一种葡萄糖基/氨基酸复合碳球的制备方法及其应用与流程

本发明涉及润滑添加剂，特别是涉及一种葡萄糖基/氨基酸复合碳球的制备方法及其应用。

背景技术：

1、摩擦导致的磨损是机械部件失效的主要原因，而润滑是降低摩擦和减少磨损的最有效的措施。因此，润滑剂在世界工业和经济发展进程中起着至关重要的作用。近年来，随着全球高端装备制造业的能力提升迅速以及全社会对环境保护问题的高度重视，人们对润滑油的高效性、长周期、可降解性、无害性等多方面使役性能的要求越来越高。传统的石油基矿物油成本优势削弱且生物降解和使役性能有限，致使其面临资源与环保压力。

2、植物油是石油基油的潜在替代品。不仅环保可再生、毒性小、可降解，而且具有高粘度指数、高润滑性、低挥发性等优异。植物油可以作为抗磨添加剂和摩擦调节剂的主要原因是由于植物油中长脂肪酸链和极性基团的存在，这种两亲性使其具有良好的膜/力关系，具有既可作为边界润滑剂又可作为流体动力润滑剂的特性。除此之外植物油中甘油三酯的结构保证了其可作为润滑剂的润滑性。因此植物油基润滑剂在许多绿色制造业活动中受到了较大的需求量。

3、一般所说的绿色润滑油的基础油主要有聚醚、合成酯、天然植物油等。聚醚是环氧乙烷、环氧丙烷等化合物开环均聚或共聚制得的线型化合物，具有良好的润滑性能、高闪点、高粘度指数、低倾点、抗燃等优点点并且通过调整聚醚分子结构中的可变因子可得多种性能的产品，但是由于其具有一定的毒性且可溶于水，因此其应用范围是有相当局限性的。

技术实现思路

1、本发明的目的就是要提供一种葡萄糖基/氨基酸复合碳球的制备方法及其应用，所述葡萄糖基/氨基酸复合碳球生物降解性好，绿色环保，并且具有优良极压抗磨性能，可以作为润滑添加剂应用于润滑领域，尤其适于作为大豆油润滑添加剂。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种葡萄糖基/氨基酸复合碳球的制备方法，采用水热法制备葡萄糖基/氨基酸复合碳球：将氨基酸与葡萄糖溶解于溶剂中，进行水热反应，制备葡萄糖基/氨基酸复合碳球；

4、所述氨基酸为l-半胱氨酸、l-组氨酸和l-丝氨酸的一种，结构式如下：

5、

6、本发明以葡萄糖为碳源，采用水热碳化法制备葡萄糖基/氨基酸复合碳球，所制得的葡萄糖基/氨基酸复合碳球能够用作大豆油的极压润滑添加剂。本发明制备工艺简单，以葡萄糖为复合碳球的载体，一方面该碳球合成过程中可实现无有机溶剂添加，因此环保无污染；另一方面碳球可增大添加剂与摩擦界面的接触面积，提供更多的极压元素位点，提高润滑剂的极压性能。摩擦性能测试表明，与基础油相比，以该方法制备的葡萄糖基/氨基酸复合碳球润滑添加剂具有优异的摩擦性能。

7、优选地，水热反应完成后，将反应产物过滤、水洗、干燥，得到葡萄糖基/氨基酸复合碳球。

8、优选地，葡萄糖与氨基酸的质量比为1：(0.1～1)。

9、优选地，水热反应温度为120℃～180℃，水热反应时间为8h～12h。

10、优选地，所述溶剂为水(优选去离子水)，水与葡萄糖的质量比为20：1。

11、一种葡萄糖基/氨基酸复合碳球，由所述制备方法制备得到。

12、所述葡萄糖基/氨基酸复合碳球作为润滑添加剂在润滑领域的应用。

13、优选地，所述葡萄糖基/氨基酸复合碳球用于大豆油极压润滑添加剂。

14、优选地，选用含有s和/或n的环状或链状氨基酸作为极压元素。

15、本发明公开了以下技术效果：

16、本发明中涉及的反应为水热反应，无毒无害、工艺设备及过程简单。

17、本发明中涉及的碳球存在许多不完全碳化产生的有机活性官能团，能够很好地吸附油分子，因此在油中较易均匀分散。

18、本发明引入含n和/或s的氨基酸共掺杂有机碳纳米球在摩擦过程中进入球-盘接触界面，碳球与铁基摩擦之间发生摩擦化学反应。由于n和/或s的共同作用，摩擦化学反应催化形成了包括氮化物/和磷酸盐和金属氧化物在内的保护膜，这有助于提高复合碳球作为活性添加剂的摩擦学性能。

技术特征：

1.一种葡萄糖基/氨基酸复合碳球的制备方法，其特征在于，采用水热法制备葡萄糖基/氨基酸复合碳球：将氨基酸与葡萄糖溶解于溶剂中，进行水热反应，制备葡萄糖基/氨基酸复合碳球；

2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，葡萄糖与氨基酸的质量比为1：(0.1～1)。

3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，水热反应温度为120℃～180℃，水热反应时间为8h～12h。

4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述溶剂为水，水与葡萄糖的质量比为20：1。

5.一种葡萄糖基/氨基酸复合碳球，其特征在于，由权利要求1～4任一项所述制备方法制备得到。

6.权利要求5所述葡萄糖基/氨基酸复合碳球作为润滑添加剂在润滑领域的应用。

7.根据权利要求6所述应用，其特征在于，所述葡萄糖基/氨基酸复合碳球用于大豆油极压润滑添加剂。

8.根据权利要求7所述应用，其特征在于，选用含有s和/或n的环状或链状氨基酸作为极压元素。

技术总结
本发明公开了一种葡萄糖基/氨基酸复合碳球的制备方法及其应用，涉及润滑添加剂技术领域，以葡萄糖为碳源，采用水热碳化法制备葡萄糖基/氨基酸复合碳球，所制得的葡萄糖基/氨基酸复合碳球能够用作大豆油的极压润滑添加剂。本发明制备工艺简单，以葡萄糖为复合碳球的载体，一方面该添加剂合成过程中可实现无有机溶剂添加，因此环保无污染；另一方面碳球可增大添加剂与摩擦界面的接触面积，提供更多的极压元素位点，提高润滑剂的极压性能。摩擦性能测试表明，与基础油相比，以该方法制备的葡萄糖基/氨基酸复合碳球润滑添加剂具有优异的摩擦性能。

技术研发人员：丁海阳,姚娜,李梅,李守海,杨小华,许利娜,张燕
受保护的技术使用者：中国林业科学研究院林产化学工业研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12