控制反应中水的用量，使起催化作用的水仅仅少 量的覆盖在纳米二氧化硅粒子的表面，从而大大降低水解产生的硅醇之间的缩合，使得反 应能够更加均匀的在纳米二氧化硅粒子的表面进行，同时水的存在能够促使反应进行的更 加彻底，并且能够使参与反应的纳米二氧化硅和硅氧烷在很大的投料比范围内都能很好的 进行反应。采用低沸点的溶剂，使得溶剂的除去更加容易。通过本发明方法，可以使纳米二 氧化硅与硅氧烷的反应产率达到百分之百，反应原料之间的比例可以按实际需要在很大范 围内调控，并且可以在十分温和的条件下进行反应，反应完后不需要清洗等后处理步骤，而 且反应后接枝基团均匀的覆盖在纳米二氧化硅表面，大大提高了改性后的纳米二氧化硅粒 子在润滑油中的稳定性和改性的均一性。
【发明内容】
[0025] 本发明目的在于，针对现有技术的不足，提供一种改性纳米二氧化硅润滑油添加 剂的制备方法，该方法将纳米二氧化硅加入反应容器中，再加入溶剂搅拌，加入去离子水， 搅拌，使纳米二氧化硅充分分散在溶剂中，再将取代硅氧烷（YSiX3)逐滴缓慢加入到反应 容器中（对于凝固点高于20°C的硅氧烷先溶解在溶剂中再滴加），常温反应，减压蒸馏除去 溶剂，得到白色的粉末，真空干燥，得到白色粉末状改性纳米二氧化硅润滑油添加剂。通过 本发明所述方法获得的改性纳米二氧化硅润滑油添加剂，化学性质稳定，具有很好的耐磨 性，同时在润滑油当中具有很好的分散稳定性，能有效提高润滑油的减摩抗磨性能。
[0026] 本发明所述的一种改性纳米二氧化硅润滑油添加剂的制备方法，该方法中涉及的 取代硅氧烷的结构式为：
[0028] 其中：Y代表烷基以及含有反应性官能团的基团，具体烷基为己基，异己基，庚 基，异庚基，辛基，异辛基，壬基，异壬基，癸基，异癸基，十一烷基，十二烷基，十四 烷基，十五烷基，十六烷基，十七烷基，十八烷基，十九烷基，二十烷基，取代苯基；反应 性官能团为氨基，双键，巯基，环氧基；X代表甲氧基，乙氧基；具体操作按下列步骤进行：
[0029] 按质量比为纳米二氧化硅：去离子水：溶剂：取代硅氧烷= 1:0. 15:130:0. 05-0. 5，将纳米二氧化硅加入反应容器中，再加入溶剂为二氯甲烷或三氯甲 烷，磁力搅拌30min，加入去离子水搅拌30min，使纳米二氧化硅充分分散在二氯甲烷溶剂 中，再将取代硅氧烷逐滴加入到反应容器中，常温反应10小时，减压蒸馏除去溶剂，得到白 色的粉末，在温度80°C，真空干燥6小时，得到白色粉末状改性纳米二氧化硅润滑油添加 剂。
[0030] 对于凝固点高于20°C的取代硅氧烷先溶于溶剂中，再进行滴加到反应容器中。 [0031 ] 本发明一种改性纳米二氧化硅润滑油添加剂的制备方法，该方法在纳米二氧化硅 表面接枝硅烷，能有效的改善纳米二氧化硅作为润滑油添加剂不稳定的问题，可以持久的 改善二氧化硅改性材料作为润滑油添加剂在润滑油应用方面的问题。本发明制备方法反应 温度低，条件温和，后处理简单，产品性能优越，大大降低了工业化生产的成本。
[0032] 有益效果；本发明的合成方法经过元素分析证明反应完后经过二氯甲烷反复清洗 和未经二氯甲烷清洗的反应产物元素含量相同（表1)。
[0033] 表1所制备的材料的元素分析数据
[0035] 从表中可以看出反应所得的产品经过清洗和未经过清洗的元素含量一致，证明反 应是百分之百进行。
[0036] 红外光谱分析也证明反应成功进行（图1)。由此可以证明反应是百分之百进行不 需要后续处理，扫描电镜图像表明反应后团聚现象明显减弱（图2、图3)。
【附图说明】
[0037] 图1为本发明和未反应的纳米二氧化硅的傅里叶红外光谱图，其中a为未反应的 纳米二氧化硅；b为本发明改性纳米二氧化硅；从图中可以看出，与未进行改性反应的纳 米二氧化娃相比，使用本发明方法制备的改性纳米二氧化娃在2930cm \ 2850cm 1处出现 了甲基和亚甲基的伸缩振动吸收峰，3433cm1处的硅羟基伸缩振动吸收峰明显减弱，同时 797cm 1处的硅氧硅不对称伸缩振动吸收峰明显增强，说明有大量新的硅氧硅键形成，证明 了反应的成功进行；
[0038] 图2为本发明和未改性的纳米二氧化硅的扫描电镜图片，由于纳米二氧化硅表面 含有大量的羟基极其容易团聚在一起，因此难以保证直接用作润滑油添加剂时的稳定性；
[0039] 图3为本发明改性的纳米二氧化硅的扫描电镜图片；从图中可以看出，反应后团 聚现象明显消失。并且反应后的纳米颗粒仍然保持与未反应的纳米颗粒相同的形状。证明 本发明的制备方法所制备的纳米二氧化硅反应是在纳米颗粒表面均匀进行的，并没有出现 颗粒表面局部的不均匀缩聚现象，也未发生纳米粒子之间的粘结现象。
【具体实施方式】
[0040] 实施例1
[0041] 按质量比为纳米二氧化硅：去离子水：溶剂：取代硅氧烷= 1:0. 15:130:0. 05-0. 5，将纳米二氧化硅加入反应容器中，再加入溶剂为二氯甲烷或三氯甲 烷，磁力搅拌30min，加入去离子水搅拌30min，使纳米二氧化硅充分分散在二氯甲烷溶剂 中，再将取代硅氧烷逐滴加入到反应容器中，常温反应10小时，减压蒸馏除去溶剂，得到白 色的粉末，在温度80°C，真空干燥6小时，得到白色粉末状改性纳米二氧化硅润滑油添加 剂。
[0042] 实施例2
[0043] 按质量比为纳米二氧化硅：去离子水：溶剂：取代硅氧烷= 1:0. 15:130:0. 05-0. 5，将纳米二氧化硅加入反应容器中，再加入溶剂为二氯甲烷或三氯甲 烷，磁力搅拌30min，加入去离子水搅拌30min，使纳米二氧化硅充分分散在二氯甲烷溶剂 中，再将固态硅氧烷溶于IOml与反应容器中相同的溶剂中，再逐滴加入到反应容器中，常 温反应10小时，减压蒸馏除去溶剂，得到白色的粉末，在温度80°C，真空干燥6小时，得到白 色粉末状改性纳米二氧化硅润滑油添加剂。
[0044] 依据实施例1和实施例2的方法步骤，将所涉及的物料添加比例用表的形式列出， 其中103-114号使用实施例2的方法，其余的为实施例1的方法。表中溶剂指的是二氯甲 烷或三氯甲烷中的任意一种。
[0045] CN 105176629 A 说明书 6/10 页
CN 105176629 A 说明书 7/10 页
CN 105176629 A 说明书 9/10 页
[0049] 通过以上施实例表明：使用本发明的制备方法可以方便的按实际需要选择不同的 硅氧烷对纳米二氧化硅进行有效的表面改性，改性后的纳米二氧化硅作为润滑油添加剂时 稳定性大大提高，有效的解决了纳米二氧化硅单独作为润滑油添加剂时因其结构、密度、尺 寸等因素的影响而造成的在润滑油脂等有机介质中的分散性、浸润性较差，易团聚、沉淀、 不能发挥纳米粒子抗磨材料的特殊抗磨效应，抗磨减摩效果难以全面发挥的问题。
【主权项】
1. 一种改性纳米二氧化硅润滑油添加剂的制备方法，其特征在于该方法中涉及的取代 硅氧烷的结构式为：其中：Y代表烷基或含有反应性官能团的基团，具体烷基为己基，异己基，庚基，异 庚基，辛基，异辛基，壬基，异壬基，癸基，异癸基，十一烷基，十二烷基，十四烷基， 十五烷基，十六烷基，十七烷基，十八烷基，十九烷基，二十烷基，取代苯基；反应性官能 团为氨基，双键，巯基，环氧基；X代表甲氧基，乙氧基；具体操作按下列步骤进行： 按质量比为纳米二氧化硅：去离子水：溶剂：取代硅氧烷=1:0. 15:130:0. 05-0. 5,将 纳米二氧化硅加入反应容器中，再加入溶剂为二氯甲烷或三氯甲烷，磁力搅拌30min，加入 去离子水搅拌30min，使纳米二氧化硅充分分散在二氯甲烷或三氯甲烷溶剂中，再将取代硅 氧烷逐滴加入到反应容器中，常温反应10小时，减压蒸馏除去溶剂，得到白色的粉末，在温 度80°C，真空干燥6小时，得到白色粉末状改性纳米二氧化硅润滑油添加剂。2. 根据权利要求1所述的改性纳米二氧化硅润滑油添加剂的制备方法，其特征在于对 于凝固点高于20°C的取代硅氧烷先溶于溶剂中，再进行滴加到反应容器中。
【专利摘要】本发明涉及一种改性纳米二氧化硅润滑油添加剂的制备方法，该方法将纳米二氧化硅加入反应容器中，再加入溶剂搅拌,加入去离子水，搅拌,使纳米二氧化硅充分分散在溶剂中，再将取代硅氧烷逐滴缓慢加入到反应容器中，对于凝固点较高的硅氧烷先溶解在溶剂中再滴加，常温反应，减压蒸馏除去溶剂，得到白色的粉末，真空干燥，得到白色粉末状改性纳米二氧化硅润滑油添加剂。通过本发明所述方法获得的改性纳米二氧化硅润滑油添加剂，化学性质稳定，具有很好的耐磨性，同时在润滑油当中具有很好的分散稳定性,能有效提高了润滑油的减摩抗磨性能。
【IPC分类】C10N30/06, C09C3/12, C09C1/28, C10M139/04, C07F7/18, C10M125/26, C01B33/18, C10N30/04
【公开号】CN105176629
【申请号】
【发明人】张亚刚, 张学敏, 郅轲轲, 张乐涛, 周鑫, 王朋磊, 姜莹芳, 张岚
【申请人】中国科学院新疆理化技术研究所
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年10月29日