[发明专利]一种BP-QDs@TiO2

说明书

本发明公开了一种BP‑QDs@TiO₂核壳结构材料及其制备方法以及应用，该核壳结构材料的核体为BP‑QDs，壳体为纳米TiO₂；其制备方法为：将钛酸四丁酯溶解于无水乙醇中，在室温下搅拌30~60min后以600~800转/分钟速度进行升温搅拌，至温度升至40~60℃，停止搅拌，加入BP‑QDs水溶液进行恒温搅拌至混匀，最后置于聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中进行高温高压反应后，冷冻干燥，得到BP‑QDs@TiO₂核壳结构材料；所述BP‑QDs@TiO₂核壳结构材料的应用为在制备冷轧钛板卷轧制水基润滑液中的应用。本发明制得的BP‑QDs@TiO₂材料为粒径为10nm左右的球状颗粒，具有摩擦系数低、耐磨性好等特点；制得的水基润滑液具有分散性能优异、稳定性好、润滑性能持久及绿色环保等优点，减少了传统冷轧乳化油带来的污染，提高了轧辊寿命。

技术领域

本发明属于轧制润滑技术领域，具体涉及一种BP-QDs@TiO₂核壳结构材料、制备方法及其在制备冷轧钛板卷轧制水基润滑液中的应用。

背景技术

钛合金在轧制过程中存在变形抗力大、轧辊磨损严重、表面质量较差等问题，因此，轧制过程中的润滑处理的好坏直接影响钛合金轧制板带材的生产成本及效率的高低。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，而水基轧制润滑液具有优良的冷却性、清洗性、和环保性等优点，因此被广泛的应用在钛合金轧制、切削等加工过程中。

黑磷量子点(BP-QDs)是黑磷的新型衍生物，其具有均匀的粒径分布、良好的水分散稳定性、理想的反应活性和优异的机械性能， Luo等人将BP-QDs分散在乙二醇水溶液中，由于BP-QDs优异的摩擦学性能，BP-QDs的乙二醇悬浮液表现出一种独特的超润滑现象，因此BP-QDs具有做为高性能水基润滑剂添加剂的潜力。然而，目前采用BP-QDs做为水基润滑剂添加剂的研究有限且匮乏。

研究证明，纳米微粒在高温、高载荷、等润滑条件下表现出优异的摩擦学性能。由于TiO₂硬度较高，具有较高的表面活性，其更容易在摩擦表面形成微滚珠润滑以修复表面、降低摩擦系数。纳米TiO₂在摩擦学领域做为润滑添加剂的研究也是热点方向之一，同时它还可以做为添加剂加入基础液中来改善产品的极压抗磨性能，然而，当添加的TiO₂的粒径较大、添加量大以及分散性能差时其在摩擦副充当的就是磨粒会增加摩擦副的磨粒磨损。甚至他们与纳米颗粒之间也会发生摩擦化学反应起到协同润滑的效果。

本发明旨在提供一种可以发挥TiO₂与BP-QDs的协同润滑作用的轧制水基润滑液添加剂，从而提高水基润滑液的摩擦学性能，进而改善钛合金冷轧卷的表面质量。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种BP-QDs@TiO₂核壳结构材料；本发明的第二目的是提供BP-QDs@TiO₂核壳结构材料的制备方法；本发明的第三目的是提供该BP-QDs@TiO₂核壳结构材料在制备水基润滑液中的应用。

本发明的第一目的是这样实现的，一种BP-QDs@TiO₂核壳结构材料，所述核壳结构材料的核体为BP-QDs，壳体为纳米TiO₂。

本发明的第二目的是这样实现的，一种BP-QDs@TiO₂核壳结构材料的制备方法，具体包括以下步骤：

1)按每3-12ml无水乙醇溶解1ml钛酸四丁酯体积计，将钛酸四丁酯溶解于无水乙醇中，在室温下搅拌30～60min后以60～80转/分钟速度进行升温搅拌，至温度升至40～60℃，停止搅拌得到反应液A；

2)往所述反应液A中加入BP-QDs水溶液进行恒温搅拌至混合均匀得到反应液B；