[发明专利]一种纳米石墨水基切削液添加剂及其制备方法

说明书

       

（一）        技术领域

本发明涉及一种添加剂及其制备方法，特别涉及一种纳米石墨水基切削液添加剂及其制备方法。

（二）        背景技术

纳米石墨是一种近年来研究较多的无机非金属纳米材料 ，它一方面具有普通石墨优良的导电、导热、自润滑性和化学稳定性，另一方面还具有纳米材料的体积效应、表面界面效应、量子尺寸效应等，因而在润滑领域得到高度重视，但纳米石墨比表面积大，极易在聚合物基体及分散介质中团聚，从而降低了体系的性能，阻碍了它的广泛应用。目前，水基切削液较油基切削液而言，具有优良的冷却、清洗和防锈性能，且成本较低，无污染，符合可持续发展的社会要求但润滑性能差，因而应用范围受到限制。

（三）        发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种能在水基介质中稳定分散且润滑性能高的纳米石墨水基切削液添加剂及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种纳米石墨水基切削液添加剂，其特征在于：由以下重量百分比的组分制成：

纳米石墨              0.01-0.10%

十二烷基苯磺酸钠      0.15-1.20%

碳酸氢钠              0.10-0.15%

过硫酸钾              0.10-0.15%

丙烯酸甲酯            15-20%

OP-10                 1.50-2.15%

其余为水。

该发明纳米石墨水基切削液添加剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（a）超声分散预处理：按所述重量百分比取纳米石墨、十二烷基苯磺酸钠、碳酸氢钠、OP-10及水在超声波处理器上进行超声分散5-15分钟；

（b）纳米石墨水基分散液的制备：将步骤（a）所得处理液与丙烯酸甲酯和引发剂过硫酸钾混合均匀，在65-75℃条件下反应4-6小时；

（c）离心提纯：将步骤（b）所得纳米石墨水基分散液在离心机上以2000-3000r/min条件下离心25-35分钟，取上清液，即可获得用作水基切削液添加剂的纳米石墨分散液。

本发明纳米石墨水基切削液添加剂及其制备方法的有益效果是：实现了纳米石墨在水基介质中的稳定分散；将纳米石墨作为水基切削液添加剂，能够显著改善机械零部件的摩擦磨损行为，提高水基切削液的润滑性能，从而改善目前水基切削液冷却、清洗和防锈效果好但润滑性能不佳的缺陷。

（四）      附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为70℃，5h样品放大35倍的SEM图；

图2为70℃，5h样品放大1000倍的SEM图；

图3为70℃，5h样品放大1800倍的SEM图；

图4为70℃，5h样品放大3000倍的SEM图。

（五）        具体实施方式

实施例1：

纳米石墨水基切削液添加剂，由以下重量的组分制成：

纳米石墨0.05千克、十二烷基苯磺酸钠0.7千克、碳酸氢钠0.125千克、过硫酸钾0.125千克、丙烯酸甲酯18千克、OP-10 1.8千克、水79.2千克。

该纳米石墨水基切削液添加剂的制备方法，采用如下步骤：

（a）超声分散预处理：按上述重量取纳米石墨、十二烷基苯磺酸钠、碳酸氢钠、OP-10及水在超声波处理器上进行超声分散12分钟；

（b）纳米石墨水基分散液的制备：将步骤（a）所得处理液与丙烯酸甲酯和引发剂过硫酸钾混合均匀，在65℃条件下反应6小时；

（c）离心提纯：将步骤（b）所得纳米石墨水基分散液在离心机上以2000r/min条件下离心35分钟，取上清液，即可获得用作水基切削液添加剂的纳米石墨分散液。

实施例2：

该纳米石墨水基切削液添加剂，由以下重量的组分制成：

纳米石墨0.01千克、十二烷基苯磺酸钠1.2千克、碳酸氢钠0.1千克、过硫酸钾0.1千克、丙烯酸甲酯20千克、OP-10 1.5千克、水77.09千克。其余与实施例1相同。

实施例3：

纳米石墨0.1千克、十二烷基苯磺酸钠0.15千克、碳酸氢钠0.15千克、过硫酸钾0.15千克、丙烯酸甲酯15千克、OP-10 2.15千克、水82.3千克。其余与实施例1相同。

实施例4：

该纳米石墨水基切削液添加剂的制备方法，采用如下步骤：