一种纳米陶瓷节能减摩润滑油及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种纳米陶瓷节能减摩润滑油及其制各方法，纳米陶瓷节能减摩润滑油，包括如下重量份数的原料，纳米陶瓷润滑油添加剂1-2份，润滑油98-99份；所述纳米陶瓷润滑油添加剂包括如下重量份数的原料：纳米三氧化二铝粉体0.5-1份，偶联剂1-2份，分散剂30-35份，抗磨剂1.5-2份，基础油60-67份。本发明的纳米陶瓷润滑油加到汽车的发动机和变速系统中，以汽油为燃料的轿车中可节约燃油10％左右，以燃气为燃料的轿车中可节约燃气15-20％，以柴油为燃料的大中型车辆可节约燃油3-5％，以燃气为燃料的大中型车辆可节约燃气5-8％，减少机件磨损一倍以上，延长润滑油换油期30％以上。
【专利说明】
一种纳米陶瓷节能减摩润滑油及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及汽车、船舶等行业润滑油的应用领域，特别涉及在汽车和船舶发动机及变速系统纳米陶瓷节能减摩润滑油及其制备方法。【背景技术】
[0002]纳米材料及纳米技术的应用如同信息技术和生物技术是未来最重要的三大技术， 纳米润滑油添加剂的开发和利用已成为节能、减摩、环保润滑油领域关注的焦点。
[0003]研究证明，纳米陶瓷材料在汽车和船舶行业润滑油添加剂的应用中，具有耐磨、减摩、节能和减少C02排放等功效，纳米效用使纳米微粒和纳米固体会呈现诸多奇异的物理化学性质，具体表现在纳米的磁、声、光、电、热、超导电性与宏观材料显著不同，在信息、通讯、航空航天、军事、润滑剂、高档陶瓷、硬质合金、刀具等行业都显示了它特殊的功能。在纳米陶瓷润滑油添加剂的制备中，由于纳米材料的磁性及比表面积很大，在润滑油添加剂中容易聚集成大颗粒，稳定性差，容易从油中沉淀析出，对制备纳米润滑油添加剂带来很大困难。
[0004]在机械设备的使用中，摩擦和磨损是材料破坏、增大能源消耗及设备报废的主要原因，为此也给环境带来污染。润滑的目的是减少摩擦，降低磨损和减少能源消耗，润滑技术的重要手段是使用润滑剂，润滑剂可分为液体润滑剂、固体润滑剂和固液相容润滑剂，润滑剂的原理是通过附着在摩擦表面的润滑物载体，借摩擦过程对摩擦表面形成润滑转移膜来达到减摩、耐磨、节能目的，如石墨、二硫化钼和氮化硼固体材料利用自身的层状结构达至IJ润滑减摩节能目的，和石墨、二硫化钼和氮化硼相比，纳米陶瓷材料利用硬度在润滑油中形成类似滚球轴承的原理以及微磁修复功能达到减摩，耐磨节能修复目的，属于固液相容润滑剂。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有润滑技术不足，提供一种纳米陶瓷润滑油，采用三氧化二铝粉体添加到润滑油中，以实现润滑油能够达到耐高温润滑，耐磨，减摩，节能的效果，从而提高润滑油品质以保证汽车和船舶发动机及传动系统的安全性和流畅性。
[0006]本发明所用的纳米陶瓷润滑油添加剂中的纳米材料是一种纳米氧化铝超细粉体， 分子式三氧化二铝，化学名称三氧化二铝，在高档陶瓷的应用中很广泛。在润滑油的应用中表现有耐高温、耐磨、减摩、节能等特点，粒径在30-50nm，比表面积10-30mm2/g，由于比表面积大，在润滑油生产和应用中极易产生磁性，形成凝聚沉淀等问题，制约了纳米润滑油的发展，因此在市场上很难见到纯正的纳米润滑油，要生产出理想合格的纳米三氧化二铝润滑油，首先要有合格的纳米三氧化二铝润滑油添加剂，在纳米陶瓷润滑油的生产中，纳米材料是不能直接加入的，纳米材料粉体必须经过处理和分散才能加入到润滑油中，纳米三氧化二铝润滑油添加剂中的分散剂是大分子化合物，在润滑油添加剂和润滑油中以网状结构分布，由于环境温度的变化，网状结构会收缩，造成纳米材料在纳米润滑油添加剂和纳米润滑油中团聚和沉淀，影响纳米润滑油质量，因此，需要对纳米三氧化二铝润滑油的生产工艺进行优化。
[0007]本发明涉及到以纳米三氧化二铝粉体为添加材料的节能减摩耐磨润滑剂，纳米三氧化二铝微粒所特有的的耐高温、硬度高，在润滑油中形成类似轴承的滚球润滑，摩擦系数很小，并具有微磁性，对汽车和船舶发动机产生自行修复，减少摩擦，提高发动机活塞密封性，增大缸压，增大发动机功率输出，从而达到节能，减摩，耐磨，延长润滑油换油期，延长发动机及传动系统使用寿命，减少发动机尾气中的二氧化碳排放量，利于环保等功效。
[0008]一种节能减摩纳米陶瓷润滑油，重量份数如下:纳米陶瓷润滑油添加剂1-2份，润滑油98-99份。本发明的纳米陶瓷润滑油加到汽车的发动机和变速系统中，以汽油为燃料的轿车中可节约燃油10%左右，以燃气为燃料的轿车中可节约燃气15-20%，以柴油为燃料的大中型车辆可节约燃油3-5%，以燃气为燃料的大中型车辆可节约燃气5-8%，减少机件磨损一倍以上，延长润滑油换油期30%以上，降低发动机尾气中的一氧化碳、二氧化碳和碳水化合物等有害气体30%以上的排放，为低碳、节能，改善环境提供有有利帮助。
[0009]本发明还提供上述节能减摩纳米陶瓷润滑油的制备方法:
[0010]I)按照配比称量原料；
[0011]2)在高速乳化分散调合釜内，加入调合好的润滑油，开启高速乳化分散调合釜的齿轮油栗开始循环调合，相继开启高速乳化分散机进行高速剪切分散；
[0012]3)润滑油在反应釜内，在高速均质机的作用下，润滑油流体由于高速摩擦产生热量，温度升高，釜内温度达到25_30°C时，加入纳米陶瓷润滑油添加剂；
[0013]4)环境温度小于10°C时，釜内温度温度达到37-39°C时，高速乳化分散机停止工作；环境温度大于15°C时，釜内温度温度达到45-48°C时，高速乳化分散机停止工作；
[0014]5)通过过滤机过滤。
[0015]所述纳米陶瓷润滑油添加剂包括如下重量份数的原料:纳米三氧化二铝粉体
0.5-1份，偶联剂1-2份，分散剂30-35份，抗磨剂1.5-2份，基础油60-67份。纳米三氧化二铝粉体纯度多99.99%、粒度为30-50nm。偶联剂为植物酸型单烷氧基类钛酸酯。抗磨剂为T323氨基硫代酯。基础油为150SN或150N。分散剂为采用70%的甲基丙烯酸、29%的十六醇，在I %的偶氮二异丁腈引发剂作用下聚合而成的甲基丙烯酸十六酯。
[0016]所述纳米陶瓷润滑油添加剂的制备方法，在制备前，为了实现纳米三氧化二铝粉体在润滑油中分散好，不沉淀，已消除纳米三氧化二铝粉体在使用过程中的磁性和具有优良的耐磨性，减摩性和节能性，首先对纳米三氧化二铝进行处理，具体操作如下:
[0017]I)根据生产量不同，全部按照上述百分比组合的纳米三氧化二铝粉体进行处理；
[0018]2)在粉式捏合机中加入纳米三氧化二铝粉体，同时对捏合机进行恒温加热，捏合机不停捏合，捏合机温度达到90°C时加入偶联剂，然后捏合机继续捏合升温，当捏合机内纳米三氧化二铝粉体温度达到115-125°C时，恒温保持15分钟，停止捏合，放料待用。用此工艺可消除三氧化二铝粉体在发动机润滑油中90%左右的磁性，以免产生共聚和增大发动机噪音，同时提高纳米三氧化二铝粉体与润滑油的融合性、防止沉淀，提高了分散性。
[0019]3)在胶体磨中加入抗磨剂进行胶体分散，当抗磨剂温度达到45°C时，加入捏合好的纳米三氧化二铝粉体，继续进行胶体分散，同时温度控制在60-65°C之间约30分钟，放料待用，这样处理可以增大纳米三氧化二铝在润滑油中的抗承载能力和抗磨性。
[0020]4)在反应式捏合机中加入分散剂，同时加入上一步骤的材料，开始捏合，温度达到 55_65°C时保持恒温捏合2小时，采用分散剂与纳米三氧化二铝粉体粒子进行化学反应，使纳米三氧化二铝粉体避免以后再润滑油中沉淀分层。
[0021]5)在反应釜内加入150SN或150N基础油，再加入捏合好的材料，反应釜开始反应， 温度达到60-65°C时，恒温反应2小时，给以后的润滑油提供快速的分散性和便益性。
[0022]6)把反应好的纳米陶瓷润滑油添加剂再经过均质机均质3遍，通过1 y m的过滤机过滤，提高纳米三氧化二铝粉体在润滑油中的稳定和杂物混与性。【具体实施方式】
[0023]纳米三氧化二铝，宣城晶瑞新材料有限公司
[0024]偶联剂L-4,重庆市嘉世泰化工有限公司
[0025]T323抗磨剂，沈阳华仑油品化学有限公司
[0026]甲基丙烯酸，淄博市兴鲁化工有限公司
[0027]十六醇，淄博市兴鲁化工有限公司
[0028]偶氮二异丁腈，济南市中鑫悦化工有限公司
[0029]150SN和150N基础油，韩国双龙
[0030]实施例1:
[0031]1)按照配比称量原料；
[0032]2)在粉式捏合机中加入纳米三氧化二铝粉体0.5份，同时对粉式捏合机进行恒温加热，捏合机不停捏合，捏合机温度达到90°C时加入1份偶联剂L-4,然后捏合机继续捏合升温，当捏合机内纳米三氧化二铝粉体温度达到115-125°C时，恒温保持15分钟，停止捏合；
[0033]3)在胶体磨中加入1.5份T323抗磨剂进行胶体分散，当T323温度达到45°C时， 加入步骤2)中捏合好的纳米三氧化二铝粉体，继续进行胶体分散，温度控制在60-65°C之间30分钟；
[0034]4)在反应式捏合机中加入分散剂30份，同时加入步骤3)中胶体分散好的材料，开始捏合，温度达到55-65°C时保持恒温捏合2小时；
[0035]5)在反应釜内加入67份150N基础油，再加入步骤4)中捏合好的材料，开始反应， 温度达到60-65°C时，恒温反应2小时；
[0036]6)把步骤5)中反应好的纳米陶瓷润滑油添加剂经过均质机均质3遍，通过1 ym 的过滤机过滤，制得纳米陶瓷润滑油添加剂。
[0037]将上述纳米陶瓷润滑油添加剂1.2%加入润滑油98.8%中，即得节能减摩纳米陶瓷润滑油。
[0038]实施例2:
[0039]1)按照配比称量原料；
[0040]2)在粉式捏合机中加入纳米三氧化二铝粉体0.7份，同时对粉式捏合机进行恒温加热，捏合机不停捏合，捏合机温度达到90°C时加入1.5份偶联剂L-4,然后捏合机继续捏合升温，当捏合机内纳米三氧化二铝粉体温度达到115-125°C时，恒温保持15分钟，停止捏合；
[0041]3)在胶体磨中加入1.7份T323抗磨剂进行胶体分散，当T323温度达到45°C时， 加入步骤2)中捏合好的纳米三氧化二铝粉体，继续进行胶体分散，温度控制在60-65°C之间30分钟；
[0042]4)在反应式捏合机中加入分散剂33份，同时加入步骤3)中胶体分散好的材料，开始捏合，温度达到55-65°C时保持恒温捏合2小时；
[0043]5)在反应釜内加入63.1份150N基础油，再加入步骤4)中捏合好的材料，开始反应，温度达到60-65°C时，恒温反应2小时；
[0044]6)把步骤5)中反应好的纳米陶瓷润滑油添加剂经过均质机均质3遍，通过1 y m 的过滤机过滤，制得纳米陶瓷润滑油添加剂。
[0045]将上述纳米陶瓷润滑油添加剂1.2-2%加入润滑油98.8-98%中，即得节能减摩纳米陶瓷润滑油。
[0046]实施例3:
[0047]1)按照配比称量原料；
[0048]2)在粉式捏合机中加入纳米三氧化二铝粉体1份，同时对粉式捏合机进行恒温加热，捏合机不停捏合，捏合机温度达到90°C时加入2份偶联剂L-4,然后捏合机继续捏合升温，当捏合机内纳米三氧化二铝粉体温度达到115-125°C时，恒温保持15分钟，停止捏合；
[0049]3)在胶体磨中加入2份T323抗磨剂进行胶体分散，当T323温度达到45°C时，加入步骤2)中捏合好的纳米三氧化二铝粉体，继续进行胶体分散，温度控制在60-65°C之间 30分钟；
[0050]4)在反应式捏合机中加入分散剂35份，同时加入步骤3)中胶体分散好的材料，开始捏合，温度达到55-65°C时保持恒温捏合2小时；
[0051]5)在反应釜内加入60份150N基础油，再加入步骤4)中捏合好的材料，开始反应， 温度达到60-65°C时，恒温反应2小时；
[0052]6)把步骤5)中反应好的纳米陶瓷润滑油添加剂经过均质机均质3遍，通过1 ym 的过滤机过滤，制得纳米陶瓷润滑油添加剂。
[0053]将上述纳米陶瓷润滑油添加剂1.2-2%加入润滑油98.8-98%中，即得节能减摩纳米陶瓷润滑油。
【主权项】
1.一种纳米陶瓷节能减摩润滑油，其特征在于:包括如下重量份数的原料，纳米陶瓷润滑油添加剂1-2份，润滑油98-99份；所述纳米陶瓷润滑油添加剂包括如下重量份数的原料:纳米三氧化二铝粉体0.5-1份，偶联剂1-2份，分散剂30-35份，抗磨剂1.5-2份，基础油60-67份。2.如权利要求1所述的一种纳米陶瓷节能减摩润滑油，其特征在于:纳米三氧化二铝粉体纯度彡99.99%、粒度为30-50nmo3.如权利要求1所述的一种纳米陶瓷节能减摩润滑油，其特征在于:偶联剂为植物酸型单烧氧基类钦酸酯。4.如权利要求1所述的一种纳米陶瓷节能减摩润滑油，其特征在于:抗磨剂为T323氨基硫代酯。5.如权利要求1所述的一种纳米陶瓷节能减摩润滑油，其特征在于:基础油为150SN或150N基础油。6.如权利要求1所述的一种纳米陶瓷节能减摩润滑油，其特征在于:分散剂为采用70%的甲基丙烯酸、29%的十六醇，在1%的偶氮二异丁腈引发剂作用下聚合而成的甲基丙稀酸十六酯。7.制备如权利要求1-6任一所述纳米陶瓷节能减摩润滑油的方法，其特征在于:包括如下步骤， 1)按照配比称量原料； 2)在高速乳化分散调合釜内，加入调合好的润滑油，开启高速乳化分散调合釜的齿轮油栗开始循环调合，相继开启高速乳化分散机进行高速剪切分散； 3)润滑油在高速乳化分散调合釜内温度达到25-30°C时，加入纳米陶瓷润滑油添加剂； 4)环境温度小于10°C时，釜内温度温度达到37-39°C时，高速乳化分散机停止工作；环境温度大于15°C时，釜内温度温度达到45-48°C时，高速乳化分散机停止工作； 5)通过过滤机过滤。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于:纳米陶瓷润滑油添加剂的制备包括如下步骤， 1)按照配比称量原料； 2)在粉式捏合机中加入纳米三氧化二铝粉体，同时对粉式捏合机进行恒温加热，捏合机不停捏合，捏合机温度达到90°C时加入偶联剂，然后捏合机继续捏合升温，当捏合机内纳米三氧化二铝粉体温度达到115-125°C时，恒温保持15分钟，停止捏合； 3)在胶体磨中加入抗磨剂进行胶体分散，当抗磨剂温度达到45°C时，加入步骤2)中捏合好的纳米三氧化二铝粉体，继续进行胶体分散，温度控制在60-65°C之间30分钟； 4)在反应式捏合机中加入分散剂，同时加入步骤3)中胶体分散好的材料，开始捏合，温度达到55-65 °C时保持恒温捏合2小时； 5)在反应釜内加入基础油，再加入步骤4)中捏合好的材料，开始反应，温度达到60-65 °C时，恒温反应2小时； 6)把步骤5)中反应好的纳米陶瓷润滑油添加剂经过均质机均质3遍，通过Iym的过滤机过滤。
【文档编号】C10M125/10GK105985828SQ201510056388
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月4日
【发明人】刘洪良
【申请人】青岛路比特化学有限公司