纳米颗粒添加剂和含有该纳米颗粒添加剂的润滑剂制剂制造技术

制造润滑剂的自分散氧化铈纳米颗粒添加剂的方法、含有该纳米颗粒的润滑剂组合物和使用该纳米颗粒降低边界摩擦的方法。通过使有机铈盐、脂肪酸和胺的混合物在基本不存在水和有机溶剂的情况下在大约150°至大约250℃的温度下反应的改进的方法，制造该纳米颗粒，该改进包括使反应混合物中大约1:1:1至大约1:2:2摩尔比的有机铈盐、脂肪酸和胺反应以提供包含大约20至大约40重量%在基本有机介质中的纳米颗粒的反应产物。

【技术实现步骤摘要】

本文描述的实施方案涉及制造用于润滑剂用途的纳米颗粒的方法，特别是在全配方润滑剂(fully formulated lubricant applications)用途中提供具有适合摩擦改进和降低磨损的形状和尺寸的氧化铈纳米颗粒的方法。背景和概述 润滑剂可以是液体、糊剂或固体，液体润滑剂用得最多。润滑油可用在汽车发动机、变速箱、轴承、齿轮、工业齿轮和其它机械中以降低摩擦和磨损以及提高燃料经济性。在全配方润滑油中通常存在许多组分，包括但不限于分散剂、清净剂、摩擦改进剂、抗磨剂、抗氧化剂和耐蚀添加剂。对许多润滑剂用途而言，也可以包括粘度指数改进剂作为主要组分。 随着能源耗竭和采用更严厉的环境规章，更加需要提高车辆的燃料经济性和减少车辆废气中的排放物。目前，将有机摩擦改进剂添加到润滑油中以提高燃料经济性。但是，有机摩擦改进剂可实现的燃料经济性水平有限。因此，需要实现燃料经济性的改进的替代方法。提高燃料经济性的一种方法是提供较低粘度级的润滑油。尽管提供较低粘度润滑油可显著提高燃料经济性，但这样的润滑油也可能提高磨损。可以使用抗磨剂，如二烷基二硫代磷酸锌(ZDTP)部分降低磨损。但是，ZDDP含有磷，其分解产物对用于排放控制的汽车催化剂系统具有有害作用。因此，仍然越来越需要降低摩擦和磨损而不会不利地影响排放控制系统和不会进一步耗竭稀有自然资源的方法。就上文而言，本文所述的示例性实施方案提供制造润滑剂的自分散氧化铈纳米颗粒添加剂的方法、含有该纳米颗粒的润滑剂组合物和使用该纳米颗粒降低边界摩擦的方法。通过在一部分反应期间向反应混合物中注入空气的同时，使有机铈盐、脂肪酸和胺在基本不存在水的情况下、在大约150°至大约250°C的温度下反应足以提供纳米颗粒的时间，来制造该纳米颗粒。反应产物包括大约20至大约40重量％在基本有机介质中的纳米颗粒。在另一实施方案中，提供降低与润滑表面相邻的摩擦系数的方法。该方法包括提供一定量的包含分散在含有具有润滑粘性的基础油的全配方润滑剂组合物中的含金属的纳米颗粒的反应产物，并将含有该含金属的纳米颗粒的润滑剂组合物施加到要润滑的表面上。反应产物中的纳米颗粒是自分散的，并且是在不存在溶剂的情况下、在大约150°至大约250°C的温度下反应足以提供纳米颗粒的时间的有机铈盐、脂肪酸和胺的反应混合物的反应产物。该反应产物包括大约20至大约40重量％在基本有机介质中的纳米颗粒。本公开的另一实施方案提供润滑剂组合物，其含有具有润滑粘性的基础油和边界摩擦降低量的的反应产物，该反应产物含有分散在基础油中的含金属的纳米颗粒。通过使有机铈盐、脂肪酸和胺在大约150°至大约250°C的温度下、在不存在溶剂的情况下反应足以提供纳米颗粒的时间，来制造该纳米颗粒。反应产物包括大约20至大约40重量％在基本有机介质中的纳米颗粒。如上简述，本公开的实施方案提供润滑剂用的独特纳米颗粒添加剂和含有该纳米颗粒添加剂的成品润滑剂组合物，其可显著改进该润滑剂组合物的摩擦系数并可降低相对低粘度润滑剂组合物的磨损。含有该纳米颗粒反应产物的添加剂包(additive package)可以与施加到活动部件之间的表面上的油质流体混合。在另一些用途中，可以在全配方润滑剂组合物中提供含有该含金属的纳米颗粒反应产物的添加剂包。本文所述的方法和组合物也适合减少用本文所述的润滑剂组合物润滑的发动机的CO和烃(HC)的排放。公知的是，某些金属可用于改进燃料的燃烧效率。例如，来自该润滑剂的含金属的纳米颗粒可能通过在活塞环周围泄漏而进入燃烧室，由此提供适合改进燃料燃烧的催化剂源而不将金属化合物直接添加到燃料中。可参照下列详述看出本文所述的方法的其它特征和优点，该详述旨在例示示例性实施方案的方面而无意限制本文所述的实施方案。要理解的是上文的一般描述和下列详述仅是示例性和解释性的，并旨在提供所公开和要求保护的实施方案的进一步解释。词组“具有式”对本文所述的纳米颗粒或纳米合金颗粒是非限制性的。该式为简化给出且旨在代表单-、二-、三-、四-和多金属纳米颗粒。 本专利技术包括以下方面 I.降低与润滑表面相邻的摩擦系数的方法，包括提供一定量的包含含金属的纳米颗粒的反应产物，该含金属的纳米颗粒分散在含有具有润滑粘性的基础油的全配方润滑剂组合物中，并将含有该反应产物的润滑剂组合物施加到要润滑的表面，其中该反应产物中的纳米颗粒是自分散的，并包含通过在不存在溶剂的情况下在大约150°至大约250°C的温度下使反应混合物中的有机铈盐、脂肪酸和胺反应的改进方法制成的反应产物，该改进包括使反应混合物中大约1:1:1至大约1:2:2摩尔比的有机铈盐、脂肪酸和胺反应以提供包含大约20至大约40重量％在基本有机介质中的纳米颗粒的反应产物。2.方面I的方法，其中该纳米颗粒选自杆形纳米颗粒、球形纳米颗粒和片形纳米颗粒。3.方面I的方法，其中使反应混合物在选自空气、氧气、氮气和氩气的气氛下反应。4.方面3的方法，其中该气氛包含空气并且将空气传输至反应混合物的表面下。5.方面I的方法，其中该有机铈盐包含乙酸铈(III)。6.方面I的方法，其中该基本有机介质基本不含水并包含酸和胺组分的反应产物。7.方面I的方法，其中该反应混合物基本不含水。8.方面I的方法，其中该全配方润滑剂组合物中含金属的纳米颗粒的量为至多大约5重量％。9.方面I的方法，其中该全配方润滑剂组合物中含金属的纳米颗粒的量为大约O.I至大约2重量％。10.通过使有机铈盐、脂肪酸和胺的混合物在基本不存在水和有机溶剂的情况下在大约150°至大约250°C的温度下反应的改进的方法制造润滑剂的自分散氧化铈纳米颗粒添加剂的方法，该改进包括提供在反应混合物中具有大约1:1:1至大约1:2:2的有机铈盐胺脂肪酸的摩尔比的反应混合物，以提供包含大约20至大约40重量％在基本有机介质中的纳米颗粒的包含纳米颗粒的反应产物。11.方面10的方法，其中在该反应产物中的制成原样的纳米颗粒自分散在润滑剂组合物中。12.方面10的方法，其中该纳米颗粒选自具有大约I至大约50纳米尺寸的杆形纳米颗粒、球形纳米颗粒和片形纳米颗粒。13.方面10的方法，其中该有机铈盐包含乙酸铈(III)。14.方面10的方法，其中该基本有机介质基本不含水并包含该酸和胺组分的反应产物。15.方面10的方法，其中该反应混合物基本不含水。16.方面10的方法，其中该改进进一步包括在一部分反应期间将空气注入该混合 物中。17.润滑剂组合物，其包含至多大约5重量％的通过方面10的方法制成的含金属的纳米颗粒。18.润滑剂组合物，其包含 具有润滑粘性的基础油；和 分散在该基础油中的边界摩擦降低量的包含自分散含金属的纳米颗粒的反应产物，其中通过使在不存在溶剂的情况下在大约150°至大约250°C的温度下反应的有机铈盐、月旨肪酸和胺的混合物反应的改进的方法制造该纳米颗粒，该改进包括使该反应混合物中大约1:1:1至大约1:2:2摩尔比的有机铈盐、脂肪酸和胺反应，以提供包含大约20至大约40重量％在基本有机介质中的纳米颗粒的反应产物。19.方面18的润滑剂组合物，其中该有机铈盐包含乙酸铈(III)。20.方面18的润滑剂组合物，其中该基本有机介质基本不含水并包含该酸和胺组分的反应产物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.02.17 US 13/029,8961.降低与润滑表面相邻的摩擦系数的方法，包括提供一定量的包含含金属的纳米颗粒的反应产物，该含金属的纳米颗粒分散在含有具有润滑粘性的基础油的全配方润滑剂组合物中，并将含有该反应产物的润滑剂组合物施加到要润滑的表面，其中该反应产物中的纳米颗粒是自分散的，并包含通过在不存在溶剂的情况下在大约150°至大约250°C的温度下使反应混合物中的有机铈盐、脂肪酸和胺反应的改进方法制成的反应产物，该改进包括使反应混合物中大约1:1:1至大约1:2:2摩尔比的有机铈盐、脂肪酸和胺反应以提供包含大约20至大约40重量％在基本有机介质中的纳米颗粒的反应产物。2.权利要求I的方法，其中使反应混合物在选自空气、氧气、氮气和氩气的气氛下反应。3.权利要求I的方法，其中该有机铈盐包含乙酸铈(III)。4.权利要求I的方法,其中该基本有机介质基本不含水并包含酸和胺组分的反应产物。5.权利要求I的方法，其中该全配方润滑剂组合物中含金属的纳米颗粒的量为至多大约5重量％。6.通过使有机铈盐、脂肪酸和胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ麦克劳林，N马瑟，
申请(专利权)人：雅富顿公司，
类型：发明
国别省市：