[发明专利]一种基于纳米二硫化钨的水性润滑剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于润滑剂制备技术领域，特别是涉及一种基于纳米二硫化钨的水性润滑剂及其制备方法。

背景技术

在金属塑性成型的过程中，被加工金属与模具之间相对运动时接触表面间产生组织切向运动的阻力，即外摩擦力。外摩擦力的存在会使加工所需的力、能量增加，因此必须要对金属表面进行润滑处理。如果金属表面的润滑达不到要求的话，将会使加剧模具磨损，工件表面发生粘连、擦伤等现象。因此，润滑和塑性成型有着密切的关系，润滑技术的开发能够促进金属冷塑成型加工的发展。

在金属冷塑成型加工时，传统工艺采用在金属工件毛坯表面经过酸化、磷化、皂化等工序进行表面处理和润滑处理，但是，这种方法工序繁杂，原材料和能源消耗大，工作环境差，周期较长，还会造成严重环境污染。因此，寻找一种环保的适用于金属冷塑成型的润滑剂已成为人们研究的热点。

二硫化钨是科学界公认的摩擦润滑效果最好的原材料之一，干摩擦系数仅为0.03，干磨擦性能比其它材料都好，纳米级二硫化钨粉末不仅适用于一般润滑条件，还可用于高温、高压、高真空、高负荷、有辐射线及腐蚀性介质的工作环境。WS₂簇由于簇内部排列产生的磁性，能在润滑过程中更好的吸附在金属表面而且能在金属表面形成一层纳米保护润滑膜，在高于550℃的温度环境下，WS₂也能通过缓慢氧化形成致密的氧化钨WO₃保护层，来抑制WS₂的进一步氧化，并且氧化钨同样具有很低的摩擦因数，仍可能起到保护金属表面不发生咬合的作用。在大气中，二硫化钨的工作温度范围为-270～650℃，而在真空中，它的温度范围为-188～1316℃，因此，长期以来二硫化钨作为高性能摩擦润滑材料被应用在航空、航天、军事、汽车工业等高科技领域。

目前，二硫化钨主要与油类、脂类配成二硫化钨油剂、二硫化钨油膏、二硫化钨蜡以及其他固体润滑块与润滑膜使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于纳米二硫化钨的水性润滑剂，其润滑效果好，延伸系数大，环保无污染，主要应用于金属材料的冷挤压、冷拔等冷塑成型，同时，提供上述水性润滑剂的制备方法，其工艺简单，制作方便，成本低廉，不会造成环境污染；而且还提供上述水性润滑剂的使用方法。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于纳米二硫化钨的水性润滑剂，按重量百分比计，其包括以下组分及含量：纳米二硫化钨1～15％，固体润滑剂1～10％，防锈剂0.2～3％，水性硬脂酸10～40％，水性硬脂酸锌10～20％，乳化稳定剂0.4～4％，消泡剂0.01～0.05％，水8～77％，上述各个组分含量之和为100％。

上述的基于纳米二硫化钨的水性润滑剂中，其纳米二硫化钨的粒径为50～100nm。

上述的基于纳米二硫化钨的水性润滑剂中，其固体润滑剂为石墨、二硫化钼、聚乙烯蜡、聚四氟乙烯、乙撑双硬脂酸酰胺、微晶石蜡中的一种或几种组合。

上述的基于纳米二硫化钨的水性润滑剂中，其防锈剂为二乙醇胺、5-氨基四氮唑、亚硝酸钠、磷酸三钾、硅烷偶联剂、肌醇六磷酸酯中的一种或几种组合。

上述的基于纳米二硫化钨的水性润滑剂中，其水性硬脂酸是固含量为5～30%的硬脂酸水性分散液，由硬脂酸、分散剂、乳化剂、消泡剂、防腐剂和水制备而成，以水性硬脂酸总重量百分比计，各组分的重量百分比为：硬脂酸5～30％，分散剂0.1～0.5％，乳化剂0.1～0.7％，消泡剂0.05～0.5％，防腐剂0. 1～0.5％，余量为水。

进一步地，上述的水性硬脂酸中，分散剂为硬脂基聚氧丙烯醚、聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素钠、焦磷酸钠、尿素、三聚磷酸钠中的一种或几种组合。

进一步地，上述的水性硬脂酸中，乳化剂为吐温-80、吐温60、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇与环氧乙烷缩合物、脂肪酸聚氧乙烯酯、椰油脂肪酸二乙醇酰胺中的一种或几种组合。

进一步地，上述的水性硬脂酸中，消泡剂为聚氧丙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷、乳化硅油中的一种或几种组合。

进一步地，上述的水性硬脂酸中，防腐剂为异噻唑啉酮、二氯二甲基乙内酰脲、对羟基苯甲酸甲酯、布罗波尔中的一种或几种组合。

进一步地，上述的水性硬脂酸中，水为自来水或去离子水。