本发明涉及金属加工助剂技术领域，尤其涉及一种添加碳化硅纳米流体的冷却效果优异的水性半合成切削液。
背景技术：
随着现代机加工向高速、精密方向的快速发展，要求金属加工切削液具有更加优良的润滑、冷却、清洗和防锈功能，以便获得理想的加工表面。另外，随着人们环保意识的增强，对切削液环保性能也提出了更高的要求。传统的矿物润滑油的润滑、防锈性能优越，但冷却、清洗性能差，且对环境有影响；而传统的乳化液和水基切削液的冷却、清洗性能优良，且对环境影响小，但润滑、防锈性能较差。因此，研制一种既具有油性切削液优异的润滑和防锈性能，同时又具有水基切削液优异的冷却和清洗性能的环保型切削液具有重要的实际意义。
《十二酸二乙醇酰胺硼酸酯的制备及其在半合成切削液中的应用》一文中采用十二酸、二乙醇胺和硼酸为原料制备十二酸二乙醇酰胺硼酸酯，然后将该硼酸酯加入基础油中制备一种半合成切削液，具有良好的极压抗磨性能、润滑性、耐腐蚀性。但是由于文章中并没有指出具体使用哪一种基础油，为了增强环保性能，需要采用润滑性、水解稳定、可生物降解的基础油作为矿物油的替代，而且为了进一步满足金属加工助剂的发展，需要对产品的防腐蚀性能以及其他附加性能进行进一步增强，使其发展为集防腐、润滑、清洗、冷却为一体的金属加工切削液。
技术实现要素：
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种添加碳化硅纳米流体的冷却效果优异的水性半合成切削液。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种添加碳化硅纳米流体的冷却效果优异的水性半合成切削液，由下列重量份的原料制备制成：蓖麻油聚氧乙烯脂肪酸酯30-34、多元醇酯50-54、十二酸二乙醇酰胺18-19、硼酸3-3.3、对甲苯磺酸0.7-0.8、石油醚适量、甲基三乙氧基硅烷0.4-0.5、植酸5-5.5、去离子水适量、无水乙醇适量、溴酸钠0.2-0.25、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸3-4、烷基苯磺酸钠5-6、纳米碳化硅4-5、乙二醇6-7、硼砂2-3、分散剂NNO0.3-0.4、甘油3-4。
所述一种添加碳化硅纳米流体的冷却效果优异的水性半合成切削液，由以下具体步骤制成：
（1）将十二酸二乙醇酰胺、硼酸混合均匀，加入对甲苯磺酸以及总量1.5-2倍量的石油醚，通入氮气保护，加热至120-125℃，搅拌反应5-6小时后结束反应，将反应产物降温至90-110℃进行旋转蒸发，蒸发掉石油醚后得到十二酸二乙醇酰胺硼酸酯；
（2）将植酸溶于5-6倍量的去离子水中，搅拌均匀后放入溶于10-12倍量无水乙醇的甲基三乙氧基硅烷，水浴加热至75-80℃，以300-400转/分的速度搅拌2.5-3小时，得到植酸硅烷杂化溶胶，在800-1000转/分的速度搅拌下加入溴酸钠，继续搅拌10-15分钟后得到溴酸钠掺杂的植酸硅烷溶胶；
（3）将乙二醇与等量的去离子水混合，加入甘油，搅拌混合均匀后加入纳米碳化硅、硼砂，混合分散均匀后加入分散剂NNO，然后放入球磨机中，球磨50-60分钟后得到碳化硅纳米流体；
（4）将步骤（1）得到的产物与多元醇酯混合均匀后加入总量1.8-2倍量的去离子水，搅拌均匀后加入步骤（2）步骤（3）得到的产物，以400-500转/分的速度搅拌10-15分钟后加入其余剩余成分，继续搅拌10-12分钟后即得。
本发明的优点是：本发明通过十二酸二乙醇酰胺与硼酸等成分进行反应生成十二酸二乙醇酰胺硼酸酯，添加到产品的制备中，具有良好的防锈、抗氧化性能；通过将甲基三乙氧基硅烷与植酸进行脱水缩合反应，将多个植酸分子聚集在一起形成了这个连续多孔的三维结构，配合溴酸钠的添加，成膜过程中溴酸钠迅速地把金属表面氧化，使得植酸更容易在金属表面吸附、螯合成膜，配合十二酸乙醇酰胺硼酸酯的添加，通过切削乳化作用能够在金属表面形成致密的保护膜，具有良好的抗磨、缓蚀的效果。
本发明通过科学合理的成分配比制得碳化硅纳米流体添加到产品的制备中，碳化硅配合乙二醇、硼砂、甘油等成分，协同作用增强了产品的散热、冷却功效；本发明产品冷却性能极佳，可以有效保护切割机器以及刀具，而且润滑性能好，不会损伤金属表面，而且能够在金属表面形成一层保护膜，起到良好的缓蚀效果，易稀释、易清洗、容易降解、对环境友好、耐久性长。
具体实施方式
一种添加碳化硅纳米流体的冷却效果优异的水性半合成切削液，由下列重量份（公斤）的原料制备制成：蓖麻油聚氧乙烯脂肪酸酯30、多元醇酯50、十二酸二乙醇酰胺18、硼酸3、对甲苯磺酸0.7、石油醚适量、甲基三乙氧基硅烷0.4、植酸5、去离子水适量、无水乙醇适量、溴酸钠0.2、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸3、烷基苯磺酸钠5、纳米碳化硅4、乙二醇6、硼砂2、分散剂NNO0.3、甘油3。
所述一种添加碳化硅纳米流体的冷却效果优异的水性半合成切削液，由以下具体步骤制成：
（1）将十二酸二乙醇酰胺、硼酸混合均匀，加入对甲苯磺酸以及总量1.5倍量的石油醚，通入氮气保护，加热至120℃，搅拌反应5小时后结束反应，将反应产物降温至90℃进行旋转蒸发，蒸发掉石油醚后得到十二酸二乙醇酰胺硼酸酯；
（2）将植酸溶于5倍量的去离子水中，搅拌均匀后放入溶于10倍量无水乙醇的甲基三乙氧基硅烷，水浴加热至75℃，以300转/分的速度搅拌2.5小时，得到植酸硅烷杂化溶胶，在800转/分的速度搅拌下加入溴酸钠，继续搅拌10分钟后得到溴酸钠掺杂的植酸硅烷溶胶；
（3）将乙二醇与等量的去离子水混合，加入甘油，搅拌混合均匀后加入纳米碳化硅、硼砂，混合分散均匀后加入分散剂NNO，然后放入球磨机中，球磨50分钟后得到碳化硅纳米流体；
（4）将步骤（1）得到的产物与多元醇酯混合均匀后加入总量1.8倍量的去离子水，搅拌均匀后加入步骤（2）步骤（3）得到的产物，以400转/分的速度搅拌10分钟后加入其余剩余成分，继续搅拌10分钟后即得。
将本实施例产品进行防锈试验(35±2)℃，铸铁单片大于48小时，铸铁叠片大于24小时；腐蚀试验(55±2)℃，铸铁大于24小时，紫铜大于12小时；对机床油漆适应性：不起泡、不开裂、不发粘，符合行业标准。