[发明专利]亚微米铜基磨合修复剂及其用途

说明书

技术领域

本方面发明涉及一种机械磨合修复剂，特别涉及一种亚微米铜基磨合修复剂，本发明还涉及该亚微米铜基磨合修复剂在机械磨合修复中应用，特别是在发动机磨合修复中的应用。

背景技术

据统计，目前发动机与机械运转时摩擦消耗的能源占了世界一次性石化能源消费的50％左右，从材料与技术上解决摩擦导致的能源无谓消耗，就成了节能减排与发展低碳经济的攻关重点。

润滑油是目前为止能够为市场与广大客户所能接受的最好的减磨与润滑材料，但润滑油只能减少与延缓发动机磨损，只具有减磨与润滑作用，而没有修复作用，不能改变发动机逐步磨损报废的趋势。在摩擦经济研究领域，有人做过经济投入与效益产出的分析，一旦在摩擦润滑与机械修复产业方面形成实质性突破，付诸产业化与实际应用后的经济投入与收益比将是1∶30～70。因此，最近二十年来，国内外很多大企业(包括石化能源产业巨头)与著名科研院所，都投入了巨大资金与力量，将最新的科研成果向这个领域转化延伸，以期占领节能减排与发展低碳经济的制高点，并获得巨大经济回报，因此最近市场上不断有各种抗磨、磨合、修复与润滑节能新材料问世。

然而这些节能新材料大部分属于油性抗磨、抗极压材料，且多以润滑添加剂的形态出现。由于这种添加剂不能完全适应发动机高温摩擦环境，高温会导致机油粘度下降与材料结构分解，分解产物容易粘附在发动机表面，导致发动机摩擦阻力增加且清洗困难；部分高分子超微细填充材料低温下效果还好，但在高温下也会变软影响使用；无机盐类抗极压材料：氯离子/硫酸根/硼酸盐/钼酸盐等有一定的抗磨效果，但因填充修复量太少，经济性不高、实用价值不大；纳米陶瓷材料有一定的填充效果，但无法与金属摩擦面有效结合也无修复作用，且大部分陶瓷颗粒太硬会损伤发动机摩擦金属面。

高化学稳定的软质金属：金、银、铅、铜比较适合这种摩擦环境，除了金、银材料贵、铅有毒外，其粒子与润滑油搭配使用时必须穿过机油滤芯的孔径，因此这些金属颗粒必须小于5微米，否则会堵塞油路，导致发动机供油不畅而遭损坏，而目前由于技术限制，工业化铜粉生产技术达不到这个细度，美国一个最好的著名品牌铜粉修复剂产品最细只能到达8微米，主要用于军事装备，同时发动机间隙增加而导致油耗明显上升。

目前也有少量纳米铜粉用于高档专用润滑油的抗磨与修复，在散热与膜层修复方面较传统二硫化钼、铅粉具有很好的效果，对改善轴承润滑与稳定动力输出等方面得到了专家们的认可。但是由于纳米级铜粉太细，浓度增加到一定程度后自摩擦阻力大，与金属摩擦面的粗糙度不匹配，填充修复效果因颗粒太细受到较大影响，特别是纳米铜粉抗氧化能力不够，易氧化为氧化铜，使用时间太长会对发动机造成一定损害，另外纯纳米铜粉由于易氧化导致保存困难、粒子太细收得率低，生产原料有毒、还原后再处理困难，这些因素导致纳米铜粉的生产成本很高，加上产量低，无法大量满足市场需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼有磨合和修复功能且效果稳定可靠的亚微米铜基磨合修复剂，本发明的目的还在于提供了亚微米铜基磨合修复剂在基础磨合修复中的用途，特别是在发动机磨合修复中的用途。

该亚微米铜基磨合修复剂是按下述方法制备的：

(1)、将亚微米铜粉加去离子水配成120～180g/L浓度的浆料，静置90～120秒后取上面的浆料，用悬液分离法和过滤筛分法分离去除亚微米铜粉中大的铜粉粒子，使粒子大小是0.1～3.0微米；

(2)、采用真空抽滤法，用去离子水反复洗涤分离浆料中的可溶性盐分，用50g/L浓度的氯化钡溶液检查直到无硫酸根离子为止；

(3)、将步骤(2)所得滤饼用无水乙醇打浆并真空抽滤，洗涤置换其中所含水分，使滤饼中水分含量低于1.0％；

(4)、再次将滤饼用无水乙醇打浆，控制铜粉浓度15～245g/L；

(5)、搅拌状态下，保持浆料温度低于35℃，进行亚微米铜粉的油溶性表面处理，补加操作过程中挥发的无水乙醇，保持液位，熟化时间60～90分钟；

(6)、将步骤(5)所得浆料再次真空抽滤，滤饼为油溶性铜粉，备用；

(7)、在敞口反应罐中加入聚α-烯烃油类合成润滑油基础油，再加入步骤(6)所得的油溶性铜粉，用高速搅拌机分散均匀，调整浆料比重0.86～0.95；

(8)按照步骤(7)所得浆料总体积的0.5～3.5％比例加入铜粉专用抗氧化剂，搅拌熟化10～50分钟，称量包装即可。

其中经步骤(1)所用的微米铜粉可以采用常规技术制备，经处理后的铜粉粒子的大小是0.1～3.0微米，最好是0.5～1.5微米。