一种导电润滑脂及其制备方法与流程

本发明涉及一种导电润滑脂及其制备方法，属于导电润滑材料。

背景技术：

1、导电润滑脂又被称为导电膏，是一种新型的电气润滑材料。通常制备导电润滑脂的基础油为硅油、矿物油以及合成脂类油，根据具体导电需求加入导电、抗腐蚀、抗氧化等一系列添加剂，经过研磨、分散、改性等一系列工艺制备而成，外观观测为软状膏体。

2、现有的导电润滑脂一般会添加导电材料进行制备，纳米材料因其独特的表面效应、小尺度效应已被广泛应用于润滑领域，其作为添加剂可增强基础油脂的导电性以提高载流效率，削弱因电荷在电接触副表面过度聚集而产生的闪络现象，从而减少电气损伤；主要以添加导电润滑性优异的纳米金属单质和金属硫化物的金属基导电润滑剂为代表。

3、针对上述相关技术，发明人发现现有的金属单质类的导电润滑添加剂其自身分散性能不佳，在实际使用过程中出现滑动电接触时，在副间电弧热、机械摩擦热以及焦耳热的协同影响下，会发生显著温升，从而影响基体材料的力学性能，直接造成严重的黏着和氧化磨损等一系列问题。

技术实现思路

1、为了改善现有金属单质类的导电润滑添加剂添加的导电润滑脂润滑性能不佳的问题，本技术提供一种导电润滑脂及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种导电润滑脂，采用如下的技术方案：

3、一种导电润滑脂，包括以下重量份物质：

4、基础油        45-60份；

5、锌粉          3-8份；

6、气相二氧化硅  1-5份；

7、添加改性剂    0.5-8.5份；

8、所述添加改性剂包括导电润滑改性剂，所述导电润滑改性剂包括石墨烯/二硫化钼复合颗粒。

9、通过上述技术方案，本技术选用气相二氧化硅作为辅助材料，由于气相二氧化硅在润滑摩擦过程中其微球结构能有效降低摩擦，通过二氧化硅在摩擦界面能够形成含硅的摩擦反应层，能在基体材料表面形成良好的包覆结构，起到了良好的抗磨效果，通过加入的气相二氧化硅，能够有效嵌入基体材料表面的摩擦微裂纹中填补摩擦裂纹和摩擦产生的缺陷，改善其摩擦性能和耐腐蚀性能；

10、在此基础上，本技术进一步优化添加改性剂材料组分，选用石墨烯/二硫化钼复合颗粒进行添加，一方面，二硫化钼与石墨烯尺寸较小，能在摩擦过程中有效填补并修复摩擦缝隙，起到填充修复作用；另一方面，在摩擦反应过程中，复合材料中的二硫化钼/石墨烯复合颗粒能起到协同润滑效果，在摩擦副表面形成含有铁氧化物、铁的硫氧化物、钼氧化物、二硫化钼及含碳材料的润滑膜，避免了摩擦副的直接接触，起到减摩抗磨作用，从而本技术通过优化添加改性剂材料，进一步提高了导电润滑脂的导电润滑效果。

11、进一步的，所述石墨烯/二硫化钼复合颗粒采用以下方案制成：

12、取钼酸钠添加至去离子水中，搅拌混合并添加硫脲和草酸，收集混合液；

13、对混合液中添加聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混合并添加氧化石墨烯，超声分散后，水热反应；

14、待反应完成后，静置冷却至室温，离心分离并收集沉淀物，洗涤干燥后，研磨收集得石墨烯/二硫化钼复合颗粒。

15、通过上述技术方案，本技术通过一步水热法制备复合颗粒，该方案通过石墨烯材料提高了二硫化钼的比表面积，使其相互交错排列并缠绕堆积，进一步改善了单一材料组合的摩擦润滑效果。

16、进一步的，所述导电润滑脂还包括以下重量份物质：

17、10-15份含氢硅油；

18、6-12份长链烷基改性硅油。

19、进一步的，所述长链烷基改性硅油采用以下方案制成：

20、取含氢硅油与十二烯混合后，加入催化剂，升温加热并保温反应，减压蒸馏脱除烯烃，即可制备得所述长链烷基改性硅油。

21、通过上述技术方案，本技术优化基体油的组分和配比，选用基础油为主要材料，辅助含氢硅油和长链烷基改性硅油进行复配，通过接枝有长链结构的改性硅油，能显著改善基体油材料的润滑效果。

22、进一步的，所述添加改性剂还包括稳定防腐促进剂，所述稳定防腐促进剂包括有机磷基无卤素油溶性离子液体。

23、通过上述技术方案，本技术选用有机磷基无卤素油溶性离子液体作为稳定防腐促进剂进行添加改性剂的组分，一方面，离子液体具有良好的润滑性能，能有效改善导电润滑脂的润滑效果；另一方面，本技术采用油溶性离子液体作为主要的材料，能有效包裹并对本技术中采用的锌粉、气相二氧化硅和石墨烯/二硫化钼复合颗粒，通过油溶性离子液体的接枝改性引入亲油性基团，改善上述材料在基体油中分散性及分散稳定性，从而进一步改善了制备的导电润滑脂材料的润滑效果和稳定性能。

24、进一步的，所述有机磷基无卤素油溶性离子液体采用以下方案制成：

25、取三辛基磷和1,2-二溴乙烷混合并加入乙腈，加热回流反应；

26、静置冷却至室温，添加磷酸二异辛酯钠，保温反应12h；

27、减压蒸馏去除溶剂，收集反应物并用石油醚溶解，过滤去除溴化钠；

28、取有机相并用硫酸镁干燥后，过滤并蒸出溶剂，收集得所述有机磷基无卤素油溶性离子液体。

29、通过上述技术方案，本技术选用三辛基磷作为主要的改性材料，通过将其接枝到离子液体的分子结构中，在摩擦基体表面形成有效的包覆成膜结构，从而改善传统离子液体单一润滑的效果，通过三辛基磷为主要材料，进一步改善本技术制备的导电润滑脂的润滑效果和防腐蚀性能。

30、进一步的，所述稳定防腐促进剂与所述导电润滑改性剂之间的质量比为(1.5-3.6)：1。

31、通过上述技术方案，本技术通过优化组分之间的配比，提高了导电润滑脂的润滑效果和防腐蚀效果。

32、第二方面，本技术提供了一种导电润滑脂的制备方法，采用以下技术方案：

33、一种导电润滑脂的制备方法，包括以下制备步骤：

34、s1、取稳定防腐促进剂、气相二氧化硅和导电润滑改性剂和锌粉搅拌混合，收集混合液并加入丙酮，室温球磨处理，收集研磨液并干燥，收集得改性颗粒；

35、s2、取基础油与改性颗粒搅拌混合后，一次搅拌混合后升温，保温反应后，再次升温，继续保温反应；

36、s3、收集反应物并加入含氢硅油和长链烷基改性硅油，继续保温搅拌，随后静置冷却并出料，将混合物料置于研磨机中，研磨即可制备得所述导电润滑脂。

37、通过上述技术方案，本技术先通过稳定防腐促进剂对气相二氧化硅、锌粉和导电润滑改性剂进行表面接枝，使其接枝亲油基团，改善上述材料在导电润滑脂中的分散稳定性能；同时在后续的制备过程中，通过稳定防腐促进剂的有效分散，在后续润滑过程中，对基体表面形成有效的保护膜结构，改善润滑效果的同时，进一步提高其防腐蚀性能。

38、进一步的，所述一次搅拌混合后升温温度为80-120℃。

39、进一步的，所述再次升温温度为150-180℃。

40、综上所述，本技术具有以下有益效果：

41、第一、本技术选用气相二氧化硅作为辅助材料，由于气相二氧化硅在润滑摩擦过程中其微球结构能有效降低摩擦，通过二氧化硅在摩擦界面能够形成含硅的摩擦反应层，能在基体材料表面形成良好的包覆结构，起到了良好的抗磨效果，通过加入的气相二氧化硅，能够有效嵌入基体材料表面的摩擦微裂纹中填补摩擦裂纹和摩擦产生的缺陷，改善其摩擦性能和耐腐蚀性能；

42、在此基础上，本技术进一步优化添加改性剂材料组分，选用石墨烯/二硫化钼复合颗粒进行添加，一方面，二硫化钼与石墨烯尺寸较小，能在摩擦过程中有效填补并修复摩擦缝隙，起到填充修复作用；另一方面，在摩擦反应过程中，复合材料中的二硫化钼/石墨烯复合颗粒能起到协同润滑效果，在摩擦副表面形成含有铁氧化物、铁的硫氧化物、钼氧化物、二硫化钼及含碳材料的润滑膜，避免了摩擦副的直接接触，起到减摩抗磨作用，从而本技术通过优化添加改性剂材料，进一步提高了导电润滑脂的导电润滑效果。

43、第二、本技术选用有机磷基无卤素油溶性离子液体作为稳定防腐促进剂进行添加改性剂的组分，一方面，离子液体具有良好的润滑性能，能有效改善导电润滑脂的润滑效果；另一方面，本技术采用油溶性离子液体作为主要的材料，能有效包裹并对本技术中采用的锌粉、气相二氧化硅和石墨烯/二硫化钼复合颗粒，通过油溶性离子液体的接枝改性引入亲油性基团，改善上述材料在基体油中分散性及分散稳定性，从而进一步改善了制备的导电润滑脂材料的润滑效果和稳定性能。

44、第三、本技术选用三辛基磷作为主要的改性材料，通过将其接枝到离子液体的分子结构中，在摩擦基体表面形成有效的包覆成膜结构，从而改善传统离子液体单一润滑的效果，通过三辛基磷为主要材料，进一步改善本技术制备的导电润滑脂的润滑效果和防腐蚀性能。