CN1058984C - 纳米氢氧化稀土润滑油添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米氢氧化稀土润滑油添加剂及其制备方法。本发明的添加剂由水溶性稀土无机盐、分散剂、表面活性剂、促进剂、基础油、氢氧化物组成。这类纳米氢氧化稀土的颗粒尺寸在10～50纳米，解决了氢氧化稀土在润滑油中分散的问题。它们是性能优良的润滑油极压、抗磨添加剂，与常用的大多数润滑油极压、抗磨添加剂相比，具有低毒、低污染的特性。

Description

纳米氢氧化稀土润滑油添加剂
本发明公开了一种纳米氢氧化稀土润滑油添加剂及其制备方法。
稀土元素及其化合物由于具有许多独特的化学及物理性能而广泛应用于冶金、化工、电子和原子能工业、以及医药和农业等诸多领域。近年来，稀土化合物在摩擦学中的应用也日益为人们所关注。无机稀土化合物中以稀土氟化物在润滑脂中的应用最为广泛，U.S.4,507,214，4,946,607，4,946,608和CN1,032549A，1,032,550A，都公开了氟化稀土在润滑脂中具有良好的润滑性。氧化稀土作为润滑剂也有报道，但氢氧化稀土作为润滑油脂添加剂还未见报道。U.S.S.R.679,618和U.S.684,711公开了二烷基磷(膦)酸稀土配合物具有良好的抗腐蚀性能和抗磨损性能。U.S.S.R.1,373,687叙述了胺基硫酸稀土配合物是性能良好的润滑脂的抗磨，抗擦伤添加剂。无机稀土化合物作为固体润滑剂已为人们所接受，由于其在润滑油中的分散性很差，从而限制了其在润滑油中的广泛应用。
本发明的目的在于提供一种纳米氢氧化稀土润滑油添加剂及其制备方法，它在润滑油中具有良好的分散性、极压和抗磨性能。
本发明的添加剂由水溶性稀土无机盐、分散剂、表面活性剂、促进剂、基础油、氢氧化物组成。
纳米氢氧化稀土润滑油添加剂由：水溶性稀土无机盐10～20、分散剂10～30、表面活性剂0.3～5、促进剂10～30、基础油40～60、氢氧化物3～8(重量百分含量)组成。
稀土无机盐为氯化稀土、硝酸稀土或高氯酸稀土，稀土为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥一种或几种的混合物。
分散剂为聚异丁烯单丁二酰亚胺、聚异丁烯双丁二酰亚胺、石油磺酸钙、石油磺酸镁的一种或几种混合物。
表面活性剂为司本-20、司本-80、吐温-40、吐温-60，最好选用司本-80。
促进剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇的一种或几种的混合物。
基础油为中性石蜡基精制基础油(40℃粘度为28.8-35.2mm2/s)。
氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。
本发明的润滑油添加剂制备方法是：
将水溶性无机稀土盐10～20wt.％溶于水中，将分散剂10～30份wt.％、表面活性剂0.3～5wt.％、促进剂10～30wt.％、基础油40-60wt.％，将苯1份(以上述总量为1份)与上述溶液混合，在水浴中搅拌半小时，缓慢滴加氢氧化钠或氢氧化钾3～8wt.％溶液，在水浴中搅拌5-8小时，加3-4份苯以便过滤。减压蒸除苯、水等物质。
本发明的纳米氢氧化稀土是一类非常有效的润滑油极压、抗磨添加剂。其作为润滑油添加剂的添加量为0.1wt％～15wt％。
本发明和现有技术相比，具有实质性特点：纳米氢氧化稀土的颗粒尺寸在10～50纳米，在润滑油中具有良好的极压和抗磨性能，具有低毒、低污染。
为了更好地理解本发明，通过实例进行说明。
实例1将1.86g氯化镧溶于水中，再将3g聚异丁烯单丁二酰亚胺、0.1g石油磺酸钙、0.3g司本-80、10ml甲醇、7g基础油与上述溶液混合，加入10ml苯，在水浴中搅拌半小时，缓慢滴加0.6g氢氧化钠溶液，在水浴中搅拌8小时。加入60ml苯以便过滤。将滤液减压蒸除甲苯、水等物质。
实例2将2.22g硝酸错溶于水中，再将3.5g聚异丁烯双丁二酰亚胺、0.1石油磺酸镁、0.3g司本-80、5g基础油与上述溶液混合，加入15ml苯，在水浴中搅拌半小时，缓慢滴加0.6g氢氧化钠溶液，在水浴中搅拌7小时。加入50ml苯以便过滤。将滤液减压蒸除甲苯、水等物质。
实例3将2.35g高氯酸钆溶于水中，再将3.5g3.5g聚异丁烯双丁二酰亚胺、0.1石油磺酸镁、0.3g司本-80、8g基础油与上述溶液混合，加入15ml苯，在水浴中搅拌半小时，缓慢滴加0.84g氢氧化钾溶液，在水浴中搅拌5小时。加入50ml苯以便过滤。将滤液减压蒸除甲苯、水等挥发性物质。
实例4反应条件同实例1，将氯化镧中的镧分别替换为铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的一种或几种，可得到相应纳米氢氧化稀土。
用四球摩擦磨损试验机对实例1中制备的纳米氢氧化镧在液体石蜡中的极压和抗磨性能进行了评价。为了便于对比，对商用添加剂--二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)在液体石蜡中的极压和抗磨性能也进行了评价。极压性能是按照GB3142-82进行。抗磨实验的操作条件为：负荷392N，时间30min，转速1450rpm，实验结束后，测量钢球的磨斑直径(WSD)，所得结果列于表1。、
表1极压(PB值)和抗磨性能评价结果添加剂    浓度(wt％)  PB值(N) WSD(mm)液体石蜡     100       372      0.72
         1         735      0.50
         2.5       784      0.48发明实例1    5         882      0.48
         10        882      0.44ZDDP         1         784      0.50
由上述实验结果可以看出，此类纳米氢氧化稀土作为润滑油添加剂具有良好的极压性能和抗磨损性能，是一类具有广泛应用前景的润滑油极压、抗磨添加剂。

Claims (7)

1、一种纳米氢氧化稀土润滑油添加剂由：水溶性稀土无机盐            10～20分散剂                     10～30司本-80                    0.3～5促进剂                     10～30基础油                     40～60氢氧化物                   3～8重量百分含量组成。
2、如权利要求1所述纳米氢氧化稀土润滑油添加剂，其特征在于水溶性稀土无机盐为氯化稀土、硝酸稀土或高氯酸稀土，稀土为镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥的一种。
3、如权利要求1所述纳米氢氧化稀土润滑油添加剂，其特征在于分散剂为聚异丁烯单丁二酰亚胺、聚异丁烯双丁二酰亚胺、石油磺酸钙、石油磺酸镁的一种。
4、如权利要求1所述纳米氢氧化稀土润滑油添加剂，其特征在于促进剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇的一种。
5、如权利要求1所述纳米氢氧化稀土润滑油添加剂，其特征在于氢氧化物为氢氧化钠或氢氧化钾。
6、如权利要求1所述纳米氢氧化稀土润滑油添加剂，其特征在于基础油为中性石蜡基矿物油，40℃的运动粘度为28.8-35.2mm2/s。
7、如权利要求1所述纳米氢氧化稀土润滑油添加剂的制备方法包括：将水溶性无机稀土盐10～20wt.％溶于水中，将分散剂10～30wt.％、表面活性剂0.3～5wt.％、促进剂10～30wt.％、基础油40-60wt.％，以上述总量为1份，将苯1份与上述溶液混合，在水浴中搅拌半小时，缓慢滴加氢氧化钠或氢氧化钾3～8wt.％溶液，在水浴中搅拌5-8小时，加3-4份苯以便过滤，减压蒸除苯、水物质。
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