一種抗磨低腐蝕納米液壓介質及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種抗磨低腐蝕納米液壓介質及其制備方法，屬于液壓傳動技術領域。
【背景技術】
[0002]液壓傳動工作介質是液壓系統中不可缺少的組成部分，其主要作用是完成能量的轉換和傳遞，除此之外，還有散熱、潤滑、防銹腐、減少磨損和摩擦、沉淀和分離不可溶污物等作用。液壓系統早期的工作介質主要是水，目前主要是礦物石油基液壓油、非石油基乳化液或合成液。礦物油石油基液壓油不但需要消耗大量的石油資源，而且容易泄露、燃燒，造成環境污染和人身安全。高含水液壓傳動介質具有節能環保、價格低廉、阻燃等特點。但由于水壓傳動介質為純水或水基液壓液，對液壓工作元件的腐蝕較為嚴重，成膜能力較弱、潤滑性能較差，容易造成液壓傳動中的摩擦副磨損加劇，進而引起系統容積效率降低或密封失效。
往純水(去離子水、膜處理水等)中加入納米粒子及輔助添加劑，并且采用恰當的分散手段配置成穩定的納米流體，作為液壓傳動的工作介質能夠很好的解決上述傳統工作介質所帶來的弊端。

【發明內容】

[0003]為了克服上述傳統液壓傳動介質的缺點，本發明提供了一種抗磨低腐蝕納米液壓介質，其組成物及質量百分比為:水92%~97%、納米顆粒1%~3%、分散穩定劑0.4%~1.5%、防沉降穩定劑0.25%~1%、防銹劑1.3%~2.35%、粘度調節劑0.05%~0.15%。
[0004]所述水為RO反滲透膜處理水或去離子軟水，RO反滲透膜處理水是通過廂式反滲透凈水器制得，去離子軟水是通過反滲透去離子純水機制得。
[0005]所述納米顆粒為平均粒徑60~80nm的碳化硼或平均粒徑20nm~40nm的氮化鈦。
[0006]所述分散穩定劑為羧甲基纖維素鈉、聚乙二醇6000、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮中的一種或幾種的任意比混合物。
[0007]所述防沉降穩定劑為蒙脫土、脂肪醇硫酸鈉中的一種或兩種任意比例混合物。
[0008]所述防銹劑為1，2- 二乙氧基硅酯基乙烷、三乙醇胺或硼酸脂三乙醇胺。
[0009]所述粘度調節劑為聚丙烯酸鈉。
[0010]本發明另一目的是提供上述抗磨低腐蝕納米液壓介質的制備方法，具體操作如下:
(1)向水中加入分散穩定劑在20~40°c的溫度下通過機械攪拌來實現分散穩定劑的溶解，機械攪拌轉速為600~700r/min，機械攪拌時間為10~40min。充分溶解后，制得含分散穩定劑的溶液；
(2)將防沉降穩定劑和防銹劑加入步驟(I)所制得的溶液中，在20~40°C的溫度下進行機械攪拌，機械攪拌轉速為600~700r/min，機械攪拌時間為10~40min ； (3)將納米顆粒加入步驟(2)溶液中，在20~40°C的溫度下通過機械攪拌后得到含納米顆粒的懸浮液，機械攪拌轉速為600~700r/min，攪拌時間為20~60min ；
(4)將含納米顆粒的懸浮液在超聲波清洗儀中進行超聲分散，溫度控制在30~50°C，時間為20~60min，超聲分散之后得到穩定分散的水基納米流體；
(5 )將粘度調節劑加入水基納米流體中，在20~40 0C下通過機械攪拌來調節納米流體的粘度，攪拌時間為10~20min，即得到抗磨低腐蝕納米液壓介質。
[0011]本發明具有的優點是:所制備的納米碳化硼流體或納米氮化鈦流體具有良好的分散穩定性，流變特性好，粘度適宜且可調節，具有良好的防銹性、減摩抗磨性。將其應用于液壓傳動系統中，液壓系統運行良好，低泄露、對液壓元件的腐蝕程度降低、磨斑直徑變小。
[0012]具體實施方法
下面通過實施例對本發明作進一步詳細說明，但本發明保護范圍不局限于所述內容。
[0013]實施例1:本抗磨低腐蝕納米液壓介質組成物及質量百分比為:R0反滲透膜處理水96%、納米顆粒(平均粒徑70nm的碳化硼)1%、分散穩定劑羧甲基纖維素鈉0.5%、防沉降穩定劑蒙脫土 0.5%、防銹劑1，2- 二乙氧基硅酯基乙烷1.95%、粘度調節劑聚丙烯酸鈉0.05%。
[0014]上述抗磨低腐蝕納米液壓介質的制備方法如下:
(1)向RO反滲透膜處理水中加入羧甲基纖維素鈉在25°C下機械攪拌20min，攪拌轉速為650 r/min，充分溶解后，制得含分散穩定劑的溶液；
(2)將蒙脫土和1，2-二乙氧基硅酯基乙烷加入步驟(I)溶液中，在25°C下機械攪拌20min，攪拌轉速為650 r/min ；
(3)將納米碳化硼顆粒加入步驟(2)溶液中，在30°C下機械攪拌30min，攪拌轉速為700 r/min，得到含納米顆粒的懸浮液；
(4)將含納米顆粒的懸浮液置于超聲波清洗儀中，超聲頻率為40kHz，功率為80W，在35°C下超聲分散30min，得到穩定分散的納米碳化硼流體；
(5)將聚丙稀酸鈉加入納米碳化硼流體中，在30°C下機械攪拌lOmin，所制備的水基納米碳化硼流體能夠長期穩定分散，粘度為32.5mPa.S，對液壓元件的腐蝕程度降低，液壓元件的磨斑直徑變小。
[0015]實施例2:本抗磨低腐蝕納米液壓介質組成物及質量百分比為:R0反滲透膜處理水94%、納米顆粒(平均粒徑60nm的碳化硼)3%、分散穩定劑聚乙二醇6000 0.5%、防沉降穩定劑蒙脫土0.5%、防銹劑(1，2-二乙氧基硅酯基乙烷和三乙醇胺按質量比1:1混合)1.95%、粘度調節劑聚丙烯酸鈉0.05%。
[0016]上述抗磨低腐蝕納米液壓介質的制備方法如下:
(1)向RO反滲透膜處理水中加入聚乙二醇6000在20°C下機械攪拌40min，攪拌轉速為600r/min,充分溶解后，制得含分散穩定劑的溶液；
(2)將蒙脫土和防銹劑加入步驟(I)溶液中，在20°C下機械攪拌40min，攪拌轉速為600r/min ；
(3)將納米碳化硼顆粒加入步驟(2)溶液中，在40°C下機械攪拌20min，攪拌轉速為650 r/min，得到含納米顆粒的懸浮液；
(4)將含納米顆粒的懸浮液置于超聲波清洗儀中，超聲頻率為40kHz，功率為80W，在30°C下超聲分散60min，得到穩定分散的納米碳化硼流體； (5)將聚丙烯酸鈉加入納米碳化硼流體中，在35°C下機械攪拌15min，所制備的水基納米碳化硼流體能夠長期穩定分散，粘度為28.6mPa.S，對液壓元件的腐蝕程度降低，液壓元件的磨斑直徑變小。
[0017]實施例3:本抗磨低腐蝕納米液壓介質組成物及質量百分比為:去離子軟水92%、納米顆粒(平均粒徑80nm的碳化硼)3%、分散穩定劑十六烷基三甲基溴化銨1.5%、防沉降穩定劑脂肪醇硫酸鈉1%、防銹劑硼酸脂三乙醇胺2.35%、粘度調節劑聚丙烯酸鈉0.15%。
[0018]上述抗磨低腐蝕納米液壓介質的制備方法如下:
(1)向去離子軟水中加入十六燒基三甲基溴化錢在40°C下機械攪拌lOmin，攪拌轉速為700r/min，充分溶解后，制得含分散穩定劑的溶液；
(2)將脂肪醇硫酸鈉和硼酸脂三乙醇胺加入步驟(I)溶液中，在40°C下機械攪拌lOmin，攪拌轉速為700 r/min ；
(3)將納米碳化硼顆粒加入步驟(2)溶液中，在20°C下機械攪拌60min，攪拌轉速為600r/min，得到含納米顆粒的懸浮液；
(4)將含納米顆粒的懸浮液置于超聲波清洗儀中，超聲頻率為40kHz，功率為80W，在50°C下超聲分散20min，得到穩定分散的納米碳化硼流體；
(5)將聚丙烯酸鈉加入納米碳化硼流體中，在20°