一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于机械用油技术领域，特别涉及一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油及其制备方法和应用：将基础油、乳化稳定剂、四氢化萘改性的石墨粉、防锈剂、缓蚀剂、抗硬水剂混合充分，加水配制成乳化液，再将金属工件浸没于该乳化液中进行切削操作，促进了石墨材料向切削过程中温度较高的工件及刀具表面移动并附着，提高了乳化体系中石墨材料的利用率。

Graphene based high efficiency lubricating antirust emulsified oil and preparation method and application thereof

The invention belongs to the technical field of mechanical oils, in particular relates to a high-efficiency lubricating anti-rust emulsified oil based on graphene and its preparation method and application: the base oil, emulsifying stabilizer, tetrahydronaphthalene modified graphite powder, antirust agent, corrosion inhibitor and anti-hard water agent are fully mixed, and the emulsified oil is prepared by adding water, and then the metal worker is prepared. The workpiece immersed in the emulsion for cutting operation promotes the graphite material to move and attach to the workpiece and tool surface with higher temperature in the cutting process, and improves the utilization ratio of graphite material in the emulsified system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油及其制备方法和应用
本专利技术属于机械用油
，特别涉及一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油及其制备方法和应用。
技术介绍
防锈油在金属加工中是必不可少的，一般要求防锈油具备清洁、冷却、防锈、润滑的性能。随着乳化技术的发展，将纯油相的防锈油中加水配制成乳化防锈液已经是行业内的发展趋势，相比于纯的油品，乳化防锈液具有更为优异的冷却、清洁性能，且成本更低、污染更少，符合可持续发展的要求，但是润滑性会变差，从而使用范围受到限制。石墨是一种近年来研究较多的无机非金属纳米材料，它具有优良的导电、导热、自润滑性和化学稳定性，因而在润滑领域得到高度重视。但当石墨材料作为防锈油/液的润滑添加剂使用时，一般都是悬浮、分散于整个乳化体系中，而实际发生切削加工的界面的面积却十分有限，这就导致了乳化体系中有相当一部分石墨材料始终远离切削界面而发挥不了润滑作用，石墨的利用率较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：石墨材料作为防锈油/液的润滑添加剂使用时，利用率较低，未解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，按重量份数计算，包括如下组分：其中，基础油为N7号机械油、N10号机械油、N15号机械油中的一种或几种的组合，乳化稳定剂为油酸三乙醇胺、十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、OP-10、吐温-65、吐温-85中的一种或几种的组合，改性石墨粉为1-氨基-5，6，7，8-四氢化萘(结构式如下)接枝的石墨粉，具体制备工艺为，将氧化石墨充分分散于有机溶剂中，再向其中加入1-氨基-5，6，7，8-四氢化萘并充分混合，然后于加热条件下充分搅拌反应，趁热过滤，滤饼经洗涤、烘干后得到改性石墨粉，氧化石墨通过Hummers法制备，1-氨基-5，6，7，8-四氢化萘上的氨基通过与氧化石墨上的羧基反应生成酰胺键、与氧化石墨上的环氧基发生加成反应，从而将1-氨基-5，6，7，8-四氢化萘接枝到石墨上，防锈剂为葡萄糖酸钠或三乙醇胺，缓蚀剂为苯并三氮唑或磷酸酯，抗硬水剂为乙二胺四乙酸四钠或羟乙基乙二胺三乙酸钠；本专利技术还提供了一种上述基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油的制备方法：于常温(25℃)下将各组分混合充分即可；本专利技术还提供了一种上述基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油的应用：向乳化油中加水配制成乳化油质量含量为5％～15％的乳化液，再将金属工件浸没于该乳化液中，对金属工件进行切削操作。本专利技术通过将四氢化萘结构接枝于石墨材料表面，赋予了石墨材料向切削过程中温度较高的工件及刀具表面移动的趋势，并且能较为稳定地附着于工件及刀具的表面，从而使乳化体系中更多的具有润滑功效的石墨材料能够作用于切削界面。具体实施方式实施例1改性石墨粉的制备：将通过Hummers法制备的氧化石墨20g加入25L乙醇中，超声分散100分钟后，再向其中加入氨基取代的四氢化萘(结构式如下)54.5g并超声分散45分钟，然后将所得的混合物于搅拌状态下加热至80℃并反应48小时，趁热过滤，滤饼经乙醇充分洗涤，于70℃下干燥8小时后得到改性石墨粉。一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，按重量份数计算由如下组分构成：于常温(25℃)下将以上各组分混合充分后得到防锈乳化油；向该防锈乳化油中加水配制成该防锈乳化油质量含量为10％的防锈乳化液。对比实施例1未对氧化石墨进行接枝改性，防锈乳化油、防锈乳化液的其他组分及相关操作均同实施例1：一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，按重量份数计算由如下组分构成：于常温(25℃)下将以上各组分混合充分后得到防锈乳化油；向该防锈乳化油中加水配制成该防锈乳化油质量含量为10％的防锈乳化液。对比实施例2对石墨粉进行改性时，采用同摩尔数的“带氨基的硅烷偶联剂KH-550”代替实施例1中的“氨基取代的四氢化萘”，防锈乳化油、防锈乳化液的其他组分及相关操作均同实施例1：改性石墨粉的制备：将通过Hummers法制备的氧化石墨20g加入25L乙醇中，超声分散100分钟后，再向其中加入82g的KH-550并超声分散充分，然后将所得的混合物于搅拌状态下加热至80℃并反应充分，趁热过滤，滤饼经乙醇充分洗涤，于70℃下干燥8小时后得到改性石墨粉；一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，按重量份数计算由如下组分构成：于常温(25℃)下将以上各组分混合充分后得到防锈乳化油；向该防锈乳化油中加水配制成该防锈乳化油质量含量为10％的防锈乳化液。对比实施例3对石墨粉进行改性时，采用同摩尔数的“1-氨基萘-d7”代替实施例1中的“氨基取代的四氢化萘”，防锈乳化油、防锈乳化液的其他组分及相关操作均同实施例1：改性石墨粉的制备：将通过Hummers法制备的氧化石墨20g加入25L乙醇中，超声分散100分钟后，再向其中加入53g的1-氨基萘-d7并超声分散充分，然后将所得的混合物于搅拌状态下加热至80℃并反应充分，趁热过滤，滤饼经乙醇充分洗涤，于70℃下干燥8小时后得到改性石墨粉；一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，按重量份数计算由如下组分构成：于常温(25℃)下将以上各组分混合充分后得到防锈乳化油；向该防锈乳化油中加水配制成该防锈乳化油质量含量为10％的防锈乳化液。对比实施例4对石墨粉进行改性时，采用同摩尔数的“(R)-2-氨基-7-羟基四氢化萘”(结构式如下)代替实施例1中的“氨基取代的四氢化萘”，防锈乳化油、防锈乳化液的其他组分及相关操作均同实施例1：改性石墨粉的制备：将通过Hummers法制备的氧化石墨20g加入25L乙醇中，超声分散100分钟后，再向其中加入60g的(R)-2-氨基-7-羟基四氢化萘并超声分散充分，然后将所得的混合物于搅拌状态下加热至80℃并反应充分，趁热过滤，滤饼经乙醇充分洗涤，于70℃下干燥8小时后得到改性石墨粉；一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，按重量份数计算由如下组分构成：于常温(25℃)下将以上各组分混合充分后得到防锈乳化油；向该防锈乳化油中加水配制成该防锈乳化油质量含量为10％的防锈乳化液。将材质、规格均相同的铁制工件分别浸没于上述实施例1、对比实施例1、对比实施例2、对比实施例3、对比实施例4中加水配成的乳化液中(各乳化液均为新配制的，且用量相等、均为过量，乳化液起初的温度均为25℃)，对浸没于各乳化液中的工件进行磨削加工，加工操作及参数相同，磨削加工进行到30分钟时，于各个乳化体系中距离刀具与工件不远的位置分别取乳化液(取样位置相同，取样的量相同)进行成分检测，结果发现：所取实施例1的乳化液样品中石墨粉含量仅为对比实施例1的31％、为对比实施例2的24％、为对比实施例3的27％、为对比实施例4的25％，此时将被加工工件从乳化液中移出，发现于实施例1乳化液中取出的工件表面相比于各对比实施例均出现了明显的一层润滑状物质，经检测分析，该物质在成分上主要为石墨，含有少许铁粉切屑，可回收其中的石墨再使用；打磨区域的光洁度也更高，可见相比于各对比实施例，实施例1在磨削过程中，石墨粉似乎存在向工件表面主动迁移并附着的趋势，而在实际生产中分别采用实施例1、各对比实施例中的乳化液作为加工介质，磨削操作相同的基础上，在实施例1乳化液中进行磨削的刀具使用寿命为对比实施例1的乳化液中工作刀具的3.2倍、为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，其特征在于：所述的防锈乳化油按重量份数计算，包括如下组分，

【技术特征摘要】
1.一种基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，其特征在于：所述的防锈乳化油按重量份数计算，包括如下组分，其中，所述的改性石墨粉为表面接枝有四氢化萘的石墨粉。2.如权利要求1所述的基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，其特征在于：所述的改性石墨粉的制备方法为，将氧化石墨充分分散于有机溶剂中，再向其中加入带氨基的四氢化萘并充分混合，然后于加热条件下充分搅拌反应，趁热过滤，滤饼经洗涤、烘干后得到改性石墨粉。3.如权利要求2所述的基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，其特征在于：所述的带氨基的四氢化萘的结构式为4.如权利要求1所述的基于石墨烯的高效润滑型防锈乳化油，其特征在于：所述的乳化稳定剂为油酸三乙醇胺、十二烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、OP-10、吐温-65、吐温-85中的一种或几种的组合。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶洪南，范本新，
申请(专利权)人：江苏捷达油品有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32