本發(fā)明涉及潤滑油技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合潤滑油減摩抗磨添加劑、復(fù)合潤滑油及其制備方法。

背景技術(shù)：

在北方嚴(yán)寒地區(qū)，車輛經(jīng)常出現(xiàn)低溫冷啟動的情況，通常發(fā)動機(jī)需要一定時間的加溫點(diǎn)火才能啟動，這一過程耗費(fèi)大量時間，影響啟動速度，且對發(fā)動機(jī)缸套-活塞環(huán)等零部件造成嚴(yán)重的磨損。

這一問題主要是由于發(fā)動機(jī)油在低溫下粘度過大，流動性能喪失，且潤滑性能不良所造成的。

通常，為了增加發(fā)動機(jī)油的低溫流動性能，可在油品中添加降凝劑，如烷基萘、聚甲基丙烯酸酯等，也可通過選擇使用低溫性能更好的合成油。但降凝劑在油品中的效果有限，而合成油的成本過高。

另一方面，提高發(fā)動機(jī)油潤滑性能的方法有添加各種減摩抗磨添加劑，減摩抗磨添加劑能夠大幅提高油品的潤滑作用，常用的減摩抗磨添加劑有各種有機(jī)化合物和有機(jī)金屬化合物，如二烷基二硫代磷酸鋅等。

然而，傳統(tǒng)的減摩抗磨添加劑由于其中含有磷等元素，會對環(huán)境造成污染。隨著發(fā)動機(jī)油標(biāo)準(zhǔn)的逐漸提高，其中所使用的添加劑成分和含量也隨之不斷改進(jìn)，向著低磷、硫、氯的方向發(fā)展。但現(xiàn)有添加劑仍不能完全擺脫磷、硫等元素，完全無硫磷的添加劑的性能較含磷、硫的添加劑還有一定的差距。另外，傳統(tǒng)的添加劑在高溫高載的條件下會造成失效，導(dǎo)致其減摩抗磨的性能降低。

有機(jī)鉬是一種常用的減摩抗磨添加劑，作為商品早已問世，其摩擦學(xué)性能優(yōu)異，能夠極大程度地改善油品的減摩抗磨性，受到廣泛的關(guān)注和研究。由于潤滑油對磷硫含量的要求不斷提高，作為潤滑油添加劑的有機(jī)鉬也在不斷地向無磷硫的方向發(fā)展，從最初含磷硫型的二烷基二硫代磷酸鉬，發(fā)展到目前使用最多的不含磷型的二烷基二硫代氨基甲酸鉬。當(dāng)前，有機(jī)鉬酸脂和鉬胺絡(luò)合物等新型的無磷硫型有機(jī)鉬的研發(fā)制備也取得了大量的進(jìn)展，并有相關(guān)產(chǎn)品問世。由于這三種有機(jī)鉬在磷、硫含量方面的差異，在油品中的摩擦學(xué)性能表現(xiàn)不一。通常，含硫磷有機(jī)鉬的極壓抗磨性更為突出；含硫有機(jī)鉬減摩抗磨能力強(qiáng)，抗氧化性也更好；而不含硫磷的有機(jī)鉬在保持了一定的減摩抗磨性的同時，減少了對發(fā)動機(jī)的腐蝕和毒性。但在低溫下有機(jī)鉬添加劑也無法分解，不利于其減摩性能的發(fā)揮。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種復(fù)合潤滑油減摩抗磨添加劑、復(fù)合潤滑油及其制備方法，制備的復(fù)合潤滑油在高溫高載下具有良好的減摩抗磨效果，同時具有良好的低溫流動性能。

為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種復(fù)合潤滑油減摩抗磨添加劑，包括：有機(jī)鉬、石墨烯、納米銅、蛇紋石和聚酯。

其中，所述有機(jī)鉬的含量優(yōu)選為4～10重量份，更優(yōu)選為5～8重量份，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述含量為6重量份。

所述有機(jī)鉬優(yōu)選為二烷基二硫代氨基甲酸鉬或二烷基二硫代磷酸鉬。

所述石墨烯的含量優(yōu)選為0.3～0.8重量份，更優(yōu)選為0.4～0.7重量份，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述含量為0.5重量份。

所述石墨烯優(yōu)選為表面改性的石墨烯，本發(fā)明對所述石墨烯的改性方法并無特殊限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法。本發(fā)明優(yōu)選采用tween和span兩種表面改性劑對石墨烯進(jìn)行表面改性，以提高其分散性能。

所述納米銅的含量優(yōu)選為1～3重量份，更優(yōu)選為1.5～2.5重量份，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述含量為2重量份。

本發(fā)明對所述納米銅并無特殊限定，可以為一般市售的納米銅粉。其粒徑優(yōu)選為10～30nm，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，其粒徑為20nm。

所述蛇紋石的含量優(yōu)選為1～10重量份，更優(yōu)選為2～5重量份，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述含量為2重量份。

所述蛇紋石優(yōu)選為經(jīng)過改性的礦物硅酸鹽蛇紋石。

所述聚酯的含量優(yōu)選為30～50重量份，更優(yōu)選為30～40重量份，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述含量為30或40重量份。

所述聚酯優(yōu)選為α-烯烴和不飽和雙酯作為單體聚合而成的聚合物。所述不飽和雙酯優(yōu)選為馬來酸或富馬酸與短鏈或中鏈醇酯化而成。

在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述復(fù)合潤滑油減摩抗磨添加劑包括：

本發(fā)明以有機(jī)鉬、納米銅和蛇紋石為添加劑主要成分，利用石墨烯提高潤滑油在高溫高載下的減摩抗磨效果，利用聚酯提高潤滑油在低溫下的減摩抗磨效果，合成油用于提高有機(jī)鉬在潤滑油中的溶解性，并提高潤滑油的低溫流動性能。同時，本發(fā)明提供的上述添加劑在潤滑油中的溶解性良好，不易出現(xiàn)團(tuán)聚顆粒。

本發(fā)明還提供了一種復(fù)合潤滑油，包括上述添加劑和合成油。

所述復(fù)合潤滑油中，有機(jī)鉬的含量優(yōu)選為0.4wt％～1.0wt％，更優(yōu)選為0.5wt％～0.8wt％，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述有機(jī)鉬的含量為0.6wt％。

所述石墨烯的含量優(yōu)選為0.03wt％～0.08wt％，更優(yōu)選為0.04wt％～0.05wt％，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述有機(jī)鉬的含量為0.05wt％。

所述納米銅的含量優(yōu)選為0.1wt％～0.3wt％，更優(yōu)選為0.1wt％～0.2wt％，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述納米銅的含量為0.2wt％。

所述蛇紋石的含量優(yōu)選為0.1wt％～1.0wt％，更優(yōu)選為0.2wt％～0.5wt％，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述蛇紋石的含量為0.2wt％。

所述聚酯的含量優(yōu)選為3.0wt％～5.0wt％，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述聚酯的含量為3.0wt％～4.0wt％。

所述合成油的含量優(yōu)選為2.0wt％～10.0wt％。

在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述復(fù)合潤滑油包括：

所述有機(jī)鉬、石墨烯、納米銅、蛇紋石和聚酯種類同上，在此不再贅述。

所述合成油優(yōu)選為己二酸二異癸酯、三羥甲基丙烷辛酸、癸酸酯和pao4中的任意一種或多種的混合油。

本發(fā)明對所述潤滑油并無特殊限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的一般潤滑油。

本發(fā)明提供的復(fù)合潤滑油低溫流動性能得到較大提升，并大幅提高了油品的潤滑效果，包括高溫和低溫、重載和輕載下的潤滑效果。可以應(yīng)用于改進(jìn)車輛機(jī)油，提升機(jī)油性能。

本發(fā)明還提供了上述復(fù)合潤滑油的制備方法，包括以下步驟：

a)將石墨烯與潤滑油混合，得到添加石墨烯的潤滑油；

b)將步驟a)得到的添加石墨烯的潤滑油與有機(jī)鉬濃縮液、聚酯混合，70℃攪拌30min，得到第二潤滑油；所述有機(jī)鉬濃縮液為有機(jī)鉬與合成油的混合物；

c)將步驟b)得到的第二潤滑油與納米銅、蛇紋石混合，得到所述復(fù)合潤滑油。

優(yōu)選的，所述步驟a)具體為：

將石墨烯與潤滑油混合，然后加入表面改性劑，對石墨烯進(jìn)行表面改性，得到添加石墨烯的潤滑油。

所述表面改性劑優(yōu)選為tween和span。

添加表面改性劑后，本發(fā)明優(yōu)選的，體系用超聲振蕩20～40min，提高其分散性。

同時將有機(jī)鉬與合成油混合，優(yōu)選進(jìn)行超聲振蕩，得到有機(jī)鉬濃縮液。

然后將步驟a)得到的添加石墨烯的潤滑油與有機(jī)鉬濃縮液、聚酯混合，70℃攪拌30min，得到第二潤滑油。

最后將上述第二潤滑油與納米銅、蛇紋石混合，優(yōu)選進(jìn)行超聲振蕩和球磨機(jī)球磨，即可得到所述復(fù)合潤滑油。

本發(fā)明將有機(jī)鉬先溶解于合成油，制備得到有機(jī)鉬濃縮液，然后與潤滑油混合，能夠提高有機(jī)鉬最終在潤滑油中的溶解性，另外，合成油在潤滑油中還能夠起到提高潤滑油低溫流動性的作用。同時，該方法工藝簡單，易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的復(fù)合潤滑油20℃時的摩擦系數(shù)圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備的復(fù)合潤滑油20℃時的摩擦表面微觀照片；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備的復(fù)合潤滑油150℃時的摩擦系數(shù)圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備的復(fù)合潤滑油150℃時的摩擦表面微觀照片。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的復(fù)合潤滑油減摩抗磨添加劑、復(fù)合潤滑油及其制備方法進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

1)石墨烯油溶液的制備

將石墨烯按照1％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例加入到潤滑油中，并采用tween和span兩種表面改性劑對石墨烯進(jìn)行表面改性，攪拌15min后用超聲振蕩30min。

2)有機(jī)鉬濃縮液的制備

將二烷基二硫代氨基甲酸鉬按照質(zhì)量為1:5的比例加入己二酸二異癸酯中，攪拌15min后超聲振蕩30min。

3)有機(jī)鉬-聚酯復(fù)合添加劑的制備

將2)中制得的有機(jī)鉬濃縮液和聚異丁烯富馬酸酯按照1:1的質(zhì)量比加入到1)制備的潤滑油中，加熱至70℃并在此溫度下攪拌30min。

4)復(fù)合潤滑油的制備

將納米銅粉和經(jīng)過改性的礦物硅酸鹽蛇紋石粉按照1:1的質(zhì)量比加入到3)中的潤滑油中，超聲振蕩30min后，用球磨機(jī)球磨2h。

采用srv-iv摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對上述潤滑油在20℃和150℃時的摩擦系數(shù)進(jìn)行考察。采用點(diǎn)-面式接觸，上試樣為gcr15鋼球，直徑為12.7mm，下試樣為45^#鋼盤。測試條件：載荷為100n，溫度為20℃和150℃，頻率為50hz，振幅為1mm，試驗(yàn)時間分別為1h和30min。

在此條件下，20℃時的摩擦系數(shù)從0.130降至0.095；150℃時的摩擦系數(shù)從0.160降至0.065。

其20℃時的摩擦系數(shù)圖如圖1所示。

20℃時的摩擦表面微觀照片如圖2所示。

其150℃時的摩擦系數(shù)圖如圖3所示。

150℃時的摩擦表面微觀照片如圖4所示。

實(shí)施例2

1)石墨烯油溶液的制備

將石墨烯按照1％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例加入到潤滑油中，并采用tween和span兩種表面改性劑對石墨烯進(jìn)行表面改性，攪拌15min后用超聲振蕩30min。

2)有機(jī)鉬濃縮液的制備

將二烷基二硫代磷酸鉬按照質(zhì)量為1:5的比例加入己二酸二異癸酯中，攪拌15min后超聲振蕩30min。

3)有機(jī)鉬-聚酯復(fù)合添加劑的制備

將2)中制得的有機(jī)鉬濃縮液和聚異丁烯富馬酸酯按照1:1的質(zhì)量比加入到1)制備的潤滑油中，加熱至70℃并在此溫度下攪拌30min。

4)復(fù)合潤滑油的制備

將納米銅粉和經(jīng)過改性的礦物硅酸鹽蛇紋石粉按照1:1的質(zhì)量比加入到3)中的潤滑油中，超聲振蕩30min后，用球磨機(jī)球磨2h。

采用實(shí)施例1的方法對上述潤滑油在20℃和150℃時的摩擦系數(shù)進(jìn)行考察。其20℃時的摩擦系數(shù)從0.130降至0.095；150℃時的摩擦系數(shù)從0.160降至0.070。

實(shí)施例3

1)石墨烯油溶液的制備

將石墨烯按照1％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例加入到潤滑油中，并采用tween和span兩種表面改性劑對石墨烯進(jìn)行表面改性，攪拌15min后用超聲振蕩30min。

2)有機(jī)鉬濃縮液的制備

將二烷基二硫代氨基甲酸鉬按照質(zhì)量為1:5的比例加入三羥甲基丙烷辛酸/癸酸酯(v/v＝1:1)中，攪拌15min后超聲振蕩30min。

3)有機(jī)鉬-聚酯復(fù)合添加劑的制備

將2)中制得的有機(jī)鉬濃縮液和聚異丁烯富馬酸酯按照1:1的質(zhì)量比加入到潤滑油中，加熱至70℃并在此溫度下攪拌30min。

4)復(fù)合潤滑油的制備

將納米銅粉和經(jīng)過改性的礦物硅酸鹽蛇紋石粉按照1:1的質(zhì)量比加入到3)中的潤滑油中，超聲振蕩30min后，用球磨機(jī)球磨2h。

采用實(shí)施例1的方法對上述潤滑油在20℃和150℃時的摩擦系數(shù)進(jìn)行考察。其20℃時的摩擦系數(shù)從0.130降至0.095；150℃時的摩擦系數(shù)從0.160降至0.065。

實(shí)施例4

1)石墨烯油溶液的制備

將石墨烯按照1％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例加入到潤滑油中，并采用tween和span兩種表面改性劑對石墨烯進(jìn)行表面改性，攪拌15min后用超聲振蕩30min。

2)有機(jī)鉬濃縮液的制備

將二烷基二硫代氨基甲酸鉬按照質(zhì)量為1:5的比例加入pao4中，攪拌15min后超聲振蕩30min。

3)有機(jī)鉬-聚酯復(fù)合添加劑的制備

將2)中制得的有機(jī)鉬濃縮液和聚異丁烯富馬酸酯按照1:1的質(zhì)量比加入到2)制備的潤滑油中，加熱至70℃并在此溫度下攪拌30min。

4)復(fù)合潤滑油的制備

將納米銅粉和經(jīng)過改性的礦物硅酸鹽蛇紋石粉按照比例加入到3)中的潤滑油中，超聲振蕩30min后，用球磨機(jī)球磨2h。

采用實(shí)施例1的方法對上述潤滑油在20℃和150℃時的摩擦系數(shù)進(jìn)行考察。其20℃時的摩擦系數(shù)從0.130降至0.095；150℃時的摩擦系數(shù)從0.160降至0.065。

比較例1

1)石墨烯油溶液的制備

將石墨烯按照1％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例加入到潤滑油中，并采用tween和span兩種表面改性劑對石墨烯進(jìn)行表面改性，攪拌15min后用超聲振蕩30min。

2)有機(jī)鉬濃縮液的制備

將二烷基二硫代氨基甲酸鉬按照質(zhì)量為1:5的比例加入己二酸二異癸酯中，攪拌15min后超聲振蕩30min。

3)有機(jī)鉬-聚酯復(fù)合添加劑的制備

將2)中制得的有機(jī)鉬濃縮液和聚酯按照比例加入到1)制備的潤滑油中，加熱至70℃并在此溫度下攪拌30min。

4)復(fù)合潤滑油的制備

將納米銅粉按照比例加入到3)中的潤滑油中，超聲振蕩30min后，用球磨機(jī)球磨2h。

采用實(shí)施例1的方法對上述潤滑油在20℃和150℃時的摩擦系數(shù)進(jìn)行考察。其20℃時的摩擦系數(shù)從0.130降至0.100；150℃時的摩擦系數(shù)從0.160降至0.080。

比較例2

1)石墨烯油溶液的制備

將石墨烯按照1％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例加入到潤滑油中，并采用tween和span兩種表面改性劑對石墨烯進(jìn)行表面改性，攪拌15min后用超聲振蕩30min。

2)有機(jī)鉬濃縮液的制備

將二烷基二硫代氨基甲酸鉬按照質(zhì)量為1:5的比例加入己二酸二異癸酯中，攪拌15min后超聲振蕩30min。

3)有機(jī)鉬-聚酯復(fù)合添加劑的制備

將2)中制得的有機(jī)鉬濃縮液和聚酯按照比例加入到1)制備的潤滑油中，加熱至70℃并在此溫度下攪拌30min。

4)復(fù)合潤滑油的制備

將經(jīng)過改性的礦物硅酸鹽蛇紋石粉按照比例加入到3)中的潤滑油中，超聲振蕩30min后，用球磨機(jī)球磨2h。

采用實(shí)施例1的方法對上述潤滑油在20℃和150℃時的摩擦系數(shù)進(jìn)行考察。其20℃時的摩擦系數(shù)從0.130降至0.100；150℃時的摩擦系數(shù)從0.160降至0.075。

比較例3

1)石墨烯油溶液的制備

將石墨烯按照1％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例加入到潤滑油中，并采用tween和span兩種表面改性劑對石墨烯進(jìn)行表面改性，攪拌15min后用超聲振蕩30min。

2)聚酯復(fù)合添加劑的制備

將聚酯按照比例加入到1)制備的潤滑油中，加熱至70℃并在此溫度下攪拌30min。

3)復(fù)合潤滑油的制備

將納米銅粉和經(jīng)過改性的礦物硅酸鹽蛇紋石粉按照比例加入到3)中的潤滑油中，超聲振蕩30min后，用球磨機(jī)球磨2h。

采用實(shí)施例1的方法對上述潤滑油在20℃和150℃時的摩擦系數(shù)進(jìn)行考察。其20℃時的摩擦系數(shù)從0.130降至0.120；150℃時的摩擦系數(shù)從0.160降至0.130。

比較例4

1)石墨烯油溶液的制備

將石墨烯按照1％的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比例加入到潤滑油中，并采用tween和span兩種表面改性劑對石墨烯進(jìn)行表面改性，攪拌15min后用超聲振蕩30min。

2)有機(jī)鉬濃縮液的制備

將二烷基二硫代氨基甲酸鉬按照質(zhì)量為1:5的比例加入己二酸二異癸酯中，攪拌15min后超聲振蕩30min。

3)有機(jī)鉬復(fù)合添加劑的制備

將2)中制得的有機(jī)鉬濃縮液按照比例加入到1)制備的潤滑油中，加熱至70℃并在此溫度下攪拌30min。

4)復(fù)合潤滑油的制備

將納米銅粉和經(jīng)過改性的礦物硅酸鹽蛇紋石粉按照比例加入到3)中的潤滑油中，超聲振蕩30min后，用球磨機(jī)球磨2h。

采用實(shí)施例1的方法對上述潤滑油在20℃和150℃時的摩擦系數(shù)進(jìn)行考察。其20℃時的摩擦系數(shù)從0.130降至0.120；150℃時的摩擦系數(shù)從0.160降至0.065。

由上述實(shí)施例及比較例可知，本發(fā)明提供的復(fù)合潤滑油具有更好的低溫、高溫潤滑效果。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。