水滑石基润滑油脂抗氧化剂及稠化剂的制备和性能研究

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润滑油脂是一种非常重要的润滑剂,在国防安全及国民经济建设中发挥着重要作用。但其易发生氧化,需要添加抗氧化剂来抑制氧化延长使用寿命。目前商用的抗氧化剂都存在一些影响使用的问题,比如:酚类抗氧剂热稳定性差,胺类抗氧剂有毒、易变色,过氧化物分解剂污染环境,金属减活剂价格昂贵等。水滑石材料具有较好的光热稳定性好且绿色无毒,已作为抗老化剂应用在高分子材料中,且具有脱氢的倾向,因此其具有可作为润滑油脂抗氧化剂的潜力。水滑石作为一种二维层状材料,可进行剥层并在溶剂中呈凝胶状态,因此其具有作为润滑脂稠化剂的潜力。1.采用共沉淀法、成核/晶化隔离法、尿素水热法并调控晶化时间制备出不同的LDHs。三种合成方法中,因尿素水热法制备的LDHs粒径最大,致使其抗氧化能力较差。共沉淀法制备的LDHs随着晶化时间的延长抗氧化性能逐渐减弱。成核/晶化隔离法制备的LDHs经过晶化后抗氧化性能呈上升趋势。三种不同Mg/Al的LDHs中Mg2Al(CO3)-LDH的抗氧化性能最好,Mg4Al(CO3)-LDH次之,Mg3Al(CO3)-LDH最差。2.将酚类抗氧化剂3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸(BHPPA)插入水滑石层间制备ZnxMg(2-x)Al(BHPPA)-LDH(x=0,0.5,1)。BHPPA插入层间后热稳定性得到了明显改善,其完全分解温度提高了约70℃,ZnxMg(2-x)Al(BHPPA)-LDH(x=0,0.5,1)对DPPH·自由基清除能力可与BHPPA相媲美,甚至在添加量0.075 mg/m L时,在5 h内ZnxMg(2-x)Al(BHPPA)-LDH(x=0,0.5,1)对自由基清除分别达到了82.8%、78.3%、75.9%、优于BHPPA的72.2%。ZnxMg(2-x)Al(BHPPA)-LDH(x=0,0.5,1)相较于(CO3)-LDHs其抗氧化性能进一步提升,润滑油的OIT值和OOT值最多可增加4 min和3.3℃,润滑脂OIT值和OOT值最多可增加4.6 min和6.3℃,且在润滑油中具有更好的分散性。但与BHPPA相比其抗氧化性能要稍弱一些。3.将传统稠化剂十二羟基硬脂酸(12HSA)和硬脂酸(SA)插入水滑石层间得到Mg2Al(12HSA)-LDH和Mg2Al(SA)-LDH,将其与两种不同类型的基础油混合,经过强力超声,润滑油被稠化成润滑脂。随着添加量的增加,稠化性能提升。当添加量增加到30%时,Mg2Al(12HSA)-LDH稠化矿物油制备得到的润滑脂的滴点、锥入度、钢网分油损失量分别可达到215℃、25.59 mm、4.34%,稠化合成油分别可达到225℃、32.69 mm、9%,Mg2Al(SA)-LDH稠化矿物油分别可达到281℃、14.99 mm、2.7%,稠化合成油分别可达到271℃、18.11 mm、1.8%。因此,水滑石具有作为一种新类型的润滑脂稠化剂的潜力。
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