KR20110074399A - 흑연 나노입자를 이용한 윤활유 첨가제 제조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흑연나노 입자를 이용한 윤활유 첨가제 제조에 관한 것으로 3-5나노 크기의 구형 흑연 입자를 제조하여 윤활유에 첨가하면, 윤활유의 마찰 계수를 줄일 수 있어 윤활유의 작용을 훨씬 부드럽게 해준다. 자동차 엔진 오일의 경우 엔진 오일에 흑연 나노입자 20ppm을 첨가하여 분산시켜 사용한다. 제조된 엔진 오일은 실린더의 벽과 오일링, 압축링 사이에 분포하여 베아링과 같은 역할을 하기 때문에 마찰과 소음을 대폭 줄일수 있다. 특히 흑연의 비중이 낮아 나노 입자로 제조시 인위적인 힘을 가하지 않아도 분산에 문제가 전혀 없어 엔진 오일 첨가제로 아주 적합하다. 기존에 카본나노튜브, 백금, 다이아몬드 등을 엔진오일 첨가제로 사용하고 있으나 카본나노 튜브는 입자의 형태를 구형으로 만들지 못해 효과가 떨어지며, 백금 나노 입자와 다이아몬드 입자는 가격이 너무 고가라 경제성에 문제가 있다. 특히 백금과 다이아몬드는 경도가 매우 높아 입자 크기가 큰 나노 입자가 섞일 경우 실린더벽 베어링 부문의 차체를 마모 시킬 수 있어서 사용이 바람직하지 않다 하겠다. 따라서 가격이 매우 저렴하고 수나노 수준의 균일한 입자를 제조할 수 있는 흑연 나노를 자동차 엔진오일 첨가제로 사용하는 것을 특징으로 한다.

흑연나노, 윤활유, 베어링, 첨가제,

Description

흑연 나노입자를 이용한 윤활유 첨가제 제조{ A MANUFACTURING METHOD OF LUBRICATING ADDITIVE BY USE OF GRAPHITE NANO PARTICLES }

본 발명은 흑연 나노 입자를 이용한 윤활유 첨가제 제조에 관한것이다.

흑연은 굳기 1∼2, 비중 2.27, 쪼개짐은 {0001}로 완전하며, 지방 감촉이 있고 휨성이 뛰어나다. 천연으로 변성된 탄층이며 접촉변성암·편마암 등 속에서 산출된다. 녹는점 3700∼4300℃이지만, 공기 속에서 가열하면 500∼600℃ 이상에서 점화한다. 원자면(原子面) 안을 π 전자가 자유로이 움직여 돌아다니므로 전기양도체이고, 비저항(比低抗)은 층 방향으로는 10Ωcm 정도이나 수직방향으로는 약 100배이다. 화학적으로 안정되고, 통상의 시약에 침범되기 어렵다. 또 층상구조를 이루므로 윤활성도 뛰어나다. 전기로용 전극·전기분해용 전극·브러시·내열도료·흑연도가니·내화벽돌·윤활제·감마제(減摩劑)·연필심 등 외에 원자로용 감속재(減速材)·반사재(反射材) 등에 널리 쓰인다.

상술한 바와 같이 윤활유 첨가제는 최근들어 금속 나노 입자를 이용하거나 다이아몬드, 탄소나노 튜브를 이용하는 방법이 사용되고 있다. 금속 나노 입자는 제조 원가가 매우 높고 비중이 높아 침전의 우려가 있어 사용에 문제가 있다. 나노 다이아몬드는 제조 비용이 많이 소요되어 경제성에 문제가 있다. 카본나노 튜브는 형태가 구형이 아니고 원기둥형이어서 나노 베아링 역할을 수행 하는데 문제가 있다. 본 발명은 일정한 크기의 구형 흑연 나노 입자를 3-5나노미터 수준으로 대량 생산할 수 있어 경제성 문제와 품질 문제를 해결하였다.

본 발명은 전기폭발법과 전기분해법을 이용해 제조한 구형 흑연 나노 입자를 기존에 사용하고 있는 윤활유에 20-100 PPM 수준으로 섞어 초음파로 분산 시킨다. 구형 흑연 나노 입자가 분산된 윤활유를 기존에 사용했던 사용처에 기존 사용 방법과 동일하게 사용한다.

본 발명은 나노입자가 포함된 윤활유 첨가제 제조 방법중 비교적 저렴한 원료를 저렴한 방법으로 나노 입자를 제조 하여 윤활유 첨가제로 사용함 으로써 비용 문제를 해결 하였다. 또한 흑연의 윤활성을 활용할 수 있어서 윤활유 첨가제로 매우 적합하며, 비중이 2.27로 매우 낮아 윤활유에 첨가시 분산이 매우 잘되어 분산 문제를 자동으로 해결하였다. 전기폭발이나 전기분해는 비교적 균일한 크기의 수나노 수준의 나노 입자 제조를 가능하게 하여 흑연을 나노 베아링으로 활용할 수 있어 윤활유의 마찰 계수를 줄일 수 있다.

전기분해를 하여 얻어진 구형 흑연 나노 입자를 수거하여 1리터 윤활유에 100그램을 초음파로 분산하여 농축 구형 흑연 나노입자가 분산된 윤활유를 제조 한다. 제조된 윤활유를 10밀리리터로 소분하여 일반 윤활유 사용시 윤활유 10리터에 10밀리미터 소분된 농축 구형 흑연 나노입자가 분산된 윤활유를 첨가하여 사용한다. 여기서 전기분해는 일반 적인 방법의 전기분해 방식과 동일하다.

Claims (1)

1. 전기분해 등을 이용하여 제조한 구형 흑연 나노 입자;

   자동차, 선박 등 여러 산업 분야에 사용하는 윤활유;

   구형 흑연 나노입자와 윤활유를 분산할 수 있는 초음파;

   윤활유에 구형 흑연 나노 입자를 초음파로 분산하여 제조한 윤활유 첨가제