本发明属于润滑油添加剂领域，具体涉及一种耐极压抗磨剂及其制备方法。
背景技术：
：现有技术中，当金属表面承受较高的负荷时，大量的金属表面直接接触，产生大量的热，添加剂能与金属表面起化学反应生成化学反应膜，起润滑作用，防止金属表面擦伤，甚至熔焊。通常把这种最苛刻的边界润滑叫做极压润滑，而这种添加剂称为极压抗磨剂。国内外市场上的工业用液压油、齿轮油、透平油使用时，润滑效果不佳，机件磨损大、温升高、积聚油泥形成快，机油寿命短工作状况下降快，这些问题均为耐磨能力不够造成的。当润滑处于边界润滑状态下，金属表面只承受中等负荷时，如有一种添加剂能被吸附在金属表面上或与金属表面剧烈磨损，这种添加剂称为抗磨添加剂。当金属表面承受很高的负荷时，大量的金属表面直接接触，产生大量的热，而抗磨剂形成的膜也被破坏，不再起保护金属表面的作用，如有一种添加剂能与金属表面起化学反应生成化学反应膜，起润滑作用，防止金属表面擦伤，甚至熔焊，通常把这种最苛刻的边界润滑叫做极压润滑，而这种添加剂称为极压添加剂。极压抗磨剂主要是为了防止刮伤、卡咬、磨损和烧结熔焊而使用的添加剂，适合用于高速、高温和高负荷等恶劣工况的润滑环境之中。极压抗磨剂的作用机理一般认为是添加剂分子首先吸附于金属摩擦副表面，在高温高负荷的条件下，分子中的s、p、cl等活性元素与金属反应，形成具有低剪切强度的消耗保护层，从而达到减少金属摩擦副表面摩擦和损耗的目的。极压抗磨剂的品种繁多，根据所含活性元素和复合元素的不同，大致可分为硫型、磷型、氯型、钼型、硼型、稀土化合物型和钠米粒子型几类。极压抗磨剂一般分为活性与非活性两大类，活性极压抗磨剂是指分子结构中含有硫、磷和氯等活性元素，其作用机理一般认为是添加剂分子首先吸附于金属摩擦副表面，在高温高负荷的条件下，分子中的硫、磷和氯元素与金属反应，形成具有低剪切强度的保护层，从而达到减少金属摩擦副表面摩擦和损耗的目的；非活性极压抗磨剂主要是指自身或者分解产物沉积在金属表面从而形成保护膜的添加剂，主要有含硼化合物、金属盐类化合物、稀土化合物和纳米材料等。硼酸盐作为新型极压剂是近年来研究的热点，其抗极压能力远大于硫磷型和氯铅型添加剂，是一种新型的润滑油极压添加剂。把无定形微球型硼酸盐分散在润滑油中形成的油状分散体。无味、无毒，具有良好的热稳定性，对铜无腐蚀。微溶于水，可用于不与水接触的齿轮油和润滑脂。但是目前的极压抗磨剂其在减少发动机摩擦损失、降低油耗等方面表现不佳，且其在极端压力和温度下并不能表现出足够的抗磨性能。因此，急需研发一种能够减少摩擦损失降低油耗抗磨性能佳的极压抗磨剂。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对目前抗磨剂不能减少摩擦损失、降低油耗的问题，提供一种耐极压抗磨剂及其制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：一种耐极压抗磨剂，包括降粘活性剂、纳米添加剂、界面极性调节剂。所述降粘活性剂的制备方法为：s1.取正丁醇锆按质量比1~3：2~5加入笼型八聚（三甲基硅氧基）倍半硅氧烷混合，得混合物，取混合物按质量比2~5：10~15加入无水乙醇搅拌混合，得混合液，取混合液按质量比1~3：3~5滴加至去离子水中，控制滴加时间30~60min，搅拌混合，离心，取沉淀干燥，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒；s2.取过筛颗粒按质量比1~5：10~15加入硅酸四乙酯，加入硅酸四乙酯质量90~95%的催化活性剂搅拌混合，得混合物a，取混合物a按质量比10~15：5~9加入去离子水搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比10~20：2~5加入甘油搅拌混合，离心，取沉淀a干燥，即得降粘活性剂。所述步骤s2中催化活性剂为：取四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四丁基氢氧化铵中的任意一种，即得。所述纳米添加剂的制备方法为：（1）取纳米氧化物按质量比1~5：10~20加入硝酸搅拌混合，加入氧化铈质量8~10倍的双氧水搅拌混合，过滤，取滤渣干燥，得干燥物，取干燥物按质量比2~5：50~60加入去离子水搅拌混合，加入干燥物质量20~40%的双氧水和干燥物质量5~10%的酸辅助剂搅拌混合，得搅拌混合物a；（2）取搅拌混合物a按质量比2~5：1~3加入修饰剂，搅拌混合1~3h，旋转蒸发，取旋转蒸发剩余物煅烧，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒a，即得纳米添加剂。所述步骤（1）中纳米氧化物：取氧化铈按质量比3~5：2~4加入氧化铟混合，即得。所述步骤（1）中的酸辅助剂为：取柠檬酸按质量比3~7：2~5加入酒石酸混合，即得。所述步骤（2）中的修饰剂为：取十二烷基二甲基氧化胺按质量比2~5：1~3加入椰油脂肪酸二乙醇酰胺混合，即得。所述界面极性调节剂的制备方法为：取苯乙烯-马来酸酐共聚物按质量比1~5：60~80加入溶剂，加入溶剂质量1~4%的氯化亚砜搅拌混合，得搅拌混合物b，取搅拌混合物b按质量比2~5：5~10加入聚乙二醇-400，通入氮气保护，搅拌混合，得搅拌混合物c，取搅拌混合物c按质量比2~5：10~20加入乙醚，静置，取沉淀干燥，得干燥物a，取干燥物a按质量比2~5：1~3：10~15加入十六烷基三甲基溴化铵、异辛烷混合，即得界面极性调节剂。所述溶剂为：取n,n-二甲基甲酰胺按质量比5~10：2~4加入丙酮混合，即得。该制备方法包括如下步骤：取降粘活性剂按质量比1~5：10~15加入过二硫酸铵溶液搅拌混合，抽滤，取抽滤渣煅烧，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒b，取过筛颗粒b按质量比3~5：5~10加入纳米添加剂混合，得基体物，取基体物按质量比10~20：2~5加入界面极性调节剂混合，即得耐极压抗磨剂。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明制备的降粘活性剂是以正丁醇锆、笼型八聚（三甲基硅氧基）倍半硅氧烷为原料，并加入硅酸四乙酯等形成的具有酸性催化中心的降粘活性剂，最后通过过硫酸铵进行修饰，使得表面的催化活性位点增加，形成有序的孔径和较大的比表面积，而使得与挤压摩擦的过程中接触面积增加，增强了催化效果，其通过引入锆元素，并提供氢供体对油基进行催化，一方面提供的氢源，促进油基的充分燃烧，能减少积碳，从而在极压状态时减小对界面的磨损，另一方面通过催化裂解成小分子的油基，使得分子量降低，减少位阻效应，而使得油基的粘度减小流动性变强，增加了运转过程中润滑油的分散润滑作用，使得抗磨保护层能加快形成，提高抗磨性能；（2）本发明制备的纳米添加剂是以氧化铈、氧化铟进行复配，得到硬软金属复合成膜的原料，加入双氧水氧化再进行酸化等过程，最后经十二烷基二甲基氧化胺在表面修饰形成具有摩擦界面成膜的物质，利用软金属在摩擦界面形成磨损自修复，摩擦表面形成转移膜或合金化层，对材料磨损进行补偿，使得抗磨性能增强，同时表面的修饰物提高了抗磨剂的油溶性能，与润滑油进行结合，在摩擦过程中与摩擦副产物形成了固熔体，使得其具有较强的抗磨性能；（3）本发明制备的界面极性调节剂是以苯乙烯-马来酸酐共聚物经聚乙二醇-400修饰共聚形成，并配以十六烷基三甲基溴化铵、异辛烷增加溶解性使得抗磨剂与基体较好的相溶，促进抗磨剂起效，其在摩擦界面引入了极性基团，使表面自由能得到了提高，提高了形成的抗磨保护膜与金属基体之间的界面结合能力，使得保护膜较好的吸附于界面，防止磨损，并通过降低表面张力使得抗磨剂较好的渗入界面提供保护，增加抗磨效率；（4）本发明先通过降粘活性剂降低油基粘度，促进燃油的油品质量提高，促进燃烧，减少积碳达到减少能耗，再通过纳米添加剂在摩擦界面成膜并对磨损进行自修复，增加抗磨性，减少摩擦损失，最后通过界面极性调节剂调节摩擦界面极性，使得保护膜较好的吸附于金属表面，延长抗磨剂的使用期效。具体实施方式催化活性剂为：取四丙基氢氧化铵、四丙基溴化铵、四丁基氢氧化铵中的任意一种，即得。降粘活性剂的制备方法为：s1.取正丁醇锆按质量比1~3：2~5加入笼型八聚（三甲基硅氧基）倍半硅氧烷混合，得混合物，取混合物按质量比2~5：10~15加入无水乙醇，搅拌混合20~30min，得混合液，取混合液按质量比1~3：3~5滴加至去离子水中，控制滴加时间30~60min，搅拌混合2~4h，离心，取沉淀干燥，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒；s2.取过筛颗粒按质量比1~5：10~15加入硅酸四乙酯，加入硅酸四乙酯质量90~95%的催化活性剂，搅拌混合20~30min，得混合物a，取混合物a按质量比10~15：5~9加入去离子水，搅拌混合1~3h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比10~20：2~5加入甘油，于120~130℃搅拌混合24~48h，离心，取沉淀a干燥，即得降粘活性剂。纳米氧化物：取氧化铈按质量比3~5：2~4加入氧化铟混合，即得。酸辅助剂为：取柠檬酸按质量比3~7：2~5加入酒石酸混合，即得。修饰剂为：取十二烷基二甲基氧化胺按质量比2~5：1~3加入椰油脂肪酸二乙醇酰胺混合，即得。纳米添加剂的制备方法为：（1）取纳米氧化物按质量比1~5：10~20加入质量分数为68%的硝酸，搅拌混合3~5min，加入氧化铈质量8~10倍的质量分数为30%的双氧水，搅拌混合30~50min，过滤，取滤渣干燥，得干燥物，取干燥物按质量比2~5：50~60加入去离子水，搅拌混合20~30min，加入干燥物质量20~40%的双氧水和干燥物质量5~10%的酸辅助剂，于20~30℃搅拌混合30~50min，得搅拌混合物a；（2）取搅拌混合物a按质量比2~5：1~3加入修饰剂，搅拌混合1~3h，旋转蒸发，取旋转蒸发剩余物于650~750℃煅烧1~3h，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒a，即得纳米添加剂。溶剂为：取n,n-二甲基甲酰胺按质量比5~10：2~4加入丙酮混合，即得。界面极性调节剂的制备方法为：取苯乙烯-马来酸酐共聚物按质量比1~5：60~80加入溶剂，加入溶剂质量1~4%的氯化亚砜，搅拌混合1~3h，升温至80~90℃搅拌混合30~60min，得搅拌混合物b，取搅拌混合物b按质量比2~5：5~10加入聚乙二醇-400，通入氮气保护，于50~60℃搅拌混合4~6h，得搅拌混合物c，取搅拌混合物c按质量比2~5：10~20加入乙醚，静置30~50min，取沉淀干燥，得干燥物a，取干燥物a按质量比2~5：1~3：10~15加入十六烷基三甲基溴化铵、异辛烷混合，即得界面极性调节剂。一种耐极压抗磨剂的制备方法，包括如下步骤：取降粘活性剂按质量比1~5：10~15加入浓度为1mol/l的过二硫酸铵溶液，搅拌混合4~7h，抽滤，取抽滤渣经450~550℃煅烧3~5h，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒b，取过筛颗粒b按质量比3~5：5~10加入纳米添加剂混合，得基体物，取基体物按质量比10~20：2~5加入界面极性调节剂混合，即得耐极压抗磨剂。催化活性剂为：四丙基氢氧化铵。降粘活性剂的制备方法为：s1.取正丁醇锆按质量比1：2加入笼型八聚（三甲基硅氧基）倍半硅氧烷混合，得混合物，取混合物按质量比2：10加入无水乙醇，搅拌混合20min，得混合液，取混合液按质量比1：3滴加至去离子水中，控制滴加时间30min，搅拌混合2h，离心，取沉淀干燥，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒；s2.取过筛颗粒按质量比1：10加入硅酸四乙酯，加入硅酸四乙酯质量90%的催化活性剂，搅拌混合20min，得混合物a，取混合物a按质量比10：5加入去离子水，搅拌混合1h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比10：2加入甘油，于120℃搅拌混合24h，离心，取沉淀a干燥，即得降粘活性剂。纳米氧化物：取氧化铈按质量比3：2加入氧化铟混合，即得。酸辅助剂为：取柠檬酸按质量比3：2加入酒石酸混合，即得。修饰剂为：取十二烷基二甲基氧化胺按质量比2：1加入椰油脂肪酸二乙醇酰胺混合，即得。纳米添加剂的制备方法为：（1）取纳米氧化物按质量比1：10加入质量分数为68%的硝酸，搅拌混合3min，加入氧化铈质量8倍的质量分数为30%的双氧水，搅拌混合30min，过滤，取滤渣干燥，得干燥物，取干燥物按质量比2：50加入去离子水，搅拌混合20min，加入干燥物质量20%的双氧水和干燥物质量5%的酸辅助剂，于20℃搅拌混合30min，得搅拌混合物a；（2）取搅拌混合物a按质量比2：1加入修饰剂，搅拌混合1h，旋转蒸发，取旋转蒸发剩余物于650℃煅烧1h，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒a，即得纳米添加剂。溶剂为：取n,n-二甲基甲酰胺按质量比5：2加入丙酮混合，即得。界面极性调节剂的制备方法为：取苯乙烯-马来酸酐共聚物按质量比1：60加入溶剂，加入溶剂质量1%的氯化亚砜，搅拌混合1h，升温至80℃搅拌混合30min，得搅拌混合物b，取搅拌混合物b按质量比2：5加入聚乙二醇-400，通入氮气保护，于50℃搅拌混合4h，得搅拌混合物c，取搅拌混合物c按质量比2：10加入乙醚，静置30min，取沉淀干燥，得干燥物a，取干燥物a按质量比2：1：10加入十六烷基三甲基溴化铵、异辛烷混合，即得界面极性调节剂。一种耐极压抗磨剂的制备方法，包括如下步骤：取降粘活性剂按质量比1：10加入浓度为1mol/l的过二硫酸铵溶液，搅拌混合4h，抽滤，取抽滤渣经450℃煅烧3h，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒b，取过筛颗粒b按质量比3：5加入纳米添加剂混合，得基体物，取基体物按质量比10：2加入界面极性调节剂混合，即得耐极压抗磨剂。催化活性剂为：四丙基溴化铵。降粘活性剂的制备方法为：s1.取正丁醇锆按质量比2：3加入笼型八聚（三甲基硅氧基）倍半硅氧烷混合，得混合物，取混合物按质量比3：13加入无水乙醇，搅拌混合25min，得混合液，取混合液按质量比2：4滴加至去离子水中，控制滴加时间45min，搅拌混合3h，离心，取沉淀干燥，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒；s2.取过筛颗粒按质量比3：13加入硅酸四乙酯，加入硅酸四乙酯质量93%的催化活性剂，搅拌混合25min，得混合物a，取混合物a按质量比13：7加入去离子水，搅拌混合2h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比15：3加入甘油，于125℃搅拌混合36h，离心，取沉淀a干燥，即得降粘活性剂。纳米氧化物：取氧化铈按质量比4：3加入氧化铟混合，即得。酸辅助剂为：取柠檬酸按质量比5：4加入酒石酸混合，即得。修饰剂为：取十二烷基二甲基氧化胺按质量比3：2加入椰油脂肪酸二乙醇酰胺混合，即得。纳米添加剂的制备方法为：（1）取纳米氧化物按质量比3：15加入质量分数为68%的硝酸，搅拌混合4min，加入氧化铈质量9倍的质量分数为30%的双氧水，搅拌混合40min，过滤，取滤渣干燥，得干燥物，取干燥物按质量比3：55加入去离子水，搅拌混合25min，加入干燥物质量30%的双氧水和干燥物质量7%的酸辅助剂，于25℃搅拌混合40min，得搅拌混合物a；（2）取搅拌混合物a按质量比3：2加入修饰剂，搅拌混合2h，旋转蒸发，取旋转蒸发剩余物于700℃煅烧2h，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒a，即得纳米添加剂。溶剂为：取n,n-二甲基甲酰胺按质量比8：3加入丙酮混合，即得。界面极性调节剂的制备方法为：取苯乙烯-马来酸酐共聚物按质量比3：70加入溶剂，加入溶剂质量2%的氯化亚砜，搅拌混合2h，升温至85℃搅拌混合45min，得搅拌混合物b，取搅拌混合物b按质量比3：7加入聚乙二醇-400，通入氮气保护，于55℃搅拌混合5h，得搅拌混合物c，取搅拌混合物c按质量比3：15加入乙醚，静置40min，取沉淀干燥，得干燥物a，取干燥物a按质量比3：2：13加入十六烷基三甲基溴化铵、异辛烷混合，即得界面极性调节剂。一种耐极压抗磨剂的制备方法，包括如下步骤：取降粘活性剂按质量比3：13加入浓度为1mol/l的过二硫酸铵溶液，搅拌混合5h，抽滤，取抽滤渣经500℃煅烧4h，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒b，取过筛颗粒b按质量比4：7加入纳米添加剂混合，得基体物，取基体物按质量比15：3加入界面极性调节剂混合，即得耐极压抗磨剂。催化活性剂为：四丁基氢氧化铵。降粘活性剂的制备方法为：s1.取正丁醇锆按质量比3：5加入笼型八聚（三甲基硅氧基）倍半硅氧烷混合，得混合物，取混合物按质量比5：15加入无水乙醇，搅拌混合30min，得混合液，取混合液按质量比3：5滴加至去离子水中，控制滴加时间60min，搅拌混合4h，离心，取沉淀干燥，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒；s2.取过筛颗粒按质量比5：15加入硅酸四乙酯，加入硅酸四乙酯质量95%的催化活性剂，搅拌混合30min，得混合物a，取混合物a按质量比15：9加入去离子水，搅拌混合3h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比20：5加入甘油，于130℃搅拌混合48h，离心，取沉淀a干燥，即得降粘活性剂。纳米氧化物：取氧化铈按质量比5：4加入氧化铟混合，即得。酸辅助剂为：取柠檬酸按质量比7：5加入酒石酸混合，即得。修饰剂为：取十二烷基二甲基氧化胺按质量比5：3加入椰油脂肪酸二乙醇酰胺混合，即得。纳米添加剂的制备方法为：（1）取纳米氧化物按质量比5：20加入质量分数为68%的硝酸，搅拌混合5min，加入氧化铈质量10倍的质量分数为30%的双氧水，搅拌混合50min，过滤，取滤渣干燥，得干燥物，取干燥物按质量比5：60加入去离子水，搅拌混合30min，加入干燥物质量40%的双氧水和干燥物质量10%的酸辅助剂，于30℃搅拌混合50min，得搅拌混合物a；（2）取搅拌混合物a按质量比5：3加入修饰剂，搅拌混合3h，旋转蒸发，取旋转蒸发剩余物于750℃煅烧3h，研磨粉碎过80目筛，收集过筛颗粒a，即得纳米添加剂。溶剂为：取n,n-二甲基甲酰胺按质量比10：4加入丙酮混合，即得。界面极性调节剂的制备方法为：取苯乙烯-马来酸酐共聚物按质量比5：80加入溶剂，加入溶剂质量4%的氯化亚砜，搅拌混合3h，升温至90℃搅拌混合60min，得搅拌混合物b，取搅拌混合物b按质量比5：10加入聚乙二醇-400，通入氮气保护，于60℃搅拌混合6h，得搅拌混合物c，取搅拌混合物c按质量比5：20加入乙醚，静置50min，取沉淀干燥，得干燥物a，取干燥物a按质量比5：3：15加入十六烷基三甲基溴化铵、异辛烷混合，即得界面极性调节剂。一种耐极压抗磨剂的制备方法，包括如下步骤：取降粘活性剂按质量比5：15加入浓度为1mol/l的过二硫酸铵溶液，搅拌混合7h，抽滤，取抽滤渣经550℃煅烧5h，研磨粉碎过100目筛，收集过筛颗粒b，取过筛颗粒b按质量比5：10加入纳米添加剂混合，得基体物，取基体物按质量比20：5加入界面极性调节剂混合，即得耐极压抗磨剂。对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少降粘活性剂。对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少纳米添加剂。对比例3：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少界面极性调节剂。对比例4：北京市某公司生产的耐极压抗磨剂。将实施例与对比例所得耐极压抗磨剂按照gb/t265-1988、gb/t5096-2017标准进行测试，测试结果如表1所示。表1：测试项目实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3对比例4运动粘度100℃（mm2/s）14.4114.6514.5316.6516.1316.4417.32酸值（mg·koh/g）0.810.890.870.980.971.362.02铜片腐蚀/121℃，3h1a1a1a1b1a1b1b四球实验（pb，n）1185117911821117112511121050s含量（%）1.191.211.201.351.371.411.77综上所述，本发明的耐极压抗磨剂粘度低，摩擦力小，油品损耗低；酸值远远小于市场同类产品，对金属的腐蚀远远低于市场同类产品，值得大力推广。以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12