一种聚四氟乙烯纳米润滑添加剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于润滑油技术领域，具体涉及一种聚四氟乙烯纳米润滑添加剂及其制备方法和应用。本发明专利技术通过引入纳米级聚四氟乙烯母液，通过高速乳化作用将聚四氟乙烯与润滑油充分进行剪切、分散、撞击，使其充分混合，得到了具有优异减摩抗磨性能的聚四氟乙烯纳米润滑添加剂。本发明专利技术还提供了包含本发明专利技术的聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的润滑剂，并鉴定了为了实现减摩抗磨性能，本发明专利技术的聚四氟乙烯纳米润滑添加剂在发动机润滑油中的最佳使用浓度。在发动机润滑油中的最佳使用浓度。在发动机润滑油中的最佳使用浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种聚四氟乙烯纳米润滑添加剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于润滑油
，具体涉及一种聚四氟乙烯纳米润滑添加剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]发动机在运行过程中能量损耗主要包括热效率低、摩擦损耗等等。其中70%的摩擦是在发动机冷启动状态下发生的，且随着摩擦的发生，气缸内壁势必会产生一定的划痕或者凹陷，长期使用会出现油耗增高、动力不足等现象，这就对发动机润滑油（即机油）及润滑添加剂提出了更高的要求。
[0003]聚四氟乙烯（PTFE）由于其结构新颖且具有优异的理化性能，作为润滑油的润滑添加剂使用时，在摩擦副的表面能够以纳米颗粒或者纳米膜的形式存在，表现出优异的润滑性能和减摩抗磨性能。但聚四氟乙烯颗粒的粒径大小及分散稳定性差等特性制约了其应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决聚四氟乙烯纳米颗粒在润滑油中分散稳定性差、以及制备过程复杂和耗时长的问题。
[0005]本专利技术还旨在解决发动机冷启动下的干摩擦对气缸内壁的磨损的问题，以及为发动机润滑油提供更加优异的减摩抗磨性能，以对发动机起到长效保护的效果。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术通过引入纳米级聚四氟乙烯母液，通过高速乳化作用将聚四氟乙烯与润滑油充分进行剪切、分散、撞击，使其充分混合，得到了具有优异减摩抗磨性能的有机聚四氟乙烯纳米润滑添加剂。该纳米润滑添加剂在发动机运行过程中能够对气缸内部的划痕及凹陷进行修复，且能够通过化学作用形成化学保护膜，该保护膜可以长期存留在发动机内壁，杜绝了发动机冷启动时的干摩擦的状态。
[0007]具体地，本专利技术提供了一种聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的制备方法，其包括以下步骤：（1）将一定配比的合成润滑油和聚四氟乙烯母液添加到搅拌釜中，其中合成润滑油与聚四氟乙烯母液的质量比例为100:1~4，（2）在惰性气体保护下进行搅拌，以使得合成润滑油与聚四氟乙烯母液均匀混合，（3）利用高速乳化机在55 ℃下对润滑油与聚四氟乙烯母液的混合物进行乳化，持续至少4h，得到所述聚四氟乙烯纳米润滑添加剂。
[0008]进一步地，如本文所用的合成润滑油是由以PAO为基础油调制而成的合成润滑油。本领域技术人员熟知以PAO为基础油调制而成的合成润滑油。
[0009]进一步地，在步骤（1）中，所述合成润滑油（以PAO为基础油调制而成）与聚四氟乙烯母液的质量比例为100:3。
[0010]进一步地，所述惰性气体选自氮气。
[0011]进一步地，在步骤（2）中，所述搅拌在25~55 ℃和200~800 rpm下进行。优选地，所述搅拌在45 ℃下进行。优选地，所述搅拌在600 rpm下进行。
[0012]进一步地，在步骤（2）中，所述搅拌进行5~10分钟。
[0013]本专利技术还提供了一种由本文所述的制备方法制备的聚四氟乙烯纳米润滑添加剂。
[0014]本专利技术还提供了一种包含如本文所述的聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的润滑剂。
[0015]具体地，本专利技术提供了一种润滑剂，其包含发动机润滑油和聚四氟乙烯纳米润滑添加剂，其中所述聚四氟乙烯纳米润滑添加剂通过如上文所述的方法制备，其中所述发动机润滑油选自全合成机油、半合成机油和矿物质机油，其中当所述发动机润滑油为全合成机油时，所述润滑剂中机油与聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的质量比为20
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50:1，并且所述润滑剂在SRV微动摩擦磨损试验机摩擦性能测试中在35
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45 Hz的频率下显示与单独的机油相比降低的摩擦系数，其中当所述发动机润滑油为半合成机油时，所述润滑剂中机油与聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的质量比为50:1，并且所述润滑剂在SRV微动摩擦磨损试验机摩擦性能测试中在25
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35 Hz的频率下显示与单独的机油相比降低的摩擦系数，或者所述润滑剂中机油与聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的质量比为20
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30:1，并且所述润滑剂在SRV微动摩擦磨损试验机摩擦性能测试中在35
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45 Hz的频率下显示与单独的机油相比降低的摩擦系数，其中当所述发动机润滑油为矿物质机油时，所述润滑剂中机油与聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的质量比为10:1，并且所述润滑剂在SRV微动摩擦磨损试验机摩擦性能测试中在25
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45 Hz的频率下显示与单独的机油相比降低的摩擦系数，或者所述润滑剂中机油与聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的质量比为50:1，并且所述润滑剂在SRV微动摩擦磨损试验机摩擦性能测试中在25
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35 Hz的频率下显示与单独的机油相比降低的摩擦系数，或者所述润滑剂中机油与聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的质量比为20
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30:1，并且所述润滑剂在SRV微动摩擦磨损试验机摩擦性能测试中在35
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45 Hz的频率下显示与单独的机油相比降低的摩擦系数。
[0016]更进一步地，本专利技术提供了一种润滑剂，其包含发动机润滑油和聚四氟乙烯纳米润滑添加剂，其中所述聚四氟乙烯纳米润滑添加剂通过如上文所述的方法制备，其中所述发动机润滑油选自全合成机油、半合成机油和矿物质机油，其中所述润滑剂中机油与聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的质量比为20
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30:1，并且所述润滑剂在SRV微动摩擦磨损试验机摩擦性能测试中在35
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45 Hz的频率下显示与单独的机油相比降低的摩擦系数。
[0017]本专利技术的有益效果：本专利技术通过特定的比例、搅拌速度、温度、时长、惰性气体保护等一系列条件制备出具有优异减摩抗磨性能的有机聚四氟乙烯纳米润滑添加剂。聚四氟乙烯纳米颗粒在发动机润滑油中呈球粒状分布且分布均匀，平均粒径为5~20 nm，分布相对分散及均匀。优良的分散稳定性和较小的纳米粒径为发动机润滑油的减摩抗磨性能奠定了良好的结构基础。
[0018]该纳米润滑添加剂能够快速的吸附在发动机的摩擦副的表面，并能够对气缸内部的划痕及凹陷进行修复，使得发动机在运行过程中能够在金属表面形成平滑且致密的保护膜，阻止了摩擦副之间的进一步摩擦，进而达到减摩抗磨的效果，该保护膜会长期存留在发动机气缸内壁，在发动机冷启动时同样能够起到减摩抗磨的效果，一定程度上降低了积碳
的产生。
[0019]本专利技术还研究了本专利技术的纳米润滑添加剂在发动机润滑油中的最佳使用浓度，发现本专利技术的纳米润滑添加剂在不同种类的发动机润滑油中具有不同的适用浓度。
[0020]此外，本专利技术的制备方法的制备过程简单且耗时较短，具备工业上广泛应用的前景。
附图说明
[0021]图1显示了聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的高分辨透射电子显微镜照片（50000x）。
[0022]图2显示了聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的高分辨透射电子显微镜照片（150000x）。
[0023]图3显示了聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的粒径分布图。
[0024]图4显示了包含聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的油样一在25 Hz下的摩擦系数曲线。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种润滑剂，其特征在于，包含发动机润滑油和聚四氟乙烯纳米润滑添加剂，其中所述聚四氟乙烯纳米润滑添加剂通过包括以下步骤的方法制备：（1）将合成润滑油和聚四氟乙烯母液添加到搅拌釜中，其中合成润滑油与聚四氟乙烯母液的质量比例为100:1~4，（2）在惰性气体保护下进行搅拌，以使得合成润滑油与聚四氟乙烯母液均匀混合，（3）利用高速乳化机在55 ℃下对润滑油与聚四氟乙烯母液的混合物进行乳化，持续至少4h，得到所述聚四氟乙烯纳米润滑添加剂，其中所述发动机润滑油选自全合成机油、半合成机油和矿物质机油，其中当所述发动机润滑油为全合成机油时，所述润滑剂中机油与聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的质量比为20
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50:1，并且所述润滑剂在SRV微动摩擦磨损试验机摩擦性能测试中在35
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45 Hz的频率下显示与单独的机油相比降低的摩擦系数，其中当所述发动机润滑油为半合成机油时，所述润滑剂中机油与聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的质量比为50:1，并且所述润滑剂在SRV微动摩擦磨损试验机摩擦性能测试中在25
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35 Hz的频率下显示与单独的机油相比降低的摩擦系数，或者所述润滑剂中机油与聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的质量比为20
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30:1，并且所述润滑剂在SRV微动摩擦磨损试验机摩擦性能测试中在35
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45 Hz的频率下显示与单独的机油相比降低的摩擦系数，其中当所述发动机润滑油为矿物质机油时，所述润滑剂中机油与聚四氟乙烯纳米润滑添加剂的质量比为10:1，并且所述润滑剂在SR...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩俭，王晓圳，国斌，薛飞，韩泽瑀，宫奎亮，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所淄博高端合成润滑材料创新中心，
类型：发明
国别省市：