[發(fā)明專利]納米銅@碳核殼結(jié)構(gòu)潤滑油添加劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410432090.1
• 申請(qǐng)日: 2014-08-29
• 公開（公告）號(hào): CN104194865A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許家勝;張杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 渤海大學(xué)
• 主分類號(hào): C10M125/04
• 分類號(hào): C10M125/04;B82Y30/00;C10N30/06
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標(biāo)代理有限公司 21107
• 代理人: 郭元藝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及納米銅@碳核殼結(jié)構(gòu)潤滑油添加劑的制備方法。

背景技術(shù)

新型潤滑材料與技術(shù)具備降摩、減磨作用，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，因而越來越受到重視。納米潤滑油添加劑有多個(gè)種類，其中軟金屬納米銅添加劑在潤滑油中，具有良好的摩擦磨損行為和自修復(fù)性能。高活性納米銅添加劑具有極高的擴(kuò)散和滲透能力，在摩擦過程中，納米銅添加劑通過吸附、擴(kuò)散及滲透作用沉積在沉積表面的微突起處，或填充在磨損表面的微坑和損傷部位，起到有效的保護(hù)作用。另外，摩擦過程中產(chǎn)生的摩擦力大部分轉(zhuǎn)化為熱能，納米銅添加劑吸收熱量而聚集成小團(tuán)體，具有一定能量的小團(tuán)體通過遷徙、聚集而連接成保護(hù)膜，該保護(hù)膜是一種低硬度的軟膜，可以降低磨損表，而且能夠減小高載荷時(shí)的粘著磨損和磨粒磨損，使納米銅添加劑表現(xiàn)出良好的抗磨減摩性能，對(duì)摩擦副起到較好的保護(hù)作用。

因此，納米銅在潤滑油上具有廣泛的應(yīng)用前景，從而受到高度的重視。由于納米銅粉顆粒的表面活性高、表面極易氧化，因此如何避免納米銅發(fā)生氧化反應(yīng)成為這個(gè)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種納米銅@碳核殼結(jié)構(gòu)潤滑油添加劑的制備方法。該方法成本低，目標(biāo)產(chǎn)物純度高，雜質(zhì)含量低，分散性好,抗氧化性能好，操作容易控制，具有較高的生產(chǎn)效率，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大量生產(chǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。

一種納米銅@碳核殼結(jié)構(gòu)潤滑油添加劑的制備方法，可將二價(jià)銅鹽、還原劑和芘衍生物在有機(jī)溶劑中混合，接續(xù)在高壓釜中進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，自然冷卻至室溫后經(jīng)過濾膜真空過濾后即得目的產(chǎn)物。

作為一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述二價(jià)銅鹽、還原劑和芘衍生物質(zhì)量比依次為１∶1～10：0.01～10。

作為另一種優(yōu)選方案，本發(fā)明所述二價(jià)銅鹽和芘衍生物在有機(jī)溶劑中混合形成的混合溶液中，二價(jià)銅鹽的濃度為0.01～2?mol/L。

進(jìn)一步地，本發(fā)明所述二價(jià)銅鹽為硫酸銅、硝酸銅、氯化銅及乙酸銅中的一種或兩種以上的混合物。

更進(jìn)一步地，本發(fā)明所述還原劑為L-抗壞血酸、葡萄糖、水合肼、及次磷酸鈉中的一種或兩種以上的混合物。

另外，本發(fā)明所述芘衍生物為1-溴芘、1-氨基芘、1-硝基芘及1-芘基磺酸中的一種或兩種以上的混合物。

其次，本發(fā)明所述有機(jī)溶劑為N-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲基甲酰胺(DMF)、1,2-二氯苯(ODCB)、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮(DMEU)、芐胺(BA)、碳酸丙二酯(PC)及丁內(nèi)酯(GBL)中的一種或兩種以上的混合物。

再次，本發(fā)明所述溶劑熱反應(yīng)溫度為100～300℃，溶劑熱反應(yīng)時(shí)間為6～48小時(shí)。

本發(fā)明利用二價(jià)銅鹽、還原劑和芘衍生物在有機(jī)溶劑中混合，接續(xù)在高壓釜中進(jìn)行溶劑熱反應(yīng)，冷卻后經(jīng)過濾膜真空過濾后即得目的產(chǎn)物。二價(jià)銅鹽在溶劑熱反應(yīng)過程中被還原生成納米銅，芘衍生物在溶劑熱反應(yīng)過程中生成碳材料包覆在納米銅外面形成殼結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明制備工藝簡便易行，條件溫和，所制備的納米銅@碳核殼結(jié)構(gòu)材料的雜質(zhì)含量低，均一性高，容易分散在潤滑油的基礎(chǔ)油中。核殼結(jié)構(gòu)材料不僅可以防止分散在潤滑油基礎(chǔ)油中的納米銅粉的沉降，而且可以大幅度提高潤滑效果。是抗摩擦性能較好的潤滑油添加劑。

本發(fā)明利用溶劑熱反應(yīng)一步法制備成納米銅@碳核殼結(jié)構(gòu)潤滑油添加劑，其設(shè)備簡單，成本低廉，粒度、形貌易控，而且產(chǎn)物生成和防止團(tuán)聚以及抗氧化性能同步實(shí)現(xiàn)，極易規(guī)模化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)進(jìn)一步拓展納米銅材料的應(yīng)用具有重要的理論意義和使用價(jià)值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)。

（1）本發(fā)明開發(fā)了一種溶劑熱法制備納米銅@碳核殼結(jié)構(gòu)潤滑油添加劑的新工藝路線，該工藝制備成本低，操作容易控制，具有較高的生產(chǎn)效率，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化大量生產(chǎn)。

（2）本發(fā)明制備的目的產(chǎn)物納米銅@碳核殼結(jié)構(gòu)潤滑油添加劑，納米銅尺度在30-80納米之間，碳?xì)さ暮穸仍?-10納米之間。其純度高，，雜質(zhì)含量低，分散性好，可滿足潤滑油工業(yè)領(lǐng)域?qū)o機(jī)納米潤滑油添加劑的要求。

附圖說明