CN110776973B - 一种胺类纳米润滑油添加剂及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种胺类纳米润滑油添加剂及应用，涉及润滑材料技术领域，该添加剂是由表面含有环氧基团的纳米二氧化硅与对氨基二苯胺通过接枝反应获得，可应用于液压油基础中，显著提高油品的抗氧化功能，在润滑油中有良好的分散稳定性及抗磨损性能。
Description
技术领域
本发明涉及润滑材料技术领域，具体涉及一种胺类纳米润滑油添加剂及其应用。
背景技术
纳米润滑添加剂的应用和研究是随着纳米技术的诞生而开始发展的。由于纳米粒子具有小尺寸效应和表面效应等特性，以纳米离子为基础制备的新型润滑材料综合了流体润滑和固体润滑的优点，运用不同于传统添加剂的方式起减摩抗磨作用。作为固体添加剂的纳米粒子不仅可以用于无油润滑的干摩擦场合，更能广泛用于有油润滑的情况，形成流体+固体的混合润滑。目前研究得最多的纳米油品添加剂(CN108587729A，CN108517239A，CN104531272A)是一些具有较好的抗磨减摩特性的层状或鳞状结构的固体润滑剂如石墨、MoS2及聚四氟乙烯(PTFE)。
纳米粒子的极细晶粒导致颗粒具有巨大的表面能，加之颗粒间存在的吸引力,颗粒间自动聚集的倾向很大，经一定时间后可形成较大的块状聚集体，因此在油品中存在分散稳定性差的问题。另外有研究表明含有MoS2的润滑剂可能与接触表面发生化学作用，从而产生摩擦热，引起氧化，对油品的氧化稳定性产生负面影响；润滑剂中含有机PTFE时，润滑油的导热率和抗氧化会变差。
针对现有技术中纳米添加剂在润滑油中的分散性差，降低油品抗氧化能力的不足，本发明的目的是提供一种具有抗氧化功能的胺类纳米润滑油添加剂，它能够均匀的分散在润滑油中，具有抗磨和优异的抗氧化效果。
发明内容
本发明提供一种胺类纳米润滑油添加剂及应用，解决了现有技术中纳米添加剂在润滑油中的分散性差，降低油品抗氧化能力的技术问题。
本发明是这样实现的，该添加剂的化学结构式如式(1)所示，
式(1)化学名命名为Nano-AO。
该添加剂的制备方法，将4g环氧功能化的纳米二氧化硅和60g对氨基二苯胺混合，加入15mL甲苯作溶剂，升温至140℃，回流反应6h，反应结束后在室温条件下进行过滤收集到粗产物，用洗涤溶剂冲洗，干燥后得到Nano-AO。
作为一种优选的实施方案，所述二氧化硅的粒径为7-25nm。
作为一种优选的实施方案，其特征在于，所述洗涤溶剂为无水乙醇。
作为一种优选的实施方案，其特征在于，使用无水乙醇冲洗3次。
该添加剂的应用，该添加剂在润滑油中的添加量为0.05wt.％-0.15wt.％。
作为一种优选的实施方案，该添加剂在润滑油中的添加量0.10wt.％。
本发明的有益效果：本发明提供的胺类纳米润滑油添加剂，能够均匀地分散在润滑油中，具有抗磨和优异的抗氧化效果。
附图说明
图1-1为本发明的实施例所得的Nano-AO与环氧功能化的纳米二氧化硅的红外谱图对比图；
图1-2为本发明的实施例所得的Nano-AO与环氧功能化的纳米二氧化硅的热失重对比图；
图2为本发明的实施例所得的Nano-AO的扫描电镜(SEM)图像；
图3是添加本发明的实施例所得的添加剂后，润滑油的起始氧化温度(OOT)图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
将4g环氧功能化的纳米二氧化硅(粒径7-25nm)和60g对氨基二苯胺混合，加入15mL甲苯作溶剂，升温至140℃，回流反应6h，反应结束后在室温条件下进行过滤收集到粗产物，每次用20g无水乙醇进行冲洗，冲洗三次，鼓风干燥箱内90℃干燥2h后得到本发明产物Nano-AO。
参阅附图1-1和附图1-2，参阅表1，通过对比实施例1产物与环氧功能化的纳米二氧化硅的红外谱图和热失重测试结果，可以判断实施例1所得产物为目标接枝产物。
表1实施例1产物与环氧功能化的纳米二氧化硅的红外谱测试结果
参阅附图2，对实施例1所得产物采用扫描电镜观察，Nano-AO粒径约为20nm，表现为聚集体状态，部分表现为附聚体。
实施例2
将实施例1得到的Nano-AO按照0.1wt.％添加至46#液压油基础油，机械搅拌10min后超声10min。
评价实施例1所得添加剂对基础油抗氧化及抗磨损性能的影响。抗磨损能力评价结果参见表2。
表2 Nano-AO对46#液压油基础油抗磨损能力的影响
磨斑直径越小，说明抗磨损能力越好，由表2可见，添加0.1wt.％添加剂的基础油的抗磨能力得到提升。
采用压力差示扫描量热仪(PDSC)的程序升温法对添加实施例1所得的添加剂的油品的抗氧化能力进行考察，起始氧化温度越高代表抗氧化能力越好。程序升温法是以起始氧化温度(OOT)作为氧化安定性指标，测试条件：样品用量3.0±0.2mg，升温速率10℃/min。结果参阅附图3，46#基础油的起始氧化温度为197.0℃，当本发明产物Nano-AO在该油中的添加量为0.1wt.％时，油品的起始氧化温度为224.4℃，较基础油提升约28℃，抗氧化提升效果明显。
实施例3
将实施例1得到的Nano-AO按照0.1wt.％添加到150SN基础油(I类)中，机械搅拌10min后超声10min。
实施例4
将实施例1得到的Nano-AO按照0.1wt.％添加到150N基础油(II类)中，机械搅拌10min后超声10min。
实施例5
将实施例1得到的Nano-AO按照0.1wt.％添加到NP343基础油(V类)中，机械搅拌10min后超声10min。
实施例2-5中，I类II类基础油购自大庆炼化公司；V基础油购自ExxonMobil公司，NP343代表多元醇酯。对实施例2-5所得的油品进行分散稳定性实验，结果参见表3。
表3 Nano-AO在不同类型基础油中的分散稳定性(室温)
从表3可见，实施例1所得的添加剂在不同类型基础油中具有良好的分散稳定性。
实施例7
将实施例1得到的Nano-AO按照0.05wt.％添加至46#液压油基础油，机械搅拌10min后超声10min。
实施例8
将实施例1得到的Nano-AO按照0.15wt.％添加至46#液压油基础油，机械搅拌10min后超声10min。
对实施例2、实施例7、实施例8得到的油品进行抗氧化能力、抗磨损能力评价，抗氧化能力评价结果参见表4，抗磨损能力参见表5。
表4 Nano-AO对46#液压油基础油抗氧化能力的影响
起始氧化温度越高越好，由表4可见，添加0.05wt.％、0.15wt.％的Nano-AO均可以提升46#基础油的起始氧化温度，其中添加剂添加量0.15wt.％的Nano-AO后的基础油的起始氧化温度高于添加剂添加量为0.05wt.％的基础油。
表5 Nano-AO对46#液压油基础油抗磨损能力的影响
由表5可见，添加0.05wt.％、0.15wt.％的添加剂Nano-AO，可以提高基础液压油的抗磨损能力。
实施例9
将实施例1得到的Nano-AO按照0.15wt.％添加到150SN基础油中，机械搅拌10min后超声10min。
实施例10
将实施例1得到的Nano-AO按照0.15wt.％添加到150N基础油中，机械搅拌10min后超声10min。
实施例11
将实施例1得到的Nano-AO按照0.15wt.％添加到NP343基础油中，机械搅拌10min后超声10min。
对实施例8-11所得的油品，进行Nano-AO进行分散稳定性实验，结果参见表6。
表6 Nano-AO在不同类型基础油中的分散稳定性
由表6可见，Nano-AO添加量为0.15wt.％，在各类型基础油具有良好的分散稳定性。
本发明的有益效果：本发明提供的胺类纳米润滑油添加剂，能够均匀地分散在润滑油中，具有抗磨和优异的抗氧化效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (6)
1.一种胺类纳米润滑油添加剂，其特征在于，该添加剂的化学结构式如式（1）所示，
化学名命名为RT-RN6(E)，该添加剂在润滑油的添加量为0.05wt.%-0.15wt.%。
2.如权利要求1所述的一种胺类纳米润滑油添加剂的制备方法，其特征在于，将4 g纳米二氧化硅和60g对氨基二苯胺混合，加入15 mL甲苯作溶剂，升温至140℃，回流反应6 h，反应结束后在室温条件下进行过滤收集到粗产物，用洗涤溶剂冲洗，干燥后得到RT-RN6(E)。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅的粒径为7-25nm。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述洗涤溶剂为无水乙醇。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，使用无水乙醇冲洗3次。
6.根据权利要求1所述的一种胺类纳米润滑油添加剂，其特征在于，该添加剂在润滑油的添加量0.10wt.%。
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| GR01 | Patent grant | ||
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