一种微胶囊化润滑油、润滑油涂层材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种微胶囊化润滑油，该微胶囊化润滑油通过以下方法制得：将润滑油和混合乳化剂按照16∶3的质量比均匀混合，在80-85℃下，将部分PVA水溶液倒入其中，搅拌10min后，将剩余的PVA水溶液倒入其中，乳化，在搅拌的同时加入NaCl，搅拌30min，得到乳液；将正硅酸四乙酯和醋酸溶液缓慢加入乳液中，在55℃下，搅拌3h；加入引发剂，75℃，加热5h，离心分离，洗涤，干燥，得到微胶囊化润滑油。本发明的润滑油涂层材料性能优异，可广泛应用于航空航天、机械、电子、化工、船舶等工业部门的需负荷重、温度高的机械摩擦部分及需要适当防护的部件上。

说明书

技术领域

本发明属于微胶囊化润滑油技术领域，特别涉及一种微胶囊化润滑油、润滑油涂层材料及其制备方法。

背景技术

微胶囊润滑涂层技术是借助于粘结剂，将微胶囊化的润滑油、耐磨添加剂以及其它填料等牢固地粘结于运动副摩擦表面上起润滑减磨防护作用的一种技术，可采用喷涂、刷涂、浸涂等形式涂覆于摩擦表面固化成膜，所成的膜材料被称为微胶囊润滑膜。

润滑油一般为不易挥发的油状润滑剂，可用在各种类型机械上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体润滑剂，润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等优异性能显著。已见专利 CN 102947429 A公开了用于减小摩擦的包含纳米孔颗粒的润滑油组合物。但由于润滑油在使用过程中存在诸多缺陷，工件表面的润滑油在运动过程中经受挤压作用时，工件之间往往会处于边界润滑状态，不仅造成浪费而且污染周边环境，润滑与抗磨性能受到影响；另外液态的润滑油在运输、包装、贮藏中不方便。微胶囊化技术具有改变物质的物理性质和提高物质的稳定性等优异性能，可在润滑油表面包裹一层薄膜，可使液态润滑油变成固态，优化工艺性能。制成微胶囊，形成“固体润滑涂层”，经过挤压后部分颗粒破裂，释放出润滑油，起润滑作用，这样每个油池很小，包裹于涂膜里面，可适应极压润滑和高温、低温，防止高温挥发和低温冷冻，在较宽领域内维持良好的润滑效果。

发明内容

本发明目的在于提供了一种微胶囊化润滑油、润滑油涂层材料及其制备方法，通过本发明方法制得的润滑油涂层材料具有优异的稳定性和摩擦磨损性能，可满足极压、高温和低温润滑，且在运输、包装、贮藏中更加方便。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种微胶囊化润滑油，通过以下方法制得：

（1）将润滑油和混合乳化剂按照16∶3的质量比均匀混合，在80-85℃下，将部分PVA水溶液倒入其中，以300r/min搅拌10min后，将剩余的PVA水溶液倒入其中，并增大转速到500r/min进行乳化，在搅拌的同时加入NaCl，搅拌30 min，得到乳液；

（2）将正硅酸四乙酯和醋酸溶液缓慢加入到步骤1的乳液中，在55℃下，搅拌3h；

（3）在步骤2的产物中加入引发剂，75℃，加热5h，将得到的微胶囊离心分离，用无水乙醇洗涤，在55℃的烘箱中干燥24h，得到微胶囊化润滑油。

所述润滑油选自100#机油、220#蜗轮蜗杆油、68#导轨油或5#主轴油中的一种。

所述混合乳化剂为span 80和tween 20的混合物，所述span 80和tween 20的混合质量比为9︰11。

所述PVA︰润滑油︰NaCl︰正硅酸四乙酯︰醋酸溶液︰引发剂的质量比为1︰8︰1︰8︰0.2︰0.02。

所述醋酸溶液中醋酸的质量百分含量为10.0wt%。

所述引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。

所述步骤（2）中的搅拌速率为300-500r/min。

一种润滑油涂层材料，由包含以下重量份的组分制成：本发明所述的微胶囊化润滑油10-50份；耐磨添加剂6-15份；分散剂2-10份；抗氧化剂0.5-4份；粘结基体32-80份。

所述耐磨添加剂选自滑石粉、钛白粉、轻体碳酸钙、沉淀硫酸钡、气相二氧化硅、氢氧化镁、氢氧化铝、氧化铝、氧化锆、蒙脱土和高岭土中的一种或几种。

所述分散剂选自OP-10、span-80、tween-20、聚乙二醇、聚乙烯醇缩甲醛中的一种或几种。

所述抗氧化剂选自三氧化二锑或氧化铅。

所述粘结基体选自环氧酚醛、环氧有机硅、环氧丙烯酸、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺树脂分散液中的一种或几种。

一种润滑油涂层材料的制备方法，具体包括以下步骤：

将分散剂2-10重量份和粘结基体32-80重量份，搅拌均匀后，依次加入本发明所述的微胶囊化润滑油10-50重量份、耐磨添加剂6-15重量份、抗氧化剂0.5-4重量份，超声波分散，球磨分散，经过滤，得到润滑油涂层材料。

本发明与现有技术相比较，其有益效果为：

（1）本发明利用微胶囊化润滑油制备得到润滑油涂层材料，具有优异的稳定性和摩擦磨损性能。

（2）本发明的经过微胶囊化处理的润滑油，润滑油被包覆在复合材料里，微胶囊化润滑油的稳定性和抗磨性能优异，可适应极压润滑和高温、低温，能够一直维持润滑，且在运输、包装、贮藏中变得方便。

附图说明

图1为本发明实施例4、5和6的润滑油涂层材料的平均摩擦系数对比图。

图2为本发明实施例4、5和6的润滑油涂层材料的磨损质量对比图。

具体实施方式

实施例1

（1）将0.8kg 100#机油、1.5kg复合乳化剂（0.675kg span 80和0.825kg tween 20）均匀混合，在80℃下，将211逐滴加入，以300r/min搅拌10min后，将剩余4kg的PVA2wt%水溶液逐滴加入，并增大转速到500r/min进行乳化，在搅拌的同时加入NaCl0.1kg，搅拌30 min，得到乳液；

（2）将正硅酸四乙酯0.8kg和10.0wt%醋酸溶液0.02kg缓慢加入到步骤1的乳液中，在55℃下，以300r/min搅拌3h；

（3）在步骤2的产物中加入过硫酸铵0.002kg，调节体系温度为75℃，保持5h，将得到的微胶囊离心分离，用无水乙醇洗涤，在55℃的烘箱中干燥24h，得到微胶囊化润滑油。

实施例2

（1）将0.8kg 220#蜗轮蜗杆油、1.5kg复合乳化剂（0.675kg span 80和0.825kg tween 20）均匀混合，在85℃下，将1kgPVA2wt%水溶液逐滴加入，以300r/min搅拌10min后，将剩余4kg的PVA2wt%水溶液逐滴加入，并增大转速到500r/min进行乳化，在搅拌的同时加入NaCl0.1kg，搅拌30 min，得到乳液；

（2）将正硅酸四乙酯0.8kg和10.0wt%醋酸溶液0.02kg缓慢加入到步骤1的乳液中，在55℃下，以300r/min搅拌3h；

（3）在步骤2的产物中加入过硫酸铵0.002kg，调节体系温度为75℃，保持5h，将得到的微胶囊离心分离，用无水乙醇洗涤，在55℃的烘箱中干燥24h，得到微胶囊化润滑油。

实施例3

（1）将0.8kg 68#导轨油、1.5kg复合乳化剂（0.675kg span 80和0.825kg tween 20）均匀混合，在85℃下，将1kgPVA2wt%水溶液逐滴加入，以300r/min搅拌10min后，将剩余4kg的PVA2wt%水溶液逐滴加入，并增大转速到500r/min进行乳化，搅拌的同时加入NaCl0.1kg，搅拌30 min，得到乳液；

（2）将正硅酸四乙酯0.8kg和10.0wt%醋酸溶液0.02kg缓慢加入到步骤1的乳液中，在55℃下，以300r/min搅拌3h；

（3）在步骤2的产物中加入过硫酸钾0.002kg，调节体系温度为75℃，保持5h，将得到的微胶囊离心分离，用无水乙醇洗涤，在55℃的烘箱中干燥24h，得到微胶囊化润滑油。

实施例4

将OP-10 5kg分散于聚酰亚胺65 kg中，搅拌均匀后，依次加入实施例1的微胶囊化润滑油25kg、滑石粉3 kg、氧化铝3 kg、三氧化二锑0.5 kg，分别经过超声波、球磨分散之后，过滤，得到润滑油涂层材料。

将得到的润滑油涂层材料经过喷涂钢片后，在128 N载荷、180 rpm 转速、600s保存时间的条件下，对喷涂过润滑油涂层的钢片进行小销盘摩擦磨损实验，测得平均摩擦系数和磨损结果分别为0.00552和0.0007g，如图1和2所示。

实施例5

将span-80 10kg分散于环氧有机硅树脂80 kg中，搅拌均匀后，依次加入实施例2的微胶囊化润滑油50kg、钛白粉10kg、氧化锆5kg、氧化铅4 kg，分别经过超声波、球磨分散之后，过滤，得到润滑油涂层材料。

将得到的润滑油涂层材料经过喷涂钢片后，在128 N载荷、180 rpm 转速、600s保存时间的条件下，对喷涂过润滑油涂层的钢片进行小销盘摩擦磨损实验，测得平均摩擦系数和磨损结果分别为0.06925和0.0042g，如图1和2所示。

实施例6

将tween-20 2kg分散于聚酰胺酰亚胺树脂32kg中，搅拌均匀后，依次加入实施例3的微胶囊化润滑油10kg、氢氧化镁10kg、三氧化二锑3kg，分别经过超声波、球磨分散之后，过滤，得到润滑油涂层材料。

将得到的润滑油涂层材料经过喷涂钢片后，在128 N载荷、180 rpm 转速、600s保存时间的条件下，对喷涂过润滑油涂层的钢片进行小销盘摩擦磨损实验，测得平均摩擦系数和磨损结果分别为0.02498和0.0002g，如图1和2所示。

对比例

将环氧丙烯酸55kg分散于OP-10 6kg中，待搅拌均匀后，依次添加滑石粉10kg和三氧化二锑2kg，再经超声分散和球磨分散后，过滤，得到空白对比样涂层材料。

将得到的空白对比样涂层材料经过喷涂钢片后，在128 N载荷、180 rpm 转速、600s保存时间的条件下，对喷涂过空白对比样涂层的钢片进行小销盘摩擦磨损实验，测得平均摩擦系数和磨损结果分别为0.59407和0.0212g，如图1和2所示。