离子液体作为润滑脂添加剂的导电性和摩擦学性能

作 为 润 滑 脂 添 加 剂 的 导 电 性 和 摩擦 学性 能 。结 果 表 明 ： 离 子 液 体 的加 人 大 幅度 降 低 润 滑 脂 的 电 阻 率 ， 提 高 润 滑 脂 的 电导 率 ， 减 小 接 触 电阻 ， 具 有优 良的 导 电 性 ； 能 够降低摩 擦系数 ， 减小磨 痕宽度 ， 体 现 了 优 良的 减 摩 抗 磨 性
单， 具 有 更加 广 阔 的应 用 前 景 。
关键词 ： 润 滑脂 离 子 液 体
摩 擦 磨 损 电导 率 电阻 率
接 触 电 阻
电接触现象广泛应 用于电路开关 、 电连接 器 、 集 成电路 、 微 电子机 械系统 、 动力机械设备 和输变 电设 备＿ １ ＿ ３ ｌ 。为保 证各种 动力 机 械设备 和输 变 电设备 等 运行 的可 靠性和稳 定性 ， 电力 复合脂 除 了承担 传统 的润滑作用外 ， 还担负着在载流条件下 传递 电能 、 电 信号 等重 要任务 ； 因此要 求 电力复合 脂 既要具 有高 抗磨损能力 和机械强度 ， 又要具有 良好 的导 电性 ］ 。 传统 的 电力 复合 脂 通 常选 用 金 属 粉末 以及 碳 系 导电材 料 作 为 导 电添 加 剂 ， 这 些 金 属 粉 末 通 过 填 充在接 触 面 的缝 隙 中 ， 增 大导 电 接 触 面 以降 低
液 体的过 程 。传统 离子 液 体 １ 一 己基一 ３甲基 咪 唑 四 氟 硼酸 盐离 子液 体 （ Ｌ Ｂ １ ０ ６ ） 和１ 一 己基 一 ３甲基 咪 唑 六 氟磷 酸盐 离 子液 体 （ Ｌ Ｐ １ ０ ６ ） 为 中 国科 学 院 兰 州
化学物 理研究 所 制备 。稠化 剂 聚四氟 乙烯 （ Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ ） 颗 粒粒 径为 ４ ｇ ｍ左右（ Ｄｙ ｎ ｅ ｏ ｎ ． Ｔ Ｍ Ｔ Ｆ ９ ２ ０ ７ ） ， 密 度
定 比例 （ １： ９ ） 混合 ， 充分 搅 拌 均匀 ， 通 过原 位 法
反应 制 得 。 由于 Ｌ ｉ 是 较 强 的 路 易 斯 酸 ， 可 以和 Ｐ ＡＧ配 位 形成 弱 酸性 阳离 子 Ｌ ｉ （ Ｐ ＡＧ） ， 而这 些 阳离 子 又 进 一 步 与弱 碱 性 阴离 子 ， 如 ＮＴｆ ｆ， Ｂ Ｆ ２
石
油
炼
制
与
化
工
２ ０ ５年 ４月
油 品 与添 加 剂
ＰＥＴＲＯ ＬＥＵ Ｍ ＰＲ０ＣＥＳＳＩ ＮＧ Ａ ＮＤ ＰＥＴＲＯ ＣＨ ＥＭ Ｉ ＣＡ ＬＳ
第４ ６ 卷 第 ４期
离 子液 体 作 为 润 滑 脂 添 加 剂 的导 电性 和 摩 擦 学 性 能
葛 翔 宇 ，夏 延 秋 ，舒 宗 英
液体 的 电导率 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４ ０ ９ — ２ ９ ；修 改 稿 收 到 日期 ：２ Ｏ １ ４ — １ ２ － ０ １ 。
制 备 了多种 电力 复合 脂 。测 试 电 力复 合 脂 的 导 电 性， 并通 过摩 擦试验 ， 研究 几 种 离 子液 体 对 润 滑脂 摩 擦学性 能 的影 响 ， 探 讨 离 子 液 体 的 减 摩 抗 磨 机 理， 以期 为 电 力 复合 脂 在 动 力 机 械 设 备 和 输 变 电 设 备 中的应用 提供 理论 和技术 支持 。
为２ ． ２ ｇ ／ ｃ ｍ。 。分散剂 为 正 己烷 （ 国 药集 团化 学 试
剂有 限公 司生产 ） 。 １ ． ２ 制 备方 法
贵， 难 以大规 模 使 用 ； 碳 系 导 电材 料 颜 色 太 深 ， 也 限制 了其 应用 范 围 。离 子 液体 作 为 一 种具 有 高发
展 前景 的材料 ， 已被 广泛应 用 于 电容 器 、 电池 、 催 化
能； 在摩 擦 磨 损 过 程 中 ， 离 子 液 体 中 的 阴 离子 能够 在 接 触 表 面 与 金 属 发 生 化 学 反 应 ， 形成化学 反应膜 ， 从 而 起 到 减摩抗磨的作用 ； 与传统离子液体相 比， 新型 离子液体在 摩擦学 性能和 导电性方 面相差不 大 ， 而其 制 备 工 艺 简
接 触 电 阻 。 然 而 由 于 金 属 粉 末 易 氧 化 且 价 格 昂
三种 锂盐 （ 上 海 域 伦 实 业 有 限公 司生 产 ） 分别为 ：
双三氟 甲烷磺 酰 亚胺 锂 （ Ｌ ｉ ＮＴｆ ） 、 四 氟 硼 酸 锂 （ Ｌ ｉ Ｂ Ｆ ） 和六 氟 磷 酸 锂 （ Ｌ ｉ Ｐ Ｆ 。 ） ， 表 １为三 种 锂 盐 的基 本参 数 。图 １为 锂 盐 与 Ｐ ＡＧ 反 应 形 成 离子
和Ｐ Ｆ ａ －复配形 成 离 子 液 体 ， 记 为： Ｌ ｉ （ Ｐ Ａ Ｇ） Ｘ， ｘ 分别为 ＮＴ ｆ ｆ， Ｂ Ｆ ４和 Ｐ Ｆ ｆ。传统 离子 液 体 Ｌ Ｂ １ ０ ６ 和Ｌ Ｐ １ ０ ６也 与 Ｐ Ａ Ｇ 以 １：９的 比 例 混 合 ， 记 为
Ｌ Ｂ １ ０ ６ 一 Ｐ ＡＧ和 Ｌ Ｐ １ ０ ６ 一 Ｐ ＡＯ。表 １为 选 用 的离 子
（ 华北 电力 大 学 ，北 京 １ ０ ２ ２ ０ ６ ）
摘 要 ： 用锂盐和聚环氧乙烷聚环氧丙烷单丁基醚（ Ｐ Ａ Ｇ） 通过原位法制备新型离子液体 ， 作 为 添 加 剂 加 入
到Ｐ ＡＯ ４ ０基 础油 中 ， 以聚 四氟 乙烯 （ Ｐ ＴＦ Ｅ ） 为 稠化 剂 ， 制 得 电力 复合 脂 。研 究 了传 统 离 子 液 体 和 新 型 离 子 液 体
新 型离 子液 体 是 通 过 直 接 将 锂 盐 和 Ｐ ＡＧ 以
一
等领域［ ５ ］ 。与传 统导电添加剂相 比， 离子 液体具 有 制备简便 、 价格低廉 、 导 电率高 、 稳定 性好等优点 。 本课 题 以聚 ａ烯烃 Ｐ ＡＯ４ ０为 基 础油 ， 聚 四氟
乙烯 （ Ｐ Ｔ Ｆ Ｅ ） 为 稠 化剂 ， 多 种 离 子液 体 为 添 加 剂 ，