一種用於潤滑油納米級陶瓷金屬添加劑及製備的製作方法

2023-06-08 10:42:56

專利名稱：一種用於潤滑油納米級陶瓷金屬添加劑及製備的製作方法
技術領域：
本發明屬於陶瓷金屬添加劑
背景技術：
納米材料作為潤滑油添加劑其耐磨、減磨，提高機械載荷等優 異功能，近年來已經得到國內外的認可。有單元金屬和二元金屬納米材料 和單元和二元陶瓷納米材料；但由於單元體的性能單一，在使用中達不到
理想的效果；和而純金屬基和純陶瓷基使用效果也不理想。

發明內容
本發明的一種用於潤滑油(脂)納米級陶瓷金屬添加劑，它是 包含有氮化硼，鉬，銅粉體的組合物液體；該粉體是氮化硼和鉬以共價鍵 結構、銅以配位鍵結構形成的一種納米級球狀的固體顆粒物；氮化硼為球 狀骨架，鉬以層片狀包復其上，銅以點、片狀與球體的晶體缺陷處結合； 該粉體中氮化硼、鉬和銅所佔組分的比例為7 8.5:廣1.5:0.5 1。
本發明的一種用於潤滑油(脂)納米級陶瓷金屬添加劑的製備方法， 其特徵在於將納米級球狀氮化硼，鉬，銅的粉體在均質器中加熱除去水 分，加入液態硬脂酸用超聲波連續攪拌，使包裹的粉體顆粒分散，加入乙 烯聚酯，石油磺酸鈣，調整溶劑連續攪拌均勻。
納米材料的製備方法很多。在眾多的製備方法中，溶膠-凝膠法製備 納米陶瓷材料、其反應溫低和影響因素少、可控制性、可調整性好，製備 的粉體具有均勻、超細、純度高等特點。
納米技術是20世紀末出現的高新技術。目前納米技術在材料科學和 機械學等方面取得了較快的發展,特別是在摩擦潤滑領域的研究發展快，
是我國目前納米材料大量應用的主要突破方向和使用領域。
陶瓷金屬被稱之為軟陶瓷是一種新型的功能性材料，它既有陶瓷材料 硬度高、化學穩定性好、耐高溫、耐磨損、抗疲勞的特點，又具有金屬材 料的高韌性、高彈性、可塑性的特性。
陶瓷金屬納米粒子在保持軟陶瓷的陶瓷和金屬複合功能基礎上，又具 有納米粒的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應等 納米粒子特徵。是新型功能性潤滑油添加劑的首選材料。
本發明以陶瓷金屬納米顆粒作為功能性材料製成添加劑，應用於潤滑 油中改變了潤滑油(脂)的功能。
納米粒子的小尺寸效應使得材料的熔點大大降低，陶瓷金屬納米顆粒 以潤滑油(脂)為載體，在摩擦力和摩擦熱的作用下獲得能量為還原陶瓷 金屬與金屬基體表面結合獲得能量。
納米粒子的表面效應使得陶瓷金屬納米顆粒處於非對稱力場，處於高 能狀態，較常規固體表面過剩許多能量，因此具有較高的表面能和表面結
合能。使得陶瓷金屬納米顆粒與金屬基體表面較易實現SP雜化、以成共價
鍵的形式結合在一起，部分高能納米粒子滲入金屬基體。由於金屬基體表 面與陶瓷金屬納米顆粒結合，金屬基體表面的金屬特徵改性為軟陶瓷的新
型的陶瓷材料的特徵，即；金屬基體表面具有陶瓷耐高溫、抗磨損、抗疲 勞和抗腐蝕的特點，又具有金屬的高韌性、高彈性、可塑性的特性。同時 體現出軟陶瓷潤滑的表面效應，即；非對稱力場的高能狀態，使得分子之 間作用力在邊界潤滑過程摩擦係數極低。
陶瓷金屬對金屬基體表面的改性，基體表面密度、光潔度、表面硬度、 導熱係數等物理特性發生巨大的變化，可以帶來節能、延長機械使用壽命
等一系列潤滑新功能。
超臨界流體具有很好的溶解度，容易調整密度，溶液粘度較低和較高的 傳質速率，作為溶劑和乾燥介質具有獨特的優點和實用價值。超臨界燒結可 以有效克服凝膠粒子聚集、減少表面張力，是溶膠一凝膠法製備納米材料的 有效工藝。
具體實施例方式
1、納米顆粒粉體的製備
將硼酸鹽和去離子水在高速攪拌混合器混合器^水解，在硼酸鹽完全 溶解後分別加入氮化鈉、水合聯氨，緩慢升溫連續攪拌至完全溶解；加入 偶聯劑和乙醇，升溫；觀察溶液達透明狀時加入鉬酸銨；溶液穩定後控制 加入硫酸銅；在偶聯作用和硫酸銅催化作用下形成硼、鉬、銅三元以共 價鍵和配位鍵結構的復鹽醇溶膠。其所用的材料組分以生成物組分計算。 溶膠用泵送入高壓反應釜中，高壓反應釜內的空氣用氮氣排出，封釜後緩 慢加熱，並定時取樣觀察凝膠體積皺縮和老化程度到復鹽晶核凝膠在高壓 反應釜中老化成型為止；凝膠合格後及時用高壓泵壓入氣凝膠混合發生器， 從氣凝膠混合發生器O. 2毫米孔板壓出，在高壓C02氣流衝擊下在發生器中 氣化，氣化後的復鹽氣凝膠產物直接壓入氮氣、氫氣保護的高溫爐中燒結,
得到納米陶瓷金屬複合顆粒。
採用氮容量吸附法測定BN. M. Cu複合納米粉末的比表面積、孔結構等性 質。用透射電鏡(TEM)觀察BN.M.Cu複合納米粒子的形貌。用熱重一差熱 分析法(TGA2DTA) BN. M. Cu觀察複合納米粉體表面吸附物質及晶相的轉化。 用XRD法進行BN.M.Cu複合納米粉末的物相分析，觀察其晶相結構。用IR法
考察BN. M.Cu複合納米粉末表面吸附物質的類別。該粉體是氮化硼和鉬以 共價鍵結構、銅以配位鍵結構形成的一種納米級球狀的固體顆粒物；氮化 硼為球狀骨架，鉬以層片狀包復其上，銅以點、片狀與球體的晶體缺陷處 結合；該粉體中氮化硼、鉬和銅所佔組分的比例為7 8.5: 1 1.5:0.5 1。
2、 BN. M. Cu複合陶瓷金屬潤滑油(脂)添加劑的製備 將納米級球狀氮化硼，鉬，銅的粉體在均質器中加熱除去水分，加入
液態硬脂酸用超聲波連續攪拌，使包裹的粉體顆粒分散，加入苯乙烯聚酯， 石油磺酸鈣，調整溶劑連續攪拌均勻，包裹的粉體顆粒與苯乙烯聚酯，石
油磺酸鈣的比例為1: 2.5 3: 1 1.5以肉眼看不到粉體顆粒物、且液體
均勻為準。用調整溶劑控制添加劑的粘度、密度和凝點。可以選擇的調整 溶劑有礦物基礎油，合成基礎油，粘度指數調整劑和抗氧劑。
3、 BN. M. Cu複合陶瓷金屬潤滑油(脂)添加劑的優點
BN. M. Cu複合陶瓷金屬納米粉體具有較高的硬度、耐磨性和抗衝擊 性有高的熱穩定性，較好的塑性和韌性，好的化學穩定性。但由於納米粉 體顆粒間引力，即；分之間的範德華力、空氣液橋力和靜電力都能使納米 粉體團聚。因此納米粉體不能直接加入潤滑油中，需要進行粉體製劑以消 除納米粉體的團聚，使之均勻分散的溶入添加劑中，方便使用。
BN. M. Cu複合陶瓷金屬潤滑油(脂)添加劑，能於各種潤滑油(脂) 配合。不能影響潤滑油的粘度、低溫流動性，傾點、凝點等理化指標。
4、 BN. M. Cu複合陶瓷金屬潤滑油(脂)多功能性
經測試BN. M. Cu複合陶瓷金屬潤滑油(脂)添加劑調製的陶瓷金屬 潤滑油具有(1)、極強的清洗功。(2)、超強的抗磨損性能。(3)、優異的高 溫熱穩定性。(4)、極優的抗氧化穩定性、抗腐蝕性。(5)、優異的減摩性，
邊界摩擦係數可降至0.001。 (6)、對摩擦面自修復和智能保養功能。(7)、 具有改變金屬基體表面材質，增加金屬基體表面密度、硬度和表面光潔度， 提高金屬基體表面承載力的功能。(8)、具有極高的有節省能源和延長機械 設備使用壽命的功能。
納米粒子的小尺寸效應，表面效應，陶瓷金屬潤滑油(脂)能夠實現在 車輛、機械設備、運行過程自動、維護、修復和動態智能保養摩擦副。能 夠解決冷啟動、頻繁啟動、超速運轉、交變負荷、衝擊負荷、超負荷運轉 時的機具磨損、延長使用壽命。
納米粒子的小尺寸效應，表面效應的作用，改變了金屬基體表面的密度、 硬度和表面光潔度，提高了金屬基體表面支撐力。減少了金屬表面晶格變 形消耗的機械功。達到節省能源的效果，據測試連續使用陶瓷金屬潤滑油, 可以延長機械設備壽命2—5倍。汽油車節省燃油率5%—35%;柴油車節省燃 油率3%_8%;機械設備節電率5%—15%。
BN. M. Cu複合陶瓷金屬潤滑油(脂)添加劑具有抗氧化的功能、清 靜分散的功能、減少摩擦功能和極壓抗磨的功能，作為極壓抗磨添加劑應 用於潤滑油中，將大大提高潤滑油抗磨、減摩能力。起到優良的減摩、抗磨 作用。抗氧化功能和清靜分散功能只能起到輔助增效的作用，不能替抗氧 化劑和清靜分散劑。
權利要求
1、一種用於潤滑油(脂)納米級陶瓷金屬添加劑，其特在於它是包含有氮化硼，鉬，銅粉體的組合物液體；該粉體是氮化硼和鉬以共價鍵結構、銅以配位鍵結構形成的一種納米級球狀的固體顆粒物；氮化硼為球狀骨架，鉬以層片狀包復其上，銅以點、片狀與球體的晶體缺陷處結合；該粉體中氮化硼、鉬和銅所佔組分的比例為7～8.5∶1～1.5∶0.5～1。
2、 一種用於潤滑油(脂)納米級陶瓷金屬添加劑的製備方 法，其特徵在於將納米級球狀氮化硼，鉬，銅的粉體在均質器 中加熱除去水分，加入液態硬脂酸用超聲波連續攪拌，使包裹的 粉體顆粒分散，加入苯乙烯聚酯，石油磺酸鈣，調整溶劑連續攪 拌均勻。
全文摘要
本發明的一種用於潤滑油(脂)納米級陶瓷金屬添加劑及製備，它是包含有氮化硼，鉬，銅粉體的組合物液體；該粉體是氮化硼和鉬以共價鍵結構、銅以配位鍵結構形成的一種納米級球狀的固體顆粒物；氮化硼為球狀骨架，鉬以層片狀包復其上，銅以點、片狀與球體的晶體缺陷處結合；該粉體中氮化硼、鉬和銅所佔組分的比例為7～8.5∶1～1.5∶0.5～1。
文檔編號C10M125/00GK101186856SQ200710143950
公開日2008年5月28日 申請日期2007年8月16日 優先權日2007年8月16日
發明者張啟峰 申請人:張啟峰;餘羨鳴