[發明專利]一種含石墨烯分散液的水基合成金屬切削液及其制備方法

無效

• 申請號: 201310167713.2
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN103242948A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 韓生;張玉坤;王琳;郁平;孫揭陽;高峰;祝俊;朱賢;王愛民
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: C10M173/02
• 分類號: C10M173/02;C10M125/02;C10N40/22;C10N30/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種水基合成金屬切削液及其制備方法,特別是涉及一種以石墨烯分散液作潤滑添加劑的高潤滑性、高抗磨性的水基合成金屬切削液，即含石墨烯分散液的水基合成金屬切削液及其制備方法,屬于金屬切削加工潤滑技術領域。

背景技術

在機械加工領域中都知道,切削液在金屬切削加工中是必不可少的，由于機械加工業的快速發展，大量的新工藝、新材料的加工都需要新型的高性能切削液。但是隨著世界范圍內對能源的節約、環境的保護的重視，由于傳統的油基切削液存在生物降解性差、污染環境等的缺點，切削液的研制已向低公害或無公害的水基切削液發展。合成水基切削液不含礦物油,以多種化合物添加劑和水配制而成，具有優異的冷卻性、穩定性和清洗性，成為了水基切削液研究發展的一個重要方向。但是，由于合成型水基切削液主體為水，而水的粘度低、承載能力低、成膜性差，摩擦常處于邊界潤滑狀態，因而造成摩擦磨損嚴重，在現有的實際使用中為提高合成型水基切削液的潤滑性能,必須加入潤滑劑。當前,用于水基切削液的潤滑添加劑主要為一些含S、P、Cl等元素的有機化合物，它們雖有一定的良好作用，但會嚴重污染外界環境和工作環境。隨著人們對工作、生活環境要求的提高，這些添加劑的使用必將受到越來越嚴格的控制。因此，使用環境友好的潤滑添加劑發展新型合成水基切削液的配方具有重要的現實意義和應用價值。

石墨烯是一種無毒害物質，而且石墨烯由于其獨特的結構和非凡的特性在理論研究和實際應用研究上一直都是關注的焦點。最近的研究表明，當石墨烯薄片被引入復合材料并均勻在分布整個材料中時有非凡的電子輸運性質。石墨烯由于其基本電子屬性和半金屬性質也被用于制造一些簡單的電子設備，如場效應晶體管和諧振器。此外，石墨烯在有機光伏電池、儲能材料等方面的應用是一種很有前途的備選材料。

然而，很少有研究石墨烯摩擦學應用的報告，Peterson?等指出有效的固體潤滑劑通常有一些基本屬性，如熱穩定、低剪切強度、表面粘附和特定的層狀結構。一些研究人員報道稱，石墨和一些石墨衍生品和其他潤滑材料一樣都有非常理想的屬性。Filleter等探索石墨烯膜外延的摩擦學和耗散特性，發現由于減少了粘附力雙分子層石墨烯作為一個潤滑劑優于石墨。Graphene?Colloidal?Suspensions?as?High?Performance?Semi-Synthetic?Metal-Working?Fluids中使用氧化石墨烯作為微乳液水基切削液添加劑在冷卻性、潤滑性、抗磨性、負載力方面都有很大的提升，但由于系統穩定性不夠完善未能推廣擴大。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種以石墨烯分散液為潤滑添加劑的水基合成金屬切削液即一種含石墨烯分散液的水基合成金屬切削液。

本發明的目的之二在于提供上述的一種含石墨烯分散液的水基合成金屬切削液的制備方法。

本發明的目的之三在于提供上述的一種含石墨烯分散液的水基合成金屬切削液中所用的石墨烯分散液及其制備方法。

本發明技術方案

一種含石墨烯分散液的水基合成金屬切削液，按重量百分比計算，其原料組成及含量如下:[w1]?

減磨防腐劑???????????10-20%?

pH穩定劑????????????2.0-3.5%

潤滑性添加劑?????????0.5-1.5%

防銹劑???????????????0.5-1.0%

緩蝕劑???????????????0.2-0.5%

抗硬水劑?????????????0.05-0.15%

pH調節劑????????????3.0-8.0%

余量為去離子水；

所述的減磨防腐劑為聚乙二醇；

所述的pH穩定劑為三乙醇胺、二乙醇胺、單乙醇胺、三異丙醇胺、二異丙醇胺及單異丙醇胺中的一種或兩種以上組成的混合物；

所述的防銹劑為硼化二乙醇胺；

所述的緩蝕劑為苯并三氮唑；

所述的抗硬水劑為乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸及羥乙二胺四乙酸中的一種或兩種以上組成的混合物；

所述的pH調節劑為冰醋酸；

所述潤滑性添加劑為石墨烯分散液。

上述的潤滑性添加劑石墨烯分散液，按重量百分比計算，其組成及含量如下：

殼聚糖??????????????????????????18%

石墨烯??????????????????????????0.08%

OP-10烷基酚聚氧乙烯醚??????????1.8%