[發明專利]一種復合潤滑組合物及潤滑材料

有效

• 申請號: 202010872865.2
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111909754B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 李克;袁成清
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C10M141/06
• 分類號: C10M141/06;C10N30/06
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 黎健任

本發明提供了一種復合潤滑組合物及潤滑材料，所述復合潤滑組合物的組分為棒狀分子結構的液晶分子和β?二酮，所述β?二酮的結構式如（1）所示，式（1）中，R₁為C_mH_2m+1、C_mH_2mOCH₃或C_mH_2m+1COOCH₃，R₂為C_nH_2n+1、C_nH_2nOCH₃或C_nH_2n+1COOCH₃，其中，m、n為正整數。本發明的技術方案利用了棒狀分子結構的液晶分子與β?二酮的分子特性，兩者混合發生協同作用；用于鋼鐵表面進行潤滑時，在沒有剪切的情況下，兩者混合的組合物粘度高，承載能力好；在剪切的條件下，棒狀的液晶分子和β?二酮均沿水平方向排列，降低了粘度和剪切阻力，可以在更寬的工況范圍下實現超滑。

技術領域

本發明屬于潤滑材料技術領域，尤其涉及一種復合潤滑組合物及潤滑材料。

背景技術

液晶潤滑劑是一種新型潤滑材料，它可以通過分子取向同時具備高承載能力和低剪切阻力，從而實現可控的流變與摩擦學性能。一般而言，液晶材料的分子取向可以通過兩種實現方式。一是通過外加電場或磁場，引起液晶分子的有序排列，但是這種方式當用于非帶電或帶磁的環境中，液晶分子將失去這一特性。另一種方式是預先對摩擦副表面使用表面活性劑，作為取向層來誘導液晶分子的取向，但是因為在摩擦過程中磨損一般不可避免，而表面活性劑層會隨著摩擦運動時間的增長而逐漸損壞，最終也會導致液晶取向能力的消失，從而不具有潤滑效果。另外，現有研究具有棒狀形態的非液晶結構的分子，其在表面形成化學吸附層的條件下具有一定的取向能力，但是因為分子間作用力不夠強，所形成的分子取向只能維持在幾個分子層，所以無法像真正的液晶分子一樣形成長程有序的結構，因此其承載能力有限，能實現超滑工況的范圍較窄。

發明內容

針對以上技術問題，本發明公開了一種復合潤滑組合物及潤滑材料，可以在更寬的工況范圍下實現超滑的效果。

對此，本發明采用的技術方案為：

一種復合潤滑組合物，其特征在于：其包括棒狀分子結構的液晶分子和β-二酮，所述β-二酮的結構式如下所示：

式(1)中，R₁為C_mH_2m+1、C_mH_2mOCH₃或C_mH_2m+1COOCH₃，R₂為C_nH_2n+1、C_nH_2nOCH₃或C_nH_2n+1COOCH₃，其中，m、n為正整數。

采用此技術方案，將棒狀分子結構的液晶分子與β-二酮混合用于潤滑，在沒有剪切的情況下，β-二酮可以在鋼表面通過摩擦化學反應形成化學吸附、降低鋼的表面能；根據液晶取向的FCK原則，液晶分子可以在此表面形成垂直取向，從而提高粘度和承載能力。然而在高剪切的情況下，棒狀的液晶分子和β-二酮都可以沿水平方向排列，從而降低粘度和剪切阻力。使用該組合物進行潤滑時，液晶分子不需外加電、磁場和表面活性劑即可形成分子取向，β-二酮所形成的化學吸附層在磨損掉后可以及時通過摩擦化學反應在表面即時生成。而對比純的β-二酮，液晶分子間的相互作用更強，可以形成更規整和傳遞距離更遠的分子取向，在重載、低速下的成膜能力更強。因此，此協同作用可以使復合油具有比兩者均強的潤滑性能。

作為本發明的進一步改進，所述m、n滿足：0m8，0n8，且3m+n10。