[发明专利]一种固体润滑添加剂材料及制备方法

说明书

一、技术领域

本发明一种固体润滑添加剂材料，属于无机功能材料领域，具体来讲涉及一种采用水热合成法直接合成的作为固体润滑添加剂的层状有机柱撑硅酸盐材料的制备方法。

二、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。

本发明所述的层状有机柱撑硅酸盐，是以双长链季铵盐为模板剂直接水热合成，有机物位于无机物层间，层间距均匀的层状硅酸盐材料。

三、发明内容

本发明一种固体润滑添加剂材料及制备方法，目的在于公开一种能够用作固体润滑添加剂的由C₈-C₁₈双长链烷烃基季铵盐做为模板剂，水热合成层状有机柱撑硅酸盐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，通过以C₈-C₁₈双长链烷烃基季铵盐为模板剂，硅化合物，铝化合物、硼化合物、钙化合物或镁化合物，在碱性条件下，通过水热合成方法，制备出的具有润滑特性的、具有层间距均匀特点的层状有机柱撑硅酸盐材料。

上述一种固体润滑添加剂材料的制备方法，是一种通过以C₈-C₁₈双长链烷烃基季铵盐为模板剂，硅化合物：硅溶胶、白炭黑、水玻璃或正硅酸乙酯，铝化合物、硼化合物、钙化合物或镁化合物，在碱性条件下，水热合成，制备出具有润滑特性的层间距均匀的层状有机柱撑硅酸盐材料的方法，该方法是按下列步骤进行的：

I.将碱溶液，硅化合物，铝化合物、硼化合物、钙化合物或镁化合物，C₈-C₁₈双长链烷烃基季铵盐和H₂O，按照投料摩尔比为(0.5-3.5)Na₂O、(0.5-3.5)K₂O或(0.5-3.5)Li₂O∶10.0硅化合物∶(0.0-1.0)铝化合物、(0.0-1.0)硼化合物、(0.0-1.0)钙化合物或(0.0-1.0)镁化合物∶(1.0-12.0)C₈-C₁₈双长链烷烃基季铵盐∶(200-700)H₂O，加入到反应釜中，混合均匀；

II.将反应釜放在30-150℃的烘箱内5-240小时；

III.产物离心分离，用水洗涤，固体物质在室温风干。

上述的一种固体润滑添加剂材料的制备方法，其特征在于所述的碱溶液为NaOH、KOH或LiOH溶液；所述的硅化合物为硅溶胶、白炭黑、水玻璃或正硅酸乙酯；所述的铝化合物为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、偏铝酸钠或异丙醇铝。

本发明一种固体润滑添加剂材料的优点在于：

1、与传统的固体润滑添加剂石墨、二硫化钼相比，用水热法直接合成的层状硅酸盐材料，在层间距上，层状有机柱撑硅酸盐材料层间距大且层间距可根据所选用的双长链季铵盐的不同进行调控；在化学组成上，可根据润滑性能的需要，在合成中掺杂其它化学元素。与柱撑型层状二硅酸钠固体润滑添加剂材料相比较，本发明所述的层状有机柱撑硅酸盐是采用水热法直接合成，因此该材料更加经济、节能、环保。在使用中，硅酸盐还具有对金属表面缓蚀保护的功效。

2、原料易得，制备工艺简单，产品可控性强。

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：

按照投料摩尔比为1.5Na₂O∶10.0硅溶胶∶3.0双十六烷基二甲基氯化铵∶400H₂O，加入到反应釜中，混合均匀，将反应釜放在150℃的烘箱内72小时，离心分离，用水洗涤，固体物质在室温风干，得到层状有机柱撑硅酸盐产品。

实施方式2：

按照投料摩尔比为1.5K₂O∶10.0硅溶胶∶6.0双十六烷基二甲基氯化铵∶400H₂O，加入到反应釜中，混合均匀，将反应釜放在150℃的烘箱内72小时，离心分离，用水洗涤，固体物质在室温风干，得到层状有机柱撑硅酸盐产品。

实施方式3：