清潔抗磨的潤滑油添加劑及潤滑油的制作方法

清潔抗磨的潤滑油添加劑及潤滑油的制作方法
【專利摘要】本發明公開了清潔抗磨的潤滑油添加劑及潤滑油。該潤滑油添加劑包含基礎油，以及分散于所述基礎油中的碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料、氟碳樹脂。本發明的清潔抗磨的潤滑油添加劑，在基礎油中分散有碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料、氟碳樹脂。碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料具有較好的抗磨性，氟碳樹脂具有較好的清潔作用。
【專利說明】
清潔抗磨的潤滑油添加劑及潤滑油
技術領域
[0001 ]本發明涉及潤滑油技術領域，具體而言，涉及清潔抗磨的潤滑油添加劑及潤滑油。
【背景技術】
[0002]潤滑油是用在各種類型汽車、機械設備上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體或半固體潤滑劑，主要起潤滑、輔助冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。潤滑油添加劑是潤滑劑的重要組成部分，其直接決定了潤滑油的基本和特殊性能。
[0003]清潔和抗磨的性能是高級潤滑油不可缺少的性能。例如中國專利CN101298577A公開了即效抗磨潤滑油添加劑及其制備方法一種即效抗磨潤滑油添加劑，其特征在于其原料按重量份由以下成份組成:環烷酸200份;氧化鉛15?20份;650SN基礎油130?140份;原油降凝劑2?3份;高堿值合成磺酸鈣清凈劑10份;聚異丁烯多丁二酞亞胺無灰分散劑10份;硫磷仲醇基鋅鹽抗氧抗腐劑10份;高堿值磺酸鈉抗磨劑3?6份;硫化烷基酚鈣清凈劑10?15份;原料經以下步驟制備而得所述即效抗磨潤滑油添加劑:I)室溫下將氧化鉛15?20份加入650SN基礎油80?90份中，攪拌成糊狀:2)將環烷酸200份攪拌升溫到95?1050C，在攪拌下緩慢加入步驟I)得到的糊狀物中，95?105°C恒溫攪拌3?3.5小時，得產物母液;3)在母液中加入650SN基礎油50份、原油降凝劑2?3份、高堿值合成磺酸鈣清凈劑10份、聚異丁烯多丁二酞亞胺無灰分散劑10份、硫磷仲醇基鋅鹽抗氧抗腐劑10份、高堿值磺酸鈉抗磨劑3?6份、硫化烷基酚鈣清凈劑10?15份;4)將步驟3)得到的混合物在70?80°C下恒溫攪拌1.5小時；5)過濾。或者地，又如中國專利105385481A其中本潤滑油添加劑含有如下質量分數的組分:抗氧劑50?70% ;抗磨劑10?25% ;極壓劑5?10% ;有機鉬5?20%。中國專利CN105316089A，公開了一種高效潤滑油添加劑及制備方法，該制備方法如下:煤油(或者汽油)40%?60% ；納米氮化娃(或者納米四氧化三鐵粒子)3%?8% ;無機硼酸鹽I %?2% ；硅油2%?3% ;環烷酸納(或者油酸鈉)12%?30% ;醇類9%?20% ;胺類1%?3%，其余為去咼子水。
[0004]現有技術中，清潔抗磨的潤滑油添加劑的抗磨性較差，清潔效果也差。

【發明內容】

[0005]有鑒于此，本發明一方面在于提供一種清潔抗磨的潤滑油添加劑，該潤滑油添加劑具有較好的抗磨性和清潔效果。
[0006]—種清潔抗磨的潤滑油添加劑，包含基礎油，以及分散于所述基礎油中的碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料、氟碳樹脂。
[0007]進一步地，所述碳化硅增強陶瓷基復合材料為碳化硅纖維增強氮化硅復合材料、碳化硅纖維增強氧化鋁復合材料、碳化硅增強硅鋁氧氮聚合物復合材料中的一種或至少兩種。
[0008]進一步地，制備所述碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料的原料所包含碳化硅纖維為I?20%，以原料總質量為100%計。
[0009]進一步地，制備所述碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料的原料所包含碳化硅纖維的直徑為0.5?50μηι。
[0010]進一步地，制備所述碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料的原料所包含碳化硅纖維的長度為50?ΙΟΟΟμπι。
[0011]進一步地，所述碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料的質量為3?10%，以基礎油的質量為100%計。
[0012]進一步地，所述氟碳樹脂的質量為5?20%，以基礎油的質量為100%計。
[0013]進一步地，所述氟碳樹脂為有機硅改性氟碳樹脂。
[0014]進一步地，還包含抗氧化劑、無灰分散劑、降凝劑、金屬鈍化劑中的一種或至少兩種。
[0015]本發明另一方面在于提供一種固體飲料的制備方法，由該制備方法獲得的固體飲料具有較好的排毒養顏的效果。
[0016]—種潤滑油，包含如上述的潤滑油添加劑。
[0017]本發明的清潔抗磨的潤滑油添加劑，在基礎油中分散有碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料、氟碳樹脂。碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料具有較好的抗磨性，氟碳樹脂具有較好的清潔作用。
【具體實施方式】
[0018]為了便于理解本發明，下面合實施例來進一步說明本發明的技術方案。
[0019]本發明的清潔抗磨的潤滑油添加劑，包含基礎油，以及分散于所述基礎油中的碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料、氟碳樹脂。
[0020]上述碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料是指將碳化硅纖維與陶瓷材料復合形成的復合材料。相比于，碳化硅纖維，碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料具有更好的耐磨損性;相比于陶瓷材料，碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料不易斷裂，拉伸性能更好。本發明中將碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料加入基礎油中，不僅使得抗磨性較好，而且不易斷裂。
[0021]碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料可采用本領域公知的材料，或者按照本領域技術人員已熟知的方法來制備，例如可由碳化硅纖維同陶瓷基材料(微米或亞微米的粉末)混合后一并燒結，或者將分散有陶瓷基材料的分散液浸漬碳化硅纖維等。
[0022]碳化硅增強陶瓷基復合材料可列舉出碳化硅纖維增強氮化硅復合材料、碳化硅纖維增強氧化鋁復合材料、碳化硅增強硅鋁氧氮聚合物復合材料以及其任意組合等的具體實例。這些碳化硅增強陶瓷基復合材料可以參照現有技術來實施，本發明技術方案的實施不依賴于碳化硅增強陶瓷基復合材料的特殊性。
[0023]碳化硅纖維增強氮化硅復合材料是以碳化硅纖維和碳化硅為原料所制成。可參照法國專利FR7632221，具體為:制備的Si C纖維經烘干并含有0.01%(質量分數)的自由碳，它分散到纖維同基體的接觸表面，通過其同基體的粘附，使纖維同基體固結。SiC纖維的含量在10%?70% (體積分數)，低于10%的含量，陶瓷材料得不到足夠的增強；高于70%的含量，陶瓷就喪失了其本身的性能。基體材料是市場上可以買到的，重要的應是極細的粉末，平均顆粒直徑小于ΙΟΟμπι。采用一種含有有機硅化合物的粘合劑對基體和纖維粘結，加熱時有機硅化合物轉變成SiC。基體和纖維用常規方法混合。熱壓條件:壓力為5?500MPa，溫度為1000?2000°C。基體的密度通過將其浸入到一種熱的、低粘度的有機硅化合物溶液中至少一次而得到提高，溶液的溫度低于450°C，并且是在有壓力的情況下浸入溶液中，接著進行800?1400°C溫度處理。具體配比是(質量分數):基體粉末包含75%氮化娃粉末(<440μm)a0%氧化鎂和5%聚碳硅烷粉末;SiC纖維含量為10%，長40_，按要求的方向排列。然后以35MPa壓制成要求的尺寸。在以150°C/h的升溫速率把溫度升高到1700°C之后，保溫5h。
[0024]碳化硅纖維增強氧化鋁復合材料是以碳化硅纖維和氧化鋁為原料所制成。可參照歐洲專利EU0208910，具體為:將50?60%SiC纖維增強的陶瓷基復合材料，纖維的直徑為0.2?5μπι，長徑比為10?50，基體含有30?80% (質量分數)氧化鋁，其平均直徑為0.1?1μm。添加7?40%氧化錯增韌，采用鈣、鎂或憶的氧化物作為燒結助劑，添加量為0.5?7%，進行燒結。燒結的溫度可為1000?1400°C，另外還可以添加一定量過渡金屬的碳化物或氮化物。
[0025]碳化娃增強娃招氧氮聚合物復合材料是以娃招氧氮(分子式為313.5412.502.2他.5)為陶瓷基體和碳化硅纖維為原料所制成。可參照歐洲專利EU0214034，具體為:用作致密化的添加劑，可以采用氧化鈣、氧化鎂、氧化憶等，添加量約為7% (質量分數)，纖維的含量不應超過4000(質量分數)。通過采用較短的纖維，用一般的方法就可以將其很好地分散到基體粉末中。因為粉末的顆粒很小，故在熱壓過程中，纖維不至于受到損傷，仍能保持原有的性能。這些組分的混合物在高速旋轉(I 5000rpm)的分散器中攪拌，加入如酒精之類的極性溶劑和象熱塑性樹脂之類的分散劑，其后，將懸浮體在真空條件下過濾，并使其干燥。燒結時，開始將溫度快速升高到1250°C，然后將壓力增加到40MPa，溫度增加到1600°C。
[0026]當然碳化硅增強陶瓷基復合材料除了上述所列舉的三種，還可為其它，例如可參照美國專利US3833389，具體為:由碳化硅纖維和氮化鋁和(或)氮化硅，鑭、鈰、鈧、釔的氧化物和(或)釔鋁拓榴石(Y3Al3O12),氮化硼和(或)碳以及SiC組成。其中氧化釔可以用在燒結溫度下能生成氧化釔的羰基釔或氫氧化釔代替。燒結的溫度若是氮化硅則可為1000?20000C，若為氮化硅，則為1300?1900 °C。
[0027]本發明不對制備碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料的碳化硅纖維的用量不做特別限定，參考性地，碳化硅纖維為I?20%，以原料總質量為100%計。例如碳化硅的質量為1%、1.5%、5%、10%、11%、15%、18%或20%。碳化硅纖維的用量過多，則復合材料的耐磨性不夠;碳化硅纖維的用量過少，則復合材料的容易斷裂而韌性不夠。
[0028]碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料的制備中，碳化硅纖維的直徑也沒有特別嚴苛的限定，但可以為0.5 ?50ym。例如，0.5μηι、0.55μηι、0.6μηι、1μηι、2μηι、5μηι、ΙΟμπι、15μηι、20μηι、24μm、25μηι、35μηι、40μηι、45μηι、48μηι、49μηι 或 50μηι 等。
[0029]碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料的制備中，碳化硅纖維的長度也沒有特別嚴苛的限定，但可以為 50?lOOOym。例如，50ym、52ym、55ym、60ym、80ym、100μηι、200μηι、400μηι、500μm、525μηι、600μηι、800μηι、900μηι、950μηι、980μηι 或 I ΟΟΟμπι 等。
[0030]上述碳化硅纖維增強陶瓷基復合的用量可以為5?20%，以基礎油的質量為100%計，例如5%、6%、8%、10%、12%、13%、18%、19%、20%等。
[0031]氟碳樹脂是指分子結構中包含F-C鍵的高分子聚合物。本發明中，氟碳樹脂因含有碳碳鍵和碳氟鍵，其分子結構較為緊湊，沒有剩余的與其他物質結合或反應的能量，所形成的固化物表面能較小。液體在氟碳樹脂固化物表面通常具有較大的接觸角(大于90度)，而不浸潤；固體在氟碳樹脂固化物表面不易與其吸附，因此，氟碳樹脂在潤滑油添加劑中起著較好的清潔作用。
[0032]氟碳樹脂的種類不做特別限定，可以為本領域較為公知的FEVE氟碳樹脂，此處FEVE即氟乙烯-烷基乙烯基醚共聚物。但為了提供一種具有較小表面能的氟碳樹脂以進一步提高本發明潤滑油添加劑的清潔效果，優選為有機硅改性氟碳樹脂。這里有機硅改性氟碳樹脂是指采用有機硅單體與氟碳樹脂單體共聚合所得到。有機硅改性氟碳樹脂可采用本領域公知的有機硅改性方式來進行，有機硅單體可為常見的有機硅單體，如KH-550、KH-560等。可列舉出一種現有的有機硅改性氟碳樹脂的制備方法，例如可參照期刊文獻“氟碳樹脂的合成及有機硅改性，周曉東等，合成樹脂及塑料，2004年21 (3)，，，具體為:在四口反應瓶中加人計量的溶劑MIBK及1/4質量的引發劑AIBN(用量占總量的0.5%)，升溫到75?80 °C。將上述步驟制備的含全氟基團的氟碳單體(用量占總量的5?20%與1^^44、84[?(1^^):?(EA):?(BA)為22.7: 22.3:15.0]和3/4質量的引發劑，混合溶解后緩慢滴加人四口燒瓶中(約2h滴完)，于((80士2)°C保溫反應4h，制得目標產品一氟碳樹脂共聚物。當氟碳單體質量分數為5 %時，加人KH-570，制得一系列有機硅改性氟碳樹脂共聚物。
[0033]氟碳樹脂的用量可參考性地為5?20%，以基礎油的質量為100%計。例如氟碳樹脂的用量為5%、6%、8%、10%、12%、13%、18%、19%、20%。
[0034]本發明的潤滑油添加劑除了包含基礎油、碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料、氟碳樹脂外，還可加入抗氧化劑、無灰分散劑、降凝劑、金屬鈍化劑及其任意組合。
[0035]抗氧化劑可采用公知的氧化劑，可列舉出2，6_二叔丁基-4-甲基苯酚、4，4’_甲撐二((2,6-二叔丁基苯酸)、辛基-3-(3，S-二叔丁基-4-輕苯基)丙酸酯、辛基-3-(3-甲基-S-叔丁基-4-經苯基)丙酸酯等的苯酚系抗氧化劑;苯基-α-蔡胺、烷基苯基-α-萘胺以及二烷基二苯胺等的胺系抗氧化劑;鉬系或銅系的金屬系抗氧化劑等的通常用于潤滑油的抗氧化劑。它們的含量通常可在I?5%，以基礎油的質量為100%計。
[0036]無灰分散劑，可舉出琥珀酰亞胺系無灰分散劑、芐胺系無灰分散劑有機化合物聚丁烯胺系無灰分散劑以及它們的硼化合物、含有氧的磷化合物、硫化合物等的改性化合物等。它的含量通常可在為I?5%，以基礎油的質量為100%計。
[0037]抗凝劑可列舉出烷基萘、聚甲基丙烯酸酯、PMA、聚α-烯烴、原油降凝劑等。抗凝劑的用量可為0.5?2%，以以基礎油的質量為100%計。
[0038]金屬鈍化劑例如可舉出咪唑啉、吡啶衍生物、烷基噻重氮、巰基苯并噻唑、苯并三唑或其衍生物、I，3，4-硫代二唑聚硫化物、I，3，4-硫代二唑基-2，5-雙二烷基二硫代氨基甲酸酯、2_(烷基二硫代)苯并咪唑以及β-(ο_羧基芐基硫代)丙腈等。
[0039]除了上述，還可包含粘度指數改進劑。可舉出選自各種甲基丙烯酸酷的一種或兩種以上的單體的聚合物或共聚物或其氫化物等所謂的非分散型粘度指數改進劑、或還含有氮化合物的共聚各種甲基丙烯酸酷的所謂分散型粘度指數改進劑、非分散型或分散型乙烯-a-烯烴共聚物(就a-烯烴而言，可列舉丙烯、1-丁稀、1-戊烯等)或其氫化物、聚異丁烯或其氫化物、苯乙烯-二烯共聚物的氫化物、苯乙烯-無水馬來酸酯共聚物以及聚烷基苯乙烯等。這些粘度指數改進劑的分子量需要考慮剪切穩定性而選定。具體地，例如粘度指數改進劑是分散型以及非分散型聚甲基丙烯酸酷時，通常使用數均分子量為5000?1000000、優選為100 000?900,000的粘度指數改進劑;粘度指數改進劑是聚異丁烯或其氫化物時，通常使用數均分子量為800?5，000、優選為1α000-4，000的粘度指數改進劑;粘度指數改進劑是乙烯-烯烴共聚物或其氫化物時，通常使用數均分子量為800?500000、優選為3000?200000的粘度指數改進劑。另外，在這些粘度指數改進劑中，當使用乙烯-α-烯烴共聚物或其氫化物時，可得到剪切穩定性特別好的潤滑油添加劑以及潤滑組合物。能以任意的量含有選自上述粘度指數改進劑中的任意一種或兩種類以上的化合物。
[0040]除了上述，還可包含防腐劑。就防腐劑而言，例如可舉出苯并三唑系、甲苯基三唑系、噻重氮系以及咪唑系化合物等。
[0041]除了上述，還可包含防銹劑。就防銹劑而言，例如可舉出石油磺酸鹽、烷基苯磺酸鹽、二壬基萘磺酸鹽、烯基琥珀酸酯以及多元醇酯等。
[0042]除了上述，還可包含抗乳化劑。就抗乳化劑而言，例如可舉出聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、以及聚氧乙烯烷基蔡基醚等的聚亞烷基二醇系非離子系表面活性劑等。
[0043]上述基礎油沒有特別限制，可使用通常的潤滑油所使用的礦油系基礎油、合成系基礎油。就礦油系基礎油而言，具體地可舉出:對常壓蒸餾原油得到常壓殘油進行減壓蒸餾，得到潤滑油餾分，對潤滑油餾分進行一次以上溶劑脫瀝青、溶劑提取、氫化分解、溶劑脫蠟、氫化精制等處理精制得到的物質；或者，蠟異構化礦油；由異性化GTL WAX(gas-to-liquid rax)的方法制造的基礎油等。就合成系基礎油而言，具體地可列舉:聚丁烯或其氫化物；1-辛烯低聚物、1-癸烯低聚物等的聚-a_烯烴或其氫化物;戊二酸雙十三烷基酷、己二酸雙-2-乙基己酯、己二酸雙異癸酯、己二酸雙十三烷基酯以及癸二酸雙-2-乙基己酯等的雙酯；辛酸三經甲基丙烷酯、壬酸三羥甲基丙烷酯、己酸季戊四醇-2-乙酯以及壬酸季戊四醇酯等的多元醇酯;烷基萘、烷基苯以及芳香族酯等的芳香族系合成油或它們的混合物等。
[0044]在本發明中，可使用上述礦油系基礎油、上述合成系基礎油或選自它們中的兩種或兩種以上的潤滑油的任意混合物等。例如可舉出一種以上的礦油系基礎油、一種以上的合成系基礎油、一種以上的礦油系基礎油和一種以上的合成系基礎油的混合油等。
[0045]本發明的清潔抗磨的潤滑油添加劑，其制備方法即可采用本領域公知或常用的將上述原料混合的方式。
[0046]本發明的潤滑油，包含如上述的潤滑油添加劑。
[0047]實施例1
[0048]本例中，潔抗磨的潤滑油添加劑包含基礎油，以及以基礎油的質量為100 %計，3 %碳化硅纖維增強氮化硅復合材料、20%有機硅改性氟碳樹脂、I %抗氧化劑、I %無灰分散劑、0.2 %金屬鈍化劑、0.5 %降凝劑。
[0049]實施例2
[0050]本例中，潔抗磨的潤滑油添加劑包含基礎油，以及以基礎油的質量為100%計，1 %碳化硅纖維增強氮化硅復合材料、5 %有機硅改性氟碳樹脂、5 %抗氧化劑、5 %無灰分散劑、I %金屬鈍化劑、2 %降凝劑。
[0051 ] 實施例3
[0052]本例中，潔抗磨的潤滑油添加劑包含基礎油，以及以基礎油的質量為100%計，10%碳化硅纖維增強氮化硅復合材料、20%有機硅改性氟碳樹脂、I %抗氧化劑、I %無灰分散劑、I %金屬鈍化劑、2 %降凝劑。
[0053]實施例4
[0054]本例中，潔抗磨的潤滑油添加劑包含基礎油，以及以基礎油的質量為100%計，6%碳化硅纖維增強氮化硅復合材料、12%有機硅改性氟碳樹脂、5%抗氧化劑、5%無灰分散劑、I %金屬鈍化劑、2 %降凝劑。
[0055]實施例5
[0056]本例中，潔抗磨的潤滑油添加劑包含基礎油，以及以基礎油的質量為100%計，6%碳化硅纖維增強氮化硅復合材料、12%有機硅改性氟碳樹脂、3%抗氧化劑、3%無灰分散劑、0.6%金屬鈍化劑、1.2%降凝劑。
[0057]由于本發明中所涉及的各工藝參數的數值范圍在上述實施例中不可能全部體現，但本領域的技術人員完全可以想象到只要落入上述該數值范圍內的任何數值均可實施本發明，當然也包括若干項數值范圍內具體值的任意組合。此處，出于篇幅的考慮，省略了給出某一項或多項數值范圍內具體值的實施例，此不應當視為本發明的技術方案的公開不充分。
[0058]
【申請人】聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細工藝設備和工藝流程，但本發明并不局限于上述詳細工藝設備和工藝流程，即不意味著本發明必須依賴上述詳細工藝設備和工藝流程才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式選擇等，落在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種清潔抗磨的潤滑油添加劑，其特征在于，包含基礎油，以及分散于所述基礎油中的碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料、氟碳樹脂。2.根據權利要求1所述的潤滑油添加劑，其特征在于，所述碳化硅增強陶瓷基復合材料為碳化硅纖維增強氮化硅復合材料、碳化硅纖維增強氧化鋁復合材料、碳化硅增強硅鋁氧氮聚合物復合材料中的一種或至少兩種。3.根據權利要求2所述的潤滑油添加劑，其特征在于，制備所述碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料的原料所包含碳化硅纖維為I?20%，以原料總質量為100%計。4.根據權利要求1所述的潤滑油添加劑，其特征在于，制備所述碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料的原料所包含碳化硅纖維的直徑為0.5?50μπι。5.根據權利要求1所述的潤滑油添加劑，其特征在于，制備所述碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料的原料所包含碳化硅纖維的長度為50?ΙΟΟΟμπι。6.根據權利要求1所述的潤滑油添加劑，其特征在于，所述碳化硅纖維增強陶瓷基復合材料的質量為3?10%，以基礎油的質量為100%計。7.根據權利要求1所述的潤滑油添加劑，其特征在于，所述氟碳樹脂的質量為5?20%，以基礎油的質量為100%計。8.根據權利要求1所述的潤滑油添加劑，其特征在于，所述氟碳樹脂為有機硅改性氟碳樹脂。9.根據權利要求1所述的潤滑油添加劑，其特征在于，還包含抗氧化劑、無灰分散劑、降凝劑、金屬鈍化劑中的一種或至少兩種。10.—種潤滑油，其特征在于，包含如權利要求1所述的潤滑油添加劑。
【文檔編號】C10M169/04GK105886081SQ201610274384
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月27日
【發明人】饒秀琴
【申請人】饒秀琴