[发明专利]一种密勒胺基碳氮化合物纳米颗粒以及含有该碳氮化合物纳米颗粒的柴油发动机油组合物

说明书

技术领域

本发明涉及润滑油生产领域，具体地说是一种密勒胺基碳氮化合物纳米颗粒以及含有该碳氮化合物纳米颗粒的柴油发动机油组合物。

背景技术

随着现代机械设备、内燃机向高速和高负荷等高性能方向发展，生产生活要求所用润滑油具有良好的载荷、抗磨性能和抗高温氧化性能等多功能，而润滑油的品质又主要取决于添加剂的组成、性质和类别。当前以至未来，润滑油添加剂正向着低灰分、污染小和多功能的趋势发展。

研究者已经发现许多含氮杂环化合物及其衍生物都具有较好的抗氧化、抗腐蚀、抗磨减摩性能及良好的热稳定性能中的一种或多种优异性能。研究结果表明，环上氮原子数越多，含氮杂环化合物的抗磨性能越好。已经研究过的可作为润滑油抗磨添加剂的杂环化合物包括吡啶、二嗪、三嗪及四唑等。近年来，国内外学者陆续合成了一系列在同一分子中具有致密含氮杂环与含极压抗磨活性元素基团相结合的杂环衍生物，并对它们的摩擦磨损性能、抗氧化及防腐蚀性能进行了研究，并对其中部分杂环衍生物的极压减摩作用机理进行了探讨。含氮杂环化合物具有紧凑的结构和良好的热稳定性，其电负性高，原子半径小，吸附于金属表面时分子之间易形成氢键，使横向引力增强，从而提高油膜强度，有效抑制添加剂中硫和磷等活性元素的过度腐蚀。

以化学组成基元为C₆N₇的密勒胺基碳氮材料具有低摩擦系数、耐磨特性、化学稳定性、生物相容性以及高绝缘、高导热和巨能隙等优异特点。石墨相氮化碳在片层内部碳原子与氮原子形成共价键，在共价键的作用下形成稠密而坚固的片层，层间以微弱的范德华力相结合。鉴于该物质的优异性能和结构特点，我们尝试将该化合物应用于发动机油中。

专利文献“一种可控制备硼碳氮材料的水热恒压合成方法”(CN1803596)和“一种调控硼碳氮材料物相的溶剂热恒压合成方法”(CN1803597)中均提出了液相体系中硼碳氮材料的恒压合成方法，然而由于液相反应体系及温度影响会导致体系内部压强的变化，压力大时极易发生泄漏等危险。

专利文献“一种氮化碳固体微粒及含有该氮化碳固体微粒的柴油发动机油组合物”(CN102344847A)提供了一种氮化碳纳米颗粒，并用于调制柴油发动机油组合物。然而，该氮化碳纳米颗粒在发动机组合物出会出现溶解性差、悬浮性差等不足。

发明内容

本发明的技术任务是针对上述现有技术的不足，提供一种密勒胺基碳氮化合物纳米颗粒。

本发明进一步的技术任务是给出含有该碳氮化合物纳米颗粒的柴油发动机油组合物。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：一种密勒胺基碳氮化合物纳米颗粒，由以下方法制得：

将质量比为1∶1～2.5的氯化铵和氰胺类化合物研磨均匀后，压片，放入反应釜中，施加40～250MPa垂直静压，以0.5～1℃/min的升温速度将反应釜升至200～650℃，在该温度下保持2～10小时后使其自然冷却到室温，所得浅黄色粉末即为目标碳氮化合物纳米颗粒。

所述氰胺类化合物为二氰二胺、氰胺或三聚氰胺。

以二氰二胺为原料制备密勒胺基碳氮化合物纳米颗粒时，具体制备方法为：

将质量比为1∶1的氯化铵(NH₄Cl)和二氰二胺(NH₂CNCNNH₂)研磨均匀后，压片，放入反应釜中，然后施加一个40～200MPa的垂直静压，以0.5～1℃/min的升温速度将反应釜升至450～550℃，在该温度下保持2～5小时后使其自然冷却到室温，得到浅黄色粉末即为碳氮化合物纳米颗粒。

以氰胺为原料制备密勒胺基碳氮化合物纳米颗粒时，具体制备方法为：

将质量比为1∶2的氯化铵(NH₄Cl)和氰胺(NH₂CN)研磨均匀后，压片，放入反应釜中，然后施加一个40～200MPa的垂直静压，以0.5～1℃/min的升温速度将反应釜升至400～650℃，在该温度下保持2～5小时后使其自然冷却到室温，得到浅黄色粉末即为碳氮化合物纳米颗粒。

以三聚氰胺为原料制备密勒胺基碳氮化合物纳米颗粒时，具体制备方法为：