[發明專利]一種含納米金剛石的水基潤滑液及其制備方法

無效

• 申請號: 201310051031.5
• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103131528A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 浣石;柯剛;譚湘倩
• 申請（專利權）人: 浣石
• 主分類號: C10M173/02
• 分類號: C10M173/02;C10M125/02;C10M177/00
• 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及其制備方法，特別是涉及一種含納米金剛石的水基潤滑液及其制備方法，屬于潤滑領域。

背景技術

產品在能源問題日益嚴峻的今天，全世界每年因各種形式的摩擦而被消耗的能源約占其總量的1/3；同時，大約80%的機械零件因潤滑不當而過度磨損，甚至導致整套設備報廢（華麗.納米金剛石的開發與應用概述[J].金剛石與磨料磨具工程，2006，3:78.）。美、英、日、德等工業發達國家的調查說明，摩擦磨損所造成的經濟損失約占其國民生產總值（GDP）的1%（王光祖，張運生,郭留希，等.納米金剛石的應用[J].金剛石與磨料磨具工程，2003，4:42.）。按2006年我國國民總收入估算，如果充分發揮摩擦學的作用，全國工礦企業每年的節約潛能為近3000億元（根據中國機械工程學會摩擦學分會1986年公布的《全國摩擦學工業應用調查報告》，按國民總收入的1.4%估算）。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，是摩擦化學節能潤滑技術的核心。目前在歐洲、美國和日本，含氯和硫等物質的潤滑添加劑已被禁止，取而代之的是更加環保的極壓添加劑。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的應用。本發明利用經表面化學修飾，能在水基潤滑介質中的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3~6%的改性納米金剛石極壓潤滑劑，以及97~94%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、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。

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3~6：94~97混合組成。

所述復合功能添加劑包括L61、氯化鋅、三乙醇胺、十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮。

其中L61為BASF公司銷售的產品型號；

其中三乙醇胺、十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮均為市售產品。

所述L61、氯化鋅、三乙醇胺、十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉、聚醚改性聚二甲基硅氧烷、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮的質量分別占水基潤滑液總質量的1.5%、2%、2.5%、4.5%、5%、0.06%、0.02%。

本發明的第二個目的一種含納米金剛石的水基潤滑液的制備方法包括以下步驟：

（1）將氯化鋅、十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉在60℃的水中以100轉/分鐘的速度攪拌2h，形成均一水溶液，其中氯化鋅的質量占水基潤滑液總質量的2%，十八烷基聚氧乙烯醚磷酸酯鈉占水基潤滑液總質量的4.5%，水占水基潤滑液總質量的78.42~81.42%；

（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，45℃的溫度條件以200轉/分鐘的速度攪拌3h，形成均一溶液，其中聚醚改性聚二甲基硅氧烷的質量占水基潤滑液總質量的5%；