[發明專利]具有防腐性能的納米石墨化碳球潤滑油添加劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910970902.0
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110628489B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 葉謙;劉沙;李重瑋;劉淑娟;劉維民
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C10M125/02
• 分類號: C10M125/02;C10M141/06;C10M141/08;C10M161/00;C08G73/02;C08G73/06;C08G61/12;C10N30/12;C10N30/06
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 李杰梅

本發明涉及潤滑油添加劑的制備方法技術領域，具體來說是具有防腐性能的納米石墨化碳球潤滑油添加劑及其制備方法和應用，該方法首先通過表面活性劑和單體在引發劑的作用下實現限制性界面自由基共聚，得到了聚合物納米球，然后將聚合物納米球高溫碳化形成多孔空心納米石墨化碳球，基于其為空心多孔結構，通過物理吸附的手段負載上緩蝕劑，然后分散到潤滑油中并將其用作潤滑油添加劑。本發明的制備方法制備得到的納米石墨化碳球潤滑油添加劑在潤滑油中具有很好的分散穩定性，且在提高了潤滑油的抗磨減摩性能的同時，利用其特殊的“核?殼”結構實現了緩蝕劑的負載也使其具備優異的防腐性能，制備方法所用的原料易得，適用范圍廣。

技術領域

本發明涉及潤滑油添加劑的制備方法技術領域，具體來說是具有防腐性能的納米石墨化碳球潤滑油添加劑及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，在冶金、礦山化工等領域由于器件磨損失效而造成的經濟損失仍然占有總值的不小比率，故而降低復雜機械系統中運動副表面的疲勞磨損以及機械能耗儼然成為一大研究難題。因此，為了適應不同運動環境以及運動模式和多樣的接觸形式，特別是高速運動的摩擦中的液體潤滑，很多研究者基于傳統潤滑油脂提出了使用納米尺寸的材料作為潤滑油添加劑以改善摩擦工況的解決方案。然而由于傳動部件在高速、高載荷、高溫等苛刻條件下因腐蝕而引起的磨損、疲勞、斷裂等原因也均導致材料損耗、設備失效和能源消耗等問題，嚴重阻礙了生產發展和科技進步，因此基于摩擦行為中緩蝕問題的解決成為國內外研究熱點。

納米尺寸材料結構的特殊性，致使其具有大的比表面、小尺寸效應、界面效應、量子效應和量子隧道效應，且這些效應賦予其在抗磨性能、高承載能力及環境友好方面均優于傳統潤滑油添加劑，而在納米尺寸材料中，碳納米材料由于具有相對低的摩擦系數和良好的耐磨性，更是使其適用于干潤滑劑和油潤滑劑中的各種摩擦學應用。同時，由于其常有的特殊結構以及高比表面積特性，多樣的碳納米材料作為微納負載器的應用在防腐領域收到了越來越多的關注。

現有技術中石墨作為一種良好的潤滑和自潤滑材料已廣泛用于潤滑油添加劑，而現有技術的潤滑油添加劑石墨在實現抗磨減磨的同時無法對器件進行防腐，從而限制了器械的使用壽命。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供具有防腐性能的納米石墨化碳球潤滑油添加劑及其制備方法和應用，本發明在提高了潤滑油的抗磨減摩性能的同時，利用其特殊的“核-殼”結構實現了緩蝕劑的負載也使其具備優異的防腐性能，不僅解決了高度石墨化的納米碳材料在基礎油中的分散問題，而且提高了傳動部件的抗腐蝕性能和抗磨損性能，且制備方法中所用的原料易得，適用范圍廣。

為解決上述技術問題，本發明 采用如下技術方案：

具有防腐性能的納米石墨化碳球潤滑油添加劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、聚合物納米球的制備：將表面活性劑與水混合得到質量分數為 0.1％-1％的溶液，然后加入單體，并使溶液中單體的濃度達到0.1-1mol/L，攪拌、超聲并使單體與表面活性劑均與水混合均勻后，加入引發劑，在25-35℃下攪拌12小時，再經洗滌、真空干燥，得到聚合物納米球；

其中，引發劑的質量與表面活性劑水溶液的體積之比為1：50-60；所述單體為苯胺、吡咯、噻吩中的任意一種或任意兩種的混合物；

步驟2、多孔空心納米石墨化碳球的制備：在保護氣體氛圍下將步驟1得到的聚合物納米球以2-10℃/min的升溫速率，升溫至1800-3000℃，保溫1-9h，得到多孔空心納米石墨化碳球；

步驟3、多孔空心納米石墨化碳球潤滑油添加劑的制備：

將有機緩蝕劑完全溶解到吸附溶劑中，并使有機緩蝕劑的物質的量濃度達到2×10^-3-2×10^-2mol/L，然后邊攪拌邊加入步驟2得到的多孔空心納米石墨化碳球，并于40-60℃下繼續攪拌8-15h，洗滌、真空干燥，得到納米石墨化碳球潤滑油添加劑；