[發明專利]一種含有納米氧化鋅的預制稠化劑及其所得潤滑脂組合物

有效

• 申請號: 202110007890.9
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112779073B
• 公開（公告）日: 2022-01-11
• 發明（設計）人: 王曉波;華振濤;來冰冰
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所;青島市資源化學與新材料研究中心(中國科學院蘭州化學物理研究所青島研究發展中心)
• 主分類號: C10M123/02
• 分類號: C10M123/02;C10M169/02;C10N50/10;C10N30/06;C10N30/12
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙) 11316
• 代理人: 趙永偉;李魏英

本發明涉及一種高效減摩、抗磨納米材料添加劑原位制備技術及其所得潤滑脂組合物。潤滑脂組合物由12?羥基硬脂酸鋰、基礎油和納米添加劑組成；高效減摩、抗磨納米添加劑原位制備方法：在合適的溶劑環境下，通過12?羥基硬脂酸鋅和一水合氫氧化鋰之間的復分解反應，一步法直接獲得含有小尺寸納米氧化鋅和12?羥基硬脂酸鋰預制稠化劑體系。本發明提供的高效減摩、抗磨劑原位制備技術，具有效率高、可控性好、分散性佳、與潤滑脂制備過程有機結合等有益效果，所得潤滑脂組合物表現出優異的摩擦學性能，低溫黏度佳，較長的使用壽命。

技術領域

本發明涉及潤滑脂技術領域，具體是一種含有納米氧化鋅的預制稠化劑及其所得潤滑脂組合物。

背景技術

納米粒子特殊的物理、化學性質在摩擦學領域引起了極大的興趣，特別是在潤滑油脂添加劑方面。隨著納米技術和納米摩擦學的興起和發展，納米微粒在潤滑領域的研究也取得了很大的成就，納米微粒作為添加劑不僅大大提高了潤滑脂的摩擦學性能，還為摩擦副表面損傷的原位自修復提供了一種全新的方法。此外，一些納米微粒表現出良好的環境友好性，這些優點加速了納米微粒作為潤滑脂添加劑的研究。納米微粒的潤滑性能已被多次摩擦試驗證實,對其潤滑機理也進行了研宄,但其具體的作用機理尚處于推測的階段。對其作用機理的分析,目前主要有以下幾種理論：(1)滲透和摩擦化學反應膜機制；(2)沉積膜作用機制；(3)“滾珠”作用機制；(4)超光滑表面作用機制；(5)復合作用機制。納米添加的分類主要有(1)層狀無機物類，如石墨、WS₂、MoS₂等；(2)納米金屬類，如銅、鎳、鋁、鋅等單質或者復合金屬粉；(3)納米稀土化合物，如氟化物、稀土氫氧化物、稀土硼酸鹽等；(4)納微米無機硼酸鹽類，如硼酸銅、鈦、鎳、鎂、鋅、鋁、亞鐵等；(5)納米氧化物類，如氧化鋁、氧化錫、氧化鈦、氧化硅、氧化鋅、氧化鋯等；(6)聚合物類，含有S、N雜化的共聚物納米微粒和聚苯乙烯納米微粒；(7)硬質粉末，如納米金剛石及C60硬質粉末等。近年來，環境友好型添加劑越來越引起人們的重視。其對環境的友好性主要體現在以下方面:納米微粒作為潤滑油添加劑可以取代含S、Cl、P的活性極壓添加劑,以解決尾氣中S、Cl、P帶來的環境污染。根據納米顆粒的潤滑機制,一些納米顆?？梢栽谀Σ撩嫘纬梢粚颖Ｗo膜,這層保護膜不僅起到抗磨減摩作用,還隔絕了油燃燒所帶來的化學腐蝕氣氛以及油中的有害雜質或酸性蒸汽,起到了保護零件的作用。

以納米氧化鋅為代表的氧化物作為潤滑脂添加劑已被驗證具有良好的減摩、抗磨性能。但是，納米ZnO作為潤滑脂添加劑的研究中，其在潤滑脂中的分散性和穩定性問題非常重要。納米ZnO的表面修飾盡管能有效解決其分散穩定性，但是對于納米微粒和修飾劑在摩擦學實驗中所起到的作用尚未可知。另外，潤滑脂一般在高溫、高壓、高載荷下起作用，納米ZnO在這樣的環境下極易發生團聚，團聚體不僅不能起到減摩、抗磨功能，還有可能增加摩擦。此外，研究表明，納米ZnO的粒度對摩擦學性能有重要影響。例如，粒徑較小的納米ZnO微粒在潤滑脂中的抗磨效果優于粒徑略大的微粒，但是當要求潤滑脂有良好的極壓性能的時候，宜加入粒徑較大的納米粒子。因此，納米微粒的粒徑大小對潤滑脂性能有顯著的影響。

潤滑油脂中添加納米氧化鋅一般采用的是外加法，即在既得的潤滑脂中通過分散的手段加入納米粒子。然后通過物理方法、化學方法等手段將納米添加劑分散在體系中。納米微粒的分散就是將納米微粒的團聚體分離成單個納米微粒，或者為數不多的納米顆粒的小團聚體，均勻分布在介質中的過程。在分散過程中很難使每一個粒子表面迅速被分散介質隔離和浸潤，所以達到良好的分散效果并非一件容易的事。對此，本領域相關學者展開了諸多研究。

CN105733753B公開了一種以烷基萘和PAO為基礎油，含有0～6％非表面修飾的納米氧化鋅添加劑的高速鐵路牽引電機軸承用潤滑脂組合物。該潤滑脂組合物通過降溫階段高速剪切的特殊工藝,制備出的潤滑脂具有優良的極壓抗磨性能、優異的抗氧化性能、突出的剪切安定性、防銹性能及較寬的高低溫性能等優點。

CN 1922294A公開了一種含有基礎油、增稠劑、有機鉬化合物以及納米氧化鋅添加劑等速萬向節用潤滑脂組合物。該組合物可以有效減少萬向節的磨損，有效防止潤滑部分發生鱗片狀剝落。