本发明专利技术涉及一种碳纳米管/零维纳米材料复合材料，其特征在于，碳纳米管和零维纳米材料分别经油性分散剂改性后得到改性碳纳米管和改性零维纳米材料，在改性碳纳米管上负载改性零维纳米材料后得到所述碳纳米管/零维纳米材料复合材料。本发明专利技术所得碳纳米管/零维纳米材料复合材料可作为润滑抗磨剂，添加到润滑油中，可有效改善润滑油的抗磨性能，且本发明专利技术所述方法成本较低，操作简单，高效环保，具有广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
碳纳米管/零维纳米材料复合材料及其制法和应用
本专利技术涉及材料领域，主要涉及抗磨材料领域，具体涉及一种碳纳米管/零维纳米材料复合材料及其制法和应用。
技术介绍
在润滑油中添加特定的无机纳米材料可以极大的提升润滑油的润滑抗磨效果。常用的纳米润滑添加材料包括金属及金属氧化物纳米颗粒、陶瓷纳米颗粒、稀土化合物纳米颗粒、碳纳米材料，以及其他无机非金属纳米材料等。将这些纳米材料均匀稳定的分散到油相中都可以不同程度的提高润滑油的润滑抗磨效果。ZL201410382805.7专利技术了一种将二维纳米材料，如磷酸锆纳米片与零维纳米颗粒，如铜纳米颗粒通过协同分散混合的方法，极大的提高了二者在油相中的分散性，制备了不同结构纳米材料的二元润滑体系，并极大的提高了纳米润滑油的润滑抗磨效果。申请号为201410345812.X的专利技术专利公开了一种极压抗磨剂，包括硅粉1-10％、氧化镁0.5-5％、铝粉20-70％、磷酸酯0.5-5％、镍粉0.1-1％、二卞二硫0.1-1％、环烷酸钼1-5％和二硫化钥5-10％，可增加零件表面的硬度，提高耐磨性，延长摩擦零件的工作寿命。申请号为201510508363.0的专利技术专利公开了一种发动机油抗磨剂，有基础油、抗氧剂、清净剂、分散剂、极压抗磨剂、锈蚀抑制剂、降凝剂、金属减活剂、纳米锌、二硫化钨组成，所述极压抗磨剂为硫代磷酸三苯酯。此抗磨剂能充分发挥润滑油的全面功效，对机械设备的老化磨损有很强的修复作用。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：目前润滑油抗磨剂仍存在絮凝或沉淀的现象，且成本较高，润滑油的抗磨性能还有待提高。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种将一维纳米材料碳纳米管与零维纳米颗粒复合，制备纳米润滑抗磨剂及纳米润滑油的方法，通过摩擦测试发现，这种同时包含一维与零维纳米材料的结构复合型纳米润滑油的效果要好于每个单独使用的纳米材料。具体来说，针对现有技术的不足，本专利技术提供了如下技术方案：一种碳纳米管/零维纳米材料复合材料，其特征在于，碳纳米管和零维纳米材料分别经油性分散剂改性后得到改性碳纳米管和改性零维纳米材料，在改性碳纳米管上负载改性零维纳米材料后得到所述碳纳米管/零维纳米材料复合材料。优选的，上述复合材料中，所述油性分散剂选自脂肪伯胺或聚醚胺。优选的，上述复合材料中，所述零维纳米材料选自金属或金属化合物，所述金属选自镁、铝和位于元素周期表第4周期和第5周期且属于IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIII、IIIA、IVA族中的一种或两种以上金属元素，优选选自铜、锌、镁、铝、钛、锆、锡、铁中的一种或两种以上；所述金属化合物为一种或两种以上的上述金属的氧化物。其中，所述金属化合物选自氧化锆、氧化铜、氧化钛或氧化铝的一种或两种以上。优选的，上述复合材料中，所述碳纳米管与油性分散剂总量的质量比为(0.5-2.5)：20，优选为(0.5-2):20。优选的，上述复合材料中，所述零维纳米材料与油性分散剂总量的质量比为(1-10)：20，优选为(1-5)：20。优选的，上述复合材料中，碳纳米管与零维纳米材料的总量与油性分散剂的质量比为(2-6)：20，更优选的，碳纳米管与零维纳米材料的总量与油性分散剂的质量比为(3.5-6)：20。优选的，上述复合材料中，零维纳米材料与碳纳米管的质量比为(1-10)：1，更优选的，零维纳米材料与碳纳米管的质量比为(3-6)：1。优选的，碳纳米管：零维纳米材料：分散剂＝1:3:20。优选的，上述复合材料中，所述碳纳米管的长度为10nm–10μm，直径为2nm-50nm。优选的，上述复合材料中，所述零维纳米材料的粒径为10nm-10μm。优选的，上述复合材料中，所述脂肪伯胺主链包含碳链长度为C6-C22的饱和烃基或C6-C22不饱和烃基的伯胺，优选的，所述不饱和烃基为烯烃基。优选的，上述复合材料中，所述烯烃基中碳碳双键的个数为1-4个。优选的，所述伯胺的碳链长度优选为C12-C20。更优选的，所述伯胺的碳链长度为C18，所述伯胺为油胺，即9-十八烯胺。优选的，上述复合材料中，所述聚醚胺主链为聚醚结构，末端含有胺基官能团；优选的，所述聚醚胺中醚基的数量为5-100个优选的，上述复合材料中，所述复合材料由包含下述步骤的方法制备得到：(1)将碳纳米管与油性分散剂混合，反应后得到改性碳纳米管；(2)将零维纳米材料与油性分散剂混合，反应后得到改性零维纳米材料；(3)将所述改性碳纳米管和所述改性零维纳米材料混合后，得到所述碳纳米管/零维纳米材料复合材料。本专利技术还提供一种复合纳米润滑油，其特征在于，包括上述碳纳米管/零维纳米材料复合材料和润滑油。优选的，上述复合纳米润滑油中，所述复合材料与润滑油的质量比为(0.5-5)：100，优选为(0.5-3)：100。优选的，所述复合材料与润滑油的质量比为(1.0-3)：100，更优选为3:100。优选的，上述复合纳米润滑油中，所述复合纳米润滑油的摩擦系数为0.15-0.4，优选为0.2-0.3，磨斑直径为1.0-3.0，优选为1.0-2.0。本专利技术还提供上述碳纳米管/零维纳米材料复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)将碳纳米管与油性分散剂混合，反应后得到改性碳纳米管；(2)将零维纳米材料与油性分散剂混合，反应后得到改性零维纳米材料；(3)将所述改性碳纳米管和所述改性零维纳米材料混合后，得到所述碳纳米管/零维纳米材料复合材料。优选的，上述制备方法中，步骤(1)中，碳纳米管与油性分散剂的质量比为1:(0.01-50)，优选为1：(2-20)。优选的，上述制备方法中，步骤(2)中，零维纳米材料与油性分散剂的质量比为1:(0.1-50)，优选为1：(1-10)。优选的，上述制备方法中，步骤(3)中，将所述改性碳纳米管和所述改性零维纳米材料混合后，还包括球磨的过程。本专利技术还提供上述复合纳米润滑油的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：将上述碳纳米管/零维纳米材料复合材料加入润滑油中，得到复合纳米润滑油。本专利技术还提供上述碳纳米管/零维纳米材料复合材料或上述复合纳米润滑油在润滑油领域的应用。本专利技术中，所述零维纳米材料指的是三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)的颗粒。本专利技术的优点是：本专利技术所得碳纳米管/零维纳米材料复合材料可作为润滑抗磨剂，添加到润滑油中，可有效改善润滑油的抗磨性能，且本专利技术所述方法成本较低，操作简单，高效环保，具有广泛的应用前景。附图说明图1为实施例1所得氧化锆的透射电子显微镜图。图2为实施例1所用多壁碳纳米管的透射电子显微镜图。具体实施方式鉴于目前润滑油的抗磨性能还有待提高，本专利技术提供一种碳纳米管/零维纳米材料复合材料以及包含此材料的复合润滑油，将碳纳米管和氧化锆分别用油性分散剂改性后，再将改性氧化锆负载于改性碳纳米管上，制得复合材料，将此材料加入润滑油中，可极大改善润滑油的抗磨性能。一种优选的实施方式中，本专利技术所述复合材料的制备方法为：将碳纳米管与氧化锆纳米颗粒分别加入油胺中，搅拌混合后置于球磨机中研磨30min后取出，得到碳纳米管-氧化锆纳米润滑抗磨剂。其中：碳纳米管与氧化锆纳米颗粒的质量比例为1:(1-5)，优选为1:3。一维纳米材料：碳纳米管：单壁碳纳米管或多壁碳纳米管及本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种碳纳米管/零维纳米材料复合材料，其特征在于，碳纳米管和零维纳米材料分别经油性分散剂改性后得到改性碳纳米管和改性零维纳米材料，在改性碳纳米管上负载改性零维纳米材料后得到所述碳纳米管/零维纳米材料复合材料。
【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管/零维纳米材料复合材料，其特征在于，碳纳米管和零维纳米材料分别经油性分散剂改性后得到改性碳纳米管和改性零维纳米材料，在改性碳纳米管上负载改性零维纳米材料后得到所述碳纳米管/零维纳米材料复合材料。2.根据权利要求1所述复合材料，其中，所述油性分散剂选自脂肪伯胺或聚醚胺。3.根据权利要求1或2所述复合材料，其中，所述零维纳米材料选自金属或金属化合物，所述金属选自镁、铝和位于元素周期表第4周期和第5周期且属于IB、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIB、VIII、IIIA、IVA族中的一种或两种以上金属元素，优选选自铜、锌、镁、铝、钛、锆、锡、铁中的一种或两种以上；所述金属化合物为一种或两种以上的上述金属的氧化物。4.根据权利要求1-3任一项所述复合材料，其中，所述碳纳米管与油性分散剂总量的质量比为(0.5-2.5)：20，优选为(0.5-2):20。5.根据权利要求1-4任一项所述复合材料，其中，所述零维纳米材料与油性分散剂总量的质量比为(1-10)：20，优选为(1-5)：20。6.根据权利要求1-5任一项所述复合材料，其中，所述碳纳米管的长度为10nm–10μm，直径为2nm-50nm。7.根据权利要求1-6任一项所述复合材料，其中，所述零维纳米材料的粒径为10nm-10μm。8.根据权利要求2-6任一项所述复合材料，其中，所述脂肪伯胺主链包含碳链长度为C6-C22的饱和烃基或C6-C22不饱和烃基，所述不饱和...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙大陟，张至，
申请(专利权)人：包头协同纳米新材科技有限公司，北京大学包头创新研究院，
类型：发明
国别省市：内蒙古,15
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