[发明专利]二氧化硅纳米颗粒润滑添加剂多步提纯分散方法

说明书

本发明公开了一种二氧化硅纳米颗粒润滑添加剂多步提纯分散方法，基于多步蒸馏共沸的方法将二氧化硅纳米颗粒进行体系转移，在转移过程中纳米颗粒始终保持分散于有机溶剂中，无需经历分离烘干过程。此分散方法可防止二氧化硅纳米颗粒在提纯和分散过程中硬团聚现象的产生，保证二氧化硅纳米颗粒能够稳定均匀分散在润滑油中，提纯及分散过程对纳米颗粒的破坏性小，保证纳米颗粒能发挥更好的减摩抗磨的优异性能。

技术领域

本发明涉及纳米颗粒润滑添加剂领域，具体涉及将有机改性二氧化硅纳米颗粒稳定分散于润滑油中的分散技术，特别涉及一种二氧化硅纳米颗粒润滑添加剂多步提纯分散方法。

背景技术

纳米颗粒作为润滑添加剂应用于润滑体系中时，表现出了良好的减摩抗磨性能。其中，二氧化硅纳米颗粒作为一种造价低廉、合成较为简易、表面活性基团丰富且较为环保的纳米颗粒材料受到了广泛关注。研究表明，二氧化硅纳米颗粒可通过成膜和填埋抛光等机制表现出优异的摩擦学性能，有效提升润滑油的润滑性能。

纳米颗粒相比于宏观粒子具有极大的表面积和很高的表面能，颗粒间的吸引力大，很容易在溶剂中发生团聚沉降。而要想实现纳米颗粒作为润滑油添加剂的实际应用，必须确保纳米颗粒在润滑油中能够高效稳定的分散。现有的纳米颗粒分散方法可分为物理分散和化学分散方法两大类。物理分散方法包括机械快速搅拌和超声分散，而化学分散方法则是通过化学方法对纳米颗粒表面进行功能化改性，以降低纳米颗粒间的互相吸附。一般物理方法和化学方法结合使用，能实现更好的分散效果。纳米颗粒在经过表面化学改性后会残留剩余的过量的偶联剂等化合物并且产生一定的副产物以及杂质，为了不影响纳米颗粒的减摩抗磨性能，需要对纳米颗粒进行提纯。目前常用的方法为通过离心—再分散—离心的方法将纳米颗粒反复冲洗，并在多次冲洗后将纳米颗粒从溶剂中分离出来并进行烘干，然后再通过超声分散或机械搅拌的方法将纳米颗粒分散于润滑油中。这种方法一定程度上提高了纳米颗粒的纯度，减少了因为副产物及杂质带来的润滑性能下降，但同时在提纯过程中的离心以及干燥等方法对纳米颗粒的分散性能造成了一定程度的破坏，使纳米颗粒在润滑油中再分散性能下降。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种二氧化硅纳米颗粒润滑添加剂多步提纯分散方法。

本发明的技术方案如下：二氧化硅纳米颗粒润滑添加剂多步提纯分散方法，包括如下步骤：

1)采用ber法合成二氧化硅纳米颗粒；

2)选用氨基功能基团对二氧化硅纳米颗粒进行改性；

3)将二氧化硅分散于乙醇体系中，纳米颗粒由乙醇溶剂转移至甲苯溶剂中；

4)加入PAO润滑油，使得纳米颗粒在甲苯中的混合溶液均匀分散于PAO润滑油中，干燥蒸发除去甲苯。

本发明所述步骤1)具体为：

(1)将去离子水与乙醇溶液按1:50的比例进行稀释，后加入与去离子水比例为2.5:1的氨水，混合均匀得到溶液；

(2)将步骤(1)得到的溶液置入烧瓶中通过磁力搅拌器以500rpm转速搅拌均匀并加热至40℃；

(3)待溶液搅拌均匀后，将与去离子水比例为1:4的正硅酸乙酯加入烧瓶中，将混合溶液通过磁力搅拌的方式以300rmp搅拌均匀，并保持40℃恒温；6h后硅球基本生成完成，得到淡蓝色均一透明的二氧化硅纳米颗粒溶液；

(4)完成制备后，去除二氧化硅纳米颗粒溶液中多余的氨水及未反应的正硅酸乙酯杂质进行提纯。

本发明所述步骤3)具体步骤如下：

(1)原位合成以及超声震荡，将制备好的二氧化硅纳米颗粒恒温加热至60℃后搅拌；