一種微膠囊化潤滑油、潤滑油涂層材料及其制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種微膠囊化潤滑油，該微膠囊化潤滑油通過以下方法制得：將潤滑油和混合乳化劑按照16∶3的質量比均勻混合，在80-85℃下，將部分PVA水溶液倒入其中，攪拌10min后，將剩余的PVA水溶液倒入其中，乳化，在攪拌的同時加入NaCl，攪拌30min，得到乳液；將正硅酸四乙酯和醋酸溶液緩慢加入乳液中，在55℃下，攪拌3h；加入引發劑，75℃，加熱5h，離心分離，洗滌，干燥，得到微膠囊化潤滑油。本發明的潤滑油涂層材料性能優異，可廣泛應用于航空航天、機械、電子、化工、船舶等工業部門的需負荷重、溫度高的機械摩擦部分及需要適當防護的部件上。
【專利說明】一種微膠囊化潤滑油、潤滑油涂層材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于微膠囊化潤滑油【技術領域】，特別涉及一種微膠囊化潤滑油、潤滑油涂 層材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 微膠囊潤滑涂層技術是借助于粘結劑，將微膠囊化的潤滑油、耐磨添加劑以及其 它填料等牢固地粘結于運動副摩擦表面上起潤滑減磨防護作用的一種技術，可采用噴涂、 刷涂、浸涂等形式涂覆于摩擦表面固化成膜，所成的膜材料被稱為微膠囊潤滑膜。
[0003] 潤滑油一般為不易揮發的油狀潤滑劑，可用在各種類型機械上以減少摩擦，保護 機械及加工件的液體潤滑劑，潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等優異性能顯著。已見專 利CN 102947429 A公開了用于減小摩擦的包含納米孔顆粒的潤滑油組合物。但由于潤滑 油在使用過程中存在諸多缺陷，工件表面的潤滑油在運動過程中經受擠壓作用時，工件之 間往往會處于邊界潤滑狀態，不僅造成浪費而且污染周邊環境，潤滑與抗磨性能受到影響； 另外液態的潤滑油在運輸、包裝、貯藏中不方便。微膠囊化技術具有改變物質的物理性質和 提高物質的穩定性等優異性能，可在潤滑油表面包裹一層薄膜，可使液態潤滑油變成固態， 優化工藝性能。制成微膠囊，形成"固體潤滑涂層"，經過擠壓后部分顆粒破裂，釋放出潤滑 油，起潤滑作用，這樣每個油池很小，包裹于涂膜里面，可適應極壓潤滑和高溫、低溫，防止 高溫揮發和低溫冷凍，在較寬領域內維持良好的潤滑效果。
【發明內容】
[0004] 本發明目的在于提供了一種微膠囊化潤滑油、潤滑油涂層材料及其制備方法，通 過本發明方法制得的潤滑油涂層材料具有優異的穩定性和摩擦磨損性能，可滿足極壓、高 溫和低溫潤滑，且在運輸、包裝、貯藏中更加方便。
[0005] 本發明的目的可以通過以下技術方案實現： 一種微膠囊化潤滑油，通過以下方法制得： (1) 將潤滑油和混合乳化劑按照16 : 3的質量比均勻混合，在80-85°C下，將部分PVA 水溶液倒入其中，以300r/min攪拌lOmin后，將剩余的PVA水溶液倒入其中，并增大轉速到 500r/min進行乳化，在攪拌的同時加入NaCl，攪拌30 min,得到乳液； (2) 將正硅酸四乙酯和醋酸溶液緩慢加入到步驟1的乳液中，在55°C下，攪拌3h ; (3) 在步驟2的產物中加入引發劑，75°C，加熱5h，將得到的微膠囊離心分離，用無水乙 醇洗滌，在55°C的烘箱中干燥24h，得到微膠囊化潤滑油。
[0006] 所述潤滑油選自100#機油、220#蝸輪蝸桿油、68#導軌油或5#主軸油中的一種。
[0007] 所述混合乳化劑為span 80和tween 20的混合物，所述span 80和tween 20的 混合質量比為9 : 11。
[0008] 所述PVA :潤滑油：NaCl :正硅酸四乙酯：醋酸溶液：引發劑的質量比為1 : 8 : 1 : 8 : 0· 2 : 0· 02。
[0009] 所述醋酸溶液中醋酸的質量百分含量為10. Owt%。
[0010] 所述引發劑為過硫酸銨或過硫酸鉀。
[0011] 所述步驟（2 )中的攪拌速率為300-500r/min。
[0012] 一種潤滑油涂層材料，由包含以下重量份的組分制成：本發明所述的微膠囊化潤 滑油10-50份；耐磨添加劑6-15份；分散劑2-10份；抗氧化劑0. 5-4份；粘結基體32-80 份。
[0013] 所述耐磨添加劑選自滑石粉、鈦白粉、輕體碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、氣相二氧化硅、氫 氧化鎂、氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鋯、蒙脫土和高嶺土中的一種或幾種。
[0014] 所述分散劑選自0P-10、span-80、tween-20、聚乙二醇、聚乙烯醇縮甲醒中的一種 或幾種。
[0015] 所述抗氧化劑選自三氧化二銻或氧化鉛。
[0016] 所述粘結基體選自環氧酚醛、環氧有機硅、環氧丙烯酸、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺 樹脂分散液中的一種或幾種。
[0017] 一種潤滑油涂層材料的制備方法，具體包括以下步驟： 將分散劑2-10重量份和粘結基體32-80重量份，攪拌均勻后，依次加入本發明所述的 微膠囊化潤滑油10-50重量份、耐磨添加劑6-15重量份、抗氧化劑0. 5-4重量份，超聲波分 散，球磨分散，經過濾，得到潤滑油涂層材料。
[0018] 本發明與現有技術相比較，其有益效果為： (1)本發明利用微膠囊化潤滑油制備得到潤滑油涂層材料，具有優異的穩定性和摩擦 磨損性能。
[0019] ( 2)本發明的經過微膠囊化處理的潤滑油，潤滑油被包覆在復合材料里，微膠囊化 潤滑油的穩定性和抗磨性能優異，可適應極壓潤滑和高溫、低溫，能夠一直維持潤滑，且在 運輸、包裝、貯藏中變得方便。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明實施例4、5和6的潤滑油涂層材料的平均摩擦系數對比圖。
[0021] 圖2為本發明實施例4、5和6的潤滑油涂層材料的磨損質量對比圖。
【具體實施方式】
[0022] 實施例1 (1) 將 0.8kg 100# 機油、1.5kg 復合乳化劑（0.675kg span 80 和 0.825kg tween 20) 均勻混合，在80°C下，將211逐滴加入，以300r/min攪拌lOmin后，將剩余4kg的PVA2wt% 水溶液逐滴加入，并增大轉速到500r/min進行乳化，在攪拌的同時加入NaClO. lkg，攪拌30 min，得到乳液； (2) 將正硅酸四乙酯0. 8kg和10. Owt%醋酸溶液0. 02kg緩慢加入到步驟1的乳液中， 在 55°C下，以 300r/min 攪拌 3h ; (3) 在步驟2的產物中加入過硫酸銨0. 002kg，調節體系溫度為75°C，保持5h，將得到 的微膠囊離心分離，用無水乙醇洗滌，在55°C的烘箱中干燥24h，得到微膠囊化潤滑油。
[0023] 實施例2 (1) 將 0.8kg 220# 蝸輪蝸桿油、1.5kg 復合乳化劑（0.675kg span 80 和 0.825kg tween 20)均勻混合，在85°C下，將lkgPVA2wt%水溶液逐滴加入，以300r/min攪拌lOmin后，將剩 余4kg的PVA2wt%水溶液逐滴加入，并增大轉速到500r/min進行乳化，在攪拌的同時加入 NaClO. lkg，攪拌30 min,得到乳液； (2) 將正硅酸四乙酯0. 8kg和10. Owt%醋酸溶液0. 02kg緩慢加入到步驟1的乳液中， 在 55°C下，以 300r/min 攪拌 3h ; (3) 在步驟2的產物中加入過硫酸銨0. 002kg，調節體系溫度為75°C，保持5h，將得到 的微膠囊離心分離，用無水乙醇洗滌，在55°C的烘箱中干燥24h，得到微膠囊化潤滑油。
[0024] 實施例3 (1) 將 0.8kg 68# 導軌油、1.5kg 復合乳化劑（0.675kg span 80 和 0.825kg tween 20)均勻混合，在85°C下，將lkgPVA2wt%水溶液逐滴加入，以300r/min攪拌lOmin后，將 剩余4kg的PVA2wt%水溶液逐滴加入，并增大轉速到500r/min進行乳化，攪拌的同時加入 NaClO. lkg，攪拌30 min,得到乳液； (2) 將正硅酸四乙酯0. 8kg和10. Owt%醋酸溶液0. 02kg緩慢加入到步驟1的乳液中， 在 55°C下，以 300r/min 攪拌 3h ; (3) 在步驟2的產物中加入過硫酸鉀0. 002kg，調節體系溫度為75°C，保持5h，將得到 的微膠囊離心分離，用無水乙醇洗滌，在55°C的烘箱中干燥24h，得到微膠囊化潤滑油。
[0025] 實施例4 將0P-10 5kg分散于聚酰亞胺65 kg中，攪拌均勻后，依次加入實施例1的微膠囊化潤 滑油25kg、滑石粉3 kg、氧化鋁3 kg、三氧化二銻0.5 kg，分別經過超聲波、球磨分散之后， 過濾，得到潤滑油涂層材料。
[0026] 將得到的潤滑油涂層材料經過噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉速、600s保 存時間的條件下，對噴涂過潤滑油涂層的鋼片進行小銷盤摩擦磨損實驗，測得平均摩擦系 數和磨損結果分別為〇. 00552和0. 0007g，如圖1和2所示。
[0027] 實施例5 將span-80 10kg分散于環氧有機娃樹脂80 kg中，攪拌均勻后，依次加入實施例2的 微膠囊化潤滑油50kg、鈦白粉10kg、氧化锫5kg、氧化鉛4 kg,分別經過超聲波、球磨分散之 后，過濾，得到潤滑油涂層材料。
[0028] 將得到的潤滑油涂層材料經過噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉速、600s保 存時間的條件下，對噴涂過潤滑油涂層的鋼片進行小銷盤摩擦磨損實驗，測得平均摩擦系 數和磨損結果分別為〇. 06925和0. 0042g，如圖1和2所示。
[0029] 實施例6 將tween-20 2kg分散于聚酰胺酰亞胺樹脂32kg中，攪拌均勻后，依次加入實施例3的 微膠囊化潤滑油l〇kg、氫氧化鎂10kg、三氧化二銻3kg，分別經過超聲波、球磨分散之后，過 濾，得到潤滑油涂層材料。
[0030] 將得到的潤滑油涂層材料經過噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉速、600s保 存時間的條件下，對噴涂過潤滑油涂層的鋼片進行小銷盤摩擦磨損實驗，測得平均摩擦系 數和磨損結果分別為〇. 02498和0. 0002g，如圖1和2所示。
[0031] 對比例 將環氧丙烯酸55kg分散于OP-10 6kg中，待攪拌均勻后，依次添加滑石粉10kg和三氧 化二銻2kg，再經超聲分散和球磨分散后，過濾，得到空白對比樣涂層材料。
[0032] 將得到的空白對比樣涂層材料經過噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉速、 600s保存時間的條件下，對噴涂過空白對比樣涂層的鋼片進行小銷盤摩擦磨損實驗，測得 平均摩擦系數和磨損結果分別為0. 59407和0. 0212g，如圖1和2所示。
【權利要求】
1. 一種微膠囊化潤滑油，其特征在于，通過以下方法制得： 將潤滑油和混合乳化劑按照16 : 3的質量比均勻混合，在80-85°C下，將部分PVA水 溶液倒入其中，以300r/min攪拌lOmin后，將剩余的PVA水溶液倒入其中，并增大轉速到 500r/min進行乳化，在攪拌的同時加入NaCl，攪拌30 min,得到乳液； 將正硅酸四乙酯和醋酸溶液緩慢加入到步驟1的乳液中，在55°C下，攪拌3h ; 在步驟2的產物中加入引發劑，75°C，加熱5h，將得到的微膠囊離心分離，用無水乙醇 洗滌，在55°C的烘箱中干燥24h，得到微膠囊化潤滑油。
2. 根據權利要求1所述的微膠囊化潤滑油，其特征在于，所述潤滑油選自100#機油、 220#蝸輪蝸桿油、68#導軌油或5#主軸油中的一種。
3. 根據權利要求1所述的微膠囊化潤滑油，其特征在于，所述混合乳化劑為span 80和 tween 20的混合物，所述span 80和tween 20的的混合質量比為9 : 11。
4. 根據權利要求1所述的微膠囊化潤滑油，其特征在于，所述PVA :潤滑油：NaCl :正硅 酸四乙酯：醋酸溶液：引發劑的質量比為1 : 8 : 1 : 8 : 0.2 : 0.02;所述醋酸溶液中醋 酸的質量百分含量為10. 〇wt%。
5. 根據權利要求1所述的微膠囊化潤滑油，其特征在于，所述引發劑為過硫酸銨或過 硫酸鉀；所述步驟2中的攪拌速率為300-500r/min。
6. -種潤滑油涂層材料，其特征在于，由包含以下重量份的組分制成：如權利要求1所 述的微膠囊化潤滑油10-50份；耐磨添加劑6-15份；分散劑2-10份；抗氧化劑0. 5-4份； 粘結基體32-80份。
7. 根據權利要求6所述的潤滑油涂層材料，其特征在于，所述耐磨添加劑選自滑石粉、 鈦白粉、輕體碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、氣相二氧化硅、氫氧化鎂、氫氧化鋁、氧化鋁、氧化鋯、蒙 脫土和高嶺土中的一種或幾種。
8. 根據權利要求6所述的潤滑油涂層材料，其特征在于，所述分散劑選自0P-10、 span-80、tween-20、聚乙二醇、聚乙烯醇縮甲醒中的一種或幾種。
9. 根據權利要求6所述的潤滑油涂層材料，其特征在于，所述抗氧化劑選自三氧化二 銻或氧化鉛；所述粘結基體選自環氧酚醛、環氧有機硅、環氧丙烯酸、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞 胺樹脂分散液中的一種或幾種。
10. 根據權利要求6所述的潤滑油涂層材料的制備方法，其特征在于，具體包括以下步 驟： 將分散劑2-10重量份和粘結基體32-80重量份，攪拌均勻后，依次加入本發明所述的 微膠囊化潤滑油10-50重量份、耐磨添加劑6-15重量份、抗氧化劑0. 5-4重量份，超聲波分 散，球磨分散，經過濾，得到潤滑油涂層材料。
【文檔編號】C10M169/04GK104140868SQ201410363671
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】喬紅斌, 章俊強, 張玉珍 申請人:泰州市嘉迪新材料有限公司