一種微膠囊化潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑油涂層材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種微膠囊化潤(rùn)滑油，該微膠囊化潤(rùn)滑油通過(guò)以下方法制得：將潤(rùn)滑油和混合乳化劑按照16∶3的質(zhì)量比均勻混合，在80-85℃下，將部分PVA水溶液倒入其中，攪拌10min后，將剩余的PVA水溶液倒入其中，乳化，在攪拌的同時(shí)加入NaCl，攪拌30min，得到乳液；將正硅酸四乙酯和醋酸溶液緩慢加入乳液中，在55℃下，攪拌3h；加入引發(fā)劑，75℃，加熱5h，離心分離，洗滌，干燥，得到微膠囊化潤(rùn)滑油。本發(fā)明的潤(rùn)滑油涂層材料性能優(yōu)異，可廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械、電子、化工、船舶等工業(yè)部門(mén)的需負(fù)荷重、溫度高的機(jī)械摩擦部分及需要適當(dāng)防護(hù)的部件上。
【專利說(shuō)明】一種微膠囊化潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑油涂層材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微膠囊化潤(rùn)滑油【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種微膠囊化潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑油涂 層材料及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 微膠囊潤(rùn)滑涂層技術(shù)是借助于粘結(jié)劑，將微膠囊化的潤(rùn)滑油、耐磨添加劑以及其 它填料等牢固地粘結(jié)于運(yùn)動(dòng)副摩擦表面上起潤(rùn)滑減磨防護(hù)作用的一種技術(shù)，可采用噴涂、 刷涂、浸涂等形式涂覆于摩擦表面固化成膜，所成的膜材料被稱為微膠囊潤(rùn)滑膜。
[0003] 潤(rùn)滑油一般為不易揮發(fā)的油狀潤(rùn)滑劑，可用在各種類型機(jī)械上以減少摩擦，保護(hù) 機(jī)械及加工件的液體潤(rùn)滑劑，潤(rùn)滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等優(yōu)異性能顯著。已見(jiàn)專 利CN 102947429 A公開(kāi)了用于減小摩擦的包含納米孔顆粒的潤(rùn)滑油組合物。但由于潤(rùn)滑 油在使用過(guò)程中存在諸多缺陷，工件表面的潤(rùn)滑油在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中經(jīng)受擠壓作用時(shí)，工件之 間往往會(huì)處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)，不僅造成浪費(fèi)而且污染周邊環(huán)境，潤(rùn)滑與抗磨性能受到影響； 另外液態(tài)的潤(rùn)滑油在運(yùn)輸、包裝、貯藏中不方便。微膠囊化技術(shù)具有改變物質(zhì)的物理性質(zhì)和 提高物質(zhì)的穩(wěn)定性等優(yōu)異性能，可在潤(rùn)滑油表面包裹一層薄膜，可使液態(tài)潤(rùn)滑油變成固態(tài)， 優(yōu)化工藝性能。制成微膠囊，形成"固體潤(rùn)滑涂層"，經(jīng)過(guò)擠壓后部分顆粒破裂，釋放出潤(rùn)滑 油，起潤(rùn)滑作用，這樣每個(gè)油池很小，包裹于涂膜里面，可適應(yīng)極壓潤(rùn)滑和高溫、低溫，防止 高溫?fù)]發(fā)和低溫冷凍，在較寬領(lǐng)域內(nèi)維持良好的潤(rùn)滑效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供了一種微膠囊化潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑油涂層材料及其制備方法，通 過(guò)本發(fā)明方法制得的潤(rùn)滑油涂層材料具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和摩擦磨損性能，可滿足極壓、高 溫和低溫潤(rùn)滑，且在運(yùn)輸、包裝、貯藏中更加方便。
[0005] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種微膠囊化潤(rùn)滑油，通過(guò)以下方法制得： (1) 將潤(rùn)滑油和混合乳化劑按照16 : 3的質(zhì)量比均勻混合，在80-85°C下，將部分PVA 水溶液倒入其中，以300r/min攪拌lOmin后，將剩余的PVA水溶液倒入其中，并增大轉(zhuǎn)速到 500r/min進(jìn)行乳化，在攪拌的同時(shí)加入NaCl，攪拌30 min,得到乳液； (2) 將正硅酸四乙酯和醋酸溶液緩慢加入到步驟1的乳液中，在55°C下，攪拌3h ; (3) 在步驟2的產(chǎn)物中加入引發(fā)劑，75°C，加熱5h，將得到的微膠囊離心分離，用無(wú)水乙 醇洗滌，在55°C的烘箱中干燥24h，得到微膠囊化潤(rùn)滑油。
[0006] 所述潤(rùn)滑油選自100#機(jī)油、220#蝸輪蝸桿油、68#導(dǎo)軌油或5#主軸油中的一種。
[0007] 所述混合乳化劑為span 80和tween 20的混合物，所述span 80和tween 20的 混合質(zhì)量比為9 : 11。
[0008] 所述PVA :潤(rùn)滑油：NaCl :正硅酸四乙酯：醋酸溶液：引發(fā)劑的質(zhì)量比為1 : 8 : 1 : 8 : 0· 2 : 0· 02。
[0009] 所述醋酸溶液中醋酸的質(zhì)量百分含量為10. Owt%。
[0010] 所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨或過(guò)硫酸鉀。
[0011] 所述步驟（2 )中的攪拌速率為300-500r/min。
[0012] 一種潤(rùn)滑油涂層材料，由包含以下重量份的組分制成：本發(fā)明所述的微膠囊化潤(rùn) 滑油10-50份；耐磨添加劑6-15份；分散劑2-10份；抗氧化劑0. 5-4份；粘結(jié)基體32-80 份。
[0013] 所述耐磨添加劑選自滑石粉、鈦白粉、輕體碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、氣相二氧化硅、氫 氧化鎂、氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鋯、蒙脫土和高嶺土中的一種或幾種。
[0014] 所述分散劑選自0P-10、span-80、tween-20、聚乙二醇、聚乙烯醇縮甲醒中的一種 或幾種。
[0015] 所述抗氧化劑選自三氧化二銻或氧化鉛。
[0016] 所述粘結(jié)基體選自環(huán)氧酚醛、環(huán)氧有機(jī)硅、環(huán)氧丙烯酸、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺 樹(shù)脂分散液中的一種或幾種。
[0017] 一種潤(rùn)滑油涂層材料的制備方法，具體包括以下步驟： 將分散劑2-10重量份和粘結(jié)基體32-80重量份，攪拌均勻后，依次加入本發(fā)明所述的 微膠囊化潤(rùn)滑油10-50重量份、耐磨添加劑6-15重量份、抗氧化劑0. 5-4重量份，超聲波分 散，球磨分散，經(jīng)過(guò)濾，得到潤(rùn)滑油涂層材料。
[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其有益效果為： (1)本發(fā)明利用微膠囊化潤(rùn)滑油制備得到潤(rùn)滑油涂層材料，具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和摩擦 磨損性能。
[0019] ( 2)本發(fā)明的經(jīng)過(guò)微膠囊化處理的潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油被包覆在復(fù)合材料里，微膠囊化 潤(rùn)滑油的穩(wěn)定性和抗磨性能優(yōu)異，可適應(yīng)極壓潤(rùn)滑和高溫、低溫，能夠一直維持潤(rùn)滑，且在 運(yùn)輸、包裝、貯藏中變得方便。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例4、5和6的潤(rùn)滑油涂層材料的平均摩擦系數(shù)對(duì)比圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例4、5和6的潤(rùn)滑油涂層材料的磨損質(zhì)量對(duì)比圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 實(shí)施例1 (1) 將 0.8kg 100# 機(jī)油、1.5kg 復(fù)合乳化劑（0.675kg span 80 和 0.825kg tween 20) 均勻混合，在80°C下，將211逐滴加入，以300r/min攪拌lOmin后，將剩余4kg的PVA2wt% 水溶液逐滴加入，并增大轉(zhuǎn)速到500r/min進(jìn)行乳化，在攪拌的同時(shí)加入NaClO. lkg，攪拌30 min，得到乳液； (2) 將正硅酸四乙酯0. 8kg和10. Owt%醋酸溶液0. 02kg緩慢加入到步驟1的乳液中， 在 55°C下，以 300r/min 攪拌 3h ; (3) 在步驟2的產(chǎn)物中加入過(guò)硫酸銨0. 002kg，調(diào)節(jié)體系溫度為75°C，保持5h，將得到 的微膠囊離心分離，用無(wú)水乙醇洗滌，在55°C的烘箱中干燥24h，得到微膠囊化潤(rùn)滑油。
[0023] 實(shí)施例2 (1) 將 0.8kg 220# 蝸輪蝸桿油、1.5kg 復(fù)合乳化劑（0.675kg span 80 和 0.825kg tween 20)均勻混合，在85°C下，將lkgPVA2wt%水溶液逐滴加入，以300r/min攪拌lOmin后，將剩 余4kg的PVA2wt%水溶液逐滴加入，并增大轉(zhuǎn)速到500r/min進(jìn)行乳化，在攪拌的同時(shí)加入 NaClO. lkg，攪拌30 min,得到乳液； (2) 將正硅酸四乙酯0. 8kg和10. Owt%醋酸溶液0. 02kg緩慢加入到步驟1的乳液中， 在 55°C下，以 300r/min 攪拌 3h ; (3) 在步驟2的產(chǎn)物中加入過(guò)硫酸銨0. 002kg，調(diào)節(jié)體系溫度為75°C，保持5h，將得到 的微膠囊離心分離，用無(wú)水乙醇洗滌，在55°C的烘箱中干燥24h，得到微膠囊化潤(rùn)滑油。
[0024] 實(shí)施例3 (1) 將 0.8kg 68# 導(dǎo)軌油、1.5kg 復(fù)合乳化劑（0.675kg span 80 和 0.825kg tween 20)均勻混合，在85°C下，將lkgPVA2wt%水溶液逐滴加入，以300r/min攪拌lOmin后，將 剩余4kg的PVA2wt%水溶液逐滴加入，并增大轉(zhuǎn)速到500r/min進(jìn)行乳化，攪拌的同時(shí)加入 NaClO. lkg，攪拌30 min,得到乳液； (2) 將正硅酸四乙酯0. 8kg和10. Owt%醋酸溶液0. 02kg緩慢加入到步驟1的乳液中， 在 55°C下，以 300r/min 攪拌 3h ; (3) 在步驟2的產(chǎn)物中加入過(guò)硫酸鉀0. 002kg，調(diào)節(jié)體系溫度為75°C，保持5h，將得到 的微膠囊離心分離，用無(wú)水乙醇洗滌，在55°C的烘箱中干燥24h，得到微膠囊化潤(rùn)滑油。
[0025] 實(shí)施例4 將0P-10 5kg分散于聚酰亞胺65 kg中，攪拌均勻后，依次加入實(shí)施例1的微膠囊化潤(rùn) 滑油25kg、滑石粉3 kg、氧化鋁3 kg、三氧化二銻0.5 kg，分別經(jīng)過(guò)超聲波、球磨分散之后， 過(guò)濾，得到潤(rùn)滑油涂層材料。
[0026] 將得到的潤(rùn)滑油涂層材料經(jīng)過(guò)噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉(zhuǎn)速、600s保 存時(shí)間的條件下，對(duì)噴涂過(guò)潤(rùn)滑油涂層的鋼片進(jìn)行小銷盤(pán)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，測(cè)得平均摩擦系 數(shù)和磨損結(jié)果分別為〇. 00552和0. 0007g，如圖1和2所示。
[0027] 實(shí)施例5 將span-80 10kg分散于環(huán)氧有機(jī)娃樹(shù)脂80 kg中，攪拌均勻后，依次加入實(shí)施例2的 微膠囊化潤(rùn)滑油50kg、鈦白粉10kg、氧化锫5kg、氧化鉛4 kg,分別經(jīng)過(guò)超聲波、球磨分散之 后，過(guò)濾，得到潤(rùn)滑油涂層材料。
[0028] 將得到的潤(rùn)滑油涂層材料經(jīng)過(guò)噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉(zhuǎn)速、600s保 存時(shí)間的條件下，對(duì)噴涂過(guò)潤(rùn)滑油涂層的鋼片進(jìn)行小銷盤(pán)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，測(cè)得平均摩擦系 數(shù)和磨損結(jié)果分別為〇. 06925和0. 0042g，如圖1和2所示。
[0029] 實(shí)施例6 將tween-20 2kg分散于聚酰胺酰亞胺樹(shù)脂32kg中，攪拌均勻后，依次加入實(shí)施例3的 微膠囊化潤(rùn)滑油l〇kg、氫氧化鎂10kg、三氧化二銻3kg，分別經(jīng)過(guò)超聲波、球磨分散之后，過(guò) 濾，得到潤(rùn)滑油涂層材料。
[0030] 將得到的潤(rùn)滑油涂層材料經(jīng)過(guò)噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉(zhuǎn)速、600s保 存時(shí)間的條件下，對(duì)噴涂過(guò)潤(rùn)滑油涂層的鋼片進(jìn)行小銷盤(pán)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，測(cè)得平均摩擦系 數(shù)和磨損結(jié)果分別為〇. 02498和0. 0002g，如圖1和2所示。
[0031] 對(duì)比例 將環(huán)氧丙烯酸55kg分散于OP-10 6kg中，待攪拌均勻后，依次添加滑石粉10kg和三氧 化二銻2kg，再經(jīng)超聲分散和球磨分散后，過(guò)濾，得到空白對(duì)比樣涂層材料。
[0032] 將得到的空白對(duì)比樣涂層材料經(jīng)過(guò)噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉(zhuǎn)速、 600s保存時(shí)間的條件下，對(duì)噴涂過(guò)空白對(duì)比樣涂層的鋼片進(jìn)行小銷盤(pán)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，測(cè)得 平均摩擦系數(shù)和磨損結(jié)果分別為0. 59407和0. 0212g，如圖1和2所示。
【權(quán)利要求】
1. 一種微膠囊化潤(rùn)滑油，其特征在于，通過(guò)以下方法制得： 將潤(rùn)滑油和混合乳化劑按照16 : 3的質(zhì)量比均勻混合，在80-85°C下，將部分PVA水 溶液倒入其中，以300r/min攪拌lOmin后，將剩余的PVA水溶液倒入其中，并增大轉(zhuǎn)速到 500r/min進(jìn)行乳化，在攪拌的同時(shí)加入NaCl，攪拌30 min,得到乳液； 將正硅酸四乙酯和醋酸溶液緩慢加入到步驟1的乳液中，在55°C下，攪拌3h ; 在步驟2的產(chǎn)物中加入引發(fā)劑，75°C，加熱5h，將得到的微膠囊離心分離，用無(wú)水乙醇 洗滌，在55°C的烘箱中干燥24h，得到微膠囊化潤(rùn)滑油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微膠囊化潤(rùn)滑油，其特征在于，所述潤(rùn)滑油選自100#機(jī)油、 220#蝸輪蝸桿油、68#導(dǎo)軌油或5#主軸油中的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微膠囊化潤(rùn)滑油，其特征在于，所述混合乳化劑為span 80和 tween 20的混合物，所述span 80和tween 20的的混合質(zhì)量比為9 : 11。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微膠囊化潤(rùn)滑油，其特征在于，所述PVA :潤(rùn)滑油：NaCl :正硅 酸四乙酯：醋酸溶液：引發(fā)劑的質(zhì)量比為1 : 8 : 1 : 8 : 0.2 : 0.02;所述醋酸溶液中醋 酸的質(zhì)量百分含量為10. 〇wt%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的微膠囊化潤(rùn)滑油，其特征在于，所述引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨或過(guò) 硫酸鉀；所述步驟2中的攪拌速率為300-500r/min。
6. -種潤(rùn)滑油涂層材料，其特征在于，由包含以下重量份的組分制成：如權(quán)利要求1所 述的微膠囊化潤(rùn)滑油10-50份；耐磨添加劑6-15份；分散劑2-10份；抗氧化劑0. 5-4份； 粘結(jié)基體32-80份。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的潤(rùn)滑油涂層材料，其特征在于，所述耐磨添加劑選自滑石粉、 鈦白粉、輕體碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、氣相二氧化硅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鋯、蒙 脫土和高嶺土中的一種或幾種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的潤(rùn)滑油涂層材料，其特征在于，所述分散劑選自0P-10、 span-80、tween-20、聚乙二醇、聚乙烯醇縮甲醒中的一種或幾種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的潤(rùn)滑油涂層材料，其特征在于，所述抗氧化劑選自三氧化二 銻或氧化鉛；所述粘結(jié)基體選自環(huán)氧酚醛、環(huán)氧有機(jī)硅、環(huán)氧丙烯酸、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞 胺樹(shù)脂分散液中的一種或幾種。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的潤(rùn)滑油涂層材料的制備方法，其特征在于，具體包括以下步 驟： 將分散劑2-10重量份和粘結(jié)基體32-80重量份，攪拌均勻后，依次加入本發(fā)明所述的 微膠囊化潤(rùn)滑油10-50重量份、耐磨添加劑6-15重量份、抗氧化劑0. 5-4重量份，超聲波分 散，球磨分散，經(jīng)過(guò)濾，得到潤(rùn)滑油涂層材料。
【文檔編號(hào)】C10M169/04GK104140868SQ201410363671
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】喬紅斌, 章俊強(qiáng), 張玉珍 申請(qǐng)人:泰州市嘉迪新材料有限公司