Cl ;将Ig POSS-Cl和4g碘化钾加入80mL丙酮中，在30°C下搅拌反应6h，过滤以除去固体杂质，将滤液旋蒸得到白色固体，将得到的白色固体溶解于蒸馏水中，过滤后收集固体产物，400C下真空干燥24h后即得POSS-1 ；
[0020]2、将5g纳米二氧化硅、10mL甲苯、2.5mL KH-550加入到300mL圆底烧瓶中超声分散0.5h，然后在80°C下搅拌反应12h，反应完毕后利用无水甲醇洗涤数次，60°C真空干燥24h，得到硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅(S12-NH)；
[0021]3、将 Ig P0SS-1、2.5gSi02-NH 加入 80mL 丙酮中，然后加入 Ig NaHCOj^为缚酸剂，在90 °C下反应12h，得到的固体产物依次用丙酮和蒸馏水洗涤，60 °C下真空干燥后得到POSS改性纳米二氧化硅。
[0022]实施例2:
[0023]1、向500mL的圆底烧瓶中加入9.76mL γ -氯丙基三乙氧基硅烷、180mL无水乙醇和1mL的浓盐酸，超声分散0.5h，随后在60°C下搅拌反应2d，得到白色固体，用无水乙醇洗涤后真空干燥，得到POSS-Cl ;将2g POSS-Cl和8g碘化钾加入160mL丙酮中，在30°C下搅拌反应6h，过滤以除去固体杂质，将滤液旋蒸得到白色固体，将得到的白色固体溶解于蒸馏水中，过滤后收集固体产物，40°C下真空干燥24h后即得POSS-1 ;
[0024]2、将1g纳米二氧化硅、200mL甲苯、5.0mL KH-550加入到500mL圆底烧瓶中超声分散0.5h，然后在80°C下搅拌反应12h，反应完毕后利用无水甲醇洗涤数次，60°C真空干燥24h，得到硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅(S12-NH)；
[0025]3、将2g P0SS-1、5gSi02-NH加入160mL丙酮中，然后加入2g NaHCO3作为缚酸剂，在90°C下反应12h，得到的固体产物依次用丙酮和蒸馏水洗涤，60°C下真空干燥后得到POSS改性纳米二氧化硅。
[0026]实施例3:
[0027]1、向500mL的圆底烧瓶中加入14.64mL γ -氯丙基三乙氧基硅烷、270mL无水乙醇和15mL的浓盐酸，超声分散0.5h，随后在60°C下搅拌反应2d，得到白色固体，用无水乙醇洗涤后真空干燥，得到POSS-Cl ;将38 POSS-Cl和12g碘化钾加入240mL丙酮中，在30°C下搅拌反应6h，过滤以除去固体杂质，将滤液旋蒸得到白色固体，将得到的白色固体溶解于蒸馏水中，过滤后收集固体产物，40°C下真空干燥24h后即得POSS-1 ；
[0028]2、将15g纳米二氧化硅、300mL甲苯、7.5mL KH-550加入到500mL圆底烧瓶中超声分散0.5h，然后在80°C下搅拌反应12h，反应完毕后利用无水甲醇洗涤数次，60°C真空干燥24h，得到硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅(S12-NH)；
[0029]3、将 3g P0SS-1、7.5gSi02-NH 加入 240mL 丙酮中，然后加入 3g NaHCC^t 为缚酸剂，在90 °C下反应12h，得到的固体产物依次用丙酮和蒸馏水洗涤，60 °C下真空干燥后得到POSS改性纳米二氧化硅。
[0030]用本发明制备的POSS改性纳米二氧化硅等质量替代润滑油添加剂，以润滑油摩擦系数为评价标准，其不同参量下摩擦系数与时间的关系如图4。图4中可以明显的观察到，随着S12-POSS掺量的增加，摩擦系数随着也降低，当掺量为0.5wt%时摩擦系数达到最低。当掺量为1?丨％时，相对于0.5wt%摩擦系数变大，所以掺量为0.5被％时达到最佳值。分析认为除了具有共晶微球在摩擦时起到了一种微球轴承的作用外，同时有机硅接枝在二氧化硅上，使得纳米复合材料具有优异的抗磨性能和抗高温性能。在摩擦过程中，纳米复合材料在摩擦表面会形成动态的化学修复膜，减少对接触面的摩擦、磨损。同时纳米复合材料因为范德华力吸附于摩擦表面，形成一层物理吸附膜，这样会带来微抛光作用，降低表面粗糙程度。
【主权项】
1.一种高性能润滑油添加剂的制备方法，其特征在于:是以γ-氯丙基三乙氧基硅烷为前驱体反应物制备POSS-Cl，然后将POSS-Cl与KI发生反应，生成反应活性更强的POSS-1 ;再通过硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅，最后通过接枝聚合反应使硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅与POSS-1接枝聚合得到POSS改性纳米二氧化硅。2.根据权利要求1所述的制备方法，包括表面处理、偶联剂改性及接枝改性各单元过程，其特征在于: 所述表面处理是向反应器中加入4.88mL Y -氯丙基三乙氧基硅烷、90mL无水乙醇和5mL的浓盐酸，超声分散0.5h，随后在60°C下搅拌反应2d，得到白色固体，用无水乙醇洗涤后真空干燥，得到POSS-Cl ;将Ig POSS-Cl和4g碘化钾加入80mL丙酮中，在30°C下搅拌反应6h，过滤以除去固体杂质，将滤液旋蒸得到白色固体；将得到的白色固体溶解于蒸馏水中，过滤后收集固体产物，真空干燥后即得POSS-1 ; 所述偶联剂改性是将5g纳米二氧化硅、2.5mL硅烷偶联剂加入甲苯中超声分散0.5h，然后在80°C下搅拌反应12h，反应完毕后利用无水甲醇洗涤，真空干燥后得到硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅； 所述接枝改性是将Ig P0SS-1、2.5g硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅加入丙酮中，然后加入Ig NaHCO3作为缚酸剂，在90°C下反应12h，得到的固体产物依次用丙酮和蒸馏水洗涤，真空干燥后得到POSS改性纳米二氧化硅。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于: 所述硅烷偶联剂为γ-氯丙基三乙氧基硅烷。
【专利摘要】本发明公开了一种高性能润滑油添加剂的制备方法，是以γ-氯丙基三乙氧基硅烷为前驱体反应物制备POSS-Cl，然后将POSS-Cl与KI发生反应，生成反应活性更强的POSS-I；再通过硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅，最后通过接枝聚合反应使硅烷偶联剂改性纳米二氧化硅与POSS-I接枝聚合得到POSS改性纳米二氧化硅。本发明润滑油添加剂能有效的改善普通高分子聚合物不耐摩擦、不耐高温的问题，可以持久的改善二氧化硅复合材料作为润滑油添加剂在润滑油应用方面的问题。
【IPC分类】C10N30/06, C09C3/12, C09C1/28, C10M125/26
【公开号】CN104927403
【申请号】CN201510340420
【发明人】王文平, 李建伟, 李小龙, 赵怀华
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月18日