基于聚多巴胺的煤矿用水基润滑剂性能研究

doi:10.19286/j.cnki.cci.2025.10.017

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针对煤矿井下机械设备高效润滑需求及现有水基润滑剂高载荷下润滑性能不足的问题，本研究制备了基于聚多巴胺纳米颗粒（PDA NPs）的水基润滑液。透射电子显微镜和Zeta电位表征表明，平均干态粒径为214 nm的PDA-NPs在水基液中分散均匀且稳定性良好。四球摩擦试验及球-盘往复摩擦磨损试验结果显示，该润滑体系的承载与抗磨性能显著提升，最大无卡咬负荷达44 kg，稳态摩擦系数为0.252，较未添加体系降低29.9%，磨损体积减少44.1%。摩擦试验后摩擦副表面C、O、N元素含量明显增加，表明PDA NPs在摩擦过程中形成了稳定的润滑膜，减少了金属直接接触，有效抑制磨损。

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关键词 ：聚多巴胺, 纳米润滑剂, 水基润滑剂, 润滑技术, 摩擦学性能, 润滑机理

Abstract：

In view of the demand for efficient lubrication of coal mine mechanical equipment and the insufficient lubrication performance of existing water-based lubricants under high load, a water-based lubricant based on polydopamine nanoparticles ( PDA NPs ) was prepared in this study. Transmission electron microscopy and Zeta potential characterization showed that PDA-NPs with an average dry particle size of 214 nm were uniformly dispersed in water-based solution and had good stability. The results of four-ball friction test and ball-disc reciprocating friction and wear test show that the load-bearing and anti-wear properties of the lubrication system are significantly improved. The maximum non-seizure load is 44 kg, the steady-state friction coefficient is 0.252, which is 29.9 % lower than that of the unadded system, and the wear volume is reduced by 44.1 %. After the friction test, the content of C, O and N elements on the surface of the friction pair increased significantly, indicating that PDA NPs could form a stable lubricating film during the friction process, reducing the direct contact of the metal and effectively inhibiting the wear.

Key words： polydopamine nanolubricant water-based lubricant lubrication technology tribological properties lubrication mechanism

基金资助:

国家重点研发计划项目（2023YFB4103002）；煤炭科学技术研究院科技发展基金项目（2023CX-II-11）；天地科技股份有限
公司科技创新创业资金专项项目（2024-TD-ZD022-02）

作者简介: 胡超鹤（ 1993— ），男，北京人，工程师。

引用本文:

胡超鹤1,2,，白飞飞1,2，于维雨1,2. 基于聚多巴胺的煤矿用水基润滑剂性能研究[J]. 煤炭与化工, 2025, 48(10): 86-90. Hu Chaohe1,2, Bai Feifei1,2, Yu Weiyu1,2. Study on the performance of coal mine water-based lubricant based on polydopamine. CCI, 2025, 48(10): 86-90.

链接本文:

http://www.mtyhg.com.cn/CN/10.19286/j.cnki.cci.2025.10.017 或 http://www.mtyhg.com.cn/CN/Y2025/V48/I10/86

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