[發(fā)明專利]金屬銅納米顆粒及其制備方法與用途

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01135662.6
• 申請日: 2001-10-12
• 公開（公告）號: CN1354056A
• 公開（公告）日: 2002-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉維民;薛群基;周靜芳;張治軍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所;河南大學(xué)
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C10M125/04
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司
• 代理人: 方曉佳

所屬領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含硫代磷有機(jī)化合物修飾金屬銅納米顆粒及其制備方法與用途。

背景技術(shù)

納米材料由于其獨(dú)特的物理和化學(xué)性能而得到了廣泛的重視。近年來，納米顆粒的制備、性能及應(yīng)用研究已成為多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域。無機(jī)納米微粒具有許多獨(dú)特的性質(zhì)，然而由于其非油溶性及易氧化而使其在潤滑領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種可在有機(jī)介質(zhì)、潤滑油等中具有穩(wěn)定分散性能的新的有機(jī)化合物修飾金屬銅納米顆粒。

本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種含硫代磷酸鹽有機(jī)化合物修飾金屬銅納米顆粒的制備方法。

本發(fā)明的另一個目的是提供金屬銅納米顆粒在潤滑領(lǐng)域的用途。

本發(fā)明通過如下措施來實現(xiàn)：

新穎的含硫代磷酸鹽的有機(jī)化合物修飾金屬銅納米顆粒已被發(fā)現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)用通式(I)表示：

式(I)中R為C₈～C₁₈的直鏈或支鏈烷基。

m表示納米顆粒中金屬銅的原子個數(shù)，為100-900個；n表示納米顆粒式(I)中左半部分的分子個數(shù)，為10-800個。

式(I)化合物中，優(yōu)選的R為十六烷基。

本發(fā)明的制備方法包括以下步驟：

A)使用烷基鏈長為C₈-C₁₈的直鏈或支鏈含硫代磷酸酯的有機(jī)化合物作為修飾劑，使之與可溶性醋酸銅Cu(AC)₂·H₂O反應(yīng)；

B)在反應(yīng)介質(zhì)水合聯(lián)氨存在下；

C)50～80℃下反應(yīng)2-12小時。

制備含硫代磷酸鹽有機(jī)化合物修飾金屬銅納米顆粒的方法中，修飾劑與醋酸銅的摩爾比為1∶10～10∶1。

本發(fā)明產(chǎn)物在有機(jī)溶劑及潤滑油中具有良好的分散性。經(jīng)硫代磷酸酯修飾的銅在氯仿、甲苯、苯、液體石蠟等有機(jī)介質(zhì)中具有良好的分散性，溶液呈棕色，而在乙醇等極性有機(jī)介質(zhì)中分散度小；未經(jīng)硫代磷酸酯修飾的納米銅在極性和非極性溶劑中均不能分散。

本發(fā)明納米顆粒添加到潤滑油脂中能獲得良好的抗磨、減摩性能，同時還具有很高的承載能力。

本發(fā)明納米顆粒可以作為一種多功能潤滑油脂添加劑使用。

硫代磷酸酯修飾的納米銅作為潤滑油脂添加劑的添加量為潤滑油脂重量的1～5.0％。

附圖說明

圖1為磷代磷酸酯修飾納米Cu、未修飾納米Cu、二烷基二硫代磷酸鋅(ZDDP)和石蠟油的摩擦系數(shù)隨時間的變化關(guān)系曲線。

圖2為硫代磷酸修飾納米Cu和ZDDP添加劑的含量與磨斑直徑之間的關(guān)系曲線。

具體實施方式：

為了更好地理解本發(fā)明，通過實例進(jìn)行說明。

實施例1：

取200ml蒸鎦水和乙醇的混合溶劑(V_水∶V_乙醇＝1∶1)，注入帶有恒溫套層的反應(yīng)器中，恒溫至50℃，加入0.01摩爾二(十六烷基)二硫代磷酸酯和過量的水合聯(lián)氨。這時溶液澄清透明，溶液的PH≈9-10，在磁力劇烈攪拌下，通高純N₂?20分鐘后，0.05摩爾已溶解完全的醋酸銅Cu(AC)₂·H₂O一次加入，溶液由澄清很快轉(zhuǎn)成磚紅色再轉(zhuǎn)成棕色透明，慢慢有棕色絮狀沉淀出現(xiàn)，反應(yīng)2.0小時，靜置陳化過夜，熱過濾，沉淀依次用熱水、乙醇、丙酮數(shù)次洗滌，以除去無機(jī)雜質(zhì)和未反應(yīng)完全的硫代磷酸酯，真空干燥得粉體。

產(chǎn)物的透射電鏡(TEM)分析表明其粒徑約為6納米(nm)，呈不太規(guī)則的類球狀，且無明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象。

實施例2：

取100ml蒸鎦水和乙醇的混合溶劑(V_水∶V_乙醇＝1∶1)，注入帶有恒溫套層的反應(yīng)器中，恒溫至50℃，加入一定量的水合聯(lián)氨，使溶液的PH≈9-10，在磁力劇烈攪拌下，通高純N₂?20分鐘后，0.05摩爾已溶解完全的醋酸銅Cu(AC)₂·H₂O一次加入，反應(yīng)3小時，靜置陳化過夜，熱過濾，沉淀依次用熱水、乙醇、丙酮數(shù)次洗滌，以除去無機(jī)雜質(zhì)，真空干燥得無有機(jī)修飾劑修飾的納米銅粉體。

例1和例2產(chǎn)物的透射電鏡(TEM)分析表明未修飾納米銅的粒徑約為40納米(nm)，硫代磷酸酯修飾納米銅的粒徑約為6納米(nm)。

實施例3：