[发明专利]一种软壳-硬芯核壳复合结构纳米润滑油添加剂的制备方法

说明书

一种软壳‑硬芯核壳复合结构纳米润滑油添加剂的制备方法，属于化工技术领域，配置NaOH溶液，加入乙酸锌，用超声波清洗器超声，然后将悬浮液转移到聚四氟乙烯反应釜中密封，去除残留在物质表面的离子直至PH为7，得到预期的ZnO纳米微粒；将PAH微粒配置成水溶液，取ZnO纳米微粒浸入PAH溶液中，离心混合溶液得到经PAH修饰后的ZnO微粒，将它放入氧化石墨烯溶液中，倒入聚四氟乙烯反应釜中密封，水热还原20小时；过滤、离心、洗涤，去除残留在物质表面的离子直至PH为7，冷冻干燥得到核壳结构的ZnO@石墨烯微粒。本发明添加剂制备过程简易，对环境友好程度高，容易溶于润滑油中，使复合微粒具有良好的分散稳定性能，增强纳米复合微粒的抗磨性能，使制备出的复合复合润滑油添加剂的减摩抗磨性能更强。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及一种润滑油添加剂的制备方法。

背景技术

由于在相对运动的表面存在着磨损现象，会导致传动系统故障、机械设备失效和环境破坏等一系列问题，由此催生了润滑油的研发与使用。润滑油中70％～95％的组成成分是基础油，剩余部分是少量的不同种类添加剂。传统润滑油中的添加剂的主要成分是含硫、磷、氯等物质的烃类化合物，主要针对汽车内燃机的分散性、极压性、抗氧性、抗磨性等单一方面进行性能改善。但是，传统润滑油添加剂在燃烧时会释放出硫、氯等对环境有害的物质，对环境产生不可逆转的危害。故而，为了达到环境保护、节能减排的目的，人们开始寻找兼具高润滑性能和清洁能力强的添加剂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种软壳-硬芯核壳复合结构纳米润滑油添加剂的制备方法。

纳米微粒可以通过改变纳米材料的组成、尺寸、含量等方式来提高材料摩擦学性能，从而使纳米添加剂在高温、高载荷、环境友好等润滑条件下显示出优异的摩擦学性能。其中，ZnO微粒的晶体结构是单一稳定的六角纤维锌矿，加入润滑油中可以通过沉积成膜作用使润滑油的抗磨性能提高。石墨烯具有优异的层状结构，可以通过层间滑动摩擦和表面滑动摩擦来提高添加剂的减磨性能。基于石墨烯具有的柔性结构特点，在以ZnO微粒为骨架的基础上，开发出一种含石墨烯微粒的软核-硬芯新型复合纳米微粒结构，这种核壳结构的复合微粒可以在润滑系统内充分发挥它的复合效应和多元协同机理，全面提升复合微粒的摩擦学性能。

本发明解决技术问题的方案采用以下步骤完成：

1、ZnO微粒的合成：首先，取80gNaOH颗粒，沿玻璃棒加入去离子水，配置成10mol/L的NaOH溶液；取20mL的10mol/L的NaOH溶液，在磁力搅拌的状态下加入乙酸锌，使配置成的混合溶液中锌离子和氢氧根离子摩尔比为1:1-16；用超声波清洗器超声1小时，然后将悬浮液转移到聚四氟乙烯反应釜中密封，放置在干燥箱中，在温度为180℃的条件下保持12小时；随后，将反应产物过滤得到白色固体，将固体产物离心，并用乙醇和去离子水洗涤，去除残留在物质表面的离子直至PH为7；最终，将合成所得白色物质在60℃下干燥，得到预期的ZnO纳米微粒；

2、ZnO@石墨烯微粒的合成：首先，将PAH微粒配置成1g/L的澄清水溶液，取0.2gZnO纳米微粒浸入PAH溶液中，磁力搅拌1小时，利用PAH溶液对ZnO微粒表面进行胺基修饰；其次，离心混合溶液得到经PAH修饰后的ZnO微粒，将它放入10mg/mL的氧化石墨烯溶液中，磁力搅拌5小时；搅拌完成后将混合溶液倒入聚四氟乙烯反应釜中密封，在温度为180℃的条件下水热还原20小时；随后，将反应产物过滤、离心，并用乙醇和去离子水洗涤，去除残留在物质表面的离子直至PH为7，最后冷冻干燥得到核壳结构的ZnO@石墨烯微粒。

配制总质量为10g含有上述添加剂的润滑油，其中复合纳米添加剂的比例范围为0.2wt.％-2wt.％。

减摩抗磨机理：