CN102086421A - 多晶纳米金刚石润滑油添加剂 - Google Patents
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Abstract
多晶纳米金刚石润滑油添加剂，为多晶纳米金刚石磺化改性并经非离子表面活性剂作化学表面修饰制得。产品配方为：磺化改性多晶纳米金刚石3.2％、脂肪酸甘油酯22％、辛基酚聚氧乙烯醚36％、合成基础油38.8％。其中，纳米金刚石粒子磺化改性物为，硫酸与多晶纳米金刚石原生粉表面产生酯化反应所得，制法为：UFD粉原生粉(平均粒径10nm)加入到的60％H2SO4溶液中，温度控制在100℃左右回流反应5h；产物倾入去离子水中，在转速3000r/min下离心分离获得沉淀物；沉淀物经去离子水反复洗涤至无SO2 -4离子(即用BaCl2检验无白色沉淀)，置于40℃下真空干燥，最终获得纳米金刚石磺化改性物。产品调合生产方式为：将前述配方中的原料依次加温混合后，降温过滤后分装。该技术方案要点为：通过多晶纳米金刚石的磺化改性提高其油溶性能，在配合优选表面活性剂做化学表面修饰，杜绝颗粒间团聚吸附性，生成稳定润滑油悬浮液，最大限度实现多晶纳米金刚石的抗磨减摩特性。本发明为纳米金刚石磺化改性多功能润滑油添加剂，可大幅提升润滑油抗磨减摩性能，增强其粘温性、密封性、抗氧化性，对于车辆或机械发动机而言，添加后节油率为5-8％，有效功率输出增加4-8％，发动机噪声和抖动显著减轻，润滑油换油周期可大幅延长。
Description
一、所属技术领域：
本发明为多晶纳米金刚石磺化改性并经化学表面修饰的多晶纳米金刚石润滑油添加剂。涉及到硫酸与多晶纳米金刚石原生粉表面产生酯化反应的工艺，和非离子表面活性剂脂肪酸甘油酯、辛基酚聚氧乙烯醚、合成基础油的产品配方。
二、现有技术(背景技术)：
目前公布的专利技术或非专利技术涉及到的纳米金刚石润滑油添加剂，多为单晶纳米金刚石粗粉经简单分级后，添加硬脂酰胺、高级醇等分散剂制得的成品。由于分散稳定性和吸附性较差，在固-液表面无法有效降低界面张力，虽经高剪切力搅拌可将纳米金刚石分散至润滑油液中，但仅能维持5-8天分散体系的稳定。特别在发动机高低温骤变、酸值加大和渗入水分的复杂环境中，极易产生固体团聚和沉降，无法形成安定油-固悬浮液导致抗磨减摩性能失效，并加重润滑油杂质、油垢物沉积，缩短润滑油使用寿命。
三、发明内容：
1、发明目的：
本发明利用纳米金刚石粒子表面的含氧基团如-OH等，采用硫酸与之表面产生酯化反应，生成纳米金刚石磺化改性物，引入强亲水基团提高其在润滑油中的分散性，杜绝其团聚的可能性。同时，复配非离子表面活性剂，使之具有更强的悬浮稳定性，确保在润滑油苛刻环境下的的稳定性。
2、技术解决方案：
选用多晶纳米金刚石替代单晶纳米金刚石，提高其抗剪切性和韧性。在通过磺化改性化学表面修饰，使其产生表面疏油性能和热能活性。在此基础上，复配聚氧乙烯型非离子表面活性剂(脂肪酸甘油酯、辛基酚聚氧乙烯醚)作为分散剂。分散剂的端基能牢固锚固在金刚石表面的活性基，如羟基和羧基或含氮活性物质上，使纳米金刚石表面亲油，而聚氧乙烯基是一个庞大的亲水基团，它像一个巨大的屏障膜，使纳米金刚石颗粒难重新团聚，从而实现了纳米金刚石在油性介质中的稳定分散。经模拟试验表明，采取此工艺和配方的金刚石润滑油添加剂注入润滑油后，可实现无外力搅拌下的迅速互溶和稳定分布，纳米金刚石在-45-140℃温度范围内不团聚和沉淀。
磺化改性示意式：
UFD-OH+H2 SO4→UFO-OSO3H
产品配方举例如下(质量比)：
| 序号 | 成分 | 比例％ |
| 1 | 磺化改性多晶纳米金刚石 | 3.2 |
| 2 | 脂肪酸甘油酯 | 22 |
| 3 | 辛基酚聚氧乙烯醚 | 36 |
| 4 | 合成基础油 | 38.8 |
3、技术效果：
按本发明制备的多晶纳米金刚石润滑油添加剂按1∶1000的比例(体积比)，注入汽车机油后，改性后的纳米金刚石在布朗运动的作用下会迅速分散至机油中。粒径为10nm的纳米金刚石在机油中稳定分布，并不会因机油酸化、极端温度变化和水分渗入产生沉降、团聚。纳米金刚石在机油中的均匀分布会强化机油和摩擦副表面油膜强度，形成“纳米金刚石动态滚动减摩层”，变油膜的“滑动摩擦”为“滚动摩擦”。试验表明，多晶纳米金刚石润滑油添加剂可显著提高机油最大无卡咬负荷12.5％；提高机油密封性能，提升缸压10％左右；发动机抖动和噪声明显减轻；发动机台架等工况对比试验节油率为5-8％，有效功率输出增加4-8％，润滑油换油周期大幅延长。
四、实施方式：
在加热恒温混合装置中，先注入合成基础油并加温至45-55℃，匀速搅拌或静态调合器混合中依次注入辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、磺化改性多晶纳米金刚石，混合2h后自然降温，过滤器过滤后分装。
多晶纳米金刚石磺化改性工艺流程：将UFD粉原生粉(平均粒径10nm)加入到的60％H2SO4溶液中，温度控制在100℃左右回流反应5h；产物倾入去离子水中，在转速3000r/min下离心分离获得沉淀物；沉淀物经去离子水反复洗涤至无SO2-4离子(即用BaCl2检验无白色沉淀)，置于40℃下真空干燥，最终获得灰色金刚石磺化物。
Claims (1)
1.本发明为多晶纳米金刚石润滑油添加剂，经多晶纳米金刚石磺化改性并经化学表面修饰制得。在工业、车用润滑油中的简单添加可显著提高润滑油的抗磨减摩性、密封性、导热性，提高发动机的有效功率输出，延长润滑油使用寿命，显著降低发动机摩擦磨损性和腐蚀性损害。
请求保护的专利范围：
一、多晶纳米金刚石磺化改性工艺：
将UFD粉原生粉(平均粒径10nm)加入到的60％H2SO4溶液中，温度控制在100℃左右回流反应5h；产物倾入去离子水中，在转速3000r/min下离心分离获得沉淀物；沉淀物经去离子水反复洗涤至无SO2-4离子(即用BaCl2检验无白色沉淀)，置于40℃下真空干燥，最终获得灰色金刚石磺化物。
二、多晶纳米金刚石润滑油添加剂的生产配方和生产工艺：
生产配方：
1、磺化改性多晶纳米金刚石3.2％；
2、脂肪酸甘油酯22％；
3、辛基酚聚氧乙烯醚36％；
4、合成基础油38.8％。
生产工艺：在加热恒温混合装置中，先注入合成基础油并加温至45-55℃，匀速搅拌或静态调合器混合中依次注入辛基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸甘油酯、磺化改性多晶纳米金刚石，混合2h后自然降温，过滤器过滤后分装。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2009102499225A CN102086421A (zh) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 多晶纳米金刚石润滑油添加剂 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN2009102499225A CN102086421A (zh) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 多晶纳米金刚石润滑油添加剂 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102086421A true CN102086421A (zh) | 2011-06-08 |
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| CN2009102499225A Pending CN102086421A (zh) | 2009-12-04 | 2009-12-04 | 多晶纳米金刚石润滑油添加剂 |
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102925257A (zh) * | 2012-09-11 | 2013-02-13 | 天津博纳士节能环保产品销售有限公司 | 一种用于润滑油品的纳米金刚石减摩增效剂及其制备方法 |
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2009
- 2009-12-04 CN CN2009102499225A patent/CN102086421A/zh active Pending
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