一種具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液及其制備方法，屬于潤(rùn)滑材料【技術(shù)領(lǐng)域】。所述水基潤(rùn)滑液是由去離子水、丙三醇、納米金剛石按質(zhì)量份6500～7500：2500～3500：0.5～5組成。本發(fā)明首先將丙三醇溶解于去離子水中，然后加入納米金剛石粉末，并用超聲波處理，使納米金剛石分散均勻，制得上述具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液。本發(fā)明所用原料簡(jiǎn)單易得、成本低廉、綠色無污染；制備的水基潤(rùn)滑液能夠大大降低摩擦副間的摩擦系數(shù)，使其降至0.01以內(nèi)，應(yīng)用范圍廣，具有很大的實(shí)用價(jià)值。
【專利說明】一種具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于潤(rùn)滑材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]如今，能源問題和環(huán)境問題相互交織，愈演愈烈，已經(jīng)關(guān)系到人類是否可以長(zhǎng)久健康地繼續(xù)生活在地球之上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球約1/3到1/2的能源被消耗在摩擦磨損過程中。而且，目前使用的潤(rùn)滑產(chǎn)品絕大多數(shù)是以礦物油或合成油為基礎(chǔ)的，生產(chǎn)制造這些潤(rùn)滑油本身也會(huì)加劇環(huán)境的惡化。此外，這些潤(rùn)滑油的泄露更加會(huì)污染環(huán)境。
[0003]目前已有的水基潤(rùn)滑液中添加有多種添加劑，含有大量的磷、硫、硼等元素，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，而且這些水基潤(rùn)滑液所能達(dá)到的摩擦系數(shù)普遍在0.1左右，相對(duì)于傳統(tǒng)的石化類潤(rùn)滑劑并沒有多大優(yōu)勢(shì)。
[0004]如果能夠找到一種對(duì)于環(huán)境沒有污染的潤(rùn)滑介質(zhì)，作用于摩擦副之間，大大降低其摩擦系數(shù)，減少磨損。這樣，就能夠同時(shí)有效緩解能源問題和環(huán)境問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液及其制備方法。本發(fā)明利用實(shí)驗(yàn)室中常用的原料，制得一種具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液，所用原料簡(jiǎn)單易得、成本低廉、綠色無污染。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0007]一種具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液，由去離子水、丙三醇、納米金剛石按質(zhì)量份6500 ?7500:2500 ?3500:0.5 ?5 組成。
[0008]進(jìn)一步地，所述納米金剛石是通過爆炸法制備的，其形狀為圓球形或近似圓球形，粒徑為5?15nm。
[0009]爆炸法制備納米金剛石是成熟的現(xiàn)有技術(shù)，所得納米金剛石表面具有大量含氧官能團(tuán)，這些官能團(tuán)起到兩方面作用:首先，有利于納米金剛石的分散，避免發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象，無需添加任何分散劑或表面活性劑，就可以達(dá)到極好的分散效果；其次，含氧官能團(tuán)會(huì)吸附丙三醇，使納米金剛石被丙三醇分子所包覆，從而大大降低產(chǎn)品的摩擦系數(shù)。
[0010]優(yōu)選地，去離子水、丙三醇、納米金剛石的質(zhì)量份比為7000:3000:2。
[0011]上述具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液的制備方法，包括以下步驟:
[0012](I)將丙三醇溶解于去離子水中，得到丙三醇水溶液；
[0013](2)加入納米金剛石，并用超聲波處理，使納米金剛石分散均勻。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
[0015]本發(fā)明所用原料簡(jiǎn)單易得，成本低廉，不會(huì)造成環(huán)境污染，綠色環(huán)保；制備的水基潤(rùn)滑液能夠大大降低摩擦副間的摩擦系數(shù)(小于0.01)，而普通潤(rùn)滑劑的摩擦系數(shù)為0.1左右，高端產(chǎn)品也只能達(dá)到0.08 ;產(chǎn)品應(yīng)用范圍廣，具有很大的實(shí)用價(jià)值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為實(shí)施例1制備的水基潤(rùn)滑液和某高端商用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線，其中圖(a)為實(shí)施例1制備的水基潤(rùn)滑液的摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線，圖(b)為市場(chǎng)上某高端商用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線。
[0017]圖2為實(shí)施例2制備的水基潤(rùn)滑液的摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線。
[0018]圖3為實(shí)施例3制備的水基潤(rùn)滑液的摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線。
[0019]圖4為實(shí)施例4制備的水基潤(rùn)滑液的摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0021]下述實(shí)施例所制備的水基潤(rùn)滑液，分別測(cè)定其摩擦系數(shù)，具體測(cè)定方法為:采用摩擦磨損測(cè)試儀(UMT-3，CETR)測(cè)定水基潤(rùn)滑液的摩擦系數(shù)，測(cè)量前對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。測(cè)定條件為溫度25°C、濕度40% RH。摩擦副分別為直徑1mm的軸承鋼球和軸承鋼平面。在鋼球和平面之間滴加30 μ L水基潤(rùn)滑液，球和平面之間的載荷為300g，球以0.15m/s的速度在平面上滑動(dòng)。
[0022]實(shí)施例1
[0023]將30g丙三醇溶解于70g去離子水中，然后加入0.02g納米金剛石粉末，并用超聲波處理，使納米金剛石分散均勻，得到水基潤(rùn)滑液。
[0024]圖1 (a)為上述制備的水基潤(rùn)滑液的摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線，由圖可見，摩擦系數(shù)初始值大于0.1，然后不斷下降，在經(jīng)過一段時(shí)間的跑和之后，能夠穩(wěn)定地維持在0.01以下，表明該水基潤(rùn)滑液具有超低的摩擦系數(shù)。
[0025]圖1(b)為市場(chǎng)上某高端商用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線，由圖可見，其摩擦系數(shù)初始值為0.08，然后緩慢升高，在經(jīng)過一段時(shí)間的跑和之后，最后穩(wěn)定在0.1，該高端商用汽車發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的摩擦系數(shù)較高。
[0026]實(shí)施例2
[0027]將30g丙三醇溶解于70g去離子水中，然后加入0.0lg納米金剛石粉末，并用超聲波處理，使納米金剛石分散均勻，得到水基潤(rùn)滑液。
[0028]圖2為上述制備的水基潤(rùn)滑液的摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線，由圖可見，摩擦系數(shù)初始值大于0.1，然后不斷下降，在經(jīng)過一段時(shí)間的跑和之后，能夠穩(wěn)定地維持在0.01以下，表明該水基潤(rùn)滑液具有超低的摩擦系數(shù)。
[0029]實(shí)施例3
[0030]將25g丙三醇溶解于75g去離子水中，然后加入0.005g納米金剛石粉末，并用超聲波處理，使納米金剛石分散均勻，得到水基潤(rùn)滑液。
[0031]圖3為上述制備的水基潤(rùn)滑液的摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線，由圖可見，摩擦系數(shù)初始值大于0.1，然后不斷下降，在經(jīng)過一段時(shí)間的跑和之后，能夠穩(wěn)定地維持在0.01以下，表明該水基潤(rùn)滑液具有超低的摩擦系數(shù)。
[0032]實(shí)施例4
[0033]將35g丙三醇溶解于65g去離子水中，然后加入0.05g納米金剛石粉末，并用超聲波處理，使納米金剛石分散均勻，得到水基潤(rùn)滑液。
[0034]圖4為上述制備的水基潤(rùn)滑液的摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線，由圖可見，摩擦系數(shù)初始值大于0.1，然后不斷下降，在經(jīng)過一段時(shí)間的跑和之后，能夠穩(wěn)定地維持在0.01以下，表明該水基潤(rùn)滑液具有超低的摩擦系數(shù)。
[0035]最后有必要說明的是，以上所述僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明所揭露的技術(shù)內(nèi)容基礎(chǔ)上，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液，其特征在于，由去離子水、丙三醇、納米金剛石按質(zhì)量份6500?7500:2500?3500:0.5?5組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液，其特征在于，所述納米金剛石是通過爆炸法制備的，其形狀為圓球形或近似圓球形，粒徑為5?15nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液，其特征在于，去離子水、丙三醇、納米金剛石的質(zhì)量份比為7000:3000:2。
4.權(quán)利要求1所述具有超低摩擦系數(shù)的水基潤(rùn)滑液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將丙三醇溶解于去離子水中，得到丙三醇水溶液； (2)加入納米金剛石，并用超聲波處理，使納米金剛石分散均勻。
【文檔編號(hào)】C10M173/02GK104479844SQ201410796149
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】劉宇宏, 陳哲, 陳羿男, 雒建斌 申請(qǐng)人:清華大學(xué)