本發明涉及金屬加工助劑技術領域，尤其涉及一種添加碳化硅納米流體的冷卻效果優異的水性半合成切削液。
背景技術：
隨著現代機加工向高速、精密方向的快速發展，要求金屬加工切削液具有更加優良的潤滑、冷卻、清洗和防銹功能，以便獲得理想的加工表面。另外，隨著人們環保意識的增強，對切削液環保性能也提出了更高的要求。傳統的礦物潤滑油的潤滑、防銹性能優越，但冷卻、清洗性能差，且對環境有影響；而傳統的乳化液和水基切削液的冷卻、清洗性能優良，且對環境影響小，但潤滑、防銹性能較差。因此，研制一種既具有油性切削液優異的潤滑和防銹性能，同時又具有水基切削液優異的冷卻和清洗性能的環保型切削液具有重要的實際意義。
《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油，為了增強環保性能，需要采用潤滑性、水解穩定、可生物降解的基礎油作為礦物油的替代，而且為了進一步滿足金屬加工助劑的發展，需要對產品的防腐蝕性能以及其他附加性能進行進一步增強，使其發展為集防腐、潤滑、清洗、冷卻為一體的金屬加工切削液。
技術實現要素：
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種添加碳化硅納米流體的冷卻效果優異的水性半合成切削液。
本發明是通過以下技術方案實現的：
一種添加碳化硅納米流體的冷卻效果優異的水性半合成切削液，由下列重量份的原料制備制成：蓖麻油聚氧乙烯脂肪酸酯30-34、多元醇酯50-54、十二酸二乙醇酰胺18-19、硼酸3-3.3、對甲苯磺酸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、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸3-4、烷基苯磺酸鈉5-6、納米碳化硅4-5、乙二醇6-7、硼砂2-3、分散劑NNO0.3-0.4、甘油3-4。
所述一種添加碳化硅納米流體的冷卻效果優異的水性半合成切削液，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，加入對甲苯磺酸以及總量1.5-2倍量的石油醚，通入氮氣保護，加熱至120-125℃，攪拌反應5-6小時后結束反應，將反應產物降溫至90-110℃進行旋轉蒸發，蒸發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/分的速度攪拌2.5-3小時，得到植酸硅烷雜化溶膠，在800-1000轉/分的速度攪拌下加入溴酸鈉，繼續攪拌10-15分鐘后得到溴酸鈉摻雜的植酸硅烷溶膠；
（3）將乙二醇與等量的去離子水混合，加入甘油，攪拌混合均勻后加入納米碳化硅、硼砂，混合分散均勻后加入分散劑NNO，然后放入球磨機中，球磨50-60分鐘后得到碳化硅納米流體；
（4）將步驟（1）得到的產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）得到的產物，以400-500轉/分的速度攪拌10-15分鐘后加入其余剩余成分，繼續攪拌10-12分鐘后即得。
本發明的優點是：本發明通過十二酸二乙醇酰胺與硼酸等成分進行反應生成十二酸二乙醇酰胺硼酸酯，添加到產品的制備中，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行脫水縮合反應，將多個植酸分子聚集在一起形成了這個連續多孔的三維結構，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膜，具有良好的抗磨、緩蝕的效果。
本發明通過科學合理的成分配比制得碳化硅納米流體添加到產品的制備中，碳化硅配合乙二醇、硼砂、甘油等成分，協同作用增強了產品的散熱、冷卻功效；本發明產品冷卻性能極佳，可以有效保護切割機器以及刀具，而且潤滑性能好，不會損傷金屬表面，而且能夠在金屬表面形成一層保護膜，起到良好的緩蝕效果，易稀釋、易清洗、容易降解、對環境友好、耐久性長。
具體實施方式
一種添加碳化硅納米流體的冷卻效果優異的水性半合成切削液，由下列重量份（公斤）的原料制備制成：蓖麻油聚氧乙烯脂肪酸酯30、多元醇酯50、十二酸二乙醇酰胺18、硼酸3、對甲苯磺酸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、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸3、烷基苯磺酸鈉5、納米碳化硅4、乙二醇6、硼砂2、分散劑NNO0.3、甘油3。
所述一種添加碳化硅納米流體的冷卻效果優異的水性半合成切削液，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，加入對甲苯磺酸以及總量1.5倍量的石油醚，通入氮氣保護，加熱至120℃，攪拌反應5小時后結束反應，將反應產物降溫至90℃進行旋轉蒸發，蒸發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/分的速度攪拌2.5小時，得到植酸硅烷雜化溶膠，在800轉/分的速度攪拌下加入溴酸鈉，繼續攪拌10分鐘后得到溴酸鈉摻雜的植酸硅烷溶膠；
（3）將乙二醇與等量的去離子水混合，加入甘油，攪拌混合均勻后加入納米碳化硅、硼砂，混合分散均勻后加入分散劑NNO，然后放入球磨機中，球磨50分鐘后得到碳化硅納米流體；
（4）將步驟（1）得到的產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）得到的產物，以400轉/分的速度攪拌10分鐘后加入其余剩余成分，繼續攪拌10分鐘后即得。
將本實施例產品進行防銹試驗(35±2)℃，鑄鐵單片大于48小時，鑄鐵疊片大于24小時；腐蝕試驗(55±2)℃，鑄鐵大于24小時，紫銅大于12小時；對機床油漆適應性：不起泡、不開裂、不發粘，符合行業標準。