[發明專利]一種二硫化鉬/硫化鋅雜化潤滑添加劑的制備和應用

有效

• 申請號: 202110235708.5
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112899060B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 袁軍亞;張招柱;楊明明;王文靜;陳祖均;劉文輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C10M169/04
• 分類號: C10M169/04;C10M125/22;C01G9/08;C01G39/06;C08L79/08;C08K3/30;C10N30/06
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明公開一種二硫化鉬/硫化鋅（MoS₂/ZnS）雜化潤滑添加劑，是以Na₂MoO₄、CH₄N₂S、(CH₃COOH)₂Zn、(NH₂)₂CO和Na₂S作為前驅體，加入去離子水中攪拌均勻，所得混合溶液轉移至水熱釜中水熱反應而得。在MoS₂/ZnS雜化體結構中，ZnS納米顆粒被片狀MoS₂所包覆，可以充分發揮二者的協同增強作用。將其作為聚酰亞胺樹脂基體的潤滑添加劑，可有效發揮二硫化鉬和硫化鋅的協同增強作用，顯著提升聚酰亞胺復合材料的摩擦磨損性能，極大地拓展了聚酰亞胺復合材料在摩擦學領域的應用范圍。

技術領域

本發明涉及一種二硫化鉬/硫化鋅雜化潤滑添加劑的制備和應用，屬于納米材料和固體潤滑技術領域。

背景技術

摩擦磨損是造成材料失效，導致資源浪費的主要原因之一。因而發展新的高性能潤滑材料，用于降低運動部件的摩擦磨損顯得尤為迫切。聚酰亞胺（PI）因其優異的熱穩定性、機械性能以及出色的抗溶劑和抗輻射性能，而日益成為工業生產生活中重要的工程材料，被廣泛應用于汽車、航天及交通運輸等領域。然而，單一組分的PI材料難以滿足工程材料對摩擦磨損性能的要求。大量的研究報道表明，對聚酰亞胺進行填充可以有效改善其摩擦學性能，進一步拓寬聚酰亞胺的應用范圍。

二硫化鉬（MoS₂）作為一種二維層狀材料，其層與層之間以微弱的范德華力連接，在受到外力剪切作用時容易產生相對運動和滑移。基于這樣的特點，MoS₂成為一種極其重要的固體潤滑添加劑。然而，MoS₂在摩擦過程中會自發氧化并吸收空氣中的水分，從而導致潤滑和耐磨壽命的大幅縮短。硫化鋅（ZnS）作為一種用途較為廣泛的金屬硫化物，在減摩抗磨領域也獲得了一定的應用。因此使用二硫化鉬/硫化鋅雜化體作為PI樹脂基體的潤滑添加劑，可以發揮二硫化鉬的潤滑作用和硫化鋅的增強作用，實現PI復合材料摩擦學性能的有效增強。

發明內容

本發明的目的是提供一種二硫化鉬/硫化鋅雜化潤滑添加劑的制備方法和應用。

一、二硫化鉬/硫化鋅潤滑雜化添加劑的制備

以Na₂MoO₄、CH₄N₂S、(CH₃COOH)₂Zn、(NH₂)₂CO和Na₂S作為前驅體，加入去離子水中攪拌均勻，所得混合溶液轉移至水熱釜中，在200~230℃下水熱反應12~24h；所得產物經過濾、洗滌、干燥，得到二硫化鉬/硫化鋅（MoS₂/ZnS）雜化潤滑添加劑。

前驅體中，Na₂MoO₄在混合溶液中的濃度為0.01~0.04g/mL。

Na₂MoO₄和CH₄N₂S的質量比為1: 2；Na₂MoO₄和(CH₃COOH)₂Zn的質量比為1:0.2~1:5。通過控制Na₂MoO₄和(CH₃COOH)₂Zn的質量比，調整MoS₂/ZnS中MoS₂和ZnS的質量配比，以獲取不同的減磨潤滑性能。

(CH₃COOH)₂Zn、(NH₂)₂CO和Na₂S的質量配比定為4: 2: 1。