润滑剂及其制备方法，以及降低流体粘度的方法技术

本发明专利技术公开了一种润滑剂，包括润滑剂基体以及一维碳材料，所述润滑剂基体与所述一维碳材料均匀物理混合，所述润滑剂基体为液体，所述润滑剂基体的分子之间能够通过氢键连接，所述一维碳材料用于使所述润滑剂基体的分子之间的所述氢键断裂。本发明专利技术还公开了一种所述的润滑剂的制备方法，包括以下步骤：提供所述润滑剂基体；提供所述一维碳材料；以及将所述润滑剂基体与所述一维碳材料混合均匀。本发明专利技术还公开了一种降低流体粘度的方法，包括以下步骤：提供流体基体，所述流体基体的分子之间能够通过氢键连接；提供一维碳材料；以及将所述流体基体与所述一维碳材料均匀物理混合，使所述润滑剂基体的分子之间的所述氢键断裂。

【技术实现步骤摘要】
润滑剂及其制备方法，以及降低流体粘度的方法
本专利技术涉及摩擦
，特别是涉及一种润滑剂及其制备方法，以及降低流体粘度的方法。
技术介绍
润滑剂是用以降低摩擦副的摩擦阻力、减缓其磨损的润滑介质。在使用过程中，润滑剂会在摩擦面间形成一种薄膜，隔离或部分隔离相互接触的摩擦接触面，实现减少摩擦，延长机械部件使用寿命，降低摩擦能耗。而粘度则是润滑剂质量鉴别及用途确定的重要的评价指标之一。润滑剂的粘度不宜过高，在机械启动之初，润滑剂粘度过高，会带来较大的能耗。目前普遍采用化学法降粘，各种化学降粘剂也应运而生。但化学法降粘会改变润滑剂的化学成分及组成结构，改变其酸碱性，在使用过程中对机械部件产生不同程度的腐蚀，降低部件的使用寿命，并附带对环境有害的化学物质。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种低粘度且不改变润滑剂原有的化学性质的润滑剂及其制备方法，以及降低流体粘度的方法。一种润滑剂，包括润滑剂基体以及一维碳材料，所述润滑剂基体与所述一维碳材料均匀物理混合，所述润滑剂基体为液体，所述润滑剂基体的分子之间能够通过氢键连接，所述一维碳材料用于使所述润滑剂基体的分子之间的所述氢键断裂。一种润滑剂，包括润滑剂基体以及一维碳材料，所述润滑剂基体与所述一维碳材料均匀物理混合，所述润滑剂基体包括碳原子数为3-8的多羟基醇。在其中一个实施例中，所述润滑剂基体包括丙三醇、1，3-丙二醇、2-甲基丙二醇、季戊四醇、乙二醇、甘露醇中的一种或多种。在其中一个实施例中，所述一维碳材料包括碳纳米管。在其中一个实施例中，所述一维碳材料的外径为1nm～8nm，所述一维碳材料的长度为500nm～3μm。在其中一个实施例中，所述润滑剂基体和所述一维碳材料的质量比为500～4500。一种所述的润滑剂的制备方法，包括以下步骤：提供所述润滑剂基体；提供所述一维碳材料；以及将所述润滑剂基体与所述一维碳材料混合均匀。在其中一个实施例中，所述润滑剂基体与所述一维碳材料通过超声振荡混合。在其中一个实施例中，所述超声振荡的功率为50W～150W。在其中一个实施例中，所述超声振荡的时间为2小时～12小时。在其中一个实施例中，所述混合时的环境温度为20℃～40℃。一种降低流体粘度的方法，包括以下步骤：提供流体基体，所述流体基体的分子之间能够通过氢键连接；提供一维碳材料；以及将所述流体基体与所述一维碳材料均匀物理混合，使所述润滑剂基体的分子之间的所述氢键断裂。本专利技术所述润滑剂基体或流体基体的分子之间能够通过氢键连接，形成分子间相互作用力，在分子间相互作用力的作用下分子之间形成团簇。所述一维碳材料能够物理吸附所述润滑剂基体或流体基体的分子，从而能够利用所述一维碳原子的吸附作用在分子团簇中形成空间间隔，将所述分子之间的氢键断裂，从而将团簇破坏为多个小分子或降低团簇的尺寸，从而使所述润滑剂基体的粘度降低，得到低粘度的润滑剂或流体。附图说明图1为本专利技术实施例1-4的润滑剂的粘度随剪切速率变化的测试数据图；图2为本专利技术实施例5-8的润滑剂的粘度随剪切速率变化的测试数据图；图3为本专利技术实施例9-11的润滑剂的粘度随剪切速率变化的测试数据图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本专利技术的润滑剂及其制备方法，以及降低流体粘度的方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种润滑剂，包括润滑剂基体以及一维碳材料，所述润滑剂基体与所述一维碳材料均匀物理混合，所述润滑剂基体为液体，所述润滑剂基体的分子之间能够通过氢键连接，所述一维碳材料用于使所述润滑剂基体的分子之间的所述氢键断裂。本专利技术实施例所述润滑剂基体的分子之间能够通过氢键连接，形成分子间相互作用力，在分子间相互作用力的作用下分子之间形成团簇。所述一维碳材料能够物理吸附所述润滑剂基体的分子，从而能够利用所述一维碳原子的吸附作用在分子团簇中形成空间间隔，将所述分子之间的氢键断裂，从而将团簇破坏为多个小分子或降低团簇的尺寸，从而使所述润滑剂基体的粘度降低，得到低粘度的润滑剂。所述润滑剂基体为液体指所述润滑剂工作时的温度和压力条件下，所述润滑剂基体为液体。粘度是鉴别润滑剂质量及确定润滑剂用途的重要的评价指标。氢键是一种特殊的分子间作用力，当润滑剂基体的分子之间能够形成氢键时，使得润滑剂分子形成分子团簇，粘度变大。因此，润滑剂基体的分子间由氢键形成的网络结构和氢键的数量影响着润滑剂的粘度高低。本专利技术实施例通过物理方法调控润滑剂基体的分子间氢键的数量，降低润滑剂的粘度。相对于化学方法降粘，本专利技术实施例的所述一维碳材料的加入不与所述润滑剂基体发生化学反应，在不改变所述润滑剂基体本身的化学成分及组成结构，不改变所述润滑剂基体的酸碱性的条件下降低所述润滑剂基体的粘度。同时，一些其他物理降粘方法，例如加热、外加磁场和外加电场，当停止加热、撤掉外加磁场和电场后，润滑剂的粘度在一定的时间内会得到恢复，无法达到永久降粘及对润滑剂粘度的主动调控。由于在降粘调控时需要外加热源、电场及磁场的干预，实际应用具有一定的困难。本专利技术优选实施例中，加入一维碳材料降低润滑剂基体的粘度，并调控所述一维碳材料和所述润滑剂基体的比例，能够主动调控所述润滑剂的粘度，并且在降粘时不需加热、加电场或磁场，实用性更强。在一实施例中，所述润滑剂基体的分子中包括氢原子以及与所述氢原子以共价键结合的X原子，所述X原子的电负性较大，所述X原子可以包括O、N、F。所述润滑剂基体的分子与电负性大、半径小的原子Y接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用，称为氢键。所述Y原子可以包括O、N、F。X与Y可以是同种原子，也可以是不同种原子。在一实施例中，所述润滑剂基体的分子中可以包括氢原子以及与所述氢原子以共价键结合的氧原子，相邻的所述润滑剂基体的分子之间能够生成O-H…O的氢键。所述氢键在相邻的所述润滑剂基体的分子之间形成分子间作用力，多个所述润滑剂基体的分子以氢键的分子间相互作用力连接，形成团簇，氢键连接的团簇使所述润滑剂基体的分子之间的流动形成一定制约，使所述润滑剂的粘度变大。在一实施例中，所述润滑剂基体可以包括羟基，所述润滑剂基体的羟基在相邻的所述润滑剂基体分子之间形成氢键。所述润滑剂基体的分子的所述羟基可以为一个或多个，所述相邻润滑剂基体的分子之间形成的氢键可以为一个或多个。在一实施例中，所述润滑剂基体可以包括碳原子数为3-8的多羟基醇。所述碳原子数为3-8的多羟基醇分子的分子量小，润滑作用好。相邻的所述多羟基醇分子通过多个羟基形成多个氢键，所述多羟基醇分子之间通过多个氢键形成团簇。在一实施例中，所述多羟基醇可以包括丙三醇、1，3-丙二醇、2-甲基丙二醇、季戊四醇、乙二醇及甘露醇等具有润滑作用的醇类。本专利技术实施例所述的一维碳材料是指在两个维度上均为纳米尺寸的碳材料，优选的，所述碳材料为石墨类碳材料，具有碳六元环结构。所述一维碳材料具有物理吸附作用，在本专利技术实施例中，所述一维碳材料用于吸附所述润滑剂基体的分子，由于所述润滑剂基体的分子之间形成的氢键是一种较弱的分子间作用力，物理吸附作用将所述润滑剂基体分子束缚在所述一维碳材料的表面，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种润滑剂，其特征在于，包括润滑剂基体以及一维碳材料，所述润滑剂基体与所述一维碳材料均匀物理混合，所述润滑剂基体为液体，所述润滑剂基体的分子之间能够通过氢键连接，所述一维碳材料用于使所述润滑剂基体的分子之间的所述氢键断裂。

【技术特征摘要】
1.一种润滑剂，其特征在于，包括润滑剂基体以及一维碳材料，所述润滑剂基体与所述一维碳材料均匀物理混合，所述润滑剂基体为液体，所述润滑剂基体的分子之间能够通过氢键连接，所述一维碳材料用于使所述润滑剂基体的分子之间的所述氢键断裂。2.一种润滑剂，其特征在于，包括润滑剂基体以及一维碳材料，所述润滑剂基体与所述一维碳材料均匀物理混合，所述润滑剂基体包括碳原子数为3-8的多羟基醇。3.根据权利要求1或2所述的润滑剂，其特征在于，所述润滑剂基体包括丙三醇、1，3-丙二醇、2-甲基丙二醇、季戊四醇、乙二醇、甘露醇中的一种或多种。4.根据权利要求1或2所述的润滑剂，其特征在于，所述一维碳材料包括碳纳米管。5.根据权利要求1或2所述的润滑剂，其特征在于，所述一维碳材料的外径为1nm～8nm，所述一维碳材料的长度为500nm～3μm。6.根据权利要求1或2所述的润滑剂，其特征在于，所述润滑剂基体...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丽然，尹延超，温诗铸，雒建斌，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11