[发明专利]一种纳米铜润滑油添加剂及其制备方法

说明书

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种纳米铜润滑油添加剂及其制备方法。所述制备方法采用无杂原子的铜前驱体，在润滑油介质中利用原位表面修饰技术一步制备纳米铜润滑油添加剂。该制备方法实现了纳米铜润滑油添加剂的原位、一步制备，具有高产、环保的特点，同时简化了纳米铜的应用步骤，提高了其应用普适度。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种纳米铜润滑油添加剂及其制备方法。

背景技术

近年来，随着先进制造业的迅猛发展，常规润滑材料已接近其使用性能的极限，具有独特性质的高性能纳米润滑材料成为机械润滑领域的研究热点之一。自上世纪90年代起，纳米铜作为润滑油添加剂表现出优异的减摩、抗磨、极压与磨损自修复性能，受到了各国科学家的广泛关注。然而，单纯的纳米铜粉因为在润滑油中的分散性和稳定性较差而无法使用。通常需要在制备过程中对材料进行表面改性，提高其分散稳定性。

一般的，纳米铜的制备及表面改性在水-有机两相或水相介质中完成，得到表面亲油的油溶性纳米铜。中国专利授权公告号CN101200667B公开了一种表面修饰油溶性纳米铜的制备方法，该发明在水-有机两相体系中制备了油溶性纳米铜。纳米铜在形成过程中的表面有机修饰在水相与有机相界面处完成，反应过程由水相向有机相转移，产物停留于有机相中，通过分离有机相和减压蒸馏的方式得到油溶性纳米铜；该法工艺简单，适合大规模生产，但由于反应过程中使用大量有机溶剂，危险性较大，并且酸碱的加入使水相中存在大量可溶性盐而不利于节能环保。中国专利授权公告号CN110744068B公开了一种油溶性纳米铜及其制备方法，该发明在水相体系中采用无杂原子的前驱体制备了油溶性纳米铜。该法工艺产量高、安全性高且绿色环保，解决了油溶性纳米铜合成过程中界面反应及工艺安全性等问题；但油溶性纳米铜作为润滑油添加剂复配使用时，由于润滑油与油溶性纳米铜的极性差异会影响其在润滑油中的分散状态而产生部分聚沉现象，进而影响润滑部件的功能。因此，在实际使用过程中需额外加入粘度指数改进剂、分散剂等其他添加剂维持油溶性纳米铜在润滑油中的稳定分散。

发明内容

为了克服现有技术中的问题，本发明提供了一种纳米铜润滑油添加剂及其制备方法。该制备方法便捷、无污染，实现了纳米铜润滑油添加剂的原位、一步制备，具有高产、环保的特点，同时简化了纳米铜的应用步骤，提高了其应用普适度。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种纳米铜润滑油添加剂的制备方法，其包括以下步骤：

1）将润滑油与铜修饰剂于25-85℃搅拌10-60min至混匀，得到复合反应溶剂；

2）将铜前驱体与复合反应溶剂于25-85℃搅拌反应0.5-5h，得到悬铜混合液；

3）调节步骤2）悬铜混合液的pH为7-9，于25-85℃下加入还原剂还原反应0.5-24h，得到纳米铜润滑油乳液；

4）将步骤3）纳米铜润滑油乳液经减压蒸馏后降温至40℃以下，加入少量抗氧剂，搅拌均匀，即得纳米铜润滑油添加剂。

具体的，步骤1）中所述润滑油为合成油、矿物油、复配油等中的一种；铜修饰剂与润滑油的质量比为1:（0.1-5）。

进一步优选的，合成油为聚α-烯烃、癸二酸二辛酯、环己烷二羧酸二异辛酯等中的一种；矿物油为液体石蜡；复配油由质量比例为 (2-8) : (1-4) : (1-4)的基础油、分散剂和清净剂组成。

进一步的，复配油中的分散剂为单烯基丁二酰亚胺、双烯基丁二酰亚胺、多烯基丁二酰亚胺与聚异丁烯丁二酰亚胺等中的一种；清净剂为磺酸盐类清净剂，如，可以是高、中、低碱值的合成磺酸钙与石油磺酸钙等中的一种；基础油为液体石蜡、聚α-烯烃、癸二酸二辛酯、环己烷二羧酸二异辛酯等中的一种。