專利名稱：：納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種添加劑的制備方法，尤其是一種納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑的制備方法。
背景技術(shù)：
：機(jī)械部件的摩擦磨損在帶來材料和能源大量損耗的同時(shí)，還會(huì)造成十分嚴(yán)重的環(huán)境污染。納米潤滑添加劑技術(shù)是改善摩擦副摩擦學(xué)性能的有效技術(shù)手段。由于碳材料結(jié)構(gòu)的特殊性，應(yīng)用碳納米粉體材料作為特種潤滑油添加劑來改善摩擦副的摩擦磨損性能一直是備受關(guān)注的熱點(diǎn)之一。例如，王艷輝等指出，在鋼鐵材料摩擦副之間加入含納米金剛石顆粒的潤滑油，可使摩擦系數(shù)降低約50%，動(dòng)力消耗明顯減少。最近，涂江平等將片狀納米石墨添加至潤滑油中，有效地提高了潤滑油的減摩抗磨能力和承載能力。但是上述碳納米材料作為潤滑油添加劑時(shí)存在減摩抗磨效果不盡理想且適用溫度范圍窄、溫度較高時(shí)容易失效等問題。近年來，加德斯等研究發(fā)現(xiàn)，石墨與二硫化鉬復(fù)合，在減摩抗磨方面具有顯著的復(fù)合增效作用。膨脹石墨是天然石墨經(jīng)插層處理后獲得的新型碳材料。由于高溫膨化作用，石墨層與層之間的距離被拉大。故采用膨脹石墨為原料，能夠比較容易獲得尺度更小的納米石墨粉體。因此，應(yīng)用納米材料制備技術(shù)制備納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體材料，將其作為潤滑油添加劑應(yīng)用，可望取得更加優(yōu)異的減摩抗磨效果。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種減摩抗磨效果顯著且適用溫度范圍寬的納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑的制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是以膨脹石墨和二硫化鉬為原料，采用高能球磨技術(shù)制備納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體，利用石墨與二硫化鉬在減摩抗磨方面的復(fù)合增效作用，有效降低摩擦副的摩擦磨損。3一種制備本發(fā)明納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑的方法是-步驟一膨脹石墨蠕蟲的制備通過對(duì)天然鱗片石墨進(jìn)行插層、水洗、高溫膨化等處理獲得膨脹石墨蠕蟲；步驟二石墨微粉體的制備將膨脹石墨蠕蟲置于乙醇溶劑中，采用攪拌機(jī)將其破碎成石墨微粉體；步驟三納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體的制備將石墨微粉體與二硫化鉬粉體按質(zhì)量比2:1-3:1配制成混合粉體，并將所配制混合粉體在高能球磨機(jī)中采用球磨體進(jìn)行非平衡研磨。球磨時(shí)的研磨體為GCrl5軸承鋼鋼球，鋼球與所述混合粉體的質(zhì)量比(即球料比)為4:1-8:1，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為260-320轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為60-100小時(shí)。為防止球磨期間混合粉體發(fā)生凝結(jié)，球磨機(jī)中添加球磨介質(zhì)，并選用乙醇作為球磨機(jī)中添加的球磨介質(zhì)。本發(fā)明的有益效果是，納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑不僅能夠在常溫下表現(xiàn)出良好的摩擦學(xué)性能，而且在較高工作溫度下其減摩抗磨作用仍十分顯著，從而拓展?jié)櫥偷挠行Чぷ鳒囟确秶?。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1一膨脹石墨蠕蟲的制備在實(shí)驗(yàn)室條件下，采用化學(xué)法制備膨脹石墨。其中，所用原料是粒度為80目的細(xì)天然鱗片石墨(純度99.9%，產(chǎn)地山東南墅石墨公司)，插層劑為濃度98。/。的濃硫酸，氧化劑是濃度30°/。的過氧化氫。在約25"C的室溫下插層處理10分鐘，然后，將插層后的產(chǎn)物水洗至PH值8，之后，再在10(TC下烘干2小時(shí)，在800'C的溫度下進(jìn)行高溫膨化處理。獲得膨脹倍數(shù)為約200倍的膨脹石墨蠕蟲。一石墨微粉體的制備將膨脹倍數(shù)為約200倍的膨脹石墨蠕蟲置于乙醇溶劑中，采用常州國華JJ一3型恒溫定時(shí)電動(dòng)攪拌器攪拌機(jī)以300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)其進(jìn)行約20分鐘的攪拌，將其破碎成粒度約13微米的石墨微粉體。一納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體的制備在實(shí)驗(yàn)室條件下，將石墨微粉體與二硫化鉬粉體按質(zhì)量比2:1配制成混合粉體(其中所用二硫化鉬粉末的純度為98.5%，粒度為0.8-5um，產(chǎn)地天津四方化工有限公司)，并將所配制混4合粉體在沈陽新科儀機(jī)電設(shè)備廠生產(chǎn)的GN-2型高能球磨機(jī)中進(jìn)行非平衡研磨，制備納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體。球磨時(shí)的研磨體為GCrl5軸承鋼鋼球，鋼球與混合粉體的質(zhì)量比(即球料比)為6:1，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為280轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為70小時(shí)。為防止球磨期間混合粉體發(fā)生凝結(jié)，選用乙醇作為球磨介質(zhì)。一潤滑劑配制在SJ15W-40型昆侖潤滑油中添加2.5%(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))的納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑，調(diào)配成潤滑劑。為確保納米潤滑添加劑粉體在潤滑油中充分分散，采用山梨糖醇酐油酸酯為分散劑?！Σ翆W(xué)性能評(píng)價(jià)采用MMU-5G型多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行摩擦學(xué)試驗(yàn)。其中，試驗(yàn)溫度為常溫(25°C)，載荷為300牛頓，轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分，時(shí)間為1小時(shí)，兩種對(duì)磨材料分別為GCrl5軸承鋼和45#鋼。摩擦學(xué)試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。表1納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑的摩擦學(xué)試驗(yàn)結(jié)果潤滑劑摩擦系數(shù)磨損率(mm3/min)基礎(chǔ)油0.10添加2.5%(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))本發(fā)明潤滑添加劑0.06實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明與純基礎(chǔ)油相比，潤滑油中添加本發(fā)明的納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑時(shí)，在較高載荷下具有明顯的減摩抗磨效應(yīng)。實(shí)施例2本實(shí)施例中，在制備納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體時(shí)，將石墨微粉體與二硫化鉬粉體的質(zhì)量比變成2.5:1;摩擦學(xué)性能評(píng)價(jià)試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)溫度分別為15(TC和25(TC,其他制備步驟與參量均同實(shí)施例1。表2為不同溫度摩擦學(xué)試驗(yàn)結(jié)果。表2不同溫度膨脹石墨/二硫化鉬復(fù)合納米潤滑添加劑的摩擦學(xué)試驗(yàn)結(jié)果5<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明與純基礎(chǔ)油相比，潤滑油中添加本發(fā)明的納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑時(shí)，在較高載荷下，具有明顯的高溫減摩抗磨效應(yīng)。權(quán)利要求1.一種納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑的制備方法，包括以下步驟步驟一膨脹石墨蠕蟲的制備通過對(duì)天然鱗片石墨進(jìn)行插層、水洗、高溫膨化處理獲得膨脹石墨蠕蟲；步驟二石墨微粉體的制備將膨脹石墨蠕蟲置于乙醇溶劑中，采用攪拌機(jī)將其破碎成石墨微粉體；步驟三納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體的制備將石墨微粉體與二硫化鉬粉體按質(zhì)量比2∶1-3∶1配制成混合粉體，并將所配制混合粉體在球磨機(jī)中采用研磨體進(jìn)行非平衡研磨。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑的制備方法，其特征在于步驟三中所述球磨時(shí)的研磨體為GCrl5軸承鋼鋼球，鋼球與所述混合粉體的質(zhì)量比為4:1-8:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑的制備方法，其特征在于步驟三中所述球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為260-320轉(zhuǎn)/分，球磨時(shí)間為60-100小時(shí)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑的制備方法，其特征在于步驟三中所述球磨機(jī)中添加球磨介質(zhì)，所述球磨介質(zhì)為乙醇。全文摘要一種納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑的制備方法，其包括(1)膨脹石墨蠕蟲的制備，(2)石墨微粉體的制備，以及(3)納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體的制備等步驟。所述納米石墨/二硫化鉬復(fù)合粉體潤滑添加劑，利用石墨與二硫化鉬在減摩抗磨方面的復(fù)合增效作用，能夠有效降低摩擦副的摩擦磨損。文檔編號(hào)C10M125/22GK101671591SQ20091007565公開日2010年3月17日申請(qǐng)日期2009年9月29日優(yōu)先權(quán)日2009年9月29日發(fā)明者張瑞軍申請(qǐng)人:燕山大學(xué)