[發(fā)明專利]一種三層核殼結(jié)構(gòu)的納米潤滑油復(fù)合添加劑的制備方法

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• 申請日: 2018-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN109439384A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雅文;賀文兵;李海泉
• 申請（專利權(quán)）人: 諾土（上海）新材料技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C10M141/02
• 分類號(hào): C10M141/02;C10N30/06
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供一種三層核殼結(jié)構(gòu)的納米潤滑油復(fù)合添加劑的制備方法。首先選取合適的納米銅粉末，再將可溶性鈦化合物與銅粉在液相中共混，加入酸作為鈦化合物的水解抑制劑，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅訜岷娓桑广~粉表面被鈦的水解化合物包覆，再在氮?dú)鈿夥障乱?00～600℃的高溫煅燒，即可制備納米銅/二氧化鈦核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。接著使用有機(jī)羧酸對納米銅/二氧化鈦核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的表面二氧化鈦進(jìn)行表面改性，將復(fù)合材料由親水性變成親油性的三層核殼結(jié)構(gòu)的納米潤滑油復(fù)合添加劑。本專利能夠極大的避免納米銅顆粒表面的氧化反應(yīng)并改善納米氧化物粒子在基礎(chǔ)油中的膠體穩(wěn)定性，進(jìn)而能夠大幅度提高潤滑油的抗磨減摩性能。

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，具體地說是涉及一種三層核殼結(jié)構(gòu)的納米潤滑油復(fù)合添加劑的制備方法。

背景技術(shù)

全球一次能源大約有1/3消耗于摩擦，近80％的零部件因磨損而報(bào)廢。使用潤滑油是降低摩擦、減小或避免過度磨損的最有效手段。而作為提高潤滑油品質(zhì)的潤滑油添加劑，可顯著提高潤滑性能和承載能力、降低摩擦系數(shù)、減少摩擦阻力并延長機(jī)器壽命。

納米銅具有很多奇特的性質(zhì)，比如銅納米顆粒在摩擦過程中形成電場，通過電泳運(yùn)動(dòng)在摩擦表面沉積，形成致密的保護(hù)膜，從而表現(xiàn)出良好的抗磨減摩性能。應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油中，在高載荷和高速下，納米銅的添加可以有效的提高發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油的抗磨性能，使發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)易損件的適用壽命延長。納米金屬用做潤滑油添加劑，結(jié)合了流體潤滑與固體潤滑的優(yōu)點(diǎn)，明顯提高潤滑油的摩擦學(xué)性能，并具有很多傳統(tǒng)潤滑油添加劑不具備的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用前景與理論研究意義。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。但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。

本專利在保持納米銅的活性上采取原位包覆一層惰性的二氧化鈦，提供了一種核殼結(jié)構(gòu)的無定形二氧化鈦包覆納米銅的復(fù)合納米氧化物粒子的制備方法，同時(shí)使用長鏈羧酸對此復(fù)合粒子進(jìn)行表面處理，形成改性的有機(jī)修飾分子/二氧化鈦/納米銅三層核殼結(jié)構(gòu)的納米潤滑油復(fù)合添加劑，在較低負(fù)荷下主要是有機(jī)修飾分子起潤滑作用，而在高負(fù)荷下起主要作用的是納米二氧化鈦/納米銅復(fù)合粒子。從而使其極壓性能和抗磨減磨性能都可以得到極大的提高，減少摩擦磨損，能耗也可大大減少，并使機(jī)械壽命成倍增長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)制備納米銅潤滑油添加劑具有的易氧化難題，提供了一種簡單易得的改性有機(jī)修飾分子/二氧化鈦/納米銅三層核殼結(jié)構(gòu)的納米潤滑油復(fù)合添加劑的制備方法。此法制備的復(fù)合添加劑具有很好的穩(wěn)定性和摩擦性能。

為達(dá)到上述預(yù)期目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種三層核殼結(jié)構(gòu)的納米潤滑油復(fù)合添加劑的制備方法，其特征在于，該方法的具體步驟為：

a.將無水乙醇和去離子水以重量比1∶0～0.5混合形成溶液，將納米銅粉末投入該溶液中，用磁力攪拌器攪拌約0.5～3小時(shí)，得到混合液。

b.在上述混合液中，按照質(zhì)量比可溶性鈦化合物∶納米銅粉＝1∶10～40，并加入弱酸為鈦化合物的水解抑制劑，同時(shí)磁力攪拌3～5小時(shí)，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅訜岷娓桑广~粉表面被鈦的水解化合物包覆得到前驅(qū)體。

c.將所得前驅(qū)體以研缽研磨至粉體，再在氮?dú)鈿夥障乱?00～600℃的高溫煅燒，即可制備納米銅/二氧化鈦核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。

d.將納米銅/二氧化鈦核殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料粒子加入到pH為5～6的水中，超聲分散制備得到固含量為10～40％的漿料。

e.使用伯醇將長鏈的有機(jī)羧酸溶解，將其緩慢加入到步驟d制得的漿料中，攪拌，加熱回流1～5小時(shí)，然后過濾、洗滌、干燥，即可得到表面親油改性的三層核殼結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料。