[发明专利]一种润滑油（脂）用抗磨减摩复合添加剂

说明书

技术领域

该发明专利属于“抗磨减摩复合粉体及其制备技术”，涉及一种可用于润滑油、润滑脂等领域的纳米稀土氧化物包覆超细白云母复合粉体及其制备方法。

背景技术

随着现代工业的发展，机械装备不断向高速、重载、集成化、高精度、长寿命等方向发展，摩擦、磨损失效已成为制约装备安全性、可靠性、使用寿命的技术瓶颈之一。为了减少装备机械零部件的磨损，延长装备的使用寿命，世界各国都在寻找能够同时具备抗磨减摩和修复功能的润滑剂或润滑油添加剂，使其具有自修复功能或在磨损过程中通过形成新的补偿层来弥补磨损，从而实现装备零部件磨损损伤的动态自修复，同时通过改善润滑实现节能减排。20世纪90年代以来，纳米技术日渐成熟，纳米材料的研究和应用范围也在不断扩大，由于其本身具有的小尺寸效应、界面与表面效应、尺寸效应和宏观量子隧道效应，赋予了其不同于传统材料的各种独特性能，使其在新兴润滑油抗磨减摩剂的研究和应用得到了快速发展。目前被用作润滑油添加剂的纳米粒子主要有纳米单质金属粉体、纳米氧化物、纳米氢氧化物、纳米硫化物、纳米硼酸盐、聚合物纳米微球以及纳米稀土化合物等。夏延秋、张继辉、陈国需等分别研究了纳米铜粉、镍粉、铋粉、钼粉、锌粉在基础油中的抗磨减摩作用，同时碳系列微纳米材料、稀土化合物在润滑油中的作用也发展迅速。专利02149209.3公开了一种抗磨减摩型润滑油添加剂及其制备方法，其组分为：铝、钛、三氧化二铝和二氧化钛颗粒，粒径尺度为10-200nm，含量为1-5％；专利03139679.8涉及纳米材料制备抗磨、减摩、修复型润滑油添加剂：用几种纳米矿石微粉和纳米金属微粉与表面活性剂、分散剂、悬浮剂、耦合助溶剂及其它润滑油制剂等按一定的比例及工艺操作规程配制而成。专利200810053349.6提供一种非硫磷抗磨减摩多功能添加剂及制备方法。专利200910050138.1公开了一种纳米铜类润滑油添加剂，该添加剂主要由油溶反应性纳米铜或者油溶反应性纳米铜与油溶性纳米二氧化钛组成。专利201010569467.X将纳米稀土、金属、金属氧化物及碳系列纳米材料等具有抗磨、减摩、极压活性的纳米材料用作润滑油添加剂。专利200410097197.1公开了属于润滑材料制备技术的一种纳米碳材润滑添加剂。专利201010292980.9公开了一种类球形纳米稀土氧化物润滑油添加剂及其制备方法，采用沉淀法制备纳米稀土氧化物，使用有机羧酸对纳米粒子进行表面改性，使纳米粒子的表面形成一层有机包覆层，纳米氧化钇表面由亲水性变为亲油性。专利200710075247.X提供了一种润滑油的添加剂，其组分为：金属纳米微粒2%-50%；金属化合物纳米微粒1%-50%；基础油或润滑油0%-80%；抗氧化剂0%-20%；清净分散剂0%-25%。专利201110415955.X公开的混合纳米润滑脂添加剂由如下组分组成：Al₂O₃粉末：50%~80%；Cu粉末：5%~15%；Al粉末：15%~35%。专利201310494047.3公开了一种偶联接枝聚合改性纳米氧化钇润滑材料的制备方法。

在稀土化合物方面，较早的研究发现，CeF₃等稀土无机化合物具有优异的高温和固体润滑性能，但由于难溶于矿物油，不能直接用作润滑油添加剂。最近的有关研究表明，通过制备成为纳米粒子并进行亲油性表面改性，可使有关的稀土无机化合物在矿物油中具有良好的分散性，显示出优良的极压抗磨减摩性能。

此外，从20世纪年代俄罗斯、乌克兰引进了一种层状硅酸盐矿物微粉自修复材料以来，层状硅酸盐矿物颗粒制成添加剂对润滑油摩擦学性能的研究引起了国内学者的重视，杨皛、李华峰、陈国需研究了层状硅酸钙作为润滑添加剂的抗磨减摩性能，α-层状硅酸钠作为润滑添加剂的抗磨减摩性能，于鹤龙、许 一、史佩京等研究了蛇纹石超细粉体作润滑油添加剂的摩擦学性能，曹娟、张振忠、赵芳霞研究了超细蛇纹石粉体改善润滑油摩擦磨损性能，杨其明、白志民研究了超细蛇纹石粉体的材料特性、摩擦学介入行为及其工业应用，研究发现：层状硅酸盐粉体具有独特的亚稳态层状结构，其断裂面上存在的大量不饱和键使其粉体具有很高的吸附特性，不仅可以吸附金属离子，还可以吸附阴离子（团）和有机物。在受热条件下发生脱除羟基反应，层状结构被破坏，比表面积急剧增大，极大地提高了其吸附金属离子的能力。层状硅酸盐粉体粉体的亚稳态层状晶体结构特点为修复层的形成提供了先决条件，而摩擦过程中摩擦副表面微凸体间的相互挤压剪切作用及所产生的瞬间闪温，为修复层的形成提供了外在动力。