一種離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑的製備及含有該抗磨劑的發動機油的製作方法

2023-05-18 13:41:41

本發明屬於四衝程發動機潤滑劑領域，尤其涉及一種離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑的製備及含有該抗磨劑的發動機油。

背景技術：

作為現代工業生產中不可或缺的潤滑劑主要應用於交通運輸行業的發動機中。具有減少摩擦、降低磨損、散熱、清潔、密封和緩衝等功能，其目的是降低活塞磨耗、減少能量損失、提高燃油經濟性。從2002年到2012年，我國年潤滑劑的需求量從3625kt增加到6930kt，足以說明潤滑劑在國民經濟中的重要性。然而，隨著國民經濟的蓬勃發展，功率更大、結構更精密、效率更高的新型發動機逐漸步入我們的視野，這也對作為潤滑劑的發動機油的性能指標提出了更高的要求。

美國摩擦學者與潤滑工程師協會在2014年的調查報告中指出：未來對於潤滑劑的要求是能夠長時間在高溫、高壓、高速、高負荷的工作環境中為設備的相關部件提供穩定可靠的包括潤滑、密封、散熱和緩衝等在內的保護。此外，近些年隨著公眾環保意識的不斷進步，潤滑劑的環保性能越來越受到公眾的關注，研究環境友好型的潤滑劑已經勢在必行。添加劑作為發動機油的重要組成部分，能夠彌補和改善潤滑劑基礎油的不足，在一定程度上提高基礎油的某些性能．所以研究開發新型添加劑來提高潤滑劑的性能顯得尤為關鍵。

二硫化鎢作為一種新型潤滑添加劑，最早是NASA(美國國家航空航天局)將其應用於宇宙飛船關鍵部位的潤滑，並逐漸為大眾所熟知。二硫化鎢是一種類似石墨的灰黑色的六方晶格層狀物質，每一層都是由兩層硫原子夾一層鎢原子按2：1的個數連接而成。其中硫原子和鎢原子是由強共價鍵連接。層與層之間的硫原子則是由範德華力連接。特殊的晶體結構也使得二硫化鎢相較於同類的二硫化鉬潤滑添加劑更為優秀，無論是在極壓性能、抗磨減摩性能以及耐熱耐氧化等方面，二硫化鎢的表現都更加優秀。

雖然二硫化鎢作為潤滑油脂極壓抗磨添加劑表現出廣闊的應用前景和可觀的經濟效益，但是在這一領域的研究還處於起步階段，還有很多問題沒有研究，對其減摩、抗磨、極壓機理的實際應用，還缺乏進一步的研究工作。

技術實現要素：

本發明針對上述的問題，製備了離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑，並利用該極壓抗磨劑製備了發動機油，即一種離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑的製備及含有該抗磨劑的發動機油。

為了達到上述目的，本發明採用的技術方案為，本發明提供一種離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑的製備方法，其特徵在於，具體包括以下步驟：

a、在超聲振蕩的條件下，將0.4克前驅體LixWS2與1000ml的蒸餾水反應；

b、調節pH值，使其生產PH為7的二硫化鎢單分子層懸浮液；

c、向該懸浮液中加入50ml離子液體，並在一定溫度下65-75℃恆溫攪拌24h；

d、用轉速為2000rpm的離心機分離出固體產物；

e、用少量蒸餾水對產物進行多次洗滌，以確定除去LiOH和可溶性的物質；

f、最後用四氟硼酸鉀水溶液洗滌數次進行粒子交換，乾燥得樣品，即得到離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑。

一種含有離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑的發動機油，其特徵在於，按照重量百分比具體包括：

基礎油 70%～90%；

離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑 0.5～1.5%；

高溫抗氧劑 0.1～0.5%；

清淨劑 2～5.7%；

分散劑 3～5%；

黏度指數改進劑 5～10%；

降凝劑 0.1～0.3%；

消泡劑 0.0001~0.0002%。

作為優選，所述基礎油為50%～40%的聚內烯烴與50%～60%的Ⅱ類基礎油複合。

作為優選，所述高溫抗氧劑為硫磷雙辛基鹼性鋅鹽、二苯胺中的一種。

作為優選，所述清淨劑為硫化烷基酚鈣、烷基水楊酸鎂、烷基水楊酸鈣中的一種。

作為優選，所述分散劑為雙烯基丁二醯亞胺、聚異丁烯基丁二醯亞胺中的一種。

作為優選，所述黏度指數改進劑為聚甲基丙烯酸酯、苯乙烯與雙烯共聚物、氫化苯乙烯異戊二烯共聚物中的一種。

作為優選，所述降凝劑為聚丙烯酸甲酯、聚α烯烴和T803B降凝劑中的一種。

作為優選，所述消泡劑磷酸三丁酯、聚二甲基矽氧烷、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚中的一種。

與現有技術相比，本發明的優點和積極效果在於，

本發明本專利合成了離子液體修飾的二硫化鎢複合物並將其應用於發動機油中。負荷較低時，金屬表面受機械能作用向外發射外逸電子，使摩擦副表面產生正電荷點，由於離子液體的雙電性結構，能牢牢的吸附在金屬表面形成物理吸附膜，有效地隔開摩擦面，從而起到減摩抗磨作用。當負荷較高、摩擦加劇時，二硫化鎢與金屬底材發生化學作用，進而生產熔點較低的FeS膜，有效的減少金屬摩擦副之間的接觸，從而降低金屬表面的磨損。而在高溫工況下，二硫化鎢會緩慢生產氧化物，氧化物的形成能抑制二硫化鎢的進一步氧化，而形成的氧化物也具有較低的摩擦係數和二硫化鎢相似的潤滑性能，從而也能降低金屬表面間磨損作用。因而本發明調配的發動機油，機油具有較低的摩擦係數、良好的極壓抗磨性能，產品投產後可以為國內潤滑油的生產提供高品質的發動機潤滑油。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點，下面結合實施例對本發明做進一步說明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是，本發明還可以採用不同於在此描述的其他方式來實施，因此，本發明並不限於下面公開說明書的具體實施例的限制。

本發明提供一種離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑的製備及含有該抗磨劑的發動機油，即利用製備出的離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑添加到發動機油中，得到性能良好的發動機油，發明人經過大量實驗得出一種離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑的製備方法，具體步驟為：在超聲振蕩的條件下，將0.4克（1.61×10-3mol）前驅體LixWS2與1000ml的蒸餾水反應，並調節pH值（用1M的HCL調節）使其生產PH7的二硫化鎢單分子層懸浮液；之後向該懸浮液中加入50ml離子液體，並在一定溫度下65-75℃恆溫攪拌24h；再用轉速為2000rpm的離心機分離出固體產物，並用少量蒸餾水對產物進行多次洗滌，以確定除去LiOH和可溶性的物質；最後用四氟硼酸鉀水溶液洗滌數次進行粒子交換，乾燥得樣品，就能得到離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑，然後再將其研細備用。

下面實施例中則具體說明利用上述離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑製備的發動機油，其中基礎油、高溫抗氧劑、清淨劑、分散劑、黏度指數改進劑 、降凝劑和消泡劑都會選擇發明內容中所給的最優選擇。

實施例1（質量百分比，按%計量，以下同）

按照上述組分混合均勻，即得到發動機油A。

實施例2

按照上述組分混合均勻，即得到發動機油B。

實施例3

按照上述組分混合均勻，即得到發動機油C。

實施例4

按照上述組分混合均勻，即得到發動機油D。

實施例5

按照上述組分混合均勻，即得到發動機油E。

對上述實施例中發動機油進行檢測，其檢測項目主要為摩擦係數和PB值，具體如下表：

從上述表格中可以看出，利用本發明中所製備的離子液體修飾的二硫化鎢複合物極壓抗磨劑合成的發動機油，其性能要遠遠優於現在市面上所銷售的發動機油。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非是對本發明作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例應用於其它領域，但是凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本發明技術方案的保護範圍。