如何能更经济、有效使用金属加工液防腐剂?

2018-03-02 10:37:54 天纬化学 489

       自从水作为金属加工液的主要组分以来,微生物的控制就成为使用中必须解决的问题。微生物的繁殖会导致加工液腐败,使工件生锈,危害人体健康,造成环境污染。有许多方法可用来控制微生物,如物理方法、机械方法、化学方法。人们已经认识到选用生物稳定性能好的加工液,并在使用中注意维护保养,可使加工液具有较长的使用周期。随着机械加工规模加大以及加工液集中润滑、冷却系统的不断应用,要求加工液有极长的使用寿命(1年以上),否则更换一次加工液所需费用难以接受。然而即使选择好的普通加工液并认真维护也不能达到要求,所以必须采取向液中添加杀菌剂的方法,这是延长加工液使用寿命的最有效方法,在具体应用时,必须注意以下几个因素。

杀菌剂的作用

化学杀菌剂的主要类型有甲醛缩合物、异噻唑啉酮、烷烃衍生物、吗啉化合物、恶唑烷酮化台物、酚类. 吡啶衍生物、季胺盐化合物等. 化学杀菌剂对细菌的作用 一是抑制微生物代谢活动,起抑菌作用,二是破坏微生物的代谢机制或破坏菌体结构,起杀菌作用. 例如,甲醛缩合物释放出的甲醛具有还原作用,能与蛋白质的氨基结合而使蛋白质变性,破坏菌体的细胞质;而酚类杀菌剂是对菌体细胞膜有损害作用并促使菌体蛋白质凝固。

金属加工液中的微生物分细菌和霉菌两种 所有的杀菌剂对这两种微生物的作用都不均衡,因而在使用杀菌剂前,一个首要的准备工作,就是需要确定使用杀细菌剂还是杀霉菌剂或者两者都需要,这可以通过对加工液样品的检验来确定标准的平板计数法可以检出加工液中细菌和霉菌的数量. 国外常用的方法是使用微生物测试条,可同时方便地检出细菌和霉菌的数量。

选择杀菌、抑菌效果最好的杀菌剂是大家都希望的,除了在现场使用中检验外,实验室评价是首先要做的工作。实验室评价要尽量模拟加工液的实际使用环境,如维护时间和程度、金属切屑的存在.因为许多杀菌剂都和金属屑发生有益的或有害的反应,而维护方式和杀菌剂浓度同样对评价结果影响很大。评价时菌种的选取至关重要,最好是细菌和霉菌都包括,如果是评价一个具体的加工液系统,则需从该系统中提取菌种. 具体的办法可以参考美国ASTM E686—93 事实上,性能再好的杀菌剂,使用的时间久了也会使微生物变异而产生耐药性,解决的方法是交替使用或同时使用两种以上的杀菌剂,这样可以降低总的杀菌剂使用浓度.

杀菌剂与加工液的相容性

加工液配方中有许多成分诸如表面活性剂、PH值调节剂 偶台剂 润滑剂、消泡剂、防锈剂、 极压剂及杀菌剂。通常来讲,我们把杀菌剂作为最终需要考虑的加工液成分,要求杀菌剂不降低其他成分的活性,也不和其他成分反应而被消耗. 使用杀菌剂的种类和数量受许多困索限制,如加工液的类型(乳化液、微乳液、合成液)、加工液受污染的情况、杀菌剂与液中其他成分的相容性 以及具体的使用条件。杀菌剂不光要有好的贮存稳定性,而且在加工时使用的稀释液中也要保持稳定选择杀菌剂时,不仅要看它的杀菌效果,还要考虑其与加工液的相容性及其对加工液其他性能的影响, 比如pH值稳定性、消泡性、防锈性、润滑性、乳化稳定性、浮油及气味的产生等性能:杀菌与加工液混合后能否保持加工液原有的预期性能是无法预测的,必须经过相当一段时间的贮存和使用后才能确定。向加工液中加入杀菌剂后不应引起任何浓缩液或稀释液物理性质的变化,但即使这样,也不能完全确定二者是否相容,需要做实验检查杀菌剂与其他成分是否发生化学反应,以及反应到什,厶程度,以判断杀菌刺在浓缩液中的贮存时间。杀菌剂必须能溶解在加工液的浓缩液中,这样稀释后才能均匀分散。现场添加的杀菌剂必须是水溶性的,才能使其分散到整个系统中。针对具体的加工工况,加工液的PH值都要求在一定的范围内,水基加工液一般都是碱性的。适宜的杀菌剂应能在加工液的整个pH值范围内都发挥作用,而不应使加工液的pH值上升或下降到超出控制范围,如Kathon 886MW在pH>9.2时不能使用。对于碱性加工液来说,能使之维持碱性的杀菌剂是最好的为了使稀释后的加工液有较好的初始化性能,对于一个使用时稀释2O~3O倍的加工液来说,浓缩液中杀菌剂浓度很高。浓缩液在贮存和运输过程中条件变化很大,温度波动从冬天的零度以下到夏天的40℃ 以上,要求杀菌剂在浓缩液中始终保持稳定。许多工厂为控制加工液的使用浓度,采用了在统一的大容器中稀释加工液然后再分给各小机床使用的方法,稀释同时也加入杀菌剂,然而在这种集中贮存的稀释液中的杀菌剂也会逐渐丧失其杀菌能力。稀释液中使用杀菌剂的一个主要后果是它可能引起生锈,有的是杀菌剂直接引起生锈,有的是杀菌剂抑制了防锈剂的作用,因而在使用杀菌剂时,必须对其防锈性能作检验。

杀菌剂的使用安全性

健康和环保日益引起人们的重视,杀菌剂的毒性也成为选择时考虑的一个主要因素。以下的几个方面是必须考虑的,毒性低、不引起皮肤过敏、不引起遗传疾病、不引起细胞病变尤其是癌变。杀菌剂的毒性通常以大白鼠的急性口服∞ 数值来判断,低毒且杀菌抑菌浓度低的杀菌剂应成为首选。许多国家对在加工液中使用的杀菌剂作了限制。美国早在1972年就通过法律,只有经过美国环保局(EPA)注册的杀菌剂才准使用。1987年EPA甚至规定加工液中的杀菌剂必须通过大剂量的慢性毒性试验 英国1990年发布的有害物质管理规定中列出了金属加工液中微生物危害的评价方法,并于1993年修改了危险品手册,要求金属加工液用杀菌剂须通过注册。德国1993年发布的危险物质技术条例中,禁止在金属加工液中使用含亚硝基的杀菌剂,这是为了防止加工液生成有致癌作用的亚硝酸盐慢性毒性试验的目的是检验杀菌剂的致癌可能性。甲醛是一种对人体有致癌作用的物质,它在金属加工液中普遍存在,加工液中使用最多的杀菌剂类型是甲醛释放剂,它会分解放出甲醛以达到杀菌效果. 使用这种杀菌剂时,需要对空气中的甲醛浓度定期检测,一般来说浓度超过0.000 05% 则被认为有潜在的致癌危险大剂量的杀菌剂能显著降低微生物数量.但在实际使用中是不必要的. 在一个相对较低的浓度时,杀菌剂就能抑制微生物繁殖,防止加工液腐败,同时不会使操作者接触浓度过高的杀菌刺,以减少对人体健康的危害.

使用杀菌剂的经济性

杀菌剂或许是加工液中最贵的一种组分,因而使用时考虑到成本也是必然的。杀菌剂的成本包括浓缩液中的成本和现场维护时添加的成本一单纯以每KG杀菌剂的价格高低来选择杀菌剂并不一定是最经济的,还需考虑它的使用效果. 然而分散到稀释液中后,杀菌剂的使用成本并不高。使用杀菌剂虽然需要一些费用,但它极大地延长了加工液的使用周期。我们知道,加工液腐败后,必须排放掉,再清洗系统,加入新液,不仅影响生产,而且所需费用很大,同时腐败的加工液对工件和系统的损害也很大。为了充分发挥杀菌剂的作用,必须防止加工液的污染,保持循环系统的清洁。系统中配备的过滤分离系统虽不能直接将微生物过滤掉,却能在过滤大颗粒切屑杂质时,将吸附在这些颗粒上的微生物一同带出,经过机械清洗后的系统更有助于发挥杀菌剂的作用。机床漏油是普遍存在的现象,加工液表面的浮油会萃取出液中的油溶性杀菌剂,从而降低杀菌剂的浓度,减弱杀菌效果。另外浮油的存在促进了厌氧菌的繁殖,为微生物提供了食品,因而必须采取措施减少机床漏油,并定期清除液面上的浮油。即使是暂时没有加工任务的机床,也应定期循环加工液,以减少微生物的生长。台理的维护措施,会最大限度地提高杀菌剂的使用寿命,从而降低加工液使用成本。

结论

目前在水基金属加工液中使用杀菌剂是延长其使用寿命的最主要的一种方法,只有了解杀菌剂和金属加工液的性能,才能经济、有效地使用杀菌剂。除考虑杀菌剂本身效果、杀菌剂与加工液的相容性外.还要注意到杀菌剂对人体健康的危害以及采取合理的维护措施.才能充分发挥杀菌剂的作用。


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