[发明专利]一种液晶润滑剂及包括该液晶润滑剂的超低摩擦系统

说明书

本发明提供一种液晶润滑剂及包括该液晶润滑剂的超低摩擦系统，所述液晶润滑剂用于轴承钢和6FDA‑ODA型聚酰亚胺材料配副的运动系统中，能有效降低摩擦副间的摩擦，实现摩擦系数至0.001量级，发生超低摩擦现象。

技术领域

本发明涉及润滑材料技术领域，具体是一种液晶润滑剂及包括该液晶润滑剂的超低摩擦系统。

背景技术

随着科学技术的发展，能源消耗的大幅增长与资源匮乏之间的矛盾日趋严重，因此，提高能源利用效率就显得非常重要。摩擦是消耗能源的重要途径之一，而超低摩擦技术的出现能够大大提高运动系统的能源利用效率。

采用先进润滑技术，是提高生产效率，降低能耗的最有效的方式之一，是实现低碳经济和社会可持续发展的重要环节。其中，新型润滑剂的设计和开发，一直都是学术界和工业界关注的热点问题。液晶被认为是一种可能的新型特种润滑剂。众所周知，物质存在随温度变化的固、液、气三态。而某些有机材料在一定的温度范围内(热致液晶)或浓度范围内(溶致液晶)会呈现出介于固态和液态之间的中间相，即液晶态。在这种状态下分子的物理性质表现为液体的流动性和晶体的各向异性。液晶将晶体的有序性及液体的流动性在分子水平上统一起来，从而使体系能采取最低能量的构型来响应外界(如：磁场、电场、化学及机械力等)的刺激，因此液晶在许多领域都有着重要的应用，尤其是作为电子显示屏材料，是目前其最广泛的应用。近年来，它们也成为摩擦学研究的热点之一。

润滑剂的摩擦学性能取决于其结构。固体润滑剂通常采用具有层状结构的化合物，晶格中原子的层状排列形成了天然的滑移面，以达到良好的润滑效果。而液晶化合物具有按某种位置顺序进行分子定向排列的结构特征，可以起到同样的作用。同时由于液晶化合物中存在极性基团，使得它们能更好地吸附在摩擦副表面，因此定向排列作用可能更强。这种效应使得滑移面更容易形成，同时滑移面也可以起到保护的作用。自20世纪80年代以来，各国一直在开展着对液晶化合物的摩擦学行为的研究。研究表明，液晶在用作润滑剂或润滑添加剂时，由于其有序状态，表现出不同寻常的润滑性能。与传统润滑剂相比，液晶具有较低的摩擦系数和较高的承载能力。

聚酰亚胺材料的分子主链上有稳定的酰亚胺芳杂环结构，是一种新型的耐高温有机聚合物，具有优良的尺寸和氧化稳定性、耐辐照性能，绝缘性能、耐化学腐蚀、耐磨损、强度高等特点，被广泛应用于航空航天、汽车、微电子等领域。然而直接用作自润滑耐磨材料依然存在摩擦过大，摩擦系数偏高的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种液晶润滑剂及包括该液晶润滑剂的超低摩擦系统，所述超低摩擦系统以液晶材料作为润滑剂用于轴承钢和6FDA-ODA型聚酰亚胺材料配副的运动系统中，能有效降低摩擦副间的摩擦，实现摩擦系数至0.001量级，发生超低摩擦现象。

本发明提供的技术方案：一种液晶润滑剂，所述液晶润滑剂选自下式所示的联苯类化合物：

其中，R¹，R²，R³基团均选自烷基，烯基，炔基，烷氧基，H，F，Cl，CF₃，OCF₃中的任意一种或几种组合。

进一步的，所述R¹，R²，R³基团选自的烷基，烯基，炔基，烷氧基包括直链或支链的烷基，烯基，炔基，烷氧基。

所述液晶润滑剂作为轴承钢和聚酰亚胺材料配副下的润滑剂的用途。

进一步的，所述液晶润滑剂单独或者作为混晶的成分的润滑剂使用。

一种混晶润滑剂，所述混晶润滑剂中联苯类化合物占混晶重量百分比为20％-50％。

一种超低摩擦系统，所述超低摩擦系统是以如下式所示的联苯类化合物作为润滑剂，轴承钢和6FDA-ODA型聚酰亚胺材料配副的运动系统，