐寒、难挥发、抗抽出、柔软性和电绝缘性能好等优点，用于电缆料、pvc的增塑剂，也可用于人造革膜的生产。具有优良的相溶性，也可用于丙烯腈衍生物，聚乙烯醇缩丁醛、丁腈橡胶、硝酸纤维素等的增塑剂。还可用于合成橡胶的增塑剂，涂料添加剂，精密仪器润滑剂或润滑剂添加剂，亦可作为纸张的软化剂。dotp在本发明切削油中代替不易降解的矿物油用作润滑剂。
[0044]
棕榈酸异辛酯：主要用于化妆品类，其渗透性佳、具抑汗作用、与皮肤亲和力强，为干性透气油，广泛应用于护肤品及化妆品中，是优良的皮肤柔润剂，其性能稳定，不易氧化或产生异味，可使肌肤柔和嫩滑而无油腻感，渗透性好，常用于各类护肤霜。在化妆品中作为延展剂、压粉式化妆品的联合剂及彩妆中色素的良好溶剂。常用于粉底霜，防晒品、眼影、口红、睫毛膏等配方中。还可作为软化剂、分散剂，在润发乳、沐浴露等配方中应用。在本发明切削油中棕榈酸异辛酯在不锈钢、钛合金表面形成吸附膜起到润滑作用。
[0045]
硬脂酸异辛酯：本产品无毒无味,具有良好的渗透性、流动性、触变性、铺展性和滑爽性，而且具有增加光泽的作用。具有柔润皮肤的功能；本产品与异丙酯比较,配制的化妆品外观更细腻,光泽好,触变性、透气性透水性、柔软性和安全性更胜一筹。本产品具有较低的凝固点，冬季生产操作较ipp大为方便。本产品具有抗御酶分解和抗氧化作用。本产品与其它化妆品组分相容性好。可作色素、维生素、防腐剂等的溶剂。在本发明切削油中硬脂酸异辛酯在不锈钢、钛合金表面形成吸附膜起到润滑作用。
[0046]
禾大3986聚酯：prilube 3986特别适合用于纯油型金属加工油中，与矿油及传统的极压剂和抗磨剂有优异的相容性。priolube 3986本身具有的极压性能在不含其它极压剂及抗磨剂的油品中对于提高油品的承载能力极有好处。正是因为其具有的极压性能使其用在要求不含氯、硫、磷及其它活性成分的配方中以提高极压性能。prilube 3986与其它极压抗磨剂具有优异的增效作用。将prilube 3986与含磷添加剂或者与含硫添加剂复合使用，可能调配出以下配方：与氯化石蜡相当甚至超过氯化石蜡性能。与仅有磷酸酯或者含硫极压剂的配方性能相当或更好的性能。priolube 3986可以用于水基金属加工液，采用传统
的石油磺酸盐和烷氧基酯乳化剂易乳化，并不需要采用特殊的乳化技术。在乳化液中作为极压剂可以获得与净油中同样的极压性能。在本发明切削油中prilube 3986起到润滑作用，其具有远高于常规酯类的粘度及分子量，形成的吸附膜强度更高。
[0047]
莱茵rc3740：rc3740磷酸酯胺盐具备较好的油溶性、橡胶溶胀性、抗乳化性、防腐蚀性、抗磨性和高压荷载能力；作为一种多功能添加剂，磷酸酯胺盐可减少抗乳化剂和防锈剂的用量，并具有较好的摩擦学性能，尤其在较高的温度下，能形成较厚的边界润滑膜。其中铵离子作为抗衡阳离子促进了磷酸盐边界润滑膜厚的增加。
[0048]
莱茵rc2540：rc2540是一具有高含硫量及高活性硫含量的低气味，高活性的硫化烯烃类极压添加剂，它能溶于矿物油和合成油中(聚乙二醇和聚α－烯烃)，即使在较低温度下表现出和金属有优异的反应活性，由于具有低的粘度，这是有利于生产调合加工过程和具有在低温下贮存的稳定性。
[0049]
莱茵rc2317：rc2317是一种浅色，接近无味，低粘度的硫化甲酯。它用于调配切削作业的金属加工油液。由于它的低粘度additin rc2317是理想的金属加工油适合添加剂，如深孔钻孔和珩磨油，冲洗效果好。
[0050]
本发明中，rc3740为中性磷酸酯胺盐，rc2540为硫化烯烃、rc2317硫化酯，单一使用一种，其pb或pd值不能同时达到很好效果，复配使用能够增强切削油的润滑性。
[0051]
采用本发明制备方法制备上述实施例1的切削油，具体过程如下：
[0052]
按照对苯二甲酸二辛酯70％、棕榈酸异辛酯12％、硬脂酸异辛酯6.4％、禾大3986聚酯1％、莱茵rc3740 0.6％、莱茵rc2540 4％、莱茵rc2317 6％的比例准备材料，并将上述材料混合并搅拌均匀。
[0053]
产品对比实验
[0054]
取市面上常见的两款切削油与本发明实施例1切削油做对比实验，对比数据如下：
[0055][0056]
结果表明：本发明切削油的极压润滑性能优异，可以适用于各种不同苛刻工艺的加工。
[0057]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。