CN104560307A - 含纳米二硫化钨的抗磨减摩润滑油添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含纳米二硫化钨的抗磨减摩润滑油添加剂，属润滑油技术领域。是由纳米二硫化钨、碳纳米添加剂、表面修饰剂和基础润滑油组成，重量百分比是，纳米二硫化钨0.5％－15％，碳纳米添加剂0.1％－5％，表面修饰剂，1％-20％，基础润滑油60％-98.4％。本发明公开的润滑油添加剂，能够明显提高基础润滑油的抗磨和减摩性能，同时在基础润滑油中具有较好的分散稳定性，可广泛应用于各种车辆、大型机械设备润滑油脂中，并且可以含有极压抗磨剂、抗氧剂、清净分散剂和腐蚀抑制剂等。

Description

含纳米二硫化钨的抗磨减摩润滑油添加剂

技术领域

本发明涉及一种含纳米二硫化钨的抗磨减摩润滑油添加剂，属于润滑油技术领域；主要用于提高润滑油的高温抗磨和减摩性能。可广泛应用于各种车辆、大型机械设备润滑油或润滑脂中，并且含有本添加剂的润滑油中可以含有极压抗磨剂、抗氧剂、清净分散剂和腐蚀抑制剂等。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展、燃料资源的紧缺和价格的不断上涨以及环保法规的日趋严格，人们对车用发动机油的节能和环保要求愈加苛刻，传统的润滑油添加剂正面临着越来越大的挑战。为了顺应汽车低排放的要求，汽油机油规格不断升级换代，国际润滑油标准及认可委员会(ILSAC)新出台的GF-5规格，规定了汽油机油中P含量不超过0.08wt％，S含量不能超过0.5wt％。不仅如此，ILSAC使燃油的经济性要求比相同等级的GF-4油品至少提高了0.5％，即在降低S和P含量的前提下对油品的高温抗磨和减摩性能提出了更高的要求。因此，研究开发具有突出抗磨和减摩性能的环保型润滑油添加剂，有着非常重要的意义。

纳米固体润滑材料主要是非活性的纳米级固体颗粒，具有高的热稳定性、机械稳定性以及化学稳定性，在高温、重负荷、高速等使用条件下不易发生氧化、分解与失效，具有优良的抗磨减摩性能和较高的高温使用寿命，而且纳米颗粒因粒度小而易于进入摩擦表面，形成易剪切的表面膜，有效避免摩擦副表面的直接接触，从而保护相对运动表面不受损伤，降低摩擦与磨损。不仅如此，石墨、二硫化钼和二硫化钨等纳米材料还具有环境友好的特性，将其作为油品添加剂不仅具有较好的抗磨和减摩性能，有效解决有机化合物添加剂的环保和易耗损和润滑油高温使用寿命短等问题，表现出了广阔的应用前景。

但是，纳米固体润滑颗粒由于粒径小，表面原子比例大，比表面积大，表面能大，处于能量不稳定状态，很容易发生团聚而在润滑油中形成沉淀，即便是加入稳定分散剂，放置一段时间后也会出现团聚现象，纳米固体润滑颗粒在润滑油中的有效稳定分散一直是其需要解决的关键难题。另外，不同纳米颗粒的晶型结构、尺寸大小也会对其抗磨减摩效率产生影响，同时与其他添加剂的复配适应性也会影响到润滑油的使用性能。

发明内容

本发明的目的就是针对以上问题，提供一种新型纳米抗磨减摩润滑油添加剂，是一种含有纳米二硫化钨、碳纳米添加剂和表面修饰剂的复合型润滑油添加剂，该添加剂组合物在润滑油中不仅表现出了突出的抗磨和减摩协同性能，而且还表现出了良好的分散稳定效果。使现有技术中的纳米二硫化钨和碳纳米添加剂在润滑油中的分散稳定性和抗磨减摩性能均得到了有效提高。

本发明是以如下技术方案实现的：一种纳米抗磨减摩润滑油添加剂组合物，各组份及质量百分比为：

纳米二硫化钨，0.5％－15％，

碳纳米添加剂，0.1％－5％；

表面修饰剂，1％-20％

基础润滑油，60％-98.4％。

所述的纳米二硫化钨的平均粒径在50nm-100nm。

所述的碳纳米添加剂为平均粒径在20nm-100nm的富勒烯碳、纳米碳管和纳米石墨之一或是它们的任意比量的混合物。

所述的表面修饰剂为胺丙基三甲氧基硅烷、全氟三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷化合物之一或是它们的任意比量的混合物。

制备所述的含纳米二硫化钨的润滑油添加剂的方法是:将纳米二硫化钨、碳纳米添加剂、表面修饰剂和基础润滑油按比例混合后用超声波加热搅拌10min-60min，即可得到本润滑油添加剂。

本发明所述的含纳米二硫化钨的抗磨减摩添加剂是含有纳米二硫化钨、碳纳米添加剂和表面修饰剂的复合型润滑油添加剂，该添加剂组合物在润滑油中不仅表现出了突出的抗磨和减摩协同性能，而且还表现出了良好的分散稳定效果。使现有技术中的纳米二硫化钨和碳纳米添加剂在润滑油中的分散稳定性和抗磨减摩性能均得到了有效提高。加在基础润滑油中不仅表现出了很好的分散稳定性和适应性，而且可以明显提高油品的抗磨和减摩性能，可以广泛应用作各种车辆、大型机械设备润滑油或润滑脂的添加剂。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明。

实施例1-3

将不同重量百分浓度的平均粒径50nm纳米二硫化钨、平均粒径35nm纳米石墨、胺丙基三甲氧基硅烷先后加入到矿物基础油500SN中，超声波加热搅拌后，得到实施例1-3，评价不同纳米润滑油配方的抗磨减摩性能和分散稳定性。利用四球试验机测量平均磨斑直径和摩擦系数评价纳米复合添加剂在润滑油中的抗磨和减摩性能，试验条件：GCr15钢球，转速1450r/min，室温，长磨时间60min，负荷为392N。纳米添加剂在基础油中的分散稳定性，通过超声波加热搅拌分散和放置沉降后，观察混合液的透明度来区分分散稳定性的好坏，试验条件：超声波温度为40℃，超声波搅拌时间为30min，放置时间为60d。实验结果见表1。从表中结果可以看出，纳米二硫化钨和纳米石墨复配后明显降低了配方润滑油的磨斑直径和摩擦系数，表现出了良好的抗磨和减摩协同性能，同时它们在表面修饰剂胺丙基三甲氧基硅烷的作用下，在500SN基础油中也表现出了较好的分散稳定性。

表1

实施例4-6

将不同重量百分浓度平均粒径100nm的纳米二硫化钨、平均粒径20nm富勒烯碳、十八烷基三甲氧基硅烷先后加入到聚-α-烯烃(PAO)基础油中，通过超声波加热搅拌后，得到实施例4-6，评价不同纳米润滑油配方的抗磨减摩性能和分散稳定性。利用四球试验机测量平均磨斑直径和摩擦系数评价纳米复合添加剂在润滑油中的抗磨和减摩性能，试验条件：GCr15钢球，转速1450r/min，室温，长磨时间30min，负荷为392N。纳米添加剂在基础油中的分散稳定性，通过超声波加热搅拌分散和放置沉降后，观察混合液的透明度来区分分散稳定性的好坏，试验条件：超声波温度为45℃，超声波搅拌时间为60min，放置时间为15d。实验结果见表2。从表中结果可以看出，纳米二硫化钨和富勒烯碳复配后均表现出了较好的抗磨和减摩协同性能，同时在表面修饰剂十八烷基三甲氧基硅烷的作用下，它们在基础油中也表现出了较好的分散稳定性。

表2

实施例5-7

将不同重量百分浓度平均粒径60nm的纳米二硫化钨、平均粒径100nm碳纳米管、全氟三甲氧基硅烷先后加入到含有极压抗磨剂、抗氧剂、腐蚀抑制剂和清净分散剂的配方润滑油中，超声波加热搅拌后，得到实施例4-6，评价不同纳米润滑油配方的抗磨减摩性能和分散稳定性。利用四球试验机测量平均磨斑直径和烧结负荷评价纳米添加剂复合物在润滑油中的抗磨和减摩性能，试验条件：GCr15钢球，转速1450r/min，室温，长磨时间60min，负荷为490N。纳米添加剂在基础油中的分散稳定性，通过超声波加热搅拌分散和放置沉降后，观察混合液的透明度来区分分散稳定性的好坏，试验条件：超声波温度为35℃，超声波搅拌时间为10min，放置时间为30d。实验结果见表3。从表中结果可以看出，纳米二硫化钨和碳纳米管复配后明显降低了配方润滑油的磨斑直径和摩擦系数，表现出了良好的抗磨和减摩协同性能，同时加入表面修饰剂全氟三甲氧基硅烷后，两种纳米添加剂在润滑油中也表现出了很好的分散稳定性。

表3

上述实施例只为说明本发明的方案及效果，其目的在于让熟悉此项技术的人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明方案所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种含纳米二硫化钨的抗磨减摩润滑油添加剂，其特征在于各组份及质量百分比为：

2.根据权利要求1所述的含纳米二硫化钨的抗磨减摩润滑油添加剂，其特征在于：所述纳米二硫化钨的平均粒径在50nm-100nm。

3.根据权利要求1所述的含纳米二硫化钨的抗磨减摩润滑油添加剂，其特征在于：所述的碳纳米添加剂是平均粒径为20nm-100nm的富勒烯碳、纳米碳管和纳米石墨之一或是它们的任意比量的混合物。

4.根据权利要求1所述的含纳米二硫化钨的抗磨减摩润滑油添加剂，其特征在于：所述的表面修饰剂为胺丙基三甲氧基硅烷、全氟三甲氧基硅烷和十八烷基三甲氧基硅烷化合物之一或是它们的任意比量的混合物。

5.一种权利要求1或2或3或4所述的含纳米二硫化钨的抗磨减摩润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：其制备方法是将纳米二硫化钨、碳纳米添加剂、表面修饰剂和基础润滑油按比例混合后用超声波加热搅拌10min-60min，即可得到润滑油添加剂。

6.根据权利要求1所述的含纳米二硫化钨的抗磨减摩润滑油添加剂，其特征在于：可广泛应用于各种车辆、大型机械设备润滑油或润滑脂中，并且含有本发明添加剂的润滑油中可以含有极压抗磨剂、抗氧剂、清净分散剂和腐蚀抑制剂等。