[发明专利]一种类球形纳米稀土氧化物润滑油添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种类球形纳米稀土氧化物润滑油添加剂及其制备方法。

背景技术

润滑油是机械正常运行和维护的重要组成部分。近年以来，随着车辆和机器的更新换代加速并日益专门化，成品润滑油的质量和品种已不能完全满足其抗磨减摩性能的要求。据德国的Vogelpohl教授测算，全世界生产能源的1/3到1/2由于摩擦磨损作用而被损失，近年英国的Jost教授也指出，全球消费能源的30～40％消耗在摩擦磨损作用上。由此可见摩擦、磨损所造成的经济损失不可估量，所以提高润滑性能以减少磨损对国民经济有重大的意义。

稀土独特的4f电子层结构。在催化、陶瓷、光学玻璃、荧光、涂料等领域得到了广泛的应用；纳米化后的稀土具有某些独特结构，使其具有特殊的摩擦学性能，以这些纳米粒子制成的纳米润滑剂添加剂，可使得润滑油的抗磨减摩性能得到较大的改善。因此以稀土纳米材料为基础制备新型的润滑材料应用于摩擦系统中，将以不同于传统添加剂的作用方式起减压抗磨作用。而由于纳米稀土为极性物质，在润滑油体系中很难得稳定分散，这很大的局限了纳米稀土的应用范围，通过有机物对纳米稀土进行表面改性转变表面极性，解决其在润滑油中的分散性问题是非常有必要的。中国专利申请号为：200910042062.8、公开号为：CN101638524A公开的纳米稀土改性方法及其在润滑油中应用，它主要是应用乳液悬浮聚合的方法对纳米稀土进行表面包覆，改变表面极性。用此种方法处理纳米稀土具有：处理条件较为苛刻、改性剂较为昂贵等缺点，在实际应用中有一定的局限性。而使用长链羧酸进行处理，具有改性剂易得，操作简单，改性效果良好等优点。

纳米稀土氧化物是通过在摩擦表面沉积而起作用的。当加入纳米粒子以后，由于这些纳米微粒和金属表面电荷的相互吸附作用，使得它能吸附在金属表面，并形成一层表面膜。这样就能最大限度地减少金属与金属间的直接摩擦接触。从而使其极压性能和抗磨减磨性能都可以得到极大的提高，减少摩擦磨损，能耗也可大大减少，并使机械寿命成倍增长。改性稀土纳米氧化物在很低的添加浓度下即可以显著的提高基础润滑油的摩擦学性能，纳米稀土的化学组成、晶体结构对摩擦性能学的影响不显著，但是不同的修饰剂对抗磨减摩性能有较大的影响，这主要表现在表面改性的纳米稀土氧化物作为润滑油添加剂时，在较低负荷下主要是有机修饰分子起润滑作用，而在高负荷下起主要作用的是纳米稀土氧化物粒子。但是目前具有优异的摩擦学性能的纳米稀土氧化物粒子在基础润滑油中的分散性不好，使得不能广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种类球形纳米稀土氧化物润滑油添加剂及其制备方法。

本发明采用沉淀法制备得到纳米稀土氧化物前驱体，通过干燥、焙烧得到纳米稀土氧化物，再通过超声分散得到纳米浆料，在加热的情况下采用长链羧酸对其改性，从而得到有机改性的纳米稀土氧化物。

本发明提供的一种类球形纳米稀土氧化物润滑油添加剂，按其质量百分比由以下物质组成：

基础油                                    80％～99.95％

长链羧酸表面包覆的类球形纳米稀土氧化物    0.05％～20％

其中：

所述的长链羧酸表面包覆的类球形纳米稀土氧化物是由长链羧酸通过化学改性纳米稀土氧化物制备得到，其中长链羧酸与类球形纳米稀土氧化物的质量比为长链羧酸包覆剂∶纳米稀土粒子＝1～10∶10，

所述的稀土为：钇或铈，

所述的长链羧酸包覆剂选自碳数为2～23的饱和长链羧酸、含一个双键的不饱和长链羧酸中的一种或者是几种。

上述长链羧酸包覆剂为直链或者支链的饱和或者含一个双键的不饱和长链羧酸。

上述长链羧酸与类球形纳米稀土氧化物的质量比优选为长链羧酸包覆剂∶纳米稀土粒子＝1～4∶10。

本发明提供的一种类球形纳米稀土氧化物润滑油添加剂的制备方法包括如下步骤：

(1)、类球形纳米稀土氧化物粒子的制备：

①、将质量百分比为2～3％的硫酸盐加入到0.35mol/L硝酸稀土盐溶液中，在90℃将质量百分比为10～20％的聚乙烯醇溶于水中，再加入0.5～5倍硝酸稀土盐质量的碳酸氢铵溶解于聚乙烯醇溶液；采用反向滴加将硝酸钇加入其中，继续反应1h，然后陈化，洗涤，干燥，得到类球形纳米稀土氧化物前驱体；

②、将前驱体研磨，在850℃煅烧2h，得到类球形纳米稀土氧化物；

③、室温下，将类球形纳米稀土氧化物粒子加入到pH值为6.0的水中，超声分散配置得到质量分数为2％～20％的浆液；