一种水基润滑剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供一种水基润滑剂及其制备方法和用途，水基润滑剂包含液晶乳化剂、助乳化剂、基础油和水。该润滑剂制备过程简单，经济环保；含天然液晶乳化剂，所制备的润滑剂因含有溶致液晶结构而具有很好的亲肤性，不刺激皮肤；不含矿物油，不含硫、氯等生态污染元素，对环境友好；本发明专利技术的润滑剂可用作生物润滑剂、高端装备制造加工润滑剂。备制造加工润滑剂。

【技术实现步骤摘要】
一种水基润滑剂及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及一种润滑剂，特别是涉及一种水基润滑剂及其制备方法和用途。

技术介绍

[0002]相比于润滑油，水具有低廉易得、易清洗无污染等优点，是绿色润滑剂的理想来源。水的生物相容性高，可作为人工泪液、关节滑液等的载体；比热容高，在金属等材料制造加工过程中能起到清洁冷却的作用，提高防火安全性。然而无油纯水很难满足工业应用的润滑要求，油水乳化体系是一种创新的解决办法。采用乳化剂将润滑油相包裹在水分散相中达到均匀和稳定的目的，在摩擦润滑过程中油相析出，填充到摩擦副表面形成油性润滑膜，减小摩擦磨损的影响。
[0003]但是，水基润滑剂不具备油基润滑的高粘度高稳定性，不能满足生物润滑及高端装备制造加工等对润滑剂提出的更高要求：润滑性好、稳定性高、兼防锈和抗硬水性能、对人和生态环境安全友好。新型液晶润滑剂是具有潜力的研究对象。液晶在垂直表面上表现的晶体特性能提高负载能力，在滑动剪切方向表现的低粘度流体特性能及时填充接触面而降低摩擦系数。目前液晶乳液主要应用在化妆品和医学药物领域，在工业润滑应用中尚未见产品。Boschkova等人在2000年也报道了两亲物十六烷基三甲基溴化铵CTAB在表面上的润滑作用。Avil
é
s等人综述了离子型液晶在摩擦学领域的研究进展，发现碳链上碳原子数大于12是液晶元的必要条件，强调了脂肪酸衍生物由于其可再生性和环保性对于其在润滑领域应用的优势。然而，溶致液晶的研究发展至今，使用的矿物或合成润滑剂多包含有害或有毒成分，例如多环芳烃、卤化物或磷元素等。对于新型绿色润滑剂和生物润滑剂的研究仍然需要深入。提高水的含量，降低油相和添加剂的比例，使用绿色可降解的液晶元都是可探索的方向。等人用环氧乙烷对百香果油进行乙氧基化得到一种温和的非离子表面活性剂，制备60％浓度六方液晶溶液，用四球法考察其减摩抗磨性能发现摩擦系数显著降低了近4.5倍，磨痕直径降低了约2.5倍。同时，等人还使用一种可低浓度在水溶剂中形成液晶的无害烷基聚糖苷用做润滑剂，烷基链长短的影响差异不明显。
[0004]此外，液晶乳化剂可生物降解，常作为化妆品、药品和家用产品中的成分。此类溶致液晶乳液不含氯、硫元素，能改善肤感，提高保湿性，生物安全性高，相对于传统水基润滑剂对人体更加友好。因此研究开发高润滑性的溶致液晶润滑剂具有十分重要的意义。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种水基润滑剂及其制备方法和用途，用于解决现有技术中水基润滑剂润滑性差和生物刺激生态污染的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术是通过以下技术方案获得的。
[0007]本专利技术提供一种水基润滑剂，包括液晶乳化剂、助乳化剂、基础油和水。
[0008]根据上述所述的水基润滑剂，以水基润滑剂的重量为基准计，包含：不超过10wt％的液晶乳化剂，不超过10wt％的助乳化剂，不超过20wt％的基础油，余量为水。
[0009]根据上述所述的水基润滑剂，以水基润滑剂的重量为基准计，包含1～10wt％的液晶乳化剂。
[0010]根据上述所述的水基润滑剂，以水基润滑剂的重量为基准计，包含1～10wt％的助乳化剂。
[0011]根据上述所述的水基润滑剂，以水基润滑剂的重量为基准计，包含1～20wt％的基础油。
[0012]根据上述所述的水基润滑剂，液晶乳化剂是选自蔗糖酯类、硬脂酸酯类、聚醚类、葡萄糖苷类、聚甘油酯类、橄榄酯类、卵磷脂类乳化剂中的一种或多种。更优选地，所述液晶乳化剂为选自蔗糖椰油酸酯，鲸蜡醇聚醚，甘油硬脂酸酯，椰油基葡糖苷，聚甘油
‑
10五硬脂酸酯，山梨坦橄榄油酸酯，氢化卵磷脂中的一种或多种。
[0013]根据上述所述的水基润滑剂，所述助乳化剂是脂肪醇。
[0014]根据上述所述的水基润滑剂，液晶乳化剂和助乳化剂以一定的比例复配才能形成稳定的乳液润滑剂。优选地，液晶乳化剂和助乳化剂的质量比为1：(0.1～5)。
[0015]根据上述所述的水基润滑剂，所述基础油为合成型基础油。优选地，所述基础油是聚α烯烃(简写为PAO)、烷基萘和可降解植物油中的一种或多种。
[0016]根据上述所述的水基润滑剂，液晶乳化剂和助乳化剂的质量之和与基础油的质量比为1：(0.5～3)。
[0017]本专利技术还公开了如上述所述的水基润滑剂的制备方法，包括如下步骤：
[0018]1)先将液晶乳化剂、助乳化剂和基础油熔融混合制备油相；
[0019]2)将油相分散在水中。
[0020]根据上述所述的制备方法，熔融混合温度为60～100℃。
[0021]根据上述所述的制备方法，熔融混合时和分散时均需搅拌。
[0022]根据上述所述的制备方法，水的温度与熔融温度一致。
[0023]本专利技术还公开了如上述所述的水基润滑剂用作生物润滑剂的用途。由于水基润滑剂是水分散体系，非常适合应用于润滑剂基础油不能使用的生物润滑领域。
[0024]本专利技术还公开了如上述所述的水基润滑剂用作加工润滑剂的用途。
[0025]本专利技术提供一种水基润滑剂及其制备方法和用途，摩擦试验结果表明，相比于水，该水基润滑剂能把摩擦系数降低20％～80％。该润滑剂制备过程简单，经济环保；含天然液晶乳化剂，所制备的润滑剂因含有溶致液晶结构而具有很好的亲肤性，不刺激皮肤；不含矿物油，不含硫、氯等生态污染元素，对环境友好。
附图说明
[0026]图1为实施例1实验组1
‑
1的液晶润滑剂在偏光显微镜下的图像(400x)；
[0027]图2为实施例1中对照组1
‑
1、1
‑
2、1
‑
3的摩擦系数曲线；
[0028]图3为实施例1中实验组1
‑
1、1
‑
2、1
‑
3的摩擦系数曲线；
[0029]图4为实施例1中实验组1
‑
1的磨痕三维形貌；
[0030]图5为实施例2中实验组2
‑
1、2
‑
2、2
‑
3、2
‑
4、2
‑
5、2
‑
6的摩擦系数曲线。
具体实施方式
[0031]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0032]在进一步描述本专利技术具体实施方式之前，应理解，本专利技术的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本专利技术实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本专利技术的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。
[0033]当实施例给出数值范围时，应理解，除非本专利技术另有说明，每个数值范围的两个端点以及两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水基润滑剂，其特征在于，包括液晶乳化剂、助乳化剂、基础油和水。2.根据权利要求1所述的水基润滑剂，其特征在于，以水基润滑剂的总质量为基准计：液晶乳化剂的含量不超过10wt％；和/或，所述助乳化剂的含量不超过10wt％；和/或，所述基础油的含量不超过20wt％。3.根据权利要求1所述的水基润滑剂，其特征在于，以水基润滑剂的总质量为基准计：所述液晶乳化剂的含量为1～10wt％；和/或，所述助乳化剂1～10wt％；和/或，所述基础油的含量为1～20wt％。4.根据权利要求1所述的水基润滑剂，其特征在于，液晶乳化剂是选自蔗糖酯类、硬脂酸酯类、聚醚类、葡萄糖苷类、聚甘油酯类、橄榄酯类、卵磷脂类乳化剂中的一种或多种；和/或，所述助乳化剂是脂肪醇；和/或，液晶乳化剂和助乳化剂的质量比为1：(0.1～5)；和/或，所述基础油是聚α烯烃、烷基萘和可降解植物油中的一种或多种。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾祥琼，郭玉梅，李久盛，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：