1.本发明属于添加剂技术领域，具体涉及一种多功能改性二硫化钼纳米添加剂的制备方法。
背景技术：
2.随着高速切削加工工艺以及高性能材料的发展，为了得到表面精度高、质量合格的加工工件，机加工过程中切削液的使用呈现逐年上升的趋势，且对切削液的润滑性能、冷却性能以及抗腐败性能提出了更高的要求。由于在高速切削时发热量大，油基切削液的散热效果差，会使切削区的温度过高进而产生烟雾引起起火等现象。此外，切削油的冷却性能较差，工件由于温度过高易产生热变形，影响工件加工精度，所以近年来机加工企业多用水基切削液。
3.与油基切削液相比，水基切削液具备较好的冷却和防锈性，因而是目前金属切削加工使用最广泛的机加工液，但由于其中润滑性物质含量较低，刀具在加工过程中不能充分进行边界润滑，使得在加工过程中通常会出现加工不稳定、刀具磨损严重等问题，且由于稀释后的切削液含有大量的碳氢化合物，硫、氮化合物，水等，使得切削液成为微生物生长繁殖的温床，造成切削液酸化、发黑发臭。目前控制切削液中微生物的方法主要有添加抑菌剂、紫外、臭氧杀菌等。但市面上的抑菌剂大部分为甲醛基抑菌剂，在使用过程中抑菌剂极易形成气溶胶直接被工人吸入身体中，对呼吸道造成比较严重的健康威胁，严重时有致癌的危险；紫外光的透光率大幅度降低，严重影响了其杀菌效率；臭氧本身具有强氧化性，容易对设备造成比较严重的腐蚀或对工人造成严重的身体机能损伤。
4.因此，如何平衡切削液中的润滑与冷却性能、有效控制切削液中微生物数量是目前切削液在研发和使用过程亟需突破的技术瓶颈。
技术实现要素：
5.为了克服现有技术的不足，本发明提出一种多功能改性二硫化钼纳米添加剂的制备方法。
6.实现本发明目的的技术解决方案为：一种多功能改性二硫化钼纳米添加剂的制备方法，包括以下步骤：步骤1：合成木质纤维素；步骤2：合成木质纤维素/mos2复合纳米颗粒；步骤3：合成木质纤维素/mos
2-ag 纳米复合材料得到多功能改性二硫化钼纳米添加剂。
7.进一步地，所述步骤2具体包括：将钼酸钠和硫脲两者加入到去离子水中，混合均匀，得到均匀透明的钼前驱体溶液；取所述木质纤维素加入去离子水中搅拌均匀得到木质纤维素水溶液，将木质纤维素水溶液缓慢加入钼前驱体溶液中得到第一混合溶液，持续搅拌至第一混合溶液呈溶胶乳胶状
后移至反应釜中在预定温度下反应预定时间后得到产物，待反应釜冷却后将产物抽滤洗涤，从产物中滤出黑色物质，将所述黑色物质在真空干燥箱内干燥后得到黑色纳米颗粒，研磨黑色纳米颗粒至没有硬块得到固体粉末状样品，即为木质素/mos2复合纳米颗粒。
8.进一步地，所述步骤2具体包括：将 2 mmol 钼酸钠和 10 mmol 硫脲两者加入到40 ml 去离子水中，超声混合均匀，得到均匀透明的钼前驱体溶液，取 0.5 g 所述木质纤维素加入6 ml去离子水中搅拌均匀得到木质纤维素水溶液，将木质纤维素水溶液缓慢加入钼前驱体溶液中得到第一混合溶液，持续搅拌至第一混合溶液呈溶胶乳胶状，移至不锈钢内衬双联平行高温高压反应釜中，在温度 200℃下反应 24 h后得到产物，待反应釜自然冷却至室温后将产物用去离子水和无水乙醇反复抽滤洗涤，从产物中滤出黑色物质，并在 60 ℃ 真空干燥箱干燥 24 h，得到黑色纳米颗粒，轻轻研磨黑色纳米颗粒至没有硬块得到固体粉末状样品，即为木质素/mos2复合纳米颗粒。
9.进一步地，所述步骤3具体包括：在搅拌情况下，将木质素/mos2复合纳米颗粒、水解酪蛋白和氢氧化钠溶解在去离子水中，然后滴入硝酸银溶液得到第二混合溶液，将上述第二混合溶液在预定温度下搅拌加热预定时间后，与酒精混合并在预定转速下高速离心得到沉淀，最后将沉淀清洗后真空干燥得到木质纤维素/mos
2-ag 纳米复合材料，即得到多功能改性二硫化钼纳米添加剂。
10.进一步地，所述步骤3具体包括：在剧烈搅拌情况下，将20g木质素/mos2复合纳米颗粒、25 mg水解酪蛋白和10 mg 氢氧化钠溶解在45 ml去离子水中，然后滴入5 ml 硝酸银溶液得到第二混合溶液，将上述第二混合溶液在60℃下磁力搅拌加热3 h后，与酒精1:4混合并在20000转/分钟下高速离心得到沉淀，最后将沉淀用去离子水清洗后真空干燥得到木质纤维素/mos
2-ag 纳米复合材料，即得到多功能改性二硫化钼纳米添加剂进一步地，所述步骤1具体包括：步骤1.1，将烘干的木材样品置于盖有隔膜的真空烧瓶中，然后用注射器缓慢加入 bibb 溶液，然后再加入木吡喃葡萄糖得到反应体系，将反应体系在室温下搅拌预定时间后取出木材样品，用纸吸干并用丙酮洗涤，用丙酮重复洗涤3次获得功能化木材 (w-br)，然后将获得的功能化木材 (w-br) 在全真空下在 65
°
c 下干燥 24 小时，干燥后的功能化木材 (w-br)分别在thf/et3n（四氢呋喃/三乙胺）和吡啶溶液中反应；步骤1.2，采用反应后的功能化木材 (w-br)作为atrp大分子引发剂进行原位聚合：以苯乙烯(st)和n-异丙基丙烯酰胺(nipam)为单体，铜基配合物五甲基二乙烯三胺(pmdeta)为催化剂，对苯乙烯和n-异丙基丙烯酰胺(nipam)单体进行催化反应，根据催化反应，将atrp比例设置为50:1:1:3，将反应后的功能化木材 (w-br) 放置在配备有进气口和隔垫的第一schlenk烧瓶中，在第二schlenk烧瓶中放置cubr、反应后的功能化木材 (w-br)、苯乙烯(st)、n-异丙基丙烯酰胺(nipam)、铜基配合物五甲基二乙烯三胺(pmdeta)和溶剂以获得第三混合溶液，然后对第三混合溶液进行脱气，完全脱气后，将脱气后的第三混合溶液转移到含有反应后功能化木材 (w-br)的第一schlenk烧瓶中，将第一schlenk烧瓶加热至 65
°
c发生聚合反应，该聚合反应在严密的氮气气氛下反应给定的时间，聚合反应完成后，将第一schlenk烧瓶打开通风，从第一schlenk烧瓶中取出功能化木材 (w-br)并用丙酮
或乙醇或水洗涤后得到w-聚合物样品，最后，将w-聚合物样品在 65
°
c 下真空干燥 24 小时，得到木质纤维素。
11.进一步地，所述步骤1.1中bibb溶液的使用量为 0.5 摩尔当量，木吡喃葡萄糖当量为162 g/mol。
12.进一步地，所述步骤1.2中对第三混合溶液进行脱气的方法为：采用液氮冷冻-抽真空-充氮气解冻的方法对溶液进行循环脱气，共进行三次循环脱气。
13.一种多功能改性二硫化钼纳米添加剂，所述添加剂采用上述的方法制备得到。
14.一种切削液，所述切削液中添加有上述的多功能改性二硫化钼纳米添加剂。
15.本发明与现有技术相比，其显著优点在于：本发明提供了一种多功能改性二硫化钼纳米添加剂的制备方法，在切削液中添加该多功能改性二硫化钼纳米添加剂能够使得润滑性能、杀菌性能和缓蚀性能得到显著提升。
具体实施方式
16.下面对本发明的具体实施作进一步描述。
17.一种多功能改性二硫化钼纳米添加剂的制备方法，包括以下步骤：1.木质纤维素的合成首先，将烘干的木材样品置于盖有隔膜的真空烧瓶中。然后用注射器缓慢加入α-溴异丁基溴（bibb）溶液，加完后再加木吡喃葡萄糖。bibb溶液的使用量计算为 0.5 摩尔当量，木吡喃葡萄糖当量为162 g/mol。将反应体系在室温下搅拌一定的时间。取出木材样品，用纸吸干并用丙酮洗涤以除去未反应的物质，重复洗涤3次获得功能化木材 (w-br)。然后将获得的功能化木材 (w-br) 在全真空下在 65
°
c 下干燥 24 小时。干燥后的功能化木材 (w-br)分别在thf/et3n（四氢呋喃/三乙胺）和吡啶溶液中反应；其次，采用反应后的功能化木材 (w-br)作为atrp大分子引发剂进行原位聚合。以苯乙烯(st)和n-异丙基丙烯酰胺(nipam)为单体，铜基配合物五甲基二乙烯三胺(pmdeta)为催化剂，对苯乙烯和n-异丙基丙烯酰胺(nipam)单体进行催化反应。根据催化反应，最终将atrp比例设置为50:1:1:3。功能化木材 (w-br) 样品放置在配备有进气口和隔垫的第一schlenk烧瓶中。在另一个单独的第二schlenk烧瓶中放置cubr、功能化木材 (w-br)、苯乙烯(st)、n-异丙基丙烯酰胺(nipam)、铜基配合物五甲基二乙烯三胺(pmdeta)和溶剂以获得混合溶液。然后对混合溶液进行脱气，具体脱气方法为：采用液氮冷冻-抽真空-充氮气解冻的方法对溶液进行循环脱气，共进行三次循环脱气。完全脱气后，将脱气后的混合溶液通过套管转移到含有功能化木材 (w-br)的第一schlenk烧瓶中，并加热至 65
°
c发生聚合反应，该聚合反应是在严密的氮气气氛下进行给定的时间。聚合反应完成后，将第一schlenk烧瓶打开通风；从第一schlenk烧瓶中取出功能化木材 (w-br)并用丙酮（或乙醇或水）洗涤后得到w-聚合物样品。最后，将w-聚合物样品在 65
°
c 下真空干燥 24 小时，得到木质纤维素。在该过程中，木材天然组分的羟基官能团被酯化，附着在木材中的溴化化合物生成了原子转移自由基聚合（atrp）的固体引发剂，吸附在木材上的卤化物化合物的量可以根据反应所用的时间、浓度、化学计量以及溶剂膨胀木材结构的能力来调节。
18.2、木质纤维素/mos2复合纳米颗粒的合成木质素/mos2复合纳米颗粒及纳米mos2的制备，首先，将2 mmol 钼酸钠和 10 mmol 硫脲两者加入到40 ml 去离子水中，超声混合均匀，得到均匀透明的钼前驱体溶液；取 0.5 g 木质纤维素加入6 ml去离子水中搅拌均匀得到木质纤维素水溶液，将木质纤维素水溶液缓慢加入钼前驱体溶液中并持续搅拌，继续搅拌至混合溶液呈溶胶乳胶状，移至不锈钢内衬双联平行高温高压反应釜中，温度 200℃，反应 24 h后得到产物。待高压反应釜自然冷却至室温后将产物用去离子水和无水乙醇反复抽滤洗涤，从产物中滤出黑色物质，并在 60 ℃ 真空干燥箱干燥 24 h，得到黑色纳米颗粒，轻轻研磨至没有硬块得到固体粉末状样品，即为木质素/mos2复合纳米颗粒。
19.3、木质纤维素/mos
2-ag 纳米复合材料的合成在剧烈搅拌情况下，为了合成银纳米颗粒修饰的木质纤维素/mos2纳米复合材料，将20g木质素/mos2复合纳米颗粒、25 mg水解酪蛋白和10 mg 氢氧化钠溶解在45 ml去离子水中，然后滴入5 ml 硝酸银溶液以得到混合溶液。将上述混合溶液在60℃下磁力搅拌加热3 h后，与酒精1:4混合并在20000转/分钟下高速离心得到沉淀，最后将沉淀用去离子水清洗后真空干燥得到木质纤维素/mos
2-ag 纳米复合材料，即得到多功能改性二硫化钼纳米添加剂。采用还原剂或以 mos
2 本身作为还原剂，在溶液中发生化学反应，纳米贵金属粒子，在分散剂存在情况下，经还原后，可沉积生长在 mos
2 纳米片上，该复合材料既能降低成本，又能提高材料性能。
20.纳米二硫化钼多功能添加剂润滑性能是通过两种途径来实现的：一是，mos2是一种过渡性金属二硫化物，层间有较强的结合力，而层与层之间为结合力较弱的范德华力，容易发生层间滑移，决定了mos2具有很好的润滑性能；二是，mos2是类石墨层状结构，层间作用力较小，将球形金属杂原子引入到mos2的层间可增大其层间距，层间距的增大可有效降低层间作用力，使得mos2更容易发生层间滑移，同时球形金属杂原子在层间以及摩擦副表面发生滚动滑移，层间滑移加上滚动滑移从而大大改善其摩擦学性能。
21.纳米二硫化钼多功能添加剂杀菌性能是通过两种途径来实现的：一是，mos2具有较好的光催化性能，可在自然光条件下激发切削液中二硫化钼价带中的电子发生跃迁，产生电子-空穴对，从而生成具有强氧化性的羟基自由基，破坏微生物的细胞壁或细胞膜，让切削液中的微生物彻底失活；二是，利用纳米银本身对微生物有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性，是个很好的杀菌材料。
22.纳米二硫化钼多功能添加剂缓蚀性能是通过木质纤维素途径来实现的：纤维素分子量较大，骨架上连接有很多羰基和羟基基团，易于覆盖在金属表面上，且存在着多种吸附位点，可以与金属离子发生电子交换，形成复合物，在酸性环境下能够稳定存在，进而起到缓蚀作用。
23.检测对比试验和结果1、润滑性能添加多功能改性二硫化钼纳米添加剂的切削液（木质纤维素/mos
2-ag 纳米复合材料的重量占比为0.2%）与空白对照的切削液均使用德国迈科泰普ttt 螺纹加工扭矩测试系统进行测试，以此来表征添加纳米二硫化钼多功能添加剂的切削液的润滑性能。结果表明，空白对照的切削液攻丝扭矩值为124 n
·
cm，添加0.2%纳米二硫化钼多功能添加的切削
液攻丝扭矩值为98 n
·
cm，攻丝扭矩值越低，体系润滑性能越高，整体攻丝扭矩效率提高了20.9%。
24.2、杀菌性能重量占比为0.2%纳米二硫化钼多功能添加剂添加至无抑菌剂的切削液原液中，用水按5%比例稀释，然后将相同浓度的假单胞细菌加入切削液中并摇晃均匀，设置未添加纳米二硫化钼多功能添加剂的切削液为空白对照样，并于0h，6h，12h，24h，48h，72h取样。并将样品涂布在lb肉汤培养基上，并放置于37℃的生化培养箱中48小时，用平板计数法来计算各时间点的细菌量并以此来表征自然光照下在有无添加剂的切削液中的微生物灭活效果。结果显示，在添加多功能纳米二硫化钼的切削液中的杀菌率在24h时就已经达到了92.2%。
25.3、缓蚀性能本实验按照国标gb/t 6144-2010中的要求制备试片，所用材料为铝合金，按照国标中的实验方法来测试切削液的缓蚀性能。首先，在两个空白烧杯内分别倒入未添加纳米二硫化钼多功能添加剂的空白对照组，以及添加重量占比为0.2%纳米二硫化钼多功能添加剂的实验组，将制备好的试片全浸于被测试液中，然后盖上玻璃罩，移至55℃左右的恒温干烘箱内，连续试验12h。然后，取出试片用肉眼对其表面颜色进行观察。结果表明，添加0.2%纳米二硫化钼多功能纳米二硫化钼的切削液中铝合金表面无锈，光泽如新为a级；而未添加任何添加剂的切削液中铝合金表面有轻微变暗为b级。
26.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书的等效物界。