CN103789075B - 高浓度复合纳米TiO2/ZnO润滑添加剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种高浓度复合纳米TiO2/ZnO润滑添加剂及制备方法，润滑技术领域，用于金属加工成型过程中的工艺润滑。其特征是选择具有一定缓蚀防锈性能、高温硬度较好的纳米二氧化钛粒子，并辅助以延展成膜性较好的纳米氧化锌粒子复配，以六偏磷酸纳和聚丙烯酸钠为分散剂，将二者均匀分散于水中，通过调整两种纳米粒子的比例含量和稀释浓度以适应不同轧制条件下的生产工艺。本发明产品具有良好的润滑性能及一定的表面修复功能，由其制备的水基润滑液可以在一定程度上改善、替代传统金属加工液，减少环境污染。

Description

高浓度复合纳米TiO2/ZnO润滑添加剂及制备方法
技术领域
本发明涉及润滑技术领域，用于金属加工成型过程中的工艺润滑。其具体是由纳米TiO2与纳米ZnO复配而成的高浓度、多适应性纳米润滑添加剂及其制备方案。
背景技术
近年来，随着市场对金属产品质量要求的提高，对金属的加工工艺提出了更高的要求，同时，清洁环保的工艺在生产过程中的应用技术也得到了更加广泛的关注。因此，伴随着纳米技术的发展，研制出一种新型的水基纳米润滑添加剂，在一定程度上改良甚至替代传统金属加工液，从而对金属成型工艺中的润滑技术提供新的参考依据。
发明内容
本发明的目的是选择具有一定缓蚀防锈性能、高温硬度较好的纳米二氧化钛粒子，并辅助以延展成膜性较好的纳米氧化锌粒子复配，以六偏磷酸纳和聚丙烯酸钠为分散剂，将二者均匀分散于水中，通过调整两种纳米粒子的比例含量和稀释浓度以适应不同轧制条件下的生产工艺。
一种高浓度复合纳米TiO2/ZnO润滑添加剂，其主要成分及质量百分比如下。
序号 组分名称 质量百分比%
1 纳米二氧化钛 1.0～5.0
2 纳米氧化锌 0.5～2.0
3 六偏磷酸纳 0.2～1.0
4 聚丙烯酸钠 0.2～0.8
5 三乙醇胺 3.0～5.0
6 丙三醇 8.0～10.0
7 聚醚 8.0～10.0
8 水性硼酸酯 3.0～5.0
9 去离子水 61.2～76.1
该轧制液的制备方法（以制备100g轧制液为例）：在去离子水中加入三乙醇胺、丙三醇、聚醚和水性硼酸酯等液体后，置入磁力搅拌器中常温搅拌，随后按比例（六偏磷酸钠与纳米二氧化钛质量比1:5，聚丙烯酸钠与纳米氧化锌质量比2:5）将六偏磷酸纳、聚丙烯酸钠、纳米二氧化钛和纳米氧化锌粉体加入溶液，将混合后的溶液倒入高速分散机中，以3000～4000rpm的转速搅拌20～40min，最后将搅拌后的溶液进行10～20min的超声分散，得到稳定白色悬浊液，即为制备的添加剂。
本发明制备的高浓度复合纳米添加剂，扩大了纳米润滑技术的应用范围，提高了其保存稳定性。产品具有良好的润滑性能及一定的表面修复功能，由其制备的水基润滑液可以在一定程度上改善、替代传统金属加工液，减少环境污染。
具体实施方式
一、1、均匀型
例1配方如下表：
序号 组分名称 重量（g）
1 纳米二氧化钛 2.0
2 纳米氧化锌 1.0
3 六偏磷酸钠 0.4
4 聚丙烯酸钠 0.4
5 三乙醇胺 4.0
6 丙三醇 9.0
7 聚醚 9.0
8 水性硼酸酯 4.0
9 去离子水 70.2
按配方比例在去离子水中依次加入三乙醇胺、丙三醇和聚醚，至于磁力搅拌器中搅拌，随后加入六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、纳米二氧化钛和纳米氧化锌，将混合液体倒入高速分散机以转速3000rpm分散30min后，将溶液倒入烧杯，超声分散15分钟，制备100g白色悬浊液体，即均匀型纳米添加剂。该配方所制备的添加剂在室温条件下，静置7天，底部产生少量沉淀，震荡后沉淀消失。
2、高粘度
例2配方如下表：
序号 组分名称 重量（g）
1 纳米二氧化钛 1.0
2 纳米氧化锌 2.0
3 六偏磷酸钠 0.2
4 聚丙烯酸钠 0.8
5 三乙醇胺 5.0
6 丙三醇 10.0
7 聚醚 10.0
8 水性硼酸酯 4.0
9 去离子水 67.0
按配方比例在去离子水中依次加入三乙醇胺、丙三醇和聚醚，至于磁力搅拌器中搅拌，随后加入六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、纳米二氧化钛和纳米氧化锌，将混合液体倒入高速分散机以转速4000rpm分散30min后，将溶液倒入烧杯，超声分散15min，制备100g白色悬浊液体，即高粘度纳米添加剂。该配方所制备的添加剂在室温条件下，静置7天，底部溶液浓度较大，用玻璃棒搅拌1分钟，溶液可恢复均匀。
3、低粘度
例3配方如下表：
序号 组分名称 重量（g）
1 纳米二氧化钛 5.0
2 纳米氧化锌 0.5
3 六偏磷酸钠 1.0
4 聚丙烯酸钠 0.2
5 三乙醇胺 3.0
6 丙三醇 8.0
7 聚醚 8.0
8 水性硼酸酯 4.0
9 去离子水 70.3
按配方比例在去离子水中依次加入三乙醇胺、丙三醇和聚醚，至于磁力搅拌器中搅拌，随后加入六偏磷酸钠、聚丙烯酸钠、纳米二氧化钛和纳米氧化锌，将混合液体倒入高速分散机以转速3000rpm分散30min后，将溶液倒入烧杯，超声分散15min，制备100g白色悬浊液体，即热轧用多功能水基纳米轧制液。该配方所制备的轧制液在室温条件下，静置7天，底部产生微量沉淀，震荡摇匀后即可正常使用。
二、制得的产品性能指标如下：

Claims (1)

1.一种高浓度复合纳米TiO2/ZnO润滑添加剂的制备方法，其特征在于各成分及质量百分比如下：
纳米二氧化钛：1.0～5.0％、纳米氧化锌0.5～2.0％、六偏磷酸纳：0.2～1.0％、聚丙烯酸钠：0.2～0.8％、三乙醇胺：3.0～5.0％、丙三醇：8.0～10.0％、聚醚：8.0～10.0％、水性硼酸酯：3.0～5.0％、去离子水：61.2～76.1％；
具体制备步骤是：在去离子水中加入三乙醇胺、丙三醇、聚醚和水性硼酸酯液体后，置入磁力搅拌器中常温搅拌，随后按六偏磷酸钠与纳米二氧化钛质量比1:5，聚丙烯酸钠与纳米氧化锌质量比2:5的比例将六偏磷酸纳、聚丙烯酸钠、纳米二氧化钛和纳米氧化锌粉体加入溶液，将混合后的溶液倒入高速分散机中，以3000～4000rpm的转速搅拌20～40min，最后将搅拌后的溶液进行10～20min的超声分散，得到稳定白色悬浊液，即为制备的润滑添加剂。
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