專利名稱：：一種含有高分散富勒烯C₆₀的潤(rùn)滑油的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種含有高分散富勒烯(c6Q)的潤(rùn)滑油的制備方法。
背景技術(shù)：
：富勒烯是20世紀(jì)80年代發(fā)現(xiàn)的一類新型球狀分子，是繼石墨、金剛石之后，人們發(fā)現(xiàn)的第三種碳元素存在的晶體形態(tài)。其分子式為Cn，目前已知n最大可為540，稱之為富勒烯族。在種類繁多的富勒烯族中，由于C60的結(jié)構(gòu)特殊，并具有奇特的物理、化學(xué)性質(zhì)，C60及其化合物的研究已成為當(dāng)前世界各國(guó)科學(xué)家研究的熱點(diǎn)之一。由于C6。的球形結(jié)構(gòu)、強(qiáng)的抗壓能力、高的顯微硬度、良好的熱穩(wěn)定性，同時(shí)由于C6。分子間的易滑移性推測(cè)其可能具有"分子滾動(dòng)"效應(yīng)，從而值得在微觀摩擦學(xué)中加以利用。理論模型研究也發(fā)現(xiàn)在低壓下，C60能夠在石墨表面間或鉆石表面間發(fā)生滾動(dòng)。C60的全氟化物被視為有作為"分子滾珠"高級(jí)潤(rùn)滑劑的使用前景。因此，不管在低壓或高壓情況下，C60都應(yīng)該是一個(gè)很好的固體潤(rùn)滑劑。目前，國(guó)內(nèi)外已有一些對(duì)于C60改性流體潤(rùn)滑體系的研究。研究者發(fā)現(xiàn)在潤(rùn)滑油中加入C6o/C70能夠提高油的極壓性和潤(rùn)滑性，并且可以減小摩擦系數(shù)和磨損量。但是由于C60為納米尺寸，極易團(tuán)聚，采用簡(jiǎn)單的機(jī)械分散不能達(dá)到很好的效果，限制了C60自潤(rùn)滑作用的發(fā)揮。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種含有高分散富勒烯C6Q的潤(rùn)滑油的制備方法。本發(fā)明提出的含有高分散富勒烯Qo的潤(rùn)滑油的制備方法，首先將長(zhǎng)鏈脂肪酸酰氯化，利用酰氯基團(tuán)的活性與金屬疊氮化合物反應(yīng)，獲得端基疊氮化長(zhǎng)鏈脂肪酸衍生物。利用疊氮基團(tuán)與C60反應(yīng)，將端基疊氮化長(zhǎng)鏈脂肪酸衍生物以共價(jià)鍵的形式連接到C60表面，制備得到長(zhǎng)鏈脂肪酸修飾的C6o。最后將長(zhǎng)鏈脂肪酸修飾的C60按一定配比分別加入到潤(rùn)滑油中，超聲波分散即可。本發(fā)明提出的含有高分散富勒烯C6o的潤(rùn)滑油的制備方法，具體步驟如下(l)制備端基疊氮化的長(zhǎng)鏈脂肪酸衍生物稱取長(zhǎng)鏈脂肪酸置于單頸瓶?jī)?nèi)，將體系反應(yīng)溫度調(diào)至4065'C，滴加與長(zhǎng)鏈脂肪酸摩爾比為1:1-1:2.5的鹵化亞砜，磁力攪拌并保溫1~24h，減壓蒸餾出多余的鹵化亞砜，得到脂肪酰鹵；將脂肪酰鹵溶于丙酮配成0.1lg/ml的溶液，金屬疊氮化合物溶于水配成0.010.1g/ml的溶液，在02(TC溫度下，將脂肪酰鹵的丙酮溶液滴入金屬疊氮化合物的水溶液中，脂肪酰鹵與金屬疊氮化合物摩爾比為1:11:5，然后在01(TC溫度下反應(yīng)110h，抽濾出白色固體，用蒸餾水反復(fù)潤(rùn)洗，真空25'C烘干，得到端基疊氮化的長(zhǎng)鏈脂肪酸衍生物；(2)制備長(zhǎng)鏈脂肪酸修飾C6。(長(zhǎng)鏈脂肪酸-C6o):將富勒烯Qo加入高沸點(diǎn)溶劑配成0.1-5g/1的溶液，加入反應(yīng)瓶中，超聲波分散O.l-lh，加入與富勒烯C6o摩爾比1:1-1:10的步驟(l)所得端基疊氮化長(zhǎng)鏈脂肪酸衍生物，在氮?dú)鈿夥障?，?20160。C溫度下反應(yīng)12~60h，過濾，用無水乙醇反復(fù)洗漆，真空50。C烘干，得到長(zhǎng)鏈脂肪酸修飾C60(長(zhǎng)鏈脂肪酸-C60);(3)制備具有良好潤(rùn)滑性能的液體潤(rùn)滑油將步驟(2)所得長(zhǎng)鏈脂肪酸修飾C6o按質(zhì)量濃度為0.001~lg/L的比例加入到潤(rùn)滑油中，超聲波分散1~100h，即可。本發(fā)明中，步驟(l)中所述長(zhǎng)鏈脂肪酸為癸酸、H"^—酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、二十酸、二十二酸或二十八酸等中任一種。本發(fā)明中，步驟(l)中所述鹵化亞砜為氯化亞砜或溴化亞砜等中任一種。本發(fā)明中，步驟(2)中所述金屬疊氮化合物為疊氮鋰、疊氮鈉或疊氮鉀等中任一種。本發(fā)明中，步驟(2)中所述高沸點(diǎn)溶劑為1,2-二氯苯、氯苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、環(huán)己酮、環(huán)己醇、二甲亞砜、N,N-二甲基苯胺、N,N'-二甲基甲酰胺、N,N'-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或喹啉等中任一種。本發(fā)明的有益效果在于對(duì)C60修飾上長(zhǎng)鏈脂肪酸，利用長(zhǎng)鏈脂肪酸與潤(rùn)滑油分子結(jié)構(gòu)上的相似相溶的性質(zhì)使C6()良好分散，充分發(fā)揮C60的自潤(rùn)滑作用，最終得到潤(rùn)滑性能優(yōu)良的潤(rùn)滑油。具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例l:第一步端基疊氮化的十六酸衍生物的制備稱取2.56g(0.01mol)的十六酸置于單頸瓶，將體系反應(yīng)溫度調(diào)至45°C，緩慢滴加2.4g氯化亞砜，磁力攪拌并保溫12h，減壓蒸餾出多余的氯化亞砜，得到十六酰氯。將4g十六酰氯溶于25ml丙酮，將3g疊氮鈉溶于75ml水。在5'C下，將十六酰氯的丙酮溶液緩慢滴加入疊氮鈉的水溶液，在10。C下反應(yīng)6h，抽濾出白色固體，用蒸餾水反復(fù)潤(rùn)洗，真空25'C烘干，得到端基疊氮化的十六酸衍生物。第二步制備十六酸修飾的C60(十六酸-<:60):稱取250mgC6o加入到lOOmlN,N'-二甲基甲酰胺中，超聲波分散lh。加入0.97g端基疊氮化的十六酸衍生物，完全溶解后，充氮?dú)?，?30'C下反應(yīng)24h，過濾，用無水乙醇反復(fù)洗滌，真空50。C烘干，得到十六酸修飾的C6Q(十六酸-C60)。第三步制備具有良好潤(rùn)滑性能的液體潤(rùn)滑體系稱取0.1g上述十六酸-C6o加入到1L潤(rùn)滑油中，超聲波分散lh。該潤(rùn)滑油的摩擦性能見表1中實(shí)施例1。實(shí)施例2:第一步端基疊氮化的十八酸衍生物的制備稱取2.84g(0.01mol)的十八酸置于單頸瓶，將體系反應(yīng)溫度調(diào)至45°C，緩慢滴加2.4g氯化亞砜，磁力攪拌并保溫12h，減壓蒸餾出多余的氯化亞砜，得到十八酰氯。將4g十八酰氯溶于25ml丙酮，將3g疊氮鈉溶于75ml水。在5"C下，將十八酰氯的丙酮溶液緩慢滴加入疊氮鈉的水溶液，在10'C下反應(yīng)6h，抽濾出白色固體，用蒸餾水反復(fù)潤(rùn)洗，真空25t:烘干，得到端基疊氮化的十八酸衍生物。第二步制備十八酸修飾的C6C(十八酸-C60):稱取250mgC6o加入到100mlN,N'-二甲基甲酰胺中，超聲分散0.5h。加入1.07g端基疊氮化的十八酸衍生物，完全溶解后，充氮?dú)?，?30。C下反應(yīng)24h，過濾，用無水乙醇反復(fù)洗滌，真空50'C烘干，得到十八酸修飾的C6Q(十八酸-Cso)。第三步制備具有良好潤(rùn)滑性能的流體潤(rùn)滑體系稱取0.1g上述十八酸-C6o加入到1L潤(rùn)滑油中，超聲分散lh。該潤(rùn)滑油的摩擦性能見表1中實(shí)施例2。實(shí)施例3:第一步端基疊氮化的二十酸衍生物的制備稱取3.12g(0.01mol)的二十酸置于單頸瓶，將體系反應(yīng)溫度調(diào)至55°C，緩慢滴加3g溴化亞砜，磁力攪拌并保溫12h，減壓蒸餾出多余的溴化亞砜，得到二十酰溴。將4g二十酰溴溶于30ml丙酮，將3g疊氮鉀溶于60ml水。在5'C下，將二十酰溴的丙酮溶液緩慢滴加入疊氮鉀的水溶液，在10。C下反應(yīng)10h，抽濾出白色固體，用蒸餾水反復(fù)潤(rùn)洗，真空25'C烘干，得到端基疊氮化的二十酸衍生物。第二步制備二十酸修飾的C60(二十酸-C60):稱取250mgC6o加入到100mlN,N'-二甲基甲酰胺中，超聲分散0.3h。加入5.85g端基疊氮化的二十酸衍生物，完全溶解后，充氮?dú)?，?30。C下反應(yīng)48h，過濾，用無水乙醇反復(fù)洗滌，真空5(TC烘干，得到二十酸修飾的C6Q(二十酸-C60)。第三步制備具有良好潤(rùn)滑性能的液體潤(rùn)滑體系稱取0.1g上述二十酸-C6o加入到1L潤(rùn)滑油中，超聲分散lh。該潤(rùn)滑油的摩擦性能見表1中實(shí)施例3。實(shí)施例4:第一步端基疊氮化的二十二酸衍生物的制備稱取3.4g(0.01mol)的二十二酸置于單頸瓶，將體系反應(yīng)溫度調(diào)至55°C，緩慢滴加3g溴化亞砜，磁力攪拌并保溫12h,減壓蒸餾出多余的溴化亞砜，得到二十二酰溴。將4g二十二酰溴溶于30ml丙酮，將3g疊氮鉀溶于60ml水。在5'C下，將二十二酰溴的丙酮溶液緩慢滴加入疊氮鉀的水溶液，在10'C下反應(yīng)10h，抽濾出白色固體，用蒸餾水反復(fù)潤(rùn)洗，真空25'C烘干，得到端基疊氮化的二十二酸衍生物。第二步制備二十二酸修飾的C6()(二十二酸-C60):稱取250mgC6o加入到100mlN,N'-二甲基甲酰胺中，超聲分散lh。加入6.37g端基疊氮化的二十二酸衍生物，完全溶解后，充氮?dú)?，?30'C下反應(yīng)48h，過濾，用無水乙醇反復(fù)洗滌，真空5(TC烘干，得到二十二酸修飾的C6。(二十二酸-C6Q)。第三步制備具有良好潤(rùn)滑性能的液體潤(rùn)滑體系稱取0.1g上述二十二酸-C6o加入到1L潤(rùn)滑油中，超聲分散lh。該潤(rùn)滑油的摩擦性能見表1中實(shí)施例4。比較例l:以1L純潤(rùn)滑油作為比較例1。該潤(rùn)滑油的摩擦性能見表1中比較例1。比較例2:稱取O.lg未修飾的C6o加入到1L潤(rùn)滑油中，超聲分散lh。該潤(rùn)滑油的摩擦性能見表1中比較例2。表l潤(rùn)滑油的摩擦系數(shù)比較<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種含有高分散富勒烯C60的潤(rùn)滑油的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)制備端基疊氮化的長(zhǎng)鏈脂肪酸衍生物稱取長(zhǎng)鏈脂肪酸置于單頸瓶?jī)?nèi)，將體系反應(yīng)溫度調(diào)至40～65℃，滴加與長(zhǎng)鏈脂肪酸摩爾比為1∶1～1∶2.5的鹵化亞砜，磁力攪拌并保溫1～24h，減壓蒸餾出多余的鹵化亞砜，得到脂肪酰鹵；將脂肪酰鹵溶于丙酮配成0.1～1g/ml的溶液，金屬疊氮化合物溶于水配成0.01～0.1g/ml的溶液，在0～20℃溫度下，將脂肪酰鹵的丙酮溶液滴入金屬疊氮化合物的水溶液中，脂肪酰鹵與金屬疊氮化合物摩爾比為1∶1～1∶5，然后在0～10℃溫度下反應(yīng)1～10h，抽濾出白色固體，用蒸餾水反復(fù)潤(rùn)洗，真空25℃烘干，得到端基疊氮化的長(zhǎng)鏈脂肪酸衍生物；(2)制備長(zhǎng)鏈脂肪酸修飾C60將富勒烯C60加入高沸點(diǎn)溶劑配成0.1～5g/l的溶液，加入反應(yīng)瓶中，超聲波分散0.1～1h，加入與富勒烯C60摩爾比1∶1～1∶10的步驟(1)所得端基疊氮化長(zhǎng)鏈脂肪酸衍生物，在氮?dú)鈿夥障拢?20～160℃溫度下反應(yīng)12～60h，過濾，用無水乙醇反復(fù)洗滌，真空50℃烘干，得到長(zhǎng)鏈脂肪酸修飾C60；(3)制備具有良好潤(rùn)滑性能的液體潤(rùn)滑油將步驟(2)所得長(zhǎng)鏈脂肪酸修飾C60按質(zhì)量濃度為0.001～1g/L的比例加入到潤(rùn)滑油中，超聲波分散1～100h，即可。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的含有高分散富勒烯C6o的潤(rùn)滑油的制備方法，其特征在于步驟(l)中所述長(zhǎng)鏈脂肪酸為癸酸、十一酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸、二十酸、二十二酸或二十八酸中任一種。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的含有高分散富勒烯C6o的潤(rùn)滑油的制備方法，其特征在于步驟(l)中所述鹵化亞砜為氯化亞砜或溴化亞砜中任一種。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的含有高分散富勒烯C6o的潤(rùn)滑油的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述金屬疊氮化合物為疊氮鋰、疊氮鈉或疊氮鉀中任一種。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的含有高分散富勒烯C6o的潤(rùn)滑油的制備方法，其特征在于步驟(2)中所述高沸點(diǎn)溶劑為1,2-二氯苯、氯苯、對(duì)二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、環(huán)己酮、環(huán)己醇、二甲亞砜、N，N-二甲基苯胺、N,N，-二甲基甲酰胺、N,N，-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或喹啉中任一種。全文摘要本發(fā)明屬于材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種含有高分散富勒烯(C₆₀)的潤(rùn)滑油的制備方法。具體步驟是首先將長(zhǎng)鏈脂肪酸酰鹵化，利用酰鹵基團(tuán)的活性與金屬疊氮化合物反應(yīng)，獲得端基疊氮化的長(zhǎng)鏈脂肪酸衍生物。然后利用疊氮基團(tuán)與C₆₀反應(yīng)，將端基疊氮化長(zhǎng)鏈脂肪酸衍生物以共價(jià)鍵的形式連接到C₆₀表面，制備得到長(zhǎng)鏈脂肪酸修飾的C₆₀。最后將長(zhǎng)鏈脂肪酸修飾的C₆₀按一定配比分別加入到潤(rùn)滑油中，超聲分散。利用長(zhǎng)鏈脂肪酸與潤(rùn)滑油分子相似相溶的性質(zhì)使C₆₀良好分散，充分發(fā)揮C₆₀的自潤(rùn)滑作用，最終得到潤(rùn)滑性能優(yōu)良的潤(rùn)滑油。文檔編號(hào)C10M107/02GK101475866SQ20091004501公開日2009年7月8日申請(qǐng)日期2009年1月8日優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日發(fā)明者琳劉,張學(xué)文,思程申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)