[发明专利]可实现超高负载的油基润滑添加剂的制备方法与应用

说明书

本发明提供一种可实现超高负载的水滑石油基添加剂的制备与应用方法，采用水热法制备得到的超薄水滑石纳米片，纵向尺度大概在0.5～2nm，按0.1％‑2％比例在丙酮溶液中分散溶解，离心后转移到醇类溶液，通过热蒸发转移到润滑油体系，可制备得到一种澄清透明的胶体溶液。本发明的水滑石纳米片的横向尺寸约几十纳米，同时该水滑石纳米片金属元素处于不饱和配位键，配位不饱和的纳米片在高温摩擦区具有极高的化学活性，并促进在滑动表面上形成致密的保护性摩擦膜，实现了润滑液的超高负载能力。该润滑液的制备方法简单，实际应用性强，摩擦学性能优越，具有很好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及润滑添加剂技术领域，具体涉及一种可实现超高负载的水滑石纳米片油基润滑添加剂溶液的制备方法与应用。

背景技术

约25％的总能量损失因为克服摩擦而浪费，并且由于材料磨损而造成的能量损失估计占工业化国家的国民生产总值(GNP)的1.3-1.6％。因此，降低磨损、减小能耗、大幅提升转配部件的使用寿命具有时代性的重要意义。目前开发环境友好型兼具超高负载能力的润滑液，成为广大科研学者的重要研究方向。

润滑油具有很好的抗磨损作用，同时，抗磨添加剂是润滑油中重要组成部分，直接关系到摩擦副的平稳运行及有效运转。一般情况下，润滑油中都是通过添加磷、硫类物质提高负载能力，防止运动副表面发生烧结、刮伤、卡咬。但是磷、硫类物质一般很难生物降解，对环境造成一定的污染性。目前，急需寻找一种环境友好并且在一定程度上能够提升润滑油极压性能的添加剂。

水滑石纳米片是由层间阴离子与带正电荷层板有序组装而成的化合物，其化学组成通式可表达为：[M²⁺₁-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-)_x/n·mH₂O，其中M²⁺和M³⁺分别代表二价和三价金属阳离子，位于主体层板上，主体层板是由MO₆八面体共用邻边而形成，其结构类似于水镁石Mg(OH)₂；A^n-代表层间阴离子；x为M³⁺/(M²⁺+M³⁺)的摩尔比值；m为层间水分子的个数。位于层板上的二价金属阳离子，如Mn²⁺，Mg²⁺，Co²⁺，Ni²⁺，Cu²⁺，Zn²⁺可以在一定的比例范围内被离子半径相近的三价金属阳离子如Cr³⁺，Fe³⁺，Al³⁺，Co³⁺同晶格取代。

水滑石纳米片是一种层状双氢氧化物，由于它们相对较弱的内部键及相互作用(即范德华相互作用)，可以改善摩擦副之间的润滑性能。水滑石纳米片能够进入接触摩擦副的滑动表面，从而有效减少摩擦副表面粗糙峰碰撞概率，降低滑移面的磨损。水滑石不仅具有独特的分层结构，而且具有与矿物粉末相似的化学活性。此外，配位不饱和的水滑石纳米片在高温摩擦接触区具有极高的化学活性，并促进在滑动表面上形成致密的保护性摩擦膜，可以实现润滑液的超高负载能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种可实现超高负载的油基润滑添加剂，可以实现油基润滑液在超高负载工况下仍可正常应用。

为解决上述技术问题，本发明提供一种可实现超高负载的油基润滑添加剂，所述油基润滑添加剂为水滑石纳米片，含有该添加剂油基润滑液的超高负载能力高于2000N。

所述油基润滑添加剂采用如下方法制备而成：

第一步，将可溶性的二价及三价无机金属盐与尿素加入多羟基醇类溶液中，磁力搅拌均匀；