CN108251185B - 一种用作润滑油添加剂纳米材料组合物的制备及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用作润滑油添加剂纳米材料组合物的制备，包括以下步骤：1)量取化妆级甘油，置于容器中；2)把超声波分散仪器搅拌棒放置甘油中，开启超声波分散仪，使其正常工作；3)将粒径在2nm以下的纳米磷酸氢锆，添加到步骤2的甘油中，通过搅拌让其缓慢分散融合，纳米磷酸氢锆完全融入甘油中；4)静止后进行过滤，滤液即为纳米材料组合物。本发明还公开了本方法获得的纳米材料组合物作为润滑油添加剂包括在车用润滑油、工业润滑油中的应用。本发明方法简单，成本低，其制备的含纳米磷酸锆添加剂在润滑油中分散性良好，还增强了润滑油的减摩抗磨性能。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料应用技术和机械润滑油技术领域，特别涉及一种用作润滑油添加剂纳米材料组合物的制备及应用。
背景技术
润滑油是机械设备正常运转的重要保障，润滑油添加剂是各种高级润滑油的精髓，它能赋予润滑油本身不具备的一些特殊性能，例如减小摩擦系数、提高抗磨性能、修复磨损表面等。将纳米材料作为添加剂应用于润滑体系中，是一个全新的研究领域。由于纳米材料具有比表面积大、高扩散性、低烧结性、熔点降低等特性，因此以纳米材料为基础制备的新型润滑油添加剂材料，应用于摩擦系统中，将以不同于传统载荷添加剂的作用方式，起到减摩抗磨作用。这种新型润滑材料不但可以在摩擦表面形成一层易剪切的薄膜，降低摩擦系数，而且可以对摩擦表面进行一定程度的填补和修复，起到抗磨作用。目前很多纳米润滑油添加剂的主要组分都是选用一些具有特殊性能的无机纳米材料。
但是，只有当纳米颗粒在润滑油中达到稳定、均匀的分散状态，才能有效预防润滑油在输送油管中发生沉积、堵塞滤器，进而保证润滑油的正常使用，发挥其作为添加剂的特殊功能。
磷酸锆，磷酸氢锆的别名，是一种新型多功能介孔材料，属于层状固体酸材料。磷酸氢锆有α和γ两种结构类型，白色粉末，不溶于水和有机溶剂，能耐较强的酸和一定的碱，由于其具有较大的比表面积和表面电荷，具备良好的离子交换特性，目前磷酸氢锆作为多功能材料在化学、光学、电子学、材料学、环境学等领域都有广泛使用。
磷酸锆用于添润滑脂、润滑油中，可以提升油品的承载和抗磨能力，减低基础油的黏度，提高基础油的减摩耐磨性等优点，但纳米级的磷酸氢锆无法直接分散于润滑油基础油中。
现有技术常采用的方法就是将添加剂颗粒细化到纳米粒径，并进行表面修饰，使其由原先不亲油的无机粒子改性成油溶性纳米粒子，或加入表面活性剂作为分散剂，这种工艺过程复杂，成本也较高，比如中国专利201610274505.6，专利名称为纳米材料油性分散剂、制备方法及应用、纳米材料润滑油及制备方法，加入分散剂1-20％；中国专利CN200410089054.6一种纳米材料组合物作为添加剂的润滑油，加入非离子型表面活性剂Tween-20、Tween-60、Span-20按2∶2∶ 1的比例混合而成，促进剂为聚醚(聚氧乙烯十二烷基醚)；中国专利
CN201410068071.5一种用作润滑油添加剂的表面修饰纳米材料及制法与应用，通过表面修饰纳米材料添加于润滑油中以提高润滑油的性能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种用作润滑油添加剂纳米材料组合物的制备方法，该方法简单，其制备的含纳米磷酸锆添加剂在润滑油中分散性良好。
为了实现本发明的目的，采用如下技术方案：
一种用作润滑油添加剂的纳米材料组合物的制备方法，包括以下步骤：
1)量取化妆级甘油(99.5％甘油)，置于容器中；
2)把超声波分散仪器搅拌棒放置甘油中，开启超声波分散仪，使其正常工作；
3)将粒径在2nm以下的纳米磷酸氢锆，添加到步骤2的甘油中，通过升温至65℃左右并搅拌让其缓慢分散融合，纳米磷酸氢锆完全融入甘油中。
4)待静止后进行过滤，滤液即为纳米材料组合物。
优选的，步骤3)中纳米磷酸氢锆与甘油的重量比为10-15：100。
优选的，步骤3)中搅拌时间为10分钟。
一种根据上述制备方法获得的纳米材料组合物作为润滑油添加剂添加到现有的润滑油中混合均匀，如在制备车用润滑油、工业润滑油中的应用，搅拌均匀后过滤即可得到性能增强的润滑油。
优选的，所述纳米材料组合物与润滑油的重量比为5-8:1000。
由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
选用甘油分散纳米磷酸氢锆不仅工艺简单成本低，而且含纳米磷酸锆添加剂在润滑油中分散性良好，添加纳米磷酸锆添加剂后的润滑油增强了减摩抗磨性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例一
1，先取一定量化妆级甘油，置于容器中；
2，把超声波分散仪器搅拌棒放置甘油中，开启超声波分散仪，搅拌温度控制在65℃，使其正常工作；
3，将粒径在2NM以下的磷酸氢锆，本实施例纳米磷酸氢锆采用绵竹耀隆化工有限公司生产，以10-15：100的比例，添加到甘油中，让其缓慢融合，10 分钟后磷酸氢锆能完全融入甘油中。
4，待静止后进行过滤(纳米级)，该溶液可作为添加剂备用。
该添加剂添加到任意国标(一类、二类、三类)基础油中(酸洗再生基础油除外)，添加比例可根据生产所需适当调整，如生产车船用油建议添加量在8： 1000，工业润滑油中添加比例建议在5：1000.添加后搅拌均匀静置备用。
按各润滑油工厂正常生产流程使用该基础油进行加工，加工好后的成品润滑油再次进行纳米级过滤，生产出来的润滑油可在原有基础上提升几个等级，实施例一制得的含纳米磷酸锆添加剂应用后各应用试验例如下。
1)车船用润滑油：其润滑性最少提升2倍(相当于在润滑油原有的基础之上添加了N多个滑轮，使其润滑效果更好)，承载性提升25％(相当于在豆腐块中插入N多根牙签，使其承载能力更强)，而且无毒环保，化学性质不会有任何改变。如果生产过程中其他的添加剂使用得当，能真正做到汽车15000KM甚至 20000KM换机油。
2)工业循环油：以液压油为例，国内一线品牌使用时长一般在2600小时左右，个别品牌最高可以做到3000小时左右，而添加了本实施例含纳米磷酸氢锆添加剂的抗磨液压油最低能做到3600小时，甚至更高。
3)工业加工油：以切削油为例，使用添加本实施例含纳米磷酸氢锆添加剂的切削油刀具使用寿命最少延长30％以上，外观为棕红色透明液体，采用 GB/T3142测定的最大无卡咬符合为786(PB)/N，四球试验结果为32Kg/CM2, 对照空白切削油的四球试验结果为15-18Kg/CM2。
各试验例添加了磷酸氢锆的基础油的抗磨效果通过油雾检查，油雾粒径非常均匀且都在2NM左右，粒径在2NM的润滑油分子是最佳润滑性能下的表现形式。
从添加纳米磷酸锆添加剂后的润滑油技术性能测定结果来看，添加纳米磷酸锆添加剂后的润滑油具有较强的减摩抗磨性能。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种用作润滑油添加剂的纳米材料组合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)量取化妆级甘油，置于容器中；
2)把超声波分散仪器搅拌棒放置甘油中，开启超声波分散仪，使其正常工作；
3)将粒径在2nm以下的纳米磷酸氢锆，添加到步骤2)的甘油中，通过搅拌让其缓慢分散融合，纳米磷酸氢锆完全融入甘油中；
4)步骤3)所得混合物静止后进行过滤，滤液即为纳米材料组合物。
2.根据权利要求1所述的用作润滑油添加剂的纳米材料组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中搅拌温度控制在60-70℃。
3.根据权利要求1所述的用作润滑油添加剂的纳米材料组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中纳米磷酸氢锆与甘油的重量比为10-15：100。
4.根据权利要求3所述的用作润滑油添加剂的纳米材料组合物的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中搅拌时间为10分钟。
5.一种根据权利要求1-4中任一所述制备方法获得的纳米材料组合物作为润滑油添加剂包括在车用润滑油、工业润滑油中的应用，搅拌均匀后过滤即可得到性能增强的润滑油。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述纳米材料组合物与润滑油的重量比为5-8:1000。
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Non-Patent Citations (1)
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| α-Zirconium phosphate nanoplatelets as lubricant additives;Xingliang He, et al.;《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》;20140324(第452期);第32-38页 * |
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