一种适用于铜钢复合板加工的润滑剂及其制备方法 |
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| 申请号 | CN202410035665.X | 申请日 | 2024-01-10 | 公开(公告)号 | CN118006385A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
| 申请人 | 南京工程学院; | 发明人 | 熊桑; 李振兴; 林晓轩; 朱玉研; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种适用于 铜 钢 复合板加工的 润滑剂 和制备方法，按重量百分比计：包括 纳米粒子 0.1～0.5%，极压抗磨剂0.2~6%，表面改性剂0.1~2%，分散剂0.1~6%， 增稠剂 0.1~3%，消泡剂0.1~3%，缓蚀剂0.1~3%，其余为去离子 水 ；纳米粒子由氮化 铝 AlN和Al2O3组成；极压抗磨剂为磺酸盐；表面改性剂由 硬脂酸 和KH‑560组成；分散剂为十二 碳 醇酯；增稠剂由CTAB和三 乙醇 胺组成；消泡剂为聚醚；缓蚀剂由 水溶性 咪唑啉和 硼 酸组成。本发明提供的润滑剂，性能稳定，具有优良的润滑和冷却效果，能有效降低加工过程中的 摩擦系数 ，提高加工效率，且保护 工件 表面、防止 氧 化和 腐蚀 ，环境友好无污染。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种适用于铜钢复合板加工的润滑剂，其特征在于，按重量百分比计由以下组分组成：纳米粒子0.1～0.5%，极压抗磨剂0.2 6%，表面改性剂0.1 2%，分散剂0.1 6%，增稠剂0.1~ ~ ~ |
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| 说明书全文 | 一种适用于铜钢复合板加工的润滑剂及其制备方法技术领域[0001] 本发明属于摩擦磨损润滑技术领域，涉及一种适用于铜钢复合板加工的润滑剂及其制备方法。 背景技术[0002] 铜钢复合板作为一种重要的结构材料，具有高强度、高导热性和耐蚀性的特点，被广泛应用于航空航天、汽车制造和电子设备等领域。然而，由于铜钢复合板在加工过程中容易产生摩擦、热量和磨损等问题，因此需要合适的润滑剂来改善加工效率和降低能耗。 [0003] 近年来，基于生物材料和可再生资源的润滑剂备受关注，具有良好的生物降解性和低毒性，可以显著减少对环境的负面影响。现有技术中针对铜钢复合板加工用润滑剂多采用矿物基润滑剂，但其对环境会造成污染。而水基润滑剂在加工生产过程中是一种环境友好的新型润滑剂，在高温高压的轧制变形区内不会因燃烧生成对环境有害的污染物，其中的水分受热蒸发也只是形成水蒸气，不会对环境造成损害。随着对环境保护的重视程度不断增加，纳米水基润滑剂具有非常大的环境和经济效益。 发明内容[0004] 1.所要解决的技术问题：现有技术中针对铜钢复合板加工用润滑剂多采用矿物基润滑剂，但其对环境会造成污染。而且对铜钢复合板加工用润滑剂存在环境不友好，存在润滑性、耐磨性、防锈抗氧性等不佳等问题 2.技术方案： 为了解决以上问题，本发明提供了一种适用于铜钢复合板加工的润滑剂，按重量百分比计由以下组分组成：纳米粒子0.1～0.5%，极压抗磨剂0.2 6%，表面改性剂0.1 2%，分~ ~ 散剂0.1 6%，增稠剂0.1 3%，消泡剂0.1 3%，缓蚀剂0.1 3%，其余为去离子水；所述纳米粒子~ ~ ~ ~ 由氮化铝AlN和Al2O3组成；所述极压抗磨剂为磺酸盐；所述表面改性剂由硬脂酸和KH‑560组成；所述分散剂为十二碳醇酯；所述增稠剂由CTAB和三乙醇胺组成；所述消泡剂为聚醚；所述缓蚀剂由水溶性咪唑啉和硼酸组成。 [0005] 优选的，按重量百分比计，所述纳米粒子0.3～0.5%，极压抗磨剂2 5%，表面改性剂~0.6 1%，分散剂2 5%，增稠剂0.1 0.3%，消泡剂1 3%，缓蚀剂0.6 1.2%，其余为去离子水。 ~ ~ ~ ~ ~ [0006] 优选的，所述纳米粒子中氮化铝AlN和Al2O3的摩尔比为1:3~3:1；所述表面改性剂中硬脂酸和KH‑560的摩尔比为1:3 3:2；所述增稠剂中CTAB和三乙醇胺的摩尔比为1:2 3:~ ~ 1；所述缓蚀剂中水溶性咪唑啉和硼酸的摩尔比为1:3 3:1。 ~ [0007] 本发明还提供了所述的适用于铜钢复合板加工的润滑剂的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：按重量百分比计，依次纳米粒子、极压抗磨剂、表面改性剂、分散剂、缓蚀剂加入到容器中混合，在温度40 80℃下，以速率40 100 rpm，搅拌10 30 min，得到混合液~ ~ ~ A。 [0008] 步骤S2：随后向步骤S1中再加入增稠剂、消泡剂和去离子水，常温下以速率40 60 ~rpm搅拌8 30 min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 ~ [0009] 优选的，步骤S1中所述温度为60℃，速率为60rpm，搅拌时间20 min。 [0010] 优选的，步骤S2中所述速率为50rpm，搅拌时间15min。 [0011] 为提高润滑剂的极压性和抗磨性，本发明加入由AlN和Al2O3组成的纳米粒子，利用AlN粒子吸附在Al2O3表面，形成坚韧的保护膜，抵抗高温和氧化的同时，提高抗磨性；磺酸盐极压抗磨剂高温高压下能够形成稳定的润滑膜，能够进一步减少摩擦和磨损。稳定剂中的硬脂酸增强了润滑剂的油膜强度，KH‑560则改善了润滑剂的兼容性和稳定性；增稠剂中的CTAB增强了粘稠度，再配合三乙醇胺，通过两者协同作用，同稳定剂相结合，进一步增强了润滑剂的稳定性和润滑效果。分散剂十二碳醇酯能够有效分散润滑剂中的纳米粒子等固体颗粒，防止其聚集和沉淀，从而提高润滑剂的流动性；消泡剂聚醚可有效消除润滑剂使用过程中产生的泡沫，提高润滑剂的稳定性；水溶性咪唑啉和硼酸组成的缓蚀剂，可有效保护金属表面、防止腐蚀。 [0012] 3.有益效果：本发明提供的适用于铜钢复合板加工的润滑剂，性能稳定，具有优良的润滑和冷却效果，能有效降低铜钢复合板加工过程中的摩擦系数，提高加工效率，且保护工件表面、防止氧化和腐蚀，环境友好无污染。 具体实施方式[0013] 以下结合下述实施方式进一步说明本发明。 [0014] 实施例1步骤S1：按重量百分比计，依次将0.05%Al2O3、0.05%AlN、0.20 %磺酸盐、0.05 %硬脂酸、0.05 %KH‑560、0.10 %聚醚、0.10 %十二碳醇酯加入到容器中混合，在温度80℃下，以速率100 rpm，搅拌30min，得到混合液A； 步骤S2：随后向步骤S1中再加入0.05 %CTAB、0.05 %三乙醇胺、0.05 %硼酸、0.05 %咪唑啉、去离子水，常温下以速率60 rpm搅拌10min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 [0015] 实施例2步骤S1：按重量百分比计，依次将0.10 %Al2O3、0.10 %AlN、3%磺酸盐、0.2 %硬脂酸、0.6 %KH‑560、0.50 %聚醚、4 %十二碳醇酯加入到容器中混合，在温度40℃下，以速率40 rpm，搅拌10min，得到混合液A； 步骤S2：随后向步骤S1中再加入0.05 %CTAB、0.05 %三乙醇胺、1.50 %硼酸、0.05%咪唑啉、去离子水，常温下以速率40 rpm搅拌10min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 [0016] 实施例3步骤S1：按重量百分比计，依次将0.25 %Al2O3、0.25 %AlN、6%磺酸盐、1 %硬脂酸、1 %KH‑560、2 %聚醚、6 %十二碳醇酯加入到容器中混合，在温度40℃下，以速率40 rpm，搅拌 10min，得到混合液A； 步骤S2：随后向步骤S1中再加入1 %CTAB、0.05 %三乙醇胺、0.5 %硼酸、2%咪唑啉、去离子水，常温下以速率40 rpm搅拌10min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 [0017] 实施例4步骤S1：按重量百分比计，依次将0.20 %Al2O3、0.20 %AlN、3%磺酸盐、0.2 %硬脂酸、0.6%KH‑560、0.9 %聚醚、4 %十二碳醇酯加入到容器中混合，在温度60℃下，以速率60 rpm，搅拌20min，得到混合液A； 步骤S2：随后向步骤S1中再加入0.05 %CTAB、0.05 %三乙醇胺、1.5 %硼酸、0.9%咪唑啉、去离子水，常温下以速率50 rpm搅拌20min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 [0018] 对比例1：步骤S1：按重量百分比计，依次将0.1%Al2O3、0.05%AlN、0.05 %硬脂酸、0.05 %KH‑ 560、0.10%聚醚、0.10 %十二碳醇酯加入到容器中混合，在温度80℃下，以速率100 rpm，搅拌30min，得到混合液A。 [0019] 步骤S2：随后向步骤S1中再加入0.05 %CTAB、0.05 %三乙醇胺、0.05 %硼酸、0.05%咪唑啉、去离子水，常温下以速率60 rpm搅拌10min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 [0020] 对比例2：步骤S1：按重量百分比计，依次将0.10 %Al2O3、0.10 %AlN、3%磺酸盐、0.2 %硬脂酸、0.6 %KH‑560、0.50 %聚醚、4 %十二碳醇酯加入到容器中混合，在温度40℃下，以速率40 rpm，搅拌10min，得到混合液A； 步骤S2：随后向步骤S1中再加入1.50 %硼酸、0.05 %咪唑啉、去离子水，常温下以速率40 rpm搅拌10min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 [0021] 对比例3步骤S1：按重量百分比计，依次将0.25 %Al2O3、0.25 %AlN、6%磺酸盐、1 %硬脂酸、1 %KH‑560、2 %聚醚加入到容器中混合，在温度40℃下，以速率40 rpm，搅拌10min，得到混合液A； 步骤S2：随后向步骤S1中再加入1 %CTAB、0.05 %三乙醇胺、0.5 %硼酸、2%咪唑啉、去离子水，常温下以速率40 rpm搅拌10min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 [0022] 对比例4步骤S1：按重量百分比计，依次将0.20 %Al2O3、0.20 %AlN、3%磺酸盐、0.2 %硬脂酸、0.6%KH‑560、0.9 %聚醚、4 %十二碳醇酯加入到容器中混合，在温度60℃下，以速率60 rpm，搅拌20min，得到混合液A； 步骤S2：随后向步骤S1中再加入0.05 %CTAB、0.05 %三乙醇胺、去离子水，常温下以速率50 rpm搅拌20min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 [0023] 对比例5步骤S1：按重量百分比计，依次将0.20 %磺酸盐、0.05 %硬脂酸、0.05%KH‑560、 0.10 %聚醚、0.10 %十二碳醇酯加入到容器中混合，在温度80℃下，以速率100 rpm，搅拌 30min，得到混合液A； 步骤S2：随后向步骤S1中再加入0.05 %CTAB、0.05 %三乙醇胺、0.05 %硼酸、0.05%咪唑啉、去离子水，常温下以速率60 rpm搅拌10min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 [0024] 对比例6步骤S1：按重量百分比计，依次将0.10 %Al2O3、0.10 %AlN、3%磺酸盐、0.2 %硬脂酸、0.6 %KH‑560、4 %十二碳醇酯加入到容器中混合，在温度40℃下，以速率40 rpm，搅拌 10min，得到混合液A； 步骤S2：随后向步骤S1中再加入0.05 %CTAB、0.05 %三乙醇胺、1.50 %硼酸、0.05%咪唑啉、去离子水，常温下以速率40 rpm搅拌10min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 [0025] 对比例7步骤S1：按重量百分比计，依次将0.20 %Al2O3、0.20 %AlN、3%磺酸盐、0.9 %聚醚、4 %十二碳醇酯加入到容器中混合，在温度60℃下，以速率60 rpm，搅拌20min，得到混合液A； 步骤S2：随后向步骤S1中再加入0.05 %CTAB、0.05 %三乙醇胺、1.5 %硼酸、0.9%咪唑啉、去离子水，常温下以速率50 rpm搅拌20min，即得到所述铜钢复合板加工用润滑剂。 [0026] 测试方法：PB值的测量按照GB/T 3142‑2019，在转速1450±50 r·min−1，温度25°C，时间10 s的条件下进行。摩擦系数与磨斑直径通过长磨实验得到，按照SH/T 0189‑1992−1标准在转速1200±60 r·min ，载荷392±4 N，温度25°C，实验时间1800 s条件下进行。 [0027] 对实施例1‑7制得的产品性能进行测试，指标如下：从上表可以看出，本发明制备的润滑油的摩擦系数，最小只有0.06，实施列1，最大也只有0.086，实施列4，而对比例中，对比例1‑3在0.01以上，其余对比例都在0.9以上。 [0028] 由此可见，本发明制备的润滑油有效降低铜钢复合板加工过程中的摩擦系数，提高加工效率，且保护工件表面、防止氧化和腐蚀，环境友好无污染。 |
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