改变界面间润滑性能的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种改变界面间润滑性能的方法及装置，特别涉及一种适用于改变变 速箱、导轨的金属界面润滑性能的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着科技的发展，各种各样的机电系统逐步升级，针对以往不同的机电系统需要 不同润滑性能的润滑剂，从而在一个完整的体系内同时存在多种润滑剂，例如仅汽车中就 存在发动机油、车用齿轮油、刹车油、传动液和车用润滑脂。润滑剂的通用化是一个本领域 人员所感兴趣的问题。
[0003] 自二十世纪五十年代以来，人们针对电场与材料摩擦学行为之间的关系开展了大 量研究，并试图用外加电场来降低摩擦系数和改善表面摩擦磨损性能。作为一种典型的智 能材料，电流变液体在外加电场下，粘度、模量和屈服应力等发生迅速变化，而当电场取消 后，液体的性能又能恢复到常态。由于电流变液体的这一特性，实现了电场与力矩之间的可 控、无级和可逆传递，特别适合于在耦合系统中的应用，如减振器、离合器、制动器和隔振器 等，因而显示了广阔的应用前景。但目前的电流变液体是由高介电常数、低电导的易极化电 介质颗粒分散于低介电常数的绝缘油中从而形成的悬浮体系。电流变液体主要是通过电场 的变化极化电介质颗粒，从而改变液体的粘度，现有电流变液体的性能未达到实用化要求。 电流变液体除了粘度、模量和屈服应力等随外加电场发生迅速变化外，本身不具备润滑性 能。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种改变界面间润滑性能的方法及装置。
[0005] 本发明的改变界面间润滑性能的方法，是在含有润滑剂的两界面间施加电场，所 述润滑剂中含有极性添加剂，所述极性添加剂在电场电压变化时能够改变润滑剂的润滑性 能。
[0006] 所述界面可以是导电材料，也可以是在界面上设置有电极的非导电材料，优选导 电材料。
[0007] 所述界面可以为面接触界面、线接触界面和点接触界面中的一种界面或几种界面 的组合；所述面接触界面包括两个相互平行的平面；所述线接触界面优选导电圆柱体和平 面；所述点接触界面优选导电球体与平面。
[0008] 所述界面间的间距优选0. 01 μ m~5mm，最优选0. 01 μ m~100 μ m。
[0009] 所述电场的电压为0. lmV~220V，优选lmV~20V，最优选lOmV~2V。
[0010] 所述电场优选直流电场。
[0011] 所述润滑性能包括磨损性能、摩擦性能、极压性能。
[0012] 所述润滑剂包括润滑基础油和/或润滑基础脂、极性添加剂，所述润滑基础油可 以选用API I、II、III、IV、V类润滑基础油中的一种或多种，所述润滑基础脂可以选用皂基 脂和/或非皂基脂。
[0013] 所述极性添加剂优选烷基磺酸金属盐、磷酸和/或亚磷酸的烷基酯、硫代磷酸酯、 磷酸酯胺盐、硫代磷酸胺盐、二烷基二硫代磷酸盐、硫代烯烃、氯化石蜡、二烷基二硫代氨基 甲酸酯、油溶性有机钥、脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺、脂肪酰胺和油溶性纳米金属添加剂中的一 种或多种，更优选烷基磺酸金属盐、磷酸和/或亚磷酸的烷基酯、磷酸酯胺盐、二烷基二硫 代磷酸盐和硫代烯烃中的一种或多种。
[0014] 所述极性添加剂的质量占润滑剂总质量的0. 01%~50%，优选0. 1%~30%，最 优选0. 1%~15%。
[0015] 所述烷基磺酸金属盐选自烷基磺酸的钙盐、钠盐、钡盐和镁盐中的一种或多种，优 选C8~C24的磺酸钙、磺酸钠、磺酸钡和磺酸镁中的一种或多种，最优选中、高碱值C10~ C20的磺酸钙、磺酸镁和磺酸钠中的一种或多种。
[0016] 所述磷酸和/或亚磷酸的烷基酯中一个或多个烷基的碳原子数为C2~C12,具体 来说，可以选用磷酸三丁酯、亚磷酸二乙酯、亚磷酸二丁酯、亚磷酸二异丁酯和亚磷酸二正 辛酯中的一种或多种。优选的磷酸和/或亚磷酸的烷基酯中一个或多个烷基的碳原子数为 C2 ~C8〇
[0017] 所述硫代磷酸酯选自硫代正磷酸酯和/或硫代亚磷酸酯，例如可以选用硫代磷酸 和/或硫代亚憐酸的烷基醋、芳基醋、烷基芳基醋、芳基烷基醋和酌醋中的一种或多种，其 中一个或多个烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基或酚中的碳原子数为C2~C12,具体来说，可 以选用硫代磷酸三甲酚酯、硫代磷酸三苯酯、硫代磷酸三丁酯、硫代亚磷酸二丁酯和硫代亚 磷酸三苯酯中的一种或多种。所述硫代磷酸酯优选硫代磷酸和/或硫代亚磷酸的烷基酯、 芳基酯和酚酯中的一种或多种，其中一个或多个烷基、芳基、或酚中的碳原子数为C2~C8。
[0018] 所述磷酸酯胺盐选自磷酸酯的脂肪胺盐，可以选用磷酸酯的C3~C24脂肪伯、仲、 叔胺盐，优选磷酸酯的C4~C22脂肪胺盐，最优选磷酸酯的C8~C18脂肪胺盐。
[0019] 所述硫代磷酸胺盐选自硫代磷酸的脂肪胺盐，可以选用硫代磷酸的C3~C24的脂 肪伯、仲、叔胺盐、醇胺盐，所述醇胺优选三乙醇胺、二乙醇胺、单乙醇胺、二异丙醇胺、单异 丙醇胺、氨基丙醇、苯丙胺醇和亮胺醇中的一种或多种。所述硫代磷酸胺盐优选硫代磷酸的 C4~C22脂肪胺盐，最优选硫代磷酸的C8~C18脂肪胺盐。
[0020] 所述-烷基-硫代憐酸锋中的烷基为C1~C12烷基，优选C2~C8烷基，最优选 C4~C6烷基。所述二烷基二硫代磷酸锌可以选用硫磷丁辛伯烷基锌盐、硫磷双辛伯烷基锌 盐、硫磷辛伯烷基辛仲烷基锌盐，其商品牌号为T202、T203、T204。
[0021 ] 所述硫代烯烃为硫化C3~C12烯，优选硫化C3~C8烯，最优选硫化异丁烯，其商 品牌号为T321。
[0022] 所述-烷基-硫代氨<基甲酸醋中的烷基为C2~C12烷基，优选C2~C8烷基，可 以是乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、正戊基、异戊基、正己基、异己基、正辛 基和2-乙基己基中的一种或多种。
[0023] 所述油溶性有机钥选自二烷基二硫代磷酸钥、二烷基二硫代磷酸氧钥、二烷基二 硫代氨基甲酸钥、黄原酸钥、硫代黄原酸钥、三核钥硫络合物、钥胺络合物和钥酸酯中的一 种或多种，所述油溶性有机钥包含足够碳数的烃基以使有机钥可溶于或分散于润滑基础油 和/或润滑基础脂中，所述烃基的碳数在2-60之间，优选10-50之间。油溶性有机钥摩擦 改进剂可以选用美国Vanderbilt公司生产的MolyVan L822、L855,日本旭电化公司生产的 515、525、710 等。
[0024] 所述脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺、脂肪酰胺的烷基为C4~C22烷基，优选C8~C20烷 基，最优选C10~C18烷基。
[0025] 所述油溶性金属纳米添加剂为铜、铁、钴、镍、铬、钥、锡、锑和稀土金属中的单一油 溶性纳米金属添加剂或几种金属混合的油溶性纳米合金添加剂，优选油溶性纳米铜、铁、 钴、镍、钥和稀土金属中的一种或几种或这些金属的油溶性纳米合金。油溶性金属纳米添加 剂的粒径分布在1~500nm之间，优选10~350nm之间，最优选20~150nm。
[0026] 本发明还提供了一种改变界面间润滑性能的装置。
[0027] 本发明装置包括电源和与电源相连的两个界面，两界面间含有润滑剂，所述润滑 剂中含有极性添加剂，所述极性添加剂在电场电压变化时能够改变润滑剂的润滑性能。
[0028] 所述界面可以是导电材料，也可以是在界面上设置有电极的非导电材料，优选导 电材料。
[0029] 所述界面可以为面接触界面、线接触界面和点接触界面中的一种界面或几种界面 的组合；所述面接触界面包括两个相互平行的平面；所述线接触界面优选导电圆柱体和平 面；所述点接触界面优选导电球体与平面。
[0030] 所述界面间的间距优选0. 01 μ m~5mm，最优选0. 01 μ m~100 μ m。
[0031] 所述电场的电压为0. lmV~220V，优选lmV~20V，最优选lOmV~2V。
[0032] 所述电场优选直流电场。
[0033] 所述润滑性能包括磨损性能、摩擦性能、极压性能。
[0034] 所述润滑剂及极性添加剂同前面叙述的润滑剂和极性添加剂。
[0035] 本发明装置中优选加入调压部件和/或恒压部件，可以调节和/或稳定电场的电 压。
[0036] 本发明方法及装置可以改变界面间的润滑性能，比如提高或降低磨损、增大或减 小摩擦系数，提高或降低极压性能。
[0037] 通过合理改变界面间的润滑性能，可以提高安装了本发明装置的设备的可靠性， 满足该设备在不同工况条件下的润滑性能需求。
【附图说明】：
[0038] 图1为改变界面间润滑性能的装置示意图。
[0039] 图2为优选的改变界面间润滑性能的装置图。
[0040] 图3为优选的改变界面间润滑性能的装置图。
[0041] 图4为优选的改变界面间润滑性能的装置图。
[0042] 图5为优选的改变界面间润滑性能的装置图。
[0043] 图6为优选的改变界面间润滑性能的装置图。
【具体实施方式】
[0044] 下面通过实例进一步详细说明本发明，但本发明并不限于此。
[0045] 所用添加剂、基础油及其来源如下：
[0046] T103,高碱值石油磺酸钙，上海大联石油化工有限公司
[0047] T202, 丁辛基二硫代磷酸锌，无锡南方石油添加剂有限公司
[0048] T203,双辛基二硫代磷酸锌，无锡南方石油添加剂有限公司
[0049] T301，氯化石蜡，无锡南方石油添加剂有限公司
[0050] T304,亚磷酸二丁酯，淄博惠华化工有限公司
[0051] T305,硫磷