[发明专利]一种二硫化钼/硫化锌杂化润滑添加剂的制备和应用

说明书

本发明公开一种二硫化钼/硫化锌（MoS₂/ZnS）杂化润滑添加剂，是以Na₂MoO₄、CH₄N₂S、(CH₃COOH)₂Zn、(NH₂)₂CO和Na₂S作为前驱体，加入去离子水中搅拌均匀，所得混合溶液转移至水热釜中水热反应而得。在MoS₂/ZnS杂化体结构中，ZnS纳米颗粒被片状MoS₂所包覆，可以充分发挥二者的协同增强作用。将其作为聚酰亚胺树脂基体的润滑添加剂，可有效发挥二硫化钼和硫化锌的协同增强作用，显著提升聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能，极大地拓展了聚酰亚胺复合材料在摩擦学领域的应用范围。

技术领域

本发明涉及一种二硫化钼/硫化锌杂化润滑添加剂的制备和应用，属于纳米材料和固体润滑技术领域。

背景技术

摩擦磨损是造成材料失效，导致资源浪费的主要原因之一。因而发展新的高性能润滑材料，用于降低运动部件的摩擦磨损显得尤为迫切。聚酰亚胺（PI）因其优异的热稳定性、机械性能以及出色的抗溶剂和抗辐射性能，而日益成为工业生产生活中重要的工程材料，被广泛应用于汽车、航天及交通运输等领域。然而，单一组分的PI材料难以满足工程材料对摩擦磨损性能的要求。大量的研究报道表明，对聚酰亚胺进行填充可以有效改善其摩擦学性能，进一步拓宽聚酰亚胺的应用范围。

二硫化钼（MoS₂）作为一种二维层状材料，其层与层之间以微弱的范德华力连接，在受到外力剪切作用时容易产生相对运动和滑移。基于这样的特点，MoS₂成为一种极其重要的固体润滑添加剂。然而，MoS₂在摩擦过程中会自发氧化并吸收空气中的水分，从而导致润滑和耐磨寿命的大幅缩短。硫化锌（ZnS）作为一种用途较为广泛的金属硫化物，在减摩抗磨领域也获得了一定的应用。因此使用二硫化钼/硫化锌杂化体作为PI树脂基体的润滑添加剂，可以发挥二硫化钼的润滑作用和硫化锌的增强作用，实现PI复合材料摩擦学性能的有效增强。

发明内容

本发明的目的是提供一种二硫化钼/硫化锌杂化润滑添加剂的制备方法和应用。

一、二硫化钼/硫化锌润滑杂化添加剂的制备

以Na₂MoO₄、CH₄N₂S、(CH₃COOH)₂Zn、(NH₂)₂CO和Na₂S作为前驱体，加入去离子水中搅拌均匀，所得混合溶液转移至水热釜中，在200~230℃下水热反应12~24h；所得产物经过滤、洗涤、干燥，得到二硫化钼/硫化锌（MoS₂/ZnS）杂化润滑添加剂。

前驱体中，Na₂MoO₄在混合溶液中的浓度为0.01~0.04g/mL。

Na₂MoO₄和CH₄N₂S的质量比为1: 2；Na₂MoO₄和(CH₃COOH)₂Zn的质量比为1:0.2~1:5。通过控制Na₂MoO₄和(CH₃COOH)₂Zn的质量比，调整MoS₂/ZnS中MoS₂和ZnS的质量配比，以获取不同的减磨润滑性能。

(CH₃COOH)₂Zn、(NH₂)₂CO和Na₂S的质量配比定为4: 2: 1。