一種脲醛樹脂微膠囊潤滑油、潤滑油涂層材料及制備方法
【專利摘要】本發明公開了一種脲醛樹脂微膠囊潤滑油、潤滑油涂層材料及制備方法。該脲醛樹脂微膠囊潤滑油，由以下方法制得：將預處理過的潤滑油、十二烷基苯磺酸鈉、聚乙烯醇溶液以及蒸餾水混合，磁力攪拌，加入脲甲醛預聚體，在60℃水浴中攪拌20min，調節pH值為3，保溫攪拌、抽濾，用水清洗，干燥。將得到的脲醛樹脂微膠囊潤滑油制成潤滑油涂層材料，可適應極壓潤滑和高溫、低溫，能夠一直維持潤滑，增加了潤滑油的使用范圍。本發明可廣泛應用于航空航天、機械、電子、化工、船舶等工業部門的需負荷重、溫度高的機械摩擦部分及需要適當防護的部件上。
【專利說明】一種脲醛樹脂微膠囊潤滑油、潤滑油涂層材料及制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于微膠囊潤滑油【技術領域】，特別涉及一種脲醛樹脂微膠囊潤滑油、潤滑 油涂層材料及制備方法。
【背景技術】
[0002] 潤滑油一般為不易揮發的油狀潤滑劑，可用在各種類型機械上，以減少摩擦，保護 機械及加工件的液體潤滑劑，潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等優異性能顯著。中國專 利CN 102947429 A公開了用于減小摩擦的包含納米孔顆粒的潤滑油組合物，但由于工件 表面的潤滑油在運動過程中受擠壓作用時，工件之間往往會處于邊界潤滑狀態，不僅造成 浪費，而且污染周邊環境，潤滑與抗磨性能受到影響。此外，液態的潤滑油在運輸、包裝、貯 藏中也不方便。
[0003] 微膠囊技術是把分散均勻的固體物質顆粒、液滴或氣體完全包封在一層膜中形成 微膠囊的一種技術，它是目前被廣泛應用的三大控制釋放系統(微膠囊、脂質體和多孔聚合 物系統)之一。微膠囊具有保護物質免受環境的影響、降低毒性、掩蔽不良味道、控制核心釋 放、延長存儲期、改變物態便于攜帶和運輸、改變物性使不能相容的成分均勻混合以及易于 降解等功能。
[0004] 微膠囊化技術具有改變物質的物理性質和提高物質的穩定性等優異性能，可在潤 滑油表面包裹一層薄膜，可使液態潤滑油變成固態，優化工藝性能。制成微膠囊，形成"固體 潤滑油涂層"，經過擠壓后部分顆粒破裂，釋放出潤滑油，起潤滑作用，這樣每個油池很小， 包裹于涂膜里面，可適應極壓潤滑和高溫、低溫，防止高溫揮發和低溫冷凍，在較寬領域內 維持良好的潤滑效果。
[0005] 中國專利CN 200910180690. 2公開了一種固體潤滑油添加劑MoSe2納米片及其 制備方法。其通過以鑰粉和硒粉為原料，以一步到位的固相反應直接制備固體潤滑油添加 劑MoSe 2納米片，方法簡單環保、成本低且效率高，所制得的固體潤滑油添加劑具有優異的 潤滑性能。但專利并未涉及到固體潤滑油涂層的具體制備工藝，且其所述的潤滑油添加劑 MoSe2納米片就潤滑性能而言必然不如潤滑油。
【發明內容】
[0006] 針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種脲醛樹脂微膠囊潤滑油、潤滑油涂 層材料及其制備方法。
[0007] 為實現上述目的，本發明通過以下方案實現： 一種脲醛樹脂微膠囊潤滑油，由以下方法制得： (1) 潤滑油預處理：將磁性添加劑與含納米硫化銀潤滑油分散體系混合，強力電機攪拌 〇.5h后，經超聲分散均勻，備用； (2) 將聚乙烯醇溶液、十二烷基苯磺酸鈉和去離子水加入燒杯中，待溶解后加入步驟1 的預處理過的潤滑油中，攪拌乳化lOmin得到乳化好的潤滑油分散體系； (3) 將上述制備好的乳化液加入脲甲醛預聚體中，在60°C水浴中攪拌20min，并用 0. lmol/L的鹽酸溶液調節上述混合溶液pH值為3,保溫攪拌lh ; (4) 將步驟3的產物抽濾，用水清洗三次，放入烘箱中，干燥3h，得到脲醛樹脂微膠囊潤 滑油。
[0008] 所述潤滑油選自100#機油、220#蝸輪蝸桿油、68#導軌油和5#主軸油中的一種。
[0009] 所述潤滑油為含納米硫化銀潤滑油，其制備方法如下：將硝酸銀水溶液、2-乙基 己基磷酸單（2-乙基己基）酯（EHEHPA)和潤滑油混合，劇烈震蕩，靜置2h后，分去水相；力口 入碘化鉀（KI )，經磁力攪拌20min后緩慢滴加硫化鈉水溶液，靜置2h，分去水相，得到含納 米硫化銀潤滑油的分散體系，所述納米硫化銀粒徑為20nm以下。
[0010] 所述硝酸銀、2-乙基己基磷酸單（2-乙基己基）酯、硫化鈉、碘化鉀的摩爾比為 6 : 5 : 3 : 1〇
[0011] 所述2-乙基己基磷酸單（2-乙基己基）酯與潤滑油的質量比為5 : 3。
[0012] 所述磁性添加劑選自鎳銅鋅鐵氧體、鎂鋅鐵氧體和四氧化三鐵中的一種或幾種。
[0013] 所述磁性添加劑的添加量為含納米硫化銀潤滑油質量的0. 5-2. 5%。
[0014] 所述步驟（1)中的攪拌速率為700-1000r/min。
[0015] 所述步驟（2)中聚乙烯醇溶液、十二烷基苯磺酸鈉與潤滑油的質量比為 1 : 1 : 5〇
[0016] 所述步驟（2)中的聚乙烯醇溶液為聚乙烯醇固體占蒸餾水6wt%，為將聚乙烯醇在 95°C水浴中攪拌lh制得。
[0017] 所述步驟（3)中的脲甲醛預聚體的制備方法如下：將尿素、甲醛/乙二醛復配溶液 和30ml去離子水，于60°C水浴加熱,攪拌使尿素完全溶解，并用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液 調節pH值為8. 5,保溫攪拌lh，得到粘稠透明的脲甲醛預聚體，所述脲醛基摩爾比為1 : 2。
[0018] 所述甲醛和乙二醛復配溶液的復配原則為甲醛和乙二醛提供參與反應醛基的摩 爾比為8 : 2。
[0019] 所述步驟（2 )的攪拌轉速范圍為300-500r/min。
[0020] -種潤滑油涂層材料，由包含以下重量份的組分制成： 本發明所述的脲醛樹脂微膠囊潤滑油13-53份、耐磨添加劑5-16份、分散劑4-9份、抗 氧化劑0. 5-4份和粘結基體30-78份。
[0021] 所述耐磨添加劑選自滑石粉、鈦白粉、輕體碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、氣相二氧化硅、氫 氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯、蒙脫土和高嶺土中的一種或幾種。
[0022] 所述分散劑選自0?-10、8口311-80、七￥6611-20、聚乙二醇和聚乙烯醇縮甲醒中的一種 或幾種。
[0023] 所述抗氧化劑選自三氧化二銻或氧化鉛。
[0024] 所述粘結基體選自環氧酚醛、環氧有機硅、環氧丙烯酸、聚酰亞胺和聚酰胺酰亞胺 樹脂中的一種或幾種。
[0025] -種潤滑油涂層材料的制備方法，包括如下步驟： 將本發明所述的脲醛樹脂微膠囊潤滑油13-53重量份和粘結基體30-78重量份分散于 分散劑4-9重量份中，待攪拌均勻后依次添加耐磨添加劑5-16重量份、抗氧化劑0. 5-4重 量份，分別經過超聲波分散和球磨分散之后，經過濾，得到潤滑油涂層材料。
[0026] 本發明相對于現有專利技術，其有益效果為： (1)本發明利用微膠囊化潤滑油制備潤滑油涂層材料，制得的潤滑油涂層材料具有優 異的穩定性和摩擦磨損性能。
[0027] (2)本發明通過乙二醛部分取代甲醛參與反應制得壁材，由于其游離的甲醛含量 比傳統型脲醛樹脂少，故為環境友好型微膠囊壁材。
[0028] (3)本發明經過微膠囊化處理的潤滑油，潤滑油被包覆在復合材料里面，可適應極 壓、高溫和低溫潤滑，能夠維持潤滑，且在運輸、包裝、貯藏中更加方便。
[0029] (4)本發明的潤滑油為含納米硫化銀的潤滑油，其制備過程中特別加入碘化鉀，大 大增強了含納米硫化銀潤滑油的穩定性。
[0030] (5)本方案制備的微膠囊潤滑油，其方法簡單、方便實施，具有一定的經濟價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發明實施例3、5、7的脲醛樹脂微膠囊潤滑油制成的潤滑油涂層材料的平 均摩擦系數對比圖。
[0032] 圖2為本發明實施例3、5、7的脲醛樹脂微膠囊潤滑油制成的微膠囊潤滑油涂層材 料的磨損質量對比圖。
【具體實施方式】
[0033] 含納米硫化銀的潤滑油的制備：將硝酸銀水溶液、2-乙基己基磷酸單（2-乙基己 基）酯和潤滑油混合，劇烈震蕩，靜置2h后，分去水相；加入碘化鉀，經磁力攪拌20min后緩 慢滴加硫化鈉水溶液，靜置2h，分去水相，得到含納米硫化銀潤滑油的分散體系，其中納米 硫化銀粒徑為20nm以下。
[0034] 實施例1 脲甲醛預聚體的制備方法如下：將尿素2. 5kg、甲醛/乙二醛復配溶液7. 46L和50L去 離子水，于60°C水浴加熱,攪拌使尿素完全溶解，并用0. lmol/L的氫氧化鈉溶液調節pH值 為8. 5,保溫攪拌lh，得到粘稠透明的脲甲醛預聚體，其中脲醛基摩爾比為1 : 2。
[0035] 實施例2 (1) 潤滑油預處理：將鎳銅鋅鐵氧體〇. 〇25kg與含納米硫化銀的68#導軌油4. 975kg混 合，700r/min強力電機攪拌0. 5h后，經超聲分散均勻，備用； (2) 將6wt%聚乙烯醇溶液lkg與十二烷基苯磺酸鈉 lkg加入燒杯中，加入去離子水， 待溶解后加入步驟1的預處理過的潤滑油中，攪拌乳化lOmin，得到乳化好的潤滑油分散體 系； (3) 將乳化好的潤滑油分散體系加入實施例1的脲甲醛預聚體中，在60°C水浴中攪拌 20min，并用0. lmol/L的鹽酸溶液調節上述混合溶液pH值為3,保溫攪拌lh ; (4) 將步驟3的產物抽濾，用水清洗三次，放入烘箱中，干燥3h，得到脲醛樹脂微膠囊潤 滑油。
[0036] 實施例3 將實施例2的脲醛樹脂微膠囊潤滑油25kg和環氧有機硅78kg分散于0P-10 4kg中， 待攪拌均勻后依次添加滑石粉2. 5kg、氧化鋁2. 5kg和氧化二銻0. 5kg，分別經過超聲波和 球磨分散之后，經過濾，得到微膠囊潤滑油涂層材料。
[0037] 將得到的微膠囊潤滑油涂層材料經過噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉速、 600s保存時間的條件下，對噴涂過潤滑油涂層的鋼片進行小銷盤摩擦磨損實驗，測得平均 摩擦系數和磨損結果分別為〇. 031和0. 033g，如圖1和2所示。
[0038] 實施例4 (1) 潤滑油預處理：將鎂鋅鐵氧體〇. 125kg與含納米硫化銀的220#蝸輪蝸桿油 4. 875kg的分散體系混合，經強力電機以1000r/min攪拌0. 5h后，經超聲分散均勻，備用； (2) 將聚乙烯醇lkg與十二烷基苯磺酸鈉 lkg加入燒杯中，加入去離子水，待溶解后加 入步驟1的預處理過的潤滑油中，攪拌乳化lOmin，得到乳化好的潤滑油分散體系； (3) 將乳化好的潤滑油分散體系加入實施例1等體積的脲甲醛預聚體中，在60°C水浴 中攪拌20min，并用0. lmol/L的鹽酸溶液調節上述混合溶液pH值為3,保溫攪拌lh ; (4) 將步驟3的產物抽濾，用水清洗三次，放入烘箱中，干燥3h，得到脲醛樹脂微膠囊潤 滑油。
[0039] 實施例5 將實施例4的脲醛樹脂微膠囊潤滑油13kg和聚酰亞胺60kg分散于氧化鉛4kg中，待 攪拌均勻后依次添加鈦白粉5kg、氧化锫3kg和span-80 6kg，分別經過超聲波分散和球磨 分散之后，經過濾，得到微膠囊潤滑油涂層材料。
[0040] 將得到的微膠囊潤滑油涂層材料經過噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉速、 600s保存時間的條件下，對噴涂過潤滑油涂層的鋼片進行小銷盤摩擦磨損實驗，測得平均 摩擦系數和磨損結果分別為〇. 013和0. 015g，如圖1和2所示。
[0041] 實施例6 (1) 潤滑油預處理：將四氧化三鐵〇. lkg與含納米硫化銀的100#機油0. 4kg的分散體 系混合，經強力電機以850r/min的轉速攪拌0. 5h后，經超聲分散均勻，備用； (2) 將聚乙烯醇lkg與十二烷基苯磺酸鈉 lkg加入燒杯中，加入去離子水，待溶解后加 入步驟1的預處理過的潤滑油中，攪拌乳化lOmin，得到乳化好的潤滑油分散體系； (3) 將乳化好的潤滑油分散體系加入實施例1等體積的脲甲醛預聚體中，在60°C水浴 中攪拌20min，并用0. lmol/L的鹽酸溶液調節上述混合溶液pH值為3,保溫攪拌lh ; (4) 將步驟3的產物抽濾，用水清洗三次，放入烘箱中，干燥3h，得到脲醛樹脂微膠囊潤 滑油。
[0042] 實施例7 將實施例6的脲醛樹脂微膠囊潤滑油53kg和聚酰胺酰亞胺樹脂30kg分散于tween-20 9kg中，待攪拌均勻后依次添加氫氧化鎂16kg、三氧化二銻0. 5kg，分別經過超聲波分散和 球磨分散之后，經過濾，得到微膠囊潤滑油涂層材料。
[0043] 將得到的微膠囊潤滑油涂層材料經過噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉速、 600s保存時間的條件下，對噴涂過潤滑油涂層的鋼片進行小銷盤摩擦磨損實驗，測得平均 摩擦系數和磨損結果分別為〇. 016和0. 019g，如圖1和2所示。
[0044] 對比例 將環氧丙烯酸57kg分散于0P-10 6. 5kg中，待攪拌均勻后，依次添加滑石粉10kg和三 氧化二銻2 kg，再經超聲分散和球磨分散后，過濾，得到空白對比樣涂層材料。
[0045] 將得到的空白對比樣涂層材料經過噴涂鋼片后，在128 N載荷、180 rpm轉速、 600s保存時間的條件下，對噴涂過空白對比樣涂層的鋼片進行小銷盤摩擦磨損實驗，測得 平均摩擦系數和磨損結果分別為0. 092和0. 081g，如圖1和2所示。
[0046] 本發明不限于這里的上述實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本 發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種脲醛樹脂微膠囊潤滑油，其特征在于，由以下方法制得： (1) 潤滑油預處理：將磁性添加劑與含納米硫化銀潤滑油分散體系混合，強力電機攪拌 〇.5h后，再經超聲分散均勻，備用； (2) 將聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸鈉和去離子水加入燒杯中，待溶解后加入步驟1的預 處理過的潤滑油中，攪拌乳化lOmin得到乳化好的潤滑油分散體系； (3) 將乳化好的潤滑油分散體系加入脲甲醛預聚體中，在60°C水浴中攪拌20min，并用 0. lmol/L的鹽酸溶液調節上述混合溶液pH值為3,保溫攪拌lh ; (4) 將步驟3的產物抽濾，用水清洗三次，放入烘箱中，干燥3h，得到脲醛樹脂微膠囊潤 滑油。
2. 根據權利要求1所述的脲醛樹脂微膠囊潤滑油，其特征在于，所述潤滑油選自100# 機油、220#蝸輪蝸桿油、68#導軌油、5#主軸油中的一種或數種復配。
3. 根據權利要求1所述的脲醛樹脂微膠囊潤滑油，其特征在于，所述潤滑油為含納米 硫化銀的潤滑油，具體制備方法如下：將硝酸銀水溶液、2-乙基己基磷酸單（2-乙基己基） 酯和潤滑油混合，劇烈震蕩，靜置2h后，分去水相；加入碘化鉀，經磁力攪拌20min后緩慢滴 加硫化鈉水溶液，靜置2h，分去水相，得到含納米硫化銀潤滑油的分散體系，其中納米硫化 銀粒徑為20nm以下；所述硝酸銀、2-乙基己基磷酸單（2-乙基己基）酯、硫化鈉、碘化鉀的 摩爾比為6:5:3:1 ;所述2-乙基己基磷酸單（2-乙基己基）酯與潤滑油的質量比為5:3。
4. 根據權利要求1所述的脲醛樹脂微膠囊潤滑油，其特征在于，所述磁性添加劑選自 鎳銅鋅鐵氧體、鎂鋅鐵氧體和四氧化三鐵中的一種或幾種。
5. 根據權利要求1所述的脲醛樹脂微膠囊潤滑油，其特征在于，所述磁性添加劑的添 加量為含納米硫化銀潤滑油質量的〇. 5-2. 5% ;所述步驟1中的轉速為700-1000r/min ;所 述步驟2中聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸鈉與潤滑油的質量比為1 : 1 : 5;所述步驟3中每 次倒入乳化好的潤滑油的時間間隔為lmin ;所述步驟3中的攪拌速率為300-500r/min。
6. 根據權利要求1所述的脲醛樹脂微膠囊潤滑油，其特征在于，所述步驟3中的脲甲醛 預聚體的制備方法如下：將尿素、甲醛/乙二醛復配溶液和30ml去離子水，于60°C水浴加 熱，攪拌使尿素完全溶解，并用〇. lmol/L的氫氧化鈉溶液調節pH值為8. 5,保溫攪拌lh，得 到粘稠透明的脲甲醛預聚體；所述脲醛基摩爾比為1 : 2;所述甲醛和乙二醛復配溶液，其 復配原則為甲醛和乙二醛提供參與反應醛基的摩爾比為8 : 2。
7. -種潤滑油涂層材料，其特征在于，由包含以下重量份的組分制成： 加入權利要求1所述的脲醛樹脂微膠囊潤滑油13-53份；耐磨添加劑5-16份；分散劑 4-9份；抗氧化劑0. 5-4份；粘結基體30-78份。
8. 根據權利要求7所述的潤滑油涂層材料，其特征在于，所述耐磨添加劑選自滑石粉、 鈦白粉、輕體碳酸鈣、沉淀硫酸鋇、氣相二氧化硅、氫氧化鎂、氧化鋁、氧化鋯、蒙脫土和高嶺 土中的一種或幾種；所述分散劑選自0P-10、span-80、tween-20、聚乙二醇和聚乙烯醇縮 甲醛中的一種或幾種；所述抗氧化劑選自三氧化二銻或氧化鉛；所述粘結基體選自環氧酚 醛、環氧有機硅、環氧丙烯酸、聚酰亞胺和聚酰胺酰亞胺樹脂中的一種或幾種。
9. 根據權利要求7所述的潤滑油涂層材料的制備方法，包括如下步驟： 將權利要求1所述的脲醛樹脂微膠囊潤滑油13-53重量份和粘結基體30-78重量份分 散于分散劑4-9重量份中，待攪拌均勻后依次添加耐磨添加劑5-16重量份、抗氧化劑0. 5-4 重量份，分別經過超聲波分散和球磨分散之后，經過濾，得到潤滑油涂層材料。
【文檔編號】C10N50/00GK104087391SQ201410363637
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】楊永杰, 章俊強, 張玉珍 申請人:泰州市嘉迪新材料有限公司