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含有多孔共价有机框架的复合润滑剂及其制备方法和应用技术

技术编号:44985263 阅读:1 留言:0更新日期:2025-04-15 17:03
本发明专利技术公开了一种含有多孔共价有机框架的复合润滑剂及其制备方法和应用。所述复合润滑剂包括多孔共价有机框架材料和离子液体,其中,所述离子液体为1‑丁基‑3‑甲基咪唑硫氰酸盐、1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐或1‑丁基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸盐,本发明专利技术将多孔共价有机框架(COF)作为添加剂加入到离子液体(ILs)中,离子液体提供理想的离子微环境或作为活性物质赋予有机框架导电性、流动性、分散性等额外的功能,COF也可以改善离子液体的腐蚀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及润滑剂,具体来说涉及一种含有多孔共价有机框架的复合润滑剂及其制备方法和应用


技术介绍

1、摩擦磨损是指在物体接触和相对运动过程中,由于摩擦力的作用导致的材料表面损耗和破坏现象。在机械运动中,摩擦力是主要的能量损耗源,导致发热和材料损耗。磨损会影响机械部件的功能,缩短设备寿命,增加维护成本。摩擦润滑剂通过在接触面之间形成一层保护膜,减少了直接接触,从而降低了摩擦和磨损。随着工业化进程的加快,对摩擦润滑剂的需求日益增加,特别是在汽车、航空、重型机械等领域。优质摩擦润滑剂能显著降低摩擦系数,形成的润滑膜保护接触表面,降低材料磨损速率,提高机械效率,保护金属表面和防止氧化腐蚀。

2、随着工业自动化和智能制造的推进,设备对润滑系统的要求越来越高,电控摩擦润滑剂作为一个新兴领域随着智能化技术的发展而逐渐兴起。电控摩擦润滑剂结合了先进的传感器技术和控制系统,能够根据实时数据自动调整润滑剂的分配、类型和粘度,以适应不同的工作条件。其能够在各种工作条件下自动优化润滑,适应复杂的操作环境,并通过实时监控和反馈机制及时发现异常,降低了设备故障风险,提升操作的安全性。

3、由于传统的摩擦润滑剂可能对环境造成污染,在高温或低温下的性能可能会降低,导致润滑失效,润滑剂的粘度受温度和压力变化影响,可能导致润滑效果不稳定,同时,随着时间的推移,润滑剂可能会降解,影响其润滑性能。电控润滑摩擦润滑剂虽然优于传统润滑系统,但其投资和维护成本较高,电控系统需要复杂的设计与调试,对操作人员的技术要求较高,同时,电控系统依赖电源,可能在断电或供电不稳定时影响其性能,在极端环境条件下(如高温、潮湿等),电控系统的性能也可能会受到影响。


技术实现思路

1、为了解决上述技术方案的不足,本专利技术的目的在于提供一种含有多孔共价有机框架的复合润滑剂及其制备方法和应用。

2、本专利技术的目的是通过下述技术方案予以实现的。

3、一种含有多孔共价有机框架的复合润滑剂,所述复合润滑剂包括多孔共价有机框架材料和离子液体,其中,所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,所述离子液体在复合润滑剂中的浓度为0.1~2mg/l。

4、在上述技术方案中,所述多孔共价有机框架材料通过以下步骤制备而成:

5、将有机硼化合物和水合物加入溶剂中混合均匀,通过超声波化学反应合成,洗涤后,进行固液分离,将分离出灰紫色固体粉末进行真空干燥,得到多孔共价有机框架材料。

6、在上述技术方案中,所述多孔共价有机框架材料通过以下步骤制备而成:

7、将有机硼化合物和水合物加入溶剂中混合均匀,加入反应釜中进行水热合成反应,洗涤后,进行固液分离,将分离出灰紫色固体粉末进行真空干燥,得到多孔共价有机框架材料。

8、在上述技术方案中,所述有机硼化合物为1,4-苯二硼酸。

9、在上述技术方案中,所述水合物为2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯水合物。

10、在上述技术方案中,所述溶剂为三甲苯和1,4-二氧六环的混合物。

11、在上述技术方案中,所述混合均匀为通过磁力搅拌混合均匀,搅拌的时间为10-15分钟。

12、在上述技术方案中,所述超声的功率为200-600w,超声的时间为60-300分钟。

13、在上述技术方案中,所述水热合成反应的合成温度为80-120℃,时间为32-72h。

14、在上述技术方案中,所述洗涤的洗涤剂为四氢呋喃。

15、在上述技术方案中,所述固液分离采用离心机进行固液分离,转速为8000转/分钟,时间为8-10分钟。

16、在上述技术方案中,所述真空干燥温度为60-80℃,时间为6-8h。

17、在上述技术方案中,所述固液分离采用砂芯过滤装置,滤纸使用有机系,孔径为0.22-0.25μm。

18、本专利技术的另一方面还包括上述含有多孔共价有机框架的复合润滑剂的制备方法,包括以下步骤:将所述多孔共价有机框架材料加入和离子液体中,混合均匀,得到复合润滑剂。

19、本专利技术的另一方面还包括所述复合润滑剂在汽车、航空和重型机械领域中的应用。

20、本专利技术的优点和有益效果为:

21、1、本专利技术均采用有机系材料,有机系材料有更复杂的分子结构及可塑性。

22、2、本专利技术将多孔共价有机框架(cof)作为添加剂加入到离子液体(ils)中,离子液体提供理想的离子微环境或作为活性物质赋予有机框架导电性、流动性、分散性等额外的功能,cof也可以改善离子液体的腐蚀性。

23、3、本专利技术用多孔共价有机框架和离子液体制备的复合润滑剂做摩擦磨损实验,实验过程中二者相互反应产生新的化合物,该复合润滑剂较纯离子液体常规摩擦平均摩擦系数相差不大,但在前400s内,摩擦系数显著降低。特别是当添加量为0.1wt%时,前600s内摩擦系数从0.0986降低至0.0769并在之后的摩擦中保持稳定的状态,因此,本专利技术的复合润滑剂能够更快进入润滑状态。磨损体积从7.53×105μm3降低至4.02×105μm3。与常规摩擦相比较,在10ma的电流条件下,平均摩擦系数从0.0756降低至0.0684,在50ma的电流条件下,平均摩擦系数从0.0756降低至0.0674。

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【技术保护点】

1.一种含有多孔共价有机框架的复合润滑剂,其特征在于,所述复合润滑剂包括多孔共价有机框架材料和离子液体,其中,所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,所述离子液体在复合润滑剂中的浓度为0.1~2mg/L。

2.根据权利要求1所述的复合润滑剂,其特征在于,所述多孔共价有机框架材料通过以下步骤制备而成:

3.根据权利要求2所述的复合润滑剂,其特征在于,所述有机硼化合物为1,4-苯二硼酸;所述水合物为2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯水合物;所述溶剂为三甲苯和1,4-二氧六环的混合物。

4.根据权利要求2所述的复合润滑剂,其特征在于,所述混合均匀为通过磁力搅拌混合均匀,搅拌的时间为10-15分钟。

5.根据权利要求2所述的复合润滑剂,其特征在于,所述超声波化学反应的超声功率为200-600W,超声时间为60-300分钟。

6.根据权利要求2所述的复合润滑剂,其特征在于,所述水热合成反应的合成温度为80-120℃,时间为32-72h。

7.根据权利要求2所述的复合润滑剂,其特征在于,所述固液分离采用离心机进行固液分离,转速为8000转/分钟,时间为8-10分钟。

8.根据权利要求2所述的复合润滑剂,其特征在于,所述真空干燥温度为60-80℃,时间为6-8h。

9.如权利要求1~8中任一项所述的复合润滑剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将所述多孔共价有机框架材料加入和离子液体中,超声混合均匀,得到复合润滑剂。

10.如权利要求1~8中任一项所述的复合润滑剂在汽车、航空和重型机械领域中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种含有多孔共价有机框架的复合润滑剂,其特征在于,所述复合润滑剂包括多孔共价有机框架材料和离子液体,其中,所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐,所述离子液体在复合润滑剂中的浓度为0.1~2mg/l。

2.根据权利要求1所述的复合润滑剂,其特征在于,所述多孔共价有机框架材料通过以下步骤制备而成:

3.根据权利要求2所述的复合润滑剂,其特征在于,所述有机硼化合物为1,4-苯二硼酸;所述水合物为2,3,6,7,10,11-六羟基三亚苯水合物;所述溶剂为三甲苯和1,4-二氧六环的混合物。

4.根据权利要求2所述的复合润滑剂,其特征在于,所述混合均匀为通过磁力搅拌混合均匀,搅拌的时间为10-15分钟。

5.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员:张国亮董俊婷杨铎李洋尹维
申请(专利权)人:天津职业技术师范大学中国职业培训指导教师进修中心
类型:发明
国别省市:

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