CN107828479A - 一种改性纳米添加剂及其在润滑油中的应用 - Google Patents
一种改性纳米添加剂及其在润滑油中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107828479A CN107828479A CN201711000456.8A CN201711000456A CN107828479A CN 107828479 A CN107828479 A CN 107828479A CN 201711000456 A CN201711000456 A CN 201711000456A CN 107828479 A CN107828479 A CN 107828479A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- boron nitride
- preparation
- hexagonal boron
- lubricating oil
- additive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M169/00—Lubricating compositions characterised by containing as components a mixture of at least two types of ingredient selected from base-materials, thickeners or additives, covered by the preceding groups, each of these compounds being essential
- C10M169/04—Mixtures of base-materials and additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M125/00—Lubricating compositions characterised by the additive being an inorganic material
- C10M125/26—Compounds containing silicon or boron, e.g. silica, sand
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
- C10M2201/14—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions inorganic compounds surface treated with organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
- C10M2207/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds containing hydrogen, carbon and oxygen as ingredients in lubricant compositions
- C10M2207/40—Fatty vegetable or animal oils
- C10M2207/402—Castor oils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/02—Pour-point; Viscosity index
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
- C10N2030/00—Specified physical or chemical properties which is improved by the additive characterising the lubricating composition, e.g. multifunctional additives
- C10N2030/06—Oiliness; Film-strength; Anti-wear; Resistance to extreme pressure
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
本发明公开了一种改性纳米添加剂及其在润滑油中的应用,包括如下步骤:1)滴加硅烷偶联剂A‑151于去离子水中进行水解,反应15~20min,得到硅烷偶联剂水解基液;2)将六方氮化硼加入硅烷偶联剂水解基液中,恒温磁力搅拌15~30min,再超声处理15~30min,然后在真空烘干机中进行真空烘干,球磨30min,洗涤过滤,60℃烘干,得到六方氮化硼‑乙烯基三乙氧基硅烷纳米添加剂。本发明改性的纳米六方氮化硼具有亲油疏水的特点,能够稳定的分散在润滑油中,其添加到蓖麻油中能够显著调制润滑油的粘度,根据工况条件调制相应粘度,可以发挥优异的摩擦磨损性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性纳米添加剂及其在润滑油中的应用。
背景技术
当今工业化进程中,各种机械的运转必然伴随着机械零部件摩擦磨损的产生,导致机械寿命下降以及能源的损耗。因而如何提高零部件寿命、降低能源损耗便成为一大热门话题。润滑作为一种解决摩擦磨损的有效途径,已经有了很长的研究历史,然而随着机械工业设备的快速发展,传统油体已经难以满足当今润滑需求。纳米添加剂应用于润滑体系中,是一个全新的发展领域,许多研究人员已经对纳米添加剂进行研究。纳米六方氮化硼属于二维结构纳米颗粒,具有优异的润滑性能,因而许多研究人员将其作为纳米添加剂,对其添加性能进行研究。然而六方氮化硼易吸潮,容易团聚,使得其不易在油品中分散,在一定程度上影响了润滑油的润滑性能。
发明内容
为了克服纳米六方氮化硼易吸潮,容易团聚的缺陷,本发明的目的在于提供一种改性纳米添加剂及其在调制润滑油粘度中的应用,所制备的纳米添加剂具有亲油疏水的特点,以及稳定分散的性能,在室温下能够显著调制润滑油粘度。
本发明的技术方案如下:
一种改性纳米添加剂的制备方法,包括如下步骤:
1)硅烷偶联剂水解基液的制备
滴加硅烷偶联剂A-151于去离子水中进行水解,反应15~20min,得到水解基液;
2)六方氮化硼-乙烯基三乙氧基硅烷的制备
将六方氮化硼加入硅烷偶联剂水解基液中,恒温磁力搅拌15~30min,再超声处理15~30min,然后在真空烘干机中进行真空烘干,球磨30min,洗涤过滤,60℃烘干,得到六方氮化硼-乙烯基三乙氧基硅烷纳米添加剂。
优选地,步骤1)所述硅烷偶联剂A-151与去离子水的质量体积比为0.01g/ml。
优选地,步骤2)所述六方氮化硼与硅烷偶联剂A-151的质量比为10:1。
优选地,所述真空烘干温度为100℃。
优选地,所述球磨采用行星球磨机。
所述纳米添加剂在润滑油中的应用。优选地,所述润滑油为蓖麻油。
优选地,所述纳米添加剂的添加量为1%~8%。
优选地,所述纳米添加剂的添加量为2%~5%。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明改性的纳米六方氮化硼具有亲油疏水的特点,能够稳定的分散在润滑油中,其添加到蓖麻油中能够显著调制润滑油的粘度,根据工况条件调制相应粘度,可以发挥优异的摩擦磨损性能。同时,选用油品为植物油,安全无污染。
附图说明
图1为改性前六方氮化硼亲水疏油性效果图。
图2为改性后六方氮化硼亲油疏水性效果图。
图3为改性六方氮化硼调制蓖麻油粘温曲线图。
图4为高速低载下摩擦系数曲线图。
图5为高速低载下磨损凹痕图。
图6为高载低速下摩擦系数曲线图。
图7为高载低速下摩损凹痕图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对发明作进一步描述。
实施例1
一种改性纳米添加剂的制备方法,具体步骤如下:
1)硅烷偶联剂水解基液的制备
取20ml去离子水,滴加0.2g硅烷偶联剂(A-151)于去离子水中进行水解,反应15min,得到水解基液。
2)六方氮化硼-乙烯基三乙氧基硅烷的制备
取2g六方氮化硼于硅烷偶联剂水解基液中,在恒温磁力搅拌器中搅拌20min,在超声波清洗器中超声处理20min,倒入培养皿,在真空烘干机中100℃环境下进行烘干,利用行星球磨机球磨30min,洗涤过滤,60℃烘干,得到六方氮化硼-乙烯基三乙氧基硅烷纳米添加剂。
实施例2
实施例1改性纳米添加剂在润滑油中的应用,将改性六方氮化硼放入盛有石蜡和去离子水上下分层的烧杯中。将未改性六方氮化硼放入盛有石蜡和去离子水上下分层的烧杯中,作为对照。
如图1和2所示,烧杯中所盛溶液上层为石蜡,下层为去离子水,由图1可以看出未改性六方氮化硼分布在去离子水中,表现出亲水性,由图2可以看出,改性六方氮化硼分布在石蜡中,表现出亲油疏水性。
实施例3
实施例1改性纳米添加剂在润滑油中的应用,在9.9g蓖麻油中加入0.1g六方氮化硼-乙烯基三乙氧基硅烷纳米添加剂,在恒温磁力搅拌器中搅拌20min,并在60℃温度下超声波处理1h,静置24h,得到1wt%纳米流体。
实施例4
实施例1改性纳米添加剂在润滑油中的应用,在9.8g蓖麻油中加入0.2g六方氮化硼-乙烯基三乙氧基硅烷纳米添加剂,在恒温磁力搅拌器中搅拌20min,并在60℃温度下超声波处理1h,静置24h,得到2wt%纳米流体。
实施例5
实施例1改性纳米添加剂在润滑油中的应用,在9.5g蓖麻油中加入0.5g六方氮化硼-乙烯基三乙氧基硅烷纳米添加剂,在恒温磁力搅拌器中搅拌20min,并在60℃温度下超声波处理1h,静置24h,得到5wt%纳米流体。
实施例6
实施例1改性纳米添加剂在润滑油中的应用,在9.2g蓖麻油中加入0.8g六方氮化硼-乙烯基三乙氧基硅烷纳米添加剂,在恒温磁力搅拌器中搅拌20min,并在60℃温度下超声波处理1h,静置24h,得到8wt%纳米流体。
对比实施例
所用的润滑油仅为蓖麻油,不添加纳米添加剂。
从图3可以看出粘度随着温度的上升而急剧下降。改性纳米添加剂的增加,粘度也逐渐上升,如1wt%和2wt%纳米流体相比于蓖麻油都有小幅度的上升,而5wt%纳米流体相比于蓖麻油却有显著的上升。8wt%的纳米流体相比于5wt%虽有小幅度上升,但上升幅度相较于5wt%与2wt%的明显缩小,这说明改性纳米氮化硼对蓖麻油粘度的调制会趋于饱和。
实施例7
工况条件:在载荷9.8N,速度0.523m/s的摩擦工况条件下。
结合实施例4、实施例5和实施例6和实施例7,从图4可以看出,使用不同比例改性纳米添加剂的润滑油时,各种比例润滑油都显示出极低的摩擦系数,摩擦系数在0.02~0.03之间,表明润滑油的润滑效果优异。润滑状态处于混合润滑状态,因而受摩擦系数与膜厚受粘度影响较大。其中蓖麻油和2wt%纳米流体由于粘度相近,摩擦系数也较接近,而5wt%与8wt%纳米流体粘度较为接近,所以两者摩擦系数也较为接近。5wt%纳米流体平均摩擦系数约为0.029,高于蓖麻油平均摩擦系数0.022,但从图5的磨损凹痕图可以看出,5wt%纳米流体的磨损凹痕深约为2μm,而蓖麻油的磨损凹痕深约为4μm,这主要因为,粘度较大的流体其形成的膜厚也较大,使得磨损量减少。因而从磨损痕迹的角度判断的话,5wt%纳米流体是一个较优的添加比例。
实施例8
工况条件:在载荷119.6N,速度0.131m/s的摩擦工况条件下。
结合实施例3、实施例4、实施例5和实施例7,从图6可以看出,使用不同比例改性纳米添加剂的润滑油时,各种比例润滑油都显示出较优的摩擦系数,摩擦系数在0.04~0.07之间,其中蓖麻油摩擦系数约为0.07,1wt%纳米流体摩擦系数约为0.05,2wt%和5wt%纳米流体摩擦系数约为0.06。而从磨损情况来看,如图7所示,蓖麻油的凹痕深度约为70μm,2wt%和5wt%纳米流体凹痕深度为50μm,而1wt%纳米流体凹痕深度约为35μm。这是因为在边界润滑条件下,纳米六方氮化硼会在摩擦副表面形成边界剪切膜,从而起到减摩抗磨的作用,因而含有改性六方氮化硼的纳米流体表现出较低的摩擦系数以及较小的磨痕深度。同时,从图6和图7也可看出,较大比例的添加剂反而会增加摩擦磨损,这是因为过多的纳米颗粒会对基底表面进行抛光,同时也会阻碍摩擦的进行,因而相对于1wt%纳米流体,2wt%和5wt%的纳米流体在摩擦系数和磨痕深度都有所增加。因而,在实施例8工况条件下,1wt%的纳米流体浓度润滑效果最佳。
Claims (10)
1.一种改性纳米添加剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)硅烷偶联剂水解基液的制备
滴加硅烷偶联剂A-151于去离子水中进行水解,反应15~20min,得到水解基液;
(2)六方氮化硼-乙烯基三乙氧基硅烷的制备
将六方氮化硼加入硅烷偶联剂水解基液中,恒温磁力搅拌15~30min,再超声处理15~30min,然后在真空烘干机中进行真空烘干,球磨30min,洗涤过滤,60℃烘干,得到六方氮化硼-乙烯基三乙氧基硅烷纳米添加剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1)所述硅烷偶联剂A-151与去离子水的质量体积比为0.01g/ml。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,步骤2)所述六方氮化硼与硅烷偶联剂A-151的质量比为10:1。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述真空烘干温度为100℃。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述球磨采用行星球磨机。
6.权利要求1~5任意一项所述方法制备的纳米添加剂。
7.权利要求6所述纳米添加剂在润滑油中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述润滑油为蓖麻油。
9.根据权利要求7或8所述的应用,其特征在于,所述纳米添加剂的添加量为1%~8%。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述纳米添加剂的添加量为2%~5%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711000456.8A CN107828479B (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 一种改性纳米添加剂及其在润滑油中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711000456.8A CN107828479B (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 一种改性纳米添加剂及其在润滑油中的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN107828479A true CN107828479A (zh) | 2018-03-23 |
CN107828479B CN107828479B (zh) | 2020-09-22 |
Family
ID=61649198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711000456.8A Active CN107828479B (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 一种改性纳米添加剂及其在润滑油中的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN107828479B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108690576A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-10-23 | 中国石油大学(华东) | 一种钻井液用抗高温润滑剂及其制备方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09111127A (ja) * | 1995-10-20 | 1997-04-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 硬化性シリコーンゴム組成物、その硬化物及びそれにより封止された樹脂封止型半導体装置 |
CN101082009A (zh) * | 2007-05-21 | 2007-12-05 | 扬州大学 | 功能低聚硅氧烷接枝稀土掺杂纳米颗粒的电流变液的制备方法 |
CN102031022A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-04-27 | 华南理工大学 | 一种硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛溶胶的方法 |
US20120308260A1 (en) * | 2011-06-06 | 2012-12-06 | Toshiyuki Kabata | Protective agent block, method of manufacturing the same, process cartridge, and image forming apparatus |
CN104513692A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-15 | 西安交通大学 | 一种实现纳米bn粉末在润滑油中稳定分散的方法 |
CN104981503A (zh) * | 2012-09-19 | 2015-10-14 | 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 | 导热塑料组合物、挤出装置和用于制备导热塑料的方法 |
US20160177219A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Ticona Gmbh | Polyoxymethylene polymer composition having low friction |
CN106086590A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-11-09 | 安徽银球轴承有限公司 | 一种六方氮化硼改性耐腐蚀高强度自润滑轴承的制备方法 |
-
2017
- 2017-10-24 CN CN201711000456.8A patent/CN107828479B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09111127A (ja) * | 1995-10-20 | 1997-04-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 硬化性シリコーンゴム組成物、その硬化物及びそれにより封止された樹脂封止型半導体装置 |
CN101082009A (zh) * | 2007-05-21 | 2007-12-05 | 扬州大学 | 功能低聚硅氧烷接枝稀土掺杂纳米颗粒的电流变液的制备方法 |
CN102031022A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-04-27 | 华南理工大学 | 一种硅烷偶联剂改性纳米二氧化钛溶胶的方法 |
US20120308260A1 (en) * | 2011-06-06 | 2012-12-06 | Toshiyuki Kabata | Protective agent block, method of manufacturing the same, process cartridge, and image forming apparatus |
CN104981503A (zh) * | 2012-09-19 | 2015-10-14 | 莫门蒂夫性能材料股份有限公司 | 导热塑料组合物、挤出装置和用于制备导热塑料的方法 |
CN104513692A (zh) * | 2014-12-11 | 2015-04-15 | 西安交通大学 | 一种实现纳米bn粉末在润滑油中稳定分散的方法 |
US20160177219A1 (en) * | 2014-12-17 | 2016-06-23 | Ticona Gmbh | Polyoxymethylene polymer composition having low friction |
CN106086590A (zh) * | 2016-07-25 | 2016-11-09 | 安徽银球轴承有限公司 | 一种六方氮化硼改性耐腐蚀高强度自润滑轴承的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
XIAO-KUN MA ETL.: "Morphology control of hexagonal boron nitride by a silane coupling agent", 《JOURNAL OF CRYSTAL GROWTH》 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108690576A (zh) * | 2018-05-02 | 2018-10-23 | 中国石油大学(华东) | 一种钻井液用抗高温润滑剂及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN107828479B (zh) | 2020-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103073060B (zh) | 用作减摩添加剂的六方二硫化钼纳米片的制备方法 | |
KR101594771B1 (ko) | 표면-근접 구조의 구동부품에서 피로현상을 예방하기 위한 조성물 | |
CN104593130A (zh) | 一种原位制备石墨烯水基润滑剂的方法 | |
Song et al. | Tribological performance of an imidazolium ionic liquid-functionalized SiO2@ graphene oxide as an additive | |
CN108102763B (zh) | 蛇纹石/功能化石墨烯润滑油添加剂、制备方法及其应用 | |
CN111592883B (zh) | 一种镁离子掺杂碳量子点及其制备和应用方法 | |
CN107828479A (zh) | 一种改性纳米添加剂及其在润滑油中的应用 | |
Liu et al. | Remarkable lubricating effect of ionic liquid modified carbon dots as a kind of water-based lubricant additives | |
CN102559338A (zh) | 一种纳米级润滑油添加剂的制备方法 | |
CN114989875B (zh) | MXene无溶剂纳米流体在摩擦学领域的应用 | |
CN105950260B (zh) | 获得含润滑友好性MoS2纳米颗粒润滑油的方法 | |
CN105233768A (zh) | 一种制备聚多巴胺-硅基复合微球的方法及产品 | |
CN108977254A (zh) | 一种电动机用纳米粒子改性的抗磨减摩润滑油的制备方法 | |
CN113773892B (zh) | 一种亲油性黑磷润滑油的制备方法 | |
CN113549433B (zh) | 抗高温微胶囊润滑剂及其制备方法与应用以及水基钻井液 | |
Ahmed et al. | Silsesquioxanes-based nanolubricant additives with high thermal stability, superhydrophobicity, and self-cleaning properties | |
CN110129115A (zh) | 一种石墨烯润滑油及其制备方法 | |
CN113293043B (zh) | 一种BP-QDs@TiO2核壳结构材料、制备方法及其在轧制水基润滑液中的应用 | |
CN110791359A (zh) | 一种基于改性纳米碳酸钙的润滑油及其制备方法 | |
CN104071765A (zh) | 氧化氟化石墨的制备方法 | |
Wang et al. | Experimental study on the suspension stability and tribological properties of nano-copper in LCKD-320# lubricating oil | |
CN112852532B (zh) | 一种抗高温纳米复合润滑剂及其乳液制备方法与应用 | |
CN107011964A (zh) | 一种自修复复合纳米添加剂的制备方法 | |
CN115895765B (zh) | 一种润滑液用添加剂及类离子液体润滑液 | |
CN113493713B (zh) | 水基离子液体润滑液及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |