一种固‑液相润滑体系高效分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及机械、车辆、航空航天等的固‑液相润滑领域，特别涉及一种可以高效分散固‑液相润滑体系中纳米级减摩耐磨固体材料的分散剂及其制备方法，所述固‑液相润滑体系高效分散剂的原料包括如下成分：丙烯酸烷基酯、吡咯烷酮衍生物、复合引发剂和甲苯。本发明专利技术的固‑液相润滑体系高效分散剂具有分散稳定、均匀的特性，有效解决固‑液相润滑体系中固体材料团聚和沉淀的问题，提高润滑剂的减摩抗磨、节能环保性能。

A solid liquid lubrication system, dispersing agent and preparation method thereof

The present invention relates to liquid solid machinery, vehicles, aerospace and other fields of lubrication, in particular to a high dispersion nano dispersion solid liquid lubrication system in anti friction and wear resistance of solid material agent and a preparation method thereof, wherein the solid liquid lubrication system for efficient dispersing agent comprises the following components: raw materials alkyl acrylate, vinyl pyrrolidone derivatives, compound initiator and toluene. Solid liquid of the invention is efficient dispersant lubrication system has the characteristics of stable dispersion and uniform, effectively solve the problem of solid material agglomeration and precipitation of solid liquid lubrication system, improve the environmental performance of lubricant friction, energy saving.

【技术实现步骤摘要】
一种固-液相润滑体系高效分散剂及其制备方法
本专利技术涉及机械、车辆、航空航天等的固-液相润滑领域，特别涉及一种可以高效分散固-液相润滑体系中纳米级减摩耐磨固体材料的分散剂及其制备方法。
技术介绍
润滑剂(油)作为机械运转的重要润滑材料而得到广泛的运用。但传统的液相润滑剂(油)具有油膜易破裂、冷启动易磨损、环境污染等缺陷，因此在液相润滑剂(油)中添加纳米石墨、纳米陶瓷、纳米铜等新型固体材料，形成固-液相润滑体系可以提高润滑剂(油)的减摩耐磨性能，这一研究方向势必会成为润滑剂(油)行业研究的趋势。纳米固体材料作为润滑剂(油)添加剂，若要在摩擦过程中显示出良好的润滑性能，不仅要求颗粒的形态和粒度要适当，而且必须能稳定地分散在润滑体系中，一旦发生固-液相分离，就容易因团聚而难以发挥其润滑性能。公开号为CN101024795A的中国专利文献公开了一种纳米润滑剂的制备方法，将纳米粉按一定比例添加到活性剂中，利用超声波混合均匀并加热得到纳米母液，然后将纳米母液按一定比例加入润滑剂的基础油中，并添加添加剂，混合搅拌加热获得纳米润滑剂。该技术方案按一定成分配比制备成品纳米润滑剂，不能对其它已有固-液相润滑体系进行调整；其对于纳米固体材料的分散采用超声波混合的方式，分散效果难以保证持久。公开号为CN105945275A的中国专利文献公开了一种粉末冶金润滑剂，包括润滑剂基体、碳颗粒、纳米金属氧化物及聚乙烯醋酸乙烯脂，其中润滑剂基体含量为60-80wt％，碳颗粒含量为1-5wt％，纳米金属氧化物含量为0.1-1wt％，余量为聚乙烯醋酸乙烯脂。所述的润滑剂基体由含酰胺、羧酸官能团的聚合物以及芳香族聚合物组成，在润滑剂基体中，含酰胺和羧酸官能团的聚合物占润滑剂基体总量的60-90wt％，芳香族聚合物为余量。该润滑剂基体成分较为复杂，使用碳颗粒和纳米金属氧化物两种固体材料，分散效果难以保证，且组成固定使适用范围受限。公开号为CN107033987A的中国专利文献公开了一种部分开带碳纳米管的应用，所述部分开带碳纳米管作为水基润滑剂的添加剂。具体制备步骤包括：(1)氧化切割部分开带碳纳米管；(2)通过所述部分开带碳纳米管制备水基润滑剂。所述润滑剂同时具有碳纳米管和氧化石墨烯纳米带的结构特点，能够减少团聚。该方案中制备的润滑剂为水基润滑剂，适用范围受限；且碳纳米管的获取及其进一步加工不便，成本较高。综上所述，目前已有的固-液相润滑体系基本上具有相对固定的组分和含量，适用范围受限，且其中添加的固体材料的分散性能难以保证。因此，研发一种专门分散固-液相润滑体系中纳米减摩耐磨固体材料、能有效解决固-液相润滑体系中纳米固体材料团聚和沉淀的高效分散剂具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术针对固-液相润滑体系中固体材料团聚的问题，提供一种能有效分散固-液相润滑体系中纳米级减摩耐磨固体材料、且具有分散稳定、均匀的特性的高效分散剂，其能改善具有不同组成的固-液相润滑体系的润滑性能，减少固体材料的团聚和固-液相分离，分散效果好且稳定，减少固体材料的磨损，且能适用于具有不同组成的固-液相润滑体系。本专利技术还提供了所述高效分散剂的制备方法。为实现上述目的，本专利技术一个方面提供了一种固-液相润滑体系高效分散剂，所述高效分散剂的原料组成按质量份数计如下：20-70份的丙烯酸烷基酯、10-50份的吡咯烷酮衍生物、0.01-10份的复合引发剂和0.01-20份的甲苯。优选的，所述高效分散剂的原料组成按质量份数计如下：45-60份的丙烯酸烷基酯、20-40份的吡咯烷酮衍生物、0.1-5份的复合引发剂和1-10份的甲苯。更优选的，所述高效分散剂的原料组成按质量份数计如下：48-55份的丙烯酸烷基酯、30-40份的吡咯烷酮衍生物、1-3份的复合引发剂和5-10份的甲苯。优选的，所述的丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯、乙基丙烯酸月桂酯、乙基丙烯酸十六酯、乙基丙烯酸十八酯中的一种或多种。优选的，所述的吡咯烷酮衍生物选自N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。优选的，所述的复合引发剂由过氧化二苯甲酰(BPO)和N,N-二甲基苯胺组成，且过氧化二苯甲酰和N,N-二甲基苯胺的质量比为4:1。优选的，所述的高效分散剂的相对分子质量为5000～15000。本专利技术所述的固-液相润滑体系高效分散剂通过丙烯酸烷基酯与吡咯烷酮衍生物在甲苯中由复合引发剂引发的聚合反应获得。本专利技术另一个方面还提供了所述的固-液相润滑体系高效分散剂的制备方法，所述制备方法包括：在聚合釜中进行常压聚合，聚合反应温度30～100℃；当温度达到110℃，进行真空聚合，釜内压力不高于-97.0kp；然后在120～180℃，保持1～2小时后，氮气复压。进一步地，所述制备方法包括如下具体步骤：步骤(1)，在容器中将计算量的丙烯酸烷基酯与吡咯烷酮衍生物混合均匀得到第一混合物待用；步骤(2)，将计算量的复合引发剂混合于计算量的甲苯中得到第二混合物；步骤(3)，将步骤(2)的第二混合物缓慢加入到步骤(1)的第一混合物中并搅拌均匀，得到第三混合物；步骤(4)，将步骤(3)的第三混合物的1/2至3/4加入到聚合釜中，搅拌速度控制在200～300转/分钟，混合均匀；步骤(5)，在30～100℃温度范围内将第三混合物的剩余部分缓慢滴加到聚合釜中；步骤(6)，当聚合釜中温度到达110℃时开启真空泵，将聚合釜内的真空度抽到不高于-97.0kp，保持1小时；步骤(7)，然后将温度升至120～180℃，保持1～2小时后，氮气复压；步骤(8)，待聚合物溶液温度冷却到室温后将溶液放出，即得到高效分散剂。对于本专利技术制备方法来说，在步骤(4)中取部分反应物并在步骤(5)中滴加剩余部分反应物的目的在于：控制聚合反应的速度，使反应进行得更完全，以获得更加均匀的聚合物。在一个实施方案中，步骤(4)中取第三混合物的1/2至2/3加入到聚合釜中。本专利技术的再一个方面还提供了所述固-液相润滑体系高效分散剂的应用，所述的分散剂尤其适合添加到含有纳米级固体材料比如：纳米石墨、纳米陶瓷、纳米氧化铝、纳米氧化铜等的固-液相润滑体系中，可有效、持久地分散固体材料达到10年以上。同时所述分散剂对于润滑体系中的其他成分的性能不会产生影响。本专利技术方法具有如下优点：本专利技术的固-液相润滑体系高效分散剂是一种同时含有亲水及亲油基团的高分子聚合材料，其组成原料发生聚合反应时的多方位交联使分散剂分子呈现为蓬松的立体网状空间结构，使润滑体系中的纳米级减摩耐磨固体材料均匀地分散和悬浮在润滑介质中，形成稳定的固-液相润滑体系。本专利技术的固-液相润滑体系高效分散剂具有分散稳定、均匀的特性，有效解决固-液相润滑体系中固体材料团聚和沉淀的问题，提高润滑剂(油)的减摩抗磨性能，节能环保。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1本实施例所述固-液相润滑体系高效分散剂的原料组成为(以质量份数计)：丙烯酸烷基酯65份，吡咯烷酮衍生物25份，甲苯9份，复合引发剂1份。其制备方法包括下述步骤：步骤(1)，在容器中将计算量的丙烯酸烷基酯与吡咯烷酮衍生物混合均匀得到第一混合物待用；步骤(2)，将计算量的复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固‑液相润滑体系高效分散剂，其特征在于，所述高效分散剂的原料组成按质量份数计如下：20‑70份的丙烯酸烷基酯、10‑50份的吡咯烷酮衍生物、0.01‑10份的复合引发剂和0.01‑20份的甲苯。

【技术特征摘要】
1.一种固-液相润滑体系高效分散剂，其特征在于，所述高效分散剂的原料组成按质量份数计如下：20-70份的丙烯酸烷基酯、10-50份的吡咯烷酮衍生物、0.01-10份的复合引发剂和0.01-20份的甲苯。2.根据权利要求1所述的固-液相润滑体系高效分散剂，其特征在于，所述高效分散剂的原料组成按质量份数计如下：45-60份的丙烯酸烷基酯、20-40份的吡咯烷酮衍生物、0.1-5份的复合引发剂和1-10份的甲苯。3.根据权利要求1所述的固-液相润滑体系高效分散剂，其特征在于，所述高效分散剂的原料组成按质量份数计如下：48-55份的丙烯酸烷基酯、30-40份的吡咯烷酮衍生物、1-3份的复合引发剂和5-10份的甲苯。4.根据权利要求1-3中任一项所述的固-液相润滑体系高效分散剂，其特征在于，所述的丙烯酸烷基酯选自甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯、乙基丙烯酸月桂酯、乙基丙烯酸十六酯、乙基丙烯酸十八酯中的一种或多种。5.根据权利要求1-3中任一项所述的固-液相润滑体系高效分散剂，其特征在于，所述的吡咯烷酮衍生物选自N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮中的一种或多种。6.根据权利要求1-3中任一项所述的固-液相润滑体系高效分散剂，其特征在于，所述复合引发剂由过氧化二苯甲酰和N,N-二甲基苯胺组成，且过氧化二苯甲酰与N,N-二甲基苯胺的质量比为4:1。7.根据权利要求1所述的固-液相润滑体系高效分散剂，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学瑞，张琪，
申请(专利权)人：张学瑞，
类型：发明
国别省市：山东,37