[发明专利]一种固体润滑添加剂材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明一种固体润滑添加剂材料及制备方法，属于无机功能材料领域，具体来讲涉及一种作为固体润滑添加剂的柱撑型层状二硅酸钠材料的制备方法。

背景技术

机械零件的摩擦与磨损，使全球增加1/2～1/3的动力消耗。润滑技术作为减少摩擦副间摩擦和磨损的关键技术，在节能和减灾中发挥着重要作用。随着机械工业的发展，机器设备对润滑油的要求愈来愈高，单从炼制工艺提高润滑油质量已不能满足高速度、高负荷、大功率等苛刻条件的要求。固体润滑添加剂是现代润滑油的精髓，对减摩抗磨，提高机器性能发挥着越来越重要的作用。

传统的固体润滑添加剂，包括石墨、二硫化钼、二硫化钨和聚四氟乙烯粉末等。与石墨、二硫化钼比较，在结构上，层状二硅酸钠〔(δ，α，β)-Na₂Si₂O₅〕有类似于它们的层状结构，它们是一类具有插层化合物特点的无机晶体，晶体结构的共同特点是两个SiO₄四面体共用一个氧原子互相连接成带负电荷的层，层与层之间是由相互作用力较弱的钠离子相连接，按SiO₄四面体排列不同，产生δ，α，β三种不同结构的硅酸盐。

发明内容

本发明一种固体润滑添加剂材料及制备方法，目的在于公开一种合成能够用作固体润滑添加剂的由C₈-C₁₈长链烷烃基季铵盐柱撑的柱撑型层状二硅酸钠材料及制备方法的技术方案。

本发明一种固体润滑添加剂材料，其特征在于：是一种具有润滑特性的，在具有插层化合物特点的无机晶体材料层间结构中插入长链烷烃基阳离子的，由C₈-C₁₈长链烷烃基季铵盐柱撑的柱撑型层状二硅酸钠材料，进一步来讲，就是将0.5-2g(δ，α，β)-Na₂Si₂O₅，0.3-8gC₈-C₁₈长链烷烃基季铵盐混合，加入10ml-250ml蒸馏水，在pH3-14的条件下，将该容器放在集热式恒温加热磁力搅拌器中，升温到50-90℃，搅拌时间1-48小时，离心分离，用水洗涤，固体物质在室温风干，获得的一种C₈-C₁₈长链烷烃基季铵盐柱撑的柱撑型层状二硅酸钠材料。

上述一种固体润滑添加剂材料，其特征在于所述的具有插层化合物特点的无机晶体材料为层状二硅酸钠〔(δ，α，β)-Na₂Si₂O₅〕。

上述一种固体润滑添加剂材料的制备方法，是一种通过向具有插层化合物特点的无机晶体材料层间结构中插入长链烷烃基阳离子的方式，使其层间结构和组成产生相应的变化，合成出具有润滑特性的C₈-C₁₈长链烷烃基季铵盐柱撑的柱撑型层状二硅酸钠材料的方法，该方法是按下列步骤进行的：

I.将0.5-2g(δ，α，β)-Na₂Si₂O₅，0.3-8g C₈-C₁₈长链烷烃基季铵盐混合，加入10ml-250ml蒸馏水，置于烧杯中。

II.用2mol/L盐酸或0.5mol/L NaOH溶液调节混合物pH值在pH＝3-14范围。

III.将该容器放在集热式恒温加热磁力搅拌器中，升温到50-90℃，搅拌时间1-48小时。

IV.产物离心分离，用水洗涤，固体物质在室温风干。

本发明一种固体润滑添加剂材料及制备方法的优点在于：

1、与稀缺的钼化合物比较，层状二硅酸钠属于廉价易得的资源。二硫化钼在空气气氛下，400℃以上发生氧化，失去润滑效果。而层状二硅酸钠由于自身就是氧化物，因此，在热稳定性方面明显高于二硫化钼，可以在600-800℃的高温下使用。与石墨比较，石墨需要适当的水分存在才具有润滑作用，因此它不能够在真空状态下使用。而层状二硅酸钠的晶体结构中不含水，在真空下不会产生晶体结构与产品特性的变化，将有可能在高真空的环境下使用。在使用中，硅酸盐还具有对金属表面缓蚀保护的功效。因此，作为固体润滑添加剂，柱撑型层状二硅酸钠具有金属磨损表面自修复、成本低廉、功能全面、使用无污染等特点。

2、原料易得，制备工艺简单，生产成本低。

3.该产品具有良好的减摩、抗磨性能，能够用作固体润滑添加剂。

具体实施方式

实施方式1：