[发明专利]亲油型碳量子点基纳米润滑油添加剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种亲油型碳量子点基纳米润滑油添加剂及其制备方法，属于润滑材料技术领域。本发明所述的亲油型碳量子点基纳米润滑油添加剂亲油型碳量子点基纳米润滑油添加剂，所述添加剂为碳量子点，并且所述碳量子点上枝接有式I所示的基团，还枝接有羟基、羧基、羰基、环氧基中的至少一种：所述R为12～18个碳的长碳链。本发明制得的产品能够显著提高其在基础油中的分散性与稳定性，粒径较小，尺寸分布均一，而且制备工艺简单，易于操作，有利于大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种亲油型碳量子点基纳米润滑油添加剂及其制备方法，属于润滑材料技术领域。

背景技术

聚α烯烃(PAO)是一种常见的合成润滑油，也是目前使用最广泛的一种非极性烃类基础油，它由乙烯经聚合制成α烯烃，再由α烯烃经进一步聚合、氢化而制得。PAO自诞生以来在润滑领域已有近90年的使用历史，PAO因其良好的粘温性和低温流动性，已成为配制各种高档和专用润滑油较为理想的基础油。在工业生产中，人们总是想方设法提高能源的使用效率和机械设备的使用寿命，如前所述，PAO是一种常用的合成润滑油，进一步提高PAO基础油的润滑性能，对于实现上述目标具有重大意义。随着机械技术的发展，单独使用聚α烯烃基础油已经不能满足先进机械设备对润滑的要求，PAO单独用作润滑油时，存在诸多基础油常见的缺陷，如承载能力低、减摩抗磨性能差、成膜能力弱等，然而事实却是PAO在未来仍将长期使用，如何克服PAO的上述弊端，已成为PAO基润滑油的研究重点。大量研究表明，解决PAO基础油的缺陷最简单、直接的方法就是添加额外的润滑添加剂，尤其是减摩抗磨添加剂。

碳基纳米材料因其独特的自润滑性能和优异理化性质而常被用作PAO的添加剂，常用的纳米碳基润滑添加剂包括石墨烯、碳纳米管、洋葱纳米碳、富勒烯等。碳量子点作为碳基纳米材料家族的新成员，在光催化、传感器、荧光成像等领域都已获得广泛的应用，然而碳量子点在纳米润滑添加剂领域的应用研究才刚刚开始。碳量子点具有高性能纳米润滑添加剂的诸多特质，如环保、化学惰性好、尺寸小而均匀、可设计性强等，因此碳量子点作为水基、聚乙二醇等的添加剂均展现出优异的摩擦学性能。然而，碳量子点具有极高的活性和表面能，意味着它们在PAO中难以分散，易于发生团聚，所以目前涉及碳量子点用作PAO添加剂的研究极少。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种亲油型碳量子点基纳米润滑油添加剂。

为解决本发明的第一个技术问题，本发明所述的亲油型碳量子点基纳米润滑油添加剂，所述添加剂为碳量子点，并且所述碳量子点上枝接有式I所示的基团，还枝接有羟基、羧基、羰基、环氧基中的至少一种：

所述R为12～18个碳的长碳链；

R优选为十二烷基、十四烷基、十六烷基和9-十八烯基中的一种或几种；

优选所述添加剂的平均粒径3～15nm。

在一种具体实施方式中，所述添加剂的制备方法包括如下步骤：

a.将无水柠檬酸与亲油型的长碳链胺混合均匀，得混合物；

b.将混合物240～320℃加热，优选300℃下反应6～12h，更优选12h，得到黑色胶状物；

c.将黑色胶状物溶解于分散剂，离心除去固体杂质，得到黑色分散液；

d.将黑色分散液用分散液透析2～4天，得透析液，将透析液干燥，除去分散剂后即得目标产物；

所述分散剂为四氢呋喃、甲基环己烷、丙酮中的至少一种；

所述亲油型的长碳链胺优选为12～18个碳的长碳胺；优选所述亲油型的长碳链胺为十二胺、十四胺、十六胺、油胺中的一种。

在一种具体实施方式中，所述无水柠檬酸的质量与亲油型的长碳链胺的体积比为1:5～15g/ml。