[發明專利]一種山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310429386.7
• 申請日: 2023-04-21
• 公開（公告）號: CN116496827A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 李章朋;高秋龍;王金清;楊生榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所;煙臺中科先進材料與綠色化工產業技術研究院
• 主分類號: C10M169/04
• 分類號: C10M169/04;C10N30/06;C10N30/02;C10N20/02;C10N40/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王立普

本發明提供了一種山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑及其制備方法和應用，涉及摩擦學技術領域。本發明提供的山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑，組分包括山梨醇和季銨鹽，所述山梨醇和季銨鹽中季銨鹽的摩爾百分比為20～80％。本發明以季銨鹽為氫鍵受體，并以富含羥基的糖類物質山梨醇作為氫鍵供體，同時控制季銨鹽和山梨醇的比例，季銨鹽和山梨醇之間形成氫鍵網絡，得到熔點低于各組分的溶劑即所述山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑。相對于現有的DES潤滑劑，本發明提供的山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑能夠在進一步降低摩擦系數的同時，顯著降低對摩擦副表面的磨損，表現出優異的減摩抗磨性能。并且本發明采用簡單的加熱攪拌方法即可制備所述山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑。

技術領域

本發明涉及摩擦學技術領域，特別涉及一種山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑及其制備方法和應用。

背景技術

在工業生產和日常生活中，摩擦及磨損現象普遍存在于進行相對運動的物體表面，對物體的正常運行和工作壽命產生一定的影響，同時在一定程度上造成能源和經濟損失。潤滑油作為摩擦學中重要的研究對象，應用于機械表面可以起到減摩抗磨的作用，同時，它可以消除熱量、傳遞應力、以及分散摩擦過程中產生的顆粒物，從而保護機械的正常運行及其工作壽命。傳統的潤滑油主要來源于石油分餾及動植物油提煉，其生產工藝較為復雜，同時這些潤滑油在使用過程中會不可避免地產生一些污染物或揮發性物質，導致環境污染及潤滑效果降低等。

近年來，人們發現離子液體等新型溶劑具有良好的物理和化學性能，同時在摩擦學領域具有重要的應用價值。低共熔溶劑(DES)是一種新發展起來的綠色的類離子液體溶劑，其主要是氫鍵受體(HBA)和氫鍵供體(HBD)通過氫鍵網絡作用形成熔點低于各組分的穩定的溶劑，熔點的降低主要來源于HBD和HBA之間形成的氫鍵電荷離域。DES表現出類似于離子液體的物理化學性質，如低揮發性、高電導性、高熱穩定性及溶劑性能，使其具有廣泛的應用，如納米材料合成、金屬加工應用、電化學、催化、生物及能源等領域。

近年來，DES由于其無毒性、無腐蝕性及化學和熱穩定性，作為潤滑劑及潤滑劑添加劑也逐漸顯示出其優越性。已報道的DES潤滑劑主要以氯化膽堿為HBA，尿素、甘油、乙二醇或聚乙二醇作為HBD，所制備的DES作為潤滑劑時可吸附在摩擦副表面形成潤滑薄膜，降低摩擦系數，表現出良好的摩擦學性能。但是，這些DES形成的潤滑薄膜容易失效，進而帶來較為嚴重的磨損現象。

發明內容

有鑒于此，本發明目的在于提供一種山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑及其制備方法和應用。本發明提供的山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑具有優異的減摩抗磨性能。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑，組分包括山梨醇和季銨鹽，所述山梨醇和季銨鹽中季銨鹽的摩爾百分比為20～80％。

優選地，所述山梨醇和季銨鹽中季銨鹽的摩爾百分比為50～70％。

優選地，所述季銨鹽包括氯化膽堿、四乙基氯化銨和四丁基氯化銨中的一種或幾種。

優選地，所述山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑的粘度系數為23～30Pa·s。

本發明提供了以上技術方案所述山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑的制備方法，包括以下步驟：

將山梨醇和季銨鹽在加熱和攪拌的條件下進行混合，得到所述山梨醇基低共熔溶劑潤滑劑。

優選地，所述加熱的溫度為70～90℃。

優選地，所述攪拌的速度為400～600rpm。

優選地，所述混合的時間為2～4h。

優選地，所述混合后，還包括將所得產物進行干燥；所述干燥的溫度為50～70℃，時間為20～30h。