[发明专利]功能化二维共价有机框架材料添加剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及润滑油添加剂技术领域，具体来说是功能化二维共价有机框架材料添加剂及其制备方法和应用，功能化二维共价有机框架材料添加剂的制备方法是：先通过常压下的溶剂热法制备二维共价有机框架材料，之后通过巯基‑烯点击反应，采用共价键接枝功能分子对二维共价有机框架材料进行修饰改性而制得；再将功能化二维共价有机框架材料添加剂分散到润滑油中并将其用作润滑油添加剂。本发明制备得到了功能化二维共价有机框架材料添加剂，功能化二维共价有机框架材料添加剂在润滑油中具有优异的分散稳定性，而且提高了机械部件的减摩抗磨性能，制备所用原料来源广泛，合成方法简单，适用范围广。

技术领域

本发明涉及润滑油添加剂技术领域，具体来说是功能化二维共价有机框架材料添加剂及其制备方法和应用。

背景技术

在几乎所有类型的机械系统中，摩擦和磨损是能量损失和失效的主要原因。在机械设备消耗的能源中，将近有三分之一的燃料用于克服摩擦，机械设备损坏很大比例是由于润滑失效和剧烈磨损造成的，因此提高机械系统的润滑性和抗磨性能迫在眉睫；为了适应机械系统部件的不同运动环境以及运动模式和多样的接触形式，特别是高速运动的摩擦副的液体润滑，很多研究者基于传统润滑油脂提出了使用纳米材料作为润滑油添加剂以改善摩擦工况的解决方案，在边界润滑条件下，使用不同的摩擦添加剂作为润滑介质分离摩擦表面已经成为减少摩擦与磨损最有效的方法。

二维材料是指在一个方向上达到纳米尺寸的材料，其厚度仅有原子或者分子的厚度，片层平面尺寸与厚度相比无限大；目前已经实现原子层级厚度的二维材料除了石墨烯以外还有六方氮化硼、黑磷、以及一些过渡金属硫化物，二维材料已被证实具有相对低的摩擦系数和良好的耐磨性，更是使其适用于干润滑剂和油润滑剂中的各种摩擦学应用。现有技术中关于二维材料摩擦学性能的研究绝大多数还是集中在纳米以及微米领域，其中用于润滑油添加剂的二维层状材料中以石墨烯和过渡金属硫化物(二硫化钼、二硫化钨、硫化锌和硫化铜等)的研究最多，而其在宏观尺度的摩擦学性能研究及应用相对较少。

二维共价有机框架材料是通过强共价键连接低分子量的构筑单元构建而成的，因此它具有质量密度低、温度稳定性高以及多孔性稳定的特点，二维共价有机框架材料共价连接的框架被限制在二维片层中，这样的二维片层进一步堆砌，型成了呈周期性排列的柱状堆积结构；目前二维共价有机框架材料的应用主要集中在气体储存与分离、粒子储存与分离、电化学储能、催化、传感、光电工程、药物输送与缓释等方面，而二维共价有机框架材料在润滑添加剂中的应用较少。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供功能化二维共价有机框架材料添加剂及其制备方法及和应用，本发明制备得到了功能化二维共价有机框架材料添加剂，功能化二维共价有机框架材料添加剂在润滑油中具有优异的分散稳定性，而且提高了机械部件的减摩抗磨性能，制备所用原料来源广泛，合成方法简单，适用范围广。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种功能化二维共价有机框架材料添加剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、二维共价有机框架材料的制备：将2,4,6-三氨基苯基-1,3,5-三嗪单体和2,4-二乙烯对苯二甲醛单体加入至有机溶剂中并混合均匀，继续加入催化剂乙酸水溶液后，经液氮浴冷冻、抽真空、负压解冻，再重复冷冻-抽真空步骤直至将气体完全排出，在最后负压达到150mtorr时火焰密封，恢复至室温后再以1℃/min的速率升温至100-150℃，并反应48-96h，经洗涤、分离、真空干燥，得到二维共价有机框架材料；

其中，2,4,6-三氨基苯基-1,3,5-三嗪单体中的氨基和2,4-二乙烯对苯二甲醛单体中的醛基的官能团之比为1：1；

所述乙酸水溶液的浓度为3-6mol/L，乙酸水溶液的体积占总体积的1/(10-40)；