[发明专利]水基离子液体润滑液及其制备方法

说明书

本发明公开了水基离子液体润滑液及其制备方法，所述水基离子液体润滑液包括六氟磷酸盐、醇类溶剂、水和Mo₂CT_x MXene纳米片，其中T_x表示所述Mo₂CT_x MXene纳米片表面携带的官能团，其中x为整数，1≤x≤4。本发明的水机润滑液表面含亲水官能团，在水中具备良好的分散性，具有优异的吸水和保水性能，并且具备超低的摩擦系数和超高的抗磨能力。与传统的润滑液相比(普通润滑剂的摩擦系数为0.1左右)，本发明的润滑液能够将摩擦副间的摩擦系数降低到0.01以下，具有极低摩擦系数，并具有优异的抗磨和抗压性能。另外，本发明的润滑液以水为分散液，不会造成环境污染，绿色环保。

技术领域

本发明属于新型润滑材料技术领域，具体涉及一种水基离子液体润滑液及其制备方法。

背景技术

随着我国现代工业的飞速发展，人类发展所必须的能量消耗与日渐匮乏且不可再生资源之间的矛盾日趋严重，其中不必要的摩擦造成的能量损耗约占我国国民生产总值的4.5％。另外，目前市场上的润滑产品大多数是以矿物油或合成油为基础的，这类润滑油会污染环境，而且摩擦系数一般在0.1左右，并不具有非常优异的润滑性能，而且这类润滑油的生产过程较为复杂，成本较高。

目前已有的水基润滑液摩擦系数普遍在0.1左右，且接触压力相对于传统的石化类润滑剂并没有多大优势，且应用面纳米材料作为润滑油添加剂可以有效改善润滑油的摩擦学性能，在摩擦副之间可形成润滑膜，改善润滑油的抗磨减磨性能。但是由于纳米材料具有高的比表面积和表面能，在水基润滑液中，其分散性相对较差，容易发生团聚产生沉淀。同时直接添加纳米材料的水基润滑液摩擦系数大多在0.1左右，少部分纳米材料作为水基润滑添加剂作为润滑液虽然可以实现超低摩擦系数，但是接触压力太小以至于限制了其应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述传统油基润滑剂和水基润滑剂的承载能力的不足，提供一种具有极低摩擦系数、良好分散性和超高承载能力的水基离子液体润滑液及其制备方法。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种水基离子液体润滑液。根据本发明的实施例，所述水基离子液体润滑液包括：六氟磷酸盐、醇类溶剂、水和Mo₂CT_x MXene纳米片，其中T_x表示所述Mo₂CT_x MXene纳米片表面携带的官能团，其中x为整数，1≤x≤4。

根据本发明实施例的水基离子液体润滑液，其中，Mo₂CT_x MXene纳米片具有大量含氧官能团以及羟基等，这些表面官能团和较高的比表面积使Mo₂CT_x MXene作为添加剂在润滑液中具有更好的润滑性能；其次，这些官能团有利于Mo₂CT_x MXene纳米片的良好分散，避免Mo₂CT_x MXene纳米片在水中发生团聚现象，无需添加任何表面活性剂或分散剂，就可以达到很好的分散效果；同时，Mo₂CT_x MXene丰富的官能团增强了基体-填料界面，提高了润滑液的力学性能。另外，Mo₂CT_x MXene由于含有大量的横向尺寸达数微米的二维纳米片，其良好的可调性可以用于润滑甚至实现超低磨损状态。Mo₂CT_x MXene还具有比石墨烯更宽的层间距(可达数个纳米)，兼具层间距可调、电子结构丰富、载流子迁移率高、良好的自润滑、高韧性、高耐磨、可导电等特性，还具有耐高温结构稳定性和化学惰性等特性。与此同时，六氟磷酸锂中具备较好的抗氧化性和良好的润滑性能，表面官能团丰富，可作为良好的协同作用润滑剂。因此，可通过调节六氟磷酸锂和MXene的浓度和含量调控纳米材料被氧化的程度，即调节氧化后纳米材料表面的亲水官能团数量，实现对水基润滑液性能的调控。