[發明專利]一種石墨烯合成切削液及其制備方法

在審

• 申請號: 201710500807.5
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107312609A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 馬一鳴;孟心邈;張世紀;王玉涵;滕培棠
• 申請（專利權）人: 濟南天健碳納米材料有限公司
• 主分類號: C10M173/02
• 分類號: C10M173/02;C10M125/00;C10M141/06;C10N40/22;C10N30/06;C10N30/12
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司37105
• 代理人: 楊先凱

技術領域

本發明涉及切削液技術領域，尤其是一種石墨烯合成切削液及其制備方法。

背景技術

鋼鐵、鋁合金、鎂合金等金屬在車削鉆磨等機加工時，為降低設備的刀具、砂輪、鉆頭的磨損和改善工件的表面光潔度質量，必須需要具備良好的冷卻性能、潤滑性能、防銹性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀釋特點的切削液。

切削液發展到今天，已經形成合成切削液，微乳切削液，乳化油切削液三類；各種產品大量應用在工業生產中，三類產品優缺點非常明顯：其中合成切削液具有透明、使用周期長、不含潤滑油的優點，但具有潤滑性差的缺點；乳化油切削液具有潤滑性好的優點，但具有容易變質發臭、不透明、排放周期段的缺點；微乳切削液具有上述兩類之間潤滑性好、使用周期長的優點，但也具有容易變質發臭的缺點。

三類切削液在應用中分鋼鐵類，鋁合金類，鎂合金類，對鋼鐵、鋁合金和鎂合金同時能用的切削液市場上非常少，無色透明合成切削液能滿足上述三種金屬材質的未見有過報道。

因此，如何提供一種能同時滿足鋼鐵、鋁合金、鎂合金三類金屬通用，而且潤滑性好、環保性好，不含潤滑油以及油酸的合成切削液是目前本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種石墨烯合成切削液，該石墨烯合成切削液能同時滿足鋼鐵、鋁合金、鎂合金三類金屬通用，而且潤滑性好、環保性好，不含潤滑油以及油酸。本發明另一目的是提供一種石墨烯合成切削液的制備方法。

為解決上述的技術問題，本發明提供的技術方案為：

一種石墨烯合成切削液，由下列重量百分數的原料制成：0.01％～0.1％的氧化石墨烯、1％～5％的鉬酸鹽、10％～20％的乙醇胺、2％～3％的硫酸、5％～10％的非離子表面活性劑、1％～5％的硼酸或硼酸鹽、0.01％～0.1％的雙氧水、2％～3％的癸二酸、0.1％～0.2％的四硼酸鉀以及余量的水。

優選的，所述氧化石墨烯為水溶性氧化改性石墨烯。

優選的，所述鉬酸鹽為鉬酸鈉或鉬酸銨。

優選的，所述乙醇胺為一乙醇胺、二乙醇胺或三乙醇胺。

優選的，所述非離子表面活性劑為op-10。

優選的，所述硼酸鹽為硼酸鉀。

本申請還提供了一種上述的石墨烯合成切削液的制備方法，包括以下步驟：

1)將氧化石墨烯和乙醇胺混合溶解，然后攪拌；

2)然后在連續攪拌的過程中再加入硫酸，持續攪拌；

3)然后在連續攪拌的過程中再加入全部水的一部分，持續攪拌；

4)然后在連續攪拌的過程中再加入非離子表面活性劑，持續攪拌；

5)然后在連續攪拌的過程中再依次加入癸二酸、硼酸或硼酸鹽，持續攪拌；

6)然后在連續攪拌的過程中再依次加入鉬酸鹽、四硼酸鉀，持續攪拌；

7)然后在連續攪拌的過程中再加入全部水的剩余部分，持續攪拌，得到石墨烯合成切削液成品。

優選的，步驟3)具體為：然后再加入全部水的重量的50％，然后加熱至50℃～60℃。

優選的，步驟5)具體為，然后再依次加入癸二酸、硼酸或硼酸鹽，保溫在80℃～90℃持續攪拌30min。

優選的，步驟7)中，添加三乙醇胺提高pH值或添加硼酸降低pH值至pH值為7.5～8.0。

本申請提供了一種石墨烯合成切削液及其制備方法，采用氧化石墨烯作為添加劑，代替了潤滑油、油酸、硫、磷等潤滑擠壓添加劑，保持了傳統合成切削液的防銹好、無色透明、使用周期長的優點、同時具有乳化油的潤滑性好的優點，配方中無潤滑油、油酸、硫、磷等非環保因子，在應用上具有更加環保的優點；利用氧化石墨烯是一種二維晶體，只有一個碳原子的厚度，使得石墨烯在潤滑、防銹方面具有優越的性能，用改性石墨烯和其它材料的協同作用，來做潤滑膜，提高了切削液的抗擠壓性、潤滑性和防銹性；利用鎂鋁合金材料的易腐蝕性，調配pH值在7.5～8.0之間，能夠同時滿足鋼鐵、鋁合金、鎂合金三種金屬材質使用的需求；本申請配方中不含潤滑油、油酸等非水溶性物質，不用發生乳化反應，減少了排放周期，更加利用環保的要求。

本申請具有以下的有益技術效果：

1.環保性方面：無潤滑油、油酸，不用經常排放。

2.使用周期：可長期循環使用1～2年，不變臭不變質。

3.潤滑性能：解決了普通合成切削液潤滑性低的缺陷。

4.外觀性能：工作液無色透明，利于觀察加工工件質量。

5.防銹性能：保持了傳統切削液防銹性好的優點。