CN116218588A - 一种用于工业金属加工液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属加工液技术领域，尤其涉及一种用于工业金属加工液及其制备方法。该用于工业金属加工液包括乳化剂、防锈剂、极压抗磨剂、抑菌剂、有机酯、水。本发明还提供了其制备方法。与现有技术相比，本发明公开了一种用于工业金属加工液具有良好的抗磨、清洗、防锈、防腐蚀作用，有效保护了加工的金属，提供加工质量，同时具有环保、符合绿色化学的理念，具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及金属加工液技术领域，尤其涉及一种用于工业金属加工液及其制备方法。
背景技术
近年来，随着国内汽车、船舶、机械、家电以及铁路、飞机等行业的高速发展，对各种形式材料的需求逐渐增加，进而增加金属加工液的需求。
金属加工液又称金属加工润滑剂，是指用于金属及其合金切削、冲压、轧制和拉拔等各种加工过程中所使用的润滑剂，是金属加工过程重要的配套材料。金属加工液主要作用是润滑、冷却、防锈、清洗，它的使用可提高加工表面清洁度，延长刀具使用寿命，提高生产效率、提高工件表面的防腐蚀能力。金属加工液由基础组分与添加剂组成。一般金属加工液包括切削液、切削油、乳化液、冲压轴、淬火剂、高温油、极压切削液、磨削液、防锈油、清洗剂、发黑剂等。
金属加工液的作用是：(1)提高工件加工尺寸精度；(2)及时冲洗去除金属屑，保证切削过程的顺利；(3)改良工件表面的光洁度；(4)降低成本并提高切削加工效率；(5)及时带走道具和工件的切削热；(6)防止工件和机床生锈腐蚀；(7)延长刀具使用寿命。
金属加工液的冷却、润滑、清洗和防锈等功能失效的原因是(1)油污和碎屑导致切削液的变质；(2)机械切削加工过程的化学反应导致加工液变质；(3)微生物滋生带来的生化问题。
CN111117733A公开了一种防锈金属加工液及其制备方法，该防锈金属加工液按照以下重量份的物质混合而成：蓖麻油16份、氨基硫脲10份、丁酸乙酯20份、椰子油2份、丙烯酸乙酯9份、甘油5、石油磺酸钠4份、油酸三乙醇胺5份、氨甲基丙醇1份、松香酸2份，将上述物质混合后，搅拌均匀即可。该防锈金属加工液具有防锈效果好，润滑性能佳，并且能有效防止铸件表面氧化，具有较好的防锈效果。但是该专利防锈性能有待进一步提高，且有效的解决抗磨性能。
发明内容
为实现上述目的，本发明提供了一种用于工业金属加工液及其制备方法。
一种用于工业金属加工液，包括以下原料：乳化剂、防锈剂、极压抗磨剂、抑菌剂、有机酯、水。
进一步的，一种用于工业金属加工液，包括以下重量份原料：3-10重量份乳化剂、1-10重量份防锈剂、5-20重量份极压抗磨剂、1-3重量份抑菌剂、15-30重量份有机酯、80-100重量份水。
所述乳化剂为妥尔油酰胺、壬基酚磷酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚、醚羧酸、双萜羧酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、司盘60、吐温60中的一种或多种。
所述防锈剂为苯并三氮唑、三乙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、二甲基葵胺、二甲基乙醇胺、苯甲酸单乙醇胺中的一种或多种。
所述有机酯为三羟甲基丙烷油酸酯、己二酸二辛脂、一缩二(1,2-丙二醇)二苯甲酸酯中的一种或多种。
所述抑菌剂为壳聚糖季铵盐、植物提取物、三嗪类中的一种或多种。
所述极压抗磨剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将Nb粉、S粉加入球磨罐中，置于Ar气氛下进行球磨处理1-3h，其中转速为100-500r/min，得到混合物料；然后将经球磨处理后的混合物料置于600-700℃煅烧1-2h，冷却至室温，得到NbS2；
(2)将3-6重量份离子液体加入100-300重量份水中混合均匀，加热至45-55℃、以100-300r/min转速搅拌反应30-60min，然后加入0.5-1.5重量份柠檬酸、10-20重量份NbS2搅拌5-10min，升温至75-90℃、以100-500r/min转速搅拌反应3-5h，得到固体凝聚态；将固体凝聚态产物干燥，粉碎过100-200目筛，得到极压抗磨剂。
其中，步骤(1)中所述Nb粉、S粉的摩尔比为1:(1-3)；
其中，步骤(2)中所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑二乙基磷酸盐、1-苯基-3-甲基咪唑磷酸盐、1-甲基-3-丙基咪唑磷酸盐中的一种或两种以上混合物。
NbS2具有独特的类似石墨的层状结构及低的层间键合力，NbS2中的硫元素在磨擦过程中易生成一层薄膜，这层薄膜具有良好的减摩性能使得抗磨性能大幅度提高。但是其粘度低、分散性差、稳定差，进而影响其应用。本发明采用不含卤素的磷酸盐离子液体对NbS2进行改性，改善NbS2分散性的同时，结合不含卤素的磷酸盐离子液体、NbS2的性质相互补充改善其摩擦性能、降低腐蚀效率。但是NbS2中硫元素的存在易在摩擦过程中对材料产生腐蚀，在上述基础上，以氯化铕、尿素、聚苯胺改性氧化石墨烯、为原料制备铕掺杂石墨烯，铕是过渡金属，具有独特的4f电子结构、在摩擦表面熔点低等性能，同时铕不与金属发生化学反应，降低腐蚀的可能性，同时有效改善抗磨性能，进一步采用苯胺对铕掺杂石墨烯进行改性，改善石墨烯的分散性且使铕掺杂石墨烯能很好的流动性且尺寸均匀细小，能很好的填充在摩擦过程中产生的划痕、微孔中，同时有效改善抗磨性能，并不会对环境造成威胁。
所述极压抗磨剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将Nb粉、S粉加入球磨罐中，置于Ar气氛下进行球磨处理1-3h，其中转速为100-500r/min，得到混合物料；然后将经球磨处理后的混合物料置于600-700℃煅烧1-2h，冷却至室温，得到NbS2；
(2)将3-6重量份离子液体加入100-300重量份水中混合均匀，加热至45-55℃、以100-300r/min转速搅拌反应30-60min，然后加入0.5-1.5重量份柠檬酸、10-20重量份NbS2搅拌5-10min，升温至75-90℃、以100-500r/min转速搅拌反应3-5h，得到固体凝聚态；将固体凝聚态产物干燥，粉碎过100-200目筛，得到改性NbS2。
(3)将5-10重量份尿素、20-30重量份氯化铕加入50-150重量份水中混合均匀，然后干燥，得到尿素-氯化铕混合物料；将尿素-氯化铕混合物料置于氩气气氛下、200-300℃煅烧处理2-5h，得到粗产物；将3-5重量份粗产物、100-150重量份聚苯胺改性的氧化石墨烯加入200-300重量份60-70wt％乙醇水溶液中混合均匀，然后干燥，得到粗产物-石墨烯混合物料；将粗产物-石墨烯混合物料置于氩气气氛下、700-800℃煅烧处理1-2h，冷却至室温，将产物加入0.5-1mol/L盐酸中浸泡1-3h，离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到铕掺杂石墨烯；
(4)将1-3重量份铕掺杂石墨烯加入300-500重量份0.5-1mol/L磷酸中超声处理10-20min，然后加入10-15重量份苯胺混合均匀，得到苯胺-石墨烯混合溶液；将5-10重量份过硫酸铵加入300-500重量份0.5-1mol/L磷酸中混合均匀，得到过硫酸铵溶液；将过硫酸铵溶液加入苯胺-石墨烯混合溶液中，室温下以100-500r/min搅拌10-20min，静置15-24h，反应结束后离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到改性铕掺杂石墨烯。
(5)将1-2重量份改性NbS2加入150-300重量份水中进行超声处理，然后加入3-8重量份缩水甘油，加热至40-60℃反应20-40min，再加入3-5重量份改性铕掺杂石墨烯、1-3重量份三聚磷酸钠、1-10重量份硅溶胶，混合均匀，加热至80-90℃反应1-3h，反应结束后，抽滤取滤饼、洗涤、干燥，得到极压抗磨剂。
改性NbS2、改性铕掺杂石墨烯引入硅溶胶中，在缩水甘油、三聚磷酸钠的作用下，可均匀分散改性NbS2、改性铕掺杂石墨烯，增加流体粘度且片状NbS2、片状石墨烯相互堆叠或补充，形成二维-二维叠加、衔接的涂层，改性NbS2和改性铕掺杂石墨烯两种物质协同作用，NbS2中的硫元素在磨擦过程中易生成一层薄膜与铕不与金属发生化学反应，降低腐蚀的可能性，同时有效改善抗磨性能，两种物质之间相互补充，协同改善抗磨、防腐作用。
本发明还公开一种用于工业金属加工液的制备方法。
一种用于工业金属加工液的制备方法，包括以下步骤：将防锈剂加入水中混合均匀，然后加入抗菌剂、有机酯，加热至70-85℃搅拌5-20min，再加入乳化剂、极压抗磨剂，继续反应5-20min，冷却至室温后搅拌10-20min，得到用于工业金属加工液。
本发明的有益效果：
1、本发明中将改性NbS2、改性铕掺杂石墨烯引入硅溶胶中，在缩水甘油、三聚磷酸钠的作用下，可均匀分散改性NbS2、改性铕掺杂石墨烯，增加流体粘度且片状NbS2、片状石墨烯相互堆叠或补充，形成二维-二维叠加、衔接的涂层，改性NbS2和改性铕掺杂石墨烯两种物质协同作用，NbS2中的硫元素在磨擦过程中易生成一层薄膜与铕不与金属发生化学反应，降低腐蚀的可能性，同时有效改善抗磨性能，两种物质之间相互补充，协同改善抗磨、防腐作用。
2、本发明公开了一种用于工业金属加工液具有良好的抗磨、清洗、防锈、防腐蚀作用，有效保护了加工的金属，提供加工质量，同时具有环保、符合绿色化学的理念，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
各实施例中具体化学物质的参数，来源：
脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚，型号CRLF-54，南通辰润化工有限公司。
实施例中采用的壳聚糖季铵盐为羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖，货号：101943，上海科拉曼试剂有限公司。
Nb粉，粒径：200目，纯度：99％，深圳市中发源生物科技有限公司。
S粉，粒径：200目，纯度：99％，杭州凯亚达半导体材料有限公司。
实施例中聚苯胺改性的氧化石墨烯的制备方法为：将1g氧化石墨烯加入500g1mol/L磷酸中超声处理15min，然后加入15g苯胺混合均匀，得到苯胺-石墨烯混合溶液；将10g过硫酸铵加入500g1mol/L磷酸中混合均匀，得到过硫酸铵溶液；将过硫酸铵溶液加入苯胺-石墨烯混合溶液中，室温下以300r/min搅拌10min，静置20h，反应结束后离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到；其中氧化石墨烯货号为MG-GO-01，购买自上海茂果纳米科技有限公司。
硅溶胶，型号：TMA，上海惠诚生物科技有限公司。
实施例1
一种用于工业金属加工液，包括以下重量份原料：3重量份脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、5重量份防锈剂、10重量份极压抗磨剂、3重量份壳聚糖季铵盐、20重量份有机酯、90重量份水。
所述防锈剂由苯并三氮唑、苯甲酸单乙醇胺按质量比1:1混合而成。
所述有机酯由三羟甲基丙烷油酸酯、一缩二(1,2-丙二醇)二苯甲酸酯按质量比1:2混合而成
所述极压抗磨剂的制备方法，包括以下步骤：将Nb粉、S粉加入球磨罐中，置于Ar气氛下进行球磨处理2h，其中转速为300r/min，得到混合物料；然后将经球磨处理后的混合物料置于650℃煅烧2h，冷却至室温，得到极压抗磨剂，其中所述Nb粉、S粉的摩尔比为1:2。
实施例2
一种用于工业金属加工液，包括以下重量份原料：3重量份脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、5重量份防锈剂、10重量份极压抗磨剂、3重量份壳聚糖季铵盐、20重量份有机酯、90重量份水。
所述防锈剂由苯并三氮唑、苯甲酸单乙醇胺按质量比1:1混合而成。
所述有机酯由三羟甲基丙烷油酸酯、一缩二(1,2-丙二醇)二苯甲酸酯按质量比1:2混合而成
所述极压抗磨剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将Nb粉、S粉加入球磨罐中，置于Ar气氛下进行球磨处理2h，其中转速为300r/min，得到混合物料；然后将经球磨处理后的混合物料置于650℃煅烧2h，冷却至室温，得到NbS2，其中所述Nb粉、S粉的摩尔比为1:2；
(2)将5重量份1-苯基-3-甲基咪唑磷酸盐加入200重量份水中混合均匀，加热至50℃、以300r/min转速搅拌反应30min，然后加入1重量份柠檬酸、20重量份NbS2搅拌5min，升温至80℃、以300r/min转速搅拌反应5h，得到固体凝聚态；将固体凝聚态产物干燥，粉碎过200目筛，得到极压抗磨剂。
实施例3
一种用于工业金属加工液，包括以下重量份原料：3重量份脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、5重量份防锈剂、10重量份极压抗磨剂、3重量份壳聚糖季铵盐、20重量份有机酯、90重量份水。
所述防锈剂由苯并三氮唑、苯甲酸单乙醇胺按质量比1:1混合而成。
所述有机酯由三羟甲基丙烷油酸酯、一缩二(1,2-丙二醇)二苯甲酸酯按质量比1:2混合而成
所述极压抗磨剂的制备方法，包括以下步骤：将5重量份尿素、20重量份氯化铕加入50重量份水中混合均匀，然后干燥，得到尿素-氯化铕混合物料；将尿素-氯化铕混合物料置于氩气气氛下、300℃煅烧处理2h，得到粗产物；将3重量份粗产物、150重量份聚苯胺改性的氧化石墨烯加入300重量份70wt％乙醇水溶液中混合均匀，然后干燥，得到粗产物-石墨烯混合物料；将粗产物-石墨烯混合物料置于氩气气氛下、800℃煅烧处理1h，冷却至室温，将产物加入1mol/L盐酸中浸泡2h，离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到极压抗磨剂。
实施例4
一种用于工业金属加工液，包括以下重量份原料：3重量份脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、5重量份防锈剂、10重量份极压抗磨剂、3重量份壳聚糖季铵盐、20重量份有机酯、90重量份水。
所述防锈剂由苯并三氮唑、苯甲酸单乙醇胺按质量比1:1混合而成。
所述有机酯由三羟甲基丙烷油酸酯、一缩二(1,2-丙二醇)二苯甲酸酯按质量比1:2混合而成
所述极压抗磨剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将5重量份尿素、20重量份氯化铕加入50重量份水中混合均匀，然后干燥，得到尿素-氯化铕混合物料；将尿素-氯化铕混合物料置于氩气气氛下、300℃煅烧处理2h，得到粗产物；将3重量份粗产物、150重量份聚苯胺改性的氧化石墨烯加入300重量份70wt％乙醇水溶液中混合均匀，然后干燥，得到粗产物-石墨烯混合物料；将粗产物-石墨烯混合物料置于氩气气氛下、800℃煅烧处理1h，冷却至室温，将产物加入1mol/L盐酸中浸泡2h，离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到铕掺杂石墨烯；
(2)将1重量份铕掺杂石墨烯加入500重量份1mol/L磷酸中超声处理15min，然后加入15重量份苯胺混合均匀，得到苯胺-石墨烯混合溶液；将10重量份过硫酸铵加入500重量份1mol/L磷酸中混合均匀，得到过硫酸铵溶液；将过硫酸铵溶液加入苯胺-石墨烯混合溶液中，室温下以300r/min搅拌10min，静置20h，反应结束后离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到极压抗磨剂。
实施例5
一种用于工业金属加工液，包括以下重量份原料：3重量份脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、5重量份防锈剂、10重量份极压抗磨剂、3重量份壳聚糖季铵盐、20重量份有机酯、90重量份水。
所述防锈剂由苯并三氮唑、苯甲酸单乙醇胺按质量比1:1混合而成。
所述有机酯由三羟甲基丙烷油酸酯、一缩二(1,2-丙二醇)二苯甲酸酯按质量比1:2混合而成。
所述极压抗磨剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将Nb粉、S粉加入球磨罐中，置于Ar气氛下进行球磨处理2h，其中转速为300r/min，得到混合物料；然后将经球磨处理后的混合物料置于650℃煅烧2h，冷却至室温，得到NbS2，其中所述Nb粉、S粉的摩尔比为1:2；
(2)将5重量份1-苯基-3-甲基咪唑磷酸盐加入200重量份水中混合均匀，加热至50℃、以300r/min转速搅拌反应30min，然后加入1重量份柠檬酸、20重量份NbS2搅拌5min，升温至80℃、以300r/min转速搅拌反应5h，得到固体凝聚态；将固体凝聚态产物干燥，粉碎过200目筛，得到改性NbS2；
(3)将5重量份尿素、20重量份氯化铕加入50重量份水中混合均匀，然后干燥，得到尿素-氯化铕混合物料；将尿素-氯化铕混合物料置于氩气气氛下、300℃煅烧处理2h，得到粗产物；将3重量份粗产物、150重量份聚苯胺改性的氧化石墨烯加入300重量份70wt％乙醇水溶液中混合均匀，然后干燥，得到粗产物-石墨烯混合物料；将粗产物-石墨烯混合物料置于氩气气氛下、800℃煅烧处理1h，冷却至室温，将产物加入1mol/L盐酸中浸泡2h，离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到铕掺杂石墨烯；
(4)将1重量份铕掺杂石墨烯加入500重量份1mol/L磷酸中超声处理15min，然后加入15重量份苯胺混合均匀，得到苯胺-石墨烯混合溶液；将10重量份过硫酸铵加入500重量份1mol/L磷酸中混合均匀，得到过硫酸铵溶液；将过硫酸铵溶液加入苯胺-石墨烯混合溶液中，室温下以300r/min搅拌10min，静置20h，反应结束后离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到改性铕掺杂石墨烯。
(5)将1重量份改性NbS2加入200重量份水中进行超声处理，然后加入5重量份缩水甘油，加热至50℃反应30min，再加入3重量份改性铕掺杂石墨烯、1重量份三聚磷酸钠、5重量份硅溶胶，混合均匀，加热至85℃反应2h，反应结束后，抽滤取滤饼、洗涤、干燥，得到极压抗磨剂。
实施例6
一种用于工业金属加工液，包括以下重量份原料：3重量份脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、5重量份防锈剂、10重量份极压抗磨剂、3重量份壳聚糖季铵盐、20重量份有机酯、90重量份水。
所述防锈剂由苯并三氮唑、苯甲酸单乙醇胺按质量比1:1混合而成。
所述有机酯由三羟甲基丙烷油酸酯、一缩二(1,2-丙二醇)二苯甲酸酯按质量比1:2混合而成
所述极压抗磨剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将Nb粉、S粉加入球磨罐中，置于Ar气氛下进行球磨处理2h，其中转速为300r/min，得到混合物料；然后将经球磨处理后的混合物料置于650℃煅烧2h，冷却至室温，得到NbS2，其中所述Nb粉、S粉的摩尔比为1:2；
(2)将5重量份1-苯基-3-甲基咪唑磷酸盐加入200重量份水中混合均匀，加热至50℃、以300r/min转速搅拌反应30min，然后加入1重量份柠檬酸、20重量份NbS2搅拌5min，升温至80℃、以300r/min转速搅拌反应5h，得到固体凝聚态；将固体凝聚态产物干燥，粉碎过200目筛，得到改性NbS2；
(3)将5重量份尿素、20重量份氯化铕加入50重量份水中混合均匀，然后干燥，得到尿素-氯化铕混合物料；将尿素-氯化铕混合物料置于氩气气氛下、300℃煅烧处理2h，得到粗产物；将3重量份粗产物、150重量份聚苯胺改性的氧化石墨烯加入300重量份70wt％乙醇水溶液中混合均匀，然后干燥，得到粗产物-石墨烯混合物料；将粗产物-石墨烯混合物料置于氩气气氛下、800℃煅烧处理1h，冷却至室温，将产物加入1mol/L盐酸中浸泡2h，离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到铕掺杂石墨烯；
(4)将1重量份铕掺杂石墨烯加入500重量份1mol/L磷酸中超声处理15min，然后加入15重量份苯胺混合均匀，得到苯胺-石墨烯混合溶液；将10重量份过硫酸铵加入500重量份1mol/L磷酸中混合均匀，得到过硫酸铵溶液；将过硫酸铵溶液加入苯胺-石墨烯混合溶液中，室温下以300r/min搅拌10min，静置20h，反应结束后离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到改性铕掺杂石墨烯。
(5)将1重量份改性NbS2加入200重量份水中进行超声处理，加热至50℃反应30min，再加入3重量份改性铕掺杂石墨烯、5重量份硅溶胶，混合均匀，加热至85℃反应2h，反应结束后，抽滤取滤饼、洗涤、干燥，得到极压抗磨剂。
实施例7
一种用于工业金属加工液，包括以下重量份原料：3重量份脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、5重量份防锈剂、10重量份极压抗磨剂、3重量份壳聚糖季铵盐、20重量份有机酯、90重量份水。
所述防锈剂由苯并三氮唑、苯甲酸单乙醇胺按质量比1:1混合而成。
所述有机酯由三羟甲基丙烷油酸酯、一缩二(1,2-丙二醇)二苯甲酸酯按质量比1:2混合而成
所述极压抗磨剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将Nb粉、S粉加入球磨罐中，置于Ar气氛下进行球磨处理2h，其中转速为300r/min，得到混合物料；然后将经球磨处理后的混合物料置于650℃煅烧2h，冷却至室温，得到NbS2，其中所述Nb粉、S粉的摩尔比为1:2；
(2)将5重量份1-苯基-3-甲基咪唑磷酸盐加入200重量份水中混合均匀，加热至50℃、以300r/min转速搅拌反应30min，然后加入1重量份柠檬酸、20重量份NbS2搅拌5min，升温至80℃、以300r/min转速搅拌反应5h，得到固体凝聚态；将固体凝聚态产物干燥，粉碎过200目筛，得到改性NbS2；
(3)将5重量份尿素、20重量份氯化铕加入50重量份水中混合均匀，然后干燥，得到尿素-氯化铕混合物料；将尿素-氯化铕混合物料置于氩气气氛下、300℃煅烧处理2h，得到粗产物；将3重量份粗产物、150重量份聚苯胺改性的氧化石墨烯加入300重量份70wt％乙醇水溶液中混合均匀，然后干燥，得到粗产物-石墨烯混合物料；将粗产物-石墨烯混合物料置于氩气气氛下、800℃煅烧处理1h，冷却至室温，将产物加入1mol/L盐酸中浸泡2h，离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到铕掺杂石墨烯；
(4)将1重量份铕掺杂石墨烯加入500重量份1mol/L磷酸中超声处理15min，然后加入15重量份苯胺混合均匀，得到苯胺-石墨烯混合溶液；将10重量份过硫酸铵加入500重量份1mol/L磷酸中混合均匀，得到过硫酸铵溶液；将过硫酸铵溶液加入苯胺-石墨烯混合溶液中，室温下以300r/min搅拌10min，静置20h，反应结束后离心取沉淀、洗涤至中性、干燥，得到改性铕掺杂石墨烯。
(5)将1重量份改性NbS2加入200重量份水中进行超声处理，加热至50℃反应30min，再加入3重量份改性铕掺杂石墨烯，混合均匀，加热至85℃反应2h，反应结束后，抽滤取滤饼、洗涤、干燥，得到极压抗磨剂。
测试例1
将各实施例制备的用于工业金属加工液室温下静置48h，观察用于工业金属加工液有无分层。
表1用于工业金属加工液的外观测试结果
| 外观(是否分层) | |
| 实施例1 | 有明显分层 |
| 实施例2 | 有明显分层 |
| 实施例3 | 有明显分层 |
| 实施例4 | 有明显分层 |
| 实施例5 | 无分层 |
| 实施例6 | 无分层 |
| 实施例7 | 有明显分层 |
由表1可知，本发明公开的用于工业金属加工液中引入由改性NbS2、缩水甘油、改性铕掺杂石墨烯、三聚磷酸钠、硅溶胶制备而成极压抗磨剂，与脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、防锈剂、壳聚糖季铵盐、有机酯相互协同作用，具有稳定的体系。
测试例2
参考GB/T6144-2010《合成切削液》中的规定对各实施例制备的用于工业金属加工液进行单片防锈测试。分别观察初始单片防锈情况及其在第90天的单片防锈情况；
表2用于工业金属加工液防锈性能测试结果
| 初始单片防锈性 | 第90天单片防锈性 | |
| 实施例1 | 无锈蚀，无失光 | 严重锈蚀 |
| 实施例2 | 无锈蚀，无失光 | 轻微失光 |
| 实施例3 | 无锈蚀，无失光 | 严重锈蚀 |
| 实施例4 | 无锈蚀，无失光 | 严重锈蚀 |
| 实施例5 | 无锈蚀，无失光 | 轻微失光 |
| 实施例6 | 无锈蚀，无失光 | 轻微失光 |
| 实施例7 | 无锈蚀，无失光 | 轻微锈蚀 |
通过实施例5与实施例6的对比可以发现，实施例5中引入由改性NbS2、缩水甘油、改性铕掺杂石墨烯、三聚磷酸钠、硅溶胶制备而成极压抗磨剂在金属加工液中具有良好的分散性、稳定性，同时改性铕掺杂石墨烯中聚苯胺与壳聚糖季铵盐相互作用，改善金属加工液的腐蚀、锈蚀性能。
测试例3
抗磨性能测试：
利用四球机测定各实施例制备的用于工业金属加工液，设定载荷(温度16℃，负荷350N，速度1450R/min，时间30min)下的极压和减摩抗磨性能，四球试验所用的钢球为直径12.7mm的二级52100钢球。
表3用于工业金属加工液的抗磨性能测试
| 磨斑直径/mm | |
| 实施例1 | 0.37 |
| 实施例2 | 0.32 |
| 实施例3 | 0.35 |
| 实施例4 | 0.34 |
| 实施例5 | 0.26 |
| 实施例6 | 0.28 |
| 实施例7 | 0.31 |
由表3可以看出本发明制备的用于工业金属加工液具有优异的抗磨性能。NbS2具有独特的类似石墨的层状结构及低的层间键合力，NbS2中的硫元素在磨擦过程中易生成一层薄膜，这层薄膜具有良好的减摩性能使得抗磨性能大幅度提高。但是其粘度低、分散性差、稳定差，进而影响其应用。本发明采用不含卤素的磷酸盐离子液体对NbS2进行改性，改善NbS2分散性的同时，结合不含卤素的磷酸盐离子液体、NbS2的性质相互补充改善其摩擦性能、降低腐蚀效率。但是NbS2中硫元素的存在易在摩擦过程中对材料产生腐蚀，在上述基础上，以氯化铕、尿素、聚苯胺改性氧化石墨烯、为原料制备铕掺杂石墨烯，铕是过渡金属，具有独特的4f电子结构、在摩擦表面熔点低等性能，同时铕不与金属发生化学反应，降低腐蚀的可能性，同时有效改善抗磨性能，进一步采用苯胺对铕掺杂石墨烯进行改性，改善石墨烯的分散性且使铕掺杂石墨烯能很好的流动性且尺寸均匀细小，能很好的填充在摩擦过程中产生的划痕、微孔中，同时有效改善抗磨性能，并不会对环境造成威胁。
改性NbS2、改性铕掺杂石墨烯引入硅溶胶中，在缩水甘油、三聚磷酸钠的作用下，可均匀分散改性NbS2、改性铕掺杂石墨烯，增加流体粘度且片状NbS2、片状石墨烯相互堆叠或补充，形成二维-二维叠加、衔接的涂层，改性NbS2和改性铕掺杂石墨烯两种物质协同作用，NbS2中的硫元素在磨擦过程中易生成一层薄膜与铕不与金属发生化学反应，降低腐蚀的可能性，同时有效改善抗磨性能，两种物质之间相互补充，协同改善抗磨、防腐作用。
Claims (10)
1.一种用于工业金属加工液，其特征在于：包括以下原料：乳化剂、防锈剂、极压抗磨剂、抑菌剂、有机酯、水。
2.如权利要求1所述的用于工业金属加工液，其特征在于：包括以下重量份原料：3-10重量份乳化剂、1-10重量份防锈剂、5-20重量份极压抗磨剂、1-3重量份抑菌剂、15-30重量份有机酯、30-60重量份水。
3.如权利要求1或2所述的用于工业金属加工液，其特征在于：所述乳化剂为妥尔油酰胺、壬基酚磷酸酯、蓖麻油聚氧乙烯醚、醚羧酸、双萜羧酸、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚、司盘60、吐温60中的一种或多种。
4.如权利要求1或2所述的用于工业金属加工液，其特征在于：所述防锈剂为苯并三氮唑、三乙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、二甲基葵胺、二甲基乙醇胺、苯甲酸单乙醇胺中的一种或多种。
5.如权利要求1或2所述的用于工业金属加工液，其特征在于：所述有机酯为三羟甲基丙烷油酸酯、己二酸二辛脂、一缩二(1,2-丙二醇)二苯甲酸酯中的一种或多种。
6.如权利要求1或2所述的用于工业金属加工液，其特征在于：所述抑菌剂为壳聚糖季铵盐、植物提取物、三嗪类中的一种或多种。
7.如权利要求1或2所述的用于工业金属加工液，其特征在于：所述所述极压抗磨剂的制备方法为：将改性NbS2、改性铕掺杂石墨烯加入硅溶胶中混合均匀加热反应制备得到。
8.如权利要求7所述的用于工业金属加工液，其特征在于：所述改性NbS2的制备方法为采用离子液体对NbS2进行改性处理制备得到。
9.如权利要求1-8中任一项所述的用于工业金属加工液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将防锈剂加入水中混合均匀，然后加入抗菌剂、有机酯，加热搅拌，再加入乳化剂、极压抗磨剂，继续反应搅拌，冷却至室温后搅拌，得到用于工业金属加工液。
10.一种极压抗磨剂，其特征在于，将改性NbS2、改性铕掺杂石墨烯加入硅溶胶中混合均匀加热反应制备得到。
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