[發明專利]納米材料改性潤滑油

在審

• 申請號: 201911098743.6
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN111411011A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 王自耕;趙健
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C10M141/06
• 分類號: C10M141/06;C10M169/04
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 袁曉玲

氮化硼是一種獨特的二維納米材料，類似于石墨的層狀結構使他具有優異的潤滑性能。氮化硼作為潤滑油潤滑減磨劑擁有很大的發展潛力。但氮化硼在基礎油內易發生抱團沉淀的問題影響著最終產品的性能。因此，我們利用一種十八胺與氮化硼發生絡合反應對氮化硼表面接枝改性的方法改善氮化硼在潤滑油基礎油中的分散性。本發明確定了改性氮化硼所需的用量，以及生產最終產品所需工藝。測試結果表明，改性氮化硼可以在基礎油中均勻的分散。最終產品可以有效降低金屬構件之間的滑動摩擦系數，且使得金屬表面磨損情況有效的改善。

一技術領域

氮化硼是一種具有優良減磨和潤滑效果的二維納米材料。本發明擬將改性氮化硼作為固體填料添加劑加入潤滑油內以提高潤滑油的潤滑和減磨效果。生產過程中，本發明通過對氮化硼進行接枝烷基官能團的預處理方法提高氮化硼納米片與潤滑油基礎油或其他液體添加劑的相容性，避免了氮化硼納米片之間互相抱團或沉淀的現象。由氮化硼改性的潤滑油能夠在潤滑與減磨的效果上獲得大幅的提高。

二技術背景

六方氮化硼(h-BN)由于具有類似于石墨的層狀結構而表現出優良的潤滑能力。其作為固體潤滑劑與液體中的固體填料的應用備受關注。潤滑油是用來為機械構件降低摩擦阻力，減少構件之間摩擦與磨損的重要工業產品。普通液體潤滑油由于自身的液體性質，減磨效果受到局限。因此，以固體填料的形式為液體潤滑油提高減磨效果便是一種非常理想的方法。

從微觀結構上來說，六方氮化硼是一種層層堆疊的類似于石墨的結構。氮化硼片層內N原子和B原子之間以共價鍵的形式相連接，除共價鍵的連接形式外還具有離子鍵的一部分特性。這種離子鍵作用使得納米片層之間產生一種相互吸引作用，由于這種層層間的較強相互作用力使得氮化硼納米片易產生抱團，沉淀等現象，這些現象大大的影響著氮化硼的應用效果。

為了克服以上難題，我們采用對氮化硼接枝改性的方法改善其在烯烴類潤滑油中的分散性。十八胺 (ODA)在約170攝氏度的條件下能夠與氮化硼發生絡合反應。反應所得的氮化硼納米片表面會接枝眾多長鏈的十八胺。因為十八胺自身與烯烴類液體有較好的相容性，從而使得氮化硼納米片也能夠在烯烴中均勻且穩定的分散。由該種方法我們便獲得了均勻且穩定存在的潤滑油-氮化硼混合體系。我們稱之為納米材料改性潤滑油

三發明內容

本發明提供了一種利用表面改性納米材料氮化硼制備納米材料改性潤滑油的實驗步驟

一.制備表面改性的納米氮化硼

(1)按照1：10的重量比稱量六方氮化硼與十八胺

(2)將混合均勻的混合物置于氮氣氛圍中，為混合物提供160攝氏度的油浴加熱。時間約為96h

(3)加熱過程結束后，撤去氮氣氛圍，并使混合物自然冷卻至室溫。使用四氫呋喃沖洗混合物為懸濁液。參考所使用氮化硼的粒徑利用濾膜過濾，并用四氫呋喃沖洗二至三遍。將濾渣置于烘箱烘干，條件為60 攝氏度，12h。即得由十八胺表面改性的二維納米氮化硼

二.制備納米材料改性潤滑油

(1)將表面改性氮化硼與烯烴類潤滑油基礎油按照重量比1：100至3：100的比例混合。

(2)將混合所得潤滑油超聲處理，使其分散均勻。

三.對表征結果進行分析和討論

(1)將未改性氮化硼按照同樣的比例與潤滑油基礎油混合作為對照組。1.將相同重量的對照組和改性潤滑油按照300g，5min的條件離心處理。

(2)離心處理后的對照組發生明顯的沉淀現象，改性氮化硼組仍呈現均勻分散狀。利用十八胺改性而得的氮化硼能夠在基礎油中良好的分散存在。

四、附圖說明

附圖圖1全合成烯烴類潤滑油，即為加入納米材料的基礎油試樣。附圖圖2是按百分之三加入十八胺改性氮化硼的樣品試樣，即納米材料改性潤滑油。