二硫化鉬量子點的制備及其在成品潤滑油添加劑的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及潤滑油添加劑領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種二硫化鉬量子點的制備及 其在成品潤滑油添加劑的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著大型機(jī)械領(lǐng)域的發(fā)展，大型發(fā)動機(jī)應(yīng)用越來越廣泛，大功率發(fā)動機(jī)具有更高 的發(fā)熱值，發(fā)動機(jī)溫度越高，潤滑油蒸發(fā)損失大，易出現(xiàn)氧化或硝基化反應(yīng)，增加油泥和積 炭，加速發(fā)動機(jī)磨損、潤滑油變質(zhì)老化等問題。潤滑油在高溫作用下，其化學(xué)穩(wěn)定性變差，各 種功能如抗氧化、耐磨性能下降。目前市售成品潤滑油存在高溫條件下，化學(xué)穩(wěn)定性差，耐 磨性能差等缺點；而一些高性能市售潤滑油成本太高，推廣領(lǐng)域受到一定限制。
[0003] 在添加劑中，固體潤滑劑是一種常見的添加配方，主要包括石墨、二硫化鉬、特氟 龍樹脂微粒、含銅、鉛等重金屬微粒等，主要起減摩抗磨作用。由于這類固體的尺寸較大，在 潤滑油中的分散效果不佳，狀態(tài)不穩(wěn)定，在一定的時間及溫度條件下會發(fā)生析出現(xiàn)象。其析 出物會造成油路的堵塞，并加速油泥的形成。因此，降低固體潤滑劑的尺寸和提高分散效果 是解決這一問題的關(guān)鍵。
[0004] 二硫化鉬（MoS2)的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好，比表面積大，表面活性高，是優(yōu) 良的固體潤滑劑與催化劑，隨著M 〇S2的粒徑變小，它在摩擦材料的表面附著性與覆蓋程 度都會有明顯的提高，抗磨減摩性能也得到明顯提高，但是大尺寸的二硫化鉬添加到潤滑 油中，效果并不突出，關(guān)于納米尺寸二硫化鉬量子點的制備，目前鮮有披露。中國專利號 CN99104231.X，公開日2000年11月22日，名稱為二硫化鉬潤滑油，該專利的缺陷在于使用 了乳化、沉淀、合油、混溶、總調(diào)合等步驟，工藝復(fù)雜，在性能上，潤滑油的化學(xué)穩(wěn)定性和耐磨 性不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有發(fā)動機(jī)潤滑油應(yīng)用中存在的問題以及市場成品潤滑油添加劑的局限性， 本發(fā)明公開一種二硫化鉬量子點的制備方法及其在成品潤滑油中的應(yīng)用，本發(fā)明制備的二 硫化鉬量子點添加到市售的成品潤滑油中化學(xué)穩(wěn)定性好，具備優(yōu)良的潤滑和抗磨性能。
[0006] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案： 二硫化鉬量子點的制備方法，所述二硫化鉬量子點制備方法包括以下步驟： ① 將鉬酸銨、硫粉與甘油按照摩爾比1:5:100混合，在150°C下反應(yīng)3h，形成反應(yīng)液； ② 向反應(yīng)液中加入甲苯或環(huán)己烷等非極性溶劑萃取未反應(yīng)的硫粉； ③ 取下層溶液用水反復(fù)洗滌，沉淀物烘干制成二硫化鉬量子點粉末。
[0007] -種添加有上述二硫化鉬量子點的制備方法制備出的二硫化鉬量子點的成品潤 滑油添加劑，所述成品潤滑油添加劑的組分重量份數(shù)比如下： 石墨稀 0· 001-10份； 二硫化鉬量子點 0. 001-10份； 山梨糖醇酐油酸酯80-100份。
[0008] 優(yōu)選的，所述二硫化鉬量子點的尺寸小于10nm。
[0009] 優(yōu)選的，所述石墨稀為1~10層石墨稀。
[0010] 優(yōu)選的，所述石墨稀為多層石墨稀，層數(shù)在11~50層，層內(nèi)為碳原子sp2雜化軌 道組成的六角形蜂巢狀晶格、層間為碳原子以π鍵結(jié)合。
[0011] 優(yōu)選的，所述石墨烯為官能團(tuán)的改性石墨烯，所述改性官能團(tuán)為羥基、羧基、羰基、 氮基、氨基中的至少一種。
[0012] 優(yōu)選的，所述石墨烯中碳元素與非碳元素質(zhì)量比大于4:1，非碳元素選自氟、氧、 氮、硫、氫、氯、溴和碘。
[0013] 本發(fā)明的有益效果為： 本發(fā)明制備的潤滑油添加劑分散性好，添加到到市售潤滑油中，抗氧化能力、耐磨性能 明顯提高；高溫使用過程中揮發(fā)性小，減少油泥和積碳；未添加表面改質(zhì)劑制備過程簡單， 降低了成本。
【附圖說明】
[0014] 圖1二硫化鉬量子點的TEM圖。
【具體實施方式】
[0015] 以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的解釋： 本發(fā)明所述試劑原料均為市場采購獲得，制備方法未經(jīng)特殊說明，均為本領(lǐng)域常規(guī)制 備方法。
[0016] 量子點材料在三維尺寸上都在IOOnm以下，具有極強(qiáng)的束縛電子的功能，同時由 于納米材料高的表面能，量子材料與其他帶點粒子接觸時，由于靜電勢吸附，化學(xué)穩(wěn)定性 好。二硫化鉬量子點（M 〇S2)的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好，比表面積大，表面活性高，是優(yōu) 良的固體潤滑劑與催化劑，隨著M〇S2的粒徑變小，它在摩擦材料的表面附著性與覆蓋程度 都會有明顯的提高，抗磨減摩性能也得到明顯提高。
[0017] 石墨?。℅raphene)是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料，是一種由碳原 子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。 作為新材料中最為耀眼的一員，石墨烯具有超硬、最薄的特征、有很強(qiáng)的韌性、導(dǎo)電性以及 導(dǎo)熱性，這使其能夠廣泛應(yīng)用于電子、航天、光學(xué)、能源、環(huán)境新材料等眾多領(lǐng)域。由于石墨 烯的尺寸為納米量級、長徑比大，具有密度小、自潤滑的優(yōu)點，故其可以成為潤滑油改性添 加劑的一種重要的填料。（1)復(fù)合材料的協(xié)同作用。石墨烯和二硫化鉬都具有很好的潤滑 特性。將兩種材料復(fù)合使用，可以發(fā)揮協(xié)同作用，取得更好的潤滑效果。（2)固體顆粒尺寸 小。通過使用納米材料，提高了的分散穩(wěn)定性，減少了大顆粒沉積，降低了固體使用量，節(jié)約 成本。（3)未添加表面改質(zhì)劑。本發(fā)明中使用的功能化石墨烯自身表面具有功能團(tuán)，不需要 額外添加其他的藥品對其進(jìn)行表面改性，提高了潤滑油添加劑的穩(wěn)定性，降低了成本。本發(fā) 明將眾多優(yōu)點應(yīng)用于實際的產(chǎn)品中，并改善了現(xiàn)有技術(shù)上所面臨的各種問題。
[0018] 實施例1 制備二硫化鉬量子點： 稱取Imol鉬酸銨、5mol硫粉、IOmol甘油放入反應(yīng)釜中，攪拌，加熱到150°C下，恒溫反 應(yīng)3h ;向反應(yīng)液中加入Imol的甲苯非極性溶劑萃取未反應(yīng)的硫粉； 取下層溶液用水反復(fù)洗滌，沉淀物烘干制成二硫化鉬量子點粉末。
[0019] 采用本領(lǐng)域常規(guī)制備方法制備含有上述方法制備的二硫化鉬量子點的潤滑油添 加劑，組分重量份數(shù)配比為： 石墨稀0. 001份， 二硫化鉬量子0. 001份， 山梨糖醇酐油酸酯80份； 其中選用的石墨烯為1~1〇層的石墨烯，二硫化鉬量子為上述方法制備的尺寸小于 IOnm0
[0020] 實施例2 制備二硫化鉬量子點，同實施例1，不再贅述。
[0021 ] 采用本領(lǐng)域常規(guī)制備方法制備含有上述方法制備的二硫化鉬量子點的潤滑油添 加劑，組分重量份數(shù)配比為： 石墨稀0. 5份， 二硫化鉬量子0. 5份， 山梨糖醇酐油酸酯90份； 其中選用的石墨烯為20~30層的多層石墨烯，二硫化鉬量子為上述方法制備的尺寸小 于 IOnm0
[0022] 實施例3 制備二硫化鉬量子點，同實施例1，不再贅述。
[0023] 采用本領(lǐng)域常規(guī)制備方法制備含有上述方法制備的二硫化鉬量子點的潤滑油添 加劑，組分重量份數(shù)配比為： 石墨烯10份， 二硫化鉬量子10份， 山梨糖醇酐油酸酯100份； 其中選用的石墨烯帶有羥基團(tuán)能團(tuán)的改性石墨烯，二硫化鉬量子為上述方法制備的尺 寸小于10nm。
[0024] 圖1為二硫化鉬量子點的TEM圖，可以看出，本發(fā)明制備出的二硫化鉬量子點尺寸 均勻，尺度在3nm~5nm尺寸均勻，分散性好。
[0025] 在MS-800型四球摩擦磨損試驗機(jī)上評價潤滑油添加劑的極壓和抗磨性能。使用 直徑為12. 7mm、硬度為HRC60的GCrl5鋼球。最大無卡咬負(fù)荷Pn按照GB3142-90進(jìn)行測 試。實驗條件：轉(zhuǎn)速1500 r/min。采用銷-盤式摩擦磨損機(jī)測定潤滑油的摩擦系數(shù)，銷試 樣為GCrl5鋼，直徑5mm，硬度HRC60,盤試樣為硬度HRC44的45鋼，銷試樣和盤試樣表面粗 糙度為〇. 5 ym (Rn)。對比潤滑油選擇長城車用潤滑油SJ10W-40。
[0026] 上述三個實施例的產(chǎn)品性能對比如表1所示，可以看出添加本發(fā)明實施例中制 備的潤滑油添加劑后，潤滑油的化學(xué)穩(wěn)定性明顯提高，抗氧化能力、耐磨性能均有大幅度提 尚。
[0027]表 1
【主權(quán)項】
1. 二硫化鉬量子點的制備方法，其特征在于，所述二硫化鉬量子點制備方法包括以下 步驟： 將鉬酸銨、硫粉與甘油按照摩爾比1:5:100混合，在150°C下反應(yīng)3h，形成反應(yīng)液； 向反應(yīng)液中加入甲苯或環(huán)己烷等非極性溶劑萃取未反應(yīng)的硫粉； 取下層溶液用水反復(fù)洗滌，沉淀物烘干制成二硫化鉬量子點粉末。
2. -種添加有權(quán)利要求1二硫化鉬量子點的制備方法制備出的二硫化鉬量子點的成 品潤滑油添加劑，其特征在于，所述成品潤滑油添加劑的組分重量份數(shù)比如下： 石墨稀 0? 001-10份； 二硫化鉬量子點 0. 001-10份； 山梨糖醇酐油酸酯80-100份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述成品潤滑油添加劑，其特征在于，所述二硫化鉬量子點的尺寸 小于IOnm0
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述成品潤滑油添加劑，其特征在于，所述石墨烯為1~10層石墨 烯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述成品潤滑油添加劑，其特征在于，所述石墨烯為多層石墨烯，層 數(shù)在11~50層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述成品潤滑油添加劑，其特征在于，所述石墨烯為官能團(tuán)的改性 石墨烯，所述改性官能團(tuán)為羥基、羧基、羰基、氮基、氨基中的至少一種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述成品潤滑油添加劑，其特征在于，所述石墨烯中碳元素與非碳 元素質(zhì)量比大于4:1，非碳元素選自氟、氧、氮、硫、氫、氯、溴和碘。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種二硫化鉬量子點的制備及其在成品潤滑油添加劑的應(yīng)用，涉及潤滑油添加劑領(lǐng)域。所述二硫化鉬量子點制備原料包括：鉬酸銨、硫粉、甘油和甲苯；所述成品潤滑油添加劑組分重量份數(shù)比如下：石墨烯0.001-10份，二硫化鉬量子點0.001-10份，山梨糖醇酐油酸酯80-100份。本發(fā)明制備的潤滑油添加劑分散性好，添加到到市售潤滑油中，抗氧化能力、耐磨性能明顯提高；高溫使用過程中揮發(fā)性小，減少油泥和積碳；未添加表面改質(zhì)劑制備過程簡單，降低了成本。
【IPC分類】B82Y40-00, C10M125-22, C10M161-00, B82Y30-00, C10N30-04, C09K11-68, C10N30-06, C01G39-06, C10N30-10
【公開號】CN104692464
【申請?zhí)枴緾N201510099044
【發(fā)明人】鄭逸群, 徐秀芳, 孟良
【申請人】濟(jì)寧利特納米技術(shù)有限責(zé)任公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月6日