[發(fā)明專利]一種表面修飾的納米羥基硅酸鹽與硼化物原位合成的抗磨自修復(fù)材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810174266.6
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108424807B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任朋成
• 申請（專利權(quán)）人: 煙臺華恒節(jié)能科技有限公司
• 主分類號: C10M159/12
• 分類號: C10M159/12;C10M169/04;C10N30/06
• 代理公司: 煙臺上禾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 37234
• 代理人: 劉志毅

本發(fā)明涉及一種表面修飾的納米羥基硅酸鹽與硼化物原位合成的抗磨自修復(fù)材料及其制備方法。本發(fā)明將納米硅酸鹽與硼化物原位復(fù)合形成硬、軟相結(jié)合的復(fù)合微粒，以發(fā)揮二者的性能優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，使得材料具有抗磨減磨、磨損自修復(fù)的雙重功能，發(fā)揮了不同類型的納米材料協(xié)調(diào)效應(yīng)和性能的優(yōu)勢互補(bǔ)機(jī)制。本發(fā)明制備的抗磨自修復(fù)材料可以實(shí)現(xiàn)“極壓抗磨成倍數(shù)增長”性能的突破，突破了極壓情況下“金屬摩擦零磨損”，實(shí)現(xiàn)了極壓情況下真正的超潤滑，材料中不含腐蝕性的有機(jī)硫磷化合物，不但抗磨性能提高，減磨節(jié)能性能也得到了提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗磨自修復(fù)材料，尤其涉及一種表面修飾的納米羥基硅酸鹽與硼化物原位合成的抗磨自修復(fù)材料及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

潤滑油被稱為工業(yè)的血液，潤滑技術(shù)是機(jī)械系統(tǒng)最有效的抗磨減摩措施，提高潤滑油的性能、發(fā)展環(huán)境友好的新型潤滑添加劑是解決潤滑油產(chǎn)業(yè)消費(fèi)日益劇增和保護(hù)環(huán)境的必然需求。進(jìn)入21世紀(jì)，伴隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)械設(shè)備向著大功率小型化、自動化、高精度、增大功率、提高效率、增加可靠性的方向不斷發(fā)展，摩擦部件設(shè)計更為復(fù)雜、承受更大的載荷、更高的溫度和更惡劣的環(huán)境，人們對潤滑產(chǎn)品的性能提出更高要求。

納米材料被譽(yù)為“21世紀(jì)最有前途的材料”，納米材料在改造傳統(tǒng)材料功能方面具有獨(dú)特的性能，蘊(yùn)含著巨大潛力，也推動著先進(jìn)潤滑技術(shù)的發(fā)展。納米材料為添加改性劑的潤滑油體系的抗磨、減摩及在線自修復(fù)作為摩擦、潤滑技術(shù)的發(fā)展方向之一，也是摩擦學(xué)學(xué)科創(chuàng)新型前沿研究內(nèi)容之一，具有深刻的理論意義和廣闊的應(yīng)用前景。納米材料作為特種潤滑油添加劑，不同于傳統(tǒng)添加劑具有優(yōu)異的抗磨、減磨性能，但是具有高表面活性能和化學(xué)活性的納米微粒是非油溶性材料，在潤滑油中容易沉淀分層團(tuán)聚，進(jìn)而影響其抗磨功能，而且高活性的納米材料極易被空氣氧化失去納米材料的功能。這些弊端限制了納米材料在潤滑油中的應(yīng)用，因此提高納米材料在潤滑油中的分散性、穩(wěn)定性、和抗氧化性，是我們急需解決的問題。

在邊界潤滑條件下，減少部件之間的摩擦磨損，防止燒結(jié)從而提高機(jī)械效率、減少能源消耗、延長機(jī)械使用壽命，市場上一般采用極壓抗磨添加劑。常用的極壓抗磨添加劑有:含氯極壓抗磨劑、含硫極壓抗磨劑、含磷極壓抗磨劑、硼酸鹽極壓抗磨劑和有機(jī)金屬鹽極壓抗磨劑等。但是此類極壓抗磨劑一般都是含有硫磷的物質(zhì)，在有水分的情況下容易形成酸性物質(zhì)，造成腐蝕機(jī)械設(shè)備。因此隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展，納米顆粒作為潤滑極壓抗磨劑的研究報道也逐漸增多，并已形成新的研究熱點(diǎn)。

極壓抗磨性能是潤滑技術(shù)突破的單元技術(shù)核心，這將是潤滑節(jié)能技術(shù)的一次革命。目前市場上的極壓抗磨添加劑大部分是含有硫磷的有機(jī)化合物，例如：應(yīng)用在工業(yè)齒輪油中的硫化異丁烯T321、二烷基二硫代磷酸鋅鹽ZDDP等大部分都含有活性的硫磷元素，這種活性硫磷化合物在接觸了水分后會產(chǎn)生酸性物質(zhì)：硫酸或磷酸，對金屬摩擦面會產(chǎn)生腐蝕作用。現(xiàn)在市場中逐漸淘汰了這類有機(jī)硫磷的極壓抗磨劑。因此，研究合成一種對環(huán)境友好和對金屬摩擦面沒有腐蝕的無機(jī)納米抗磨材料是市場需求的大勢所趨。

摩擦領(lǐng)域的納米潤滑技術(shù)是化學(xué)、材料和摩擦學(xué)等交叉學(xué)科的研究熱點(diǎn)。很多研究結(jié)果顯示：多種性質(zhì)、結(jié)構(gòu)的潤滑組分通過在納米尺度下的分子設(shè)計，比體相單一物質(zhì)具有更高的化學(xué)活性，表現(xiàn)出更強(qiáng)的摩擦性能協(xié)同效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種表面修飾的納米羥基硅酸鹽與硼化物原位合成的抗磨自修復(fù)材料及其制備方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種表面修飾的納米羥基硅酸鹽與硼化物原位合成的抗磨自修復(fù)材料，其組分按重量份數(shù)計包括：表面修飾的納米羥基硅酸鹽3-7份、表面修飾的硼化物3-7份、表面活性劑10-20份、基礎(chǔ)油12-60份、功能助劑3-5份、分散助劑8-20份和懸浮分散耦合劑5-20份。

進(jìn)一步，所述的納米羥基硅酸鹽為納米羥基硅酸鋁、納米羥基硅酸鎂或納米羥基硅酸銅中的一種或兩種混合。

進(jìn)一步，所述的硼化物為硼酸稀土化合物或硼酸過渡金屬化合物。