CN107057805A - 一种复磁润滑油添加剂及其制备方法 - Google Patents

一种复磁润滑油添加剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复磁润滑油添加剂，其特征在于，所述复磁润滑油添加剂由以下重量份的组分构成：妥尔油酰胺硼酸酯90～120份、羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒5～15份、聚异丁烯丁二酰亚胺5～15份、氧化镧2～7份、氧化钼10～20份以及磺酸钙10～20份；本发明组分易于获得，得到的成品复磁润滑油添加剂润滑性能更好，其摩擦系数≤0.02，磨斑直径＜0.3mm，两种性质不同的磁性油膜复合重叠，使金属表面包覆有不易断裂的油膜，及时在重负荷或者引擎启动时油膜也不会消失和断裂，其有效减少了摩擦以及磨损，润滑效果提升显著使得润滑油的更换周期变长，废弃油液的排放量得到了降低，对环境友好。本发明还公开了一种复磁润滑油的制备方法。

Description

一种复磁润滑油添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油添加剂技术领域，具体涉及一种复磁润滑油添加剂，以及这种复磁润滑油添加剂的制备方法。
背景技术
机械设备运行过程中，相对运动的部位存在摩擦和磨损，由此造成的能量损耗占设备总能耗的40％～50％，润滑是减小摩擦降低磨损的最简单便捷的方法，采用先进的润滑技术对于降低能耗损失、增加机械寿命具有非常重大的作用。当单独的润滑油不能获得满意的润滑效果时，润滑油添加剂就应运而生，而润滑油添加剂中磁性润滑油因为其卓越的抗磨性和优良的减磨性被市场认可，磁性润滑油的油膜吸附功能是依靠添加剂获得的，但是目前应用的单独的硼汞负电子团体系和磁性材料(铁、钴、镍)体系润滑油添加剂都存在团聚现象，摩擦系数仍旧偏大，所以需要一种润滑效果良好，易于推广使用的润滑油添加剂。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的之一在于提供一种复磁润滑油添加剂；本发明的目的之二在于提供一种复磁润滑油添加剂的制备方法，其有效解决了现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种复磁润滑油添加剂，所述复磁润滑油添加剂由以下重量份的组分构成：妥尔油酰胺硼酸酯90～120份、羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒共5～15份、聚异丁烯丁二酰亚胺5～15份、氧化镧2～7份、氧化钼10～20份以及磺酸钙10～20份。
进一步，所述妥尔油酰胺硼酸酯由以下组分构成：妥尔油、二乙醇胺以及硼酸，其摩尔比为1～3∶2～5∶0.5～2。
进一步，所述羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒包括：磁性颗粒和羟基硅烷，所述磁性颗粒由以下组分构成：七合氧化铁、七合硫酸亚铁、七合硫酸钴以及氧化石墨烯，其质量比为：2～0.5∶2～0.5∶2～0.5∶1.5～0.3。
上述复磁润滑油添加剂的制备方法，该方法包括如下步骤：
步骤一，将所述妥尔油酰胺硼酸酯、所述羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒、所述聚异丁烯丁二酰亚胺混合后加温至70℃后进行超声波处理20～30分钟，随后将混合物加入反应釜内加温至120℃；
步骤二，将所述氧化镧和所述氧化钼加入反应釜中，并维持反应釜内温度为120℃、压力为0.2MPa，500～1000r/min转速搅拌70～100分钟；
步骤三，将所述磺酸钙加入反应釜中，并将反应釜内温度升至180℃，维持压力为0.2MPa，500～1000r/min转速搅拌150～200分钟；
步骤四，将反应釜内温度降至100℃，将反应釜抽真空，然后过滤反应釜中液体，再将过滤后液体超声波处理20～60分钟，得到成品复磁润滑油添加剂。
进一步，所述妥尔油酰胺硼酸酯的制备过程为：
a1.将1～3份摩尔比的妥尔油置入反应釜内，升温至140℃后按缓慢加入2～5份摩尔比的二乙醇胺并保持温度为140℃，500～1000r/min转速搅拌100～150分钟；
a2.向反应釜加入0.5～2份摩尔比的硼酸并保持温度为140℃，500～1000r/min转速搅拌150～200分钟；
a3.将混合物经超声波处理20～30分钟后得到妥尔油酰胺硼酸酯。
进一步，所述羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒的制备过程为：
b1.将质量份数为2～0.5份七合氧化铁、2～0.5份七合硫酸亚铁和2～0.5份七合硫酸钴加入乙醇或超纯水中溶解，所述七合三氯化铁、七合硫酸亚铁和七合硫酸钴的混合物与乙醇或超纯水的质量比为1∶10，同时通入氮气，保持溶解温度为60℃，然后加入脱氧胆酸钠溶液并搅拌20～40分钟，调节PH值为5～7；
b2.加入质量份数为1.5～0.3份的氧化石墨烯并搅拌40～70分钟，得到磁性颗粒，加入羟基硅烷，羟基硅烷与磁性颗粒的质量比为8∶1～1∶2，搅拌500～600分钟，超声波处理20～40分钟，然后固液分离处理，将所得固体颗粒用超纯水多次清洗并置于真空干燥箱内干燥处理得到成品羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒。
本发明具有以下有益技术效果：
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明组分易于获得，得到的成品复磁润滑油添加剂润滑性能更好，其摩擦系数≤0.02，磨斑直径＜0.3mm，两种性质不同的磁性油膜复合重叠，使金属表面包覆有不易断裂的油膜，及时在重负荷或者引擎启动时油膜也不会消失和断裂，其有效减少了摩擦以及磨损，润滑效果提升显著使得润滑油的更换周期变长，废弃油液的排放量得到了降低，对环境友好。
具体实施方式
下面，结合实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
本发明提供了一种复磁润滑油添加剂，其由以下组分构成：妥尔油酰胺硼酸酯、羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒、聚异丁烯丁二酰亚胺、氧化镧、氧化钼以及磺酸钙。
实施例1
按重量取纸杯分别称各原料：妥尔油酰胺硼酸酯100份、羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒10份、聚异丁烯丁二酰亚胺10份、氧化镧5份、氧化钼10份、磺酸钙15份。
按如下方法进行配制：
步骤一，将妥尔油酰胺硼酸酯、羟基硅烷包覆铁、钴、石墨烯颗粒、聚异丁烯丁二酰亚胺混合后加温至70℃后超声波处理20～30分钟，超声波处理后加入反应釜内加温至120℃；
步骤二，再将氧化镧以及氧化钼加入反应釜中并维持温度为120℃，压力为0.2MPa，500～1000r/min转速搅拌70～100分钟；
步骤三，然后加入磺酸钙，升温至180℃，维持压力为0.2MPa，500～1000r/min转速搅拌150～200分钟；
步骤四，将反应釜降温至100℃，对反应釜内抽真空，然后过滤反应釜中液体，再将过滤后液体超声波处理20～60分钟，得到成品复磁润滑油添加剂。
其中，妥尔油酰胺硼酸酯由以下组分构成：妥尔油、二乙醇胺以及硼酸，其摩尔比为1.5∶3∶1。
此妥尔油酰胺硼酸酯按照如下步骤制备：
a1.将妥尔油置入反应釜内，升温至140℃后按缓慢加入二乙醇胺并保持温度为140℃，500～1000r/min转速搅拌100～150分钟；
a2.再加入硼酸并保持温度为140℃，500～1000r/min转速搅拌150～200分钟；
a3.将混合物经超声波处理20～30分钟后得到妥尔油酰胺硼酸酯。
其中，羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒包括：磁性颗粒和羟基硅烷，磁性颗粒由以下组分构成：七合氧化铁、七合硫酸亚铁、七合硫酸钴以及氧化石墨烯，其质量比为：1∶1∶1∶0.7；
此羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒按照如下步骤制备：
b1.将七合氧化铁、七合硫酸亚铁、七合硫酸钴加入乙醇或超纯水中溶解，七合三氯化铁、七合硫酸亚铁、七合硫酸钴混合物与乙醇或超纯水的质量比为1∶10，同时通入氮气，保持溶解温度为60℃，然后加入脱氧胆酸钠溶液并搅拌20～40分钟，调节PH值为5～7；
b2.加入氧化石墨烯并搅拌40～70分钟，得到磁性颗粒，加入羟基硅烷，羟基硅烷与磁性颗粒的质量比为5∶1，搅拌500～600分钟，超声波处理20～40分钟，然后固液分离处理，将所得固体颗粒用超纯水多次清洗并置于真空干燥箱内干燥处理得到成品羟基硅烷包覆铁、钴、石墨烯颗粒。
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明组分易于获得，得到的成品复磁润滑油添加剂润滑性能更好，其摩擦系数≤0.02，磨斑直径＜0.3mm，两种性质不同的磁性油膜复合重叠，使金属表面包覆有不易断裂的油膜，及时在重负荷或者引擎启动时油膜也不会消失和断裂，其有效减少了摩擦以及磨损，润滑效果提升显著使得润滑油的更换周期变长，废弃油液的排放量得到了降低，对环境友好。
实施例2
按重量取纸杯分别称各原料：妥尔油酰胺硼酸酯120份、羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒15份、聚异丁烯丁二酰亚胺15份、氧化镧7份、氧化钼20份、磺酸钙20份。
按如下方法进行配制：
步骤一，将妥尔油酰胺硼酸酯、羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒、聚异丁烯丁二酰亚胺混合后加温至70℃后超声波处理20～30分钟，超声波处理后加入反应釜内加温至120℃；
步骤二，再将氧化镧和氧化钼加入反应釜中并维持温度为120℃，压力为0.2MPa，500～1000r/min转速搅拌70～100分钟；
步骤三，然后加入磺酸钙，升温至180℃，维持压力为0.2MPa，500～1000r/min转速搅拌150～200分钟；
步骤四，将反应釜降温至100℃，对反应釜抽真空，然后过滤反应釜中液体，再将过滤后液体超声波处理20～60分钟，得到成品复磁润滑油添加剂。
其中，妥尔油酰胺硼酸酯由以下组分构成：妥尔油、二乙醇胺以及硼酸，其摩尔比为3∶5∶2；
此妥尔油酰胺硼酸酯的制备过程为：
a1.将妥尔油置入反应釜内，升温至140℃后按比例缓慢加入二乙醇胺并保持温度为140℃，500～1000r/min转速搅拌100～150分钟；
a2.再加入硼酸并保持温度为140℃，500～1000r/min转速搅拌150～200分钟；
a3.将混合物经超声波处理20～30分钟后得到妥尔油酰胺硼酸酯。
其中，羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒包括：磁性颗粒和羟基硅烷，磁性颗粒由以下组分构成：七合氧化铁、七合硫酸亚铁、七合硫酸钴以及氧化石墨烯，其质量比为：2∶2∶2∶1.5；
羟基硅烷包覆铁、钴、石墨烯颗粒的制备过程为：
b1.将七合氧化铁、七合硫酸亚铁、七合硫酸钴加入乙醇或超纯水中溶解，七合三氯化铁、七合硫酸亚铁、七合硫酸钴混合物与乙醇或超纯水的质量比为1∶10，同时通入氮气，保持溶解温度为60℃，然后加入脱氧胆酸钠溶液并搅拌20～40分钟，调节PH值为5～7；
b2.加入氧化石墨烯并搅拌40～70分钟，得到磁性颗粒，加入羟基硅烷，羟基硅烷与磁性颗粒的质量比为5∶1，搅拌500～600分钟，超声波处理20～40分钟，然后固液分离处理，将所得固体颗粒用超纯水多次清洗并置于真空干燥箱内干燥处理得到成品羟基硅烷包覆铁、钴、石墨烯颗粒。
实施例3
按重量取纸杯分别称各原料：妥尔油酰胺硼酸酯90份、羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒5份、聚异丁烯丁二酰亚胺5份、氧化镧2份、氧化钼10份、磺酸钙10份。
按如下方法进行配制：
步骤一，将妥尔油酰胺硼酸酯、羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒、聚异丁烯丁二酰亚胺混合后加温至70℃后超声波处理20～30分钟，超声波处理后加入反应釜内加温至120℃；
步骤二，再将氧化镧和氧化钼加入反应釜中并维持温度为120℃，压力为0.2MPa，500～1000r/min转速搅拌70～100分钟；
步骤三，然后加入磺酸钙，升温至180℃，维持压力为0.2MPa，500～1000r/min转速搅拌150～200分钟；
步骤四，将反应釜降温至100℃，对反应釜抽真空，然后过滤反应釜中液体，再将过滤后液体超声波处理20～60分钟，得到成品复磁润滑油添加剂。
其中，妥尔油酰胺硼酸酯由以下组分构成：妥尔油、二乙醇胺以及硼酸，其摩尔比为1∶2∶0.5；
此妥尔油酰胺硼酸酯的制备过程为：
a1.将妥尔油置入反应釜内，升温至140℃后按比例缓慢加入二乙醇胺并保持温度为140℃，500～1000r/min转速搅拌100～150分钟；
a2.再加入硼酸并保持温度为140℃，500～1000r/min转速搅拌150～200分钟；
a3.将混合物经超声波处理20～30分钟后得到妥尔油酰胺硼酸酯。
其中，羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒包括：磁性颗粒和羟基硅烷，磁性颗粒由以下组分构成：七合氧化铁、七合硫酸亚铁、七合硫酸钴以及氧化石墨烯，其质量比为：0.5∶0.5∶0.5∶0.3；
羟基硅烷包覆铁、钴、石墨烯颗粒的制备过程为：
b1.将七合氧化铁、七合硫酸亚铁、七合硫酸钴加入乙醇或超纯水中溶解，七合三氯化铁、七合硫酸亚铁、七合硫酸钴混合物与乙醇或超纯水的质量比为1∶10，同时通入氮气，保持溶解温度为60℃，然后加入脱氧胆酸钠溶液并搅拌20～40分钟，调节PH值为5～7；
b2.加入氧化石墨烯并搅拌40～70分钟，得到磁性颗粒，加入羟基硅烷，羟基硅烷与磁性颗粒的质量比为5∶1，搅拌500～600分钟，超声波处理20～40分钟，然后固液分离处理，将所得固体颗粒用超纯水多次清洗并置于真空干燥箱内干燥处理得到成品羟基硅烷包覆铁、钴、石墨烯颗粒。
上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复磁润滑油添加剂，其特征在于，所述复磁润滑油添加剂由以下重量份的组分构成：妥尔油酰胺硼酸酯90～120份、羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒共5～15份、聚异丁烯丁二酰亚胺5～15份、氧化镧2～7份、氧化钼10～20份以及磺酸钙10～20份。
2.如权利要求1所述的复磁润滑油添加剂，其特征在于，所述妥尔油酰胺硼酸酯由以下组分构成：妥尔油、二乙醇胺以及硼酸，其摩尔比为1～3∶2～5∶0.5～2。
3.如权利要求1所述的复磁润滑油添加剂，其特征在于，所述羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒包括：磁性颗粒和羟基硅烷，所述磁性颗粒由以下组分构成：七合氧化铁、七合硫酸亚铁、七合硫酸钴以及氧化石墨烯，其质量比为：2～0.5∶2～0.5∶2～0.5∶1.5～0.3。
4.如权利要求1-3中任一所述的复磁润滑油添加剂的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一，将所述妥尔油酰胺硼酸酯、所述羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒、所述聚异丁烯丁二酰亚胺混合后加温至70℃后进行超声波处理20～30分钟，随后将混合物加入反应釜内加温至120℃；
步骤二，将所述氧化镧和所述氧化钼加入反应釜中，并维持反应釜内温度为120℃、压力为0.2MPa，500～1000r/min转速搅拌70～100分钟；
步骤三，将所述磺酸钙加入反应釜中，并将反应釜内温度升至180℃，维持压力为0.2MPa，500～1000r/min转速搅拌150～200分钟；
步骤四，将反应釜内温度降至100℃，将反应釜抽真空，然后过滤反应釜中液体，再将过滤后液体超声波处理20～60分钟，得到成品复磁润滑油添加剂。
5.如权利要求4中所述复的磁润滑油添加剂的制备方法，其特征在于，所述妥尔油酰胺硼酸酯的制备过程为：
a1.将1～3份摩尔比的妥尔油置入反应釜内，升温至140℃后按缓慢加入2～5份摩尔比的二乙醇胺并保持温度为140℃，500～1000r/min转速搅拌100～150分钟；
a2.向反应釜加入0.5～2份摩尔比的硼酸并保持温度为140℃，500～1000r/min转速搅拌150～200分钟；
a3.将混合物经超声波处理20～30分钟后得到妥尔油酰胺硼酸酯。
6.如权利要求4中所述复的磁润滑油添加剂的制备方法，其特征在于，所述羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒的制备过程为：
b1.将质量份数为2～0.5份七合氧化铁、2～0.5份七合硫酸亚铁和2～0.5份七合硫酸钴加入乙醇或超纯水中溶解，所述七合三氯化铁、七合硫酸亚铁和七合硫酸钴的混合物与乙醇或超纯水的质量比为1∶10，同时通入氮气，保持溶解温度为60℃，然后加入脱氧胆酸钠溶液并搅拌20～40分钟，调节PH值为5～7；
b2.加入质量份数为1.5～0.3份的氧化石墨烯并搅拌40～70分钟，得到磁性颗粒，加入羟基硅烷，羟基硅烷与磁性颗粒的质量比为8∶1～1∶2，搅拌500～600分钟，超声波处理20～40分钟，然后固液分离处理，将所得固体颗粒用超纯水多次清洗并置于真空干燥箱内干燥处理得到成品羟基硅烷包覆铁、钴和石墨烯颗粒。
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