CN114381315B - 一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂及其制备方法 - Google Patents

一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114381315B
CN114381315B CN202210061587.1A CN202210061587A CN114381315B CN 114381315 B CN114381315 B CN 114381315B CN 202210061587 A CN202210061587 A CN 202210061587A CN 114381315 B CN114381315 B CN 114381315B
Authority
CN
China
Prior art keywords
black phosphorus
copper
phosphorus quantum
quantum dot
metal organic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210061587.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114381315A (zh
Inventor
王伟
宫鹏辉
张国亮
高原
王快社
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Architecture and Technology
Original Assignee
Xian University of Architecture and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Architecture and Technology filed Critical Xian University of Architecture and Technology
Priority to CN202210061587.1A priority Critical patent/CN114381315B/zh
Publication of CN114381315A publication Critical patent/CN114381315A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114381315B publication Critical patent/CN114381315B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M161/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a mixture of a macromolecular compound and a non-macromolecular compound, each of these compounds being essential
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M125/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an inorganic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M155/00—Lubricating compositions characterised by the additive being a macromolecular compound containing atoms of elements not provided for in groups C10M143/00 - C10M153/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/04—Elements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/14—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions inorganic compounds surface treated with organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M2229/00—Organic macromolecular compounds containing atoms of elements not provided for in groups C10M2205/00, C10M2209/00, C10M2213/00, C10M2217/00, C10M2221/00 or C10M2225/00 as ingredients in lubricant compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/06—Oiliness; Film-strength; Anti-wear; Resistance to extreme pressure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
    • C10N2030/10—Inhibition of oxidation, e.g. anti-oxidants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/20—Metal working
    • C10N2040/24—Metal working without essential removal of material, e.g. forming, gorging, drawing, pressing, stamping, rolling or extruding; Punching metal

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

本发明公开了一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂及其制备方法，制备方法包括如下过程：向硝酸铜的甲醇溶液中加入乙酸和三乙胺，搅拌均匀，再加入1,3,5‑苯三甲酸，待1,3,5‑苯三甲酸完全溶解；再加入黑磷量子点并在反应釜中进行反应，之后进行清洗、干燥，得到蓝黑色块状物；将蓝黑色块状材料与黑磷量子点充分溶解于乙醇溶液中，再加入NaOH，再进行球磨，之后进行洗涤、干燥，得到双向复合的黑磷量子点/铜基金属有机框架材料；该框架材料加入油酸中，再进行超声、清洗、干燥，得到粉末；将该粉末加入基础油十六烷中，进行超声分散，得到所述双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂。

Description

一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂及 其制备方法
技术领域
本发属于稀有金属轧制润滑领域，尤其是难变形稀有金属冷轧润滑领域，特别涉及一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂及其制备方法。
背景技术
钛、锆合金均属于难变形稀有金属材料，钛合金由于化学活性高、易磨损和导热性能差等缺陷成为典型的难加工材料，轧制过程中容易出现黏辊、磨损严重、板材表面质量差等问题，板材得到率较低，制约了其作为高端装备制造领域中结构件的成形性和加工精度。除此之外，钛合金在金属塑性加工是承载能力高达2500MPa，一般润滑介质承载能力差、难以实现钛合金塑性成形过程中的有效润滑。锆合金成形时面临与钛合金类似的加工问题，而加工工艺润滑是解决冷轧加工变形难题的主要手段。
金属有机框架材料是一种多孔材料，由金属节点和有机配体构筑而成的网络结构晶体，具有低密度、较好的稳定性和较高的承载能力。铜基金属有机框架是其中的一种，具有相同的特点。
传统矿物基润滑油对环境污染严重、对人体有害等缺点已无法满足绿色生产的要求。同时，传统矿物基润滑油在轧制过程中随温度的升高润滑性能下降快，主要是润滑油中极压抗磨添加剂的失效导致。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂及其制备方法，本发明能够有效地提高润滑油的承载能力并降低钛锆合金冷轧过程中的黏辊和磨损严重等问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂的制备方法，包括如下过程：
向硝酸铜的甲醇溶液中加入乙酸和三乙胺，搅拌均匀后得到溶液L2；
向溶液L2中加1,3,5-苯三甲酸，待1,3,5-苯三甲酸完全溶解后得到溶液L3；
向溶液L3中加入黑磷量子点并在反应釜中进行反应，反应完成后对所得产物进行清洗、干燥，得到蓝黑色块状物；
将所述蓝黑色块状材料与黑磷量子点充分溶解于乙醇溶液中，之后加入NaOH，随后进行球磨，球磨均匀后进行洗涤、干燥，得到双向复合的黑磷量子点/铜基金属有机框架材料；
将所述双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料加入油酸中，然后进行超声，使所述双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料吸附油酸，之后进行清洗、干燥，得到粉末；
将所述粉末按照质量百分比为0.5wt％～3wt％比例加入基础油十六烷中，进行超声分散，分散均匀后得到所述双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂。
优选的，所述向硝酸铜的甲醇溶液中，由每10-15mL甲醇对应加入0.4-0.5g硝酸铜溶解之后得到；制备所述溶液L2时，向硝酸铜的甲醇溶液中加入乙酸和三乙胺的量如下：每0.4-0.5g硝酸铜对应加入0.6-0.65mL乙酸和0.485-0.525mL三乙胺。
优选的，向溶液L2中加1,3,5-苯三甲酸时，每0.4-0.5g硝酸铜对应加入0.185-0.230g的1,3,5-苯三甲酸。
优选的，向溶液L3中加入黑磷量子点并在反应釜中进行反应时：每0.4-0.5g硝酸铜对应加入40～60mg的黑磷量子，反应温度为60～90℃，反应时间为18～24h；反应完成后对所得产物进行清洗、干燥时，使用甲醇离心清洗，离心清洗的转速为10000～12000rpm，离心时间5～10min，室温干燥8～12h。
优选的，将所述蓝黑色块状材料与黑磷量子点充分溶解于乙醇溶液中时，蓝黑色块状材料与黑磷量子点的质量比为10:1～12:1，NaOH的加入量为黑磷量子点质量的1wt％～3wt％。
优选的，将所述蓝黑色块状材料与黑磷量子点充分溶解于乙醇溶液中，之后加入NaOH，随后进行球磨，其中，球磨时间为5～8h，球料比为50:1～80:1，球磨转速为400～700rpm。
优选的，将所述双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料加入油酸中，然后进行超声时，双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料和油酸的质量比为1:1.5～1:3。
优选的，将所述蓝黑色块状材料与黑磷量子点充分溶解于乙醇溶液中，之后加入NaOH，随后进行球磨，球磨均匀后进行洗涤、干燥，其中，洗涤时采用无水乙醇离心清洗，离心清洗时转速为10000～12000rpm，离心时间为5～10min；干燥时，在60～80℃下真空干燥8～12h。
优选的，将所述双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料加入油酸中，之后超声5～8h，之后进行清洗、干燥时，清洗时采用无水乙醇，干燥时在60～80℃真空干燥8～12h；
将所述粉末加入基础油十六烷中，进行超声分散时，超声时间为30～60min。
通过本发明上述制备方法制得的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂。
本发明的具有如下有益效果：
本发明采用原位生长和球磨合成的方法制备了一种双向复合的黑磷量子点/铜基金属有机框架材料，并对其表面进行了化学改性，一方面可以提高润滑剂的最大承载能力，另一方面可以实现钛锆合金塑性成形过程中的有效润滑，解决钛锆合金冷轧过程中的粘连、磨损严重和表面质量差等问题。首先采用铜基金属有机框架包覆黑磷量子点，使得黑磷量子点填充铜基金属有机框架的内部微孔，提高其作为润滑添加剂的承载能力。采用球磨复合的方法，将黑磷量子点与铜基金属有机框架外部开放位点相连接，同时加入NaOH，使黑磷量子点表面带负电荷，与铜基金属有机框架内的酸性环境形成电荷吸附作用，使更多的黑磷量子点吸附在铜基金属有机框架表面。通过本发明的制备方法制得的润滑油添加剂可以实现较低摩擦，且磨损率较小。通过新型的有机无机杂化材料作为润滑油添加剂解决现在钛锆合金冷轧过程中黏辊、磨损严重、板材表面质量差等问题。
本发明双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架化合物作为一种有机无机杂化材料，具有低密度、高孔隙率、机械流动性和承载能力高等特点，在润滑油中具有较高的抗磨和抗氧化性能，防止润滑剂过早失效。因此可以有效地提高润滑油的承载能力并降低钛锆合金冷轧过程中的黏辊和磨损严重等问题。该添加剂以铜基金属有机框架材料为主体，内层包覆黑磷量子点填充内部孔径，外层开放位点与黑磷量子点相连接，实现较高承载的同时达到有效润滑。
附图说明
图1为本发明实施例4-6制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑油添加剂及对比例1-2的摩擦曲线。
图2为本发明实施例4-6制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑油添加剂及对比例1-2的磨损率。
图3为本发明实施例7-9制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑油添加剂及对比例3-4的摩擦曲线。
图4为本发明实施例7-9制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑油添加剂及对比例3-4的磨损率。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更清楚的理解本发明中的技术方案，下面给出的实例是对本发明做具体阐述，需要指出的是以下实例只适用于对本发明进一步说明。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分，不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂的制备方法包括以下步骤：
(1)称取0.4-0.5g硝酸铜(Cu(NO3)2·H2O)，加入到10-15mL甲醇中，室温搅拌10～20min，得到溶液L1；
(2)向溶液L1中先后加入0.6-0.65mL乙酸和0.485-0.525mL三乙胺，室温搅拌30～60min，得到溶液L2；
(3)向溶液L2中加入0.185-0.230g的1,3,5-苯三甲酸，室温搅拌90～120min，得到溶液L3；
(4)将溶液L3转移到不锈钢反应釜中，加入40～60mg的黑磷量子点，在60～90℃反应18～24h，室温冷却后，使用甲醇离心清洗，转速为10000～12000rpm，离心时间5～10min，室温干燥8～12h，得到蓝黑色块状物；
(5)将步骤(4)制备的蓝黑色块状材料与黑磷量子点充分溶解于乙醇溶液中，加入NaOH，随后进行球磨，其中，NaOH的加入的质量为黑磷量子点的1wt％～3wt％，球磨时间为5～8h，球料比为50:1～80:1，球磨转速为400～700rpm，蓝黑色块状材料与黑磷量子点的质量比为10:1～12:1；
(6)球磨结束后，采用无水乙醇清洗，转速为10000～12000rpm，离心时间为5～10min，随后在60～80℃真空干燥8～12h，得到最终双向复合的黑磷量子点/铜基金属有机框架材料；
(7)将得到的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料加入油酸中，超声5～8h，随后使用无水乙醇多次清洗，在60～80℃真空干燥8～12h，其中，双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料和油酸的质量比为1:1.5～1:3；
(8)将步骤(7)所得粉末按照0.5～3wt％比例加入油中，超声30～60min，得到最终的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂。
本发明选择具有优异的极压抗磨性能的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架化合物作为极压抗磨添加剂，制备适用于难变形稀有金属钛、锆合金冷轧用的润滑油。通过黑磷量子点填充铜基金属有机框架中的微孔，使可以有效的提高润滑油的承载能力，之后通过在碱溶液中球磨的方法在铜基金属有机框架外部空位连接黑磷量子点，同时使外部附带正电荷，与铜基金属有机框架内部形成电荷吸附效应，提高复合润滑添加剂的减摩效果。解决钛、锆合金冷轧变形过程中的粘连、磨损严重、轧辊寿命下降和板材表面质量差等问题，为钛、锆合金等难变形稀有金属冷轧提供新思路。
实施例1
本实施双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑油添加剂的制备方法包括如下步骤：
(1)称取0.4g硝酸铜(Cu(NO3)2·H2O)，加入到10mL甲醇中，室温搅拌10min，得到溶液L1；
(2)向溶液1中先后加入0.6mL乙酸和0.485mL三乙胺，室温搅拌30min，得到溶液L2；
(3)向溶液2中加入0.185g的1,3,5-苯三甲酸，室温搅拌90min，得到溶液L3；
(4)将溶液3转移到不锈钢反应釜中，加入40mg的黑磷量子点，在60℃反应18h，室温冷却后，使用甲醇离心清洗多次，转速为12000rpm，离心时间5min，室温干燥8h，得到蓝黑色块状物；
(5)将步骤(4)制备的蓝黑色块状材料与黑磷量子点按照质量比10:1比例充分溶解于乙醇溶液中，加入1wt％的NaOH，随后进行球磨，球料比为50:1，球磨转速为400rpm，球磨时间为8h；
(6)球磨结束后，采用无水乙醇多次清洗，转速为12000rpm，离心时间为5min，随后在60℃真空干燥12h，得到最终双向复合的黑磷量子点/铜基金属有机框架材料；
(7)将得到的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料加入油酸中，其质量比为1：1.5，超声5h，随后使用无水乙醇多次清洗，在60℃真空干燥12h；
(8)将步骤(7)所得粉末按照0.5wt％比例加入十六烷中，超声30min，得到最终的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂。
实施例2
本实施双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑油添加剂的制备方法包括如下步骤：
(1)称取0.5g硝酸铜(Cu(NO3)2·H2O)，加入到15mL甲醇中，室温搅拌20min，得到溶液L1；
(2)向溶液1中先后加入0.65mL乙酸和0.525mL三乙胺，室温搅拌60min，得到溶液L2；
(3)向溶液2中加入0.230g的1,3,5-苯三甲酸，室温搅拌120min，得到溶液L3；
(4)将溶液3转移到不锈钢反应釜中，加入60mg的黑磷量子点，在90℃反应24h，室温冷却后，使用甲醇离心清洗多次，转速为10000rpm，离心时间10min，室温干燥12h，得到蓝黑色块状物；
(5)将步骤(4)制备的蓝黑色块状材料与黑磷量子点按照质量比12:1比例充分溶解于乙醇溶液中，加入3wt％的NaOH，随后进行球磨，球料比为80:1，球磨转速为700rpm，球磨时间为5h；
(6)球磨结束后，采用无水乙醇多次清洗，转速为10000rpm，离心时间为10min，随后在80℃真空干燥8h，得到最终双向复合的黑磷量子点/铜基金属有机框架材料；
(7)将得到的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料加入油酸中，其质量比为1:3，超声8h，随后使用无水乙醇多次清洗，在80℃真空干燥8h；
(8)将步骤(7)所得粉末按照3wt％比例加入十六烷中，超声60min，得到最终的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂。
实施例3
本实施双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑油添加剂的制备方法包括如下步骤：
(1)称取0.45g硝酸铜(Cu(NO3)2·H2O)，加入到12.5mL甲醇中，室温搅拌15min，得到溶液L1；
(2)向溶液1中先后加入0.625mL乙酸和0.50mL三乙胺，室温搅拌40min，得到溶液L2；
(3)向溶液2中加入0.20g的1,3,5-苯三甲酸，室温搅拌110min，得到溶液L3；
(4)将溶液3转移到不锈钢反应釜中，加入50mg的黑磷量子点，在80℃反应20h，室温冷却后，使用甲醇离心清洗多次，转速为11000rpm，离心时间8min，室温干燥10h，得到蓝黑色块状物；
(5)将步骤(4)制备的蓝黑色块状材料与黑磷量子点按照质量比11:1比例充分溶解于乙醇溶液中，加入2wt％的NaOH，随后进行球磨，球料比为70:1，球磨转速为600rpm，球磨时间为7h；
(6)球磨结束后，采用无水乙醇多次清洗，转速为11000rpm，离心时间为8min，随后在70℃真空干燥10h，得到最终双向复合的黑磷量子点/铜基金属有机框架材料；
(7)将得到的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料加入油酸中，其质量比为1:2，超声10h，随后使用无水乙醇多次清洗，在70℃真空干燥10h；
(8)将步骤(7)所得粉末按照2wt％比例加入十六烷中，超声40min，得到最终的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂。
实施例4
将实施例1制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂进行了摩擦磨损测试，选用MS-T3001型摩擦磨损试验机评价了摩擦学性能。固定参数为：载荷30N(对应赫兹接触压力1.61GPa)，转速150r/min，旋转直径6mm。摩擦副分别为GCr15轴承钢球和TC4钛合金盘。实验前分别石油醚和乙醇超声清洗球和盘，使其表面光洁。待装好试样后，向TC4盘上逐滴滴上少量润滑油添加剂，然后启动机器旋转，测试时间30min后，试验停止，记录相关摩擦系数曲线。
实施例5
将实施例2制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂进行了摩擦磨损测试，选用MS-T3001型摩擦磨损试验机评价了摩擦学性能。固定参数为：载荷30N(对应赫兹接触压力1.61GPa)，转速150r/min，旋转直径6mm。摩擦副分别为GCr15轴承钢球和TC4钛合金盘。实验前分别石油醚和乙醇超声清洗球和盘，使其表面光洁。待装好试样后，向TC4盘上逐滴滴上少量润滑油添加剂，然后启动机器旋转，测试时间30min后，试验停止，记录相关摩擦系数曲线。
实施例6
将实施例3制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂进行了摩擦磨损测试，选用MS-T3001型摩擦磨损试验机评价了摩擦学性能。固定参数为：载荷30N(对应赫兹接触压力1.61GPa)，转速150r/min，旋转直径6mm。摩擦副分别为GCr15轴承钢球和TC4钛合金盘。实验前分别石油醚和乙醇超声清洗球和盘，使其表面光洁。待装好试样后，向TC4盘上逐滴滴上少量润滑油添加剂，然后启动机器旋转，测试时间30min后，试验停止，记录相关摩擦系数曲线。
实施例7
将实施例1制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂进行了摩擦磨损测试，选用MS-T3001型摩擦磨损试验机评价了摩擦学性能。固定参数为：载荷30N，转速150r/min，旋转直径6mm。摩擦副分别为GCr15轴承钢球和Zr-4合金盘。实验前分别石油醚和乙醇超声清洗球和盘，使其表面光洁。待装好试样后，向Zr-4合金盘上逐滴滴上少量润滑油添加剂，然后启动机器旋转，测试时间30min后，试验停止，记录相关摩擦系数曲线。
实施例8
将实施例2制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂进行了摩擦磨损测试，选用MS-T3001型摩擦磨损试验机评价了摩擦学性能。固定参数为：载荷30N，转速150r/min，旋转直径6mm。摩擦副分别为GCr15轴承钢球和Zr-4合金盘。实验前分别石油醚和乙醇超声清洗球和盘，使其表面光洁。待装好试样后，向Zr-4合金盘上逐滴滴上少量润滑油添加剂，然后启动机器旋转，测试时间30min后，试验停止，记录相关摩擦系数曲线。
实施例9
将实施例3制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂进行了摩擦磨损测试，选用MS-T3001型摩擦磨损试验机评价了摩擦学性能。固定参数为：载荷30N，转速150r/min，旋转直径6mm。摩擦副分别为GCr15轴承钢球和Zr-4合金盘。实验前分别石油醚和乙醇超声清洗球和盘，使其表面光洁。待装好试样后，向Zr-4合金盘上逐滴滴上少量润滑油添加剂，然后启动机器旋转，测试时间30min后，试验停止，记录相关摩擦系数曲线。
对比例1
不采用任何润滑剂进行摩擦磨损测试，选用MS-T3001型摩擦磨损试验机评价摩擦学性能。固定参数为：载荷30N(对应赫兹接触压力1.61GPa)，转速150r/min，旋转直径6mm。摩擦副分别为GCr15轴承钢球和TC4钛合金盘。实验前分别石油醚和乙醇超声清洗球和盘，使其表面光洁。待装好试样后，启动机器旋转，测试时间30min后，试验停止，记录相关摩擦系数曲线。
对比例2
对基础油十六烷进行摩擦磨损测试，选用MS-T3001型摩擦磨损试验机评价摩擦学性能。固定参数为：载荷30N(对应赫兹接触压力1.61GPa)，转速150r/min，旋转直径6mm。摩擦副分别为GCr15轴承钢球和TC4钛合金盘。实验前分别石油醚和乙醇超声清洗球和盘，使其表面光洁。待装好试样后，向TC4盘上逐滴滴上少量十六烷，然后启动机器旋转，测试时间30min后，试验停止，记录相关摩擦系数曲线。
对比例3
不采用任何润滑剂进行摩擦磨损测试，选用MS-T3001型摩擦磨损试验机评价摩擦学性能。固定参数为：载荷30N，转速150r/min，旋转直径6mm。摩擦副分别为GCr15轴承钢球和Zr-4合金盘。实验前分别石油醚和乙醇超声清洗球和盘，使其表面光洁。待装好试样后，启动机器旋转，测试时间30min后，试验停止，记录相关摩擦系数曲线。
对比例4
对基础油十六烷进行摩擦磨损测试，选用MS-T3001型摩擦磨损试验机评价摩擦学性能。固定参数为：载荷30N，转速150r/min，旋转直径6mm。摩擦副分别为GCr15轴承钢球和Zr-4合金盘。实验前分别石油醚和乙醇超声清洗球和盘，使其表面光洁。待装好试样后，向Zr-4合金盘上逐滴滴上少量十六烷，然后启动机器旋转，测试时间30min后，试验停止，记录相关摩擦系数曲线。
如图1所示，不采用任何润滑剂在TC4盘上进行摩擦磨损测试情况下，摩擦系数较高，约0.33左右(对比例1)。加入基础油十六烷之后，摩擦系数下降，约为0.28左右(对比例2)，相比于干摩擦而言，摩擦系数降低了15％。当加入制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架添加剂后，摩擦系数显著降低，为0.13-0.18(实施例4-6)，相较于干摩擦和基础油降低了45％-61％和36％-54％。加入双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架添加剂后磨损率分别为1.02×10-7mm3/(N·m),1.26×10-7mm3/(N·m)和1.08×10-7mm3/(N·m)(实施例4-6)，磨损率相较于干摩擦相对降低了82％-86％(图2)。不采用任何润滑剂在Zr-4合金盘上进行摩擦磨损测试情况下，摩擦系数约0.34左右(对比例3)。加入基础油十六烷之后，摩擦系数约0.25左右(对比例4)，相比于干摩擦而言，摩擦系数降低了26.5％。当加入制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架添加剂后，摩擦系数显著降低，为0.18-0.22(实施例7-9)，相较于干摩擦降低了35％-47％。加入双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架添加剂后磨损率分别为1.38×10-7mm3/(N·m),1.56×10-7mm3/(N·m)和2.35×10-7mm3/(N·m)(实施例7-9)，磨损率相较于干摩擦相对降低了71.7％-83.3％(图4)。综上所述，本发明制备的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架添加剂能够在较大赫兹接触压力下实现减摩降磨。

Claims (5)

1.一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下过程：
向硝酸铜的甲醇溶液中加入乙酸和三乙胺，搅拌均匀后得到溶液L2；
向溶液L2中加1,3,5-苯三甲酸，待1,3,5-苯三甲酸完全溶解后得到溶液L3；
向溶液L3中加入黑磷量子点并在反应釜中进行反应，反应完成后对所得产物进行清洗、干燥，得到蓝黑色块状材料；
将所述蓝黑色块状材料与黑磷量子点充分溶解于乙醇溶液中，之后加入NaOH，随后进行球磨，球磨均匀后进行洗涤、干燥，得到双向复合的黑磷量子点/铜基金属有机框架材料；
将所述双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料加入油酸中，然后进行超声，使所述双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料吸附油酸，之后进行清洗、干燥，得到粉末；
将所述粉末按照质量百分比为0.5wt%~3wt%比例加入基础油十六烷中，进行超声分散，分散均匀后得到所述双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂；
所述硝酸铜的甲醇溶液，由每10-15mL甲醇对应加入0.4-0.5g 硝酸铜溶解之后得到；制备所述溶液L2时，向硝酸铜的甲醇溶液中加入乙酸和三乙胺的量如下：每0.4-0.5g硝酸铜对应加入0.6-0.65mL乙酸和0.485-0.525mL三乙胺；
向溶液L2中加1,3,5-苯三甲酸时，每0.4-0.5g硝酸铜对应加入0.185-0.230g的1,3,5-苯三甲酸；
向溶液L3中加入黑磷量子点并在反应釜中进行反应时：每0.4-0.5g硝酸铜对应加入40~60mg的黑磷量子，反应温度为60~90℃，反应时间为18~24h；反应完成后对所得产物进行清洗、干燥时，使用甲醇离心清洗，离心清洗的转速为10000~12000rpm，离心时间5~10min，室温干燥8~12h；
将所述双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料加入油酸中，然后进行超声时，双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料和油酸的质量比为1:1.5~1:3；
将所述双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架材料加入油酸中，之后超声5~8h，之后进行清洗、干燥时，清洗时采用无水乙醇，干燥时在60~80℃真空干燥8~12h；
将所述粉末加入基础油十六烷中，进行超声分散时，超声时间为30~60min。
2.根据权利要求1所述的一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂的制备方法，其特征在于，将所述蓝黑色块状材料与黑磷量子点充分溶解于乙醇溶液中时，蓝黑色块状材料与黑磷量子点的质量比为10:1~12:1，NaOH的加入量为黑磷量子点质量的1wt%~3wt%。
3.根据权利要求1所述的一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂的制备方法，其特征在于，将所述蓝黑色块状材料与黑磷量子点充分溶解于乙醇溶液中，之后加入NaOH，随后进行球磨，其中，球磨时间为5~8h，球料比为50:1~80:1，球磨转速为400~700rpm。
4.根据权利要求1所述的一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂的制备方法，其特征在于，将所述蓝黑色块状材料与黑磷量子点充分溶解于乙醇溶液中，之后加入NaOH，随后进行球磨，球磨均匀后进行洗涤、干燥，其中，洗涤时采用无水乙醇离心清洗，离心清洗时转速为10000~12000rpm，离心时间为5~10min；干燥时，在60~80℃下真空干燥8~12h。
5.一种通过权利要求1-4任意一项权利要求的制备方法制得的双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂。
CN202210061587.1A 2022-01-19 2022-01-19 一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂及其制备方法 Active CN114381315B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210061587.1A CN114381315B (zh) 2022-01-19 2022-01-19 一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210061587.1A CN114381315B (zh) 2022-01-19 2022-01-19 一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114381315A CN114381315A (zh) 2022-04-22
CN114381315B true CN114381315B (zh) 2023-03-31

Family

ID=81203856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210061587.1A Active CN114381315B (zh) 2022-01-19 2022-01-19 一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114381315B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115156548B (zh) * 2022-05-19 2023-06-06 青岛大学 纳米带状Cu3P/Cu材料及其制备方法
CN115591562B (zh) * 2022-09-16 2023-11-10 湖北兴发化工集团股份有限公司 黑磷改性铜基催化剂及在有机物加氢还原反应上的新用途
CN116536094A (zh) * 2022-12-29 2023-08-04 天津职业技术师范大学(中国职业培训指导教师进修中心) 一种含有纳米银/金属有机骨架添加剂的润滑油及其制备方法
CN116536092A (zh) * 2023-03-30 2023-08-04 西北工业大学 一种碳球@铜基金属有机框架纳米润滑剂及制备方法
CN116590082A (zh) * 2023-05-09 2023-08-15 宁波保润科技有限公司 一种具有良好润滑性和清洗性的水基金属加工润滑剂

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6698325B2 (ja) * 2014-12-08 2020-05-27 三星電子株式会社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 超分子金属−有機構造体物質およびその製造方法
JP2020132643A (ja) * 2019-02-12 2020-08-31 Ntn株式会社 潤滑剤組成物および転がり軸受
CN111500341B (zh) * 2020-04-12 2021-12-03 西北工业大学 Ddp修饰锆基金属有机框架润滑油添加剂的制备方法
CN111440651B (zh) * 2020-04-30 2022-01-28 西安建筑科技大学 黑磷烯/氧化石墨烯复合水基润滑添加剂的制备方法
CN112421038A (zh) * 2020-11-06 2021-02-26 清华大学 金属有机框架包覆黑磷纳米片的复合材料及其制备方法和应用
CN113293043B (zh) * 2021-02-07 2023-03-31 西安建筑科技大学 一种BP-QDs@TiO2核壳结构材料、制备方法及其在轧制水基润滑液中的应用
CN113897235B (zh) * 2021-10-08 2022-08-05 扬州大学 一种氮掺杂碳量子点/2D Ni-BDC纳米复合润滑材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114381315A (zh) 2022-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114381315B (zh) 一种双向复合黑磷量子点/铜基金属有机框架润滑添加剂及其制备方法
CN111534357B (zh) 纳米二硫化钼/黑磷纳米片复合润滑油添加剂的制备方法
CN113980717B (zh) 一种复合型高温固体润滑剂的制备方法
CN110157516B (zh) 纳米二氧化钛/黑磷纳米片复合润滑剂及其制备方法
CN108559579B (zh) 一种纳米化液态金属润滑油添加剂的制备方法
CN101173199A (zh) 一种自修复脲基润滑脂
CN111592925A (zh) 一种复合碳材料的润滑添加剂、超滑水润滑剂及其制备方法和应用
CN112391221A (zh) 一种阴离子调控的碳量子点及其制备和应用方法
CN112779073A (zh) 一种含有纳米氧化锌的预制稠化剂及其所得润滑脂组合物
CN101717604B (zh) 环氧树脂固体润滑涂层材料及其制备方法
CN113522635B (zh) 一种球状金属制品表面浸防锈油装置
CN111548845A (zh) 一种高性能拉丝润滑粉
CN105742588A (zh) 一种原位包覆碳导电剂的锡镍合金的制备方法及其作为钠离子电池负极材料的应用
CN107365917B (zh) 一种耐磨型金属基自润滑轴承材料的制备方法
CN114479985A (zh) 一种包覆黑磷量子点的复合材料及其制备方法和应用
CN110305714B (zh) 纳米羟基硅酸镁-氟掺杂无定型碳复合抗磨剂的制备方法
CN102632233B (zh) 一种高性能陶瓷摩擦片及其生产工艺
CN113462922A (zh) 一种自润滑复合材料及其制备方法
CN111088093A (zh) 一种核壳结构的润滑油添加剂及其制备方法及润滑油
CN110331022B (zh) 润滑脂组合物及其制备方法
CN114958452B (zh) 一种可用于润滑油的石墨烯复合材料的制备方法和应用
JP4427983B2 (ja) ベアリング構成部品の製造方法
CN114874827B (zh) 一种回转支承轴承润滑脂及其制备方法
CN114874454B (zh) 一种氧化石墨烯接枝功能化zif-8润滑材料及其制备方法
CN111394156B (zh) 一种合金-氟树脂双层自润滑耐磨复合材料、其制备方法及摩擦副

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant