包含纳米金刚石的引擎润滑油添加剂组合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及引擎润滑油添加剂组合物及其制备方法。具体地，设及纳米金刚石均 匀地分散于油中的引擎润滑油添加剂组合物。
【背景技术】
[0002] 引擎润滑油发挥如下功能：减少金属和金属之间的摩擦，向外部排出在内部产生 的热来使引擎部件冷却，使在低溫条件下作为主要引擎部件容易起到累的作用，除去有害 残渣来保持内部部件干净，且在高溫条件下也可W保持稳定性，从而有助于改善燃料消耗 率。目P，引擎润滑油在安装有内燃机的汽车、船舶、飞机等中发挥润滑作用、冷却作用、防腐 蚀作用、清洗作用等功能，从而在内燃机的低燃料消耗率等性能发挥上起到重要的作用。
[0003] 然而，就引擎润滑油而言，由于污染物质堆积于油中，且因在油中发生的化学变 化，尤其，因生成氧化生成物而容易使其性能劣化。
[0004] 像运样，污染物质堆积于引擎中的主要原因为在引擎工作的过程中未及时提供油 而使金属与金属相碰撞，从而发生磨损。尤其，在引擎启动时运种磨损发生的较多，运是由 于上述油包含流动性物质，从而在引擎刚刚启动时未能顺利供给油。并且，在引擎处于高溫 状态时，油也无法形成圆滑的油膜，从而容易发生磨损。
[0005] 并且，发生磨损的上述金属在油中与其他化学添加剂发生反应，从而容易氧化或 生成第二氧化生成物，运对引擎造成坏影响。
[0006] 由此，作为用于进一步提高运种引擎润滑油的性能的方案之一，正在积极进行对 引擎润滑油添加剂或包含其的引擎润滑油组合物的研究开发，最近，正在开发在引擎润滑 油中添加纳米金刚石来提高耐磨耗性的技术。
[0007] 例如，在韩国登录特许第10-1205640号中作为利用脂肪酸W疏水性表面处理的 纳米金刚石的制备方法及包含其的润滑油相关发明，公开了包括如下步骤的、制备W疏水 性表面处理的纳米金刚石的结构和由于包含有如此制备的纳米金刚石的润滑油的摩擦系 数小而使磨损特性优秀的效果，具体步骤包括：在油中添加纳米金刚石来形成第一混合物 的步骤；在上述第一混合物中添加单不饱和脂肪酸及胺类化合物来形成第二混合物的步 骤；W及通过超声波处理或利用球磨机来对上述第二混合物进行球磨的步骤。
[000引然而，在上述韩国登录特许第10-1205640号中存在如下问题，只利用所公开的W疏水性表面处理的纳米金刚石粒子的分散稳定性，无法在引擎润滑油中长期稳定地具有分 散性。
[0009]由此，本发明人锐意研究可使亲水性的纳米金刚石粒子长期稳定地分散于油中的 引擎润滑油添加剂组合物，最终完成了本发明。
【发明内容】
[0010] 技术问题
[0011] 本发明的目的在于，提供可使纳米金刚石稳定地长期分散于引擎润滑油中的引擎 润滑油添加剂组合物。
[0012] 并且，本发明的目的在于，提供可使表面改性成疏水性的纳米金刚石的纳米金刚 石提高引擎润滑油的润滑功能，从而改善燃料消耗率的引擎润滑油添加剂组合物。
[001引解决问题的手段
[0014] 为了达到上述目的，本发明的引擎润滑油添加剂组合物包含：基础油；表面改性 成疏水性的纳米金刚石的纳米金刚石；W及作为分散剂的油胺、聚链締基班巧酷亚胺及油 酸。
[0015] 上述引擎润滑油添加剂组合物可使用如下物质制备，具体物质包含：60~99重量 百分比的基础油；0.OOl~0. 5重量百分比的表面改性成疏水性的纳米金刚石的纳米金刚 石；W及作为分散剂的0. 05~10重量百分比的油胺、0.Ol~5重量百分比的聚链締基班 巧酷亚胺及0. 5~35重量百分比的油酸。
[0016] 根据本发明再一实施方式，上述表面改性成疏水性的纳米金刚石的纳米金刚石可 利用包括如下步骤的方法来制备，具体步骤包括：第一步骤，利用选自由盐酸、硝酸、硫酸及 过氧化氨组成的组中的一种W上的酸来对纳米金刚石进行处理；第二步骤，使在上述第一 步骤中进行了酸处理的纳米金刚石与选自由氯化亚讽、=氯化憐及五氯化憐组成的组中的 一种W上的酸氯化物发生反应；W及第=步骤，使在上述第二步骤中取得的纳米金刚石与 碳原子数为16~18的烷基胺发生反应。
[0017] 上述聚链締基班巧酷亚胺优选为聚异下締班巧酷亚胺，聚异下締基的数均分子量 优选为300~10000。
[001引并且，根据本发明另一实施方式，引擎润滑油添加剂组合物的制备方法通过如下 的第一步骤、第二步骤及第=步骤制备表面改性成疏水性的纳米金刚石的纳米金刚石之 后，包括第四步骤及第五步骤，具体如下：第一步骤，利用选自由盐酸、硝酸、硫酸及过氧化 氨组成的组中的一种W上的酸来对纳米金刚石进行处理；第二步骤，使在上述第一步骤中 进行了酸处理的纳米金刚石与选自由氯化亚讽、=氯化憐及五氯化憐组成的组中的一种W 上的酸氯化物发生反应；第=步骤，使在上述第二步骤中取得的纳米金刚石与碳原子数为 16~18的烷基胺发生反应；第四步骤，混合上述表面改性成疏水性的纳米金刚石的纳米金 刚石和油胺，并利用超声波进行分散来取得分散物；第五步骤，将聚链締基班巧酷亚胺、油 酸及基础油放入通过上述第四步骤取得的分散物中，并利用超声波进行分散。
[0019]W下，进一步详细察看本发明的结构。
[0020] 本发明的引擎润滑油添加剂组合物包含：a)基础油；b)表面改性成疏水性的纳米 金刚石的纳米金刚石；W及C)作为特定分散剂的油胺（Oleylamine)、聚链締基班巧酷亚胺 (polyalkenylsuccinimide)及油酉《（oleicacid)。
[0021] 在本发明中使用的a)基础油化aseoil)可从通常用作内燃机用润滑油的基础油 的矿物油或合成油中适当选择使用，不受特别限制。
[0022] 上述矿物油作为从原油通过真空蒸馈取得的高沸点的油，是经过氨化处理等提纯 工序除去不饱和双键或环状化合物等，并经过异构化反应取得的无色透明的油。
[0023] 另一方面，作为合成的基础油的合成油可例举聚a締控（PA0，pol厂a-olefin)、 多元醇醋、蜡裂解碳氨化合物等。
[0024] 本发明中，作为基础油，还可组合使用上述矿物油及合成油中的一种或两种W上。
[00巧]上述基础油在100重量百分比的引擎润滑油添加剂组合物中，W60~99重量百 分比的范围使用。
[0026] 本发明中，W疏水性将作为b)原料的纳米金刚石粒子表面改性后使用。
[0027] 本发明中作为原料使用的纳米金刚石粒子利用爆轰法来制备，其平均粒径为4~ 6nm，在其表面残留有非结晶性碳化合物，或者被氧化合物或氨化合物包围，大部分粒子颗 粒凝聚而形成凝聚体。
[002引本发明中，作为表面改性成疏水性的纳米金刚石纳米金刚石粒子的方法，首先，对 纳米金刚石进行酸处理，来在纳米金刚石粒子表面形成簇基（ND-COOH)。在运里，优选地，作 为酸混合使用选自由盐酸、硝酸、硫酸及过氧化氨组成的组中的一种或两种W上。
[0029] 尤其，优选地，在上述纳米金刚石粒子表面形成簇基时，混合处理盐酸、硝酸及过 氧化氨，有助于过氧化氨中所包含的大量的氧形成簇基。此时，若由重量份表示，则就所处 理的酸的混合比率而言，盐酸：硝酸：过氧化氨优选为2~4 : 1 : 1，最优选为3 : 1 : 1。
[0030] 其次，使在上述第一步骤中进行了酸处理的纳米金刚石与酸氯化物发生反应，来 用酷基氯（ND-COCl)基取代形成于纳米金刚石粒子表面的簇基。作为此时所使用的酸氯化 物，可使用选自由作为无机酸的酸氯化物的氯化亚讽（S0C12)、S氯化憐（PCls)及五氯化憐 (PCls)组成的组中的一种W上，优选地，使用氯化亚讽。
[0031] 之后，使生成有酷基氯基的纳米金刚石粒子与烷基胺发生反应，来生成烷基酷胺。 作为上述烷基胺，优选地，使用碳原子数为16~18的烷基胺，即，十六烷基胺、十屯烷基胺 及十八烷基胺，尤其，使用碳原子数为18的十八烷基胺来生成十八烷基酷胺基，运在与本 发明的分散剂一同使用时，具有可取得基础油中的长期的分散稳定性的效果。
[0032] 如上所述，十八烷基酷胺基生成在纳米金刚石的表面，来使表面改性成疏水性的 纳米金刚石的纳米金刚石粒子与W疏水性表面改性之前的纳米金刚石粒子在基础油中凝 聚而不分散的情况相比，具有均匀分散的效果。
[0033] 本发明中，上述表面改性成疏水性的纳米金刚石的纳米金刚石粒子相对于总100 重量百分比的引擎润滑油添加剂组合物，优选地，使用0.OOl~0. 5重量百分比的量，更为 优选地，使用0. 005~0. 1重量百分比的量。
[0034] 当上述纳米金刚石粒子的使用量小于0.OOl重量百分比时，难W期待基于纳米金 刚石粒子的耐磨耗性的提高效果，当上述纳米金刚石粒子的使用量大于0. 5重量百分比 时，用于维持纳米金刚石粒子的分散稳定性的分散剂的使用量过多而不优选。
[0035] 另一方面，确认到仅使表面具有十八烷基酷胺基的纳米金刚石粒子分散于引擎润 滑油时，存在长期的分散稳定性不良的问题，本发明人组合特定分散剂，来完成时间经过之 后也可W稳定地进行分散的本发明的引擎润滑油添加剂组合物。
[0036] 目P，本发明中，作为C)特定分散剂，组合使用油胺、油酸及班巧酷亚胺类化合物 时，表面具有十八烷基酷胺基的纳米金刚石（ND-ODA)粒子可长时间稳定地进行分散。
[0037] 本发明中，作为班巧酷亚胺类化合物，可使用聚异下締班巧酷亚胺 (polyisobuten}dsuccinimide)、吗嘟丙基聚异下締班巧酷亚胺（mo;rpholinop;rop5d polyisobuten^succinimide)等聚链締基班巧酷亚胺，或可使用吗嘟丙基辛締基班 巧酷亚胺（mo巧holinoprop^OCten^succinimide)、吗嘟丙基十二締基班巧酷亚胺 (mo;rpholinop;rop5ddodecenylsuccinimide)、二链締基班巧酷亚胺等。
[0038] 本发明中，优选地，使用聚链締基班巧酷亚胺，更优选地，使用具有平均分子量为 300至10000的聚异下締基的聚异下締班巧酷亚胺。
[0039] 如上所述，本发明的引擎润滑油添加剂组合物通过如下步骤制备而得，具体如下： 在表面改性成疏水性的纳米金刚石的纳米金刚石粒子，即ND-ODA粒子中混合油胺，并利用 超声波分散10分钟至1小时来取得分散物之后，在上述分散物中放入聚链締基班巧酷亚 胺、油酸（oleicacid)及基础油，并利用超声波分散2小时~4小时左右。
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