CN114480002A - 一种耐高温抗磨性能的环保润滑油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及润滑油的制备领域，公开一种耐高温抗磨性能的环保润滑油及其制备方法，环保润滑油按照重量份数计，包括如下组分：3‑8wt％改性碳纤维，5‑25wt％蓖麻油、5‑15wt％聚乙二醇、0.5‑2wt％分散剂、0.5‑2wt％抗泡剂、0.5‑2wt％增粘剂，余量为基础油；改性碳纤维为碳纤维经过壳聚糖改性形成的，本发明中将碳纤维经过壳聚糖溶液改性之后具有更好的抗磨和耐高温性能。

Description

一种耐高温抗磨性能的环保润滑油及其制备方法

技术领域

本发明涉及润滑油的制备领域，特别是一种耐高温抗磨性能的环保润滑油及其制备方法。

背景技术

润滑油是用在汽车、机械设备上以减少摩擦、保护机械及加工件的液体或半固体润滑剂，润滑油由基础油和添加剂两部分组成，基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质，基础油主要分矿物基础油、合成基础油以及植物油基础油三大类，矿物基础油、合成基础油硫、氮含量高，污染物排放量大，对环境污染存在极大的威胁，并且现有的润滑油化学性能不稳定、润滑性能不好，不能耐高温且抗磨性能较低，不能完全生物降解，容易产生毒性，污染空气和生态环境。

发明内容

为此，需要提供一种耐高温抗磨性能的环保润滑油及其制备方法，解决现有装置不耐高温和抗磨性能低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种耐高温抗磨性能的环保润滑油，包括如下组分：

3-8wt％改性碳纤维，5-25wt％蓖麻油、5-15wt％聚乙二醇、0.5-2wt％分散剂、0.5-2wt％抗泡剂、0.5-2wt％增粘剂、1-2wt％抗乳化剂、余量为基础油；

所述改性碳纤维为碳纤维经过壳聚糖改性形成的。

进一步，所述改性碳纤维的制备方法包括如下步骤：

(1)将清洗干净的碳纤维中进行浸泡到酸溶液中进行表面活化，得到活化碳纤维；

(2)将活化碳纤维浸泡到壳聚糖溶液中，得到碳纤维改性中间物；

(3)将碳纤维改性中间物浸泡到1％-3％的碱性溶液中，浸泡1-3h，之后通过去离子水洗涤，烘干处理得改性碳纤维。

进一步，所述酸溶液为盐酸、硫酸或硝酸，浓度为1％-5％。

进一步，所述壳聚糖溶液的浓度为1％-3％，浸泡时间为2-5h。

进一步，所述碳纤维的直径为0.5-1μm，碳纤维的长度为10-20μm。

进一步，还包括0.2-0.8wt％纳米氧化锌。

进一步，包括如下组分：

5wt％改性碳纤维，0.3wt％纳米氧化锌，10wt％蓖麻油、15wt％聚乙二醇、 1wt％分散剂、0.5wt％抗泡剂、1wt％增粘剂、1wt％抗乳化剂、余量为基础油。

上述的耐高温抗磨性能的环保润滑油的制备方法，包括以下步骤：

(1)将基础油、蓖麻油、聚乙二醇、抗乳化剂、抗泡剂和增粘剂混合搅拌俊元，升温至55-65℃，在400-800W的功率下，超声30-60min，得到混合液；

(2)将混合液冷却至室温，加入其余组分，继续超声分散，超声功率为 800W-1000W，超声时间为30-80min，搅拌混合均匀得到环保润滑油成品。

进一步，步骤(1)中超声的频率20-30KHz，步骤(2)中超声频率为 30-40KHz。

上述技术方案具有以下有益效果：

本发明中在基础油中添加改性的碳纤维，碳纤维经过壳聚糖改性之后，在加入到润滑油中，能够使得润滑油具有更好的抗磨和耐高温性能，另外，在矿物油中增加纳米氧化锌，两者能够共同作用，使得润滑油的性能得到进一步的提升。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例详予说明。

实施例1

一种耐高温抗磨性能的环保润滑油，包括如下组分：

5wt％改性碳纤维，0.3wt％纳米氧化锌，10wt％蓖麻油、15wt％聚乙二醇、 1wt％分散剂、0.5wt％抗泡剂、1wt％增粘剂、1wt％抗乳化剂、余量为基础油。

所述改性碳纤维为碳纤维经过壳聚糖改性形成的。

所述碳纤维的直径为0.5-1μm，碳纤维的长度为10-20μm。

所述改性碳纤维的制备方法包括如下步骤：

(1)将清洗干净的碳纤维中进行浸泡到1％硫酸溶液中进行表面活化，得到活化碳纤维；

(2)将活化碳纤维浸泡到2％壳聚糖溶液中，浸泡时间为3h，得到碳纤维改性中间物；

(3)将碳纤维改性中间物浸泡到3％的NaOH溶液中，浸泡1h，之后通过去离子水洗涤，烘干处理得改性碳纤维。

上述的耐高温抗磨性能的环保润滑油的制备方法，包括以下步骤：

(1)将基础油、蓖麻油、聚乙二醇、抗乳化剂、抗泡剂和增粘剂混合搅拌俊元，升温至65℃，在800W的功率下，超声30min，超声的频率20KHz，得到混合液；

(2)将混合液冷却至室温，加入改性碳纤维、纳米氧化锌、分散剂，继续超声分散，超声功率为800W，超声时间为80min，超声频率为35KHz，搅拌混合均匀得到环保润滑油成品。

实施例2

一种耐高温抗磨性能的环保润滑油，包括如下组分：

5wt％改性碳纤维，10wt％蓖麻油、15wt％聚乙二醇、1wt％分散剂、0.5wt％抗泡剂、1wt％增粘剂、1wt％抗乳化剂、余量为基础油。

其他与实施例1相同。

对照组1

一种耐高温抗磨性能的环保润滑油，包括如下组分：

5wt％碳纤维，10wt％蓖麻油、15wt％聚乙二醇、1wt％分散剂、0.5wt％抗泡剂、1wt％增粘剂、1wt％抗乳化剂、余量为基础油。

其他与实施例1相同。

对照组2

一种耐高温抗磨性能的环保润滑油，包括如下组分：

0.3wt％纳米氧化锌，10wt％蓖麻油、15wt％聚乙二醇、1wt％分散剂、0.5wt％抗泡剂、1wt％增粘剂、1wt％抗乳化剂、余量为基础油。

其他与实施例1相同。

基础油和实施例1-2、对照组1-2的润滑油进行摩擦磨损性能研究

1.试验方案设计

试验采用四球摩擦磨损试验机分别对实验实施例1-2和对照组1-2的润滑油试验测试。

主要试验内容：主轴转速为1200r/min,载荷392N，试验60min，油池润滑。试验用钢球为12.7mmGCr15标准钢球，试验前将润滑油至于超声机中超声30min，以保证润滑油未改性。

试验后使用石油醚多次清洗试验钢球，至于阴凉处风干。

2.试验结果

试验结果如表1所示。

表1.润滑油摩擦磨损性能结果

由上表可知，与对照组1相比，实施例2改性后的碳纤维的润滑油摩擦系数更低，相比于基础油，摩擦系数下降了31.25％，而由实施例1、对照组1 和对照组2可知，改性后的碳纤维和纳米氧化锌的联合使用，其抗磨效果更好。

实施例3

一种耐高温抗磨性能的环保润滑油，包括如下组分：

3wt％改性碳纤维，0.3wt％纳米氧化锌，5wt％蓖麻油、5wt％聚乙二醇、0.5wt％分散剂、2wt％抗泡剂、2wt％增粘剂、2wt％抗乳化剂、余量为基础油。

所述改性碳纤维的制备方法包括如下步骤：

(1)将清洗干净的碳纤维中进行浸泡到5％硝酸溶液中进行表面活化，得到活化碳纤维；

(2)将活化碳纤维浸泡到1％壳聚糖溶液中，浸泡时间为2h，得到碳纤维改性中间物；

(3)将碳纤维改性中间物浸泡到1％的NaOH溶液中，浸泡3h，之后通过去离子水洗涤，烘干处理得改性碳纤维。

耐高温抗磨性能的环保润滑油的制备方法的制备方法与实施例1相同。

进行摩擦磨损性能试验，得到摩擦系数为0.0578，平均摩斑直径0.48mm。

实施例4

一种耐高温抗磨性能的环保润滑油，包括如下组分：

8wt％改性碳纤维，0.8wt％纳米氧化锌，25wt％蓖麻油、15wt％聚乙二醇、 2wt％分散剂、0.5wt％抗泡剂、0.5wt％增粘剂、1wt％抗乳化剂、余量为基础油。

所述改性碳纤维的制备方法包括如下步骤：

(1)将清洗干净的碳纤维中进行浸泡到1％盐酸溶液中进行表面活化，得到活化碳纤维；

(2)将活化碳纤维浸泡到3％壳聚糖溶液中，浸泡时间为1h，得到碳纤维改性中间物；

(3)将碳纤维改性中间物浸泡到3％的NaOH溶液中，浸泡1h，之后通过去离子水洗涤，烘干处理得改性碳纤维。

耐高温抗磨性能的环保润滑油的制备方法的制备方法与实施例1相同。

进行摩擦磨损性能试验，得到摩擦系数为0.0552，平均摩斑直径0.43mm。

实施例5

一种耐高温抗磨性能的环保润滑油，其组分和改性碳纤维的制备方法与实施例1相同，不同在于耐高温抗磨性能的环保润滑油的制备方法的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)将基础油、蓖麻油、聚乙二醇、抗乳化剂、抗泡剂和增粘剂混合搅拌俊元，升温至55℃，在800W的功率下，超声30min，超声的频率20KHz，得到混合液；

(2)将混合液冷却至室温，加入改性碳纤维、纳米氧化锌、分散剂，继续超声分散，超声功率为800W，超声时间为80min，超声频率为30KHz，搅拌混合均匀得到环保润滑油成品。

进行摩擦磨损性能试验，得到摩擦系数为0.0565，平均摩斑直径0.45mm。

实施例6

(1)将基础油、蓖麻油、聚乙二醇、抗乳化剂、抗泡剂和增粘剂混合搅拌俊元，升温至65℃，在400W的功率下，超声60min，超声的频率30KHz，得到混合液；

(2)将混合液冷却至室温，加入改性碳纤维、纳米氧化锌、分散剂，继续超声分散，超声功率为1000W，超声时间为30min，超声频率为40KHz，搅拌混合均匀得到环保润滑油成品。

进行摩擦磨损性能试验，得到摩擦系数为0.0566，平均摩斑直径0.44mm。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐高温抗磨性能的环保润滑油，其特征在于，包括如下组分：

3-8wt％改性碳纤维，5-25wt％蓖麻油、5-15wt％聚乙二醇、0.5-2wt％分散剂、0.5-2wt％抗泡剂、0.5-2wt％增粘剂，1-2wt％抗乳化剂、余量为基础油；

所述改性碳纤维为碳纤维经过壳聚糖改性形成的。

2.如权利要求1所述的耐高温抗磨性能的环保润滑油，其特征在于，所述改性碳纤维的制备方法包括如下步骤：

(1)将清洗干净的碳纤维中进行浸泡到酸溶液中进行表面活化，得到活化碳纤维；

(2)将活化碳纤维浸泡到壳聚糖溶液中，得到碳纤维改性中间物；

(3)将碳纤维改性中间物浸泡到1％-3％的碱性溶液中，浸泡1-3h，之后通过去离子水洗涤，烘干处理得改性碳纤维。

3.如权利要求2所述的耐高温抗磨性能的环保润滑油，其特征在于，所述酸溶液为盐酸、硫酸或硝酸，浓度为1％-5％。

4.如权利要求2所述的耐高温抗磨性能的环保润滑油，其特征在于，所述壳聚糖溶液的浓度为1％-3％，浸泡时间为2-5h。

5.如权利要求1所述的耐高温抗磨性能的环保润滑油，其特征在于，所述碳纤维的直径为0.5-1μm，碳纤维的长度为10-20μm。

6.如权利要求1所述的耐高温抗磨性能的环保润滑油，其特征在于，还包括0.2-0.8wt％纳米氧化锌。

7.如权利要求1所述的耐高温抗磨性能的环保润滑油，其特征在于，包括如下组分：

5wt％改性碳纤维，0.3wt％纳米氧化锌，10wt％蓖麻油、15wt％聚乙二醇、1wt％分散剂、0.5wt％抗泡剂、1wt％增粘剂、1wt％抗乳化剂、余量为基础油。

8.如权利要求1-7任一所述的耐高温抗磨性能的环保润滑油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将基础油、蓖麻油、聚乙二醇、抗乳化剂、抗泡剂和增粘剂混合搅拌俊元，升温至55-65℃，在400-800W的功率下，超声30-60min，得到混合液；

(2)将混合液冷却至室温，加入其余组分，继续超声分散，超声功率为800W-1000W，超声时间为30-80min，搅拌混合均匀得到环保润滑油成品。

9.如权利要求8所述的环保润滑油的制备方法，其特征在于，步骤(1)中超声的频率20-30KHz，步骤(2)中超声频率为30-40KHz。