[發明專利]一種水基潤滑液及其制備方法

有效

• 申請號: 201310051004.8
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103160370A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 柯剛;浣石;譚湘倩;蔣國平
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: C10M173/02
• 分類號: C10M173/02;C10N40/22
• 代理公司: 廣州市越秀區海心聯合專利代理事務所(普通合伙) 44295
• 代理人: 馬麗麗

技術領域

本發明涉及一種水基潤滑液，特別是涉及一種含納米金剛石的水基潤滑液，以及該水基潤滑液的制備方法，屬于潤滑材料領域。

背景技術

產品近年來，由于能源和環境問題日益突出，水基潤滑已取代油基潤滑，成為潤滑應用領域的重要發展方向。水的比熱大，散熱效果比油好得多，可以減少高溫下的嚴重磨損；由于不含油，可以避免環境污染；以水代油，可以節約能源、降低成本，實現可持續發展。當前，水基潤滑液主要用于精密拋光、切削、冷軋等領域。據估計，2006年全球水基潤滑的市場規模在53億美元左右。水基潤滑液的精髓是極壓潤滑添加劑，它能有效地改善邊界潤滑和混合潤滑的潤滑特性。相對于油基潤滑而言，由于水基潤滑發展較晚，尤其是對極壓潤滑添加劑的化學結構和性能有很高要求。目前，國內精密拋光、冷軋、切削等方面所需的大量水基潤滑劑主要依賴進口，如美國的IRMCO牌。

納米金剛石兼具納米材料的量子尺寸效應、表面效應以及金剛石本身的高硬度、耐磨性，在潤滑和超精拋光等領域極具應用價值（鄒芹,王明智,王艷輝,金剛石與磨料磨具工程，2，54，2003；陳鵬萬，惲壽榕，黃風雷，等，超硬材料與工程，3，1-5，1997；徐康，薛群基，化學進展，9（2），201-208，1997）。但是由于納米金剛石比表面大，比表面能高，處于熱力學不穩定狀態，容易團聚形成塊狀聚集體而在水基潤滑介質中沉淀下來，從而喪失其作為納米粒子所具有的獨特功能，嚴重影響了納米金剛石在潤滑材料領域的應用。本發明采用經化學修飾、表面帶有活潑氨基、能在水基潤滑介質中穩定分散的改性納米金剛石，制備得到一種新型水基潤滑液產品。該水基潤滑液由5-8%的改性納米金剛石極壓潤滑劑，以及92-95%溶解有復合功能添加劑的水溶液組成，其極壓潤滑性能達到PD≥800kg和PB≥120kg，能滿足水基潤滑、拋光、切削等方面的應用要求。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種含納米金剛石的水基潤滑液產品。

本發明的第二個目的是提供上述水基潤滑液的制備方法。

本發明的第一個目的通過以下技術方案予以實現：

一種含納米金剛石的水基潤滑液，其特征在于：它是由改性納米金剛石，以及溶解有復合功能添加劑的水溶液，按質量比為5-8：95-92混合組成。

所述復合功能添加劑包括P103、三乙醇胺、氯化鋅、聚醚改性聚二甲基硅氧烷和十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉。

所述P103、三乙醇胺、氯化鋅、聚醚改性聚二甲基硅氧烷和十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉的質量分別為水基潤滑液總質量的1.8%、2.2%、1.5%、5%、5%。

所述P103為BASF公司銷售的產品型號。

所述三乙醇胺、氯化鋅、聚醚改性聚二甲基硅氧烷和十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉均為市售產品。

所述P103、三乙醇胺、氯化鋅、聚醚改性聚二甲基硅氧烷和十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉的質量分別為水基潤滑液總質量的1.8%、2.2%、1.5%、5%、5%。

本發明的第二個目的通過以下具體步驟予以實現：

一種含納米金剛石的水基潤滑液的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1）將氯化鋅、十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉在65℃的水中以200轉/分鐘的速度攪拌1h，形成均一水溶液，其中氯化鋅的質量為水基潤滑液總質量的1.5%，十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉的質量為5%，水的質量為76.5-79.5%；

2）將聚醚改性聚二甲基硅氧烷加入到步驟1）制備的水溶液中，50℃以200轉/分鐘的速度攪拌2.5h，形成均一溶液，其中聚醚改性聚二甲基硅氧烷的質量為水基潤滑液總質量的5%；

3）將三乙醇胺加入到步驟2）制備的水溶液中，45℃以200轉/分鐘的速度攪拌3h，形成均一溶液，其中三乙醇胺的質量為水基潤滑液總質量的2.2%；

4）將P103加入到步驟3）制備的水溶液中，55℃以200轉/分鐘的速度攪拌3.5h，形成均一溶液，其中P103的質量為水基潤滑液總質量的1.8%；

5）將改性納米金剛石加入到步驟4）制備的水溶液中，在40kHz、2000W的超聲儀中超聲2h后，在30℃下以200轉/分鐘的速度攪拌6h，即得到穩定的新型水基潤滑液，其中改性納米金剛石的質量為水基潤滑液總質量的5-8%。

上述步驟5中的改性納米金剛石通過以下步驟制得：

（1）對納米金剛石進行混酸氧化處理：取納米金剛石2150g，在體積比為1：1的濃硫酸和濃硝酸中超聲24h后，回流72h，離心，用流水洗凈后，干燥；