[发明专利]片状微晶作为含水润滑剂中极压添加剂的用途,片状微晶及其制备

说明书

本发明涉及片状微晶作为极压添加剂用于含水润滑剂的用途。本发明还涉及这些片状微晶及其制备。

在使金属发生转变或变形的各种操作中必须使用润滑剂，例如轧制、拉拔或切削。在极端的速度、压力和所施加外力的条件下进行这些操作的期间，金属与用于实施转变和变形的工具之间的摩擦系数非常高。这会导致工具表面迅速磨损。这种迅速磨损是工具破裂和被转变/被变形的金属出现表面缺陷的起因。使用润滑剂可以显著地降低该摩擦系数，因而减少磨损和表面缺陷这些问题。

存在许多种不同类型的润滑剂，即油性的和含水的润滑剂。前者的应用领域比后者要受限得多，例如在极限条件下，油性润滑剂不能充分地抵消金属的热。这会导致熔化，使得金属和工具焊接在一起；这种焊接使部件被固定。使用已知的“极压”添加剂可以延缓这种现象的出现。

不过，在极限条件下，优选使用含水润滑剂。该润滑剂的一个优点在于这样一个事实，即因为水具有热传导能力所以它们能够冷却金属表面。为此，部分解决了采用油基润滑剂所遇到的关于热的不利之处。相反地，对能够控制摩擦系数的“极压”添加剂的需求依然很迫切，并且磨损仍然严重。

本发明涉及微小尺寸的片状微晶在含水润滑剂中作为极压添加剂的用途，该片状微晶包括一堆(stack)有机相和水溶液；所述微晶分散于含水润滑剂中。

已经证实，在转变/变形操作期间，长度小于或等于100微米、宽度小于或等于30微米和厚度小于或等于200纳米的这种片状微晶与要变形的金属表面进行接触，而且这些微晶能促进润滑，这是由于片状微晶相对于彼此滑动。

而且，片状微晶分散于水相，由于水相使得观测不到金属表面的热。

本发明的其他优点和特性通过以下的描述和实施例将会变得更明显。

应当指出，所附附图是采用透射电子显微镜术拍摄的照片(Cryo-TEM；照片大小：2微米)。它显示本发明的片状微晶。

因而，在第一方面，本发明涉及长度(L)在0.1微米至100微米之间、宽度(l)在0.5微米至30微米之间且厚度(e)在5纳米至200纳米之间的片状微晶作为极压添加剂用于含水润滑剂的用途，该含水润滑剂用于使金属发生变形或转变，该片状微晶包括以O/[A/O]n顺序排列的一堆有机相(O)和水溶液(A)，n是不为0的整数，如此使得这一堆的厚度为5纳米至200纳米，该有机相包括：

i)至少一种酸，该酸选自：

·饱和的或不饱和的、包含至少5个碳原子的羧酸；

·式(RO)_x-P(＝O)(OH)_x，所示的酸式磷酸酯，其中R是烃基，任选地可以是多烷氧基化烃基，x和x’等于1或2，条件是x与x’之和等于3；

·所述酸任选地被有机或无机碱中和；

和至少一种多价离子形式的金属；或者

(ii)至少一种表现出浊点的聚氧化亚烷基嵌段聚合物。

在第二方面，本发明由这些片状微晶构成。

在更进一步的方面，本发明由片状微晶的制备构成。

在制备本发明片状微晶的第一种变换方式中，当片状微晶包含有机相i)时，使包含酸且该酸可以被中和的溶液或分散液与离子型和/或金属型形式的金属相接触，由此构成该方法。

在制备本发明片状微晶的第二种变换方式中，当片状微晶包含有机相ii)时，制取包含聚合物的含水混合物，然后就地升高混合物的温度至高于嵌段聚合物浊点的温度。更特别地，在紧邻要处理的/要变形的金属表面之处实现这一升温，尤其是通过释放由摩擦或金属变形所产生的热而升温。

首先清楚地描述片状微晶。

如上所示，所述片状微晶的长度是0.1微米至100微米。优选地，片状微晶的长度为0.5微米至20微米。

而且，片状微晶的宽度是0.5微米至30微米。更特别地，片状微晶的宽度为0.5微米至10微米。

最后，片状微晶的厚度是5纳米至200纳米，优选10纳米至100纳米。

以上所示片状微晶的尺寸相应为平均值。换句话说，存在平均数落入以上所给范围的片状微晶尺寸分布。