专利名称：润滑油纳米抗磨节能剂的配方及制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及化工技术领域中润滑油抗磨剂领域，特别涉及用纳米级原料制成的润滑油抗磨剂技术。
背景技术：
二十一世纪内燃机三大改进方向节省燃油和机油；提高可靠性(即使用寿命)；降低排放(即环保)成为内燃机润滑油市场营销的专业卖点，特定的抗磨节能产品反而成为润滑油产品质量保障的主要支撑点。在这种市场趋势之下，许多润滑油企业推出了抗磨型产品，如早期的华能超霸公司的XPR产品系列，近期的离子油，磁性机油，磁护机油，金属陶瓷机油，共晶滚球机油，纳米机油等等，在国内民营企业这种市场营销表现最明显，有代表性的有“统一”的磁性机油，北京“百顺”纳米机油，广东的“地球劲霸”纳米机油，上海的“金润共晶”机油，天津的“森力”离子油，大庆的“金属陶瓷”离子油等。他们都采用了不同类型的抗磨节能添加剂来生产润滑油，这些抗磨节能添加多数为有机钼产品，或者是硫磷化合物，有一些甚至还采用了纳米颗粒来生产。
有机化合物抗磨节能添加剂在润滑油中使用具有不同程度的副作用，影响油品的长期性能稳定已经成为事实，目前比较有前途和影响力的用纳米颗粒生产的抗磨节能添加剂。但是他们采用的纳米颗粒一般为金属氧化物，(金属氧化物纳米颗料比较容易制作)，如ZnO，CuO，Al2O3，Mo2O3等，他们会存在在油品中分散不稳定，催进油品氧化，使到在改善润滑抗磨性能的基础上，却损失氧化安定性，即使再额外补加一些抗氧化添加剂也难以彻底恢复到原来的氧化安定性。另外某些活性的金属氧化物还会对金属机械部件产生腐蚀。
技术内容本发明目的在于提供一种具有良好抗磨节能功能，同时又不损害润滑油本身性能，对金属机械部件没有副作用的润滑油纳米抗磨节能剂。
本发明目的可通过以下技术方案实现本发明润滑油纳抗米抗磨剂配方组份重量百分比为纳米级氟化石墨(CFx)n 8～15％，含碳C10～C16的酯类化合物50～65％，矿物油25～40％。
本发明的生产工艺为(1)采用氟化氢气体与C6～C10烯烃碳氢化合物及C2～C6的有机酸类化合物在组份比例为3∶1∶2，在1.8～1.9个大气压、温度为240～250℃下进行卤化加成反应制成含氟化合物；(2)通过在常温分层萃取将底部的含氟化合物从混合物中分离出来；(3)将含氟化合物在硅酸铝催化下，在230～240℃、1.5～1.8个大气压下进行催化脱氢生成(CFx)n乳液；其中x指F原子在烃链上的数量，n指含F原子卤化烃的聚合数。
(4)再将乳液用超声波处理粉碎到纳米状态，，保持在乳液状态时用C10～C16酯类化合物在温度80～97℃条件下进行表面处理。
(5)然后用C5～C8醇溶剂在温度为50～70℃条件下萃取出已表面亲油性的(CFx)n纳米颗粒乳液，蒸馏除去溶剂。
(6)将这些纳米颗粒乳液以50～80％的比例与矿物油基础油150SN或200SN或400SN、500SN等混合使到它具备溶解在矿物油的性能，因为单纯是酯类化合物对矿物油溶解性有限，可能会产生不透明或半透明状态，加入矿物油稀释是提高它的油溶性。
本发明的技术进步在于，该节能剂添加于润滑油后有良好的抗磨节能功能，同时不损害润滑油本身的性能，对金属机械部件没有副作用。
具体实施例好的节能抗磨剂它必须有良好的抗磨节能功能，同时又要不损害润滑油本身的性能，对金属机械部件没有副作用，如果可以还要加强润滑油其他性能。
在这种情况下，我们会考虑具有润滑效果的无灰型纳米材料，也就是说考虑采用不含金属成分的纳米材料，因为金属在油品中有促进油氧化的作用，尤其是具有显著润滑，抗磨作用的Cu，Mo等金属元素。我们经过对比考虑了使用在航天航空技术上做固体润滑剂的氟化石墨材料，并通过一定的化学和物理的手段将他们制作成纳米状态稳定分散在油品中，制成一种可油溶的纳米抗磨节能添加剂。
(1)采用氟化氢气体与碳氢化合物己烷在3∶1比例1.85大气压和温度246.5℃以及相关的短链有机酸(C2～C6酸按照2∶3∶1混合)催化剂环境下进行卤化加成反应制成含氟化合物；(2)通过在常温分层萃取将底部的含氟化合物从混合物中分离出来；(3)将含氟化合物在硅酸铝催化下(重量大于反应物总重量即可)，在234℃，1.65大气压下进行催化脱氢生成(CFx)n乳液；(4)再将乳液用超声波处理粉碎到纳米状态，(超声波处理3～4小时，按照处理量多少可以调整)，保持在乳液状态时用C10～C16酯类化合物进行表面处理使到这些(CFx)n纳米颗料表面具有亲油性；表面处理条件是92℃恒温。
(5)然后用C5～C8醇溶剂萃取出已经表面亲油性的(CFx)n纳米颗粒乳液，蒸馏除去溶剂；萃取条件是60℃恒温。
(6)将这些纳米颗粒乳液以70％的比例与矿物油基础油150SN混合使到它具备溶解在矿物油的性能，因为单纯是酯类化合物对矿物油溶解性有限，可能会产生不透明或半透明状态，加入矿物油稀释是提高它的油溶性。
得到的氟化石墨纳米颗料制成的润滑油纳米抗磨节能剂呈浅黄色油液状，存放稳定，可以以1～10％比例与矿物油型润滑油产品混合使用。
(CFx)n纳米颗料10～12％，酯类表面处理剂55～60％，矿物油30～33％。经过化验，该氟化石墨纳米抗磨节能添加剂中含氟化石墨纳米颗粒大小为3～7nm。该剂在内燃机油中加入5％使用，经过试车上，进行了3次煤气布袋除尘和布袋清灰试验，该高炉的煤气除尘装置有4个布袋式除尘箱体，每个箱体布置了119个过滤布袋，布袋长度16m，布袋直径Φ125mm，除尘过滤总面积2869.5m2。
首先将需除尘的荒煤气由煤气入口输入除尘箱体中，荒煤气以一定的流速，通过除尘布袋，经除尘后，净煤气由布袋口出去，进入净煤气输送管路输出，当除尘器的工作阻力达到一定程度时，说明除尘布袋外围的吸附层已达到一定厚度，影响了煤气的穿透力，需停止除尘过程，对布袋进行离线清灰。即打电磁脉冲阀，将介质氮气进入喷吹管中，清除布袋外围的粉尘。煤气布袋除尘参数和布袋清灰参数如表1所示。
表1实施例煤气过滤参数和布袋清灰参数
表2
权利要求
1.一种润滑油纳米抗磨节能剂的配方，其特征在于所述的抗磨节能剂的组份重量百分比为纳米级氟化石墨(CFx)n 8～15％，含碳C10～C16的酯类化合物50～65％，矿物油25～40％。
2.根据权利要求1所述的润滑油纳抗米抗磨节能剂的制备工艺，其特征在于，所述抗磨节能剂最佳组份重百分比为纳米级氟化石墨(CFx)n 11％，含碳为C10～C16的酯类化合物58％，矿物油32％。
3.一种润滑油纳米抗磨节能剂的制备工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤a.氟化氢气体与C6～C10烯烃碳氢化合物及C2～C6的有机酸类化合物在组份重量比例为3∶1∶2，1.8～1.9个大气压，240～250℃下混合，进行卤化加成反应，制得含氟化合物；b.在常温状态下分层萃取，将底部的含氟化合物从混合物中分离出来；c.将含氟化合物在硅酸铝催化下，在230～240℃，1.5～1.8个大气压下进行催化脱氢，生成氟化石墨(CFx)n乳液；d.将乳液用超声波处理，粉碎到纳米状态，保持在乳液状态时用C10～C16酯类化合物在温度80～97℃条件下，进行表面处理；e.用C5～C8醇溶剂，在温度为50～70℃条件下萃取出纳米级氟化石墨(CFx)n乳液，蒸馏除去溶剂；f.将除去溶剂的纳米级乳液以50～80％重量比与矿物基础油混合，得润滑油纳米抗磨节能剂。
全文摘要
一种润滑油纳米抗磨节能剂，涉及润滑油抗磨节能添加剂，本发明的组份重量百分比为纳米级氟化石墨(CFx)n8～15％，含碳为C10～C16的酯类化合物50～65％，矿物油25～40％。其制备工艺为用氟化氢气体、碳氢化合物、酸类化合物进行含氟化合物的制备；将含氟化合物在硅酸铝催化下制成氟化石墨乳液；将乳液用超声波处理，粉碎成纳米状态。并用C10～C16酯类化合物进行处理；用C5～C8醇溶剂萃取纳米级氟化石墨乳液，蒸馏除去溶剂；按纳米级乳液重70％比例加入矿物基础油150SN混合，得节能剂成品。本产品抗磨节能效果好，不损坏润滑油本身性能，对金属机械部件无副作用。
文档编号C10M159/00GK1563303SQ200310112300
公开日2005年1月12日 申请日期2003年11月21日 优先权日2003年11月21日
发明者陈冬梅 申请人:陈冬梅