[发明专利]一种复合纳米抗磨剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及润滑材料技术领域，特别涉及一种复合纳米抗磨剂及其制备方法。

背景技术

机械设备在工作过程中的摩擦和磨损是目前科学技术无法避免的，摩擦消耗掉了世界三分之一宝贵能源，摩擦造成的磨损严重地降低了机械效率，势必进一步加大了能源的消耗。机械设备报废的主要原因也是由于关键部件磨损严重造成的。因此，进一步解决摩擦磨损也是倡导节能减排迫在眉睫的重要工作。

随着工业领域的不断迅猛发展，传统的润滑油抗磨添加剂主要含有硫磷等腐蚀性物质，长期使用对机件有害，在生产制造过程中尤其在内燃机的排放过程中对环境的负面影响巨大。美国石油协会（API）ILSSC2009年规定润滑油产品硫含量严格控制在0.5%以下，对磷含量控制在0.05%以下。并要求在降低硫磷含量的前提下还要进一步提高油品的抗磨性，传统的硫系、磷系抗磨剂不可避免的因保护环境而被禁止。

近年来国际国内采用纳米材料的抗磨技术得到了快速发展，很多成果得到了应用，并取得一定的成绩，但是目前纳米材料的抗磨技术有如下缺陷：

1.纳米溶液属于悬浮技术，调配成液体后不是稳定的液体，长期存放会出现分层现象，这种悬浮液体加入润滑油中其分散性无法保证，技术缺陷较大。

2.纳米材料在机件表面以及内燃机运动部件表面长期使用会产生纳米颗粒聚集，形成纳米团聚现象，纳米颗粒越聚越多，形成大颗粒后会加剧磨损，形成负效应。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种复合纳米抗磨剂及其制备方法，本发明的复合纳米抗磨剂稳定性和分散性好、不分层沉淀，可在金属表面形成超硬与柔韧共存的纳米共晶离子化合物保护膜，无纳米团聚现象。

本发明的技术方案是这样实现的：一种复合纳米抗磨剂，由下述重量份的组分组成：聚异丁烯25～30份，分散剂4～8份，碳纳米管1～5份，纳米氮化硼1～5份，纳米氮化铝3～8份，聚α烯烃40～70份。

其中，优选地，一种复合纳米抗磨剂由下述重量份的组分组成：聚异丁烯27份，分散刘6份，碳纳米管3份，纳米氮化硼3.5份，纳米氮化铝5.5份，聚α烯烃55份。

其中，优选地，所述聚异丁烯的分子量为600～1300。

其中，优选地，所述分散剂为季四戊醇、聚二丁烯丁二酰亚胺、聚二丁烯双丁二酰亚胺、聚甲基丙烯酸酯、聚异丁烯胺、聚乙烯-丙烯共聚物中的任意一种或几种。

其中，优选地，所述碳纳米管的粒径为≤100nm。

其中，优选地，所述纳米氮化硼的粒径为≤30nm。

其中，优选地，所述纳米氮化铝的粒径为≤30nm

其中，优选地，所述聚α烯烃的型号为PA025。

一种复合纳米抗磨剂的制备方法，包括以下步骤：

1）将聚异丁烯和碳纳米管加入高速研磨机研磨60～90分钟后，与分散剂混合，然后转入工作压力为30～100MPa均质机喷射均质30～150分钟，最后转入大功率超声波机进行分散90～150分钟，抽出备用；

2）将纳米氮化硼、纳米氮化铝和聚a烯烃置入剪切机剪切30～90分钟后，与分散剂混合，然后转入工作压力为30-100MPa的均质机喷射均质30～150分钟，最后转入大功率超声波机进行分散30-90分钟，抽出备用；

3）将步骤1和步骤2所得物料加入反应釜中，加热到50～60℃，充分搅拌50～70分钟，真空除水，完毕后冷却，过滤，即得复合纳米抗磨剂成品。

本发明的复合纳米抗磨剂的作用机理：

本发明的复合纳米抗磨剂与传统纳米抗磨剂相比，本发明采用复合纳米技术，在摩擦运动中纳米材料渗镀到机件表面形成纳米渗镀膜，填平微米级的凹痕，使之趋向纳米级平坦，物理成膜，稳定抗磨，修复微观受损部位；同时可在金属表面形成超硬与柔韧共存的纳米共晶离子化合物保护膜；多余的纳米颗粒因其具有很大的表面积并含有微孔，吸附了大量的润滑剂，均匀分布在润滑油中，以润滑油携带介于两层纳米复合膜之间，在摩擦副相接触的摩擦表面上形成了“分子轴承”作用，可以称谓“纳米滚珠轴承结构膜”。

本发明的有益效果：

1.本发明的复合纳米抗磨剂节省燃油率为15%～30%，延长换油周期50%～100%。本发明的复合纳米抗磨剂在苛刻的高温和极寒的环境下均能表现优异的性能。

2.可增加扭矩力5～15%，减少摩擦5～20倍，有效延长寿命3～5倍。

3.可降低机械噪音、振动，温度降低10%-20%，减少废气及有害物质排放20%-70%，能够频繁冷启动而不损坏发动机。