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专利摘要

本发明属于润滑技术领域，提供了MXene无溶剂纳米流体在摩擦学领域的应用。MXene无溶剂纳米流体中少层的MXene能够显著提升润滑材料的承载能力和抗磨损性能，而柔性有机双分子层赋予润滑材料良好的流动性和分散稳定性；所以MXene无溶剂纳米流体兼具固体润滑剂和液体润滑剂的双重优势，应用于摩擦学领域时具有优异的减摩抗磨性能。本发明将MXene无溶剂纳米流体应用在摩擦学领域，拓宽了MXene无溶剂纳米流体的应用范围，且MXene无溶剂纳米流体具有优异的摩擦学性能。本发明以MXene无溶剂纳米流体为润滑剂和润滑剂添加剂具有优异的润滑性能。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202210703776.4
申请日期:
2022-06-21
专利申请人:
中国科学院兰州化学物理研究所 ; YANTAI ZHONGKE RES INST OF ADVANCED MATERIALS & GREEN CHEM ENG
分类号:
C10M125/08 ; C10N30/06
发明/设计人:
李章朋，刘淑文，王金清，杨生荣
权利要求: 1.MXene无溶剂纳米流体在摩擦学领域的应用，其特征在于，所述MXene无溶剂纳米流体作为润滑剂用于摩擦副的减摩抗磨；所述MXene无溶剂纳米流体以少层的MXene为纳米核，以柔性有机双分子层为壳层；所述柔性有机双分子层包括颈状层和冠状层；所述颈状层和冠状层通过共价键键合或离子键键合；所述少层的MXene中的少层为1~10层；所述纳米核的质量百分含量为5~25%，所述壳层的质量百分含量为75~95%；所述颈状层的材质为有机硅烷；所述有机硅烷包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(三羟基硅基)-丙烷磺酸、二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵、十四烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵、3-(三羟基硅基)丙基甲基膦酸单钠盐、三甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵或二癸基甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵；所述冠状层的材质为NH2封端的聚醚胺；所述NH2封端的聚醚胺为聚醚胺M1000、聚醚胺M2070、聚醚胺M3080或聚醚胺D2003；所述MXene无溶剂纳米流体为共价型MXene无溶剂纳米流体或离子型MXene无溶剂纳米流体；所述共价型MXene无溶剂纳米流体的制备方法，包括以下步骤：将颈状层材料和冠状层材料溶解，进行共价键合反应，得到柔性有机双分子层材料溶液；将所述柔性有机双分子层材料溶液和纳米核材料混合，在保护气氛下，依次进行脱水缩合反应和透析，得到所述共价型MXene无溶剂纳米流体；所述共价键合反应的温度为50℃；所述脱水缩合反应的温度为35℃；所述离子型MXene无溶剂纳米流体的制备方法包括：将纳米核材料、颈状层材料和水混合，进行接枝反应和透析，得到透析后的水溶液；将所述透析后的水溶液进行离子交换，得到H型分子；将所述H型分子和冠状层材料混合，进行离子键合反应和透析，得到所述离子型MXene无溶剂纳米流体；所述接枝反应的pH值为5~7；所述接枝反应的温度为35℃；所述离子键合反应的温度为25~40℃；所述颈状层材料和冠状层材料的摩尔比为1：1~3：1；所述纳米核材料和冠状层材料的质量比为1：10~1：30。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述摩擦副为钢-钢、钢-陶瓷、陶瓷-陶瓷或钢-合金；所述摩擦副的工作条件包括：摩擦测试载荷为100~1200N，滑动速度为10~50Hz，温度为20~100℃。3.MXene无溶剂纳米流体在摩擦学领域的应用，其特征在于，所述MXene无溶剂纳米流体作为润滑剂添加剂；所述MXene无溶剂纳米流体以少层的MXene为纳米核，以柔性有机双分子层为壳层；所述柔性有机双分子层包括颈状层和冠状层；所述颈状层和冠状层通过共价键键合或离子键键合；所述少层的MXene中的少层为1~10层；所述纳米核的质量百分含量为5~25%，所述壳层的质量百分含量为75~95%；所述颈状层的材质为有机硅烷；所述有机硅烷包括γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-(三羟基硅基)-丙烷磺酸、二甲基十八烷基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵、十四烷基二甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵、3-(三羟基硅基)丙基甲基膦酸单钠盐、三甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵或二癸基甲基[3-(三甲氧基硅基)丙基]氯化铵；所述冠状层的材质为NH2封端的聚醚胺；所述NH2封端的聚醚胺为聚醚胺M1000、聚醚胺M2070、聚醚胺M3080或聚醚胺D2003；所述MXene无溶剂纳米流体为共价型MXene无溶剂纳米流体或离子型MXene无溶剂纳米流体；所述共价型MXene无溶剂纳米流体的制备方法，包括以下步骤：将颈状层材料和冠状层材料溶解，进行共价键合反应，得到柔性有机双分子层材料溶液；将所述柔性有机双分子层材料溶液和纳米核材料混合，在保护气氛下，依次进行脱水缩合反应和透析，得到所述共价型MXene无溶剂纳米流体；所述共价键合反应的温度为50℃；所述脱水缩合反应的温度为35℃；所述离子型MXene无溶剂纳米流体的制备方法包括：将纳米核材料、颈状层材料和水混合，进行接枝反应和透析，得到透析后的水溶液；将所述透析后的水溶液进行离子交换，得到H型分子；将所述H型分子和冠状层材料混合，进行离子键合反应和透析，得到所述离子型MXene无溶剂纳米流体；所述接枝反应的pH值为5~7；所述接枝反应的温度为35℃；所述离子键合反应的温度为25~40℃；所述颈状层材料和冠状层材料的摩尔比为1：1~3：1；所述纳米核材料和冠状层材料的质量比为1：10~1：30。4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将所述MXene无溶剂纳米流体加入到基础油中，得到油基润滑剂；所述基础油为聚乙二醇、聚α烯烃、液体石蜡或硅油。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述油基润滑剂中MXene无溶剂纳米流体的质量百分含量为0.1~8%。6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将所述MXene无溶剂纳米流体加入到水中，得到水基润滑剂。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述水基润滑剂中所述MXene无溶剂纳米流体的质量百分含量为0.1~8%。