切削液的防腐殺菌技術
發(fā)布時間：2017-05-23人氣：
如今，水基切削液在金屬加工業(yè)中已經得到了廣泛的應用，然而，切削液的衛(wèi)生維護，卻一直是困擾著廣大生產企業(yè)的難題。水基切削液的開放式的使用環(huán)境，富含營養(yǎng)成分的配方特點使其微生物滋生的理想場所。這些生命體本身雖然微小到肉眼無法可見，但卻可以給生產工作和人員健康帶來很大的危害。因此控制微生物生長，無論從技術原因還是專業(yè)的醫(yī)學觀點來說都是非常必要的。
微生物是地球上 早的“居民”并且繁衍至今，它們具有極強的生存能力，從1萬米深、水壓高達一千多個大氣壓的太平洋底到8.5萬米高的大氣層；從炎熱的赤道海域到寒冷的南極冰川；從高鹽度的死海到強酸和強堿性環(huán)境，都可以找到微生物的蹤跡。同時它們的種類繁多，且繁殖速度極快，例如細菌中的大腸桿菌20分鐘左右可以繁殖一代。
微生物能夠通過很多渠道傳播如臟水、廢棄物、泄漏的油、空氣、工件、操作工和生產衛(wèi)生缺陷等。同樣它們也能進入到水基切削液的循環(huán)系統(tǒng)中。分析加工液的配方，我們可以發(fā)現(xiàn)微生物生長所必需的元素：碳、氮、硫、磷和跟蹤元素在配方組成中大量存在。胺類是氮的來源，礦物油和乳化劑是碳的來源，硫酸鹽可以在陰離子乳化劑中找到，水中的硫酸鹽和磺酸鹽也是硫的來源。冷卻液中的足夠的水的氧氣為有氧代謝提供條件。當加工液處于靜止狀態(tài)時，厭氧菌的無氧氧代謝成為可能。與此同時，水基切削液在20-40℃左右的工作溫度又是微生物生長和繁殖的理想條件。
在水基切削液覺的微生物有大腸桿菌、糞產堿菌、綠膿桿菌、惡臭假單胞菌、黑色曲霉、青霉菌、白色假絲酵母菌等。它們一旦在切削液循環(huán)系統(tǒng)中大量繁殖，會帶來很大的破壞，它們會降解有機成分，消耗乳化劑，使得油相析出，濃度下降，潤滑性能也隨之下降。由微生物發(fā)酵引起PH值下降，防銹性能下降，同時也進一步促進了細菌的繁殖。切削液中的硫酸鹽和磺酸鹽被硫酸還原菌分解之后，生成硫化氫氣體，其氣味難聞，對生產環(huán)境產生不良的影響。嚴重時微生物能夠在管道壁形成微生物膜，成為頑固的污染源，甚至堵塞管道?，F(xiàn)場操作員工的健康也會受到損害，皮膚過敏，傷口感染的出現(xiàn)幾率增高。
為了消除上面提到的那么多的危害，就必須采取相應的措施來控制微生物的生長。細菌數(shù)在102～104cfu/ml之間時，在大部分情況下切削液系統(tǒng)操作上不會有問題。但對霉菌來說，情況就完全不一樣。霉菌不會均勻地分布在冷卻液系統(tǒng)中，而是形成菌落。這樣的情況經常可以在切削液系統(tǒng)中出現(xiàn)。如果在切削系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)霉菌，我們就要特別引起注意并盡快采取相應的措施。
有很多化學物質能夠殺死微生物，但是切削液系統(tǒng)本身的一些特點限制了它們的應用。只有把系統(tǒng)清洗、選擇理想的防腐劑、廠區(qū)衛(wèi)生和系統(tǒng)的維護幾方面結合在一起，才能夠有效解決在長期的操作過程中所產生的問題。這不僅可以延長加工液的使用壽命和提高其安全性，而且還能節(jié)約成本。
常用的化學防腐劑有以下三種作用機理：第一類包括能引起膜通透性喪失的化合物，膜通透性喪失導致細胞內容物的滲出和與膜相偶聯(lián)的能量梯度的喪失（如酚類）；第二類包括抑制或鈍化細胞內酶的化合物，這些化合物常常和酶活性部位的巰基反應結合來影響酶的活性（如醛類、甲醛衍生物）；第三類包括對基因物質的破壞，這些化合物阻止細胞的復制，甚至影響到物質的合成及細胞的呼吸作用。異噻唑啉酮類不僅對基礎酶有損傷作用，而且對細胞膜的通透性和核酸的合成均有影響，因此同時具有三類作用機理。
考慮到水基切削液的特點，應用于其中的化學防腐劑應當滿足以下要求：
1、 廣譜的殺滅微生物的功效，在推薦濃度下能有效殺滅細菌、霉菌和酵母菌。
2、 快速殺菌
3、 長效性
4、 與加工液中的成份相容性好
5、 很好的熱穩(wěn)定性
6、 很好的材料相容性，如不銹蝕加工件，不破壞密封材料
7、 不影響加工液的冷卻和潤滑性能
8、 對加工液系統(tǒng)的PH值影響小
9、 對環(huán)境沒有負面的影響，如氣味低、不會引起皮膚過敏、毒性低和生物可降解
10、 成本合理
至今還沒有發(fā)現(xiàn)一種單一的防腐活性成份能夠很好的滿足以上所列的要求。因此防腐劑的生產廠家通過把不同的活性成份人工優(yōu)化組合在一起，來更好的滿足金屬加工過程的實際需要。
下面所列的是金屬加工液防腐常用的一些活性成份。
一、 醛類
在醛類中，甲醛、戊二醛、苯甲醛和氯乙醛是被大家所知的，其中30～40%的甲醛水溶液是 簡單的形式，有很好的防腐功效。但甲醛只對細菌有很強烈的殺滅作用，對霉菌的作用比較弱。由于甲醛氣味刺激性大，現(xiàn)很少有人采用純甲醛作為防腐劑，而戊二醛的應用越來越得到重視。
二、 甲醛衍生物
甲醛釋放體有兩種形式：O-縮甲醛和N-縮甲醛。O-縮甲醛是由伯醇、乙二醇或乙二醇乙醚等跟甲醛反應生成。常見的有苯甲醛、丙二醇和1，2亞乙基二醇。它們沒有游離甲醇那么易揮發(fā)，因此有更好的長效性。它們特別適合用于中性加工液體系。O-縮甲醛是一種高效的殺菌成份，它們是由甲醛跟胺類或氨基化合物反應生成，常見的有六氫三嗪、咪唑啉、縮醛胺和羥甲基酰胺化合物。
三、 噻唑類/異噻唑啉酮類
在30年前，文獻中就提到這類活性成份有很好的抑制細菌和霉菌的功效（如：2-巰基噻唑啉或2-（4-噻唑基）-苯丙咪唑）。一直以來人們都在嘗試將它們用于加工液的防腐。但由于溶解性、穩(wěn)定性及成本等因素制約了它們的應用。
苯丙異噻唑酮和其它異噻唑啉酮衍生物好幾年來也被作為防腐成份。但加工液的組成結構不同會直接影響它們的功效。由于溶解度小，限制了苯丙異噻啉酮的應用。氨胺類、硫醇和亞硫酸鹽的存在會大大影響氯甲基異噻唑啉酮和甲基異噻唑啉酮組合的功效。而且濃度偏高時氯甲基異噻唑啉酮和甲基異噻唑啉酮組合毒性大，對皮膚和粘膜腐蝕性強。因此操作時要特別小心。
四、 酚類
一般酚類在加工液的防腐中只擔當次要的作用。像其它活性成份一樣，酚類有它們的優(yōu)點和缺點。優(yōu)點是殺滅細菌和霉菌的速度快。但當PH值＞9時，含酚加工液容易引起皮膚過敏。而且非離子乳化劑的存在會使酚類的殺菌能力喪失。從生態(tài)學和毒性考慮，多鹵化酚類，如三氯、四氯或五氯苯酚已被淘汰。
五、 陽離子化合物
從殺菌功效方面看，陽離子活性化合物也在可選擇之列。但是由于它不能殺滅水中常見的假單胞菌及跟陰離子乳化劑的不相容性限制了它的應用。
六、 3-碘-2丙炔-氨基甲酸丁酯
3-碘-2丙炔-氨基甲酸酯作為防霉劑在加工液得到越來越多的應用。它可以同時在加工液的濃縮液和稀釋液中使用，但用于濃縮時應當考慮穩(wěn)定性問題。
七、胺類
近的研究結果顯示胺類可以提供很好的防銹保護功能及協(xié)助殺菌功能，而且能在陰離子體系中保持很好的活性。但在德國，根據(jù)TRGS 611（德國有毒物質技術規(guī)范），亞胺類在加工液中是禁止使用的，因為它會在硝化劑存在時，形成亞硝胺。
并不是簡單的將各種活性成份添加到切削液中去就可以達到良好的防腐效果了。由于涉及的因素比較多，而且菌種多樣性、切削液系統(tǒng)差異性大等原因，對防腐技術提出了更高的要求。選擇合適的防腐劑是一大關鍵，而且用戶應當掌握準確的使用方法。防腐劑的使用應當咨詢專業(yè)的防腐劑生產廠家。
用戶應當根據(jù)不同的切削液體系和不同的加工材質來選擇合適的防腐劑。如貝仿化工公司的KJ75和MJN適用于堿性體系，QKJ適用于中性體系，也特別適用于有色金屬加工。添加原則：一般來就，要晝保證循環(huán)系統(tǒng)工作液中防腐劑濃度為0.15%，以此根據(jù)稀釋比例倒算濃縮液中所需防腐劑的量。并通過定期后添加（0.03%，每周1-2周）來維持工作中防腐劑的濃度。
用戶也可以根據(jù)各自系統(tǒng)長菌情況的不同來選擇相應的防腐劑。目前在國內水性切削液市場上，主流的防腐活性成份是六氫三嗪類，該類產品對菌比較有效，但殺霉菌的效果很弱，殺菌廣譜性不足，霉菌一旦入侵切削液，有可能導致菌落的形成，進而堵塞循環(huán)系統(tǒng)影響生產。
wincide IMJ同時具有殺滅細菌和霉菌的雙重功效?？梢赃_到廣譜的效果，在抑制細菌生長的同時防止霉菌出現(xiàn)。如果切削液系統(tǒng)中經常出現(xiàn)發(fā)臭的問題，則可以選擇QKJ和六氫三嗪類比較，它對脫硫弧菌的抑制能力要出色的多。大多數(shù)切削液配方中添加有磺酸鹽作為防銹劑，微生物出問題以后出現(xiàn)的惡臭就是由于磺酸鹽中的含硫基團大部分被脫硫弧菌分解所致的。
除了防腐劑的添加外，日常的微生物檢測和定期的系統(tǒng)清洗也必不可少。由于微生物很小，肉眼不可見。因此需要一種簡單直觀的方法來檢測微生物的生長情況。
系統(tǒng)清洗是經常被忽略的一個很關鍵的環(huán)節(jié)。這個環(huán)節(jié)一般發(fā)生在更換切削液系統(tǒng)時，有的系統(tǒng)比較臟，如管道中已長有微生物膜。如果在系統(tǒng)中注入新的加工液之前沒有充分清洗整個系統(tǒng)，系統(tǒng)中殘留的微生物將會很快污染新的切削液，從而給系統(tǒng)的后期防腐帶來額外的壓力。
貝仿化工公司的系統(tǒng)清洗劑CJ35H是很好的幫手。建議您在將要處理的金屬切削液中添加1-3%濃度的CJ35H，循環(huán)6小時以上（一般8-12小時候），可徹底清理系統(tǒng)中的微生物、雜質與沉淀。然后可以放心的加入新的切削液。
隨著對金屬切削液的使用效果、有效使用壽命以及對環(huán)保方面要求的提高，越來越多的用戶開始重視防腐劑的作用。切削液用殺菌劑有其特殊性，單靠殺菌劑起作用是遠遠不夠的。只有把系統(tǒng)清洗、選擇理想的防腐劑、廠區(qū)衛(wèi)生和系統(tǒng)的維護幾方面結合在一起，根據(jù)金屬加工液配方和系統(tǒng)的特點，選擇合適的防腐劑并掌握準確的使用方法，才能夠有效解決在長期的操作過程中所產生的問題，延長產品的使用壽命，改善產品的性能，增強環(huán)保適應能力，從而提高產品在市場上的競爭力。舒美公司憑借一百多年積累的經驗能提供一流的產品。而且還能提供水性切削液的微生物維護全面解決方案，真正做到讓微生物污染遠離客戶的產品和生產過程。
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