一种高效润滑油抗磨添加剂，及抗磨润滑油的制作方法

本发明涉及一种抗磨材料，尤其涉及一种高效润滑油抗磨添加剂，及抗磨润滑油，具体适用于增强抗磨性能，并提高分散稳定性。

背景技术：

机械磨损是造成零部件失效的主要原因，通常机械运动界面间会添加黄油或机油（润滑油）来减少界面间的磨损，且，润滑油中会添加一些添加剂，来降低润滑油效果，进一步降低磨损。现有的润滑油抗磨添加剂主要有石墨烯、mos2、cu、石墨等，这些润滑油添加剂可以在一定程度上降低磨损，但降低磨损效果有限。另外，上述润滑油抗磨添加剂在使用时需要进行特殊的分散处理，来获得稳定分散润滑油。

申请公布号为cn104342227a，申请公布日为2015年2月11日的发明专利申请公开了一种具有抗极压特性的润滑油添加剂及其制备与应用方法，其润滑油添加剂由基础油、含硫金属化合物和分散剂组成；所述含硫金属化合物的结构为原子级单层结构。本发明润滑油添加剂制备方法简单，方便易行，经济实用，性能稳定。虽然该发明能使摩擦副表面形成一层由纳米级固体颗粒和有机物共同组成的保护膜，以减少摩擦，但其仍旧具有以下缺陷：

该设计只能在一定程度上降低磨损，效果有限，难以满足现有的使用要求，此外，该设计制作出的润滑油添加剂的稳定性不强，难以长久的存在待应用的润滑油中。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术中存在的抗磨效果较差、稳定性不强的缺陷与问题，提供一种抗磨效果较好、稳定性很强的高效润滑油抗磨添加剂，及抗磨润滑油。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种高效润滑油抗磨添加剂，包括基础油及其内加入的添加物；所述添加物为金属有机框架材料，该金属有机框架材料的颗粒直径为50―200nm，金属有机框架材料在所述抗磨添加剂中均匀分散，抗磨添加剂中金属有机框架材料的浓度为1-10mg/ml。

所述抗磨添加剂中金属有机框架材料的浓度为5mg/ml。

所述金属有机框架材料的颗粒直径为100nm。

所述基础油为矿物基础油、生物基础油或合成基础油；

所述金属有机框架材料由金属和有机物络合构成的化合物构成，所述金属为锌、镍或铁，所述有机物为2-甲基咪唑或十六烷基三甲基溴化铵。

所述抗磨添加剂依据以下步骤制取：

先将金属有机框架材料添加到基础油中，金属有机框架材料的颗粒直径为50―200nm，再对金属有机框架材料进行分散操作，直至金属有机框架材料在基础油中均匀分散，即得到所述的抗磨添加剂，该抗磨添加剂中金属有机框架材料的浓度为1-10mg/ml。

所述分散操作是指球磨分散或高速剪切分散；

当分散操作是球磨分散时，其操作结束的标准是通过扫描电子显微镜观察颗粒尺寸是否达到颗粒本身的粒径；

当分散操作是高速剪切分散时，其操作结束的标准是不出现分层现象。

当分散操作是球磨分散时，其操作参数是球磨时间30min；

当分散操作是高速剪切分散时，其操作参数是高速离心机以20000r/min的速度运行30min。

一种抗磨润滑油，包括基础油及其内加入的如上述的抗磨添加剂，抗磨添加剂在抗磨润滑油中均匀分散，抗磨润滑油中抗磨添加剂的浓度为0.05―0.50mg/ml；所述基础油为矿物基础油、生物基础油或合成基础油。

所述抗磨润滑油依据以下步骤制取：

先将抗磨添加剂加入基础油中，再对抗磨添加剂进行超声波分散或高速剪切分散，直至抗磨添加剂在基础油中均匀分散，即得到所述的抗磨润滑油，该抗磨润滑油中抗磨添加剂的浓度为0.05―0.50mg/ml。

所述抗磨润滑油中抗磨添加剂的浓度为0.20mg/ml。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种高效润滑油抗磨添加剂，及抗磨润滑油中，所述抗磨添加剂包括基础油及其内均匀分散的金属有机框架材料，金属有机框架材料的浓度为1-10mg/ml，所述抗磨润滑油包括基础油及其内均匀分散的前述抗磨添加剂，抗磨添加剂的浓度为0.05―0.5mg/ml，所述抗磨润滑油在使用时，可大大降低磨损，降低磨损能达到50%以上，提高抗磨效果显著！此外，抗磨添加剂能长时间稳定存在基础油中，不会与基础油分离，故本抗磨润滑油具备很强的分散稳定性。因此，本发明不仅抗磨效果较好，而且稳定性很强。

2、本发明一种高效润滑油抗磨添加剂，及抗磨润滑油中，在制作抗磨添加剂时，只需将金属有机框架材料加入基础油中，再进行常规分散操作即可，同样，在制作抗磨润滑油时，也只需将抗磨添加剂加入到基础油中，再进行常规分散操作即可，操作简易，易于制作，此外，本设计可应用于所有的基础油，适应范围很广。因此，本发明的操作难度较低，利于推广应用。

附图说明

图1是本发明中采用的金属有机框架材料的扫描电子显微镜照片。

图2是本实施例1中载荷为15kg下的已添加本抗磨添加剂的磨斑光学照片。

图3是本实施例1中载荷为15kg下的未添加本抗磨添加剂的磨斑光学照片。

图4是本实施例1中载荷为40kg下的已添加本抗磨添加剂的磨斑光学照片。

图5是本实施例1中载荷为40kg下的未添加本抗磨添加剂的磨斑光学照片。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图5，一种高效润滑油抗磨添加剂，包括基础油及其内加入的添加物；所述添加物为金属有机框架材料，该金属有机框架材料的颗粒直径为50―200nm，金属有机框架材料在所述抗磨添加剂中均匀分散，抗磨添加剂中金属有机框架材料的浓度为1-10mg/ml。

所述抗磨添加剂中金属有机框架材料的浓度为5mg/ml。

所述金属有机框架材料的颗粒直径为100nm。

所述基础油为矿物基础油、生物基础油或合成基础油；

所述金属有机框架材料由金属和有机物络合构成的化合物构成，所述金属为锌、镍或铁，所述有机物为2-甲基咪唑或十六烷基三甲基溴化铵。

所述抗磨添加剂依据以下步骤制取：先将金属有机框架材料添加到基础油中，金属有机框架材料的颗粒直径为50―200nm，再对金属有机框架材料进行分散操作，直至金属有机框架材料在基础油中均匀分散，即得到所述的抗磨添加剂，该抗磨添加剂中金属有机框架材料的浓度为1-10mg/ml。

所述分散操作是指球磨分散或高速剪切分散；当分散操作是球磨分散时，其操作结束的标准是通过扫描电子显微镜观察颗粒尺寸是否达到颗粒本身的粒径；当分散操作是高速剪切分散时，其操作结束的标准是不出现分层现象。

当分散操作是球磨分散时，其操作参数是球磨时间30min；当分散操作是高速剪切分散时，其操作参数是高速离心机以20000r/min的速度运行30min。

一种抗磨润滑油，包括基础油及其内加入的如上述的抗磨添加剂，抗磨添加剂在抗磨润滑油中均匀分散，抗磨润滑油中抗磨添加剂的浓度为0.05―0.50mg/ml；所述基础油为矿物基础油、生物基础油或合成基础油。

所述抗磨润滑油依据以下步骤制取：先将抗磨添加剂加入基础油中，再对抗磨添加剂进行超声波分散或高速剪切分散，直至抗磨添加剂在基础油中均匀分散，即得到所述的抗磨润滑油，该抗磨润滑油中抗磨添加剂的浓度为0.05―0.50mg/ml。

所述抗磨润滑油中抗磨添加剂的浓度为0.20mg/ml。

本发明的原理说明如下：

本发明为了提高基础油的抗磨效果，同时，提高添加剂在基础油中的分散性能，特公开一种抗磨添加剂，该抗磨添加剂可大大降低磨损，降低磨损能达到50%以上，提高抗磨效果明显，同时，该抗磨添加剂具有与基础油类似密度，此外，抗磨添加剂与基础油表面有优异润湿性，不会与基础油分离，能长时间稳定存在基础油中。分散稳定主要是因为：金属有机框架材料中的有机物包裹着金属，有机物与基础油有很好的润湿性，润湿性好是解决分散的前提。

金属有机框架材料：英文名metal-organicframeworks，简称mofs，由金属和有机物络合构成的化合物构成。金属有机框架材料的基本单元是有机物包裹着金属，金属阳离子在mofs骨架中的作用是作为结点提供骨架的中枢，位于中部，周围是高分子材料，基本单元可以进一步组装形成纳米级别的颗粒。

金属有机框架材料的颗粒直径为50―200nm：金属有机框架材料刚合成出来是粉末，会有团聚，这种团聚可以通过球磨、高速剪切或超声波分散等工艺来分散，分散之后的颗粒尺寸是其本征颗粒尺寸，也就是本身颗粒尺寸粒径。本发明对其颗粒直径限定为50―200nm的原因是：若过小，则容易团聚形成较大颗粒；若过大，则抗磨效果会差。

抗磨润滑油中抗磨添加剂的浓度限定为0.05―0.50mg/ml的原因为：太低润滑效果差，太高润滑效果也差。

实施例1：

先选取金属有机框架材料，其形貌见图1，颗粒直径为100nm，再将其加到基础油中，然后进行分散操作，均匀分散后，配成浓度为6mg/ml的抗磨添加剂。随后，将该抗磨添加剂加入基础油中，再进行分散操作，均匀分散后，配成浓度为0.22mg/ml的抗磨润滑油。

以四球机对其磨损测试，测试条件为，载荷15kg，转速1200r/min，温度75°c，测试时间60min。通过显微镜观察到已添加本抗磨添加剂的抗磨润滑油的磨斑尺寸为0.267mm（图2），另外，为了对比，测试了未添加本抗磨添加剂的基础油，测试条件相同，磨斑尺寸为0.610mm（图3），两相比较，已添加本抗磨添加剂的抗磨润滑油的磨斑直径变小56%，说明本抗磨添加剂能有效提高基础油的抗磨性能。将载荷提高了40kg，其它条件不变。通过显微镜观察到已添加本抗磨添加剂的抗磨润滑油的磨斑尺寸为0.437mm（图4），另外，为了对比，测试了未添加本抗磨添加剂的基础油，测试条件相同，磨斑尺寸为0.730mm（图5），两相比较，已添加本抗磨添加剂的抗磨润滑油的磨斑直径变小40%，说明本抗磨添加剂能有效提高基础油的抗磨性能。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

抗磨添加剂：金属有机框架材料的颗粒直径为50nm，浓度为10mg/ml。

抗磨润滑油：抗磨添加剂的浓度为0.05mg/ml。

测试结果：载荷15kg：本产品的磨斑尺寸为0.287mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.620mm，磨斑直径变小53.7%；载荷40kg：本产品的磨斑尺寸为0.470mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.720mm，磨斑直径变小38%。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

抗磨添加剂：金属有机框架材料的颗粒直径为200nm，浓度为1mg/ml。

抗磨润滑油：抗磨添加剂的浓度为0.50mg/ml。

测试结果：载荷15kg：本产品的磨斑尺寸为0.269mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.615mm，磨斑直径变小56.3%；载荷40kg：本产品的磨斑尺寸为0.468mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.725mm，磨斑直径变小35%。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

抗磨添加剂：金属有机框架材料的颗粒直径为130nm，浓度为5mg/ml。

抗磨润滑油：抗磨添加剂的浓度为0.25mg/ml。

测试结果：载荷15kg：本产品的磨斑尺寸为0.270mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.610mm，磨斑直径变小56.0%；载荷40kg：本产品的磨斑尺寸为0.430mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.740mm，磨斑直径变小41.9%。

实施例5：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

抗磨添加剂：金属有机框架材料的颗粒直径为80nm，浓度为3mg/ml。

抗磨润滑油：抗磨添加剂的浓度为0.35mg/ml。

测试结果：载荷15kg：本产品的磨斑尺寸为0.283mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.613mm，磨斑直径变小53.8%；载荷40kg：本产品的磨斑尺寸为0.479mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.737mm，磨斑直径变小35.0%。

实施例6：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

抗磨添加剂：金属有机框架材料的颗粒直径为160nm，浓度为8mg/ml。

抗磨润滑油：抗磨添加剂的浓度为0.15mg/ml。

测试结果：载荷15kg：本产品的磨斑尺寸为0.260mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.610mm，磨斑直径变小57.0%；载荷40kg：本产品的磨斑尺寸为0.420mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.738mm，磨斑直径变小43.1%。

实施例7：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

抗磨添加剂：金属有机框架材料的颗粒直径为100nm，浓度为1mg/ml。

抗磨润滑油：抗磨添加剂的浓度为0.20mg/ml。

测试结果：载荷15kg：本产品的磨斑尺寸为0.265mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.612mm，磨斑直径变小56.7%；载荷40kg：本产品的磨斑尺寸为0.435mm，对比基础油的磨斑尺寸为0.732mm，磨斑直径变小40.6%。基础油选用sn500润滑油。