CN111778087B - 一种富勒烯润滑油添加剂、制备方法及润滑油的制备方法 - Google Patents

一种富勒烯润滑油添加剂、制备方法及润滑油的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种富勒烯润滑油添加剂、制备方法及润滑油的制备方法，属于润滑油添加剂技术领域，富勒烯润滑油添加剂由分散包覆剂、富勒烯和四类基础润滑油制备得到，制备方法为将富勒烯和分散包覆剂混合，加入催化剂进行加氢反应，取上清液加入至四类基础润滑油中，升温密封混合搅拌至无水分后即得；润滑油通过将上述添加剂加入至活塞式发动机润滑油中升温密封混合搅拌至无水分后得到。本发明的富勒烯润滑油添加剂，把活塞式发动机的滑动摩擦变成滚动摩擦，极大地降低了摩擦阻力，增强了活塞的密闭性，抗磨效果特别好，活塞式发动机不会出现拉缸的现象，使用寿命大为延长，润滑油能够在活塞式发动机中形成完美的油封可有效减少噪音，降低温度。

Description

一种富勒烯润滑油添加剂、制备方法及润滑油的制备方法
技术领域
本发明涉及一种润滑油添加剂、制备方法及润滑油的制备方法，具体涉及一种富勒烯润滑油添加剂、制备方法及润滑油的制备方法，属于润滑油添加剂技术领域。
背景技术
在当前随着工业技术的不断创新，各类机械设备的不断更新，以及各种新技术的机械设备和汽车工业的不断创新发展，和人类生存条件的提升而对环境的要求等等都对润滑油产品提出了更高的要求，从期达到节能减排的最高极限和最长久的换油周期。因此人们同时对润滑油品质的要求越来越高，而润滑油工业也在不断创新，发动机润滑油已经占有各类润滑油总和的55％以上，各类润滑油企业和各研发团队对车用润滑油的投入比例越来越大。
活塞式发动机润滑油的主要功效必须达到，抗氧化；抗腐蚀；抗油泥产生；抗起泡；提供润滑；抗极压；抗磨换；以及良好的流动。润滑油生产对基础油的选择很重要，对添加剂的选择更为重要，因为在机械设备的正常运转和维护保养中润滑油起着非常重要的作用，但当前能够生产出优良品质的活塞式发动机润滑油添加剂的厂家不多，能够完全达到各项性能指标的复合添加剂更是不多见，因此不得不向国外进口各种复合添加剂。
现有的添加剂生产厂家，更多的是采用数种单剂做物理调合，使得产品价格升高，同时有的各别生产商只顾利润，生产出的产品使用周期短，各种功效不同，有的注重抗磨；有的注重抗极压；有的注重抗腐蚀；有的注重油品颜色，因此使用效果不理想综合功效差，造成换油周期短，浪费能源。综合功效好的价格又非常昂贵且生产工艺复杂。
作为碳的第三种同素异形体，富勒烯C60自从被发现以来，因其具有特殊的化学结构和圆球形而备受研究者的青睐。在原子分子水平上来看，C60具有特殊的刚性和稳定性，这使得C60可以作为高级润滑剂的核心材料—“分子滚珠”就尤为突显。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了利用富勒烯C60的“分子滚珠”物理特性，优选并控制一定的试剂比例和制备方法，使其被特殊的柔软试剂材料完全包裹，制得的包裹体比重与润滑油比重一样，可用于活塞式发动机润滑油的添加剂。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种富勒烯润滑油添加剂，由体积比为1－1.2：5的包覆富勒烯和四类基础润滑油制备得到；
所述包覆富勒烯中，每1L分散包覆剂中加入20－30g富勒烯。
进一步，所述分散包覆剂为脂肪酸聚氧乙烯脂A－110，脂肪酸聚氧乙烯脂A－110的粒经为70－100μm。
上述富勒烯润滑油添加剂的制备方法为：
1)称取富勒烯和分散包覆剂后将富勒烯和分散包覆剂混合，加入催化剂进行加氢反应，冷却至20－28℃，取无沉淀的上清液；
2)将上清液加入至四类基础润滑油中，升温密封混合搅拌至无水分后自然冷却后即得，在低于60℃的环境中密封避光储存。
进一步，加氢反应的温度为120－130℃，压力小于300MPa，反应时间为4－6h；
升温密封混合搅拌为升温至120－130℃。
进一步，催化剂为镍催化剂。
本发明还提供了一种润滑油的制备方法，该润滑油由上述的富勒烯润滑油添加剂为原料制备得到，制备方法包括如下步骤：
将富勒烯润滑油添加剂加入至活塞式发动机润滑油中，升温密封混合搅拌至无水分后自然冷却即得。
进一步，富勒烯润滑油添加剂与活塞式发动机润滑油的体积比为1－2：9。
进一步，升温密封混合搅拌为升温至120－130℃。
进一步，还包括升温密封混合搅拌的操作中，根据生产需求调整pH值的操作，其中中性适用于汽油发动机、碱性适用于柴油发动机。
本发明的有益效果在于，本发明中的分散包覆剂具有亲油性，可与活塞式发动机润滑油充分的任意混溶，在润滑油正常工作时起到“分子滚珠”的作用，实现润滑的效果，具体如下：
1、富勒烯润滑油添加剂把活塞式发动机的滑动摩擦变成滚动摩擦，极大地降低了摩擦阻力，极大地增强了活塞的密闭性；
2、富勒烯C60包裹体的直径在30～50纳米之间，远远大于发动机全合成润滑油分子2.5～3纳米的直径，在活塞与活塞环之间可以隔离出更大的润滑空间，让润滑油可以在360°的空间瞬间充满活塞与活塞环之间的微小缝隙，并充分流动，润滑油就形成完美的油封，活塞式发动机燃爆效率显著提高：节约燃油5(新车)～35％(老车)，减少尾气排放10(新车)～40％(老车)；
3、“分子滚珠”彻底隔离了活塞与活塞环之间的直接碰撞接触，抗磨效果特别好，活塞式发动机不会出现拉缸的现象，使用寿命大为延长，可延长发动机寿命2倍以上；
4、润滑油能够在活塞式发动机中形成完美的油封，最好的密封效果使活塞式发动机的噪音能降低8分贝左右、温度能够降低5～10℃。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
富勒烯润滑油添加剂，制备方法如下：
1)称取富勒烯和分散包覆剂，在高温高压加氢不锈钢反应釜中将富勒烯和粒径为70μm的脂肪酸聚氧乙烯脂A－110混合至每1L分散包覆剂含有30g富勒烯，加入镍催化剂，120－130℃，200MPa进行加氢反应4h，冷却至23℃，取无沉淀的上清液计量后转移至高温常压不锈钢反应釜中；
2)在高温常压不锈钢反应釜中将上清液按体积比1：5加入至四类基础润滑油中，升温至120℃密封混合搅拌至无水分后自然冷却，后即得，在低于60℃的环境中密封避光储存。
实施例2
富勒烯润滑油添加剂，制备方法如下：
1)称取富勒烯和分散包覆剂，在高温高压加氢不锈钢反应釜中将富勒烯和粒径为100μm的脂肪酸聚氧乙烯脂A－110混合至每1L分散包覆剂含有20g富勒烯，加入镍催化剂，120℃，50MPa进行加氢反应4h，冷却至20℃，取无沉淀的上清液计量后转移至高温常压不锈钢反应釜中；
2)在高温常压不锈钢反应釜中将上清液按体积比1：5加入至四类基础润滑油中，升温至120℃密封混合搅拌至无水分后自然冷却，后即得，在低于60℃的环境中密封避光储存。
实施例3
富勒烯润滑油添加剂，制备方法如下：
1)称取富勒烯和分散包覆剂，在高温高压加氢不锈钢反应釜中将富勒烯和粒径为80μm的脂肪酸聚氧乙烯脂A－110混合至每1L分散包覆剂含有30g富勒烯，加入镍催化剂，130℃，280MPa进行加氢反应5h，冷却至28℃，取无沉淀的上清液计量后转移至高温常压不锈钢反应釜中；
2)在高温常压不锈钢反应釜中将上清液按体积比1.2：5加入至四类基础润滑油中，升温至130℃密封混合搅拌至无水分后自然冷却，后即得，在低于60℃的环境中密封避光储存。
实施例4
润滑油，由实施例1中富勒烯润滑油添加剂为原料制备得到，制备方法如下：
将富勒烯润滑油添加剂以1：9的体积比加入至活塞式发动机润滑油中，升温至120℃密封混合搅拌至无水分，同时调节pH值至中性，自然冷却即得。
将其用于活塞式汽油发动机，燃爆效率相比等量不含有富勒烯润滑油添加剂的润滑油，可明显节约燃油10％，燃烧后尾气排放减少15％，噪音降低8分贝，发动机温度降低8℃。
实施例5
润滑油，由实施例2中富勒烯润滑油添加剂为原料制备得到，制备方法如下：
将富勒烯润滑油添加剂以1：9的体积比加入至活塞式发动机润滑油中，升温至130℃密封混合搅拌至无水分，同时调节pH值至碱性，自然冷却即得。
将其用于活塞式柴油发动机，燃爆效率相比等量不含有富勒烯润滑油添加剂的润滑油，可明显节约燃油28％，燃烧后尾气排放减少33％，噪音降低5分贝，发动机温度降低6℃。
实施例6
润滑油，由实施例3中富勒烯润滑油添加剂为原料制备得到，制备方法如下：
将富勒烯润滑油添加剂以1.2：9的体积比加入至活塞式发动机润滑油中，升温至125℃密封混合搅拌至无水分，同时调节pH值至中性，自然冷却即得。
将其用于活塞式柴油发动机，燃爆效率相比等量不含有富勒烯润滑油添加剂的润滑油，可明显节约燃油17％，燃烧后尾气排放减少22％，噪音降低5分贝，发动机温度降低8℃。

Claims (8)

1.一种富勒烯润滑油添加剂，其特征在于，所述富勒烯润滑油添加剂由体积比为1－1.2：5的包覆富勒烯和四类基础润滑油制备得到；
所述包覆富勒烯中，每1L分散包覆剂中加入20－30g富勒烯；
所述分散包覆剂为脂肪酸聚氧乙烯脂A－110；所述脂肪酸聚氧乙烯脂A－110的粒径为70－100μm；
称取富勒烯和分散包覆剂后将富勒烯和分散包覆剂混合，加入催化剂进行加氢反应，冷却至20－28℃，取无沉淀的上清液；所述催化剂为镍催化剂；所述加氢反应的温度为120－130℃，压力小于300MPa，反应时间为4－6h；
将上清液加入至四类基础润滑油中，升温密封混合搅拌至无水分后自然冷却后即得，在低于60℃的环境中密封避光储存；所述升温密封混合搅拌为升温至120－130℃。
2.一种富勒烯润滑油添加剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)按权利要求1所述用量称取富勒烯和分散包覆剂后将富勒烯和分散包覆剂混合，加入催化剂进行加氢反应，冷却至20－28℃，取无沉淀的上清液；
2)将上清液加入至四类基础润滑油中，升温密封混合搅拌至无水分后自然冷却后即得，在低于60℃的环境中密封避光储存。
3.根据权利要求2所述的富勒烯润滑油添加剂的制备方法，其特征在于，所述加氢反应的温度为120－130℃，压力小于300MPa，反应时间为4－6h；
所述升温密封混合搅拌为升温至120－130℃。
4.根据权利要求2或3所述的富勒烯润滑油添加剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂为镍催化剂。
5.一种润滑油的制备方法，其特征在于，所述润滑油由权利要求1所述富勒烯润滑油添加剂为原料制备得到，制备方法包括如下步骤：
将富勒烯润滑油添加剂加入至活塞式发动机润滑油中，升温密封混合搅拌至无水分后自然冷却即得。
6.根据权利要求5所述润滑油的制备方法，其特征在于，所述富勒烯润滑油添加剂与活塞式发动机润滑油的体积比为1－2：9。
7.根据权利要求6所述润滑油的制备方法，其特征在于，所述升温密封混合搅拌为升温至120－130℃。
8.根据权利要求5－7任一项所述润滑油的制备方法，其特征在于，还包括升温密封混合搅拌的操作中，根据生产需求调整pH值的操作。
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