[發明專利]一種磁流變潤滑脂的制備方法

在審

• 申請號: 201410810168.9
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104479814A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 文昊;史永剛;胡志德;李子存;晏華;樊國志;楊皛;龔海峰;蔣蘊軒
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍后勤工程學院
• 主分類號: C10M169/00
• 分類號: C10M169/00;C10M177/00;H01F1/44;C10N30/00;C10N50/10
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 文巍

技術領域

本發明涉及一種磁流變潤滑脂的制備方法。

背景技術

當前，磁流變技術已應用于機械系統，以控制震動或噪音。磁流變流體粘度通常比較低，為此磁流變設備必須使用精密部件、昂貴的密封、昂貴的軸承，這使得磁流變設備的使用成本大為增高，難以廣泛推廣使用，只能應用要求比較高的特定場合。因此，需要一種高稠度的磁流變液，以避免使用特殊設備使磁流變液能有效地保持在設備中。磁流變潤滑脂就是這么一種高稠度的磁流變液，它具有很好的抗磨、潤滑、抗氧化和密封性能等，并可通過外加磁場控制其流變學性能，從而改善設備的機械性能。

傳統的磁流變潤滑脂的制備方法為在成品潤滑脂或基脂中直接加入磁性響應子均化的方法，如CN100437843C公開了“磁流變潤滑脂組合物”，CN1414075A公開了“穩定性磁流變潤滑脂及其制備方法”，獲得的磁流變潤滑脂稠度相對較低，流動性較好，但黏附能力弱，沉降穩定性差，磁性響應子易產生沉降，其最大離心沉降率高達28.9％，最終導致磁流變性失效。

發明內容

本發明提出一種磁流變潤滑脂制備新工藝，旨在保證流動性的基礎上，改善磁流變潤滑脂的沉降穩定性。

本發明的目的是通過以下措施實現的：

一種磁流變潤滑脂制備方法，其特征在于：將基礎油分為3份，第1份和第2份重量相同，第3份比第1份多50g；取第1份升溫至60℃，加入脂肪酸，繼續升溫至80℃～100℃，加入氫氧化鋰水溶液，皂化1～3h；升溫至120℃～130℃，保持該溫度脫水30min；第2份基礎油和磁應變粒子混合后加入，升溫至最高煉制溫度190℃～220℃，保溫5min～7min；直接加入第3份基礎油，冷卻后研磨制得。在高溫膨化過程中磁性響應子與稠化劑(脂肪酸鋰)充分混合和在液相中得到很好分散，從而稠度較大，黏附能力和沉降穩定性較好。

上述脂肪酸為硬脂酸、油酸、合成脂肪酸或十二羥基硬脂酸中的一種或多種。

為了改善磁流變潤滑脂的滴點、熱硬化傾向及分油等性能，在冷卻階段還可以加入復合劑，如硼酸、己二酸和癸二酸等。

優選地，上述皂化時間為1.5h～2h，反應物充分接觸，制得的磁流變潤滑脂的稠度越來越大，滴點也隨之升高，沉降穩定性也較好。同時，能耗低，降低成本。

優選地，上述最高煉制溫度達到190℃，保持5min，油皂混合物達到熔融狀態，此時皂纖維處于熔融狀態，熔融狀態下油、皂、磁性響應子形成并保持溶膠狀態，制備的磁流變潤滑脂的錐入度較小、滴點較高、沉降穩定性較好。同時防止基礎油蒸發損失增大，氧化程度增加。

優選地，上述冷卻采用水浴冷卻，生成的皂纖維較長，稠化能力相對較強，包裹吸附羰基鐵粉的能力較強，錐入度較小，沉降穩定性較好。

無論在零場還是有場條件下，磁流變潤滑脂的流動現象與塑性型非賓漢流體相似，且其表觀粘度η都隨剪切速率γ的增大而減小，剪切應力τ都隨剪切速率γ的增大而增大。最高煉制溫度對磁流變潤滑脂的流變性質影響相對較小。在剪切速率γ較大時，加料時機和冷卻方式對磁流變潤滑脂的流變性能影響較大。冷卻過程加入羰基鐵粉和快冷方式的樣品在有場、高剪切條件下易出現分油脂現象，它們的剪切應力τ_M會突然下降，然后緩慢恢復。而皂化過程或稀釋過程加入磁性響應子和慢冷方式的樣品則表現良好。經分析出現該特殊現象的原因是：快速冷卻和冷卻時加入羰基鐵粉的方式影響皂纖維的生長，皂纖維包覆磁性響應子的能力較弱，在有場、高剪切條件下，磁性響應子由于受到的磁場力和剪切離心力大于皂纖維吸附力，而被分離出來。

上述基礎油可以是礦物油、鏈烷烴油、環烷烴油或合成烴油等常用潤滑脂基礎油；基礎油可以是這些基礎油的任意混合物。優選的基礎油是非揮發性非極性的，而且不含任何大量的水。本發明的基礎油通常的含量為約20％～約80％，優選為約45％～75％。增稠劑可以是沉淀二氧化硅、氣相法白碳黑、聚脲、有機粘土、金屬皂或金屬皂絡合物等。這些東西能夠在市場上買到或是采用本領域眾所周知的方法制備。稠化劑的含量一般是7％～15％，磁響應粒子的含量約5％～50％，優選為15％～35％。

本發明的磁響應粒子通常是金屬粉的形式，其可用本領域普通技術人員熟知的方法制備。制備金屬粉典型的方法包括水霧化法、金屬氧化物還原法、研磨或磨擦、電解質沉積、金屬羰基分解、迅速固化或熔煉法。粒子可以是球形或球形的變化例如不規則成型的粒子或橢圓體粒子。采用對磁響應粒子的改性方法也能起到降低沉降的作用。