[发明专利]高效节能纳米碳分子基润滑油及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于润滑油技术领域，具体涉及高效节能纳米碳分子基润滑油及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业不断发展，发动机也不断升级换代，其设计尺寸越来越小，输出功率越来越高，对发动机的耐磨抗氧性能的要求不断提高。伴随着石油资源的日益匮乏，人们对降低汽车燃油消耗的解决方案也越来越关注。在众多解决方案中，通过调整润滑油配方及其工艺来降低汽车燃油消耗是最为经济且有效的措施之一。

通常，润滑油的节能技术通常为以下两种：其一是适当降低油品粘度，如此可减少流体动力学阻力，降低能耗，但需注意发动机的耐久性；其二是采用有机摩擦改进剂来降低机件间的摩擦损耗，加入有机减摩剂可降低边界摩擦损耗。

纳米碳材料不仅具有纳米材料普遍的小尺寸效应和量子效应等特点，其表面还具备丰富可调的化学基团以及较高的石墨化程度，同时随着纳米碳材料的发现及其可控制备技术的进步，对纳米碳的应用研究越来越关注。富勒烯碳分子是一类新型全碳分子，每一个富勒烯分子都12个五元环和M个六元环碳原子构成。富勒烯碳分子由于其独特的结构，表现出独特的物理、化学性质。在众多富勒烯分子中，C60由于其独特的球形结构、抗压强度、高硬度以及热稳定性，其应用最为广泛。现有技术，已有一些研究表明添加C60可在一定程度上改进润滑体系的极压性和润滑性，以及减少磨损，然而由于C60的纳米碳小尺寸，极易团聚，并且单一的C60纳米碳分子的润滑作用有限，这些均大大限制了润滑性能，此外现有的研究对于富勒烯体系中的其它碳分子的节能润滑效果研究较少。

基于此，我们研发一种高效节能纳米碳分子基润滑油及其制备方法。

发明内容

为此，本发明提供一种高效节能纳米碳分子基润滑油及其制备方法，解决现有技术中至少一种技术问题。

为此，本发明提供高效节能纳米碳分子基润滑油，按重量份计，该润滑油包括基础油100-300份、纳米碳分子2-12份、纳米钒粉0.5-4份、2-二茂铁基-2-(6-甲酰基二茂铁)-丙烷1.8-3.6份、三羟甲基乙烷三硝酸酯4-10份、4-乙酰氧基邻苯二甲酸酐0.8-6份、2-羟基-3-萘甲酸钠1.4-4.2份、钼酸铈粉0.8-3.7份、4-甲基水杨酸酰胺1.5-4份、聚异丁烯丁二酰亚胺0.7-3份；

所述纳米碳分子包括富勒烯Cn和羧基化碳纳米管，其中n为60~85。

根据本发明的一个实施方式，其中，所述富勒烯Cn和羧基化碳纳米管的质量比为5:1-2，其中富勒烯Cn为C60、C70、C72、C76和C84中的至少两种。

根据本发明的一个实施方式，其中，所述基础油包括矿物型基础油和聚α-烯烃中按质量比为1:1~5的复配；

所述富勒烯Cn为C60、C76和C84按质量比为1:2:1的混合。

根据本发明的一个实施方式，其中，该润滑油包括基础油130-260份、纳米碳分子4-10份、纳米钒粉0.8-3.4份、2-二茂铁基-2-(6-甲酰基二茂铁)-丙烷2-3.3份、三羟甲基乙烷三硝酸酯4.8-7份、4-乙酰氧基邻苯二甲酸酐1.3-5.2份、2-羟基-3-萘甲酸钠1.8-4份、钼酸铈粉1.1-3.4份、4-甲基水杨酸酰胺1.7-3.5份、聚异丁烯丁二酰亚胺0.9-2.6份。

根据本发明的一个实施方式，其中，该润滑油包括基础油230份、纳米碳分子7.5份、纳米钒粉2.8份、2-二茂铁基-2-(6-甲酰基二茂铁)-丙烷2.4份、三羟甲基乙烷三硝酸酯5.1份、4-乙酰氧基邻苯二甲酸酐3.6份、2-羟基-3-萘甲酸钠2.3份、钼酸铈粉2.8份、4-甲基水杨酸酰胺2.6份、聚异丁烯丁二酰亚胺1.3份。

为此，本发明提供高效节能纳米碳分子基润滑油的制备方法，包括以下制备步骤：

（1）将纳米碳分子、纳米钒粉加入到1/5重量份的基础油中，室温超声分散30-60min，然后加入4-甲基水杨酸酰胺、2-二茂铁基-2-(6-甲酰基二茂铁)-丙烷，超声分散5-10h；得混合物A；

（2）将钼酸铈粉加入到1/5重量份的基础油中，第一次升温至50-70℃并搅拌1-5h，随后依次加入2-羟基-3-萘甲酸钠和4-乙酰氧基邻苯二甲酸酐，第二次升温至110-180℃并搅拌3-8h，冷却至室温，得混合物B；

（3）将混合物A、混合物B、三羟甲基乙烷三硝酸酯和聚异丁烯丁二酰亚胺加入到余下基础油中，搅拌20-60min，随后加入上述混合物A和混合物B，搅拌均匀，即可制备得到所需润滑油。