本發(fā)明涉及水潤(rùn)滑劑，特別是一種二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的制備及測(cè)試方法。

背景技術(shù)：

1、在流體潤(rùn)滑體系中，潤(rùn)滑液膜的承載能力與潤(rùn)滑液黏度成正比，與膜厚的平方成反比。水是一種低黏度液體，因此用水作潤(rùn)滑劑不易形成水膜，甚至在某些苛刻條件下水潤(rùn)滑幾乎不產(chǎn)生流體潤(rùn)滑效果（請(qǐng)舉一個(gè)例子），造成水潤(rùn)滑軸承承載能力低，致使在非流體潤(rùn)滑工況下運(yùn)行的水潤(rùn)滑軸瓦與軸頸直接接觸，造成嚴(yán)重磨損甚至燒瓦事故。而通過(guò)在水中加入易轉(zhuǎn)移和成膜性能好的添加型水潤(rùn)滑劑是解決上述問(wèn)題的一種有效策略。水中添加劑的加入有助于在界面形成潤(rùn)滑保護(hù)膜，避免軸瓦與軸頸的直接接觸，從而從根本上防止咬合甚至燒瓦等惡性事故的發(fā)生。

2、隨著技術(shù)的發(fā)展，水潤(rùn)滑劑的性能也得到了較大的進(jìn)步。比如我國(guó)專利號(hào)“201210027265.1”、專利名稱“一種氧化石墨烯-富勒烯水基潤(rùn)滑劑”的專利申請(qǐng)，其解決了潤(rùn)滑劑成本高、穩(wěn)定性差以及潤(rùn)滑性能低等技術(shù)問(wèn)題；專利號(hào)“201410212428.2”?、專利名稱“水基石墨烯-二硫化鉬納米管潤(rùn)滑劑”的專利申請(qǐng)，將石墨烯和二硫化鉬納米管分別功能化使其具備水溶性后，再按一定比例復(fù)合，制備得到成品；專利號(hào)“201510504476.3”?、專利名稱“氧化石墨烯-聚合物微球水基潤(rùn)滑劑”的專利申請(qǐng)，將氧化石墨烯粉末和聚合物微球乳液混合、超聲震蕩使氧化石墨烯粉末充分分散于乳液中，制備得到成品。上述現(xiàn)有技術(shù)，受到應(yīng)用的材料及制備工藝限制，存在相對(duì)穩(wěn)定性不好，以及成本高、制備工藝復(fù)雜且不易于規(guī)?；a(chǎn)等缺點(diǎn)。專利號(hào)“201610453233.6”、專利名稱“一種造紙用低固含量的硬脂酸鈣潤(rùn)滑劑及其制備方法”，以及專利號(hào)“201611138422.0”、專利名稱“含硼復(fù)合磺酸鈣基潤(rùn)滑脂組合物及其制備方法”的專利申請(qǐng)中，前者發(fā)揮潤(rùn)滑作用的主要成分是由硬脂酸與氫氧化鈣反應(yīng)得到的硬脂酸鈣，同時(shí)反應(yīng)后呈弱堿性；后者是以長(zhǎng)碳鏈烷基化合物及其取代化合物為原料合成了半固態(tài)狀潤(rùn)滑脂；201611138422.0專利申請(qǐng)中涉及的硬脂酸鈣呈弱堿性，無(wú)法提供酸性環(huán)境，同時(shí)堿性的硬脂酸鈣假如加入原料硼酸，會(huì)與硼酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，影響關(guān)鍵潤(rùn)滑成分氮化硼的生成，從而破壞水潤(rùn)滑劑的穩(wěn)定存在和潤(rùn)滑耐磨性能。

3、再比如，我國(guó)專利號(hào)“201910073191.7”、專利名稱“一種水溶性氮化碳潤(rùn)滑劑的制備方法”，專利號(hào)“201910073806.6”、專利名稱“種水溶性氮化碳潤(rùn)滑劑的制備方法”?的專利申請(qǐng)，由于，“201910073191.7”?的專利申請(qǐng)只有一種關(guān)鍵組分即水溶性氮化碳、會(huì)造成潤(rùn)滑性能不足的問(wèn)題，“201910073806.6”?的專利申請(qǐng)中，存在由于潤(rùn)滑組分離子液體的二次物理混入，導(dǎo)致水溶性氮化碳存在相容性不好的弊端。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有水基潤(rùn)滑劑由于制備材料以及制備工藝所限，制備得到的成品存在如背景技術(shù)所述弊端，本發(fā)明提供了制備工藝簡(jiǎn)便、生產(chǎn)周期顯著縮短，制備得到的成品具有優(yōu)異的潤(rùn)滑耐磨性能，以及綠色環(huán)保、對(duì)人體無(wú)害、可長(zhǎng)期穩(wěn)定保存的等特點(diǎn)，無(wú)需添加任何其他成分、可單獨(dú)使用于設(shè)備作為潤(rùn)滑劑，應(yīng)用中，高溫水熱條件可促進(jìn)硬脂酸在水中的溶解，提供酸性環(huán)境，促進(jìn)硼酸和雙氰胺聚合生成氮化硼的穩(wěn)定存在，溶于水的硬脂酸也可發(fā)揮潤(rùn)滑作用，對(duì)水溶性氮化硼的潤(rùn)滑性能起到補(bǔ)強(qiáng)作用，三種原料分別發(fā)揮了不同的功能，相互協(xié)同配合，對(duì)聚合物材料制備的軸承、軸套或墊片等材料與不銹鋼金屬軸對(duì)摩時(shí)能表現(xiàn)出優(yōu)異的減摩耐磨性能，提高了相關(guān)機(jī)構(gòu)的耐磨性及設(shè)備使用壽命的一種二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的制備及測(cè)試方法。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的制備方法，二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的材料包括硼酸、雙氰胺、硬脂酸和乙醇-水混合液，其中硼酸的份量是10?g?~20g，雙氰胺的份量是10g?~20g，硬脂酸的份量是90g?~110g，

4、乙醇-水混合液的乙醇比例是40%~60%；所述二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的制備流程如下，s1：稱取硼酸、雙氰胺和硬脂酸分散于常溫含乙醇的乙醇-水混合液中，充分?jǐn)嚢枞芙夂筠D(zhuǎn)移至150ml的具有聚四氟乙烯內(nèi)襯的水熱反應(yīng)釜內(nèi)；s2：旋緊水熱反應(yīng)釜的蓋密封后置于恒定溫度的烘箱中保溫一定時(shí)間，自然冷卻后得到氮化硼、硬脂酸的二元復(fù)合綠色水潤(rùn)滑劑；二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的測(cè)試方法如下，具體測(cè)試設(shè)備選用高速環(huán)-塊摩擦試驗(yàn)機(jī)，實(shí)驗(yàn)的聚合物材料為聚醚醚酮、聚酰亞胺、聚苯硫醚、聚甲醛工程塑料原料中的一種，與工程塑料原料對(duì)摩實(shí)驗(yàn)的是不銹鋼材質(zhì)金屬環(huán)，其表面粗糙度為0.1-0.8μm，二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑對(duì)上述配副摩擦學(xué)性能影響的測(cè)試條件為：載荷50n，轉(zhuǎn)速0.5m/s，測(cè)試時(shí)間1h，采用逐滴滴加的方式將二元復(fù)合環(huán)保水潤(rùn)滑劑注入摩擦界面，滴加速率為2ml/h。

5、進(jìn)一步地，所述二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的制備方法中，乙醇-水混合液的溫度在20℃~30℃之間，優(yōu)選25℃。

6、進(jìn)一步地，所述二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的制備方法中，硼酸、雙氰胺和硬脂酸白色固體的質(zhì)量混合比例為1:1:1~1:1:5。

7、進(jìn)一步地，所述二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的制備方法中，制備得到的氮化硼、硬脂酸的二元復(fù)合綠色水潤(rùn)滑劑，氮化硼:硬脂酸質(zhì)量比是1:1~1:3之間。

8、進(jìn)一步地，所述二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的制備方法中，水熱處理時(shí)烘箱溫度為150~250℃，水熱時(shí)間為1~3小時(shí)。

9、進(jìn)一步地，所述二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的制備方法中，硼酸和雙氰胺為氮化硼的合成分別提供硼元素和氮元素，在水熱釜中經(jīng)過(guò)高溫，釜內(nèi)的高壓力促進(jìn)氮化硼和雙氰胺發(fā)生反應(yīng)原位生成水溶性的氮化硼，而氮化硼具有良好的潤(rùn)滑抗磨性能，采用的高溫水熱條件，能提高硬脂酸在水中的溶解性，促使其與水熱生成的氮化硼進(jìn)行原位復(fù)合，從而創(chuàng)制出氮化硼、硬脂酸有機(jī)結(jié)合的二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑，同時(shí)由于硬脂酸的熱穩(wěn)定性高，高溫水熱不會(huì)對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能造成破壞、仍能保持其良好的理化性質(zhì)，終端應(yīng)用，能發(fā)揮良好潤(rùn)滑性能。

10、進(jìn)一步地，所述二元環(huán)保水潤(rùn)滑劑的測(cè)試中，以線面、面面接觸的方式將水潤(rùn)滑劑逐滴、滴入運(yùn)行的摩擦副之間，能更好地模擬工件運(yùn)行工況、實(shí)現(xiàn)更好檢測(cè)目的。

11、與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明有益效果是：本發(fā)明具有制備工藝簡(jiǎn)便、生產(chǎn)周期短的顯著優(yōu)點(diǎn)；由于不含金屬成分，對(duì)環(huán)境的影響和危害小，體現(xiàn)了綠色環(huán)保的特點(diǎn)；具有顯著的分散性和穩(wěn)定性，可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定保存。本發(fā)明作為切屑液應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)（尤其工件成型過(guò)程中應(yīng)用于凸模拉延、沖孔、沖裁、彎曲等工藝）中，以及醫(yī)療保健器械潤(rùn)滑等領(lǐng)域，由于優(yōu)異的潤(rùn)滑耐磨性能及綠色環(huán)保、對(duì)人體無(wú)害等特點(diǎn)，因此本發(fā)明無(wú)需添加其他任何成分，可單獨(dú)使用；應(yīng)用中，能對(duì)聚合物材料制備的軸承、軸套或墊片等制件與不銹鋼軸對(duì)摩時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)異的減摩耐磨性能，相比以純水作為潤(rùn)滑劑時(shí)，采用硼酸:雙氰胺:硬脂酸（1:1:3）水熱制備的本發(fā)明對(duì)聚甲醛-不銹鋼軸配副的摩擦學(xué)性能具有顯著提高作用，摩擦系數(shù)可從0.38降至0.22，相同條件下采用硼酸:雙氰胺:硬脂酸（1:1:1）水熱制備的二元復(fù)合環(huán)保水潤(rùn)滑劑時(shí)，聚甲醛材料的耐磨性（即使用壽命）可提高91%，提高了相關(guān)機(jī)構(gòu)的耐磨性及設(shè)備使用壽命。綜上，本發(fā)明具有好的應(yīng)用前景。