[发明专利]一种多壁碳纳米管类纳米减摩剂及其应用

说明书

本发明提供一种多壁碳纳米管类纳米减摩剂及其应用，涉及润滑材料技术领域。多壁碳纳米管添加剂由含羧基的碳纳米管与含硫杂环衍生物反应所得，本发明提供的多壁碳纳米管能够均匀地分散在润滑油或发动机油中，具有优异的减摩性能。

技术领域

本发明涉及润滑材料技术领域，具体是一种多壁碳纳米管类纳米减摩剂及其应用。

背景技术

添加剂的选用与合理添加是决定润滑油性能的关键，纳米微粒作为添加剂来改善润滑油性能的方法也得到了充分认可与广泛应用。随着研究人员的不断探索创新，已经有多类纳米微粒被成功的应用在润滑油添加剂中(CN201811120591.0，CN201010128448.3，CN202010364803.0，CN201710137738.6，CN201710137349.3，CN202010122050.2)。其中最常见的纳米分散体是二硫化钼(MoS₂)、六方氮化硼(h-BN)、氧化铝(Al₂O₃)、氧化铜(Cu)、金刚石、二硫化钨(WS₂)、氧化锌(ZnO)、银(Ag)和二氧化钛(TiO₂)。随着近几年纳米材料兴起，尤其是碳材料的快速崛起，纳米碳材料依靠其优异的热学和力学性能、独特的外形结构以及化学稳定性，引起摩擦学领域研究人员的广泛关注。

碳纳米管、纳米线和纳米棒被认为是一维碳纳米材料，其中碳纳米管(CNTs)在各领域一直受到广泛关注。CNTs是由碳原子围成管状结构分子，其具有高的弯曲强度和拉伸强度，在作为滑油添加剂时，CNTs其管状结构可在摩擦副表面滚动，起到“轴承”的作用，使摩擦面间滑动摩擦变为滚动摩擦，减小摩擦磨损。然而，由于CNTs之间存在较强的范德华力和较大的长径比，使其在润滑油中相互团聚、缠绕难以稳定分散(K.M.Dong,X.M.Wu,G.D.Lin and H.B.Zhang,Chin.J.Catal.,2005,26,550–556、T.C.Nagaiah,S.Kundu,M.Bron,M.Muhler and W.Schuhmann,Electrochem.Commun.,2010,12,338–341.)。

发明内容

本发明提供一种多壁碳纳米管类纳米减摩剂及其应用，解决了现有技术中碳纳米颗粒添加剂在润滑油中易沉积，分散稳定性差的技术问题。

本发明是这样实现的：该多壁碳纳米管类纳米减摩剂化学结构式如式(1)所示：

作为一种优选的实施方案，所述多壁碳纳米管类纳米减摩剂的制备方法如下：

(1)将2-胺基-5-巯基-1，3，4-噻二唑、丙烯酸异辛酯和甲醇加入到100mL三口烧瓶中，磁力搅拌并加入三乙胺作为催化剂，在70℃回流反应5～8h自然冷却至室温，采用旋蒸脱除甲醇和催化剂得到黄色粉末产物A；

(2)将碳纳米管和氯化亚砜加入到50mL三口烧瓶中，氮气保护，50～60℃下磁力搅拌8～10h后冷却至室温，旋蒸脱除氯化亚砜后得到产物B；

(3)将步骤(1)得到的产物A、步骤(2)得到的产物B和有机溶剂加入到三口烧瓶中，110℃下反应12h，反应结束后在室温条件下进行过滤收集到粗产物，用20g无水乙醇冲洗三次后放入鼓风干燥箱内60～100℃干燥1～6h。

作为一种优选的实施方案，所述2-胺基-5-巯基-1，3，4-噻二唑与所述丙烯酸异辛酯的摩尔比为1:1～1.2083。

作为一种优选的实施方案，所述碳纳米管和所述氯化亚砜的质量比为2:15。

一种多壁碳纳米管类纳米减摩剂的应用，所述多壁碳纳米管类纳米减摩剂用于润滑油，添加量为0.1wt.％-0.25wt.％。

作为一种优选的实施方案，所述多壁碳纳米管类纳米减摩剂的添加量为0.25wt.％。