含亲油性纳米钢粉的新型润滑油添加剂 技术领域 本发明涉及纳米技术和机械

含亲油性纳米钢粉的新型润滑油添加剂


技术领域 本发明涉及纳米技术和机械与发动机润滑油技术领域。更具体 地说，本发明涉及一种含亲油性纳米铜粉的新型润滑油添加剂，其中包括亲油 性纳米铜粉的制备方法以及纳米铜粉在润滑油中的分散方法。
背景技术 液体润滑是目前应用最为广泛的一种润滑方式，它是通过把润 滑液分子吸附在金属表面上，形成一层液体膜，以此来隔阻摩擦表面粗糙微凸 体的接触，达到润滑的作用。由于液体的理化性质受摩擦面运动时或环境变化 时产生的温度、压力等因素变化影响较大，难以在相互接触的摩擦表面长久地 维持液膜的承压能力，隔阻粗糙微凸体的接触，使摩擦面的摩擦系数增大，金 属表面产生裂纹，金属发生磨损。从而可知，润滑材料是非常重要的。在现有 润滑技术中，为了弥补纯液体润滑的缺陷，主要解决办法是向润滑液中加入各 种有机、无机化合物，这些物质大致可以归为以下几类：①含硫、磷、氯等活 性元素的有机化合物，如硫化异丁烯等；②有机金属化合物，如二烷基二硫代 磷酸锌等；③具有层状等特殊结构的固体润滑剂，如二硫化钼等。专利 CN1362500A、CN1360013A、CN1360014A、CN1360015A公布了采用向润滑液 中加入各种有机、无机化合物，以改善润滑液的理化性能，提高润滑油的摩擦 学性能的方法。上述第①②类抗磨减磨剂大都是油溶性化合物，在边界润滑和 混合润滑条件下，通过热分解等方式，在金属磨斑的表面形成吸附膜、反应膜 或渗透膜，从而改善摩擦面的润滑状态。但是，当摩擦温升较高时，这些化合 物中的某些分解产物会对金属(如含银、锡)轴承材料有腐蚀作用，同时在高 温时的分解消耗，使其性能降低。另外，这些化合物不具有自修复功能，再者， 它们的合成工艺复杂，对环境还会造成污染。至于第③种，其中一些物质遇水 会生成酸，在摩擦面产生腐蚀，因而使其应用范围受到限制。另外，在较低温 度条件下，其润滑性能较前两种差。
随着纳米技术的发展，科学家们发现，将超细的铜或铜合金粉末加入到润 滑油中，可使润滑性能提高10倍以上，并能显著降低机械部件间的磨损，同时 具有自修复功能，提高燃料效率，改善动力性能，延长使用寿命(何峰，等.润 滑与密封.1997，(5)：65-66.)。现有理论认为，纳米金属粒子作为润滑油添加剂之 所以能够在很大程度上提高润滑油的摩擦学性能，主要是通过以下几个方面实 现的：
1.纳米金属粒子比较小的几何尺寸，可以在润滑液中起到承压骨架的作用；
2.在摩擦进行时，纳米金属粒子可以部分地渗入金属表面，直接改变摩擦 表面上的金属结构，使其硬度发生变化，抗氧化、抗腐蚀、耐磨性能得 到改善；
3.未渗入金属表面的的纳米金属微粒可以填充在摩擦表面的凹陷中，以提 高摩擦面上的承载面积，也可以在粗糙微凸体的剪切下或温度压力变化 下与环境中的其他物质化合成具有层状晶格结构的优良固体润滑材料；
4.部分纳米金属粒子还可以在摩擦面以其团块形状，夹杂在层状结构的材 料中，使滑动摩擦中具有部分滚动摩擦。
已发表的专利CN1255522公布了用铜及铜-锌合金微粉、基础润滑油、分 散剂多烯基丁二酰亚胺或单烯基丁二酰亚胺、抗氧抗腐剂二烃基二硫代磷酸锌 以及抗泡剂二甲基硅油制备润滑油添加剂的方法，将制得的润滑油添加剂兑入 到机油内，使机油的摩擦学性能得到了很大的提高。
然而，由于纳米微粒的特有属性，如粒径小，表面能高，原子配位不足等， 使得它们极不稳定，很容易与其它粒子结合，发生团聚；另外，纳米金属粒子 的非亲油性，也使得它们在润滑油中分散不好，很容易沉降下来，团聚长大， 靠外加分散剂的办法也难以达到满意的分散效果。因此要获得具有很好分散性、 稳定性以及性能优良的纳米铜润滑油添加剂，纳米铜粉的制备是一个关键。
目前制备铜粉的方法，主要是通过还原反应将二价铜离子还原为铜原子， 其中二价铜离子可以来自铜的氧化物、氢氧化物以及铜的各种无机有机盐类(如 硫酸铜、氯化铜、甲酸铜等)；还原剂可以是气体(如氢气、一氧化碳)，也可 以是硼氢化钾、次磷酸、肼、氢醌、多元醇等固液态物质；反应体系可以选择 在水相或有机相或混合相。专利CN1188700A公开了用连二亚硫酸钠为还原剂， 在水与有机物质的混合溶剂中将二价铜离子还原，制得粒径约为20～30nm的铜 粉的方法。专利CN1381328A则提供了在多元醇溶剂中，在较高温度与压力下 用氢还原铜盐制得铜粉的方法。现有这些方法虽然大都能制得几十纳米至几百 纳米的金属粒子，但由于铜纳米粒子在制备过程中表面未得到很好的改性，没 有把它们的制备与应用相结合，因而在用于制备纳米铜润滑油添加剂时，所遇 到的亲油性与分散性问题并没有得到解决。
发明内容 本发明的目的是提供一种具有减摩、抗磨和自修复作用的含亲 油性纳米铜粉的新型润滑油添加剂。
本发明的另一目的是提供一种制备表面经改性的具有亲油性的纳米金属铜 粉的方法。
本发明的另一目的是提供一种制备润滑油添加剂的方法。
本发明的主要优势在于：
1.本发明涉及的含亲油性纳米铜粉的润滑油添加剂，能够明显提高润滑油 的润滑性能。其基本特征在于与未添加本发明涉及的纳米铜粉的润滑油 相比，添加了本发明涉及的纳米铜粉的润滑油其摩擦磨损性能有了明显 的改善，并具有自修复作用。
2.本发明针对纳米金属粒子容易团聚长大的问题，设计了纳米铜粉的制备 与表面改性一步完成的方案，使制得的纳米铜粉具有很好的分散性。其 基本特征在于粒径小于15nm。
3.本发明针对纳米铜粉与润滑油亲和性差的问题，将表面改性纳米铜粉的 方法与纳米铜粉的应用目的相结合，使制得的纳米铜粉具有很好的亲油 性。其基本特征在于纳米铜粉在润滑油中具有很好的分散稳定性。
4.本发明中所采用的有机溶剂可以回收利用，既降低成本，又减少了对环 境的污染。
本发明主要采用以下技术方案：
1.亲油性纳米铜粉的制备
采用在液相体系中，用还原剂将二价铜离子还原成铜粉的方法。具体步骤 依次如下：
(1)将铜盐溶于适量的溶剂①中，然后用有机溶剂②稀释到一定体积；
(2)向上述溶液中加入一定量的表面改性剂，充分搅拌，得溶液I；
(3)将还原剂溶于适量的溶剂③中，再用有机溶剂②稀释到一定体积，得 溶液II；
(4)先将溶液I移入四口瓶中，通入保护性气体，安装好回流冷凝装置， 控制反应温度在20～120℃，优选40～80℃，然后在剧烈搅拌下迅速加入溶液II；
(5)反应一段时间(3～22小时)后，趁热抽滤，并用热的有机溶剂②充分 洗涤，然后收集产物，并在真空中干燥。
所说的铜盐可以选自硫酸铜、氯化铜、溴化铜、硝酸铜、氯酸铜等可溶性 无机盐，也可以选自甲酸铜、醋酸铜、草酸铜等可溶性有机盐。铜离子的初始 反应浓度为：0.03～0.1mol/l。
所说的还原剂选自硼氢化钾、硼氢化钠、次磷酸、水合肼、次亚磷酸钠、 连二亚硫酸钠、N，N，N′，N′-四甲基对苯二胺中的一种。还原剂与铜离子的摩尔 比为1∶1～20∶1，最佳为2∶1～10∶1。
所说的表面改性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、油酸钾、硬脂 酸钠、失水山梨醇单月桂酸脂、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸脂、聚乙 二醇(400)、烷基醇磷酸酯、十二烷甜菜碱、C 12-18脂肪醇聚氧乙烯醚(3，7，10)、 脂肪酸聚氧乙烯醚(15)、烷基酚聚氧乙烯醚(7)、脂肪胺聚氧乙烯醚(15)中 的一种或多种混合物。表面改性剂与铜离子的摩尔比为0.1∶1～10∶1，最佳为 1∶1～6∶1。
所说的溶剂①为去离子水、甘油、甲醇、无水乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、 异丁醉中的一种或多种混合物；
所说的有机溶剂②为甲醇、无水乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇中的 一种或多种混合物。
所说的溶剂③为去离子水、甘油、无水乙醇、三乙醇胺、丙醇、异丙醇、 丁醇、异丁醇中的一种或多种混合物；
所说的保护性气体为氮气、氩气、氢气中的任意一种。
上述步骤(1)和(3)的适量溶剂指的是能够正好使所需要的物质溶解。
2.含亲油性纳米铜粉的润滑油添加剂的制备
一种具有减摩、抗磨和修复作用的润滑油添加剂，其特征是该润滑油添加 剂的重量百分含量主要由基础油90～95％、本发明涉及的亲油性纳米铜粉 0.1～10％(最佳为0.5～5％)、分散剂1～20％(最佳为5～10％)组成。
所说的基础油选自15W-40/SF、10W/30、SF/CD、15W/40、SE/CC等发动 机油。
所说的分散剂选自聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯马来酸乙二醇酯、聚异 丁烯马来酸二甘醇酯、聚异丁烯马来酸三甘醇酯、聚异丁烯马来酸甘油酯、聚 异丁烯马来酸三乙醇胺酯、聚异丁烯马来酸山梨醇酯、聚异丁烯马来酸季戊四 醇酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸脂、C 12-18脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙 二醇辛基苯基醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种混合物。
本发明的具有减摩、抗磨和修复作用的润滑油添加剂的制备方法是将基础 油、亲油性纳米铜粉和分散剂按比例混合，再用超声波振荡或在25～40℃温度下 球磨均化处理20～30小时，即可得到本发明的产品。
本发明的润滑油添加剂在使用前与润滑油按比例1∶(5～50)的体积比混合 均匀即可。
下面将结合实施例及附图更加详细地说明本发明。
附图说明
图1：按实施例1制得的亲油性纳米铜粉的透射电镜(TEM)图。
图2：基础油15W-40/SF及由不同分散工艺制得的含0.1％亲油性纳米铜粉 的润滑油其摩擦系数随时间变化曲线图。
具体实施方式
实施例1：称取乙酸铜1.3g溶于30ml无水乙醇，再用无水乙醇稀释至90ml， 然后移入250ml四口瓶中，加入2.2g十二烷基苯磺酸钠，充分搅拌，然后升温 至65℃；另外称取次亚磷酸钠3.4g溶于5ml甘油与40ml无水乙醇的混合溶剂 中，然后在充分搅拌及氢气保护的条件下迅速移入四口瓶中。反应20h后，趁 热抽滤，并用热的无水乙醇洗涤数次，然后收集产物，在真空中干燥。产物的 透射电镜照片见说明书附图图1，从图中可以看出，粉体的颗粒粒径在5nm左 右，分散性好。
实施例2：称取氯化铜1.1g溶于15ml无水乙醇，再用无水乙醇稀释至 100ml，然后移入250ml四口瓶中，在充分搅拌的条件下加入13ml聚氧乙烯(20) 失水山梨醇单月桂酸脂，然后升温至80℃；另外称取次亚磷酸钠3.4g溶于3ml 去离子水中，然后在充分搅拌及氢气保护的条件下迅速移入四口瓶中。反应4h 后，趁热抽滤，并用热的无水乙醇洗涤数次，然后收集产物，在真空中干燥。
实施例3：称取乙酸铜1.3g溶于30ml无水乙醇，再用无水乙醇稀释至90ml， 然后移入250ml四口瓶中，在充分搅拌的条件下加入13ml聚氧乙烯(20)失水 山梨醇单月桂酸脂和7ml油酸，然后升温至73℃；另外称取次亚磷酸钠3.4g溶 于5ml甘油与40ml无水乙醇的混合溶剂中，然后在充分搅拌及氢气保护的条件 下迅速移入四口瓶中。反应5h后，趁热抽滤，并用热的无水乙醇洗涤数次，然 后收集产物，在真空中干燥。
实施例4：称取乙酸铜1.3g溶于30ml无水乙醇，再用无水乙醇稀释至90ml， 然后移入250ml四口瓶中，在充分搅拌的条件下加入13ml月桂醇聚氧乙烯醚， 然后升温至63℃；另外称取硼氢化钾1g溶于5ml三乙醇胺与40ml无水乙醇的 混合溶剂中，然后在充分搅拌及氢气保护的条件下迅速移入四口瓶中。反应3.5h 后，趁热抽滤，并用热的无水乙醇洗涤数次，然后收集产物，在真空中干燥。
实施例5：称取实施例1制得的粉体0.8g，量取聚乙二醇辛基苯基醚5ml， 15W-40/SF汽油机油200ml，混合后在40℃下球磨均化24h。结果表明，所得 到的纳米铜润滑油添加剂具有很好的分散稳定性。
实施例6：称取实施例1制得的粉体0.8g，量取聚乙二醇辛基苯基醚5ml， 15W-40/SF汽油机油200ml，混合后用超声波振荡24h。结果表明，所得到的纳 米铜润滑油添加剂具有很好的分散稳定性。
实施例7：将实施例5及实施例6制得的润滑油添加剂分别以1∶5的比例 兑入到15W-40/SF汽油机油中，混合均匀，然后在T-11摩擦磨损试验机上进行 摩擦磨损实验。按不同分散工艺制得的含亲油性纳米铜粉的润滑油及基础油 15W-40/SF的摩擦系数随时间变化曲线见说明书附图图2。
从图中可以看出基础油的摩擦系数约为0.068，采用超声波分散和球磨分散 的含纳米铜润滑油其摩擦系数分别为0.04和0.05，与基础油的摩擦系数相比， 分别减小了41.2％和26.5％，由此可以

Результаты (русский) 1:

Новый смазочное масло добавки, содержащие липофильных стальным нано порошки Технические области изобретение относится к технической области нано технологий и техники и моторного масла. Говоря более конкретно настоящее изобретение относится к новой Смазочные добавки, содержащие растворимый порошок меди Nano, включая подготовку растворимых Nano Медь порошок метода нано медного порошка в смазка дисперсии метода. 背景技术 液体润滑是目前应用最为广泛的一种润滑方式，它是通过把润 滑液分子吸附在金属表面上，形成一层液体膜，以此来隔阻摩擦表面粗糙微凸 体的接触，达到润滑的作用。由于液体的理化性质受摩擦面运动时或环境变化 时产生的温度、压力等因素变化影响较大，难以在相互接触的摩擦表面长久地 维持液膜的承压能力，隔阻粗糙微凸体的接触，使摩擦面的摩擦系数增大，金 属表面产生裂纹，金属发生磨损。从而可知，润滑材料是非常重要的。在现有 润滑技术中，为了弥补纯液体润滑的缺陷，主要解决办法是向润滑液中加入各 种有机、无机化合物，这些物质大致可以归为以下几类：①含硫、磷、氯等活 性元素的有机化合物，如硫化异丁烯等；②有机金属化合物，如二烷基二硫代 磷酸锌等；③具有层状等特殊结构的固体润滑剂，如二硫化钼等。专利 CN1362500A、CN1360013A、CN1360014A、CN1360015A公布了采用向润滑液 中加入各种有机、无机化合物，以改善润滑液的理化性能，提高润滑油的摩擦 学性能的方法。上述第①②类抗磨减磨剂大都是油溶性化合物，在边界润滑和 混合润滑条件下，通过热分解等方式，在金属磨斑的表面形成吸附膜、反应膜 或渗透膜，从而改善摩擦面的润滑状态。但是，当摩擦温升较高时，这些化合 物中的某些分解产物会对金属(如含银、锡)轴承材料有腐蚀作用，同时在高 温时的分解消耗，使其性能降低。另外，这些化合物不具有自修复功能，再者， 它们的合成工艺复杂，对环境还会造成污染。至于第③种，其中一些物质遇水 会生成酸，在摩擦面产生腐蚀，因而使其应用范围受到限制。另外，在较低温 度条件下，其润滑性能较前两种差。 随着纳米技术的发展，科学家们发现，将超细的铜或铜合金粉末加入到润 滑油中，可使润滑性能提高10倍以上，并能显著降低机械部件间的磨损，同时 具有自修复功能，提高燃料效率，改善动力性能，延长使用寿命(何峰，等.润 滑与密封.1997，(5)：65-66.)。现有理论认为，纳米金属粒子作为润滑油添加剂之 所以能够在很大程度上提高润滑油的摩擦学性能，主要是通过以下几个方面实 现的： 1.纳米金属粒子比较小的几何尺寸，可以在润滑液中起到承压骨架的作用； 2.在摩擦进行时，纳米金属粒子可以部分地渗入金属表面，直接改变摩擦 表面上的金属结构，使其硬度发生变化，抗氧化、抗腐蚀、耐磨性能得 到改善； 3.未渗入金属表面的的纳米金属微粒可以填充在摩擦表面的凹陷中，以提 高摩擦面上的承载面积，也可以在粗糙微凸体的剪切下或温度压力变化 下与环境中的其他物质化合成具有层状晶格结构的优良固体润滑材料； 4.部分纳米金属粒子还可以在摩擦面以其团块形状，夹杂在层状结构的材 料中，使滑动摩擦中具有部分滚动摩擦。 已发表的专利CN1255522公布了用铜及铜-锌合金微粉、基础润滑油、分 散剂多烯基丁二酰亚胺或单烯基丁二酰亚胺、抗氧抗腐剂二烃基二硫代磷酸锌 以及抗泡剂二甲基硅油制备润滑油添加剂的方法，将制得的润滑油添加剂兑入 到机油内，使机油的摩擦学性能得到了很大的提高。 然而，由于纳米微粒的特有属性，如粒径小，表面能高，原子配位不足等， 使得它们极不稳定，很容易与其它粒子结合，发生团聚；另外，纳米金属粒子 的非亲油性，也使得它们在润滑油中分散不好，很容易沉降下来，团聚长大， 靠外加分散剂的办法也难以达到满意的分散效果。因此要获得具有很好分散性、 稳定性以及性能优良的纳米铜润滑油添加剂，纳米铜粉的制备是一个关键。 目前制备铜粉的方法，主要是通过还原反应将二价铜离子还原为铜原子， 其中二价铜离子可以来自铜的氧化物、氢氧化物以及铜的各种无机有机盐类(如 硫酸铜、氯化铜、甲酸铜等)；还原剂可以是气体(如氢气、一氧化碳)，也可 以是硼氢化钾、次磷酸、肼、氢醌、多元醇等固液态物质；反应体系可以选择 在水相或有机相或混合相。专利CN1188700A公开了用连二亚硫酸钠为还原剂， 在水与有机物质的混合溶剂中将二价铜离子还原，制得粒径约为20～30nm的铜 粉的方法。专利CN1381328A则提供了在多元醇溶剂中，在较高温度与压力下 用氢还原铜盐制得铜粉的方法。现有这些方法虽然大都能制得几十纳米至几百 纳米的金属粒子，但由于铜纳米粒子在制备过程中表面未得到很好的改性，没 有把它们的制备与应用相结合，因而在用于制备纳米铜润滑油添加剂时，所遇 到的亲油性与分散性问题并没有得到解决。 发明内容 本发明的目的是提供一种具有减摩、抗磨和自修复作用的含亲 油性纳米铜粉的新型润滑油添加剂。 本发明的另一目的是提供一种制备表面经改性的具有亲油性的纳米金属铜 粉的方法。 本发明的另一目的是提供一种制备润滑油添加剂的方法。 本发明的主要优势在于： 1.本发明涉及的含亲油性纳米铜粉的润滑油添加剂，能够明显提高润滑油 的润滑性能。其基本特征在于与未添加本发明涉及的纳米铜粉的润滑油 相比，添加了本发明涉及的纳米铜粉的润滑油其摩擦磨损性能有了明显 的改善，并具有自修复作用。 2.本发明针对纳米金属粒子容易团聚长大的问题，设计了纳米铜粉的制备 与表面改性一步完成的方案，使制得的纳米铜粉具有很好的分散性。其 基本特征在于粒径小于15nm。 3.本发明针对纳米铜粉与润滑油亲和性差的问题，将表面改性纳米铜粉的 方法与纳米铜粉的应用目的相结合，使制得的纳米铜粉具有很好的亲油 性。其基本特征在于纳米铜粉在润滑油中具有很好的分散稳定性。 4.本发明中所采用的有机溶剂可以回收利用，既降低成本，又减少了对环 境的污染。 本发明主要采用以下技术方案： 1.亲油性纳米铜粉的制备 采用在液相体系中，用还原剂将二价铜离子还原成铜粉的方法。具体步骤 依次如下： (1)将铜盐溶于适量的溶剂①中，然后用有机溶剂②稀释到一定体积； (2)向上述溶液中加入一定量的表面改性剂，充分搅拌，得溶液I； (3)将还原剂溶于适量的溶剂③中，再用有机溶剂②稀释到一定体积，得 溶液II； (4)先将溶液I移入四口瓶中，通入保护性气体，安装好回流冷凝装置， 控制反应温度在20～120℃，优选40～80℃，然后在剧烈搅拌下迅速加入溶液II；
(5)反应一段时间(3～22小时)后，趁热抽滤，并用热的有机溶剂②充分 洗涤，然后收集产物，并在真空中干燥。
所说的铜盐可以选自硫酸铜、氯化铜、溴化铜、硝酸铜、氯酸铜等可溶性 无机盐，也可以选自甲酸铜、醋酸铜、草酸铜等可溶性有机盐。铜离子的初始 反应浓度为：0.03～0.1mol/l。
所说的还原剂选自硼氢化钾、硼氢化钠、次磷酸、水合肼、次亚磷酸钠、 连二亚硫酸钠、N，N，N′，N′-四甲基对苯二胺中的一种。还原剂与铜离子的摩尔 比为1∶1～20∶1，最佳为2∶1～10∶1。
所说的表面改性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、油酸钾、硬脂 酸钠、失水山梨醇单月桂酸脂、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸脂、聚乙 二醇(400)、烷基醇磷酸酯、十二烷甜菜碱、C 12-18脂肪醇聚氧乙烯醚(3，7，10)、 脂肪酸聚氧乙烯醚(15)、烷基酚聚氧乙烯醚(7)、脂肪胺聚氧乙烯醚(15)中 的一种或多种混合物。表面改性剂与铜离子的摩尔比为0.1∶1～10∶1，最佳为 1∶1～6∶1。
所说的溶剂①为去离子水、甘油、甲醇、无水乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、 异丁醉中的一种或多种混合物；
所说的有机溶剂②为甲醇、无水乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇中的 一种或多种混合物。
所说的溶剂③为去离子水、甘油、无水乙醇、三乙醇胺、丙醇、异丙醇、 丁醇、异丁醇中的一种或多种混合物；
所说的保护性气体为氮气、氩气、氢气中的任意一种。
上述步骤(1)和(3)的适量溶剂指的是能够正好使所需要的物质溶解。
2.含亲油性纳米铜粉的润滑油添加剂的制备
一种具有减摩、抗磨和修复作用的润滑油添加剂，其特征是该润滑油添加 剂的重量百分含量主要由基础油90～95％、本发明涉及的亲油性纳米铜粉 0.1～10％(最佳为0.5～5％)、分散剂1～20％(最佳为5～10％)组成。
所说的基础油选自15W-40/SF、10W/30、SF/CD、15W/40、SE/CC等发动 机油。
所说的分散剂选自聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯马来酸乙二醇酯、聚异 丁烯马来酸二甘醇酯、聚异丁烯马来酸三甘醇酯、聚异丁烯马来酸甘油酯、聚 异丁烯马来酸三乙醇胺酯、聚异丁烯马来酸山梨醇酯、聚异丁烯马来酸季戊四 醇酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇单月桂酸脂、C 12-18脂肪醇聚氧乙烯醚、聚乙 二醇辛基苯基醚、壬基酚聚氧乙烯醚中的一种或多种混合物。
本发明的具有减摩、抗磨和修复作用的润滑油添加剂的制备方法是将基础 油、亲油性纳米铜粉和分散剂按比例混合，再用超声波振荡或在25～40℃温度下 球磨均化处理20～30小时，即可得到本发明的产品。
本发明的润滑油添加剂在使用前与润滑油按比例1∶(5～50)的体积比混合 均匀即可。
下面将结合实施例及附图更加详细地说明本发明。
附图说明
图1：按实施例1制得的亲油性纳米铜粉的透射电镜(TEM)图。
图2：基础油15W-40/SF及由不同分散工艺制得的含0.1％亲油性纳米铜粉 的润滑油其摩擦系数随时间变化曲线图。
具体实施方式
实施例1：称取乙酸铜1.3g溶于30ml无水乙醇，再用无水乙醇稀释至90ml， 然后移入250ml四口瓶中，加入2.2g十二烷基苯磺酸钠，充分搅拌，然后升温 至65℃；另外称取次亚磷酸钠3.4g溶于5ml甘油与40ml无水乙醇的混合溶剂 中，然后在充分搅拌及氢气保护的条件下迅速移入四口瓶中。反应20h后，趁 热抽滤，并用热的无水乙醇洗涤数次，然后收集产物，在真空中干燥。产物的 透射电镜照片见说明书附图图1，从图中可以看出，粉体的颗粒粒径在5nm左 右，分散性好。
实施例2：称取氯化铜1.1g溶于15ml无水乙醇，再用无水乙醇稀释至 100ml，然后移入250ml四口瓶中，在充分搅拌的条件下加入13ml聚氧乙烯(20) 失水山梨醇单月桂酸脂，然后升温至80℃；另外称取次亚磷酸钠3.4g溶于3ml 去离子水中，然后在充分搅拌及氢气保护的条件下迅速移入四口瓶中。反应4h 后，趁热抽滤，并用热的无水乙醇洗涤数次，然后收集产物，在真空中干燥。
实施例3：称取乙酸铜1.3g溶于30ml无水乙醇，再用无水乙醇稀释至90ml， 然后移入250ml四口瓶中，在充分搅拌的条件下加入13ml聚氧乙烯(20)失水 山梨醇单月桂酸脂和7ml油酸，然后升温至73℃；另外称取次亚磷酸钠3.4g溶 于5ml甘油与40ml无水乙醇的混合溶剂中，然后在充分搅拌及氢气保护的条件 下迅速移入四口瓶中。反应5h后，趁热抽滤，并用热的无水乙醇洗涤数次，然 后收集产物，在真空中干燥。
实施例4：称取乙酸铜1.3g溶于30ml无水乙醇，再用无水乙醇稀释至90ml， 然后移入250ml四口瓶中，在充分搅拌的条件下加入13ml月桂醇聚氧乙烯醚， 然后升温至63℃；另外称取硼氢化钾1g溶于5ml三乙醇胺与40ml无水乙醇的 混合溶剂中，然后在充分搅拌及氢气保护的条件下迅速移入四口瓶中。反应3.5h 后，趁热抽滤，并用热的无水乙醇洗涤数次，然后收集产物，在真空中干燥。
实施例5：称取实施例1制得的粉体0.8g，量取聚乙二醇辛基苯基醚5ml， 15W-40/SF汽油机油200ml，混合后在40℃下球磨均化24h。结果表明，所得 到的纳米铜润滑油添加剂具有很好的分散稳定性。
实施例6：称取实施例1制得的粉体0.8g，量取聚乙二醇辛基苯基醚5ml， 15W-40/SF汽油机油200ml，混合后用超声波振荡24h。结果表明，所得到的纳 米铜润滑油添加剂具有很好的分散稳定性。
实施例7：将实施例5及实施例6制得的润滑油添加剂分别以1∶5的比例 兑入到15W-40/SF汽油机油中，混合均匀，然后在T-11摩擦磨损试验机上进行 摩擦磨损实验。按不同分散工艺制得的含亲油性纳米铜粉的润滑油及基础油 15W-40/SF的摩擦系数随时间变化曲线见说明书附图图2。
从图中可以看出基础油的摩擦系数约为0.068，采用超声波分散和球磨分散 的含纳米铜润滑油其摩擦系数分别为0.04和0.05，与基础油的摩擦系数相比， 分别减小了41.2％和26.5％，由此可以

Результаты (русский) 2:

Новые нано-присадки к смазочным маслам, содержащие липофильные стальной порошок Настоящее изобретение относится к технологии нефти нано-механических и двигателя и искусства. Более конкретно, настоящее изобретение относится к липофильной наночастиц меди, содержащие новые присадок к смазочным маслам, в том числе подготовки липофильный наночастицы меди и медных наночастиц в способе дисперси в масле. Предпосылки жидкий смазочный материал в настоящее время наиболее широко используется в качестве смазки, это через смазочных жидкостей молекул, адсорбированных на поверхности металла, слой жидкой пленки формируется для того, чтобы заглушать трения шероховатость поверхности неровности контакта, достигают смазки Роль. Из-за физических и химических свойств жидкости, движением или поверхностей трения изменений температуры, генерируемых изменениям окружающей среды, давление и другие факторы большой, трудно поддерживать длительный пленки несущей способности поверхностей трения в контакте друг с другом, заглушать грубую неровностей контактная поверхность трения коэффициент трения возрастает, металлические поверхности трещины, металл износ происходит. Таким образом, понятно, смазочное вещество является очень важным. В известной технологии смазки, для того, чтобы компенсировать чистой жидкости дефектов смазки, главным образом, раствор добавляют к смазочной жидкости в различных органических и неорганических соединений, эти вещества могут быть широко классифицированы на следующие категории: ① сера, фосфор, хлор и другие активные органические элементы, такие как сульфированные изобутилена и т.д., ② металлоорганическое соединение, такое как диалкилдитиофосфат цинка, ③ т.п., имеющего удельную слоистой структурой твердые смазки, такие как дисульфид молибдена и тому подобное. Патент CN1362500A, CN1360013A, CN1360014A, CN1360015A опубликованы с помощью смазочные жидкости был добавлен в различных органических и неорганических соединений, с тем чтобы улучшить физические и химические свойства смазочной жидкости, смазочные улучшить трибологические характеристики. ①② первые модификаторы трения класс износа в основном растворимые в масле соединения, в соответствии с граничной смазки и смешанных условиях смазки, в результате термического разложения, и т.д., на поверхности изношенного металла адсорбции мембраны, мембраны или мембранного реактора проницаемой, тем самым улучшая поверхность трения состояние смазки. Однако, когда высокая температура трения, некоторые из этих соединений имеют продукт разложения металла (например, серебро, олово), несущие материалы имеют разрушительное воздействие, потребляя разложением при высоких температурах, так что снижение производительности. Кроме того, эти соединения не имеют функцию самовосстановления, более того, их процесс синтеза является сложной, но также и загрязняет окружающую среду. В качестве первых видов ③, в том числе некоторые материалы с водой будет генерировать кислотную коррозию на поверхности трения, и таким образом его применение ограничено в объеме. Кроме того, при более низких температурах, его бедных смазывающие свойства, чем первые два. С развитием нанотехнологий, ученые обнаружили, что ультрадисперсный меди или медного сплава порошок добавляют к смазочным маслам, смазочным производительность может быть увеличена в 10 раз, и может значительно уменьшить износ механических частей между, в то время как функция самовосстановления повысить эффективность использования топлива, улучшить динамические характеристики, длительный срок службы (Он Фэн, ET смазки и уплотнения 1997, (5): 65-66.). Существующие теория предполагает, что нано частицы металла, как присадок к смазочным маслам смогли улучшить триболо- смазочного масла в значительной степени, в основном достигается за счет следующих аспектов: 1. наночастиц металлов являются относительно небольшие геометрические, может играют важную роль в смазочном давления текучей среды в скелете; 2. трение, частицы нано металлов могут частично проникать в поверхность металла, металлическая конструкция изменения непосредственно на поверхности трения, изменение твердости, антиокислительные, антикоррозионные, улучшенная износостойкость; 3. не проникают в металлическую поверхность частиц нано металлов могут быть заполнены поверхности трения выемки, с тем чтобы улучшить опорной поверхности фрикционной поверхности, а также может варьировать у сдвига грубой давления неровностей или температуры Под синтеза других веществ в окружающей среде с отличной структурой твердого смазочного материала слоистых решетки; 4. Некоторые частицы нано металлов также может быть фрикционную поверхность с массой в виде включений в слоистой структуре материала, так что трения скольжения В частичной трения качения. Опубликованных патентных CN1255522 раскрывает использование меди и медных - цинкового сплава порошка, базового масла, диспергаторы полиеновых сукцинимид или моноалкенилуглеводорода сукцинимид, Антикоррозионные агенты dihydrocarbyldithiophosphate Способ цинка и антипенные агенты диметикон подготовка присадок к смазочным маслам, получаемые присадки к смазочным маслам смешиваться с маслом, так что трибологические свойства масла была значительно улучшена. Тем не менее, из-за уникальных свойств наночастиц, например, малым размером частиц, высокой поверхностной энергией, недостаточной атома координации, таким образом, что они чрезвычайно неустойчивы, легко сочетать с другими частицами, агломерации, кроме того, не-липофильные частицы нано металлов, также делает их плохому диспергированию в масле, легко урегулировать, совокупная вырос на дополнительной диспергатора образом слишком трудно достичь удовлетворительной дисперсии. Поэтому, чтобы получить хорошее распределение, стабильность и превосходную производительность нанометрового меди присадок к смазочным маслам, нано меди является ключевым. Современные методы подготовки медного порошка, в основном за счет реакции восстановления ионов двухвалентной меди восстанавливаются до атомов меди, в котором ионы двухвалентной меди может поступать из различных неорганических и органических солей оксидов меди, гидроксиды и меди (например, сульфата меди , хлорид меди, формиата меди и т.д.); восстановителя может быть газ (например, водород, монооксид углерода), также могут быть калия боргидрид, гипофосфит, гидразин, гидрохинон, твердой и жидкой полиолы и т.п. вещества; реакционная система может быть выбрана в воде фаза или органической фазы или смешанной фазы. Патент CN1188700A описывает использование гидросульфита натрия в качестве восстановителя, в растворителе для смешивания меди снижение ионов воды и органического материала, имеющего диаметр частиц 20 ~ 30 нм меди методом порошковой о. Патент CN1381328A обеспечивает полиола растворитель, при повышенной температуре и давлении с восстановлением водородом меди, чтобы получить порошок меди методом. Хотя эти методы существующие большие металлические частицы могут быть получены путем нескольких десятков нанометров до нескольких сотен нанометров, но из-за наночастиц меди в процессе производства не было очень хорошо с модифицированной поверхностью без приготовления и применения их комбинации, которые в при использовании в подготовке нано-меди присадок к смазочным маслам, они столкнулись липофильный и проблемы дисперсионные не были решены. Объектом настоящего изобретения является обеспечение трение, износ, и новые самовосстанавливающиеся присадки к смазочным маслам, содержащие липофильное нанометрового медного порошка. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание способа получения модифицированной поверхностью нано-металлического меди, имеющей липофильную подход. Еще одной задачей настоящего изобретения является создание способа получения присадок к смазочным маслам. Основное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что: 1. Настоящее изобретение относится к наночастиц меди содержащих липофильные присадки к смазочным маслам, может значительно повысить производительность смазочного масла смазки. По сравнению с основными характеристиками, которые не добавляют настоящему изобретению наночастиц меди смазочное масло, добавить Настоящее изобретение относится к наночастицы меди трения и износа свойства смазочного масла, которая была значительно улучшена, и самовосстановления. 2. Настоящее изобретение направлено на наночастиц металлов, как правило, для объединения вырос проблему, разработать способ получения наночастицы меди и модификации поверхности шаг для завершения программы, так что полученные наночастицы меди имеют хорошую дисперсию. Отличающийся тем, что размер частиц составляет менее 15 нм основного. 3. Настоящее изобретение направлено на наночастиц меди проблему плохого сродства со смазочным маслом, при этом способ модификации поверхности и применение наночастиц меди, сочетающих наночастицы меди цель сделать наночастицы меди, приготовленные с хорошей липофильностью. Ее основные характеристики, что наночастицы меди имеют хорошую стабильность дисперсии в масле. Органический растворитель, используемый в настоящем изобретении, могут быть переработаны, с тем чтобы снизить затраты, но также и уменьшить загрязнение окружающей среды. Настоящее изобретение, главным образом, принимает следующую техническую схему: 1. Приготовление липофильных наночастиц меди с использованием системы жидкой фазе, с восстанавливающим агентом, чтобы восстановить двухвалентной меди ионы меди в подход. Конкретные шаги в следующей последовательности: (1) соль меди, растворенного в соответствующем количестве растворителя в ①, ② и затем разбавляют с помощью органического растворителя к определенного объема; (2) К вышеуказанному раствору добавляли некоторое количество модификатора поверхности, в достаточной степени перемешивали для получения решения Я; (3) восстановитель, растворенного в соответствующем количестве в ③ растворителя, ② органическом растворителе и затем разбавляли до объема с получением раствора II; (4) первый раствор я переведен в четырех бутылок, переходят в защитном газе, установка Хорошо рефлюкс конденсата средство для регулирования температуры реакции при 20 ~ 120 ℃, предпочтительно 40 ~ 80 ° C, а затем быстро и при интенсивном добавили перемешивании раствор II; (5) реакции период времени (от 3 до 22 часов), горячим фильтрованием и сушат ② горячий органический растворитель тщательно промывают, а затем продукт собирают и сушат в вакууме. Он отметил, соли меди могут быть выбраны из сульфата меди, хлорида меди, бромид меди, нитрата меди, медных растворимых перхлорат неорганических солей, растворимых органических солей могут быть выбраны из формиата меди, ацетат меди, оксалат и тому подобное. Начальная концентрация реакции ионов меди: 0,03 ~ 0,1 моль / л. Указанный восстановитель выбирают из боргидрида калия, борогидрид натрия, фосфорноватистой кислоты, гидрата гидразина, гипосульфита натрия, дитионит натрия, N, N, N ', N'-тетраметил-п-фенилендиамина в виды. Молярное отношение восстанавливающего агента и ионов меди в 1/1 до 20: 1 лучших 2: 1 ~ 10: 1. Это говорит, модификатор поверхности в лаурилсульфат натрия, додецилбензолсульфонат натрия, калия, олеат натрия, стеарат сорбитан монолаурат, полиоксиэтилен (20) сорбитан монолаурат, полиэтиленгликоль (400), алкиловый спирт фосфат, додецил бетаин, C 12-18 этоксилаты жирных спиртов (3,7,10), этоксилаты жирных кислот (15), полиоксиэтилена алкилфенол эфир (7), полиоксиэтилена и жирных аминов (15) в одном или более из смеси. Молярное отношение модификатора поверхности и ионов меди 0,1 ~ 10: 1, наиболее предпочтительно от 1/1 до 6: 1. ① указанный растворитель представляет собой деионизированной воды, глицерин, метанол, этанол, пропанол, изопропанол, бутанол, изобутанол и пили смесь одного или более; ② указанный органический растворитель представляет собой метанол, этанол , пропанол, изопропанол, бутанол, изобутанол в одном или более из смеси. ③ указанный растворитель представляет собой деионизированной воды, глицерин, этанол, триэтаноламин, пропанол, изопропанол, бутанол, изобутанол в одном или более из смеси; причем защитный газ представляет собой азот, аргон, водород, любой. Описанные выше действия (1) и (3) соответствующее количество растворителя относится к веществу, способному точно выделить желаемый растворение. 2. Подготовка наночастиц меди, содержащих липофильный присадку к смазочным маслам, имеющего трения, износа и ремонт присадок к смазочным маслам, в котором массовое процентное содержание смазочного масла присадки базовой основном от 90 до 95% Настоящее изобретение относится к липофильной наночастиц меди от 0,1 до 10% (наиболее предпочтительно от 0,5 до 5%), диспергаторы от 1 до 20% (лучше от 5 до 10%) компонентов. Указанного базового масла выбирают из 15W-40 / SF, 10W / ​​30, SF / CD, 15W / 40, SE / CC моторное масло и т.д. Это говорит, диспергатор выбирают из полиизобутилена, полиизобутилен сукцинимид малеиновой кислоты, этиленгликоль, полиэтиленгликоль метакрилата малеата, полиизобутилен малеиновый триэтиленгликоль кислоты гликоль, полиизобутилен малеиновый кислоты глицериды, полиизобутилен малеиновой кислоты, триэтаноламин, эфиры сорбита полиизобутилен малеиновой кислоты, малеинового полиизобутилен пентаэритрита кислоты, полиоксиэтилен (20) монолаурат сорбита, C 12-18 жирных спиртов полиоксиэтиленовые эфиры, полиэтиленгликоль октилфенил эфир, простой эфир нонилфенола одного или более из них. Приготовление присадок к смазочным маслам есть трение, износ и ремонт настоящего изобретения является базовое масло, липофильный наночастиц меди и диспергатора, смешанного в пропорции, то ультразвуковых колебаний или при температуре 25 ~ 40 ℃ были фрезерования обработки от 20 до 30 часов, можно получить продукт по настоящему изобретению. Смазочное масло добавка по настоящему изобретению перед использованием смазочного масла в соотношении 1: (от 5 до 50) имеет объемное соотношение смешанный равномерно. Следующие примеры и в сочетании с прилагаемыми чертежами иллюстрируют изобретение более подробно. Краткое описание рисунке 1: Пример 1 получали путем липофильный воплощением наночастицы меди ТЕА (ТЕА) на фиг. Рисунок 2: Базовое масло 15W-40 / SF-смазочные материалы наночастиц меди от другого процесса дисперсии, полученной, содержащей 0,1% Коэффициент трения по сравнению с липофильный кривой времени. Подробное описание Пример 1: Взвешивают 1,3 г ацетата меди растворили в 30 мл абсолютного этанола, абсолютного спирта и затем разбавляли до 90 мл, 250 мл и затем переносили в четырех бутылок, был добавлен 2,2 г додецилбензолсульфонат натрия, полностью перемешивают, затем нагревают до 65 ºС; Кроме того, указанный смешанный растворитель Гипофосфит принять 5 мл глицерина и 3,4 г растворенного в 40 мл безводного этанола, а затем быстро перемещается в четырехгорлую колбу достаточно перемешивали и водорода в условиях защиты. После 20 ч реакции горячим фильтрованием и промывают гор чим этанолом несколько раз, и затем продукт собирают и сушат в вакууме. ТЕМ продукт рисунок 1, это может быть видно из рисунка, диаметр частиц порошка около 5 нм, хорошей дисперсии. Пример 2: Взвешивают 1,1 г хлорида меди, растворенного в 15 мл абсолютного этанола, абсолютного этанола и затем разбавили до 100 мл, 250 мл и затем переносили в четырехгорлую колбу в, при достаточных условиях перемешивания добавляли 13 мл из полиоксиэтилен (20) Потеря сорбитанмонолаурат, затем нагревали до 80 °; дополнительно взвешены Гипофосфит 3,4 г натрия, растворенного в 3 мл деионизированной воды, а затем быстро перемещается в четырехгорлую колбу достаточно перемешиваемой и водород в условиях защиты. После реакции 4H, горячим фильтрованием и промывали этанолом несколько горячей раз, а затем продукт собирают и сушат в вакууме. Пример 3: Взвешивают 1,3 г ацетата меди растворили в 30 мл абсолютного этанола, абсолютного спирта и затем разбавляли до 90 мл, 250 мл и затем переносили в четырехгорлую колбу в, при достаточных условиях перемешивания добавляли 13 мл полиоксиэтилен (20) сорбитан и в другие времена весил 3,4 г фосфата натрия растворяют в смешанном растворителе из этилена и 5 мл 40 мл безводного этанола, глицерина, а затем размешивают и водорода, защищенные условия; сорбит монолаурат и 7 мл олеиновой кислоты, а затем нагревали до 73 ℃ быстро переехал в четырех бутылок. После реакции 5H, горячим фильтрованием и промывали этанолом несколько горячей раз, а затем продукт собирают и сушат в вакууме. Пример 4: Взвешивают 1,3 г ацетата меди, растворенного в 30 мл безводного этанола, этанол и затем разбавляли до 90 мл, 250 мл четырехгорлую колбу и затем переносили в полном перемешивании добавили 13 мл лауриловый эфир полиоксиэтилена, то нагревается до 63 ℃; дополнительное взвешивание 1g в 5 мл боргидрид калия триэтаноламин смешанный растворитель 40 мл безводного этанола, а затем быстро перемещается в четырехгорлую колбу достаточно перемешивали и водорода в условиях защиты. После 3,5 ч реакционную, горячим фильтрованием и промывали этанолом несколько горячей раз, а затем продукт собирают и сушат в вакууме. Пример 5: Взвешивание 0,8 г 1 осуществления порошка, полученного в примере, количество полиэтиленгликол октилфенил 5 мл эфира, 15W-40 / SF масло для бензиновых двигателей 200 мл, после смешивания, фрезерование гомогенизируют при 40 ℃ 24h. Результаты показали, что полученный нано-меди смазки добавка имеет хорошую стабильность дисперсии. Пример 6: Взвешивание 0,8 г 1 осуществления порошка, полученного в примере, количество полиэтиленгликол октилфенил 5 мл эфира, 15W-40 / SF масло для бензиновых двигателей 200 мл, после смешивания ультразвуковых колебаний 24 часов. Результаты показали, что полученный нано-меди смазки добавка имеет хорошую стабильность дисперсии. Пример 7: Пример 5 Пример 6 и получали присадок к смазочным маслам, смешивают в соотношении 1: 5 до 15W-40 / SF бензина моторного масла и хорошо перемешать, затем в тестере износа Т-11 Трение и износ эксперименты. Дисперсии, полученной в соответствии с различными процессами наночастиц меди, содержащих липофильные смазочные материалы и базового масла 15W-40 коэффициент / SF трения по сравнению с временной диаграмме рис 2. Как видно из рисунка, коэффициент трения в базовом масле около 0,068, с использованием ультразвуковой дисперсии и дисперсии смазочных нанометрового меди фрезерных, содержащих коэффициент трения 0,04 и 0,05, соответственно, по сравнению с коэффициентом трения базового масла, были снижены 41,2 % и 26,5%, в результате чего

Результаты (русский) 3:

Нано, содержащий липофильных стали порошок модель смазку присадок


изобретение касается технологии в области нанотехнологии и смазки двигателя механической и технической области.более конкретно, изобретение касается содержащие липофильных нано - медный порошок модель смазочное масло добавка, в том числе липофильных nano метод подготовки медь и нано - медный порошок в смазочное масло метод разгона.
фон технологии жидкой смазки является в настоящее время наиболее широко используется режим смазки, это путем смазки молекулярная адсорбция на металлической поверхности мембраны, сформировать слой жидкости, чтобы перегородка сопротивления трения поверхности необработанных микро - выпуклое тело контакты, достичь смазки роль.Поскольку жидкостей физико - химических свойств движения от трения поверхности или изменения окружающей среды в результате изменения таких факторов, как температура, давление большое влияние в контакт друг с другом, трудно трения поверхности долго поддерживать жидкопленочной несущей способности, сопротивление изоляции необработанных микро - выпуклое тело контакт, с тем чтобы трения поверхности увеличивается коэффициент трения, металлические поверхности трещины, металл происходит износа.Следовательно, смазочные материалы, является очень важным.в существующих технологий в чисто смазка жидкой смазки, для того чтобы компенсировать недостатки, главным образом решения для смазки, добавив различных органических и неорганических соединений, эти вещества в целом можно подразделить на следующие категории: 1), серы, фосфора