[发明专利]纳米羟基硅酸镁-氟掺杂无定型碳复合抗磨剂的制备方法

说明书

本发明涉及了纳米羟基硅酸镁‑氟掺杂无定型碳复合抗磨剂的制备方法，包括如下步骤：将氧化镁、二氧化硅、氢氧化钠溶液以及聚四氟乙烯充分混合后置于高温高压反应釜中，加热、搅拌并保温。待反应结束，并冷却至室温后得到反应产物；将反应产物过滤、用蒸馏水洗涤、鼓风干燥箱干燥并使用高速振动球磨机进行充分研磨后得到羟基硅酸镁‑氟掺杂无定型碳复合抗磨剂；本发明在羟基硅酸镁的合成过程中，利用亚临界水对聚四氟乙烯进行水解，生成氟掺杂无定型碳材料，完成纳米羟基硅酸镁‑氟掺杂无定型碳复合抗磨剂的制备；本发明提供的纳米复合抗磨剂作为润滑油或润滑脂的添加剂可在摩擦副表面生成一层由无定型碳构成的摩擦膜，具有优异的抗磨性能。

技术领域

本发明涉及纳米技术领域，尤其涉及纳米羟基硅酸镁-氟掺杂无定型碳复合抗磨剂的制备方法。

背景技术

蛇纹石矿物作为一种润滑油/脂添加剂能够较为有效地降低摩擦副的磨损，并可以在摩擦过程中对磨损表面起到一定程度的原位修复作用。但是，天然蛇纹石具有因产地不同而造成的化学成分复杂以及纳米细化困难等特点。因此，作为天然蛇纹石主要成分的羟基硅酸镁的人工合成便成为一种解决上述问题的有效途径。

另外，因类金刚石(DLC)及其元素掺杂材料作为一种无定型碳物质具有优异的摩擦学性能，已被作为抗磨涂层而广泛地应用在机械运动零件表面的耐磨改性。然而，将人工合成羟基硅酸镁及元素掺杂无定型碳的复合材料作为润滑油/脂抗磨剂的使用却鲜有报道。

因此，对于由人工合成纳米羟基硅酸镁与氟掺杂无定型碳构成的纳米复合抗磨剂的制备研究具有重要工程意义。

发明内容

为了提高机械零部件的耐磨寿命以及获得性能更为优异的抗磨剂，本发明提出了纳米羟基硅酸镁-氟掺杂无定型碳复合抗磨剂的制备方法。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

纳米羟基硅酸镁-氟掺杂无定型碳复合抗磨剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：将氧化镁、二氧化硅、氢氧化钠溶液以及聚四氟乙烯充分混合后置于高温高压反应釜中，加热、搅拌并保温一段时间。

S2：待反应结束，并冷却至室温后得到反应产物；

S3：将反应产物过滤并用蒸馏水洗涤后，经鼓风干燥箱干燥并使用高速振动球磨机进行充分研磨后得到纳米羟基硅酸镁-氟掺杂无定型碳复合抗磨剂。

进一步地，S1具体为使用电子天平分别量取氧化镁和二氧化硅并倒入盛有蒸馏水的容器中，形成混合溶液；在所述混合溶液中加入氢氧化钠溶液并使用磁力搅拌器进行充分搅拌，然后加入聚四氟乙烯充分混合后置于高温高压反应釜中，加热、搅拌并保温一段时间；

进一步地，S1所述的氧化镁和二氧化硅的质量比为1:1。

进一步地，S1所述的氢氧化钠溶液的浓度为0.5-2mol/L。

进一步地，S1所述的聚四氟乙烯包括：块状聚四氟乙烯，粉状聚四氟乙烯及乳液状聚四氟乙烯。

进一步地，S1所述的加热的温度为200-270℃。

进一步地，S1所述的保温的时间为12-60小时。

进一步地，S3所述的反应产物过滤并用蒸馏水洗涤至反应产物pH值小于9。

进一步地，S3所述鼓风干燥箱干燥的温度为50-90℃。

进一步地，S3所述高速振动球磨机进行充分研磨的时间为10-20分钟。