CN105886081A

CN105886081A - 清洁抗磨的润滑油添加剂及润滑油

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Publication number: CN105886081A
Application number: CN201610274384.5A
Authority: CN
Inventors: 饶秀琴
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-04-27
Filing date: 2016-04-27
Publication date: 2016-08-24

Abstract

本发明公开了清洁抗磨的润滑油添加剂及润滑油。该润滑油添加剂包含基础油，以及分散于所述基础油中的碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料、氟碳树脂。本发明的清洁抗磨的润滑油添加剂，在基础油中分散有碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料、氟碳树脂。碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料具有较好的抗磨性，氟碳树脂具有较好的清洁作用。

Description

清洁抗磨的润滑油添加剂及润滑油

技术领域

本发明涉及润滑油技术领域，具体而言，涉及清洁抗磨的润滑油添加剂及润滑油。

背景技术

润滑油是用在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体或半固体润滑剂，主要起润滑、辅助冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油添加剂是润滑剂的重要组成部分，其直接决定了润滑油的基本和特殊性能。

清洁和抗磨的性能是高级润滑油不可缺少的性能。例如中国专利CN101298577A公开了即效抗磨润滑油添加剂及其制备方法一种即效抗磨润滑油添加剂，其特征在于其原料按重量份由以下成份组成：环烷酸200份；氧化铅15～20份；650SN基础油130～140份；原油降凝剂2～3份；高碱值合成磺酸钙清净剂10份；聚异丁烯多丁二酞亚胺无灰分散剂10份；硫磷仲醇基锌盐抗氧抗腐剂10份；高碱值磺酸钠抗磨剂3～6份；硫化烷基酚钙清净剂10～15份；原料经以下步骤制备而得所述即效抗磨润滑油添加剂：1)室温下将氧化铅15～20份加入650SN基础油80～90份中，搅拌成糊状：2)将环烷酸200份搅拌升温到95～1050C，在搅拌下缓慢加入步骤1)得到的糊状物中，95～105℃恒温搅拌3～3.5小时，得产物母液；3)在母液中加入650SN基础油50份、原油降凝剂2～3份、高碱值合成磺酸钙清净剂10份、聚异丁烯多丁二酞亚胺无灰分散剂10份、硫磷仲醇基锌盐抗氧抗腐剂10份、高碱值磺酸钠抗磨剂3～6份、硫化烷基酚钙清净剂10～15份；4)将步骤3)得到的混合物在70～80℃下恒温搅拌1.5小时；5)过滤。或者地，又如中国专利105385481A其中本润滑油添加剂含有如下质量分数的组分：抗氧剂50～70％；抗磨剂10～25％；极压剂5～10％；有机钼5～20％。中国专利CN105316089A，公开了一种高效润滑油添加剂及制备方法，该制备方法如下：煤油(或者汽油)40％～60％；纳米氮化硅(或者纳米四氧化三铁粒子)3％～8％；无机硼酸盐1％～2％；硅油2％～3％；环烷酸纳(或者油酸钠)12％～30％；醇类9％～20％；胺类1％～3％，其余为去离子水。

现有技术中，清洁抗磨的润滑油添加剂的抗磨性较差，清洁效果也差。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面在于提供一种清洁抗磨的润滑油添加剂，该润滑油添加剂具有较好的抗磨性和清洁效果。

一种清洁抗磨的润滑油添加剂，包含基础油，以及分散于所述基础油中的碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料、氟碳树脂。

进一步地，所述碳化硅增强陶瓷基复合材料为碳化硅纤维增强氮化硅复合材料、碳化硅纤维增强氧化铝复合材料、碳化硅增强硅铝氧氮聚合物复合材料中的一种或至少两种。

进一步地，制备所述碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的原料所包含碳化硅纤维为1～20％，以原料总质量为100％计。

进一步地，制备所述碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的原料所包含碳化硅纤维的直径为0.5～50μm。

进一步地，制备所述碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的原料所包含碳化硅纤维的长度为50～1000μm。

进一步地，所述碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的质量为3～10％，以基础油的质量为100％计。

进一步地，所述氟碳树脂的质量为5～20％，以基础油的质量为100％计。

进一步地，所述氟碳树脂为有机硅改性氟碳树脂。

进一步地，还包含抗氧化剂、无灰分散剂、降凝剂、金属钝化剂中的一种或至少两种。

本发明另一方面在于提供一种固体饮料的制备方法，由该制备方法获得的固体饮料具有较好的排毒养颜的效果。

一种润滑油，包含如上述的润滑油添加剂。

本发明的清洁抗磨的润滑油添加剂，在基础油中分散有碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料、氟碳树脂。碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料具有较好的抗磨性，氟碳树脂具有较好的清洁作用。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面合实施例来进一步说明本发明的技术方案。

本发明的清洁抗磨的润滑油添加剂，包含基础油，以及分散于所述基础油中的碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料、氟碳树脂。

上述碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料是指将碳化硅纤维与陶瓷材料复合形成的复合材料。相比于，碳化硅纤维，碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料具有更好的耐磨损性；相比于陶瓷材料，碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料不易断裂，拉伸性能更好。本发明中将碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料加入基础油中，不仅使得抗磨性较好，而且不易断裂。

碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料可采用本领域公知的材料，或者按照本领域技术人员已熟知的方法来制备，例如可由碳化硅纤维同陶瓷基材料(微米或亚微米的粉末)混合后一并烧结，或者将分散有陶瓷基材料的分散液浸渍碳化硅纤维等。

碳化硅增强陶瓷基复合材料可列举出碳化硅纤维增强氮化硅复合材料、碳化硅纤维增强氧化铝复合材料、碳化硅增强硅铝氧氮聚合物复合材料以及其任意组合等的具体实例。这些碳化硅增强陶瓷基复合材料可以参照现有技术来实施，本发明技术方案的实施不依赖于碳化硅增强陶瓷基复合材料的特殊性。

碳化硅纤维增强氮化硅复合材料是以碳化硅纤维和碳化硅为原料所制成。可参照法国专利FR7632221，具体为：制备的SiC纤维经烘干并含有0.01％(质量分数)的自由碳，它分散到纤维同基体的接触表面，通过其同基体的粘附，使纤维同基体固结。SiC纤维的含量在10％～70％(体积分数)，低于10％的含量，陶瓷材料得不到足够的增强；高于70％的含量，陶瓷就丧失了其本身的性能。基体材料是市场上可以买到的，重要的应是极细的粉末，平均颗粒直径小于100μm。采用一种含有有机硅化合物的粘合剂对基体和纤维粘结，加热时有机硅化合物转变成SiC。基体和纤维用常规方法混合。热压条件:压力为5～500MPa，温度为1000～2000℃。基体的密度通过将其浸入到一种热的、低粘度的有机硅化合物溶液中至少一次而得到提高，溶液的温度低于450℃，并且是在有压力的情况下浸入溶液中，接着进行800～1400℃温度处理。具体配比是(质量分数)：基体粉末包含75％氮化硅粉末(<440μm)、10％氧化镁和5％聚碳硅烷粉末；SiC纤维含量为10％，长40mm，按要求的方向排列。然后以35MPa压制成要求的尺寸。在以150℃/h的升温速率把温度升高到1700℃之后，保温5h。

碳化硅纤维增强氧化铝复合材料是以碳化硅纤维和氧化铝为原料所制成。可参照欧洲专利EU0208910，具体为：将50～60％SiC纤维增强的陶瓷基复合材料，纤维的直径为0.2～5μm，长径比为10～50，基体含有30～80％(质量分数)氧化铝，其平均直径为0.1～1μm。添加7～40％氧化错增韧，采用钙、镁或忆的氧化物作为烧结助剂，添加量为0.5～7％，进行烧结。烧结的温度可为1000～1400℃，另外还可以添加一定量过渡金属的碳化物或氮化物。

碳化硅增强硅铝氧氮聚合物复合材料是以硅铝氧氮(分子式为Si_3.5Al_2.5O_2.2N_5.5)为陶瓷基体和碳化硅纤维为原料所制成。可参照欧洲专利EU0214034，具体为：用作致密化的添加剂，可以采用氧化钙、氧化镁、氧化忆等，添加量约为7％(质量分数)，纤维的含量不应超过4000(质量分数)。通过采用较短的纤维，用一般的方法就可以将其很好地分散到基体粉末中。因为粉末的颗粒很小，故在热压过程中，纤维不至于受到损伤，仍能保持原有的性能。这些组分的混合物在高速旋转(15000rpm)的分散器中搅拌，加入如酒精之类的极性溶剂和象热塑性树脂之类的分散剂，其后，将悬浮体在真空条件下过滤，并使其干燥。烧结时，开始将温度快速升高到1250℃，然后将压力增加到40MPa，温度增加到1600℃。

当然碳化硅增强陶瓷基复合材料除了上述所列举的三种，还可为其它，例如可参照美国专利US3833389，具体为：由碳化硅纤维和氮化铝和(或)氮化硅，镧、铈、钪、钇的氧化物和(或)钇铝拓榴石(Y₃A1₃O₁₂)，氮化硼和(或)碳以及SiC组成。其中氧化钇可以用在烧结温度下能生成氧化钇的羰基钇或氢氧化钇代替。烧结的温度若是氮化硅则可为1000～2000℃，若为氮化硅，则为1300～1900℃。

本发明不对制备碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的碳化硅纤维的用量不做特别限定，参考性地，碳化硅纤维为1～20％，以原料总质量为100％计。例如碳化硅的质量为1％、1.5％、5％、10％、11％、15％、18％或20％。碳化硅纤维的用量过多，则复合材料的耐磨性不够；碳化硅纤维的用量过少，则复合材料的容易断裂而韧性不够。

碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的制备中，碳化硅纤维的直径也没有特别严苛的限定，但可以为0.5～50μm。例如，0.5μm、0.55μm、0.6μm、1μm、2μm、5μm、10μm、15μm、20μm、24μm、25μm、35μm、40μm、45μm、48μm、49μm或50μm等。

碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的制备中，碳化硅纤维的长度也没有特别严苛的限定，但可以为50～1000μm。例如，50μm、52μm、55μm、60μm、80μm、100μm、200μm、400μm、500μm、525μm、600μm、800μm、900μm、950μm、980μm或1000μm等。

上述碳化硅纤维增强陶瓷基复合的用量可以为5～20％，以基础油的质量为100％计，例如5％、6％、8％、10％、12％、13％、18％、19％、20％等。

氟碳树脂是指分子结构中包含F-C键的高分子聚合物。本发明中，氟碳树脂因含有碳碳键和碳氟键，其分子结构较为紧凑，没有剩余的与其他物质结合或反应的能量，所形成的固化物表面能较小。液体在氟碳树脂固化物表面通常具有较大的接触角(大于90度)，而不浸润；固体在氟碳树脂固化物表面不易与其吸附，因此，氟碳树脂在润滑油添加剂中起着较好的清洁作用。

氟碳树脂的种类不做特别限定，可以为本领域较为公知的FEVE氟碳树脂，此处FEVE即氟乙烯-烷基乙烯基醚共聚物。但为了提供一种具有较小表面能的氟碳树脂以进一步提高本发明润滑油添加剂的清洁效果，优选为有机硅改性氟碳树脂。这里有机硅改性氟碳树脂是指采用有机硅单体与氟碳树脂单体共聚合所得到。有机硅改性氟碳树脂可采用本领域公知的有机硅改性方式来进行，有机硅单体可为常见的有机硅单体，如KH-550、KH-560等。可列举出一种现有的有机硅改性氟碳树脂的制备方法，例如可参照期刊文献“氟碳树脂的合成及有机硅改性，周晓东等，合成树脂及塑料，2004年21(3)”，具体为：在四口反应瓶中加人计量的溶剂MIBK及1/4质量的引发剂AIBN(用量占总量的0.5％)，升温到75～80℃。将上述步骤制备的含全氟基团的氟碳单体(用量占总量的5～20％与MMA、EA、BA[w(MMA)：w(EA)：w(BA)为22.7:22.3:15.0]和3/4质量的引发剂，混合溶解后缓慢滴加人四口烧瓶中(约2h滴完)，于((80士2)℃保温反应4h，制得目标产品—氟碳树脂共聚物。当氟碳单体质量分数为5％时，加人KH-570，制得一系列有机硅改性氟碳树脂共聚物。

氟碳树脂的用量可参考性地为5～20％，以基础油的质量为100％计。例如氟碳树脂的用量为5％、6％、8％、10％、12％、13％、18％、19％、20％。

本发明的润滑油添加剂除了包含基础油、碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料、氟碳树脂外，还可加入抗氧化剂、无灰分散剂、降凝剂、金属钝化剂及其任意组合。

抗氧化剂可采用公知的氧化剂，可列举出2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、4,4'-甲撑二((2,6-二叔丁基苯酚)、辛基-3-(3,S-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、辛基-3-(3-甲基-S-叔丁基-4-经苯基)丙酸酯等的苯酚系抗氧化剂；苯基-α-蔡胺、烷基苯基-α-萘胺以及二烷基二苯胺等的胺系抗氧化剂；钼系或铜系的金属系抗氧化剂等的通常用于润滑油的抗氧化剂。它们的含量通常可在1～5％，以基础油的质量为100％计。

无灰分散剂，可举出琥珀酰亚胺系无灰分散剂、苄胺系无灰分散剂有机化合物聚丁烯胺系无灰分散剂以及它们的硼化合物、含有氧的磷化合物、硫化合物等的改性化合物等。它的含量通常可在为1～5％，以基础油的质量为100％计。

抗凝剂可列举出烷基萘、聚甲基丙烯酸酯、PMA、聚α-烯烃、原油降凝剂等。抗凝剂的用量可为0.5～2％，以以基础油的质量为100％计。

金属钝化剂例如可举出咪唑啉、吡啶衍生物、烷基噻重氮、巯基苯并噻唑、苯并三唑或其衍生物、1,3,4-硫代二唑聚硫化物、1,3,4-硫代二唑基-2,5-双二烷基二硫代氨基甲酸酯、2-(烷基二硫代)苯并咪唑以及β-(o-羧基苄基硫代)丙腈等。

除了上述，还可包含粘度指数改进剂。可举出选自各种甲基丙烯酸酷的一种或两种以上的单体的聚合物或共聚物或其氢化物等所谓的非分散型粘度指数改进剂、或还含有氮化合物的共聚各种甲基丙烯酸酷的所谓分散型粘度指数改进剂、非分散型或分散型乙烯-a-烯烃共聚物(就a-烯烃而言，可列举丙烯、1-丁烯、1-戊烯等)或其氢化物、聚异丁烯或其氢化物、苯乙烯-二烯共聚物的氢化物、苯乙烯-无水马来酸酯共聚物以及聚烷基苯乙烯等。这些粘度指数改进剂的分子量需要考虑剪切稳定性而选定。具体地，例如粘度指数改进剂是分散型以及非分散型聚甲基丙烯酸酷时，通常使用数均分子量为5000～1000000、优选为100 000～900,000的粘度指数改进剂；粘度指数改进剂是聚异丁烯或其氢化物时，通常使用数均分子量为800～5,000、优选为1α000-4,000的粘度指数改进剂；粘度指数改进剂是乙烯-烯烃共聚物或其氢化物时，通常使用数均分子量为800～500000、优选为3000～200 000的粘度指数改进剂。另外，在这些粘度指数改进剂中，当使用乙烯-α-烯烃共聚物或其氢化物时，可得到剪切稳定性特别好的润滑油添加剂以及润滑组合物。能以任意的量含有选自上述粘度指数改进剂中的任意一种或两种类以上的化合物。

除了上述，还可包含防腐剂。就防腐剂而言，例如可举出苯并三唑系、甲苯基三唑系、噻重氮系以及咪唑系化合物等。

除了上述，还可包含防锈剂。就防锈剂而言，例如可举出石油磺酸盐、烷基苯磺酸盐、二壬基萘磺酸盐、烯基琥珀酸酯以及多元醇酯等。

除了上述，还可包含抗乳化剂。就抗乳化剂而言，例如可举出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、以及聚氧乙烯烷基蔡基醚等的聚亚烷基二醇系非离子系表面活性剂等。

上述基础油没有特别限制，可使用通常的润滑油所使用的矿油系基础油、合成系基础油。就矿油系基础油而言，具体地可举出:对常压蒸馏原油得到常压残油进行减压蒸馏，得到润滑油馏分，对润滑油馏分进行一次以上溶剂脱沥青、溶剂提取、氢化分解、溶剂脱蜡、氢化精制等处理精制得到的物质；或者，蜡异构化矿油；由异性化GTL WAX(gas-to-liquid wax)的方法制造的基础油等。就合成系基础油而言，具体地可列举:聚丁烯或其氢化物；1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物等的聚-a-烯烃或其氢化物；戊二酸双十三烷基酷、己二酸双-2-乙基己酯、己二酸双异癸酯、己二酸双十三烷基酯以及癸二酸双-2-乙基己酯等的双酯；辛酸三经甲基丙烷酯、壬酸三羟甲基丙烷酯、己酸季戊四醇-2-乙酯以及壬酸季戊四醇酯等的多元醇酯；烷基萘、烷基苯以及芳香族酯等的芳香族系合成油或它们的混合物等。

在本发明中，可使用上述矿油系基础油、上述合成系基础油或选自它们中的两种或两种以上的润滑油的任意混合物等。例如可举出一种以上的矿油系基础油、一种以上的合成系基础油、一种以上的矿油系基础油和一种以上的合成系基础油的混合油等。

本发明的清洁抗磨的润滑油添加剂，其制备方法即可采用本领域公知或常用的将上述原料混合的方式。

本发明的润滑油，包含如上述的润滑油添加剂。

实施例1

本例中，洁抗磨的润滑油添加剂包含基础油，以及以基础油的质量为100％计，3％碳化硅纤维增强氮化硅复合材料、20％有机硅改性氟碳树脂、1％抗氧化剂、1％无灰分散剂、0.2％金属钝化剂、0.5％降凝剂。

实施例2

本例中，洁抗磨的润滑油添加剂包含基础油，以及以基础油的质量为100％计，10％碳化硅纤维增强氮化硅复合材料、5％有机硅改性氟碳树脂、5％抗氧化剂、5％无灰分散剂、1％金属钝化剂、2％降凝剂。

实施例3

本例中，洁抗磨的润滑油添加剂包含基础油，以及以基础油的质量为100％计，10％碳化硅纤维增强氮化硅复合材料、20％有机硅改性氟碳树脂、1％抗氧化剂、1％无灰分散剂、1％金属钝化剂、2％降凝剂。

实施例4

本例中，洁抗磨的润滑油添加剂包含基础油，以及以基础油的质量为100％计，6％碳化硅纤维增强氮化硅复合材料、12％有机硅改性氟碳树脂、5％抗氧化剂、5％无灰分散剂、1％金属钝化剂、2％降凝剂。

实施例5

本例中，洁抗磨的润滑油添加剂包含基础油，以及以基础油的质量为100％计，6％碳化硅纤维增强氮化硅复合材料、12％有机硅改性氟碳树脂、3％抗氧化剂、3％无灰分散剂、0.6％金属钝化剂、1.2％降凝剂。

由于本发明中所涉及的各工艺参数的数值范围在上述实施例中不可能全部体现，但本领域的技术人员完全可以想象到只要落入上述该数值范围内的任何数值均可实施本发明，当然也包括若干项数值范围内具体值的任意组合。此处，出于篇幅的考虑，省略了给出某一项或多项数值范围内具体值的实施例，此不应当视为本发明的技术方案的公开不充分。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式选择等，落在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种清洁抗磨的润滑油添加剂，其特征在于，包含基础油，以及分散于所述基础油中的碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料、氟碳树脂。

2.根据权利要求1所述的润滑油添加剂，其特征在于，所述碳化硅增强陶瓷基复合材料为碳化硅纤维增强氮化硅复合材料、碳化硅纤维增强氧化铝复合材料、碳化硅增强硅铝氧氮聚合物复合材料中的一种或至少两种。

3.根据权利要求2所述的润滑油添加剂，其特征在于，制备所述碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的原料所包含碳化硅纤维为1～20％，以原料总质量为100％计。

4.根据权利要求1所述的润滑油添加剂，其特征在于，制备所述碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的原料所包含碳化硅纤维的直径为0.5～50μm。

5.根据权利要求1所述的润滑油添加剂，其特征在于，制备所述碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的原料所包含碳化硅纤维的长度为50～1000μm。

6.根据权利要求1所述的润滑油添加剂，其特征在于，所述碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的质量为3～10％，以基础油的质量为100％计。

7.根据权利要求1所述的润滑油添加剂，其特征在于，所述氟碳树脂的质量为5～20％，以基础油的质量为100％计。

8.根据权利要求1所述的润滑油添加剂，其特征在于，所述氟碳树脂为有机硅改性氟碳树脂。

9.根据权利要求1所述的润滑油添加剂，其特征在于，还包含抗氧化剂、无灰分散剂、降凝剂、金属钝化剂中的一种或至少两种。

10.一种润滑油，其特征在于，包含如权利要求1所述的润滑油添加剂。