[發明專利]一種耐磨劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201610127481.1
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN107164019A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 錢林
• 申請（專利權）人: 上海冪融新材料科技有限公司
• 主分類號: C10M141/12
• 分類號: C10M141/12;C10N30/06
• 代理公司: 上海弼興律師事務所31283
• 代理人: 薛琦,尹若元

技術領域

本發明涉及一種耐磨劑及其制備方法。

背景技術

耐磨、減摩、抗磨是機械動力領域一個永恒的話題，摩擦損耗越低，機械動力就越強，產品效益也會大大增加。目前世界上解決金屬的磨損失效問題主要采用三種技術途徑，即抗磨技術、減磨技術和修復技術。其中磨損修復技術是人們對已經發生磨損的金屬部件，采用多種技術途徑進行修復，使部件的尺寸恢復到磨損前的狀態：傳統的磨損修復技術途徑包括涂鍍層技術(對輕微磨損的金屬部件復)、補焊、堆焊、脈沖、鑲嵌等局部補償后再加工的修復技術(對一些嚴重磨損的部件)等。但傳統的磨損修復技術是一種“事后”的修補技術，并不能解決部件磨損失效所帶來的各種問題，且修補本身也受到技術可行性和成本等多種因素的制約。在金屬摩擦磨損表面形成耐磨修復層是一種有效技術途徑，但必須具備一定覆蓋厚度才能起到修復作用，一般金屬部件磨損量都會超過微米級甚至毫米級，如活塞、曲軸、軸承、齒輪的摩擦副等，如出現摩擦副擦傷、劃痕則更難修復。但現有技術中報道的耐磨劑在金屬摩擦表面僅能形成5微米以下的耐磨層，這對大部分摩擦磨損金屬表面的修復作用有限；而且現有的耐磨劑也很少能夠適用于高速、高壓和高負荷等工作環境。

納米材料由于其具有優異的物理化學性質，在材料領域中有著廣泛的應用，而且近年來石墨烯的研究引起了越來越多人的興趣，其由于在納米尺度也展現出很好的物理化學性質，有很好的應用前景。但由于含有納米粒子的體系在穩定性、分散性等方面有待解決，因此亟需開發出一種既能在金屬摩擦表面形成更高厚度的耐磨層、又有很好的分散穩定性的耐磨劑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于克服現有的耐磨劑在金屬摩擦磨損的表面形成的耐磨層的厚度低、不適用于高溫高壓的缺陷，提供了一種耐磨劑及其制備方法。本發明的耐磨劑可以在金屬摩擦磨損的表面形成15微米厚度以上的耐磨層，且與原鐵基表面的結合良好，耐磨層不易脫落；而且形成的磨斑直徑較小，具有較高的承載能力和燒結負荷，說明含有該耐磨劑的潤滑油脂極壓性能較好，可以起到有效的抗磨減磨作用。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的：

本發明提供了一種耐磨劑，其原料包括下述重量份的組分：硅酸鹽礦物100份、納米二氧化硅5～15份、氧化石墨烯0.1～1份、硅烷偶聯劑10～20份、樹脂25～45份。

其中，所述的硅酸鹽礦物較佳地為蛇紋石、滑石、海泡石和陽起石中的一種或多種，更佳地為蛇紋石與陽起石的混合物，最佳地為蛇紋石與陽起石按質量比為(1～4)：1的混合物。所述的蛇紋石的主要成分的化學式為Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈，所述的滑石的主要成分的化學式為Mg₃(Si₄O₁₀)(OH)₂，所述的海泡石的主要成分的化學式為Mg₈Si₁₂O₃₀(OH)₄(OH₂)₄·8H₂O，所述的陽起石的主要成分的化學式為Ca₂(Mg,Fe)₅Si₈O₂₂(OH)₂。

其中，所述的納米二氧化硅的粒徑較佳地為50～100nm，更佳地為70～80nm。

其中，所述的氧化石墨烯可為本領域常規方法制得的氧化石墨烯，較佳地通過下述步驟制得：①預氧化：將石墨、濃硫酸和硝酸倒入水中，過濾，烘干；重復上述預氧化過程2～3次，得到預氧化石墨；②熱膨脹：將步驟①的預氧化石墨在400～900℃條件下熱膨脹10～30s，得到熱膨脹氧化石墨；③將步驟②的熱膨脹氧化石墨與濃硫酸、K₂S₂O₈和五氧化二磷的混合物在80～90℃條件下加熱，加入水過濾洗滌，干燥，得到預氧化熱膨脹石墨；④將步驟③的預氧化熱膨脹石墨與濃硫酸在0～5℃條件下混合，加入高錳酸鉀，反應，再加入雙氧水，靜置，離心，即得氧化石墨烯。

其中，所述的硅烷偶聯劑可為本領域常規使用的各種硅烷偶聯劑，較佳地為3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。