本發(fā)明涉及潤滑劑添加劑領(lǐng)域，尤其涉及一種碳納米管潤滑油抗磨劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
潤滑油是用在各種類型汽車、機械設(shè)備上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體或半固體潤滑劑，主要起潤滑等作用。為了增強潤滑油的潤滑效果作用，常常在潤滑油中加入一定的添加劑，比如抗磨劑，用于減少摩擦，使得機械得到充分潤滑，從而使機械的效率提高，減少能源消耗，延長機械壽命。
抗磨劑的種類很多，其中，碳納米管是一種新型的抗磨材料。
納米微粒由于其特殊的物理化學(xué)性能和較小的粒子尺寸，作為潤滑油添加劑已成為近年來潤滑領(lǐng)域的研究熱點。在已經(jīng)研究開發(fā)的納米微粒添加劑中，包括單質(zhì)納米粉體如納米金剛石顆粒、納米氧化物、及硫化物、納米無機鹽及高分子納米微球、金屬如Cu等，并提出了“微軸承”、“潤滑膜’、“第三體修復(fù)”及“表面拋光修復(fù)”等多種抗磨和減摩機理。
碳納米管具有極高的韌性，結(jié)構(gòu)與石墨和C60相似，其管壁具有石墨層的六邊形結(jié)構(gòu)，因此具有優(yōu)異的自潤滑性能。將碳納米管作為增強相加入其它材料中形成復(fù)合材料，利用其特殊的管狀結(jié)構(gòu)和高韌性，在提高基體力學(xué)性能和耐磨性能等方面已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展。
目前，已經(jīng)有將碳納米管作為潤滑油添加劑的報道，比如中國專利申請?zhí)?00510031996、專利名稱：一種制備碳納米管潤滑油的方法；又比如中國專利申請?zhí)?00610043593、專利名稱一種碳納米管減磨增強劑的制備方法，又比如中國專利申請?zhí)?007103085783、專利名稱：一種多壁碳納米管潤滑油添加劑的制備方法。上述的專利報道，都存在制備方法復(fù)雜、制備成本高的問題，而且，在分散均勻、抗磨性能等方面，仍然存在提升空間。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就在于提供一種碳納米管潤滑油抗磨劑的制備方法，以解決上述問題。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種碳納米管潤滑油抗磨劑的制備方法，采用多壁碳納米管為原料，經(jīng)濃硫酸純化0.5-2 h，然后進(jìn)行球磨處理，即得。
采用本方法處理后的碳納米管直徑為20～60 nm，純度>97%。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述多壁碳納米管為催化裂解碳?xì)浠衔锓椒ㄖ苽涠伞?/p>
多壁碳納米管的制備方法較多，比如化學(xué)氣相沉積法，其基本原理為含有碳源的氣體（或蒸氣）流經(jīng)催化劑表面時分解，生成碳納米管，常用的碳源氣體有C6H6、 C2H2、C2H4等。Yacaman等最早采用25%鐵/石墨顆粒作為催化劑，常壓下700 ℃時分解9%乙炔/氮氣制得碳納米管；Amelincks等采用Co為催化劑，乙烯為碳源得到螺旋狀的碳納米管，中國科學(xué)院物理所用化學(xué)氣相沉積法大批量合成了排列整齊的碳納米管，而且端口是打開的。本申請的“催化裂解碳?xì)浠衔锓椒ā笔侵盖笆龅摹盎瘜W(xué)氣相沉積法”。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案：球磨時，在400-600 r/min下球磨處理0.5-2h。合適的球磨速度和時間，可以進(jìn)一步提高所得抗磨劑的性能。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案：球磨時，球磨每進(jìn)行15 min停止10 min?？梢苑乐骨蚰ミ^程中發(fā)熱嚴(yán)重。
本發(fā)明還提供一種上述方法制備得到的潤滑油抗磨劑。
將上述球磨后的碳納米管加入到預(yù)先制備好的潤滑油中，同時加入質(zhì)量比為0.01~2%的分散劑，質(zhì)量比為0.01~1%的乳化劑，超聲分散20 min，再充分?jǐn)嚢瑁玫胶煌|(zhì)量分?jǐn)?shù)碳納米管的潤滑油，其碳納米管的質(zhì)量分?jǐn)?shù)范圍為0.01~5%；其中，所述分散劑的主要成分是含硅的表面活性劑和褐煤酸脂共混物；所述乳化劑為硬脂酸鈉和皂角乳化劑。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明將多壁碳納米管除雜后球磨得到潤滑油抗磨劑，將其分散于潤滑油中，其分散性明顯提高，相比于普通的潤滑油，加入了本發(fā)明的抗磨劑的潤滑油能明顯的降低發(fā)動機的噪音，噪音可以降低30%以上，降低發(fā)動機因為摩擦而產(chǎn)生的機械能損耗10.3%。
具體實施方式
下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實施例1：
一種碳納米管潤滑油抗磨劑，其制備方法為：
選擇用催化裂解碳?xì)浠衔锓椒ㄖ苽涑龅亩啾谔技{米管，經(jīng)濃硫酸純化1 h去除殘余的催化劑顆粒等雜質(zhì)，然后在500 r/min下球磨處理1h，為了防止球磨過程中發(fā)熱嚴(yán)重，球磨每進(jìn)行15 min停止10 min，處理后的碳納米管直徑為20～60 nm，純度>97%；
將球磨后的碳納米管加入到預(yù)先制備好的潤滑油中，同時加入質(zhì)量比為0.02%分散劑，質(zhì)量比為0.08%乳化劑，超聲分散20 min，再充分?jǐn)嚢?，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%碳納米管潤滑油。
將共混后的潤滑油進(jìn)行分裝，同時進(jìn)行儲存穩(wěn)定性的實驗，12個月后的樣品容器未見沉降的碳納米管，液體油均一穩(wěn)定。
實施例2：
一種碳納米管潤滑油抗磨劑，其制備方法為：
選擇用催化裂解碳?xì)浠衔锓椒ㄖ苽涑龅亩啾谔技{米管，經(jīng)濃硫酸純化0.5 h去除殘余的催化劑顆粒等雜質(zhì)，然后在400 r/min下球磨處理2h，為了防止球磨過程中發(fā)熱嚴(yán)重，球磨每進(jìn)行15 min停止10 min，處理后的碳納米管直徑為20～60 nm，純度>97%；
將球磨后的碳納米管加入到預(yù)先制備好的潤滑油中，同時加入質(zhì)量比為0.01%分散劑，質(zhì)量比為0.01%乳化劑，超聲分散20 min，再充分?jǐn)嚢?，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.02%碳納米管潤滑油。
將共混后的潤滑油進(jìn)行分裝，同時進(jìn)行儲存穩(wěn)定性的實驗，12個月后的樣品容器未見沉降的碳納米管，液體油均一穩(wěn)定。
實施例3：
一種碳納米管潤滑油抗磨劑，其制備方法為：
選擇用催化裂解碳?xì)浠衔锓椒ㄖ苽涑龅亩啾谔技{米管，經(jīng)濃硫酸純化2h去除殘余的催化劑顆粒等雜質(zhì)，然后在600 r/min下球磨處理0.5h，為了防止球磨過程中發(fā)熱嚴(yán)重，球磨每進(jìn)行15 min停止10 min，處理后的碳納米管直徑為20～60 nm，純度>97%；
將球磨后的碳納米管加入到預(yù)先制備好的潤滑油中，同時加入質(zhì)量比為2%分散劑，質(zhì)量比為0.01%乳化劑，超聲分散20 min，再充分?jǐn)嚢?，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%碳納米管潤滑油。
將共混后的潤滑油進(jìn)行分裝，同時進(jìn)行儲存穩(wěn)定性的實驗，12個月后的樣品容器未見沉降的碳納米管，液體油均一穩(wěn)定。
實施例4 性能試驗
大切諾基2014年版，高速公路100公里試驗，速度80km/小時；使用普通潤滑劑，其油耗為12.6L；添加實施例1制得的抗磨劑，添加比例為0.05%，其油耗為10.8L，節(jié)油14.3%，發(fā)動機發(fā)動平穩(wěn)，動力輸出穩(wěn)定。車內(nèi)的噪音由65分貝，降為40分貝。
實施例5 性能試驗
別克君威2015年版，高速公路100公里試驗，速度80km/小時；使用普通潤滑劑，其油耗為9.6L；添加實施例1制得的抗磨劑，添加比例為0.03%，其油耗為7.8L，節(jié)油18.7%，發(fā)動機發(fā)動平穩(wěn)，動力輸出穩(wěn)定。
實施例6 抗磨減摩性能試驗
樣機在熄火狀態(tài)下，用電力測功機拖動發(fā)動機，分別用基底潤滑油和碳納米管潤滑油進(jìn)行試驗，發(fā)動機的機械損失功率對比試驗結(jié)果見表1。
表 1 樣機機械損失功率試驗結(jié)果
注： 變化率＝（碳納米管潤滑油—基底潤滑油）÷基底潤滑油×100%
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。