[发明专利]一种水合磷酸镁的制备及应用方法

说明书

技术领域

本发明一种水合磷酸镁的制备及应用方法，属于无机应用材料领域，具体来讲涉及一种作为固体润滑剂的水合磷酸镁材料的制备及应用方法的技术方案。

背景技术

目前，MgHPO₄·1.2H₂O的制备采用的是水热合成法，主要涉及J.Chen，et al，J.Solid State Chem.，1993，103，519；A.Bensalem，et al，J.Solid State Chem.，1995，114，598；A.Bensalem，et al，Matmialr Research Bulletin，1995，30，1471三篇相关文献。J.Chen在合成中是以二乙胺为溶液的碱性调节剂，调控溶液的pH值，生成水合磷酸镁。A.Bensalem，et al先是用氨水为溶液的碱性调节剂，调控溶液的pH值，得到的是MgHPO₄·0.78H₂O，而不是MgHPO₄·1.2H₂O；随后A.Bensalem又以氢氧化锂为溶液的碱性调节剂，调控溶液的pH值，生成了具有MgHPO₄·1.2H₂O相近结构的同类物。可见，三篇MgHPO₄·1.2H₂O的合成文献中，只有J.Chen用二乙胺为溶液的碱性调节剂合成出了具有MgHPO₄·1.2H₂O结构的材料。在这三篇文献中提到的碱性调节剂有二乙胺、氨水和氢氧化锂，二乙胺是有机胺，具有强烈的挥发性、刺激性和腐蚀性，会对生产环境造成污染且价格高；用氨水做溶液的碱性调节剂，不能得到MgHPO₄·1.2H₂O；氢氧化锂为溶液的碱性调节剂，得到的是与MgHPO₄·1.2H₂O具有相近结构的同类物，而且氢氧化锂与常用的无机碱氢氧化钠和氢氧化钾相比，是价格昂贵的无机碱。对于功能材料而言，降低生产成本，减少生产对环境的污染是在生产和应用中需要解决的主要问题。

机械零件的摩擦与磨损，使全球增加1/2～1/3的动力消耗。因此，控制摩擦、减少磨损、改善润滑性能已成为节约能源和原材料，缩短维修时间的重要措施。润滑剂在减少摩擦、降低磨损方面具有十分重要的地位，而固体润滑剂已成为提高油品使用性能的重要手段。对减摩抗磨，提高机器性能发挥着越来越重要的作用。

传统的固体润滑剂有石墨、二硫化钼等，具有层状晶体结构。MgHPO₄·1.2H₂O也是一种具有层状晶体结构的无机材料，目前尚未有文献对它在固体润滑剂应用方面的报道。

发明内容

本发明一种水合磷酸镁的制备及应用方法，目的在于解决上述方法存在的缺点，从而公开一种可直接用作固体润滑剂的用氢氧化钠或氢氧化钾为溶液碱性调节剂的制备水合磷酸镁的技术方案。

本发明一种水合磷酸镁的制备及应用方法，其特征在于是一种用作固体润滑剂的用氢氧化钠或氢氧化钾作为溶液碱性调节剂的水合磷酸镁的方法，该方法按照MgO：0.4-2.0P₂O₅(摩尔比)，将镁盐溶液和磷酸溶液混合，搅拌均匀后，用氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液来调节pH值介于4.0-8.0之间，再经过10～20分钟搅拌获得白色凝胶，将白色凝胶密封于聚四氟乙烯内衬反应釜中，在120-200℃烘箱中晶化2-200小时，反应结束后，将离心分离得到的固体产物用蒸馏水洗涤至中性，室温干燥后，得到一种用作固体润滑剂的水合磷酸镁产品，其具体步骤为：

I、用蒸馏水配制摩尔浓度为1.0-4.0mol/L的镁盐溶液，其中镁盐是氯化镁、硫酸镁、硝酸镁或乙酸镁；

II、用蒸馏水配制质量百分比浓度为20-80％的磷酸溶液；

III、用蒸馏水配制摩尔浓度为3.0-10.0mol/L的无机碱溶液，其中无机碱是氢氧化钠或氢氧化钾；

IV、按照MgO：0.4-2.0P₂O₅(摩尔比)，在玻璃烧杯中，先将I所配置的镁盐溶液和II所配置的磷酸溶液混合，搅拌均匀后，用III所配置的无机碱溶液来调节pH值介于4.0-8.0之间，该溶液再经过10～20分钟搅拌，获得白色凝胶；

V、将IV所获得的白色凝胶密封于聚四氟乙烯内衬反应釜中，在120-200℃烘箱中晶化2-200小时；