本發(fā)明涉及金屬加工助劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種添加氮化鈦氧化鋁氟化鈣自潤滑粉體的半合成金屬切削乳化液。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代機(jī)加工向高速、精密方向的快速發(fā)展，要求金屬加工切削液具有更加優(yōu)良的潤滑、冷卻、清洗和防銹功能，以便獲得理想的加工表面。另外，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)切削液環(huán)保性能也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的礦物潤滑油的潤滑、防銹性能優(yōu)越，但冷卻、清洗性能差，且對(duì)環(huán)境有影響；而傳統(tǒng)的乳化液和水基切削液的冷卻、清洗性能優(yōu)良，且對(duì)環(huán)境影響小，但潤滑、防銹性能較差。因此，研制一種既具有油性切削液優(yōu)異的潤滑和防銹性能，同時(shí)又具有水基切削液優(yōu)異的冷卻和清洗性能的環(huán)保型切削液具有重要的實(shí)際意義。

《十二酸二乙醇酰胺硼酸酯的制備及其在半合成切削液中的應(yīng)用》一文中采用十二酸、二乙醇胺和硼酸為原料制備十二酸二乙醇酰胺硼酸酯，然后將該硼酸酯加入基礎(chǔ)油中制備一種半合成切削液，具有良好的極壓抗磨性能、潤滑性、耐腐蝕性。但是由于文章中并沒有指出具體使用哪一種基礎(chǔ)油，為了增強(qiáng)環(huán)保性能，需要采用潤滑性、水解穩(wěn)定、可生物降解的基礎(chǔ)油作為礦物油的替代，而且為了進(jìn)一步滿足金屬加工助劑的發(fā)展，需要對(duì)產(chǎn)品的防腐蝕性能以及其他附加性能進(jìn)行進(jìn)一步增強(qiáng)，使其發(fā)展為集防腐、潤滑、清洗、冷卻為一體的金屬加工切削液。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種添加氮化鈦氧化鋁氟化鈣自潤滑粉體的半合成金屬切削乳化液。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種添加氮化鈦氧化鋁氟化鈣自潤滑粉體的半合成金屬切削乳化液，由下列重量份的原料制備制成：十二酸二乙醇酰胺18-19、硼酸3-3.3、對(duì)甲苯磺酸0.7-0.8、石油醚適量、甲基三乙氧基硅烷0.4-0.5、植酸5-5.5、去離子水適量、無水乙醇適量、溴酸鈉0.2-0.25、多元醇酯50-54、蓖麻油聚氧乙烯脂肪酸酯30-34、烷基糖胺1-1.5、十二烷基苯酚3-4、納米氮化鈦3-4、納米三氧化二鋁3-4、納米氟化鈣2-3、PEG6000 0.01-0.02、無水乙醇13-14。

所述一種添加氮化鈦氧化鋁氟化鈣自潤滑粉體的半合成金屬切削乳化液，由以下具體步驟制成：

（1）將十二酸二乙醇酰胺、硼酸混合均勻，加入對(duì)甲苯磺酸以及總量1.5-2倍量的石油醚，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，加熱至120-125℃，攪拌反應(yīng)5-6小時(shí)后結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物降溫至90-110℃進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，蒸發(fā)掉石油醚后得到十二酸二乙醇酰胺硼酸酯；

（2）將植酸溶于5-6倍量的去離子水中，攪拌均勻后放入溶于10-12倍量無水乙醇的甲基三乙氧基硅烷，水浴加熱至75-80℃，以300-400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌2.5-3小時(shí)，得到植酸硅烷雜化溶膠，在800-1000轉(zhuǎn)/分的速度攪拌下加入溴酸鈉，繼續(xù)攪拌10-15分鐘后得到溴酸鈉摻雜的植酸硅烷溶膠；

（3）將納米氮化鈦、納米三氧化二鋁、納米氟化鈣混合加入PEG6000以及無水乙醇，攪拌充分后超聲分散20-30分鐘后送入球墨罐中球磨24-36小時(shí)，球磨結(jié)束后，把料漿在電熱真空干燥箱中80-90℃溫度下干燥充分得到混合粉料，最后將混合粉末在1500-1600℃下燒結(jié)20-30分鐘，冷卻后取出，過200目篩；

（4）將步驟（1）得到的產(chǎn)物與多元醇酯混合均勻后加入總量1.8-2倍量的去離子水，攪拌均勻后加入步驟（2）步驟（3）得到的產(chǎn)物，以400-500轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10-15分鐘后加入其余剩余成分，繼續(xù)攪拌10-12分鐘后即得。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明通過十二酸二乙醇酰胺與硼酸等成分進(jìn)行反應(yīng)生成十二酸二乙醇酰胺硼酸酯，添加到產(chǎn)品的制備中，具有良好的防銹、抗氧化性能；通過將甲基三乙氧基硅烷與植酸進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，將多個(gè)植酸分子聚集在一起形成了這個(gè)連續(xù)多孔的三維結(jié)構(gòu)，配合溴酸鈉的添加，成膜過程中溴酸鈉迅速地把金屬表面氧化，使得植酸更容易在金屬表面吸附、螯合成膜，配合十二酸乙醇酰胺硼酸酯的添加，通過切削乳化作用能夠在金屬表面形成致密的保護(hù)膜，具有良好的抗磨、緩蝕的效果。

本發(fā)明還通過一系列的工藝處理將納米氮化鈦、納米三氧化二鋁、納米氟化鈣通過分散、燒結(jié)制成復(fù)配自潤滑粉體添加到產(chǎn)品的制備中，粉末顆粒細(xì)膩，不會(huì)損傷金屬表面，同時(shí)具備良好的潤滑、減摩的作用；本發(fā)明制成的產(chǎn)品表面張力低，低泡易清洗，水性成分易降解，對(duì)環(huán)境友好，滲透性能優(yōu)異，切割過程中能夠在金屬表面形成一層保護(hù)膜，起到緩蝕、潤滑的功效，同時(shí)能夠提高了金屬加工過程中的切割精度以及速度，保護(hù)切割刀具。

具體實(shí)施方式

一種添加氮化鈦氧化鋁氟化鈣自潤滑粉體的半合成金屬切削乳化液，由下列重量份（公斤）的原料制備制成：十二酸二乙醇酰胺18、硼酸3、對(duì)甲苯磺酸0.7、石油醚適量、甲基三乙氧基硅烷0.4、植酸5、去離子水適量、無水乙醇適量、溴酸鈉0.2、多元醇酯50、蓖麻油聚氧乙烯脂肪酸酯30、烷基糖胺1、十二烷基苯酚3、納米氮化鈦3、納米三氧化二鋁3、納米氟化鈣2、PEG6000 0.01、無水乙醇13。

所述一種添加氮化鈦氧化鋁氟化鈣自潤滑粉體的半合成金屬切削乳化液，由以下具體步驟制成：

（1）將十二酸二乙醇酰胺、硼酸混合均勻，加入對(duì)甲苯磺酸以及總量1.5倍量的石油醚，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，加熱至120℃，攪拌反應(yīng)5小時(shí)后結(jié)束反應(yīng)，將反應(yīng)產(chǎn)物降溫至90℃進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，蒸發(fā)掉石油醚后得到十二酸二乙醇酰胺硼酸酯；

（2）將植酸溶于5倍量的去離子水中，攪拌均勻后放入溶于10倍量無水乙醇的甲基三乙氧基硅烷，水浴加熱至75℃，以300轉(zhuǎn)/分的速度攪拌2.5小時(shí)，得到植酸硅烷雜化溶膠，在800轉(zhuǎn)/分的速度攪拌下加入溴酸鈉，繼續(xù)攪拌10分鐘后得到溴酸鈉摻雜的植酸硅烷溶膠；

（3）將納米氮化鈦、納米三氧化二鋁、納米氟化鈣混合加入PEG6000以及無水乙醇，攪拌充分后超聲分散20分鐘后送入球墨罐中球磨24小時(shí)，球磨結(jié)束后，把料漿在電熱真空干燥箱中80℃溫度下干燥充分得到混合粉料，最后將混合粉末在1500℃下燒結(jié)20分鐘，冷卻后取出，過200目篩；

（4）將步驟（1）得到的產(chǎn)物與多元醇酯混合均勻后加入總量1.8倍量的去離子水，攪拌均勻后加入步驟（2）步驟（3）得到的產(chǎn)物，以400轉(zhuǎn)/分的速度攪拌10分鐘后加入其余剩余成分，繼續(xù)攪拌10分鐘后即得。

將本實(shí)施例產(chǎn)品進(jìn)行防銹試驗(yàn)(35±2)℃，鑄鐵單片大于48小時(shí)，鑄鐵疊片大于24小時(shí)；腐蝕試驗(yàn)(55±2)℃，鑄鐵大于24小時(shí)，紫銅大于12小時(shí)；對(duì)機(jī)床油漆適應(yīng)性：不起泡、不開裂、不發(fā)粘，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。