一種含有納米金剛石的發動機潤滑油添加劑的製作方法
2024-02-21 23:54:15
本發明涉及一種含有納米金剛石的發動機潤滑油添加劑，其特徵是含有高液體懸浮穩定性納米金剛石粒子。廣泛用於各種設備的發動機潤滑。具有提高摩擦效能，修復摩擦表面磨損，提高潤滑油使用壽命的功能。
背景技術：
目前，已知的以石油為基礎的抗磨劑，包括有0.2-0.5％的超分散金剛石，其中成分含有金剛石配料和作為分散劑的乙烯基丁二醯亞胺。納米金剛石的濃度低和石墨粒子的濃度高，同時沉降穩定性不足是上述抗磨劑的缺點，這會嚴重影響到它的保存期和導致摩擦性能的不穩定。
金屬添加劑是最接近本發明的技術決議，該添加劑包含下列溶液質量分數：超分散鐵3.0-4.0％，超分散金剛石0.7-1.0％，其他是工業潤滑油或者發動機潤滑油。
該發明的缺點是：
1)獲得產物過程的不穩定性。
2)通過稀釋油膏達到所需濃度——在葉片式攪拌器中進行攪拌3-5小時來獲取最終產物的時間過長。
3)濃度範圍小和納米金剛石的含量低(0.7-1.0％)。
本發明未使用懸浮穩定劑，取得可以與任何類型的動力油和潤滑油兼容的具有較高納米粒子或者其粒子懸浮穩定性的產物，保證了潤滑材料高效的使用性能。
技術實現要素：
為了克服已知技術的不足，在納米金剛石、基礎油或者油脂的基礎上，製造含有納米金剛石粒子和潤滑油正常含量的潤滑材料，使其具有提高摩擦效能，修復摩擦表面磨損，提高潤滑油使用壽命的功能是此發明旨在解決的課題。設計了一種納米金剛石機油添加劑。產品包含具有高液體懸 浮穩定性的納米金剛石粒子，可添加至不同種類的機器和設備的潤滑油內使用。
本發明為解決其技術問題所採用的技術方案具體步驟為：
1選取一定數量納米金剛石粉末放入反應容器內，向反應容器內加入去電離的水，得到澄清溶液；將上述澄清溶液放入超聲波分散器中，經過超聲波分散器加工後得到納米金剛石水溶液；向上述金剛石水溶液中加入乙二胺四醋酸EDTA作為有機配合基，濃度達到0.015-0.5mol/L.；通過離心方式分離出沉澱物；將取得沉澱物在真空條件下加熱濃縮至粉末狀；重複上述步驟多次。使非納米金剛石粒子和納米金剛石粒子表面的雜質持續減少。。
2將獲得的納米金剛石粉末經過離心機篩選，離心機轉數6000-15000轉/分，獲得直徑20-170納米的金剛石粒子。其中粒子粒徑20-80納米佔30％，80-120納米50％，120-170納米20％。
3按比例將篩選出的納米金剛石加入基礎10號白油中經過30分鐘超聲分散調製成含金剛石納米粒子7-10％的機油添加劑。機油添加劑添加於機器設備中的潤滑油後，潤滑油中的金剛石納米粒子含量為0.1％。
本產品所應用的納米金剛石，可以在油中形成自由分散體系，具有高度液體懸浮穩定性，Zeta電位由-40至-85毫伏特。
本發明的有益效果是提高了納米金剛石粒子的懸浮穩定性，保證了潤滑油的高效使用性能。可以應用在所有金屬摩擦表面的潤滑。具有提高摩擦效能，修復摩擦表面磨損，提高潤滑油使用壽命的功能。
表1初始的和加工後的納米金剛石粉末雜質含量百分比對比表
表2摩擦功試驗條件表。
表1
表2
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1摩擦功試驗完成後摩擦偶照片圖。(左側為含添加劑機油摩擦效果，右側為不含添加劑摩擦效果)
圖2摩擦功試驗摩擦磨損對比柱狀圖。
圖3、摩擦功實驗結束時溫度對比圖。
圖4、摩擦功實驗中摩擦偶表面變化曲線圖。
圖5、圖6摩擦功實驗後摩擦片物理表面變化顯微圖。
通過顯微設備清楚看到納米粒子對鋼體表面的修復，形成緊密嵌入。符合目前摩擦學領域軟材料硬支點的發展觀念。
圖7、圖8清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室實驗報告掃描件
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的製造方法的實施例進行具體描述。
案例1.摩擦偶工作檯試驗規範摩擦盤45號鋼，線性速度0.6米/秒，(表1).1-商品潤滑油И20А；2-機油添加劑+商品潤滑油И20А。納米金剛石粒子直徑平均尺寸150納米.實驗結果圖1-6.
案例2.АА-60МАЗ7310型(1990年，出產)機場消防車發動機添加實驗
試驗時間：2014年10月，地點：俄羅斯諾麗理斯克機場
原發動機Д-12А-525А由於常年運轉導致設備磨損嚴重。在其基礎潤滑油成分(SAE 10W-40,APISG/CD)加入本發明添加劑工作145小時後對比測試缸壓，見下表。通過添加增強了氣缸壓力，無論是電動起動機機件，還是壓縮空氣機件，均可以快速起動。降低工作噪音，燃料消耗減少10％.(參照表2)
案例3.清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室實驗。
試驗時間、地點：2014年12月12日和2015年10月14日在清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室503室的汽車轉鼓試驗臺上進行
主要儀器設備信息
京KL0208寶來轎車600km後市區工況燃油消耗量減少4.4％。
京NW9899凱美瑞轎車3000km後綜合工況燃油消耗量減少5.67％。
在清華大學國家重點實驗室所檢測的類似產品中本發明所產生的節油效果目前處於絕對領先水平。
上述技術方案僅體現了本發明技術方案的優選技術方案，本技術領域的技術人員對其中某些部分所可能做出的一些變動均體現了本發明的原理，屬於本發明的保護範圍之內。