改變界面間潤滑性能的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種改變界面間潤滑性能的方法及裝置，特別涉及一種適用于改變變 速箱、導(dǎo)軌的金屬界面潤滑性能的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，各種各樣的機電系統(tǒng)逐步升級，針對以往不同的機電系統(tǒng)需要 不同潤滑性能的潤滑劑，從而在一個完整的體系內(nèi)同時存在多種潤滑劑，例如僅汽車中就 存在發(fā)動機油、車用齒輪油、剎車油、傳動液和車用潤滑脂。潤滑劑的通用化是一個本領(lǐng)域 人員所感興趣的問題。
[0003] 自二十世紀(jì)五十年代以來，人們針對電場與材料摩擦學(xué)行為之間的關(guān)系開展了大 量研究，并試圖用外加電場來降低摩擦系數(shù)和改善表面摩擦磨損性能。作為一種典型的智 能材料，電流變液體在外加電場下，粘度、模量和屈服應(yīng)力等發(fā)生迅速變化，而當(dāng)電場取消 后，液體的性能又能恢復(fù)到常態(tài)。由于電流變液體的這一特性，實現(xiàn)了電場與力矩之間的可 控、無級和可逆?zhèn)鬟f，特別適合于在耦合系統(tǒng)中的應(yīng)用，如減振器、離合器、制動器和隔振器 等，因而顯示了廣闊的應(yīng)用前景。但目前的電流變液體是由高介電常數(shù)、低電導(dǎo)的易極化電 介質(zhì)顆粒分散于低介電常數(shù)的絕緣油中從而形成的懸浮體系。電流變液體主要是通過電場 的變化極化電介質(zhì)顆粒，從而改變液體的粘度，現(xiàn)有電流變液體的性能未達到實用化要求。 電流變液體除了粘度、模量和屈服應(yīng)力等隨外加電場發(fā)生迅速變化外，本身不具備潤滑性 能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供了一種改變界面間潤滑性能的方法及裝置。
[0005] 本發(fā)明的改變界面間潤滑性能的方法，是在含有潤滑劑的兩界面間施加電場，所 述潤滑劑中含有極性添加劑，所述極性添加劑在電場電壓變化時能夠改變潤滑劑的潤滑性 能。
[0006] 所述界面可以是導(dǎo)電材料，也可以是在界面上設(shè)置有電極的非導(dǎo)電材料，優(yōu)選導(dǎo) 電材料。
[0007] 所述界面可以為面接觸界面、線接觸界面和點接觸界面中的一種界面或幾種界面 的組合；所述面接觸界面包括兩個相互平行的平面；所述線接觸界面優(yōu)選導(dǎo)電圓柱體和平 面；所述點接觸界面優(yōu)選導(dǎo)電球體與平面。
[0008] 所述界面間的間距優(yōu)選0. 01 μ m~5mm，最優(yōu)選0. 01 μ m~100 μ m。
[0009] 所述電場的電壓為0. lmV~220V，優(yōu)選lmV~20V，最優(yōu)選lOmV~2V。
[0010] 所述電場優(yōu)選直流電場。
[0011] 所述潤滑性能包括磨損性能、摩擦性能、極壓性能。
[0012] 所述潤滑劑包括潤滑基礎(chǔ)油和/或潤滑基礎(chǔ)脂、極性添加劑，所述潤滑基礎(chǔ)油可 以選用API I、II、III、IV、V類潤滑基礎(chǔ)油中的一種或多種，所述潤滑基礎(chǔ)脂可以選用皂基 脂和/或非皂基脂。
[0013] 所述極性添加劑優(yōu)選烷基磺酸金屬鹽、磷酸和/或亞磷酸的烷基酯、硫代磷酸酯、 磷酸酯胺鹽、硫代磷酸胺鹽、二烷基二硫代磷酸鹽、硫代烯烴、氯化石蠟、二烷基二硫代氨基 甲酸酯、油溶性有機鑰、脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺、脂肪酰胺和油溶性納米金屬添加劑中的一 種或多種，更優(yōu)選烷基磺酸金屬鹽、磷酸和/或亞磷酸的烷基酯、磷酸酯胺鹽、二烷基二硫 代磷酸鹽和硫代烯烴中的一種或多種。
[0014] 所述極性添加劑的質(zhì)量占潤滑劑總質(zhì)量的0. 01%~50%，優(yōu)選0. 1%~30%，最 優(yōu)選0. 1%~15%。
[0015] 所述烷基磺酸金屬鹽選自烷基磺酸的鈣鹽、鈉鹽、鋇鹽和鎂鹽中的一種或多種，優(yōu) 選C8~C24的磺酸鈣、磺酸鈉、磺酸鋇和磺酸鎂中的一種或多種，最優(yōu)選中、高堿值C10~ C20的磺酸鈣、磺酸鎂和磺酸鈉中的一種或多種。
[0016] 所述磷酸和/或亞磷酸的烷基酯中一個或多個烷基的碳原子數(shù)為C2~C12,具體 來說，可以選用磷酸三丁酯、亞磷酸二乙酯、亞磷酸二丁酯、亞磷酸二異丁酯和亞磷酸二正 辛酯中的一種或多種。優(yōu)選的磷酸和/或亞磷酸的烷基酯中一個或多個烷基的碳原子數(shù)為 C2 ~C8〇
[0017] 所述硫代磷酸酯選自硫代正磷酸酯和/或硫代亞磷酸酯，例如可以選用硫代磷酸 和/或硫代亞憐酸的烷基醋、芳基醋、烷基芳基醋、芳基烷基醋和酌醋中的一種或多種，其 中一個或多個烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基或酚中的碳原子數(shù)為C2~C12,具體來說，可 以選用硫代磷酸三甲酚酯、硫代磷酸三苯酯、硫代磷酸三丁酯、硫代亞磷酸二丁酯和硫代亞 磷酸三苯酯中的一種或多種。所述硫代磷酸酯優(yōu)選硫代磷酸和/或硫代亞磷酸的烷基酯、 芳基酯和酚酯中的一種或多種，其中一個或多個烷基、芳基、或酚中的碳原子數(shù)為C2~C8。
[0018] 所述磷酸酯胺鹽選自磷酸酯的脂肪胺鹽，可以選用磷酸酯的C3~C24脂肪伯、仲、 叔胺鹽，優(yōu)選磷酸酯的C4~C22脂肪胺鹽，最優(yōu)選磷酸酯的C8~C18脂肪胺鹽。
[0019] 所述硫代磷酸胺鹽選自硫代磷酸的脂肪胺鹽，可以選用硫代磷酸的C3~C24的脂 肪伯、仲、叔胺鹽、醇胺鹽，所述醇胺優(yōu)選三乙醇胺、二乙醇胺、單乙醇胺、二異丙醇胺、單異 丙醇胺、氨基丙醇、苯丙胺醇和亮胺醇中的一種或多種。所述硫代磷酸胺鹽優(yōu)選硫代磷酸的 C4~C22脂肪胺鹽，最優(yōu)選硫代磷酸的C8~C18脂肪胺鹽。
[0020] 所述-烷基-硫代憐酸鋒中的烷基為C1~C12烷基，優(yōu)選C2~C8烷基，最優(yōu)選 C4~C6烷基。所述二烷基二硫代磷酸鋅可以選用硫磷丁辛伯烷基鋅鹽、硫磷雙辛伯烷基鋅 鹽、硫磷辛伯烷基辛仲烷基鋅鹽，其商品牌號為T202、T203、T204。
[0021 ] 所述硫代烯烴為硫化C3~C12烯，優(yōu)選硫化C3~C8烯，最優(yōu)選硫化異丁烯，其商 品牌號為T321。
[0022] 所述-烷基-硫代氨<基甲酸醋中的烷基為C2~C12烷基，優(yōu)選C2~C8烷基，可 以是乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、正戊基、異戊基、正己基、異己基、正辛 基和2-乙基己基中的一種或多種。
[0023] 所述油溶性有機鑰選自二烷基二硫代磷酸鑰、二烷基二硫代磷酸氧鑰、二烷基二 硫代氨基甲酸鑰、黃原酸鑰、硫代黃原酸鑰、三核鑰硫絡(luò)合物、鑰胺絡(luò)合物和鑰酸酯中的一 種或多種，所述油溶性有機鑰包含足夠碳數(shù)的烴基以使有機鑰可溶于或分散于潤滑基礎(chǔ)油 和/或潤滑基礎(chǔ)脂中，所述烴基的碳數(shù)在2-60之間，優(yōu)選10-50之間。油溶性有機鑰摩擦 改進劑可以選用美國Vanderbilt公司生產(chǎn)的MolyVan L822、L855,日本旭電化公司生產(chǎn)的 515、525、710 等。
[0024] 所述脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺、脂肪酰胺的烷基為C4~C22烷基，優(yōu)選C8~C20烷 基，最優(yōu)選C10~C18烷基。
[0025] 所述油溶性金屬納米添加劑為銅、鐵、鈷、鎳、鉻、鑰、錫、銻和稀土金屬中的單一油 溶性納米金屬添加劑或幾種金屬混合的油溶性納米合金添加劑，優(yōu)選油溶性納米銅、鐵、 鈷、鎳、鑰和稀土金屬中的一種或幾種或這些金屬的油溶性納米合金。油溶性金屬納米添加 劑的粒徑分布在1~500nm之間，優(yōu)選10~350nm之間，最優(yōu)選20~150nm。
[0026] 本發(fā)明還提供了一種改變界面間潤滑性能的裝置。
[0027] 本發(fā)明裝置包括電源和與電源相連的兩個界面，兩界面間含有潤滑劑，所述潤滑 劑中含有極性添加劑，所述極性添加劑在電場電壓變化時能夠改變潤滑劑的潤滑性能。
[0028] 所述界面可以是導(dǎo)電材料，也可以是在界面上設(shè)置有電極的非導(dǎo)電材料，優(yōu)選導(dǎo) 電材料。
[0029] 所述界面可以為面接觸界面、線接觸界面和點接觸界面中的一種界面或幾種界面 的組合；所述面接觸界面包括兩個相互平行的平面；所述線接觸界面優(yōu)選導(dǎo)電圓柱體和平 面；所述點接觸界面優(yōu)選導(dǎo)電球體與平面。
[0030] 所述界面間的間距優(yōu)選0. 01 μ m~5mm，最優(yōu)選0. 01 μ m~100 μ m。
[0031] 所述電場的電壓為0. lmV~220V，優(yōu)選lmV~20V，最優(yōu)選lOmV~2V。
[0032] 所述電場優(yōu)選直流電場。
[0033] 所述潤滑性能包括磨損性能、摩擦性能、極壓性能。
[0034] 所述潤滑劑及極性添加劑同前面敘述的潤滑劑和極性添加劑。
[0035] 本發(fā)明裝置中優(yōu)選加入調(diào)壓部件和/或恒壓部件，可以調(diào)節(jié)和/或穩(wěn)定電場的電 壓。
[0036] 本發(fā)明方法及裝置可以改變界面間的潤滑性能，比如提高或降低磨損、增大或減 小摩擦系數(shù)，提高或降低極壓性能。
[0037] 通過合理改變界面間的潤滑性能，可以提高安裝了本發(fā)明裝置的設(shè)備的可靠性， 滿足該設(shè)備在不同工況條件下的潤滑性能需求。
【附圖說明】：
[0038] 圖1為改變界面間潤滑性能的裝置示意圖。
[0039] 圖2為優(yōu)選的改變界面間潤滑性能的裝置圖。
[0040] 圖3為優(yōu)選的改變界面間潤滑性能的裝置圖。
[0041] 圖4為優(yōu)選的改變界面間潤滑性能的裝置圖。
[0042] 圖5為優(yōu)選的改變界面間潤滑性能的裝置圖。
[0043] 圖6為優(yōu)選的改變界面間潤滑性能的裝置圖。
【具體實施方式】
[0044] 下面通過實例進一步詳細說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。
[0045] 所用添加劑、基礎(chǔ)油及其來源如下：
[0046] T103,高堿值石油磺酸鈣，上海大聯(lián)石油化工有限公司
[0047] T202, 丁辛基二硫代磷酸鋅，無錫南方石油添加劑有限公司
[0048] T203,雙辛基二硫代磷酸鋅，無錫南方石油添加劑有限公司
[0049] T301，氯化石蠟，無錫南方石油添加劑有限公司
[0050] T304,亞磷酸二丁酯，淄博惠華化工有限公司
[0051] T305,硫磷