一种含类离子液体的润滑剂组合物及实现超润滑的方法

本发明属于润滑材料领域，尤其涉及一种含类离子液体的润滑剂组合物及实现超润滑的方法。

背景技术：

1、摩擦无时不有，无处不在。在机械系统中，因零部件之间的摩擦和磨损造成润滑失效的事件非常常见，这严重影响机械设备的使用效率和寿命，而且还会造成大量的能量损耗。据统计，摩擦消耗掉全世界1/3的能源，约有80％的机械零部件因为磨损而失效，而且50％以上的机械装备的恶性事故起因于润滑失效。如何最大程度的减小摩擦磨损成了人们关注的焦点。

2、超润滑是摩擦系数μ达到0.001量级或更低时的润滑状态，是目前解决上述摩擦磨损及满足现代精密机械设备与高尖端技术发展需求的一个重要手段。传统润滑剂的摩擦系数一般高于0.1，很难实现超润滑。类离子液体具有绿色、价格低廉、易合成、生物相容性和理化性质可调等优点，能够作为新型绿色润滑油。然而，单纯的类离子液体作为润滑剂难以实现超润滑。

3、因此，提供一种基于类离子液体的绿色、超润滑润滑剂具有实际意义。

技术实现思路

1、基于上述技术问题，本发明提供了一种含类离子液体的润滑剂组合物，在该体系中，碳量子点作为多羟基氢键供体类离子液体的竞争配体，能够实现稳定的超润滑。

2、本发明具体方案如下：

3、本发明目的之一在于，提供了一种含类离子液体的润滑剂组合物，包括：多羟基氢键供体类离子液体和碳量子点；碳量子点占润滑剂组合物质量的0.6-0.9％；多羟基氢键供体所含的羟基数量为3个。

4、本发明所述润滑剂组合物中，多羟基氢键供体类离子液体作为基础润滑液，以碳量子点作为竞争配体，碳量子点能有效地调控润滑液中团簇尺寸分布宽度/跨度进而提升基础润滑液的性能，大大减小摩擦副相对运动时的摩擦系数，在摩擦副经过短暂的跑和过程后实现超润滑(摩擦系数＜0.01)，并且承载能力增加。

5、优选地，多羟基氢键供体类离子液体中，多羟基氢键供体为甘油。

6、优选地，多羟基氢键供体类离子液体中，氢键受体选自氯化胆碱、氯化锌、氟化胆碱、溴化胆碱、三苯基膦、四丁基溴化膦、三苯基溴化膦中任意一种。

7、优选地，多羟基氢键供体类离子液体中，氢键受体与多羟基氢键供体的摩尔比为1:2-8。

8、对于本发明所述碳量子点不作具体限定，可以市售获得，也可以采用常规方法自制得到。碳量子点的制备方法包括但不限于，将强碱与醛经醛醇缩合反应得到；其中，强碱包括但不限于氢氧化钠，醛包括但不限于乙醛。本发明所述碳量子点表面富含各种含氧官能团如羧基、羟基等。

9、对于类离子液体的制备方法不作具体限定，包括但不限于，常规的一步合成法：将氢键供体和氢键受体按照一定的摩尔比例混合均匀，加热搅拌处理后使其形成均一、稳定的液体，即得。

10、优选地，所述润滑剂组合的制备方法为：将多羟基氢键供体类离子液体和碳量子点按比例混合，超声分散得到。

11、本发明目的之二在于，提供了一种实现超润滑的方法，包括：将以上任一项所述的润滑剂组合物涂覆于摩擦副表面，磨合后实现超润滑；摩擦条件包括：载荷2-4n，温度为20-25℃，线速度为60-200mm/s，摩擦时间≥10s；摩擦副选自氮化硅/二氧化硅、氮化硅/蓝宝石、氮化硅/钢中任意一种。

12、本发明有益效果为：

13、本发明以一定量的碳量子点作为竞争配体与多羟基氢键供体类离子液体相互作用，调节团簇尺寸分布宽度/跨度，能够有效降低摩擦副相对运动时的摩擦系数，在摩擦副经过短暂的跑和过程后实现超润滑。

技术特征：

1.一种含类离子液体的润滑剂组合物，其特征在于，包括：多羟基氢键供体类离子液体和碳量子点；碳量子点占润滑剂组合物质量的0.6-0.9％；多羟基氢键供体所含的羟基数量为3个。

2.根据权利要求1所述的含类离子液体的润滑剂组合物，其特征在于，多羟基氢键供体类离子液体中，多羟基氢键供体为甘油。

3.根据权利要求1或2所述的含类离子液体的润滑剂组合物，其特征在于，氢键受体选自氯化胆碱、氯化锌、氟化胆碱、溴化胆碱、三苯基膦、四丁基溴化膦、三苯基溴化膦中任意一种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的含类离子液体的润滑剂组合物，其特征在于，多羟基氢键供体类离子液体中，氢键受体与多羟基氢键供体的摩尔比为1:2-8。

5.根据权利要求1-4任一项所述的含类离子液体的润滑剂组合物，其特征在于，其制备方法为：将多羟基氢键供体类离子液体和碳量子点按比例混合，超声分散得到。

6.一种实现超润滑的方法，其特征在于，包括：将权利要求1-5任一项所述的润滑剂组合物涂覆于摩擦副表面，磨合后实现超润滑；摩擦条件包括：载荷2-4n，温度为20-25℃，线速度为60-200mm/s，摩擦时间≥10s；摩擦副选自氮化硅/二氧化硅、氮化硅/蓝宝石、氮化硅/钢中任意一种。

技术总结本发明公开了一种含类离子液体的润滑剂组合物，包括：多羟基氢键供体类离子液体和碳量子点；碳量子点占润滑剂组合物质量的0.6‑0.9％；所述多羟基氢键供体所含的羟基数量为3个。还公开了一种实现超润滑的方法，包括：将所述的润滑剂组合物涂覆于摩擦副表面，磨合后实现超润滑；摩擦条件包括：载荷2‑4N，温度为20‑25℃，线速度为60‑200mm/s，摩擦时间≥10s。本发明以多羟基氢键供体类离子液体作为基础润滑液，以碳量子点作为竞争配体，碳量子点能有效地调控润滑液中团簇尺寸分布宽度/跨度，大大减小摩擦副相对运动时的摩擦系数，在摩擦副经过短暂的跑和过程后实现超润滑(摩擦系数＜0.01)。技术研发人员：卜永锋,刘满强,梁红玉受保护的技术使用者：江苏大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16