專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，屬于潤(rùn)滑油領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代工業(yè)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品提出了更高要求，要在高溫、高壓、高速、重載及腐蝕介質(zhì)的 惡劣環(huán)境下可靠的工作，納米材料的發(fā)展為此提供了支撐，注入了活力，豐富了表面工程的 功能，提高了表面處理質(zhì)量，同時(shí)為了適應(yīng)我國(guó)的國(guó)情，也能大量的節(jié)省能源、資源，有利于 環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)持續(xù)性發(fā)展戰(zhàn)略。以發(fā)動(dòng)機(jī)為例從發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)到潤(rùn)滑油在摩擦表面間完全形成液體潤(rùn)滑油 膜，需要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間。在此期間由于潤(rùn)滑面供油不足，磨損率很高。發(fā)動(dòng)機(jī)一次發(fā)動(dòng)和 走熱，汽缸壁磨損相當(dāng)于汽車(chē)的行駛里程，_18°C時(shí)是210Km，5°C時(shí)是80Km。啟動(dòng)磨損在汽 車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)總磨損中所占的比率一般在50 %以上《潤(rùn)滑材料與潤(rùn)滑技術(shù)》。其主要因素是潤(rùn) 滑系的構(gòu)造和潤(rùn)滑油的流動(dòng)性造成的。20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著人們對(duì)納米材料和技術(shù)的深入研究，發(fā)現(xiàn)納米微粒在潤(rùn) 滑領(lǐng)域表現(xiàn)出來(lái)很優(yōu)異的摩擦性能，以這些納米微粒制成的納米潤(rùn)滑油添加劑可使?jié)櫥?的多相功能得到了幅度的提高，為潤(rùn)滑油領(lǐng)域中長(zhǎng)期存在的難題開(kāi)辟了新的解決途徑。摩擦學(xué)認(rèn)為機(jī)件的摩擦磨損至少與以下的幾個(gè)因素有關(guān)1)摩擦機(jī)件的金屬屬 性，比如說(shuō)銅就比鐵抗磨；2)摩擦機(jī)件的微觀(guān)表面幾何形狀，表面光滑比粗糙的阻力小磨損 少；3)摩擦機(jī)件的運(yùn)動(dòng)形式，滾動(dòng)摩擦就比滑動(dòng)摩擦阻力小磨損少；4)機(jī)件摩擦面之間的 介質(zhì)，用油或水或氣或固體材料作介質(zhì)，效果不一樣；5)機(jī)件摩擦?xí)r的壓力、速度和溫度不 同，結(jié)果都有明顯差異。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于提供一種可有效降低運(yùn)動(dòng)機(jī)件間的摩擦系數(shù)，提高 其抗磨修復(fù)和承載能力、改善工況的多功能納米復(fù)合材料抗磨劑。其技術(shù)解決方案如下
一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，其是由如下重量配比的原料組成 組分名稱(chēng)含量(重量％)
基礎(chǔ)油20. 0 90. 0
無(wú)機(jī)納米金屬及其化合物5. 0 10. 0
分散劑0. 1 0. 5
功能性化合物3. 0 10. 0
有機(jī)溶劑10. 0 150. Oppm
偶聯(lián)劑50. 0 100. Oppm
增效劑0. 1 0. 5
表面改性劑0. 2 1. 0抗磨劑5. 0 10. 0
促進(jìn)劑10. 0 50. 0
粘度改進(jìn)劑0. 1 1. 0
潤(rùn)滑劑2. 5 5. 0
防銹防腐劑0. 1 0. 3
乳化劑0. 5 3. 0
油性劑2. 0 5. 0
上述基礎(chǔ)油為中性石蠟基精制礦物油(40°C運(yùn)動(dòng)粘度為28. 8-35. 2mm2/s)，超精制礦 物油BPl 10、三脂油BP135、MVI750、SE或SF級(jí)的粘度為15w/40的汽油機(jī)油、CC或CD級(jí)的 粘度為15w/40的柴油機(jī)油、100SN、150SN、900DN、600ZW中的一種或幾種的組合物。上述無(wú)機(jī)納米金屬及其化合物為納米氮化硅、納米二氧化硅、碳納米管、納米氧 化鋯、納米氮化鋁、納米銅、納米氧化鋁、納米氟化稀土、納米氮化硼、納米氮化鈦中的一種 或多種物質(zhì)的組合物。上述分散劑為聚二丁烯丁二酰亞胺(T154或T155)、聚二丁烯雙丁二酰亞胺 (LAN152蘭化總廠(chǎng))、聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯胺、聚乙烯-丙烯共聚物、聚烯烴、石油磺酸 鈣、石油磺酸鎂、聚乙二醇、有機(jī)磺酸鈣(T102上海高橋石化公司)、聚異丁烯丁二酰亞胺、聚 異丁烯馬來(lái)酸乙二醇酯、聚異丁烯馬來(lái)酸二甘醇酯、聚異丁烯馬來(lái)酸三甘醇酯、聚異丁烯馬 來(lái)酸山梨醇酯、聚異丁烯馬來(lái)酸季戊四醇酯、油酸、二烷基二硫代磷酸(DDP)中的一種或多 種物質(zhì)的組合物。上述功能性化合物為有機(jī)硅氧烷、有機(jī)羧酸，硼酸，其功能團(tuán)為氨基、雙鍵、環(huán)氧 基，含有其一種或多種物質(zhì)的組合物。上述有機(jī)溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、間甲酚中的 一種或多種物質(zhì)的組合物。上述偶聯(lián)劑為Y-(甲基丙烯酰氧)丙級(jí)三甲氧基硅烷、烷氧基硅烷，含有其一種 或二種物質(zhì)的組合物。上述增效劑為亞磷酸酯、磷酸酯、亞磷酸脂、磷酸脂、磷酸酯銨鹽、磷酸脂銨鹽、硫 磷酸酯銨鹽、硫代磷酸酯、HEDP、含氮硼酸酯，含有其一種或多種物質(zhì)的組合物。上述表面改性劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、油酸鉀、硬脂酸鈉、聚乙 二醇(400)、烷基醇磷酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、失水山梨醇單月桂酸 酯、聚氧乙烯(20)失水山梨醇單月桂酸酯、二烷基磷酸及其鹽、烷基二硫代羧酸及其鹽中的 一種或多種物質(zhì)的組合物。上述抗磨材料為二烷基二硫代磷酸硫化氧化鉬、二烷基二硫代磷酸鎢、稀土添加 劑、硼酸鹽、硼酸酯添加劑、磷氮添加劑、硫磷酸鹽添加劑、酸性亞磷酸十二烷基酯、硫磷酸 復(fù)酯銨鹽、磷酸三甲酚酯、硼化硫代磷酸酯銨鹽、硫代磷酸三丁酯、異辛酯酸性磷酸酯十八 銨鹽、二辛基二硫代磷酸鋅的堿式鹽中的一種或多種物質(zhì)的組合物。上述促進(jìn)劑為水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一種或多種物質(zhì)的組合物。上述粘度改進(jìn)劑為聚異丁烯、T603 (中國(guó)錦州煉油廠(chǎng))。上述潤(rùn)滑材料為可溶性聚酰亞胺、全氟聚醚(PFPE) Krytox 143AC/Fomblin Z25 (fy=o. 11)、膦腈(f y =o. 08)中的一種或多種物質(zhì)的組合物。
上述防銹防腐劑N-油酰肌胺鹽十八胺、環(huán)烷酸鋅、司本-80、油酸三己醇胺酯、苯 并三氮羊毛脂鎂皂、2-胺2基十七烯基咪唑啉-十二烯基丁二酸鹽、烯基丁二酸中的一種或 多種物質(zhì)的組合物。上述乳化劑為多元醇類(lèi)(丙二醇、己三醇)、脂肪酸類(lèi)(正十八酸)、脂肪醚(丁甲 醚、二乙基醚、甲乙醚)中的一種或多種物質(zhì)的組合物。上述油性劑為油酸乙二醇酯、苯三唑十八銨鹽、硫化棉籽油中的一種或幾種。本發(fā)明的一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑的制備方法
步驟1 將功能性化合物與促進(jìn)劑、分散劑、乳化劑、基礎(chǔ)油經(jīng)過(guò)輻射器(1)加入帶加熱 裝置的混合攪拌器(2)中充分?jǐn)嚢杌旌希訜岬?0 80°C，保溫30分鐘，得到“A”溶液；
步驟2 取溶液“A”90 95份放入帶加熱裝置的混合攪拌器(3)中；再經(jīng)過(guò)輻射器 (4)加入無(wú)機(jī)納米金屬或它們的化合物進(jìn)入帶加熱裝置的混合攪拌器(3)中進(jìn)行攪拌，攪拌 5 30分鐘；再經(jīng)過(guò)輻射器(4)加入表面改性劑，調(diào)整PH值為8，攪拌30分鐘后，加入膠體 磨(5 )運(yùn)轉(zhuǎn)2小時(shí)，進(jìn)行超微粉碎，得到“ B ”溶液；
步驟3 取溶液“B”80 90份放入帶超聲波分散器(6)中，加入有機(jī)溶劑、偶聯(lián)劑、潤(rùn) 滑材料、抗磨材料，經(jīng)過(guò)輻射器(7)進(jìn)入超聲分散攪拌1. 5 2小時(shí)。所得液體放入反應(yīng)釜 (8)升溫到110 120°C，排除促進(jìn)劑成分后，升溫至IJ 150°C，保溫2小時(shí)，得到“C”溶液；
步驟4 取得到“C”溶液98 99. 5份放入高速剪切機(jī)(9)中，經(jīng)過(guò)輻射器(10)加入增 效劑、防銹防腐劑、粘度改進(jìn)劑、油性劑，高速剪切混合，剪切速度為lOm/s 40m/s，2小時(shí) 后得到溶液“D”進(jìn)入成品罐(11)，即得多功能納米復(fù)合材料抗磨劑。本發(fā)明按“滿(mǎn)足性能要求，性能價(jià)格比提高，有利于環(huán)保。，，的原則，建設(shè)節(jié)能型社 會(huì)和環(huán)境保護(hù)。依據(jù)摩擦學(xué)原理，綜合運(yùn)用復(fù)合工程表面處理、多種表面處理技術(shù)、納米表 面工程技術(shù)、高分子材料學(xué)等多學(xué)科知識(shí)的復(fù)合應(yīng)用，充分利用納米材料、納米結(jié)構(gòu)的優(yōu)異 性能將納米材料、納米技術(shù)與表面工程技術(shù)交叉、復(fù)合、綜合、優(yōu)化在摩擦零部件表面制造 出含有納米顆粒的潤(rùn)滑油添加劑。對(duì)潤(rùn)滑油以外的磨擦因素進(jìn)行改良，把摩擦機(jī)件的微觀(guān) 表面幾何形狀變得表面光滑，改變摩擦機(jī)件的運(yùn)動(dòng)形式，變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，起到1+1 > 2的協(xié)調(diào)效應(yīng)，彌補(bǔ)潤(rùn)滑油這一摩擦介質(zhì)的本質(zhì)性缺陷。本發(fā)明的作用機(jī)理
一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑改善了機(jī)件摩擦微觀(guān)表面的幾何形狀，含有親油基功 能團(tuán)的變性納米微粒均勻的分布在潤(rùn)滑油中，在摩擦運(yùn)動(dòng)中納米材料滲鍍到機(jī)件表面形成 納米滲鍍膜，填平微米級(jí)的凹痕，使之趨向納米級(jí)平坦，物理成膜，穩(wěn)定抗磨，修復(fù)微觀(guān)受損 部位；同時(shí)其它潤(rùn)滑油添加劑協(xié)同作用生成極壓抗磨的化學(xué)反應(yīng)膜，并對(duì)納米滲鍍膜形成 鑲嵌作用，相互保護(hù)，成為納米滲鍍膜-化學(xué)反應(yīng)膜的納米復(fù)合膜；多余的納米顆粒因其具 有很大的表面積并含有微孔，吸附了大量的潤(rùn)滑劑，均勻分布在潤(rùn)滑油中，以潤(rùn)滑油攜帶介 于兩層納米復(fù)合膜之間，在摩擦副相接觸的摩擦表面上形成了“分子軸承”作用，可以稱(chēng)謂 “納米滾珠軸承結(jié)構(gòu)膜”。納米復(fù)合膜與“納米滾珠軸承結(jié)構(gòu)膜”將摩擦副相分開(kāi)，變滑動(dòng) 為滾動(dòng)，大大降低了運(yùn)動(dòng)機(jī)件間的摩擦系數(shù)。雖然多功能納米復(fù)合材料抗磨劑的制造成本 提高，也使購(gòu)買(mǎi)價(jià)格提高了 15 — 20 %，卻可以大幅度提高產(chǎn)品的性能和附加值，從而獲得 更高的利潤(rùn)，采取該有效的措施平均回報(bào)率可達(dá)到5-20倍以上。本發(fā)明的一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑具有以下優(yōu)點(diǎn)
6(1)、復(fù)合納米滲鍍膜，能夠可靠的修復(fù)磨損；(2)、節(jié)省燃油率8-20% ； (3)延長(zhǎng)換油周 期50%-100%; (4)、恢復(fù)動(dòng)力，在高溫、高壓、高速、重載的條件下可靠運(yùn)行；(5)、增加扭矩力 5-15% ； (6)、減少磨擦5-20倍；(7)、有效延長(zhǎng)使用壽命3_5倍；(8)、降低機(jī)械噪音、振動(dòng)； (9)溫度降低10-20% ;(10)、減少?gòu)U氣及有害物質(zhì)排放20%-70% ;(11)、能夠頻繁冷啟動(dòng)而 不損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。頻繁的冷啟動(dòng)，不會(huì)破壞形成的復(fù)合納米滲鍍膜；(12)、廣泛適用于合成機(jī) 油、潤(rùn)滑油、齒輪油、潤(rùn)滑脂進(jìn)行潤(rùn)滑的金屬表面及航空航天領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖2為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)1的試驗(yàn)結(jié)果； 圖3為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)2的試驗(yàn)結(jié)果； 圖4為發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行試驗(yàn)3的試驗(yàn)結(jié)果。
具體實(shí)施例方式實(shí)例1
如圖1所示，一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑的制備方法及步驟 步驟1 將功能性化合物與促進(jìn)劑、分散劑、乳化劑、基礎(chǔ)油經(jīng)過(guò)輻射器(1)進(jìn)入加入帶 加熱裝置的混合攪拌器(2)中充分?jǐn)嚢杌旌?，加熱?0°C，保溫30分鐘，得到“A”溶液；所 說(shuō)的功能性化合物為有機(jī)羧酸在溶液A中含量為2mol ；所說(shuō)的促進(jìn)劑為水在溶液A中含量 為30份；所說(shuō)的分散劑為聚乙二醇取5份；所說(shuō)的乳化劑為丙二醇取3份；所說(shuō)的基礎(chǔ)油 為中性石蠟基精制礦物油(40°C運(yùn)動(dòng)粘度為28. 8-35. 2mm2/s)取62份。步驟2 取溶液“A”92份放入帶加熱裝置的混合攪拌器(3)中；再經(jīng)過(guò)輻射器(4) 加入無(wú)機(jī)納米金屬或它們的化合物進(jìn)入帶加熱裝置的混合攪拌器(3)中進(jìn)行攪拌，攪拌15 分鐘；再經(jīng)過(guò)輻射器(4)加入表面改性劑，調(diào)整PH值為8，攪拌30分鐘后，加入膠體磨(5) 運(yùn)轉(zhuǎn)2小時(shí)，進(jìn)行超微粉碎，得到“B”溶液。所說(shuō)的無(wú)機(jī)納米金屬或它們的混合物為納米氮 化硅2份、納米氧化鋯2份、納米銅2份、納米氟化稀土 0. 2份在溶液“B”中共計(jì)為8份；所 說(shuō)的表面改性劑為十二烷基硫酸鈉在溶液“B”中含量為1份。步驟3 取溶液“B”90份放入帶超聲波分散器(6)中，加入有機(jī)溶劑、偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑 材料、抗磨材料，經(jīng)過(guò)輻射器(7)進(jìn)入超聲分散攪拌1. 5 2小時(shí)。所得液體放入反應(yīng)釜(8) 升溫到110°C，排除促進(jìn)劑成分后，升溫到150°C，保溫2小時(shí)，得到“C”溶液70份。所說(shuō)的 有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮在溶液“C”中含量為50ppm ；所說(shuō)的偶聯(lián)劑為烷氧基硅烷在溶 液“C”中含量為60ppm ；所說(shuō)的潤(rùn)滑材料為可溶性聚酰亞胺在溶液“C”中含量為5份；所說(shuō) 的抗磨材料為二烷基二硫代磷酸硫化氧化鉬在溶液“C”中含量為5份。步驟4:取得到“C”溶液94份放入高速剪切機(jī)(9)中，經(jīng)過(guò)輻射器(10)加入增效 劑、防銹防腐劑、粘度改進(jìn)劑、油性劑，高速剪切混合，剪切速度為lOm/s 40m/s，2小時(shí)后 得到溶液“D”100份，進(jìn)入成品罐(11)。即為多功能納米復(fù)合材料抗磨劑。所說(shuō)的增效劑為 HEDP酯取20ppm、含氮硼酸酯取0. 5份在溶液1號(hào)“D”中含量共計(jì)為0. 5份；所說(shuō)的防銹防 腐劑環(huán)烷酸鋅在溶液“D”中含量為0. 3份；所說(shuō)的粘度改進(jìn)劑為聚異丁烯在溶液“D”中含 量為0. 2份；所說(shuō)的油性劑為硫化棉籽油(T404上海高橋石化公司)在溶液“D”中含量為5
實(shí)例2:
步驟1 將功能性化合物與促進(jìn)劑、分散劑、乳化劑、基礎(chǔ)油經(jīng)過(guò)輻射器(1)進(jìn)入加入帶 加熱裝置的混合攪拌器(2)中充分?jǐn)嚢杌旌?，加熱?5°C，保溫30分鐘，得到“A”溶液；所 說(shuō)的功能性化合物為硼酸在溶液A中含量為Imol ；所說(shuō)的促進(jìn)劑為水，在溶液A中含量為 20份；所說(shuō)的分散劑為聚二丁烯丁二酰亞胺(T155)在溶液A中含量為3份；所說(shuō)的乳化劑 為己三醇在溶液A中含量為2份；所說(shuō)的基礎(chǔ)油為超精制礦物油BPllO在溶液A中含量為 75份。步驟2 取溶液“A”90份放入帶加熱裝置的混合攪拌器(3)中；再經(jīng)過(guò)輻射器(4) 加入無(wú)機(jī)納米金屬或它們的化合物進(jìn)入帶加熱裝置的混合攪拌器(3)中進(jìn)行攪拌，攪拌20 分鐘；再經(jīng)過(guò)輻射器(4)加入表面改性劑，調(diào)整PH值為8，攪拌30分鐘后，加入膠體磨(5) 運(yùn)轉(zhuǎn)2小時(shí)，進(jìn)行超微粉碎，得到“B”溶液。所說(shuō)的無(wú)機(jī)納米金屬或它們的混合物為納米氮 化硅、納米氧化鋯、納米銅、納米氮化硼在溶液“B”中含量為9. 5份；所說(shuō)的表面改性劑為油 酸鉀在溶液“B”中含量為0. 5份。步驟3 取溶液“B”85份放入帶超聲波分散器(6)中，加入有機(jī)溶劑、偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑 材料、抗磨材料，經(jīng)過(guò)輻射器(7)進(jìn)入超聲分散攪拌1. 0小時(shí)。所得液體放入反應(yīng)釜(8)升 溫到110°C，排除促進(jìn)劑成分后，升溫到160°C，保溫2小時(shí)，得到“C”溶液。所說(shuō)的有機(jī)溶 劑為二甲基甲酰胺在溶液“C”中含量為150ppm;所說(shuō)的偶聯(lián)劑為γ-(甲基丙烯酰氧)丙 級(jí)三甲氧基硅烷在溶液“C”中含量為IOOppm ；所說(shuō)的潤(rùn)滑材料為全氟聚醚(PFPE) Krytox 143AC/Fomblin Z25 (f μ =0. 11)在溶液“C”中含量為5份；所說(shuō)的抗磨材料為硼酸酯在溶 液“C”中含量為10份。步驟4 取得到“C”溶液95份放入高速剪切機(jī)(9)中，經(jīng)過(guò)輻射器(10)加入增效 劑、防銹防腐劑、粘度改進(jìn)劑、油性劑，高速剪切混合，剪切速度為lOm/s 40m/s，2小時(shí)后 得到溶液“D”進(jìn)入成品罐(11)。即為多功能納米復(fù)合材料抗磨劑。所說(shuō)的增效劑為含氮硼 酸酯在溶液“D”中含量為0. 2份；所說(shuō)的防銹防腐劑烯基丁二酸在溶液2號(hào)“D”中含量為 0. 1份；所說(shuō)的粘度改進(jìn)劑為T(mén)603 (中國(guó)錦州煉油廠(chǎng))在溶液“D”中含量為0. 5份；所說(shuō)的 油性劑為油酸乙二醇酯(LAN403蘭化總廠(chǎng))4. 2份。實(shí)例3
步驟1 將功能性化合物與促進(jìn)劑、分散劑、乳化劑、基礎(chǔ)油經(jīng)過(guò)輻射器(1)進(jìn)入加入帶 加熱裝置的混合攪拌器(2)中充分?jǐn)嚢杌旌希訜岬?0°C，保溫30分鐘，得到“A”溶液；所 說(shuō)的功能性化合物為有機(jī)羧酸7在溶液A中含量為3mol ；所說(shuō)的促進(jìn)劑為水、乙醇，在溶液 A中含量為40份；所說(shuō)的分散劑為有機(jī)磺酸鈣(T102上海高橋石化公司)在溶液A中含量 為3份；所說(shuō)的乳化劑為丙二醇在溶液A中含量為5份；所說(shuō)的基礎(chǔ)油為三脂油BP135在溶 液A中含量為52份。步驟2 取溶液“A”90份放入帶加熱裝置的混合攪拌器(3)中；再經(jīng)過(guò)輻射器(4) 加入無(wú)機(jī)納米金屬或它們的化合物進(jìn)入帶加熱裝置的混合攪拌器(3)中進(jìn)行攪拌，攪拌20 分鐘；再經(jīng)過(guò)輻射器(4)加入表面改性劑，調(diào)整PH值為8，攪拌30分鐘后，加入膠體磨(5) 運(yùn)轉(zhuǎn)2小時(shí)，進(jìn)行超微粉碎，得到“B”溶液。所說(shuō)的無(wú)機(jī)納米金屬或它們的混合物為碳納米 管1份、納米氧化鋯1份、納米氮化鋁2份、納米銅3份、納米氟化稀土 1. 5份、納米氮化硼
80. 5份在溶液“B”中共計(jì)含量為8份；所說(shuō)的表面改性劑為烷基醇磷酸酯在溶液“B”中含 量為1.0份。步驟3 取溶液“B”80份放入帶超聲波分散器(6)中，加入有機(jī)溶劑、偶聯(lián)劑、潤(rùn)滑 材料、抗磨材料，經(jīng)過(guò)輻射器(7)進(jìn)入超聲分散攪拌1. 5小時(shí)。所得液體放入反應(yīng)釜(8)升 溫到115°C，排除促進(jìn)劑成分后，升溫到160°C，保溫2小時(shí)，得到“C”溶液。所說(shuō)的有機(jī)溶 劑為二甲基乙酰胺在溶液“C”中含量為IOOppm ；所說(shuō)的偶聯(lián)劑為烷氧基硅烷在溶液“C”中 含量為IOOppm ；所說(shuō)的潤(rùn)滑材料為膦腈(fy =0. 08)在溶液“C”中含量為5份；所說(shuō)的抗磨 材料為硫代磷酸三丁酯(T308蘭州燎原化工廠(chǎng))5份、二辛基二硫代磷酸鋅的堿式鹽5份在 溶液“C”中共計(jì)含量為10份。步驟4 取得到“C”溶液95份放入高速剪切機(jī)(9)中，經(jīng)過(guò)輻射器(10)加入增效 劑、防銹防腐劑、粘度改進(jìn)劑、油性劑，高速剪切混合，剪切速度為lOm/s 40m/s，2小時(shí)后 得到溶液3號(hào)“D”進(jìn)入成品罐(11)。即為多功能納米復(fù)合材料抗磨劑。所說(shuō)的增效劑為硫 磷酸酯銨鹽0. UHEDP酯IOppm在溶液“D”中含量為0. 1份；所說(shuō)的防銹防腐劑苯并三氮羊 毛脂鎂皂在溶液“D”中含量為0. 1份；所說(shuō)的粘度改進(jìn)劑為T(mén)603 (中國(guó)錦州煉油廠(chǎng))在溶 液“D”中含量為0. 1份；所說(shuō)的油性劑為苯三唑十八銨鹽(T406南京三友精細(xì)化工廠(chǎng))4. 7 份。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行實(shí)驗(yàn)
(1)將200ml實(shí)例1、實(shí)例2、實(shí)例3制成的多功能納米復(fù)合材料抗磨劑分別添加到4 6升SE或SF級(jí)的的15w/40的汽油機(jī)油中，加入汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)表明發(fā)動(dòng)機(jī)最大功 率提高了 8 12 % ；缸壓提高了 0. 06 0. 3MPa,怠速排放中CO和碳?xì)浠衔锖拷档土?50 90 % ；百公里油耗降低了 8 20 % ；機(jī)油消耗量下降30 50 %，噪聲下降了 20 30分貝。(2)將200ml實(shí)例1、實(shí)例2、實(shí)例3制成的多功能納米復(fù)合材料抗磨劑分別添加 到4 6升CC或⑶級(jí)的粘度為15w/40的柴油機(jī)油中，加入汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)表明 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率提高了 10 15 % ；缸壓提高了 10 35 %，怠速排放中CO和碳?xì)浠衔?含量降低了 50 90 % ；百公里油耗降低了 8 20 % ；機(jī)油消耗量下降30 50 % ；噪聲 下降了 25 40分貝。(3)將200ml實(shí)例1、實(shí)例2、實(shí)例3制成的多功能納米復(fù)合材料抗磨劑分別添加到 4 6升齒輪油中，加入到設(shè)備齒輪變速油箱，運(yùn)行設(shè)備。實(shí)驗(yàn)表明運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘后，電流 表下降了 10 25 % ；噪聲下降了 30 50分貝，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)更加可靠，維修率也大大下降。抗磨修復(fù)性能實(shí)驗(yàn)
將200ml實(shí)例1、實(shí)例2、實(shí)例3制成的多功能納米復(fù)合材料抗磨劑分別添加到4 6 升不同的汽油機(jī)油、柴油機(jī)油、齒輪油中，應(yīng)用抗磨試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果如圖2、圖3、圖4 所示。以上實(shí)驗(yàn)證明本發(fā)明的實(shí)例1到實(shí)例3的多功能納米潤(rùn)滑油抗磨劑在不同的車(chē) 輛及設(shè)備使用中，均表現(xiàn)出來(lái)優(yōu)良的多種性能，節(jié)能減排、極大的提高了抗磨修復(fù)和承載能 力，可以有效的提高設(shè)備及發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。
權(quán)利要求
一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，其特征在于多元組分配比如下組分名稱(chēng) 含量(重量％)基礎(chǔ)油 20.0～90.0無(wú)機(jī)納米金屬及其化合物 5.0～10.0分散劑 0.1～0.5功能性化合物3.0～10.0有機(jī)溶劑 10.0～150.0ppm偶聯(lián)劑 50.0～100.0ppm增效劑 0.1～0.5表面改性劑 0.2～1.0抗磨劑 5.0～10.0促進(jìn)劑 10.0～50.0粘度改進(jìn)劑 0.1～1.0潤(rùn)滑劑2.5～5.0防銹防腐劑 0.1～0.3乳化劑 0.5～3.0油性劑 2.0～5.0。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，其特征在于基礎(chǔ)油為 中性石蠟基精制礦物油(40°C運(yùn)動(dòng)粘度為28. 8-35. 2mm2/s)，超精制礦物油BP110、三脂油 BP135、MVI750、SE或SF級(jí)的粘度為15w/40的汽油機(jī)油、CC或CD級(jí)的粘度為15w/40的柴 油機(jī)油、100SN、150SN、900DN、600ZW中的一種或幾種的組合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，其特征在于無(wú)機(jī)納米 金屬及其化合物為納米氮化硅、納米二氧化硅、碳納米管、納米氧化鋯、納米氮化鋁、納米 銅、納米氧化鋁、納米氟化稀土、納米氮化硼、納米氮化鈦中的一種或多種物質(zhì)的組合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，其特征在于分散 劑為聚二丁烯丁二酰亞胺、聚二丁烯雙丁二酰亞胺、聚甲基丙烯酸酯、聚異丁烯胺、聚乙 烯-丙烯共聚物、聚烯烴、石油磺酸鈣、石油磺酸鎂、聚乙二醇、有機(jī)磺酸鈣、聚異丁烯丁二 酰亞胺、聚異丁烯馬來(lái)酸乙二醇酯、聚異丁烯馬來(lái)酸二甘醇酯、聚異丁烯馬來(lái)酸三甘醇酯、 聚異丁烯馬來(lái)酸山梨醇酯、聚異丁烯馬來(lái)酸季戊四醇酯、油酸、二烷基二硫代磷酸中的一種 或多種物質(zhì)的組合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，其特征在于功能性化 合物為有機(jī)硅氧烷、有機(jī)羧酸，硼酸，其功能團(tuán)為氨基、雙鍵、環(huán)氧基，含有其一種或多種物 質(zhì)的組合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，其特征在于有機(jī)溶劑 為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、間甲酚中的一種或多種物質(zhì)的組合 物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，其特征在于偶聯(lián)劑 為Y-丙級(jí)三甲氧基硅烷、烷氧基硅烷中的一種或二種物質(zhì)的組合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，其特征在于增效劑為亞磷酸酯、磷酸酯、亞磷酸脂、磷酸脂、磷酸酯銨鹽、磷酸脂銨鹽、硫磷酸酯銨鹽、硫代磷 酸酯、HEDP、含氮硼酸酯，含有其一種或多種物質(zhì)的組合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，其特征在于表面改性 劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、油酸鉀、硬脂酸鈉、聚乙二醇、烷基醇磷酸酯、烷 基酚聚氧乙烯醚、脂肪胺聚氧乙烯醚、失水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單月桂 酸酯、二烷基磷酸及其鹽、烷基二硫代羧酸及其鹽中的一種或多種物質(zhì)的組合物；抗磨材料 為烷基二硫代磷酸硫化氧化鉬、二烷基二硫代磷酸鎢、稀土添加劑、硼酸鹽、硼酸酯添加劑、 磷氮添加劑、硫磷酸鹽添加劑、酸性亞磷酸十二烷基酯、硫磷酸復(fù)酯銨鹽、磷酸三甲酚酯、硼 化硫代磷酸酯銨鹽、硫代磷酸三丁酯、異辛酯酸性磷酸酯十八銨鹽、二辛基二硫代磷酸鋅的 堿式鹽中的一種或多種物質(zhì)的組合物；促進(jìn)劑為水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的一種或多 種物質(zhì)的組合物；粘度改進(jìn)劑為聚異丁烯、T603 ；潤(rùn)滑材料為可溶性聚酰亞胺、全氟聚醚 Krytox 143AC/Fomblin Z25、膦腈中的一種或多種物質(zhì)的組合物；防銹防腐劑N_油酰肌 胺鹽十八胺、環(huán)烷酸鋅、司本-80、油酸三己醇胺酯、苯并三氮羊毛脂鎂皂、2-胺2基十七烯 基咪唑啉-十二烯基丁二酸鹽、烯基丁二酸中的一種或多種物質(zhì)的組合物；乳化劑為多 元醇類(lèi)、脂肪酸類(lèi)、脂肪醚中的一種或多種物質(zhì)的組合物；油性劑為油酸乙二醇酯、苯三唑 十八銨鹽、硫化棉籽油。
10、一種制備如權(quán)利要求1或2所述一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑的方法，其包括如 下步驟步驟1 將功能性化合物與促進(jìn)劑、分散劑、乳化劑、基礎(chǔ)油經(jīng)過(guò)輻射器(1)加入帶加 熱裝置的混合攪拌器(2)中充分?jǐn)嚢杌旌希訜岬?0 80°C，保溫30分鐘，得到“A”溶液； 步驟2 取溶液“A”90 95份放入帶加熱裝置的混合攪拌器(3)中；再經(jīng)過(guò)輻射器 (4)加入無(wú)機(jī)納米金屬或它們的化合物進(jìn)入帶加熱裝置的混合攪拌器(3)中進(jìn)行攪拌，攪拌 5 30分鐘；再經(jīng)過(guò)輻射器(4)加入表面改性劑，調(diào)整PH值為8，攪拌30分鐘后，加入膠體 磨(5 )運(yùn)轉(zhuǎn)2小時(shí)，進(jìn)行超微粉碎，得到“ B ”溶液；步驟3取溶液“B”80 90份放入帶超聲波分散器(6)中，加入有機(jī)溶劑、偶聯(lián)劑、潤(rùn) 滑材料、抗磨材料，經(jīng)過(guò)輻射器(7)進(jìn)入超聲分散攪拌1. 5 2小時(shí)。所得液體放入反應(yīng)釜 (8)升溫到110 120°C，排除促進(jìn)劑成分后，升溫到150°C，保溫2小時(shí)，得到“C”溶液；步驟4 取得到“C”溶液98 99. 5份放入高速剪切機(jī)(9)中，經(jīng)過(guò)輻射器(10)加入 增效劑、防銹防腐劑、粘度改進(jìn)劑、油性劑，高速剪切混合，剪切速度為lOm/s 40m/s，2小 時(shí)后得到溶液“D”進(jìn)入成品罐(11)，即得多功能納米復(fù)合材料抗磨劑。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多功能納米復(fù)合材料抗磨劑，其由基礎(chǔ)油、無(wú)機(jī)納米金屬及其化合物、分散劑、功能性化合物、有機(jī)溶劑、偶聯(lián)劑、增效劑、表面改性劑、、抗磨材料、促進(jìn)劑、粘度改進(jìn)劑、潤(rùn)滑材料、防銹防腐劑、乳化劑按配比混合制成。其可有效降低運(yùn)動(dòng)機(jī)件間的摩擦系數(shù)，提高其抗磨修復(fù)和承載能力、改善工況。
文檔編號(hào)C10M161/00GK101974361SQ20101025846
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者吳仁濤, 李天寶, 武翔 申請(qǐng)人:泰安天健應(yīng)用技術(shù)推廣中心