[发明专利]一种水基润滑剂的添加剂及其制备方法

说明书

本案涉及一种用于水基润滑剂的添加剂及其制备方法，所述添加剂是由温敏性聚合物与两性化合物首先通过ATRP聚合制得共聚物，再与功能化石墨烯反应得到的一种含石墨烯的温敏微凝胶。本发明采用ATRP乳液聚合制得了PEGA微凝胶，同时利用末端溴与羧基化石墨烯反应，使石墨烯通过化学键的方式连接在微凝胶表面，增大了其稳定性和润滑性；将该含石墨烯的微凝胶作为水基润滑剂的添加剂添加到纯水中，在钢‑钢摩擦副条件下，将纯水的摩擦系数由0.5降低到了0.11；由于添加剂具有温敏性，其LCST值可控，当温度超过微凝胶的LCST值时，水基润滑剂的摩擦系数逐渐降低，起到智能调节润滑的作用。

技术领域

本发明属于润滑剂改性技术领域，具体为一种水基润滑剂的添加剂及其制备方法。

背景技术

与日益匮乏的石油等不可再生矿物资源相比，水的来源广泛，因此在摩擦润滑领域，人们也一直尝试使用水来代替这些矿物油炼制成的油类润滑剂。然而由于水的粘度低，水基润滑剂存在成模性较差的问题，很难在润滑界面形成稳定的具有抗摩减摩作用的润滑膜，限制了其在实际中的应用。

为了提高水的润滑性能，研究性能稳定的水性添加剂是提高水基润滑剂性能和拓宽其使用范围的关键。并且随着科技的不断发展，智能材料逐渐成为人类生产、生活所使用的住到材料之一，通过添加温度响应性材料对实现摩擦性能的智能调节具有一定的研究价值。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种性能稳定、具有一定温度响应性的微凝胶，其能够作为添加剂提高水基润滑液的润滑性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于水基润滑剂的添加剂，是由温敏性聚合物与两性化合物首先通过ATRP(原子转移自由基聚合)法聚合制得共聚物，再与功能化石墨烯反应得到的一种含石墨烯的温敏微凝胶。

进一步地，所述温敏性聚合物为聚乙二醇丙烯酸甲酯(PEGA)或聚丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯(PEGMA)，所述两性化合物为[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵(MSA)，所述功能化石墨烯为羧基化石墨烯。

本发明进一步提供一种如上所述的用于水基润滑剂的添加剂的制备方法，其包括以下步骤：

1)将温敏性聚合物和两性化合物加入到反应装置中，向瓶中通入氮气，随后加入交联单体、催化剂和配体，加水和表面活性剂搅拌使其混合均匀，随后滴加引发剂，在氮气氛围下密封反应4-6h，得到乳白色微凝胶溶液；

2)向步骤1)中添加石墨烯和催化量的二氮杂二环(DBU)，40～50℃下反应3-5h，得到含石墨烯的温敏微凝胶；

3)使用去离子水透析制得的含石墨烯的温敏微凝胶，经过5-7天透析处理即制得所述用于水基润滑剂的添加剂。

进一步地，所述交联单体为N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十二烷基磺酸钠(SDS)或壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)。

进一步地，所述催化剂为溴化亚铜、溴化铜或两者的组合物，所述配体为N,N,N',N”,N”'-五甲基二亚乙基三胺(PMDETA)，所述引发剂为2-溴丙酸乙酯、2-溴异丁酸乙酯、2-溴丙烯酸乙酯中的一种或多种。

进一步地，所述温敏性聚合物、两性化合物、交联单体、催化剂、配体和引发剂的摩尔比为50:10～50:1.5:1:2:1。