[发明专利]一种油相高分散纳米铜/铜合金复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种油相高分散纳米铜/铜合金复合材料，由以下方法制备得到：配制浓度为0.0001~1mol/L的铜盐或铜盐与合金组分盐的水溶液，与还原剂，带亲油性官能团的表面修饰剂与有机溶剂充分混合，在PH值为8.5~14的碱性环境下反应60~180min后静置30~150min，分离出水相循环使用，分离得有机相，精密过滤浓缩后即得所述油相高分散性纳米铜/铜合金复合材料。核心材料铜/铜合金复合纳米微粒，粒径大小及分布可控，不易团聚，抗氧化性能好，抗磨性能优异，单分散性及在油性溶剂中分散稳定性优异。本发明水、溶剂循环利用，工艺合理，安全可靠、无废液、废气、废渣排放，适合产业化生产。

技术领域

本发明涉及一种油相高分散纳米铜/铜合金复合材料及其制备方法。

背景技术

纳米材料在摩擦学领域应用已有超过五十年的历史，人类大规模地将纳米材料应用于摩擦学领域始于1970年代，第一代大规模应用的是高分子聚合物，这一代技术的特点是将高分子材料以核壳结构形式聚合成纳米量级的类球体，与油液可以任意互溶，抗磨性能极好，优点突出，但缺点也很大，在发动机内参与燃烧会产生严重的积碳以致影响正常的点火，此外核壳结构不够稳定，在高温极压下易解体，恢复成长链，容易从油液中分离出来，导致产生大量油泥，从而影响润滑性能。因此科学家将目光转向了无机材料，众多的无机材料应运而生，其中一种原产自俄罗斯和乌克兰的天然矿物质脱颖而出，成为了第二代纳米抗磨损材料的代表，这类材料俗名叫蛇纹石，化学名称羟基硅酸镁，最初用物理法将其制备成纳米微粒，近些年来也有科学家用合成技术来制备这种材料。这类无机纳米材料由于不参与燃烧，有效的解决了在发动机中产生积碳的问题，但因始终无法解决在油液中大量并稳定分散的问题，抗磨性能始终达不到第一代技术的水平。美国杜邦在研究特氟龙材料过程中发现，将聚四氟乙烯的聚合度控制在400-600个分子的情况下制备出来的材料具有独特的物理和化学特性，应用于摩擦领域具有不错的抗磨性能和在油液中的溶解能力，同时也不参与燃烧，其特点是，这种材料添加在润滑油中，会快速的在摩擦副表面聚合形成一层光滑的膜，这种膜光滑得类似镜面，从而可以大幅度减少摩擦系数，产生明显的节油效果。1990年代，这种材料开始被采用，这类材料我们称之为第三代纳米抗磨损材料。但一定时间应用下来发现，在发动机中使用一定时间会产生偶发性拉杆烧瓦的现象，存在安全隐患。

进入二十世纪，纳米材料的制备技术得到了长足发展，很多金属、非金属及其化合物都可以制备成纳米量级。金、银、铜、铁、硅、碳及其化合物的纳米粒子都可以做到100nm的可应用尺度。这一阶段开发出来的纳米材料我们称之为第四代纳米抗磨损材料。

本发明所述油相高分散性纳米铜/铜合金复合纳米材料我们称之为第五代纳米抗磨损材料，与第四代技术和材料重要的差异，其特征在于：

第四代纳米抗磨损材料 第五代纳米抗磨损材料

1.制备技术 以物理法为主 化学法

2.纳米粒子 100nm 5-30nm

3.材质 金属、非金属及其氧化物 铜、铜合金

4.修复功能 无 具有修复磨损功能

5.催化功能 无 具有减少CO、CH、NOX排放功能

6.分散性能 稳定分散的颗粒物重量比≤5% 稳定分散的颗粒物重量比≥12%

发明内容