专利名称：高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于多种金属摩擦副的新型润滑油和润滑脂纳米复合自修复剂，特别涉及一种高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂的配方及其制备方法。
背景技术：
在机械设备中，凡存在相对运动的各种摩擦副的摩擦、磨损现象。摩擦的存在会消耗机械动力，降低机械效率；磨损的发生则会逐渐使机械零部件丧失尺寸精度而失效，造成设备报废。在各种船舶、车辆用内燃机中，磨损的发生还会导致汽缸密封性下降，造成燃油燃烧不充分，产生废气环境污染。据统计，全世界生产能源的1/3～1/2损失在摩擦磨损上，中国每年因摩擦磨损造成的损失达上千亿人民币。因此，减小摩擦、磨损，提高设备利用率，一直是世界各国研究的重要内容之一。为减少磨损，除进行合理的摩擦学设计外，还可通过提高摩擦副材料的抗磨、减摩性能和采用润滑油和润滑脂实现摩擦副的良好润滑进行解决。由于第一条途径在实际操作过程中受到零件的成本、加工及使用条件等方面的诸多限制，因此，更多的使用场合还是通过发展高效的润滑油或润滑脂来实现摩擦副之间的减摩和抗磨。
在研究和实际应用中发现，单纯采用润滑油和润滑脂，其润滑系统尚难以满足许多应用场合的要求，特别是不具备对磨损表面进行自修复的要求。现有润滑技术中，为弥补基础润滑油(脂)的欠缺，主要解决方法是向润滑油(脂)中加入具有不同功能的各种有机、无机化合物对润滑油(脂)进行改性，以改善润滑介质的理化性能，提高润滑油(脂)膜的承载能力和降低摩擦系数。这些化合物虽能起到一定改善摩擦作用，但也带来一定的副作用，如部分化合物在摩擦过程中可能产生有害成分，特别是当油温较高时，可能对有色金属的轴承材料起腐蚀作用，有些油溶性有机添加剂易分解消耗，需不断补充。此外，这种添加剂的合成工艺复杂，有些有化学污染，使其发展受到一定限制。基于纳米微粒具有更好的悬浮特性以及可中和润滑油氧化和燃料燃烧后产生的酸性物质的分析，近年来纳米润滑添加剂的研究引起了世界各国的普遍重视，并研制出了多种纳米级润滑添加剂。如美国的百顺加公司在市场上推出了petronplus系列纯烃类纳米单分子汽油发动机护理剂产品。俄罗斯推出了牌号为N-50A的含纳米金刚石内燃机磨合润滑剂和含纳米铜粉末与纳米铜合金粉末的高级润滑油。乌克兰则推出了“摩圣”系列纳米陶瓷粉体润滑油添加剂。我国的褚炎明发明了一种纳米金属微粉润滑修补剂(专利号CN1190668A)和抗磨润滑剂(专利号CN1206737A)。最近，徐滨士院士还研制了纳米铜和纳米稀土化合物复合自修复添加剂(中国表面工程，2004，(2)37)，董凌研制了纳米复合SiO2/SnO2自修复润滑添加剂(摩擦学学报，2004，24(6)517)等。
研究结果表明，多种纳米软金属润滑添加剂和纳米陶瓷润滑添加剂均具有一定自修复功能，并有可能实现“零磨损”。纳米软金属自修复层虽有很好的减磨效果，但由于纳米软金属自修复层的硬度低、承载能力差，在极压力较大的摩擦场合，该自修复层很快又会被磨损，因此，需不断的添加自修复剂，这在一定程度上增加了用户的负担。纳米陶瓷型自修复剂，虽能形成很高硬度的自修复陶瓷层，具有很好的抗磨效果，但大多纳米陶瓷很难与金属摩擦副实现良好的冶金结合，并且由于陶瓷与金属的膨胀系数差别较大，一旦摩擦环境超出特定许可范围，自修复膜将脱落失效，严重时会对机械设备造成不好的影响。此外从实验室摩擦磨损性能评定结果和实际使用反映结果来看，大多纳米润滑添加剂还存在分散稳定性差，自修复速度慢等问题。部分未包覆纳米金属颗粒润滑添加剂，在使用过程中还会导致润滑油本体变质，酸度上升，从而对金属摩擦副造成基体腐蚀。分散性较差的硬团聚颗粒，不但无法保证悬浮还会加重摩擦磨损。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供一种高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂及其制备方法，使用该自修复剂所形成的自修复层硬度高、摩擦系数小、承载能力高、通过调整各组分比例可实现膨胀系数与多种金属摩擦副相近，使其在使用过程中能快速在多种金属摩擦副(钢—钢，钢—铜，铜—铜，铜—铝)表面形成高硬度、低摩擦系数冶金结合金属/陶瓷自修复保护层，并根据不同摩擦条件自动调整自修复保护层的厚度，使摩擦副间隙最佳化，该自修复层形成后，经过长时间运行后不脱落，从而实现金属摩擦副的硬件升级，节能环保，大幅度延长多种机械设备的使用寿命和大修期限。
本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是一种高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，由纳米羟基硅酸镁矿石粉、纳米复合金属粉体、纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂、纳米复合金属粉体分散剂、催化剂、稳定剂、金属摩擦协同效应添加剂、纳米清净分散剂、辅助性能调节剂、分散介质组成，各组分所占自修复剂总量的重量百分含量如下纳米羟基硅酸镁矿石粉 15～25％纳米复合金属粉体 6～12％纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂 0.5～2％纳米复合金属粉体分散剂 0.5～2％催化剂 0.2～2％稳定剂 1～5％金属摩擦协同效应添加剂 0.5～3％纳米清净分散剂 2～5％辅助性能调节剂 1～3％分散介质 41～73.3％。
本发明的进一步技术方案是羟基硅酸镁矿石经粗破碎、气流粉碎和高能球磨、分散包覆工序加工后获得纳米羟基硅酸镁矿石粉，粉体平均粒度为30～80nm。
采用三枪直流电弧气相蒸发冷凝方法制备的高均匀混合单质纳米金属复合粉，粉体的组分、平均粒度及各组分占金属纳米复合粉总量的重量百分含量分别为铜粉30～60％、平均粒度≤60nm，镍粉25～60％、平均粒度≤60nm，锡粉5～15％，平均粒度≤100nm。
纳米羟基硅酸镁矿石粉的分散剂至少为六偏磷酸钠、三乙醇氨中的一种；纳米复合金属粉体的分散剂至少为PVA6000、PVA10000、油酸、硬酯酸、硅烷偶联剂或德国Disperbyk系列分散剂中的一种。
催化剂至少是纳米Fe2O3、纳米Ce2O3或纳米La2O3中的一种，其平均粒度为30～80nm。
稳定剂为蓖麻油的衍生物或聚乙烯腊的一种或两种复配。
金属摩擦协同效应添加剂为二烷基二硫代磷酸钼(MODDP)、烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)中的一种。
纳米清净分散剂至少为纳米氢氧化钙和纳米碳酸钙中的一种，其平均粒度为30～80nm。
辅助性能调节剂至少是T202抗氧腐蚀剂、106清净剂、154分散剂、406油性剂、603粘度指数调节剂或803A降凝剂中的一种。
分散介质是基础润滑油；其中基础润滑油为500SN、15W或20W。
一种高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂的制备方法，其步骤为
①.将经过粗破碎、气流粉碎的羟基硅酸镁矿石粉预先在400目筛中筛分，以羟基硅酸镁矿石粉、纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂、分散介质为总重量，羟基硅酸镁矿石粉占总重量百分比20～30％，纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂占总重量百分比0.5～2％和分散介质占总重量百分比68～79.5％，配制时先将适量的纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂预先加入分散介质中搅拌均匀，再进一步按上述比例混合配制，然后放入球料比为10～30∶1、转速为300～800r/min的高能球磨机中，球磨50～100小时，获得分散包覆均匀的含分散介质纳米羟基硅酸镁矿石微粉A；②.以纳米复合金属粉体分散剂、无水乙醇溶液、钝化的纳米复合金属粉体为总重量，事先将占总重量百分比0.5～4％的纳米复合金属粉体分散剂加入总重量百分比86～96.5％无水乙醇溶液搅拌均匀后，再将占总重量百分比3～10％经过钝化的纳米复合金属粉体缓慢加入含纳米复合金属粉体分散剂的无水乙醇溶液中，边加入边搅拌；然后连同容器放入KH-700型超声波振荡器中振荡15～30min钟后，获得分散包覆均匀的纳米复合金属粉体乙醇溶液；最后通过真空抽滤方法去除无水乙醇液体，获得分散包覆均匀的纳米复合金属粉体B待用；③.以纳米复合金属粉体、金属摩擦协同效应添加剂、催化剂、分散剂、分散介质为总重量，所述组份重量百分比如下纳米复合金属粉体20～30％，金属摩擦协同效应添加剂1～5％，催化剂0.3～3％，纳米复合金属粉体分散剂0.5～2％，分散介质60～78.2％，混合配制后，放入球料比为5～10∶1、转速为100～300r/min的高能球磨机中，球磨60～120分钟后或放入转速为400～800r/min的高速分散机中分散30～60min，获得分散包覆均匀的含分散介质纳米金属复合自修复中间产品C；④.将上述制备好的含分散介质纳米羟基硅酸镁矿石微粉A和含分散介质纳米金属复合自修复中间产品C根据具体使用场合金属摩擦副的材质要求，按自修复剂总量的重量百分含量比例复配，并加入要求比例的稳定剂、纳米清净分散剂、辅助性能调节剂和分散介质，在球磨机或高速混合机中研磨或搅拌60～120分钟，制得高性能油润滑纳米/金属矿石粉复合自修复剂D；⑤.将油润滑纳米金属/矿石粉复合自修复剂D，经传统锂基或钙基润滑脂酯化、皂化工艺处理后，可制得高性能脂润滑纳米金属/矿石粉复合自修复剂E；⑥.将复合自修复剂D或复合自修复剂E，按不同机械设备或车辆润滑油箱容量大小、不同设备金属摩擦副实现自修复要求复合粉体的最佳加入比例和复合自修复剂灌装容器大小，经过计算，采用适量分散介质经高速分散机稀释后，灌装至容器中即可获得销售产品。
本发明的有益效果是本发明自修复剂的纳米羟基硅酸镁矿石粉和纳米复合金属粉体的比例，随摩擦副材料和摩擦环境而变化，其使用方法和添加量也随不同机械设备中的摩擦条件而变化。实验室和实际使用设备试验结果表明，根据不同摩擦场合按实际设备中每次每升润滑油含纳米复合粉体0.6～4克计量加入适量自修复剂，具有较好使用效果。按每次每公斤润滑脂含纳米复合粉体0.8～6克计量加入0.04～0.8克计量加入适量自修复剂，具有较好使用效果。
立式万能摩擦磨损试验机、四球试验机试验结果和实际设备运行试验结果表明，该自修复剂与国内外相近陶瓷粉金属磨损自修复剂相比，可在多种金属摩擦副表面稳定获得高硬度、低摩擦系数冶金结合自修复硅酸铁镁保护层，具有修复时间短(缩短3～5倍)，可在一定程度上提高基础油的PB值(提高2～3倍)，并降低油润滑条件下的摩擦系数(由0.138降至0.0685，最低可达0.032)和干摩擦系数(0.003～0.007)，大幅度降低磨斑直径，节约添加剂用量30％左右，最佳粉体加入量可降低1～2倍。并且该自修复剂加入旧设备中，还可快速清洗机械摩擦副表面的积碳层和粘稠油膜，从而可快速实现金属摩擦副的自修复。
对于“钢—钢摩擦副”也可按照本发明的推荐用量先加入中间产品A，待高硬度陶瓷修复层形成后再加入低限含量中间产品C，可达到本发明所要求的多重目的和综合使用效果。
对于“钢—铜摩擦副”、“铜—铜、铜—铝摩擦副”可按照本发明的推荐用量范围直接加入复合自修复剂C，酌情根据摩擦副机械力大小和工作实际情况调节加入量大小。
对比实验结果表明，本发明与现有产品相比，具有如下优点
(1)可在多种金属摩擦副磨损表面上快速生成高硬度、低摩擦系数冶金结合自修复性保护层(保护层显微硬度可达HV650～880)，自修复时间比同类材料缩短3～5倍，定期使用修复材料处理摩擦副可以补偿零件磨损并使摩擦副间隙最佳化；(2)显著改善润滑介质的摩擦学性能，在一定载荷及润滑添加剂加入量情况下，PB值最高可达1080N，WSB可比500SN基础油降低66％，短时间油润滑条件下摩擦系数可稳定至0.0372～0.0685；(3)大幅度降低机械零件磨擦磨损，大大减少设备的维修，部件的更换次数，延长设备使用寿命和大修期限2～3倍，并延长油封、橡胶、塑料垫变形、老化、发脆时间；(4)节能增效显著，可增加燃油利用率10～32％，提高发动机动力30％左右；(5)有利于环保，降低机件在运转时的温度，减轻机械噪音，减少车辆的废气污染和黑烟(减少废气排放30～50％)，有效防止因机器设备、车辆陈旧或超载引起的颤抖，燃烧机油等现象。
又本发明通过酯化、皂化工序成功实现了高均匀混合型纳米复合自修复脂的制备，解决了目前国内外没有脂润滑自修复剂的产品制备问题，大大拓宽了纳米复合自修复剂的应用范围。
具体实施例方式实施例一种高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，由纳米羟基硅酸镁矿石粉、纳米复合金属粉体、纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂、纳米复合金属粉体分散剂、催化剂、稳定剂、金属摩擦协同效应添加剂、纳米清净分散剂、辅助性能调节剂、分散介质组成，各组分所占自修复剂总量的重量百分含量如下纳米羟基硅酸镁矿石粉 15～25％纳米复合金属粉体 6～12％纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂 0.5～2％纳米复合金属粉体分散剂 0.5～2％催化剂 0.2～2％稳定剂 1～5％金属摩擦协同效应添加剂 0.5～3％纳米清净分散剂 2～5％辅助性能调节剂 1～3％分散介质 41～73.3％。
纳米羟基硅酸镁矿石粉为陕西宁强、江苏东台等地的羟基硅酸镁矿石经粗破碎、气流粉碎和高能球磨、分散包覆工序加工后获得纳米羟基硅酸镁矿石粉，粉体平均粒度为30～80nm。
采用三枪直流电弧气相蒸发冷凝方法制备的高均匀混合单质纳米金属复合粉，粉体的组分、平均粒度及各组分占金属纳米复合粉总量的重量百分含量分别为铜粉30～60％、平均粒度≤60nm，镍粉25～60％、平均粒度≤60nm，锡粉5～15％，平均粒度≤100nm。
纳米羟基硅酸镁矿石粉的分散剂至少为六偏磷酸钠、三乙醇氨中的一种；纳米复合金属粉体的分散剂至少为PVA6000、PVA10000、油酸、硬酯酸、硅烷偶联剂或德国Disperbyk系列分散剂中的一种。
催化剂至少是纳米Fe2O3、纳米Ce2O3或纳米La2O3中的一种，其平均粒度为30～80nm。
稳定剂为蓖麻油的衍生物或聚乙烯腊的一种或两种复配。
金属摩擦协同效应添加剂为二烷基二硫代磷酸钼(MODDP)、烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)中的一种。
纳米清净分散剂至少为纳米氢氧化钙和纳米碳酸钙中的一种，其平均粒度为30～80nm。
辅助性能调节剂至少是T2O2抗氧腐蚀剂、106清净剂、154分散剂、406油性剂、603粘度指数调节剂或803A降凝剂中的一种。
分散介质是基础润滑油；其中基础润滑油为500SN、15W或20W。
一种高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂的制备方法，其步骤为①.将经过粗破碎、气流粉碎的羟基硅酸镁矿石粉预先在400目筛中筛分，以羟基硅酸镁矿石粉、纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂、分散介质为总重量，羟基硅酸镁矿石粉占总重量百分比20～30％，纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂占总重量百分比0.5～2％和分散介质占总重量百分比68～79.5％，配制时先将适量的纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂预先加入分散介质中搅拌均匀，再进一步按上述比例混合配制，然后放入球料比为10～30∶1、转速为300～800r/min的高能球磨机中，球磨50～100小时，获得分散包覆均匀的含分散介质纳米羟基硅酸镁矿石微粉A；②.以纳米复合金属粉体分散剂、无水乙醇溶液、钝化的纳米复合金属粉体为总重量，事先将占总重量百分比0.5～4％的纳米复合金属粉体分散剂加入总重量百分比86～96.5％无水乙醇溶液搅拌均匀后，再将占总重量百分比3～10％经过钝化的纳米复合金属粉体缓慢加入含纳米复合金属粉体分散剂的无水乙醇溶液中，边加入边搅拌；然后连同容器放入KH-700型超声波振荡器中振荡15～30min钟后，获得分散包覆均匀的纳米复合金属粉体乙醇溶液；最后通过真空抽滤方法去除无水乙醇液体，获得分散包覆均匀的纳米复合金属粉体B待用；③.以纳米复合金属粉体、金属摩擦协同效应添加剂、催化剂、分散剂、分散介质为总重量，所述组份重量百分比如下纳米复合金属粉体20～30％，金属摩擦协同效应添加剂1～5％，催化剂0.3～3％，纳米复合金属粉体分散剂0.5～2％，分散介质60～78.2％，混合配制后，放入球料比为5～10∶1、转速为100～300r/min的高能球磨机中，球磨60～120分钟后或放入转速为400～800r/min的高速分散机中分散30～60min，获得分散包覆均匀的含分散介质纳米金属复合自修复中间产品C；④.将上述制备好的含分散介质纳米羟基硅酸镁矿石微粉A和含分散介质纳米金属复合自修复中间产品C根据具体使用场合金属摩擦副的材质要求，按自修复剂总量的重量百分含量比例复配(同领域技术人员很容易通过计算获得，本例不在详述)，并加入要求比例的稳定剂、纳米清净分散剂、辅助性能调节剂和分散介质，在球磨机或高速混合机中研磨或搅拌60～120分钟，制得高性能油润滑纳米/金属矿石粉复合自修复剂D；⑤.将油润滑纳米金属/矿石粉复合自修复剂D，经传统锂基或钙基润滑脂酯化、皂化工艺处理后，可制得高性能脂润滑纳米金属/矿石粉复合自修复剂E；⑥.将复合自修复剂D或复合自修复剂E，按不同机械设备或车辆润滑油箱容量大小、不同设备金属摩擦副实现自修复要求复合粉体的最佳加入比例和复合自修复剂灌装容器大小，经过计算，采用适量分散介质经高速分散机稀释后，灌装至容器中即可获得销售产品。
本发明具体应用实例如下实例1将本发明高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂粉体按每升润滑油含1.6克计量加入别克3.5商务车润滑油中用于试验，该车试验前已行驶80000公里，原长期添加国内某品牌陶瓷润滑添加剂，发动机噪声大、振动大、润滑油已发黑。注入本修复剂后30分钟左右发动机噪声、振动明显减小，动力增加，但行驶500公里后发动机噪声又增大，经过清洗发动机缸体原油泥并更换润滑油后重新注入本自修复剂后，发动机噪声、振动明显减小，动力增大，尾气中的蓝烟也明显减少，运行5000公里后的节油效果平均达15.8％。
实例2将本发明高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂粉体按每升润滑油含1.6克计量加入南京金城摩托车润滑油箱中用于试验，该车试验前已行驶25000公里，有轻微烧机油现象，在怠速状态下注入本修复剂后20分钟左右发动机噪声明显减小，行驶300公里左右，烧机油现象消失，开始节油。行驶1000公里后按每升润滑油含纳米复合粉0.8克再次注入自修复剂后发动机噪声、振动进一步减小，动力进一步增大，节油效果平均达10.6％。
实例3将本发明高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂粉体按每升润滑油含2.4克计量加入南京宏祥混凝土公司混凝土搅拌车中，该车试验前烧机油严重，已行驶150000公里左右，发动机噪声大、动力不足。在怠速状态下，注入本发明自修复剂后40分钟左右发动机噪声、振动明显减小。运行两天左右，烧机油现象消失，尾气中的蓝烟明显减少，并开始节油。使用两个月的平均节油效果达17.2％，润滑油节油达每天1升左右。采用内窥镜观察，可发现发动机缸壁已明显形成超光滑自修复金属/陶瓷层。
实例4将本发明高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂粉体按每升润滑油含1.6克计量加入南京长江水运集团10000吨集装箱运输船柴油机润滑油箱中，该船每个润滑油箱需加300升润滑油，正常情况下每年需解体维修。注入本修复剂行驶600海里左右，发动机噪声有明显减小，动力有增加，开始节油。运行1300海里后，再次按每升润滑油含纳米复合粉体1.2克计量注入本发明自修复剂，发动机噪声、振动进一步减小，动力增大，尾气中的蓝烟也明显减少，运行5000海里后的节油效果平均达12.8％。现正延长解体维修时间，考核自修复效果。
实例5将本发明高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂粉体按每升润滑油含2.2克计量加入某陈旧磨床磨头润滑油和变速箱润滑油中用于试验，该床试验前已使用近20年，两摩擦副间隙已达到20微米左右，噪声大、振动大。注入本自修复剂18小时后，两处摩擦副均修复上金属/陶瓷保护层，且摩擦副间隙均恢复至8微米左右，噪声、振动明显减小，零件加工精度提高。一个月中，平均8小时节电1.1度左右。
实例6将本发明高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂粉体按每公斤润滑脂含4克计量加入某空压机轴承润滑系统中，经不间断长时间200小时考核，发现空压机噪声小，温升始终在45℃以下。目前南京某空压机厂已在其空压机装配过程中，大量采用本发明油、脂润滑纳米复合自修复剂，使用结果表明，空压机噪声减小，节省润滑油、节电显著。
实例7将本发明高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂粉体按每升润滑油含1.6克计量加入扬州某爱心车队20台出租车润滑油箱中，经一个月考核，平均每台车节油12.5％，尾气蓝烟明显减少。
本发明具体实施效果还有很多，在此不再一一赘述。
权利要求
1.一种高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，其特征是由纳米羟基硅酸镁矿石粉、纳米复合金属粉体、纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂、纳米复合金属粉体分散剂、催化剂、稳定剂、金属摩擦协同效应添加剂、纳米清净分散剂、辅助性能调节剂、分散介质组成，各组分所占自修复剂总量的重量百分含量如下纳米羟基硅酸镁矿石粉 15～25％纳米复合金属粉体 6～12％纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂0.5～2％纳米复合金属粉体分散剂0.5～2％催化剂0.2～2％稳定剂1～5％金属摩擦协同效应添加剂0.5～3％纳米清净分散剂2～5％辅助性能调节剂1～3％分散介质 41～73.3％。
2.根据权利要求1所述的高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，其特征是羟基硅酸镁矿石经粗破碎、气流粉碎和高能球磨、分散包覆工序加工后获得纳米羟基硅酸镁矿石粉，粉体平均粒度为30～80nm。
3.根据权利要求1所述的高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，其特征是采用三枪直流电弧气相蒸发冷凝方法制备的高均匀混合单质纳米金属复合粉，粉体的组分、平均粒度及各组分占金属纳米复合粉总量的重量百分含量分别为铜粉30～60％、平均粒度≤60nm，镍粉25～60％、平均粒度≤60nm，锡粉5～15％，平均粒度≤100nm。
4.根据权利要求1所述的高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，其特征是纳米羟基硅酸镁矿石粉的分散剂至少为六偏磷酸钠、三乙醇氨中的一种；纳米复合金属粉体的分散剂至少为PVA6000、PVA10000、油酸、硬酯酸、硅烷偶联剂或德国Disperbyk系列分散剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，其特征是催化剂至少是纳米Fe2O3、纳米Ce2O3或纳米La2O3中的一种，其平均粒度为30～80nm。
6.根据权利要求1所述的高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，其特征是稳定剂为蓖麻油的衍生物或聚乙烯腊的一种或两种复配。
7.根据权利要求1所述的高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，其特征是金属摩擦协同效应添加剂为二烷基二硫代磷酸钼、烷基二硫代磷酸锌中的一种。
8.根据权利要求1所述的高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，其特征是纳米清净分散剂至少为纳米氢氧化钙和纳米碳酸钙中的一种，其平均粒度为30～80nm。
9.根据权利要求1所述的高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，其特征是辅助性能调节剂至少是T202抗氧腐蚀剂、106清净剂、154分散剂、406油性剂、603粘度指数调节剂或803A降凝剂中的一种。
10.根据权利要求1所述的高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂，其特征是分散介质是基础润滑油；其中基础润滑油为500SN、15W或20W。
11.权利要求1所述的高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂的制备方法，其步骤为①.将经过粗破碎、气流粉碎的羟基硅酸镁矿石粉预先在400目筛中筛分，以羟基硅酸镁矿石粉、纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂、分散介质为总重量，羟基硅酸镁矿石粉占总重量百分比20～30％，纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂占总重量百分比0.5～2％和分散介质占总重量百分比68～79.5％，配制时先将适量的纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂预先加入分散介质中搅拌均匀，再进一步按上述比例混合配制，然后放入球料比为10～30∶1、转速为300～800r/min的高能球磨机中，球磨50～100小时，获得分散包覆均匀的含分散介质纳米羟基硅酸镁矿石微粉A；②.以纳米复合金属粉体分散剂、无水乙醇溶液、钝化的纳米复合金属粉体为总重量，事先将占总重量百分比0.5～4％的纳米复合金属粉体分散剂加入总重量百分比86～96.5％无水乙醇溶液搅拌均匀后，再将占总重量百分比3～10％经过钝化的纳米复合金属粉体缓慢加入含纳米复合金属粉体分散剂的无水乙醇溶液中，边加入边搅拌；然后连同容器放入KH-700型超声波振荡器中振荡15～30min钟后，获得分散包覆均匀的纳米复合金属粉体乙醇溶液；最后通过真空抽滤方法去除无水乙醇液体，获得分散包覆均匀的纳米复合金属粉体B待用③.以纳米复合金属粉体、金属摩擦协同效应添加剂、催化剂、分散剂、分散介质为总重量，所述组份重量百分比如下纳米复合金属粉体20～30％，金属摩擦协同效应添加剂1～5％，催化剂0.3～3％，纳米复合金属粉体分散剂0.5～2％，分散介质60～78.2％，混合配制后，放入球料比为5～10∶1、转速为100～300r/min的高能球磨机中，球磨60～120分钟后或放入转速为400～800r/min的高速分散机中分散30～60min，获得分散包覆均匀的含分散介质纳米金属复合自修复中间产品C；④.将上述制备好的含分散介质纳米羟基硅酸镁矿石微粉A和含分散介质纳米金属复合自修复中间产品C根据具体使用场合金属摩擦副的材质要求，按自修复剂总量的重量百分含量比例复配，并加入要求比例的稳定剂、纳米清净分散剂、辅助性能调节剂和分散介质，在球磨机或高速混合机中研磨或搅拌60～120分钟，制得高性能油润滑纳米/金属矿石粉复合自修复剂D；⑤.将油润滑纳米金属/矿石粉复合自修复剂D，经传统锂基或钙基润滑脂酯化、皂化工艺处理后，可制得高性能脂润滑纳米金属/矿石粉复合自修复剂E；⑥.将复合自修复剂D或复合自修复剂E，按不同机械设备或车辆润滑油箱容量大小、不同设备金属摩擦副实现自修复要求复合粉体的最佳加入比例和复合自修复剂灌装容器大小，经过计算，采用适量分散介质经高速分散机稀释后，灌装至容器中即可获得销售产品。
全文摘要
本发明公开了一种高性能纳米金属/矿石粉复合自修复剂及制备方法，由下述组分组成，各组分所占自修复剂总量的重量百分含量为纳米羟基硅酸镁矿石粉15～25％；纳米复合金属粉体6～12％；纳米羟基硅酸镁矿石粉分散剂0.5～2％；纳米复合金属粉体分散剂0.5～2％；催化剂0.2～2％；稳定剂1～5％；金属摩擦协同效应添加剂0.5～3％；纳米清净分散剂2～5％；辅助性能调节剂1～3％；分散介质41～73.3％。经过一定工艺条件和生产步骤制成用于润滑油、润滑脂的高性能纳米复合自修复剂。本发明能使摩擦副间隙最佳化，自修复层形成后，长时间运行不脱落，从而实现金属摩擦副的硬件升级，节能环保，大幅度延长多种机械设备的使用寿命和大修期限。
文档编号C10M137/00GK1944607SQ200610096150
公开日2007年4月11日 申请日期2006年9月19日 优先权日2006年9月19日
发明者吴建明, 张振忠, 赵芳霞 申请人:昆山密友实业有限公司