[发明专利]一种油溶性纳米稀土抗磨润滑油添加剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种油溶性纳米稀土抗磨润滑油添加剂及其制备方法，其中，油溶性纳米稀土抗磨润滑油添加剂，包括表面含有有机修饰剂的油溶性含氟纳米稀土颗粒；有机修饰剂与油溶性含氟纳米稀土颗粒的摩尔比为(5～15)：1，有机修饰剂为碳数16‑18的长链脂肪酸及其对应的盐、或植物油及其对应的油盐。本发明所述的油溶性纳米稀土抗磨润滑油添加剂，不含硫、磷、氮，却能具有比传统抗磨添加剂ZDDP更优异的抗磨性能。

技术领域

本发明属于润滑技术领域，尤其是涉及一种油溶性纳米稀土抗磨润滑油添加剂及其制备方法。

背景技术

磨损是导致机械损伤的重要因素之一，抗磨添加剂在解决这一问题上具有重要的作用，而目前普遍采用的硫磷添加剂，不仅会造成非正常的化学损耗，而且磷元素会使尾气三元催化转化器的催化剂中毒，降低其转化效率，硫元素则增加尾气中氧化硫的排放，也会对大气环境造成危害。

另外，低粘度发动机润滑油可以显著降低润滑油内摩擦的功耗，改善汽车的燃油经济性，减少废气的排放，这是今后润滑油发展的一大趋势。然而润滑油粘度下降后，虽然流体润滑阶段的摩擦系数会有所下降，但是会提前进入混合润滑状态，且引起摩擦系数的升高，而引起较为严重的磨损。这一问题可行的解决方案是加入合适的抗磨添加剂，从而保证在流体润滑阶段具有低的摩擦系数，延迟进入混合润滑状态的时间，同时还能降低混合及边界润滑时的摩擦系数并减轻磨损。

因此，寻求一种具有优异抗磨性能、对摩擦表面具有一定自修复功能的、低硫磷甚至不含硫磷的抗磨添加剂对润滑油行业尤其低粘度润滑油产品具有重大意义。

纳米颗粒尺寸小、比表面积大、表面态丰富、化学活性高，早在20世纪80年代就有学者提出将纳米粒子作为抗磨添加剂使用，并指出纳米润滑添加剂具有优良的抗磨减摩性能和修复功能，不腐蚀金属，可以提高机械使用寿命，具有传统抗磨添加剂无可比拟的环境友好性。

目前国内外研究研究较多的纳米粒子包括蛇纹石族硅酸盐Mg₆Si₄O₁₀(OH)₈、纳米金刚石、C₆₀、石墨烯、碳纳米管、纳米Cu、纳米硫化物MoS₂、WS₂等。

目前常用的纳米稀土离子多为稀土氧化物(LaO₃，CeO₂)和稀土氟化物(LaF₃、CeF₃)。稀土氟化物和稀土氧化物为多为六方晶系层状结构，或在一定湿度下能转变为六方晶体结构，这使它们有可能成为固体润滑剂。稀土氟化物和稀土氧化物具有不同的高温润滑性能。从室温到1000℃，LaF₃、CeF₃的摩擦系数都在0.2-0.5之间，而且在不同气氛下摩擦系数也不相同，在氩气中的摩擦系数小于在空气中；而稀土氧化物，如LaO₃，CeO₂摩擦系数在低于650℃时较大，但是在高于1000℃时，摩擦系数可大幅度降低；在常温时，稀土氟化物的摩擦系数要优于稀土氧化物。就原理而言，稀土化合物优异的抗磨减摩性能主要取决于两个方面：一方面是在摩擦表面形成了稀土摩擦扩散层，使摩擦表面硬度提高，耐磨性增强；另一方面是在摩擦表面生成含稀土元素的多相表面润滑保护膜，提高了减摩性能。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种油溶性纳米稀土抗磨润滑油添加剂，以克服现有技术的缺陷，不含硫、磷、氮，却能具有比传统抗磨添加剂ZDDP更优异的抗磨性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种油溶性纳米稀土抗磨润滑油添加剂，包括表面含有有机修饰剂的油溶性含氟纳米稀土颗粒；

其中，有机修饰剂与油溶性含氟纳米稀土颗粒的摩尔比为(5～15)：1，

有机修饰剂为碳数16-18的长链脂肪酸及其对应的盐、或植物油及其对应的油盐。