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在超高接触压强下实现超滑的水基润滑液、其制法及应用制造技术

技术编号:40034718 阅读:5 留言:0更新日期:2024-01-16 18:47
本发明专利技术公开了一种在超高接触压强下实现超滑的水基润滑液、其制法及应用。所述水基润滑液包括水性基液以及分散于所述水性基液中的功能纳米颗粒;所述水性基液包括水和多元醇;所述功能纳米颗粒包括含磷碳量子点。本发明专利技术所提供的水基润滑液采用水性基液与含磷碳量子点分散复合的技术方案,可在摩擦面上通过摩擦化学反应形成鳞状物,进而在摩擦面上聚集吸附形成的润滑膜,从而实现宏观超滑,并且该宏观超滑还能够在超高接触压力下稳定实现,能够显著降低摩擦面的磨损,起到极强的抗磨作用;以及在稳定超滑性能的帮助下,摩擦副引起的摩擦产热亦大幅度降低,从而显著提高了部件的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及摩擦润滑,尤其涉及一种在超高接触压强下实现超滑的水基润滑液、其制法及应用


技术介绍

1、随着海洋资源开发及工程设备的快速发展,液压技术凭借其传递扭矩大、调速范围宽、运行平稳、响应速度快以及自动化程度高等优势,在船舶工业领域得到了广泛应用。液压液不仅起到了传递动力的作用,还起到了润滑作用。由于船舶空间受限,管路布置十分密集且热源较多,当液压系统管道出现泄漏或破裂时,使用矿物型液压油会引起火灾甚至爆炸。为了提高船舶液压系统在热源和危险区域的安全性,降低火灾发生的风险,在船舶工业液压设备中使用并推广难燃液压液,具有广阔的应用前景和很高的实用价值。

2、根据iso 12922分类,难燃液压液主要包括水包油型乳化(hfae)、油包水型乳化液(hfb)、水-乙二醇难燃液压液(hfc)、磷酸酯无水合成液(hfdr)和其他成分的无水合成液(hfdu)。在上述类型中,水基润滑液由于其优异的可降解性和低污染绿色性,被广泛应用在海洋领域,其中的hfc难燃液凭借其优良的难燃性、润滑性、抗磨性、稳定性和经济性,成为了处于着火危险或封闭处所中液压系统的理想工作介质。

3、然而,hfc难燃液压液的润滑性及抗磨性要差于矿物型液压油,这是由于水基润滑液的黏度较低、成膜能力差、润滑膜强度低,目前大部分hfc难燃液压液仅适用于中、低压型液压系统,同时,较差的润滑性能也会导致设备的高摩擦产热,进而引起设备失效。因此迫切需要一种提高hfc难燃液压液的润滑性及抗磨性的技术。

4、在润滑液
中,超滑(超级润滑)是指极低的摩擦(例如摩擦系数小于0.01),它可以大大减少磨损和能量损失。现有技术中,超级润滑已经通过干燥条件下的二维(2d)材料或异质结构与纳米级的离子液体和其他润滑剂润滑的石墨表面之间的不对称接触获得。然而,尽管在工业应用中不断追求,但在宏观尺度上实现超润滑性仍然是一个挑战。例如,berman等人通过盘绕石墨烯在类金刚石碳界面上实现了宏观尺度的超级润滑,但这种润滑系统在极端条件下远不能适用。

5、在常见的工业材料(如不锈钢)上实现高负荷下的宏观超润滑性是至关重要的。li等人通过在钢铁基体上构建微观的点接触,并在氧气环境下进行预运行期处理,使二维材料定向,成功地将钢铁上的结构超润滑性从微观扩展到宏观。然而,这种方法需要在氮气环境中保持二维材料的逐层结构,这限制了其工业应用,如何在最初的磨合期内尽量减少磨损和能量耗散,并在钢--钢接触的超高接触压力(定义为>1gpa)下获得稳定超滑,仍然是一个挑战。

6、当然,不仅限于液压系统中,在超高接触压力下的任一润滑应用场景中均面临上述挑战。


技术实现思路

1、针对现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种在超高接触压强下实现超滑的水基润滑液、其制法及应用。解决现有技术中难燃水基润滑液难以实现超高接触压力下获得稳定超滑特性的技术难题。

2、为实现前述专利技术目的,本专利技术采用的技术方案包括:

3、第一方面,本专利技术提供一种在超高接触压强下实现超滑的水基润滑液,其包括水性基液以及分散于所述水性基液中的功能纳米颗粒;所述水性基液包括水和多元醇;所述功能纳米颗粒包括含磷碳量子点。

4、第二方面,本专利技术还提供一种上述水基润滑液的制备方法,其包括:

5、提供含磷碳量子点、水以及多元醇;

6、至少使水与多元醇混合形成水性基液;

7、将所述含磷碳量子点分散至所述水性基液中,获得所述水基润滑液。

8、第三方面,本专利技术还提供了上述水基润滑液在润滑减磨中的应用。

9、具体的应用中,第四方面,本专利技术还提供了摩擦结构,其特征在于,包括上述水基润滑液以及摩擦副,所述摩擦副与所述水基润滑液接触,且所述摩擦副的摩擦界面被所述水基润滑液润滑。

10、第五方面,作为上述进一步应用,本专利技术还提供了一种机械液压系统,其含有上述摩擦副,且所述水基润滑液还作为所述液压系统的动力传递介质。

11、基于上述技术方案,与现有技术相比,本专利技术的有益效果至少包括:

12、本专利技术所提供的水基润滑液采用水性基液与含磷碳量子点分散复合的技术方案,可在摩擦面上通过摩擦化学反应形成鳞状物,进而在摩擦面上聚集吸附形成的润滑膜,从而实现宏观超滑,并且该宏观超滑还能够在超高接触压力下稳定实现,能够显著降低摩擦面的磨损,起到极强的抗磨作用;以及在稳定超滑性能的帮助下,摩擦副引起的摩擦产热亦大幅度降低,从而显著提高了部件的使用寿命。

13、上述说明仅是本专利技术技术方案的概述,为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本专利技术的较佳实施例并配合详细附图说明如后。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种在超高接触压强下实现超滑的水基润滑液,其特征在于,包括水性基液以及分散于所述水性基液中的功能纳米颗粒;

2.根据权利要求1所述的水基润滑液,其特征在于,所述含磷碳量子点的合成方法包括:

3.根据权利要求2所述的水基润滑液,其特征在于,所述碳源包括氨基酸;所述磷化处理的磷化剂包括含磷的酸性物质。

4.根据权利要求3所述的水基润滑液,其特征在于,所述合成方法具体包括:

5.根据权利要求1所述的水基润滑液,其特征在于,所述多元醇包括乙二醇、二乙二醇、聚醚多元醇中的任意一种或两种以上的组合;

6.根据权利要求5所述的水基润滑液,其特征在于,所述水基润滑液中水的质量分数为20-44%,含磷碳量子点的质量分数为0.1-1%;

7.权利要求1-6中任意一项所述的水基润滑液的制备方法,其特征在于,包括:

8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述多元醇包括小分子醇和聚醚多元醇,所述水基润滑液还包括复合剂以及可选择添加或不添加的功能助剂;

9.权利要求1-6中任意一项所述的水基润滑液在润滑减磨中的应用。

10.一种摩擦结构,其特征在于,包括权利要求1-6中任意一项所述的水基润滑液以及摩擦副,所述摩擦副与所述水基润滑液接触,且所述摩擦副的摩擦界面被所述水基润滑液润滑。

11.根据权利要求10所述的摩擦结构,其特征在于,所述摩擦界面的接触压强在1GPa以上。

12.根据权利要求10所述的摩擦结构,其特征在于,所述摩擦界面中,至少一侧的摩擦面的材质为钢铁。

13.根据权利要求10所述的摩擦结构,其特征在于,所述摩擦结构属于一机械液压系统,所述水基润滑液还作为所述机械液压系统中的动力传递介质。

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【技术特征摘要】

1.一种在超高接触压强下实现超滑的水基润滑液,其特征在于,包括水性基液以及分散于所述水性基液中的功能纳米颗粒;

2.根据权利要求1所述的水基润滑液,其特征在于,所述含磷碳量子点的合成方法包括:

3.根据权利要求2所述的水基润滑液,其特征在于,所述碳源包括氨基酸;所述磷化处理的磷化剂包括含磷的酸性物质。

4.根据权利要求3所述的水基润滑液,其特征在于,所述合成方法具体包括:

5.根据权利要求1所述的水基润滑液,其特征在于,所述多元醇包括乙二醇、二乙二醇、聚醚多元醇中的任意一种或两种以上的组合;

6.根据权利要求5所述的水基润滑液,其特征在于,所述水基润滑液中水的质量分数为20-44%,含磷碳量子点的质量分数为0.1-1%;

7.权利要求1-6中任意一项所述的水基润滑液的制备方法,其特征在于,包括:...

【专利技术属性】
技术研发人员:金强蔡涛陈焕毅李伟江南
申请(专利权)人:富地润滑科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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