[发明专利]一种纳米级润滑油添加剂及其应用

说明书

技术领域：本发明涉及一种新型纳米材料，特别是涉及一种用于制备纳米级润滑油添加剂的新型纳米材料，本发明还涉及该纳米材料的应用。

技术背景：近年来，随着航空航天、交通运输以及微电子系统的蓬勃发展，各类交通工具、机械、电子零部件的持有量持续高速增长，使我国的润滑油消费量为400万tPa以上，油品添加剂量则需20万tPa以上。然而目前，石油资源的紧缺导致燃油和润滑油的价格一再上涨。火爆的交通运输业以及紧缺的石油资源必将为我国润滑剂市场的发展带来新的机遇和挑战。面对交通工具需求量的高速增长以及人们环境保护意识的增强，传统润滑添加剂难以满足目前高技术和高选择性的要求。如何提高润滑油(脂)的性能、延长各部件使用寿命，降低使用成本、减少润滑产品对环境的危害是摆在科研人员和使用者面前急需解决的技术难题。

发明内容：本发明的目的在于提供一种纳米级润滑油添加剂，本发明的另一个目的是该添加剂的应用，主要是为了解决如何提高润滑油(脂)的性能、延长各部件使用寿命，降低使用成本、减少润滑产品对环境带来的危害，从而满足目前高技术和高选择性要求的问题。

本发明是以纯金属钨粉(W)和硒粉(Se)为原材料，采用固相反应法经混合球磨、压片、煅烧工艺制备出平均直径低于20nm的WSe2纳米材料，将该纳米材料作为润滑油添加剂添加到工业润滑基础油中，经过超声分散，得到一种具有抗载荷和自修复性能好的工业润滑油。

本发明由于采取钨粉和硒粉制备纳米材料，材料精细化后，由于极细的晶粒，大量处于晶界和晶粒内缺陷的中心原子及其纳米材料本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面界面效应、宏观量子效应以及低熔点等特性，具有极高的扩散能力和自扩散能力(比体相材料高十几个数量级)，极易在金属表面形成具有极佳抗磨性能的渗透层和扩散层，表现出“原位摩擦化学效应”。该纳米材料即纳米级润滑油添加剂的这一性能，在解决在抗磨(AW)和极压(EP)添加剂分子设计长期依赖P、Cl等活性元素的状况，在解决对机体金属造成的腐蚀和带来的环境问题方面展示了美好的应用前景。本发明的纳米级润滑油添加剂可应用到各种工业润滑油中，使其具有更为优异的耐高温、耐腐蚀的使用性能，可以显著降低摩擦，减轻机器的腐蚀，对于设备或零部件具有无污染的原位动态保护与修复作用，有效提高机器、设备或零部件的使用寿命，解决因摩擦磨损、润滑养护或维修引起的各种难题。而且本发明纳米润滑油添加剂为均一、透明的液体，克服了传统润滑油添加剂所存在的不透明、不稳定等缺陷。还具有材料新组分少、制备工艺简单、成本低产率高、既经济又实用、适宜推广应用等优点。

具体实施方式：本发明的纳米级润滑油添加剂是以高纯金属钨粉(W)和硒粉(Se)为原材料，按钨粉与硒粉所占比例为摩尔比1∶3混合，在氩气保护下装入球磨机中，在行星式高能球磨机中混合球磨5h，取出混合粉末，在万能压片机上100N压力下压成直径为10mm的扁圆柱状压片，然后放入CVD管式炉中，在氩气保护下，以15℃/min的升温速率进行煅烧，升温至750℃，保温1h，得到平均直径低于20nm的灰黑色WSe2纳米粉末即本发明的纳米级润滑油添加剂。

将本发明0.5-5％，微乳化表面活性剂1-10％、工业基础油8-85％混合，经过超声分散5h，最后得到均匀稳定的含有纳米级添加剂的工业润滑油。经实验表明：本发明的纳米级润滑油添加剂在工业润滑油的应用，对润滑养护机器设备、减轻机械腐蚀、降低机械摩擦磨损、设备原位动态保护与修复、有效提高机器设备或零部件的使用寿命方面具有良好的应用效果。