[发明专利]油分散性聚多巴胺纳米润滑添加剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种油分散性聚多巴胺纳米润滑添加剂及其制备方法和应用，属于新材料技术领域。该添加剂采用以下方法制得：取聚多巴胺纳米颗粒，将其分散于水中，采用稀盐酸调节分散液的pH至3～4，持续搅拌反应；向反应后的分散液中加入乙酸乙酯，随后滴加亲油性含氟阴离子盐溶液，并搅拌0.5～1h；获取反应后的油相，除去乙酸乙酯即得。本发明采用简单可控的质子化反应和阴离子转移过程，成功调节了聚多巴胺纳米颗粒的亲疏油性，实现了其在聚乙二醇基础油中超过30天的长久分散稳定性。通过本发明制备出的聚多巴胺纳米颗粒可直接分散到聚乙二醇润滑基础油中，并对金属/金属摩擦副间的摩擦磨损起到有效的润滑效果。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体为一种油分散性聚多巴胺纳米颗粒、该油分散性聚多巴胺纳米颗粒的制备方法以及其在润滑油添加剂方面的应用。

背景技术

聚乙二醇是一种常见的合成基础油，常被用作金属加工或机械零件的润滑剂。与普通矿物油相比，聚乙二醇具有环保、可降解等诸多优点。但使用纯基础油作为单一润滑剂时，在机械运行过程中很难达到稳定可靠的润滑效果。

有机聚合物纳米颗粒具有优异的物化性能，在摩擦界面具有良好的吸附能力，同时，作为软纳米颗粒，在进入摩擦界面后易于被外力压制成膜，从而避免摩擦界面的直接接触。受贻贝启发，其富含胺基和领苯二酚基团的粘附蛋白使其几乎能粘附在任何基材表面。多巴胺具有和粘附蛋白相似的分子结构，并在碱性环境下能够方便的自氧化聚合成聚多巴胺，聚多巴胺同粘附蛋白一样具有优异的粘附能力。

虽然聚多巴胺在水基润滑剂中能做到很好的分散，却很难分散到基础油中，这极大的限制了其作为油基润滑添加剂的应用。解决聚多巴胺纳米颗粒在油中的分散性问题，对聚多巴胺纳米颗粒作为油基润滑添加剂的探索和应用有着极大的推动作用。

发明内容

为解决上述至少一种问题，本发明提出了一种油分散性聚多巴胺纳米润滑添加剂的制备方法，通过对聚多巴胺纳米颗粒进行简单改性，获得油分散性的聚多巴胺纳米颗粒。

本发明的另一个目的是提供一种油分散性聚多巴胺纳米颗粒，其具有较好的油分散性。

本发明的另一个目的是提供一种油分散性聚多巴胺纳米颗粒的应用，将其作为添加剂添加于润滑油中，能够改善润滑油的润滑性能。

为实现上述目标，本发明的技术方案如下：一种油分散性聚多巴胺纳米润滑添加剂的制备方法，包括以下步骤；

S1、取聚多巴胺纳米颗粒，将其分散于水中，在25～30℃下，采用稀盐酸调节分散液的pH至3～4，持续搅拌1～2h获得分散液，其中，每100～200mg聚多巴胺纳米颗粒对应20～30ml水；

S2、向S1反应后的分散液中加入乙酸乙酯，随后滴加亲油性含氟阴离子盐溶液，并搅拌0.5～1h，其中，每20～30ml水对应20～30ml乙酸乙酯，所述亲油性含氟阴离子盐与所述聚多巴胺纳米颗粒的质量比为1.1～2.8：1；

S3、获取S2的油相，除去乙酸乙酯即得。

具体的，在聚多巴胺分散液中加入稀盐酸，主要目的是对聚多巴胺纳米颗粒的表面进行质子化处理。对于质子化过程，应当选用稀盐酸，稀盐酸不仅能够提供聚多巴胺纳米颗粒用于质子化的氢离子，同时还能够提供氯离子。同时，稀盐酸的浓度不宜过高，当其浓度过高时，会破坏聚多巴胺纳米颗粒的球形结构；但是也不宜过低，浓度过低时，难以达到质子化的目的。因此，经过发明人大量实验发现，稀盐酸的浓度在0.05～0.2mol/L的范围内时，其具有较好的效果，优选0.1mol/L。

当分散液的pH在3～4时，聚多巴胺纳米颗粒表面的胺基基团会被氢离子质子化，质子化后，氢离子会吸附氯离子，是后续改性的关键。