CN108148652B - 一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料及其制备方法 - Google Patents

一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108148652B
CN108148652B CN201810031255.2A CN201810031255A CN108148652B CN 108148652 B CN108148652 B CN 108148652B CN 201810031255 A CN201810031255 A CN 201810031255A CN 108148652 B CN108148652 B CN 108148652B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nano
parts
alkene
auxiliary agent
wear
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.)
Active
Application number
CN201810031255.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108148652A (zh
Inventor
任朋成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yantai Huaheng Energy Saving Technology Co ltd
Original Assignee
Yantai Huaheng Energy Saving Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yantai Huaheng Energy Saving Technology Co ltd filed Critical Yantai Huaheng Energy Saving Technology Co ltd
Priority to CN201810031255.2A priority Critical patent/CN108148652B/zh
Publication of CN108148652A publication Critical patent/CN108148652A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108148652B publication Critical patent/CN108148652B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • C10M159/00—Lubricating compositions characterised by the additive being of unknown or incompletely defined constitution
    • C10M159/12—Reaction products
    • 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
    • C10M169/048—Mixtures of base-materials and additives the additives being a mixture of compounds of unknown or incompletely defined constitution, non-macromolecular and macromolecular 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
    • C10M2201/00—Inorganic compounds or elements as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2201/04—Elements
    • C10M2201/05—Metals; Alloys
    • 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
    • C10M2203/00—Organic non-macromolecular hydrocarbon compounds and hydrocarbon fractions as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2203/10—Petroleum or coal fractions, e.g. tars, solvents, bitumen
    • C10M2203/102—Aliphatic fractions
    • C10M2203/1025—Aliphatic fractions used as base material
    • 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
    • C10M2205/00—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2205/02—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers
    • C10M2205/028—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers containing aliphatic monomers having more than four carbon atoms
    • C10M2205/0285—Organic macromolecular hydrocarbon compounds or fractions, whether or not modified by oxidation as ingredients in lubricant compositions containing acyclic monomers containing aliphatic monomers having more than four carbon atoms used as base material
    • 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
    • C10M2207/02—Hydroxy compounds
    • C10M2207/023—Hydroxy compounds having hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • C10M2207/026—Hydroxy compounds having hydroxy groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings with tertiary alkyl groups
    • 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
    • C10M2207/04—Ethers; Acetals; Ortho-esters; Ortho-carbonates
    • C10M2207/046—Hydroxy ethers
    • 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
    • C10M2207/10—Carboxylix acids; Neutral salts thereof
    • C10M2207/12—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2207/125—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids
    • C10M2207/126—Carboxylix acids; Neutral salts thereof having carboxyl groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms having hydrocarbon chains of eight up to twenty-nine carbon atoms, i.e. fatty acids monocarboxylic
    • 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
    • C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/10—Macromolecular compoundss obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M2209/103—Polyethers, i.e. containing di- or higher polyoxyalkylene groups
    • 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
    • C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/10—Macromolecular compoundss obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M2209/103—Polyethers, i.e. containing di- or higher polyoxyalkylene groups
    • C10M2209/108—Polyethers, i.e. containing di- or higher polyoxyalkylene groups etherified
    • 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
    • C10M2209/00—Organic macromolecular compounds containing oxygen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2209/10—Macromolecular compoundss obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M2209/103—Polyethers, i.e. containing di- or higher polyoxyalkylene groups
    • C10M2209/109—Polyethers, i.e. containing di- or higher polyoxyalkylene groups esterified
    • 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
    • C10M2215/00—Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/02—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M2215/04—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • 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
    • C10M2215/00—Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/02—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M2215/04—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms
    • C10M2215/042—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to acyclic or cycloaliphatic carbon atoms containing hydroxy groups; Alkoxylated derivatives thereof
    • 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
    • C10M2215/00—Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/02—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines
    • C10M2215/06—Amines, e.g. polyalkylene polyamines; Quaternary amines having amino groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings
    • C10M2215/064—Di- and triaryl amines
    • 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
    • C10M2215/00—Organic non-macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2215/086—Imides
    • 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
    • C10M2217/00—Organic macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2217/02—Macromolecular compounds obtained from nitrogen containing monomers by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C10M2217/024—Macromolecular compounds obtained from nitrogen containing monomers by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing monomers having an unsaturated radical bound to an amido or imido group
    • 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
    • C10M2217/00—Organic macromolecular compounds containing nitrogen as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2217/06—Macromolecular compounds obtained by functionalisation op polymers with a nitrogen containing compound
    • 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
    • C10M2219/00—Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions
    • C10M2219/04—Organic non-macromolecular compounds containing sulfur, selenium or tellurium as ingredients in lubricant compositions containing sulfur-to-oxygen bonds, i.e. sulfones, sulfoxides
    • C10M2219/044—Sulfonic acids, Derivatives thereof, e.g. neutral salts
    • 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
    • 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
    • C10N2030/40—Low content or no content compositions
    • C10N2030/42—Phosphor free or low phosphor content compositions
    • 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
    • C10N2030/40—Low content or no content compositions
    • C10N2030/43—Sulfur free or low sulfur content compositions
    • 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
    • C10N2030/54—Fuel economy
    • 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
    • C10N2030/56—Boundary lubrication or thin film lubrication
    • 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
    • C10N2030/72—Extended drain

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Lubricants (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料及其制备方法。本发明将具有抗磨性能的纳米烯碳材料和具有磨损修复功能的纳米金属材料进行了溶胶‑凝胶法原位复合制备，使得材料具有了抗磨减磨、磨损自修复的双重功能，发挥了不同类型的纳米材料协调效应和性能的优势互补机制。本发明制备的烯碳复合纳米金属抗磨自修复材料可以实现“极压抗磨成倍数增长”性能的突破，突破了极压情况下“金属摩擦零磨损”，实现了极压情况下真正的超润滑，烯碳复合抗磨节能材料的出现使传统的含硫磷的液体润滑性能和应用技术将发生革命性的变化，材料中不含腐蚀性的有机硫磷化合物，不但抗磨性能提高，减磨节能性能也得到了提高。

Description

一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料及其制 备方法
技术领域
本发明涉及一种抗磨自修复材料，尤其涉及一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料及其制备方法，属于高分子材料领域。
背景技术
润滑油被称为工业的血液，润滑技术是机械系统最有效的抗磨减摩措施，提高润滑油的性能、发展环境友好的新型润滑添加剂是解决润滑油产业消费日益剧增和保护环境的必然需求。进入21世纪，伴随着现代工业技术的发展，工业机械设备向着大功率小型化、自动化、高精度、增大功率、提高效率、增加可靠性的方向不断发展，摩擦部件设计更为复杂、承受更大的载荷、更高的温度和更恶劣的环境，人们对润滑产品的性能提出更高要求。
纳米材料被誉为“21世纪最有前途的材料”，纳米材料在改造传统材料功能方面具有独特的性能，蕴含着巨大潜力，也推动着先进润滑技术的发展。纳米材料为添加改性剂的润滑油体系的抗磨、减摩及在线自修复作为摩擦、润滑技术的发展方向之一，也是摩擦学学科创新型前沿研究内容之一，具有深刻的理论意义和广阔的应用前景。纳米材料作为特种润滑油添加剂，不同于传统添加剂具有优异的抗磨、减磨性能，但是具有高表面活性能和化学活性的纳米微粒是非油溶性材料，在润滑油中容易沉淀分层团聚，进而影响其抗磨功能，而且高活性的纳米材料极易被空气氧化失去纳米材料的功能。这些弊端限制了纳米材料在润滑油中的应用，因此提高纳米材料在润滑油中的分散性、稳定性、和抗氧化性，是我们急需解决的问题。
在边界润滑条件下，减少部件之间的摩擦磨损，防止烧结从而提高机械效率、减少能源消耗、延长机械使用寿命，市场上一般采用极压抗磨添加剂。常用的极压抗磨添加剂有:含氯极压抗磨剂、含硫极压抗磨剂、含磷极压抗磨剂、硼酸盐极压抗磨剂和有机金属盐极压抗磨剂等。但是此类极压抗磨剂一般都是含有硫磷的物质，在有水分的情况下容易形成酸性物质，造成腐蚀机械设备。因此随着纳米技术的飞速发展，纳米颗粒作为润滑极压抗磨剂的研究报道也逐渐增多，并已形成新的研究热点。
极压抗磨性能是润滑技术突破的单元技术核心，这将是润滑节能技术的一次革命。目前市场上的极压抗磨添加剂大部分是含有硫磷的有机化合物，例如：应用在工业齿轮油中的硫化异丁烯T321、二烷基二硫代磷酸锌盐ZDDP等大部分都含有活性的硫磷元素，这种活性硫磷化合物在接触了水分后会产生酸性物质：硫酸或磷酸，对金属摩擦面会产生腐蚀作用。现在市场中逐渐淘汰了这类有机硫磷的极压抗磨剂。因此，研究合成一种对环境友好和对金属摩擦面没有腐蚀的无机纳米抗磨材料是市场需求的大势所趋。
摩擦领域的纳米润滑技术是化学、材料和摩擦学等交叉学科的研究热点。很多研究结果显示：多种性质、结构的润滑组分通过在纳米尺度下的分子设计，比体相单一物质具有更高的化学活性，表现出更强的摩擦性能协同效应。研究结果表明，经过表面修饰的纳米烯碳微粒对铁基摩擦副具有减摩抗磨效果。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料，其组分按重量份数计包括：纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体、纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体、表面活性剂10-20份、基础油12-60份、功能助剂3-5份、分散助剂8-20份和悬浮分散耦合剂5-20份；
其中，按重量份数计，纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体由纳米烯碳颗粒3-7份、表面修饰助剂10-20份、分散助剂8-20份、功能助剂3-5份、悬浮分散耦合剂5-20份和基础油12-60份反应制得；
按重量份数计，纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体由纳米金属颗粒3-7份、表面活性剂10-20份、表面修饰助剂10-20份和基础油12-60份反应制得。
其中，所述的纳米烯碳颗粒为纳米石墨烯、纳米富勒烯、碳纳米管、纳米金刚石、碳化硼、碳化钛、碳化硅或纳米陶瓷；
所述的纳米金属颗粒为非活性不水解的金属单质，包括纳米金、纳米铜、纳米锡、纳米锌、纳米镁、纳米铂、纳米铑、纳米银、纳米铅或纳米钛中的一种或两种以上混合；
所述的表面活性剂为吐温、甲基乙醇胺、聚乙烯酰胺、丙二醇单乙醚、烷基磺酸盐、石油磺酸钙、石油磺酸镁、油酸胺、高分子聚醚多元醇或烷基溴化盐；
所述的表面修饰助剂为端氨基硅烷偶联剂、异氰酸酯三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、端羟基硅烷偶联剂、聚乙烯醇或聚乙二醇中的一种或两种以上混合；
所述的分散助剂为丁二酰亚胺T161、聚异丁烯单/双丁二酰亚胺、多元醇类、脂肪酸类或脂肪醚；
所述的功能助剂为抗氧剂BHT、抗氧剂T206、烷基二苯胺、聚酰胺、多胺、聚乙烯酰胺、十八烷基二硫代磷酸氧钼、硫代磷酸酯铵盐或降凝剂T818；
所述的悬浮分散耦合剂为硬脂酸钙、三乙醇胺、等规聚乙烯醇、多乙烯烷基胺、丁二酸异辛基磺酸钠或等规聚醚多元醇中的一种或两种混合；
所述的基础油为150SN基础油、250SN基础油或PAO6基础油中的一种或两种以上混合。
进一步，所述的表面活性剂中，所述烷基磺酸盐为十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸镁；
所述的分散助剂中，所述多元醇类为二元醇或三元醇；所述脂肪酸类为C12-18烷基酸；所述脂肪醚通式为R-O-R’，其中R和R’各自独立地为C1-15的正构直链或异构支链的烃类；
所述的功能助剂中，所述的多胺为丙二胺、金属减活剂T551、金属减活剂T561、消泡剂T921或粘度指数改进剂SV261。
更进一步，所述的二元醇为丙二醇；
所述的脂肪酸类为十八酸；
所述的脂肪醚为丁甲醚、二乙基醚或甲乙醚。
本发明的第二个目的在于提供上述烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料的制备方法，步骤如下：
(1)纳米烯碳颗粒的表面修饰
a、将纳米烯碳颗粒3-7份浸泡在表面修饰助剂10-20份中，50-70℃水浴加热搅拌30-40min，在30-70℃条件下浸泡5-10h，经过滤、无水乙醇洗涤后干燥，得到的纳米烯碳颗粒周围包覆有亲油性基团；
b、将步骤a经过表面修饰的纳米烯碳颗粒转移到反应釜中，加入5-20份悬浮分散耦合剂和12-60份基础油，50-70℃水浴加热搅拌30-40min，转移至5000-10000r/min的高速分散机中分散3-10h；再转移回反应釜中，加入8-20份分散助剂和3-5份功能助剂，在反应釜中搅拌分散2-4h；然后再转移到超声波分散机中分散3-6h，调节超声波分散功率为800-1200W、频率为20-30Hz,得到纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体；
(2)纳米金属颗粒的表面修饰
a、取10-20份表面修饰助剂制得浓度为3-7wt％的表面修饰助剂溶液加入到1000L反应釜中，再向反应釜中加入乙醇150-220L,加入蒸馏水80-120L,保持反应釜温度30-50℃，搅拌1h得均匀透明溶液，使得表面修饰助剂发生水解反应，产生表面带有活性羟基-0H的硅烷醇；
b、在氮气保护下，取纳米金属颗粒3-7份加入到反应釜中，30-70℃条件下水浴搅拌2h，使经过表面修饰助剂修饰的纳米金属颗粒上的基团与表面修饰助剂水解产生的-0H发生物理吸附作用，形成金属基体；
c、在超声波破壁机中，步骤a中表面修饰助剂水解反应产生的硅烷醇表面的活性羟基-0H与步骤b中的金属基体进行缩合反应1-3h，控制功率为900-1200W、频率为20-30Hz，生成经过表面修饰的纳米金属颗粒；经过滤、无水乙醇洗涤、无水乙醇萃取、离心后，在60-100℃条件下干燥6-10h，得到表面修饰的亲油性纳米金属颗粒；
d、在反应釜中加入基础油12-60份和表面活性剂10-20份，油浴加热至50-80℃，在氮气保护气氛下加入步骤c经过表面修饰的亲油性纳米金属颗粒，恒温搅拌15-60min，混合均匀；再采用超声波破壁机超声1-5h，控制超声功率900W/cm2、频率20kHz；反应结束后，冷却，得到含有纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体；
(3)合成目标物
a、混料：在反应釜中加入基础油12-60份，升温至60-80℃,加入表面活性剂10-20份、功能助剂3-5份、分散助剂8-20份和悬浮分散耦合剂5-20份，在转速为200-1000r/min条件下混合搅拌1-3h；再将步骤(1)纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体和步骤(2)含有纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体加入反应釜中搅拌，搅拌转速为60-120r/min；
将反应釜中的混料在50-60℃条件下搅拌、外循环分散1-5h，再采用超声波破壁机超声震荡3-5h，控制超声功率900-1200W/cm2、频率24Hz；
b、缩合反应：将反应釜加热至100-130℃，在2-3.5个大气压的加压条件下持续搅拌3-5h，经过表面修饰的纳米烯碳颗粒和纳米金属颗粒进行缩合反应，生成稳定均匀的分散液体；
c、净化过滤：将步骤b的分散液体转移到净化反应釜中，静止沉淀24h，放出下层的浑浊液体，得到上层的透明分散液体；经过二级精密过滤:第一级采用300目金属过滤网,第二级采用1250目的纤维棉,过滤除去团聚纳米粒子和机械杂质；
d、脱泡脱水：将步骤c中经过过滤的透明稳定分散液体经过高真空脱泡脱水机，脱泡机真空度为-0.098MPa、温度为120℃，脱除混合物中的低沸物和水分，得到棕红色透明稳定液体，即得烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料。
其中，步骤(2b)中所述的基团为-N＝C＝O或-C≡N中的一种或两种。
本发明制得的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料的结构见图1，其中，A.金属核：纳米金属微粒；B.过渡层：含羟基-OH、硅烷醇、羧基-COOH、化合物过渡层；C.烯碳纳米微粒，粒径(20-50nm)；D.表层：含羟基-OH、氨基-NH2亲油基团。
本发明的有益效果是：
1、本发明将烯碳复合材料与金属纳米材料形成硬、软相结合的复合微粒，以发挥二者的性能优势，实现优势互补，制备的烯碳复合纳米金属材料含有极压性能特别出色的烯碳纳米材料，从而提高材料的抗磨性能；材料中还含有纳米软金属颗粒，在摩擦生热的过程中可以形成微熔状态。本发明将具有抗磨性能的纳米烯碳材料和具有磨损修复功能的纳米金属材料进行了原位复合制备，使得材料具有了抗磨减磨、磨损自修复的双重功能，发挥了不同类型的纳米材料协调效应和性能的优势互补机制。本发明制备的烯碳复合纳米金属抗磨自修复材料可以实现“极压抗磨成倍数增长”性能的突破，突破了极压情况下“金属摩擦零磨损”，实现了极压情况下真正的超润滑，烯碳复合抗磨节能材料的出现使传统的含硫磷的液体润滑性能和应用技术将发生革命性的变化，材料中不含腐蚀性的有机硫磷化合物，不但抗磨性能提高，减磨节能性能也得到了提高。
2、本发明采用表面修饰原位合成的方法对纳米材料进行功能改进，解决了纳米材料在润滑油流体中分散不均匀、容易团聚、沉淀等问题。本发明成功制备出分子结构中含有羟基的无定形纳米烯碳粉体，经过修饰处理后具有良好的油溶分散性。硅烷偶联剂与聚乙烯醇醚是具有油溶、水溶两性结构的物质，結构为Y一R一Si＝(OR)3，其水解后分子通式为Y-R-Si(OH)3，Y-是含氮的有机官能团，R是以烃基为主的疏水基团，-OH羟基是亲水基团，SiOR为硅烷氧基。在一定温度条件下，-OH羟基反应性基团可与烯碳材料的羟基形成共价健结合，另一有机基团可与大分子润滑油的烃基形成氢键或共价键结合，实现纳米烯碳材料的油溶性转变。
3、本发明制备的烯碳复合纳米金属抗磨自修复材料的抗磨减磨、节能性能可以达到国内领先水平，产品的价格是国外高端产品的1/2,性价比高，因此产品有希望进军国际市场，与国际品牌例如：美国的安耐驰、美国JB、德国的力磨等国家顶端抗磨产品进行竞争，极压抗磨和减磨节能性能可以超过国际上的知名品牌。
本发明的烯碳复合纳米金属抗磨自修复材料采用了纳米材料的悬浮分散技术所调制而成的“功能性纳米材料”，其技术指标与性能皆更优于传统的单组份的抗磨剂。其产品更适用于各种先进引擎系统。烯碳复合高分子纳米抗磨自修复材料配方包含了纳米微粒子、碳纳米材料、纳米石墨烯、纳米合金抗磨因子、高分子有机摩擦改进剂、高内聚力粘度剂、金属减活剂、高效抗氧剂、高效清净分散剂等二十多种有效成分，除了提供超高的引擎性能与保护作用，更大幅度的提高了车辆燃烧的经济性。
将本发明的材料应用于各种发动机和重负荷机械设备、金属摩擦领域具有高效节能作用。柴油车辆(包括机械设备)节省柴油10％-18％以上；汽油车辆节省汽油10％-15％以上；车辆及工业齿轮油节能5％-8％；添加了烯碳复合纳米金属材料后延长润滑油的使用周期，添加了烯碳复合高分子纳米合金抗磨自修复材料的润滑油的使用寿命是其它品牌润滑油的2-5倍，极压抗磨性能是其他品牌润滑油的3-5倍。具体见图2和图3。
图2为采用市场普通润滑油时，未添加抗磨添加剂和加入本发明制备的烯碳复合纳米金属抗磨剂SAMYO(C3J7是指纳米烯碳颗粒3份、纳米金属颗粒7份)的实车节约油耗、抗磨降噪的实际数据对比。由图2中数据可以看出，在发动机油中添加2.5％的本发明烯碳复合纳米金属材料的悬浮分散液，应用在各种排量的轿车中，行使1000KM后，可以缓解烧机油现象，机油的消耗量由原来1000KM消耗1L机油，降低到每1000KM消耗0.4L机油，说明本发明的烯碳复合纳米金属材料在润滑油中可以对汽车缸套表面的划痕实现微观修复，恢复镜面光滑状态，减少汽车的磨损25％以上。
图3为2016年5月在烟台某大型国有企业的聚合车间中的30千瓦电机驱动的涡轮螺杆减速机上，采用320#道达尔工业齿轮油，并添加3％本发明的烯碳复合纳米金属材料的悬浮分散液(C7J3指纳米烯碳颗粒7份、纳米金属颗粒3份)。图3的数据证明：添加本发明抗磨修复材料的减速机可以节省电能8％，减少齿轮磨损20％，延长齿轮的更换周期。
附图说明
图1为本发明制得的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料的结构示意图；
图2为平均油耗和抗磨降噪的数据对比；
图3为换油前后的功率数据对比；
图4为本发明实施例1步骤(2)的反应原理示意图；
图5为本发明实施例3步骤(2)的反应原理示意图。
具体实施方式
以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种石墨烯复合纳米银抗磨自修复材料的制备方法，步骤如下：
(1)纳米烯碳颗粒的表面修饰
a、将纳米氧化石墨烯颗粒40g浸泡在200g端氨基硅烷偶联剂KH570中，50℃水浴加热搅拌30min，在50℃条件下浸泡8h，经过滤、无水乙醇洗涤3次后，在60℃进行干燥5h，得到的纳米烯碳颗粒周围包覆有亲油性基团；
b、将步骤a经过表面修饰的纳米石墨烯颗粒转移到反应釜中，加入等规齐聚乙烯醇80g、丁二酸异辛基磺酸钠120g和150SN基础油120g，50℃水浴加热搅拌30min，转移至5000r/min的高速分散机中分散3h；再转移回反应釜中，加入80g丁二酰亚胺T161B、10g聚异丁烯单丁二酰亚胺和30g烷基二苯胺，在反应釜中搅拌分散2h；然后再转移到超声波分散机中分散3h，调节超声波分散功率为1200W、频率为20Hz,得到纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体；
(2)纳米金属颗粒的表面修饰
a、取100g端氨羟基的硅烷偶联剂KH5700和聚乙二醇，制得浓度为7wt％的表面修饰助剂溶液加入到1000L反应釜中，再向反应釜中加入乙醇150L,加入蒸馏水80L,保持反应釜温度30℃，搅拌1h得均匀透明溶液，使得表面修饰助剂发生水解反应，产生表面带有活性羟基-0H和-CNO的硅烷醇；
b、在氮气保护下，取粒径为100nm的纳米金属银颗粒60g加入到反应釜中，50℃条件下水浴搅拌2h，使得经过异氰酸酯基硅烷偶联剂修饰的纳米金属银颗粒上的异氰酸酯-CNO和硅烷偶联剂水解产生的羟基-OH发生物理吸附作用(分子间作用力为范德华力作用)，形成金属基体；
c、在超声波破壁机中，步骤a中表面修饰助剂水解反应产生的硅烷醇表面的活性羟基-0H与步骤b中包覆羟基和异氰酸酯基的金属基体进行缩合反应3h，控制功率为900W、频率为30Hz，生成经过表面修饰的纳米金属银颗粒；经过滤、无水乙醇洗涤、无水乙醇萃取、离心后，在60℃条件下干燥10h，得到表面修饰的亲油性纳米金属银颗粒；反应原理见图4；
反应机理是：活性硅烷醇上的羟基可以与活性纳米金属材料包覆的羟基/氨基/异氰酸酯基在超声波作用下发生缩合反应生成稳定的有机基体-硅烷偶联剂-金属基体的结合层，含有羟基/氨基/异氰酸酯基有机官能团可以使纳米金属具有反应活性，同时在金属表面形成的羟基/氨基/异氰酸酯基官能团可以阻止纳米金属微粒发生团聚。
d、在反应釜中加入150SN基础油300g、吐温20g、甲基乙醇胺20g、聚乙烯酰胺12g、丙二醇单乙醚40g和十二烷基叔丁基溴化铵8g，油浴加热至80℃，在氮气保护气氛下加入步骤c经过表面修饰的亲油性纳米金属颗粒，恒温搅拌60min，混合均匀；再采用超声波破壁机超声5h，控制超声功率900W/cm2、频率20kHz；反应结束后，冷却，得到含有纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体；
(3)合成目标物
a、混料：在反应釜中加入150SN基础油400g和PAO-6基础油150g，升温至60℃,加入亚油酸80g、丁二酰亚胺120g、十二烷基石油磺酸钙100g、烷基二苯胺ADFA903g、抗氧剂T20620g、抗氧剂二叔丁基酚BHT 10g、硬脂酸钙90g和三乙醇胺1g,在转速为300r/min条件下混合搅拌1h；再将步骤(1)纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体和步骤(2)含有纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体加入反应釜中搅拌，搅拌转速为60r/min；
将反应釜中的混料在50℃条件下搅拌、外循环分散2h，再采用超声波破壁机超声震荡3h，控制超声功率1200W/cm2、频率24Hz；
b、缩合反应：将反应釜加热至100℃，在2个大气压的加压条件下持续搅拌3h，经过表面修饰的纳米烯碳颗粒和纳米金属颗粒进行缩合反应，生成稳定均匀的分散液体；
c、净化过滤：将步骤b的分散液体转移到净化反应釜中，静止沉淀24h，放出下层的浑浊液体，得到上层的透明分散液体；经过二级精密过滤:第一级采用300目金属过滤网,第二级采用1250目的纤维棉,过滤除去团聚纳米粒子和机械杂质；
d、脱泡脱水：将步骤c中经过过滤的透明稳定分散液体经过高真空脱泡脱水机，脱泡机真空度为-0.098MPa、温度为120℃，脱除混合物中的低沸物和水分，得到棕红色透明稳定液体，即得石墨烯复合纳米银抗磨自修复材料。
实施例2
一种纳米金刚石复合纳米铜抗磨自修复材料的制备方法，步骤如下：
(1)纳米烯碳颗粒的表面修饰
a、将纳米金刚石颗粒60g浸泡在150g端氨基硅烷偶联剂KH570中，50℃水浴加热搅拌30min，在50℃条件下浸泡8h，经过滤、无水乙醇洗涤3次后，在60℃进行干燥5h，得到的纳米金刚石颗粒周围包覆有亲油性基团；
b、将步骤a经过表面修饰的纳米金刚石颗粒转移到反应釜中，加入等规齐聚乙烯醇80g、丁二酸异辛基磺酸钠120g和150SN基础油120g，50℃水浴加热搅拌30min，转移至5000r/min的高速分散机中分散3h；再转移回反应釜中，加入80g丁二酰亚胺T161B、10g聚异丁烯单丁二酰亚胺和30g烷基二苯胺，在反应釜中搅拌分散2h；然后再转移到超声波分散机中分散3h，调节超声波分散功率为1200W、频率为20Hz,得到纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体；
(2)纳米金属铜颗粒的表面修饰
a、纳米铜的制备：取32.5g无水硫酸铜固体溶于500L蒸馏水，在30℃条件下搅拌溶解，定容，搅拌，得到0.25mol/L的硫酸铜溶液；
按照水合肼与硫酸铜的摩尔比为1:2，取80wt％的水合肼溶液和上述硫酸铜溶液加入反应釜中；取100g端氨基硅烷偶联剂KH550和聚乙二醇，制得浓度为7wt％的表面修饰助剂溶液加入到1000L反应釜中，保持反应釜温度30℃，搅拌1h；
b、在氮气保护下，将步骤a的硫酸铜溶液移入高位滴定漏斗中，以5-10滴/min的速度滴加到有水合肼溶液的三口玻璃烧瓶中，保持反应温度50℃，同时通过搅拌器剧烈搅拌保持转速120r/min，反应3h后停止搅拌，冷却到30℃；搅拌20min后，在30℃静置20h；将溶液移到静置的锥形分液漏斗中，分离出上层棕红色液体，采用6000r/min的高速离心机分离出粉末固体，得到的固体经过乙醇洗涤，置于50℃的真空干燥器中干燥10h，得到经过表面修饰的纳米铜颗粒，纳米铜颗粒包覆了一层含羟基-OH和氨基-NH的活性官能团，形成金属基体；
c、在反应釜中加入150SN基础油300g、吐温20g、甲基乙醇胺20g、聚乙烯酰胺12g、丙二醇单乙醚40g和十二烷基叔丁基溴化铵8g，油浴加热至80℃，在氮气保护气氛下加入40g步骤b经过表面修饰的亲油性纳米金属铜颗粒，恒温搅拌60min，混合均匀；再采用超声波破壁机超声5h，控制超声功率900W/cm2、频率20kHz；反应结束后，冷却，得到含有纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体；
(3)合成目标物
a、混料：在反应釜中加入150SN基础油400g和PAO-6基础油150g，升温至60℃,加入亚油酸80g、丁二酰亚胺120g、十二烷基石油磺酸钙100g、烷基二苯胺ADFA903g、抗氧剂T20620g、抗氧剂二叔丁基酚BHT10g、硬脂酸钙90g和三乙醇胺1g,在转速为300r/min条件下混合搅拌1h；再将步骤(1)纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体和步骤(2)含有纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体加入反应釜中搅拌，搅拌转速为60r/min；
将反应釜中的混料在50℃条件下搅拌、外循环分散2h，再采用超声波破壁机超声震荡3h，控制超声功率1200W/cm2、频率24Hz；
b、缩合反应：将反应釜加热至100℃，在2个大气压的加压条件下持续搅拌3h，经过表面修饰的纳米烯碳颗粒和纳米金属颗粒进行缩合反应，生成稳定均匀的分散液体；
c、净化过滤：将步骤b的分散液体转移到净化反应釜中，静止沉淀24h，放出下层的浑浊液体，得到上层的透明分散液体；经过二级精密过滤:第一级采用300目金属过滤网,第二级采用1250目的纤维棉,过滤除去团聚纳米粒子和机械杂质；
d、脱泡脱水：将步骤c中经过过滤的透明稳定分散液体经过高真空脱泡脱水机，脱泡机真空度为-0.098MPa、温度为120℃，脱除混合物中的低沸物和水分，得到棕红色透明稳定液体，即得金刚石复合纳米铜抗磨自修复材料。
实施例3
一种富勒烯+碳化硅(重量比1:1)复合纳米钛银(重量比1:1)抗磨自修复材料的制备方法，步骤如下：
(1)纳米烯碳颗粒的表面修饰
a、将纳米富勒烯颗粒20g、纳米碳化硅颗粒20g浸泡在180g端氨基硅烷偶联剂KH550中，50℃水浴加热搅拌30min，在50℃条件下浸泡8h，经过滤、无水乙醇洗涤3次后，在60℃进行干燥5h，得到的纳米烯碳颗粒周围包覆有亲油性基团；
b、将步骤a经过表面修饰的纳米富勒烯和碳化硅颗粒转移到反应釜中，加入等规齐聚乙烯醇60g、丁二酸异辛基磺酸钠140g和150SN基础油150g，50℃水浴加热搅拌30min，转移至5000r/min的高速分散机中分散3h；再转移回反应釜中，加入100g丁二酰亚胺T161B、8g聚异丁烯单丁二酰亚胺和20g烷基二苯胺，在反应釜中搅拌分散2h；然后再转移到超声波分散机中分散3h，调节超声波分散功率为1200W、频率为20Hz,得到纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体；
(2)纳米金属颗粒的表面修饰
a、取120g端氨羟基的硅烷偶联剂KH5700和聚乙二醇，制得浓度为7wt％的表面修饰助剂溶液加入到1000L反应釜中，再向反应釜中加入乙醇150L,加入蒸馏水80L,保持反应釜温度30℃，搅拌1h得均匀透明溶液，使得表面修饰助剂发生水解反应，产生表面带有活性羟基-0H和-CNO的硅烷醇；
b、在氮气保护下，取粒径为80nm的纳米金属钛颗粒30g、100nm的纳米金属银颗粒30g加入到反应釜中，50℃条件下水浴搅拌2h，使得经过异氰酸酯基硅烷偶联剂修饰的纳米金属银颗粒上的异氰酸酯-CNO和硅烷偶联剂水解产生的羟基-OH发生物理吸附作用(分子间作用力为范德华力作用)，形成金属基体；
c、在超声波破壁机中，步骤a中表面修饰助剂水解反应产生的硅烷醇表面的活性羟基-0H与步骤b中包覆羟基和异氰酸酯基的金属基体进行缩合反应3h，控制功率为900W、频率为30Hz，生成经过表面修饰的纳米金属银颗粒；经过滤、无水乙醇洗涤、无水乙醇萃取、离心后，在60℃条件下干燥10h，得到表面修饰的亲油性纳米金属银颗粒；反应原理见图5；
反应机理是：活性硅烷醇上的羟基可以与活性纳米金属材料包覆的羟基/氨基/异氰酸酯基在超声波作用下发生缩合反应生成稳定的有机基体-硅烷偶联剂-金属基体的结合层，含有羟基/氨基/异氰酸酯基有机官能团可以使纳米金属具有反应活性，同时在金属表面形成的羟基/氨基/异氰酸酯基官能团可以阻止纳米金属微粒发生团聚。
d、在反应釜中加入150SN基础油150g、PAO-6基础油150g、吐温20g、甲基乙醇胺20g、聚乙烯酰胺12g、丙二醇单乙醚40g和十二烷基叔丁基溴化铵8g，油浴加热至80℃，在氮气保护气氛下加入步骤c经过表面修饰的亲油性纳米金属颗粒，恒温搅拌60min，混合均匀；再采用超声波破壁机超声5h，控制超声功率900W/cm2、频率20kHz；反应结束后，冷却，得到含有纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体；
(3)合成目标物
a、混料：在反应釜中加入150SN基础油300g和PAO-6基础油260g，升温至60℃,加入亚油酸6g、丁二酰亚胺100g、十二烷基石油磺酸钙120g、烷基二苯胺ADFA904g、抗氧剂T20610g、抗氧剂二叔丁基酚BHT10g、硬脂酸钙80g和三乙醇胺2g,在转速为300r/min条件下混合搅拌1h；再将步骤(1)纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体和步骤(2)含有纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体加入反应釜中搅拌，搅拌转速为60r/min；
将反应釜中的混料在50℃条件下搅拌、外循环分散2h，再采用超声波破壁机超声震荡3h，控制超声功率1200W/cm2、频率24Hz；
b、缩合反应：将反应釜加热至100℃，在2个大气压的加压条件下持续搅拌3h，经过表面修饰的纳米烯碳颗粒和纳米金属颗粒进行缩合反应，生成稳定均匀的分散液体；
c、净化过滤：将步骤b的分散液体转移到净化反应釜中，静止沉淀24h，放出下层的浑浊液体，得到上层的透明分散液体；经过二级精密过滤:第一级采用300目金属过滤网,第二级采用1250目的纤维棉,过滤除去团聚纳米粒子和机械杂质；
d、脱泡脱水：将步骤c中经过过滤的透明稳定分散液体经过高真空脱泡脱水机，脱泡机真空度为-0.098MPa、温度为120℃，脱除混合物中的低沸物和水分，得到棕红色透明稳定液体，即得石墨烯复合纳米银抗磨自修复材料。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料，其特征在于，其组分按重量份数计包括：纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体、纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体、表面活性剂10-20份、基础油12-60份、功能助剂3-5份、分散助剂8-20份和悬浮分散耦合剂5-20份；
其中，按重量份数计，纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体由纳米烯碳颗粒3-7份、表面修饰助剂10-20份、分散助剂8-20份、功能助剂3-5份、悬浮分散耦合剂5-20份和基础油12-60份反应制得；
按重量份数计，纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体由纳米金属颗粒3-7份、表面活性剂10-20份、表面修饰助剂10-20份和基础油12-60份反应制得；
所述的纳米烯碳颗粒为纳米石墨烯、纳米富勒烯、碳纳米管、纳米金刚石、碳化硼、碳化钛、碳化硅或纳米陶瓷；
所述的纳米金属颗粒为纳米金、纳米铜、纳米锡、纳米锌、纳米镁、纳米铂、纳米铑、纳米银、纳米铅或纳米钛中的一种或两种以上混合；
所述的表面修饰助剂为端氨基硅烷偶联剂、异氰酸酯三乙氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、端羟基硅烷偶联剂、聚乙烯醇或聚乙二醇中的一种或两种以上混合，且其中必须至少含有端氨基硅烷偶联剂或异氰酸酯三乙氧基硅烷中的一种；
所述的悬浮分散耦合剂为硬脂酸钙、三乙醇胺、等规聚乙烯醇、多乙烯烷基胺、丁二酸异辛基磺酸钠或等规聚醚多元醇中的一种或两种混合；
上述表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料的制备方法，步骤如下：
(1)纳米烯碳颗粒的表面修饰
a、将纳米烯碳颗粒3-7份浸泡在表面修饰助剂10-20份中，50-70℃水浴加热搅拌30-40min，在30-70℃条件下浸泡5-10h，经过滤、无水乙醇洗涤后干燥，得到的纳米烯碳颗粒周围包覆有亲油性基团；
b、将步骤a经过表面修饰的纳米烯碳颗粒转移到反应釜中，加入5-20份悬浮分散耦合剂和12-60份基础油，50-70℃水浴加热搅拌30-40min，转移至5000-10000r/min的高速分散机中分散3-10h；再转移回反应釜中，加入8-20份分散助剂和3-5份功能助剂，在反应釜中搅拌分散2-4h；然后再转移到超声波分散机中分散3-6h，调节超声波分散功率为800-1200W、频率为20-30Hz,得到纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体；
(2)纳米金属颗粒的表面修饰
a、取10-20份表面修饰助剂制得浓度为3-7wt％的表面修饰助剂溶液加入到1000L反应釜中，再向反应釜中加入乙醇150-220L,加入蒸馏水80-120L,保持反应釜温度30-50℃，搅拌1h得均匀透明溶液，使得表面修饰助剂发生水解反应，产生表面带有活性羟基-0H的硅烷醇；
b、在氮气保护下，取纳米金属颗粒3-7份加入到反应釜中，30-70℃条件下水浴搅拌2h，使经过表面修饰助剂修饰的纳米金属颗粒上的基团与表面修饰助剂水解产生的-0H发生物理吸附作用，形成金属基体；
c、在超声波破壁机中，步骤a中表面修饰助剂水解反应产生的硅烷醇表面的活性羟基-0H与步骤b中的金属基体进行缩合反应1-3h，控制功率为900-1200W、频率为20-30Hz，生成经过表面修饰的纳米金属颗粒；经过滤、无水乙醇洗涤、无水乙醇萃取、离心后，在60-100℃条件下干燥6-10h，得到表面修饰的亲油性纳米金属颗粒；
d、在反应釜中加入基础油12-60份和表面活性剂10-20份，油浴加热至50-80℃，在氮气保护气氛下加入步骤c经过表面修饰的亲油性纳米金属颗粒，恒温搅拌15-60min，混合均匀；再采用超声波破壁机超声1-5h，控制超声功率900W/cm2、频率20kHz；反应结束后，冷却，得到含有纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体；
(3)合成目标物
a、混合：在反应釜中加入基础油12-60份，升温至60-80℃,加入表面活性剂10-20份、功能助剂3-5份、分散助剂8-20份和悬浮分散耦合剂5-20份，在转速为200-1000r/min条件下混合搅拌1-3h；再将步骤(1)纳米烯碳颗粒的悬浮稳定分散液体和步骤(2)含有纳米金属颗粒的悬浮稳定分散液体加入反应釜中搅拌，搅拌转速为60-120r/min；
将反应釜中的混料在50-60℃条件下搅拌、外循环分散1-5h，再采用超声波破壁机超声震荡3-5h，控制超声功率900-1200W/cm2、频率24Hz；
b、缩合反应：将反应釜加热至100-130℃，在2-3.5个大气压的加压条件下持续搅拌3-5h，经过表面修饰的纳米烯碳颗粒和纳米金属颗粒进行缩合反应，生成稳定均匀的分散液体；
c、净化过滤：将步骤b的分散液体转移到净化反应釜中，静止沉淀24h，放出下层的浑浊液体，得到上层的透明分散液体；经过二级精密过滤:第一级采用300目金属过滤网,第二级采用1250目的纤维棉,过滤除去团聚纳米粒子和机械杂质；
d、脱泡脱水：将步骤c中经过过滤的透明稳定分散液体经过高真空脱泡脱水机，脱泡机真空度为-0.098MPa、温度为120℃，脱除混合物中的低沸物和水分，得到棕红色透明稳定液体，即得烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料。
2.根据权利要求1所述表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料，其特征在于，所述的表面活性剂为吐温、甲基乙醇胺、聚乙烯酰胺、丙二醇单乙醚、烷基磺酸盐、石油磺酸钙、石油磺酸镁、油酸胺、高分子聚醚多元醇或烷基溴化盐；
所述的分散助剂为丁二酰亚胺T161、聚异丁烯单/双丁二酰亚胺、多元醇类、脂肪酸类或脂肪醚；
所述的功能助剂为抗氧剂BHT、抗氧剂T206、烷基二苯胺、聚酰胺、多胺、聚乙烯酰胺、十八烷基二硫代磷酸氧钼、硫代磷酸酯铵盐或降凝剂T818；
所述的基础油为150SN基础油、250SN基础油或PAO6合成基础油中的一种或两种以上混合。
3.根据权利要求2所述表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料，其特征在于，所述的表面活性剂中，所述烷基磺酸盐为十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸镁；
所述的分散助剂中，所述多元醇类为二元醇或三元醇；所述脂肪酸类为C12-18烷基酸；所述脂肪醚通式为R-O-R’，其中R和R’各自独立地为C1-15的正构直链或异构支链的烃类；
所述的功能助剂中，所述的多胺为丙二胺、金属减活剂T551、金属减活剂T561、消泡剂T921或粘度指数改进剂SV261。
4.根据权利要求3所述表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料，其特征在于，所述的二元醇为丙二醇；
所述的脂肪酸类为十八酸；
所述的脂肪醚为丁甲醚、二乙基醚或甲乙醚。
5.根据权利要求1所述表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料，其特征在于，步骤(2b)中所述的基团为-N＝C＝O或-C≡N中的一种或两种。
CN201810031255.2A 2018-01-12 2018-01-12 一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料及其制备方法 Active CN108148652B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810031255.2A CN108148652B (zh) 2018-01-12 2018-01-12 一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810031255.2A CN108148652B (zh) 2018-01-12 2018-01-12 一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108148652A CN108148652A (zh) 2018-06-12
CN108148652B true CN108148652B (zh) 2020-08-11

Family

ID=62461517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810031255.2A Active CN108148652B (zh) 2018-01-12 2018-01-12 一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108148652B (zh)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108728204B (zh) * 2018-07-26 2021-09-03 西安坤德新型材料有限公司 一种减排型纳米铜润滑油添加剂
CN108913278A (zh) * 2018-08-27 2018-11-30 安徽江杰实业有限公司 一种水基机械润滑剂制备方法
CN109054930B (zh) * 2018-09-14 2021-06-04 重庆大学 一种冷挤压用润滑油及其制备方法
CN108977253B (zh) * 2018-09-14 2021-08-20 重庆大学 一种润滑油复配添加剂、其制备方法及润滑油
CN109337560B (zh) * 2018-09-30 2021-01-01 合肥微晶材料科技有限公司 一种纳米银线透明导电膜用热固型保护液及基于其的柔性透明导电膜
CN111500342B (zh) * 2019-01-31 2022-07-05 天津海航石油能源科技有限公司 一种汽车发动机专用润滑油及其制备方法
CN109825344A (zh) * 2019-02-28 2019-05-31 中山大学惠州研究院 一种高导热润滑添加剂及其制备方法
CN109825863B (zh) * 2019-03-28 2021-02-05 烟台恒诺新材料有限公司 一种碳纳米管导电浆在黑孔化直接电镀中的应用
CN110157515A (zh) * 2019-06-19 2019-08-23 泉州市迈辉化工贸易有限公司 一种基于纳米技术的清洁润滑油及生产工艺
CN110564479A (zh) * 2019-07-15 2019-12-13 四川科地亚石油制品有限公司 一种石墨烯润滑油
CN110919022A (zh) * 2019-08-19 2020-03-27 张博成 一种表面修饰纳米铜微粒的制备方法
CN111334179B (zh) * 2020-04-14 2021-08-17 烟台华恒节能科技有限公司 一种抗冲击隔热聚合物涂料的制备方法
CN111979012A (zh) * 2020-09-01 2020-11-24 力能石油科技有限公司 一种抗氧化润滑油及制备方法
CN113845959B (zh) * 2021-11-04 2022-08-26 北京航空航天大学 一种锂铝基润滑脂及其制备方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1566294A (zh) * 2003-07-03 2005-01-19 广州金罐石油精细化工有限公司 纳米材料制备抗磨减摩修复型润滑油添加剂
CN101144045B (zh) * 2007-09-03 2010-06-02 北京亿城均科技有限公司 纳米润滑油添加剂、其制备方法及其应用
CN101974361A (zh) * 2010-08-20 2011-02-16 泰安天健应用技术推广中心 一种多功能纳米复合材料抗磨剂
CN103031185B (zh) * 2011-10-08 2014-07-09 张安 一种防烧发动机机油及其制备方法
CN103614216A (zh) * 2013-10-21 2014-03-05 全威（铜陵）铜业科技有限公司 一种不锈钢拉丝液及其制备方法
CN106085551B (zh) * 2016-05-31 2018-09-21 烟台恒诺新材料有限公司 一种石墨烯基高分子纳米合金抗磨自修复材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN108148652A (zh) 2018-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108148652B (zh) 一种表面修饰的烯碳复合纳米软金属抗磨自修复材料及其制备方法
CN108424807B (zh) 一种表面修饰的纳米羟基硅酸盐与硼化物原位合成的抗磨自修复材料及其制备方法
CN100445353C (zh) 一种金属/陶瓷纳米复合自修复添加剂及其制备方法
CN100582204C (zh) 高效节能纳米抗磨剂及其制备方法和应用
CN105969478B (zh) 一种硼酸钙/氧化石墨烯纳米复合润滑材料的制备方法
CN106085551B (zh) 一种石墨烯基高分子纳米合金抗磨自修复材料及其制备方法和应用
CN107384512A (zh) 微纳米智能基金属磨损自修复材料及其制备和使用方法
CN104804799A (zh) 一种节能减排型汽油机油及其制备方法
CN108300536A (zh) 一种表面修饰的纳米金属氧化物抗磨自修复材料及其制备方法
Jiang et al. The tribological performance evaluation of steel-steel contact surface lubricated by polyalphaolefins containing surfactant-modified hybrid MoS2/h-BN nano-additives
He et al. Micro/nano carbon spheres as liquid lubricant additive: Achievements and prospects
Zhang et al. Thiadiazole functionalized covalent organic frameworks as oil-based lubricant additives for anti-friction and anti-wear
CN103589487A (zh) 一种高速重载装备用复合润滑剂及其制备方法
Mou et al. Electrical stimulation enables dynamic regulation of the tribological behaviors of polyelectrolyte-modified carbon dots
Liang et al. Synthesis of hexadecylamine modified carbon dots and their friction-reducing and anti-wear performance in polyalphaolefin
Wang et al. Remarkably boosting the lubricity of polyalphaolefin by loading amphiphilic carbon dots stabilized by Span-80
CN106893620A (zh) 一种稳定的二硫化钼纳米润滑剂及其制备方法
CN109054960B (zh) 一种含有纳米介孔碳的摩擦改进剂及其制备方法
Cai et al. Fluid-like carbon dots-based ionic fluid towards high efficient lubricant nanoadditive of polyethylene glycol
Hao et al. Preparation, characterization, and tribological evaluation of triethanolamine monooleate-modified lanthanum borate nanoparticles
CN107828452A (zh) 环保促燃的柴油添加剂
Li et al. Boron oxide/alumina nanocomposites as lubricant oil additives to save friction-induced energy waste
Wang et al. Development of nano biochar as a lubricating oil additive for tribological applications
Qiu et al. Facile construction of graphene oxide/CeO2 nanohybrid for enhancing tribological properties of green rapeseed oil
CN112877119B (zh) 一种抗极压耐磨型长效润滑油组合物及其制备方法

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