[发明专利]用菱镁矿制备的Mg-Al水滑石润滑-减摩材料及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用菱镁矿制备的Mg-Al水滑石制备的Mg-Al水滑石润滑-减摩材料及方法。 

背景技术

具备良好润滑-减摩功能的矿物材料开发一直备受关注。传统技术通过添加天然蛇纹石等层状结构矿物微粉来实现金属摩擦副的润滑与减摩，但存在矿物粉体粒度难以控制、杂质不易去除等难题。人工合成水滑石具有层状结构，层板内阳离子和层间阴离子具有可交换性，具有催化和记忆功能，是用作润滑-减摩材料的优良原料。目前，人工合成水滑石大多以化工产品或天然矿物的煅烧产物为原料，产品成本较高，且产生的CO₂废气造成温室效应，不利于环保。例如CN1922108A中公开了将含有铝离子和镁离子的酸性溶液与含有碱的碱性溶液混合以合成类水滑石的方法，其提供镁离子的镁源原料为水镁石、氯化镁、氢氧化镁、菱镁矿的煅烧产物中的任意1种或多种。 

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中合成水滑石工艺成本高且不环保的缺陷。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种用天然菱镁矿制备的Mg-Al水滑石润滑-减摩材料，该材料与油基润滑介质具有良好相容性，并对铁基摩擦副具有优良的润滑-减摩等功能。 

本发明的目的之一在于提供一种用天然菱镁矿制备的Mg-Al水滑石润滑-减摩材料，该材料与油基润滑介质具有良好相容性，并对铁基摩擦副具有优良的润滑-减摩等功能。 

本发明的另一个目的在于提供一种以天然菱镁矿为主要原料制备Mg-Al水滑石润滑-减摩材料的方法。 

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 

一种用天然菱镁矿制备的Mg-Al水滑石润滑-减摩材料，该材料是将研磨过筛后的天然菱镁矿、硝酸铝、硝酸按如下摩尔比比例混合，经加热搅拌后制成 混合溶液， 

菱镁矿∶硝酸铝＝(2.5～3.5)∶1 

菱镁矿∶硝酸＝1∶(1.5～2.5) 

菱镁矿∶硝酸铝∶硝酸＝(2.5～3.5)∶1∶(3.75～8.75) 

向该混合溶液中加入2mol/L的NaOH溶液，其中NaOH与菱镁矿摩尔比为(2～4)∶1，再经静态高温高压结晶反应制得的。 

本发明所述的天然菱镁矿为天然产出的菱镁矿矿石，其MgCO₃≥95％，杂质含量≤5％，其中的SiO₂≤2％。研磨过筛后的菱镁矿矿石粉体的粒度为：-200目≥95％；+200目≤5％。 

一种用天然菱镁矿制备的Mg-Al水滑石润滑-减摩材料的方法，包括以下步骤： 

(1)将天然菱镁矿矿石破碎、磨细和筛分，使其粒度达到-200目≥95％，+200目≤5％。 

(2)将研磨过筛后的天然菱镁矿与硝酸铝以及硝酸按如下比例混合制成溶液I： 

菱镁矿∶硝酸铝＝(2.5～3.5)∶1(摩尔比) 

菱镁矿∶硝酸＝1∶(1.5～2.5)(摩尔比) 

菱镁矿∶硝酸铝∶硝酸＝(2.5～3.5)∶1∶(3.75～8.75) 

(3)将溶液I移至密闭容器中，在60℃～80℃温度下使用磁力搅拌器持续搅拌4～6h，控制转速在15～30r/min，获得溶液II。 

(4)按菱镁矿∶NaOH＝1∶(2～4)的摩尔比比例称取NaOH，并用蒸馏水配成2mol/L的溶液III。 

(5)将溶液III加入到溶液II中，搅拌5～15min，制成溶液IV。 

(6)将溶液IV移至耐压反应釜中，密封后在140～160℃温度下静态反应12～18h，获得产物V。 

(7)对产物V进行过滤，并用去离子水对过滤后固体产物进行多次洗涤(至洗涤液pH值达到8～9为止)，获得固体产物VI。 

(8)对固体产物VI进行干燥：温度100～120℃，时间12～24h，空气环境。 

本发明的优点在于： 

本发明充分利用了天然菱镁矿富镁和二氧化碳的成分特点，通过合理的工艺设计和优化原料配比以及工艺制度，制备了粒度小于300nm、在油性润滑介质中具有好悬浮稳定性和优良润滑-减摩性能的功能材料。本发明将天然的菱镁 矿直接与硝酸混合，在封闭的环境下使菱镁矿分解为镁离子和二氧化碳气体，它们再与其他配料反应生成类水滑石，分解的二氧化碳气又直接参与了类水滑石的合成，没有被排放，避免了温室气体的排放，成本低且环保。 

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明作进一步说明。 

实施例1