[发明专利]一种水基纳米聚苯胺切削液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属加工中的切削液领域。尤其涉及是一种水基纳米聚苯胺防锈防腐切削液及其制备方法。

背景技术

金属切削液是切削加工的重要配套材料，为减少工具与加工件之间的磨擦，增加润滑性和带走因磨擦产生的热量，需要在工具和被切削金属材料之间注入润滑冷却液，因此，在金属切削加工中选用合适的金属切削液可以起到良好的润滑、冷却、清洗和防锈作用，切削液除上述功能之外，还应有良好的防腐蚀性能，保证加工件洁净、无绣蚀，从而提高加工工件的表面精度，产品尺寸精度，工具的使用寿命，生产效率和降低机器的能耗，降低成本。

目前，我国在金属加工过程中，使用的切削液可分为二大类，即油溶性切削液和水溶性切削液。随着金属切削液的广泛使用，人们发现切削液是金属加工的主要污染源。然而，矿物油基切削液的降解能力差，能够长期滞留于水和土壤中，使得湖泊、河流、海洋和地下河系统受到不同程度的污染，严重影响水生动植物的生长、农业灌溉和人们的生活用水。因此，开发水基切削液是切削液绿色化的一种发展趋势。

一般合成型水溶性切削液可分为乳化型和化学型两种，水溶性切削液冷却性能好，抗乳化性能优越，而且稀释后成透明状或透明乳液状，这样便于操作人员观察等，水溶性切削液的使用比例正在不断提高。普通的水溶性切削液均存在润滑性和防锈效果差的缺点，同时存在锈蚀问题、加工精度问题、使用寿命问题和废液的处理问题，由此，为其全面推广带来了相应的阻碍。如何精心设计切削液的配方、如何最大限度的减少上述问题发生，从而生产研制出绿色环保型的金属切削液是目前需要解决的问题。

人们试图在乳化型和化学型水溶性切削液中加入添加剂，以改进切削液的性能，切削液性能取决于其中所加添加剂性能，添加剂有防锈剂、助溶剂、乳化稳定剂等，经检索，CN200410011266.2公开了一种本发明涉及一种聚苯胺防锈金属切削液，属于金属切削液领域。由按以下重量份的组分组成：聚苯胺水性防腐剂25～30份，三乙醇胺15～20份，聚氯乙烯胶乳45～55份，聚醚多元醇2～3份，水15～40份，该发明的目的提高产品的防腐性能，用以缓解油、气井生产，管道运输过程中的金属腐蚀。将聚苯胺作为防腐添加剂，与切削液相溶，提高金属切削液的防绣蚀功能。因此，聚苯胺作为一种优良的防腐材料被逐渐使用，经实验，聚苯胺能使金属钝化，易在钢铁等金属表面形成均匀致密的聚苯胺膜，膜下的金属得到了有效的保护，降低金属腐蚀速率，特别是对切削加工的金属面仍具有较好的防腐蚀效果。但聚苯胺水溶性差，聚苯胺在溶液中分布不均匀，成混和状聚苯胺切削液，在金属表面形成的防锈防腐氧化膜分布不均匀，在一定程度上影响了防锈防腐的效果。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的问题，提供了一种纳米级水溶性聚苯胺粒子，具有的较好水溶性和润滑性的聚苯胺切削液，真正提高切削液的防腐防锈能性能。

本发明的另一个目的是提供一种水溶性纳米聚苯胺防锈防腐切削液的制备方法。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案：一种水溶性纳米聚苯胺防锈防腐切削液，其特征在于：

按重量份数计，组分一包括以下组分和含量：

苯胺5～10份

过硫酸铵5～12份

盐酸1～5份

十二烷基苯磺酸3～6份

水溶性磷酸酯10～16份

水30～50份

在冰水浴中乳液聚合反应6～8小时制备得到组分一；

按重量份数计，组分二包括以下组分和含量：

三乙醇胺20～30份

聚乙二醇3～6份

基础油30～50份

极压润滑剂1～5份

水性防腐蚀剂1～5份

水30～50份

加入到反应釜中，搅拌混合均匀加热到40～45℃，保温30～50min，然后加入功能性表面活性剂将体系调制均匀状得到组分二；

组分一与组分二的重量配比为1∶1～1∶2。

所述的一种水基纳米聚苯胺切削液的制备方法，步骤如下：将组分一与组分二在反应釜中混合搅拌，并加热至70℃，保温40～70min，得到水基纳米聚苯胺切削液。

所述的一种水基纳米聚苯胺切削液及制备方法，当苯胺为0.8～1.2mol/Kg，水溶性磷酸酯为10～16wt％：二甲苯为20～30wt％，十二烷基苯磺酸为水质量的25～35％，过硫酸铵为0.60～1.20mol/L，反应时间为5～7h，水基纳米聚苯胺粒子相应的平均粒径为50～200nm，水基纳米聚苯胺粒子在金属表面分散溶融分布均匀状态。