本发明公开了一种水基切削液，属于金属加工处理剂
技术领域：
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背景技术：
切削液是一种在金属切、削、磨加工过程中用于冷却和润滑刀具及加工件的工业用液体，同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能以及易稀释等特点，属于一种新型的冷却液。传统冷却液又称皂化油，为皂基乳化液，由矿物油和乳化剂组成，存在夏天易腐臭、冬天难稀释、防锈效果差等缺点，同时能耗大、生产成本高、严重危害环境及人体。随着环境保护意识的增强，人们已经将合成对环境无污染的水基切削液作为切削液发展的重要研究方向并取得了显著成绩。随着现代制造工艺精度要求不断提高和生态环境保护要求的日益加强，全面提升切削液的润滑性、稳定性、环保性和抗菌性，开发加工性能优越、有利生态环境保护和人类健康的切削液，已成为不断追求和研发的永恒主题。现有技术公开了一种具有冷却、防锈、清洗和润滑功能的水基切削液，其组成及其含量为对特丁基苯甲酸1～3%，苯甲酸2～5%，硼酸2～4%，乙醇胺类2～8%，分子量400～600的聚乙二醇4～8%，苯并三氮唑0.1～0.5%，非离子型的聚丙烯酰胺0.05～0.2%，余量为水。该切削液不含亚硝酸盐和磷的化合物，对环境和健康有利，缺点是润滑能力不足，精加工时难以满足表面粗糙度的要求。因此，研究和开发新型的具有较好润滑性的能满足精加工要求的水基切削液具有广阔的市场前景。技术实现要素：本发明主要解决的技术问题是：针对目前环保水基切削液润滑能力不足，冷却性能不佳的问题，提供了一种水基切削液。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种水基切削液，是由以下重量份数的原料组成：15～25份聚苯胺，3～5份硼酸，5～8份三乙醇胺，3～8份表面活性剂，5～8份苯并三氮唑，5～10份醇和20～40份水，所述水基切削液还包括：水质量0.3～0.4倍的改性添加剂；所述改性添加剂的制备方法为：将混合粉末高温处理，得预处理改性粉末，将预处理改性粉末洗涤后，干燥，得改性粉末；将改性粉末与无水乙醇按质量比1：10～1：15混合，超声分散，得改性粉末分散液，将改性粉末分散液与氧化石墨烯分散液按质量比2：1～3：1混合，超声分散后，加入改性粉末分散液质量0.3～0.6倍的混合金属盐溶液，搅拌混合后，调节ph至10.0～10.5，得混合分散液，将混合分散液与水合肼按质量比10：1～12：1混合，搅拌反应后，过滤，干燥，研磨，得添加剂坯料；将添加剂坯料煅烧，研磨，得添加剂，将添加剂与乙醇溶液按质量比1：8～1：12混合，并加入添加剂质量1～3倍的正硅酸乙酯和添加剂质量0.3～0.8倍的氨水，搅拌反应后，过滤，干燥，研磨，得改性添加剂。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚中任意一种。所述醇为丙三醇或异丙醇中任意一种。所述混合粉末为将二氧化钛和碳酸钾按摩尔比4.0：1.3～4.0：1.5混合研磨1～2h后，得混合粉末。所述高温处理为以5～10℃/min的升温速率升温至750～850℃，恒温烧结12～16h。所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯与水按质量比1：120～1：200混合，超声分散，得氧化石墨烯分散液。所述混合金属盐溶液为将质量分数为10～20%的四水合醋酸钴溶液与质量分数为10～18%的氯化铅溶液按质量比1：1～2：1混合，得混合金属盐溶液。本发明的有益效果是：本发明在制备水基切削液时加入改性添加剂，首先，添加剂中含有四钛酸钾片层结构，在加入产品中后，可使产品的润滑性提高，其次，添加剂在制备过程中，可在四钛酸钾片层结构中形成纳米合金沉淀，从而使片层结构间的相对阻力减小，进而使产品的润滑性提高，并且由于纳米合金颗粒存在于添加剂的片层结构中，从而使添加剂的导热性提高，进而使产品的散热性提高，再者，添加剂在改性后，添加剂表面沉积有二氧化硅，在加入产品中后，可使四钛酸钾的片层结构表面的锐角钝化，进而提高产品的润滑性，并且由于纳米二氧化硅的沉积，可使改性添加剂的润滑性提高，进而使产品的润滑性提高。具体实施方式将氧化石墨烯与水按质量比1：120～1：200混合，于频率为45～55khz的条件下超声分散30～50min后，得氧化石墨烯分散液；将混合粉末高温处理，得预处理改性粉末，将预处理改性粉末先用质量分数为12～15%的盐酸洗涤5～10次后，再用去离子水洗涤5～10次，并将洗涤后的预处理改性粉末于温度为70～80℃的条件下干燥1～2h后，得改性粉末；将改性粉末与无水乙醇按质量比1：10～1：15混合，于频率为50～60khz的条件下超声分散30～60min后，得改性粉末分散液，将改性粉末分散液与氧化石墨烯分散液按质量比2：1～3：1混合于烧杯中，于频率为45～55khz的条件下超声分散30～40min后，向烧杯中加入改性粉末分散液质量0.3～0.6倍的混合金属盐溶液，于温度为30～45℃，转速为400～600r/min的条件下，搅拌混合1～2h后，并用质量分数为25～28%的氨水调节烧杯内物料的ph至10.0～10.5，得混合分散液，将混合分散液与水合肼按质量比10：1～12：1混合，于温度为50～80℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌反应5～8h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为80～90℃的条件下干燥2～4h后，并于研磨机中研磨30～60min，得添加剂坯料；将添加剂坯料移入马弗炉中，向马弗炉内以100～200ml/min的速率通入氮气，先以8～15℃/min的升温速率升温至300～380℃，并向马弗炉内以100～120ml/min的速率通入氢气，恒温还原烧结1～2h后，再向马弗炉内以100～200ml/min的速率通入氮气，并以10～15℃/min的升温速率升温至700～800℃，恒温烧结1～2h后，将马弗炉内物料温度降至室温，出料，得烧结料，将烧结料研磨1～2h后，得添加剂，将添加剂与质量分数为60～70%的乙醇溶液按质量比1：8～1：12混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入添加剂质量1～3倍的正硅酸乙酯和添加剂质量0.3～0.8倍的质量分数为15～25%的氨水，于温度为30～45℃，转速为300～400r/min的条件下搅拌反应10～12h后，过滤，得改性添加剂坯料，将改性添加剂坯料于温度为80～90℃的条件下干燥1～2h，并置于研磨机中研磨1～2h后，得改性添加剂；按重量份数计，依次称取：15～25份聚苯胺，3～5份硼酸，5～8份三乙醇胺，3～8份表面活性剂，5～8份苯并三氮唑，5～10份醇，20～40份水和6～16份改性添加剂，将水与醇混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入聚苯胺，硼酸，三乙醇胺，表面活性剂，苯并三氮唑和改性添加剂，于温度为45～55℃，转速为300～400r/min的条件下，搅拌混合30～40min后，得水基切削液。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠或脂肪醇聚氧乙烯醚中任意一种。所述醇为丙三醇或异丙醇中任意一种。所述混合粉末为将二氧化钛和碳酸钾按摩尔比4.0：1.3～4.0：1.5混合研磨1～2h后，得混合粉末。所述高温处理为以5～10℃/min的升温速率升温至750～850℃，恒温烧结12～16h。所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯与水按质量比1：120～1：200混合，超声分散，得氧化石墨烯分散液。所述混合金属盐溶液为将质量分数为10～20%的四水合醋酸钴溶液与质量分数为10～18%的氯化铅溶液按质量比1：1～2：1混合，得混合金属盐溶液。将氧化石墨烯与水按质量比1：200混合，于频率为55khz的条件下超声分散50min后，得氧化石墨烯分散液；将混合粉末高温处理，得预处理改性粉末，将预处理改性粉末先用质量分数为15%的盐酸洗涤10次后，再用去离子水洗涤10次，并将洗涤后的预处理改性粉末于温度为80℃的条件下干燥2h后，得改性粉末；将改性粉末与无水乙醇按质量比1：15混合，于频率为60khz的条件下超声分散60min后，得改性粉末分散液，将改性粉末分散液与氧化石墨烯分散液按质量比3：1混合于烧杯中，于频率为55khz的条件下超声分散40min后，向烧杯中加入改性粉末分散液质量0.6倍的混合金属盐溶液，于温度为45℃，转速为600r/min的条件下，搅拌混合2h后，并用质量分数为28%的氨水调节烧杯内物料的ph至10.5，得混合分散液，将混合分散液与水合肼按质量比12：1混合，于温度为80℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应8h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为90℃的条件下干4h后，并于研磨机中研磨60min，得添加剂坯料；将添加剂坯料移入马弗炉中，向马弗炉内以200ml/min的速率通入氮气，先以15℃/min的升温速率升温至380℃，并向马弗炉内以120ml/min的速率通入氢气，恒温还原烧结2h后，再向马弗炉内以200ml/min的速率通入氮气，并以15℃/min的升温速率升温至800℃，恒温烧结2h后，将马弗炉内物料温度降至室温，出料，得烧结料，将烧结料研磨2h后，得添加剂，将添加剂与质量分数为70%的乙醇溶液按质量比1：12混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入添加剂质量3倍的正硅酸乙酯和添加剂质量0.8倍的质量分数为25%的氨水，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应12h后，过滤，得改性添加剂坯料，将改性添加剂坯料于温度为90℃的条件下干燥2h，并置于研磨机中研磨2h后，得改性添加剂；按重量份数计，依次称取：25份聚苯胺，5份硼酸，8份三乙醇胺，8份表面活性剂，8份苯并三氮唑，10份醇，40份水和16份改性添加剂，将水与醇混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入聚苯胺，硼酸，三乙醇胺，表面活性剂，苯并三氮唑和改性添加剂，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，得水基切削液。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述醇为丙三醇。所述混合粉末为将二氧化钛和碳酸钾按摩尔比4.0：1.3混合研磨2h后，得混合粉末。所述高温处理为以10℃/min的升温速率升温至850℃，恒温烧结16h。所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯与水按质量比1：200混合，超声分散，得氧化石墨烯分散液。所述混合金属盐溶液为将质量分数为20%的四水合醋酸钴溶液与质量分数为18%的氯化铅溶液按质量比2：1混合，得混合金属盐溶液。将氧化石墨烯与水按质量比1：200混合，于频率为55khz的条件下超声分散50min后，得氧化石墨烯分散液；将混合粉末高温处理，得预处理改性粉末，将预处理改性粉末先用质量分数为15%的盐酸洗涤10次后，再用去离子水洗涤10次，并将洗涤后的预处理改性粉末于温度为80℃的条件下干燥2h后，得改性粉末；将改性粉末与无水乙醇按质量比1：15混合，于频率为60khz的条件下超声分散60min后，得改性粉末分散液，将改性粉末分散液与氧化石墨烯分散液按质量比3：1混合于烧杯中，于频率为55khz的条件下超声分散40min后，并用质量分数为28%的氨水调节烧杯内物料的ph至10.5，得混合分散液，将混合分散液与水合肼按质量比12：1混合，于温度为80℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应8h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为90℃的条件下干4h后，并于研磨机中研磨60min，得添加剂坯料；将添加剂坯料移入马弗炉中，向马弗炉内以200ml/min的速率通入氮气，先以15℃/min的升温速率升温至380℃，并向马弗炉内以120ml/min的速率通入氢气，恒温还原烧结2h后，再向马弗炉内以200ml/min的速率通入氮气，并以15℃/min的升温速率升温至800℃，恒温烧结2h后，将马弗炉内物料温度降至室温，出料，得烧结料，将烧结料研磨2h后，得添加剂，将添加剂与质量分数为70%的乙醇溶液按质量比1：12混合于烧瓶中，并向烧瓶中加入添加剂质量3倍的正硅酸乙酯和添加剂质量0.8倍的质量分数为25%的氨水，于温度为45℃，转速为400r/min的条件下搅拌反应12h后，过滤，得改性添加剂坯料，将改性添加剂坯料于温度为90℃的条件下干燥2h，并置于研磨机中研磨2h后，得改性添加剂；按重量份数计，依次称取：25份聚苯胺，5份硼酸，8份三乙醇胺，8份表面活性剂，8份苯并三氮唑，10份醇，40份水和16份改性添加剂，将水与醇混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入聚苯胺，硼酸，三乙醇胺，表面活性剂，苯并三氮唑和改性添加剂，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，得水基切削液。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述醇为丙三醇。所述混合粉末为将二氧化钛和碳酸钾按摩尔比4.0：1.3混合研磨2h后，得混合粉末。所述高温处理为以10℃/min的升温速率升温至850℃，恒温烧结16h。所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯与水按质量比1：200混合，超声分散，得氧化石墨烯分散液。将氧化石墨烯与水按质量比1：200混合，于频率为55khz的条件下超声分散50min后，得氧化石墨烯分散液；将混合粉末高温处理，得预处理改性粉末，将预处理改性粉末先用质量分数为15%的盐酸洗涤10次后，再用去离子水洗涤10次，并将洗涤后的预处理改性粉末于温度为80℃的条件下干燥2h后，得改性粉末；将改性粉末与无水乙醇按质量比1：15混合，于频率为60khz的条件下超声分散60min后，得改性粉末分散液，将改性粉末分散液与氧化石墨烯分散液按质量比3：1混合于烧杯中，于频率为55khz的条件下超声分散40min后，向烧杯中加入改性粉末分散液质量0.6倍的混合金属盐溶液，于温度为45℃，转速为600r/min的条件下，搅拌混合2h后，并用质量分数为28%的氨水调节烧杯内物料的ph至10.5，得混合分散液，将混合分散液与水合肼按质量比12：1混合，于温度为80℃，转速为400r/min的条件下，搅拌反应8h后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为90℃的条件下干4h后，并于研磨机中研磨60min，得添加剂坯料；将添加剂坯料移入马弗炉中，向马弗炉内以200ml/min的速率通入氮气，先以15℃/min的升温速率升温至380℃，并向马弗炉内以120ml/min的速率通入氢气，恒温还原烧结2h后，再向马弗炉内以200ml/min的速率通入氮气，并以15℃/min的升温速率升温至800℃，恒温烧结2h后，将马弗炉内物料温度降至室温，出料，得烧结料，将烧结料研磨2h后，得添加剂，按重量份数计，依次称取：25份聚苯胺，5份硼酸，8份三乙醇胺，8份表面活性剂，8份苯并三氮唑，10份醇，40份水和16份添加剂，将水与醇混合于搅拌机中，并向搅拌机中加入聚苯胺，硼酸，三乙醇胺，表面活性剂，苯并三氮唑和添加剂，于温度为55℃，转速为400r/min的条件下，搅拌混合40min后，得水基切削液。所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。所述醇为丙三醇。所述混合粉末为将二氧化钛和碳酸钾按摩尔比4.0：1.3混合研磨2h后，得混合粉末。所述高温处理为以10℃/min的升温速率升温至850℃，恒温烧结16h。所述氧化石墨烯分散液为将氧化石墨烯与水按质量比1：200混合，超声分散，得氧化石墨烯分散液。所述混合金属盐溶液为将质量分数为20%的四水合醋酸钴溶液与质量分数为18%的氯化铅溶液按质量比2：1混合，得混合金属盐溶液。对比例：东莞某防锈材料有限公司生产的水基切削液。将实例1至3所得水基切削液与对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：1.润滑性能：将实例1至3所得水基切削液与对比例产品进行切削测试，观察金属切面状况，具体检测结果如表1所示；2.散热性能：具体检测结果如表1所示；表1润滑性能和散热性能具体检查结果检测内容实例1实例2实例3对比例金属表面平整度光滑平整少量磨痕少量磨痕大量磨痕导热系数w/（m·k）2.051.520.890.79由表1检测结果可知，本发明提供的水基切削液具有较好的润滑性和散热性，拥有广阔的市场前景。当前第1页12