[发明专利]纳米材料改性润滑油

说明书

氮化硼是一种独特的二维纳米材料，类似于石墨的层状结构使他具有优异的润滑性能。氮化硼作为润滑油润滑减磨剂拥有很大的发展潜力。但氮化硼在基础油内易发生抱团沉淀的问题影响着最终产品的性能。因此，我们利用一种十八胺与氮化硼发生络合反应对氮化硼表面接枝改性的方法改善氮化硼在润滑油基础油中的分散性。本发明确定了改性氮化硼所需的用量，以及生产最终产品所需工艺。测试结果表明，改性氮化硼可以在基础油中均匀的分散。最终产品可以有效降低金属构件之间的滑动摩擦系数，且使得金属表面磨损情况有效的改善。

一技术领域

氮化硼是一种具有优良减磨和润滑效果的二维纳米材料。本发明拟将改性氮化硼作为固体填料添加剂加入润滑油内以提高润滑油的润滑和减磨效果。生产过程中，本发明通过对氮化硼进行接枝烷基官能团的预处理方法提高氮化硼纳米片与润滑油基础油或其他液体添加剂的相容性，避免了氮化硼纳米片之间互相抱团或沉淀的现象。由氮化硼改性的润滑油能够在润滑与减磨的效果上获得大幅的提高。

二技术背景

六方氮化硼(h-BN)由于具有类似于石墨的层状结构而表现出优良的润滑能力。其作为固体润滑剂与液体中的固体填料的应用备受关注。润滑油是用来为机械构件降低摩擦阻力，减少构件之间摩擦与磨损的重要工业产品。普通液体润滑油由于自身的液体性质，减磨效果受到局限。因此，以固体填料的形式为液体润滑油提高减磨效果便是一种非常理想的方法。

从微观结构上来说，六方氮化硼是一种层层堆叠的类似于石墨的结构。氮化硼片层内N原子和B原子之间以共价键的形式相连接，除共价键的连接形式外还具有离子键的一部分特性。这种离子键作用使得纳米片层之间产生一种相互吸引作用，由于这种层层间的较强相互作用力使得氮化硼纳米片易产生抱团，沉淀等现象，这些现象大大的影响着氮化硼的应用效果。

为了克服以上难题，我们采用对氮化硼接枝改性的方法改善其在烯烃类润滑油中的分散性。十八胺 (ODA)在约170摄氏度的条件下能够与氮化硼发生络合反应。反应所得的氮化硼纳米片表面会接枝众多长链的十八胺。因为十八胺自身与烯烃类液体有较好的相容性，从而使得氮化硼纳米片也能够在烯烃中均匀且稳定的分散。由该种方法我们便获得了均匀且稳定存在的润滑油-氮化硼混合体系。我们称之为纳米材料改性润滑油

三发明内容

本发明提供了一种利用表面改性纳米材料氮化硼制备纳米材料改性润滑油的实验步骤

一.制备表面改性的纳米氮化硼

(1)按照1：10的重量比称量六方氮化硼与十八胺

(2)将混合均匀的混合物置于氮气氛围中，为混合物提供160摄氏度的油浴加热。时间约为96h

(3)加热过程结束后，撤去氮气氛围，并使混合物自然冷却至室温。使用四氢呋喃冲洗混合物为悬浊液。参考所使用氮化硼的粒径利用滤膜过滤，并用四氢呋喃冲洗二至三遍。将滤渣置于烘箱烘干，条件为60 摄氏度，12h。即得由十八胺表面改性的二维纳米氮化硼

二.制备纳米材料改性润滑油

(1)将表面改性氮化硼与烯烃类润滑油基础油按照重量比1：100至3：100的比例混合。

(2)将混合所得润滑油超声处理，使其分散均匀。

三.对表征结果进行分析和讨论

(1)将未改性氮化硼按照同样的比例与润滑油基础油混合作为对照组。1.将相同重量的对照组和改性润滑油按照300g，5min的条件离心处理。

(2)离心处理后的对照组发生明显的沉淀现象，改性氮化硼组仍呈现均匀分散状。利用十八胺改性而得的氮化硼能够在基础油中良好的分散存在。

四、附图说明

附图图1全合成烯烃类润滑油，即为加入纳米材料的基础油试样。附图图2是按百分之三加入十八胺改性氮化硼的样品试样，即纳米材料改性润滑油。