包含納米金剛石的引擎潤滑油添加劑組合物及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及引擎潤滑油添加劑組合物及其制備方法。具體地，設及納米金剛石均 勻地分散于油中的引擎潤滑油添加劑組合物。
【背景技術】
[0002] 引擎潤滑油發(fā)揮如下功能：減少金屬和金屬之間的摩擦，向外部排出在內(nèi)部產(chǎn)生 的熱來使引擎部件冷卻，使在低溫條件下作為主要引擎部件容易起到累的作用，除去有害 殘渣來保持內(nèi)部部件干凈，且在高溫條件下也可W保持穩(wěn)定性，從而有助于改善燃料消耗 率。目P，引擎潤滑油在安裝有內(nèi)燃機的汽車、船舶、飛機等中發(fā)揮潤滑作用、冷卻作用、防腐 蝕作用、清洗作用等功能，從而在內(nèi)燃機的低燃料消耗率等性能發(fā)揮上起到重要的作用。
[0003] 然而，就引擎潤滑油而言，由于污染物質(zhì)堆積于油中，且因在油中發(fā)生的化學變 化，尤其，因生成氧化生成物而容易使其性能劣化。
[0004] 像運樣，污染物質(zhì)堆積于引擎中的主要原因為在引擎工作的過程中未及時提供油 而使金屬與金屬相碰撞，從而發(fā)生磨損。尤其，在引擎啟動時運種磨損發(fā)生的較多，運是由 于上述油包含流動性物質(zhì)，從而在引擎剛剛啟動時未能順利供給油。并且，在引擎處于高溫 狀態(tài)時，油也無法形成圓滑的油膜，從而容易發(fā)生磨損。
[0005] 并且，發(fā)生磨損的上述金屬在油中與其他化學添加劑發(fā)生反應，從而容易氧化或 生成第二氧化生成物，運對引擎造成壞影響。
[0006] 由此，作為用于進一步提高運種引擎潤滑油的性能的方案之一，正在積極進行對 引擎潤滑油添加劑或包含其的引擎潤滑油組合物的研究開發(fā)，最近，正在開發(fā)在引擎潤滑 油中添加納米金剛石來提高耐磨耗性的技術。
[0007] 例如，在韓國登錄特許第10-1205640號中作為利用脂肪酸W疏水性表面處理的 納米金剛石的制備方法及包含其的潤滑油相關發(fā)明，公開了包括如下步驟的、制備W疏水 性表面處理的納米金剛石的結構和由于包含有如此制備的納米金剛石的潤滑油的摩擦系 數(shù)小而使磨損特性優(yōu)秀的效果，具體步驟包括：在油中添加納米金剛石來形成第一混合物 的步驟；在上述第一混合物中添加單不飽和脂肪酸及胺類化合物來形成第二混合物的步 驟；W及通過超聲波處理或利用球磨機來對上述第二混合物進行球磨的步驟。
[000引然而，在上述韓國登錄特許第10-1205640號中存在如下問題，只利用所公開的W疏水性表面處理的納米金剛石粒子的分散穩(wěn)定性，無法在引擎潤滑油中長期穩(wěn)定地具有分 散性。
[0009]由此，本發(fā)明人銳意研究可使親水性的納米金剛石粒子長期穩(wěn)定地分散于油中的 引擎潤滑油添加劑組合物，最終完成了本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 技術問題
[0011] 本發(fā)明的目的在于，提供可使納米金剛石穩(wěn)定地長期分散于引擎潤滑油中的引擎 潤滑油添加劑組合物。
[0012] 并且，本發(fā)明的目的在于，提供可使表面改性成疏水性的納米金剛石的納米金剛 石提高引擎潤滑油的潤滑功能，從而改善燃料消耗率的引擎潤滑油添加劑組合物。
[001引解決問題的手段
[0014] 為了達到上述目的，本發(fā)明的引擎潤滑油添加劑組合物包含：基礎油；表面改性 成疏水性的納米金剛石的納米金剛石；W及作為分散劑的油胺、聚鏈締基班巧酷亞胺及油 酸。
[0015] 上述引擎潤滑油添加劑組合物可使用如下物質(zhì)制備，具體物質(zhì)包含：60~99重量 百分比的基礎油；0.OOl~0. 5重量百分比的表面改性成疏水性的納米金剛石的納米金剛 石；W及作為分散劑的0. 05~10重量百分比的油胺、0.Ol~5重量百分比的聚鏈締基班 巧酷亞胺及0. 5~35重量百分比的油酸。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明再一實施方式，上述表面改性成疏水性的納米金剛石的納米金剛石可 利用包括如下步驟的方法來制備，具體步驟包括：第一步驟，利用選自由鹽酸、硝酸、硫酸及 過氧化氨組成的組中的一種W上的酸來對納米金剛石進行處理；第二步驟，使在上述第一 步驟中進行了酸處理的納米金剛石與選自由氯化亞諷、=氯化憐及五氯化憐組成的組中的 一種W上的酸氯化物發(fā)生反應；W及第=步驟，使在上述第二步驟中取得的納米金剛石與 碳原子數(shù)為16~18的烷基胺發(fā)生反應。
[0017] 上述聚鏈締基班巧酷亞胺優(yōu)選為聚異下締班巧酷亞胺，聚異下締基的數(shù)均分子量 優(yōu)選為300~10000。
[001引并且，根據(jù)本發(fā)明另一實施方式，引擎潤滑油添加劑組合物的制備方法通過如下 的第一步驟、第二步驟及第=步驟制備表面改性成疏水性的納米金剛石的納米金剛石之 后，包括第四步驟及第五步驟，具體如下：第一步驟，利用選自由鹽酸、硝酸、硫酸及過氧化 氨組成的組中的一種W上的酸來對納米金剛石進行處理；第二步驟，使在上述第一步驟中 進行了酸處理的納米金剛石與選自由氯化亞諷、=氯化憐及五氯化憐組成的組中的一種W 上的酸氯化物發(fā)生反應；第=步驟，使在上述第二步驟中取得的納米金剛石與碳原子數(shù)為 16~18的烷基胺發(fā)生反應；第四步驟，混合上述表面改性成疏水性的納米金剛石的納米金 剛石和油胺，并利用超聲波進行分散來取得分散物；第五步驟，將聚鏈締基班巧酷亞胺、油 酸及基礎油放入通過上述第四步驟取得的分散物中，并利用超聲波進行分散。
[0019]W下，進一步詳細察看本發(fā)明的結構。
[0020] 本發(fā)明的引擎潤滑油添加劑組合物包含：a)基礎油；b)表面改性成疏水性的納米 金剛石的納米金剛石；W及C)作為特定分散劑的油胺（Oleylamine)、聚鏈締基班巧酷亞胺 (polyalkenylsuccinimide)及油酉《（oleicacid)。
[0021] 在本發(fā)明中使用的a)基礎油化aseoil)可從通常用作內(nèi)燃機用潤滑油的基礎油 的礦物油或合成油中適當選擇使用，不受特別限制。
[0022] 上述礦物油作為從原油通過真空蒸饋取得的高沸點的油，是經(jīng)過氨化處理等提純 工序除去不飽和雙鍵或環(huán)狀化合物等，并經(jīng)過異構化反應取得的無色透明的油。
[0023] 另一方面，作為合成的基礎油的合成油可例舉聚a締控（PA0，pol廠a-olefin)、 多元醇醋、蠟裂解碳氨化合物等。
[0024] 本發(fā)明中，作為基礎油，還可組合使用上述礦物油及合成油中的一種或兩種W上。
[00巧]上述基礎油在100重量百分比的引擎潤滑油添加劑組合物中，W60~99重量百 分比的范圍使用。
[0026] 本發(fā)明中，W疏水性將作為b)原料的納米金剛石粒子表面改性后使用。
[0027] 本發(fā)明中作為原料使用的納米金剛石粒子利用爆轟法來制備，其平均粒徑為4~ 6nm，在其表面殘留有非結晶性碳化合物，或者被氧化合物或氨化合物包圍，大部分粒子顆 粒凝聚而形成凝聚體。
[002引本發(fā)明中，作為表面改性成疏水性的納米金剛石納米金剛石粒子的方法，首先，對 納米金剛石進行酸處理，來在納米金剛石粒子表面形成簇基（ND-COOH)。在運里，優(yōu)選地，作 為酸混合使用選自由鹽酸、硝酸、硫酸及過氧化氨組成的組中的一種或兩種W上。
[0029] 尤其，優(yōu)選地，在上述納米金剛石粒子表面形成簇基時，混合處理鹽酸、硝酸及過 氧化氨，有助于過氧化氨中所包含的大量的氧形成簇基。此時，若由重量份表示，則就所處 理的酸的混合比率而言，鹽酸：硝酸：過氧化氨優(yōu)選為2~4 : 1 : 1，最優(yōu)選為3 : 1 : 1。
[0030] 其次，使在上述第一步驟中進行了酸處理的納米金剛石與酸氯化物發(fā)生反應，來 用酷基氯（ND-COCl)基取代形成于納米金剛石粒子表面的簇基。作為此時所使用的酸氯化 物，可使用選自由作為無機酸的酸氯化物的氯化亞諷（S0C12)、S氯化憐（PCls)及五氯化憐 (PCls)組成的組中的一種W上，優(yōu)選地，使用氯化亞諷。
[0031] 之后，使生成有酷基氯基的納米金剛石粒子與烷基胺發(fā)生反應，來生成烷基酷胺。 作為上述烷基胺，優(yōu)選地，使用碳原子數(shù)為16~18的烷基胺，即，十六烷基胺、十屯烷基胺 及十八烷基胺，尤其，使用碳原子數(shù)為18的十八烷基胺來生成十八烷基酷胺基，運在與本 發(fā)明的分散劑一同使用時，具有可取得基礎油中的長期的分散穩(wěn)定性的效果。
[0032] 如上所述，十八烷基酷胺基生成在納米金剛石的表面，來使表面改性成疏水性的 納米金剛石的納米金剛石粒子與W疏水性表面改性之前的納米金剛石粒子在基礎油中凝 聚而不分散的情況相比，具有均勻分散的效果。
[0033] 本發(fā)明中，上述表面改性成疏水性的納米金剛石的納米金剛石粒子相對于總100 重量百分比的引擎潤滑油添加劑組合物，優(yōu)選地，使用0.OOl~0. 5重量百分比的量，更為 優(yōu)選地，使用0. 005~0. 1重量百分比的量。
[0034] 當上述納米金剛石粒子的使用量小于0.OOl重量百分比時，難W期待基于納米金 剛石粒子的耐磨耗性的提高效果，當上述納米金剛石粒子的使用量大于0. 5重量百分比 時，用于維持納米金剛石粒子的分散穩(wěn)定性的分散劑的使用量過多而不優(yōu)選。
[0035] 另一方面，確認到僅使表面具有十八烷基酷胺基的納米金剛石粒子分散于引擎潤 滑油時，存在長期的分散穩(wěn)定性不良的問題，本發(fā)明人組合特定分散劑，來完成時間經(jīng)過之 后也可W穩(wěn)定地進行分散的本發(fā)明的引擎潤滑油添加劑組合物。
[0036] 目P，本發(fā)明中，作為C)特定分散劑，組合使用油胺、油酸及班巧酷亞胺類化合物 時，表面具有十八烷基酷胺基的納米金剛石（ND-ODA)粒子可長時間穩(wěn)定地進行分散。
[0037] 本發(fā)明中，作為班巧酷亞胺類化合物，可使用聚異下締班巧酷亞胺 (polyisobuten}dsuccinimide)、嗎嘟丙基聚異下締班巧酷亞胺（mo;rpholinop;rop5d polyisobuten^succinimide)等聚鏈締基班巧酷亞胺，或可使用嗎嘟丙基辛締基班 巧酷亞胺（mo巧holinoprop^OCten^succinimide)、嗎嘟丙基十二締基班巧酷亞胺 (mo;rpholinop;rop5ddodecenylsuccinimide)、二鏈締基班巧酷亞胺等。
[0038] 本發(fā)明中，優(yōu)選地，使用聚鏈締基班巧酷亞胺，更優(yōu)選地，使用具有平均分子量為 300至10000的聚異下締基的聚異下締班巧酷亞胺。
[0039] 如上所述，本發(fā)明的引擎潤滑油添加劑組合物通過如下步驟制備而得，具體如下： 在表面改性成疏水性的納米金剛石的納米金剛石粒子，即ND-ODA粒子中混合油胺，并利用 超聲波分散10分鐘至1小時來取得分散物之后，在上述分散物中放入聚鏈締基班巧酷亞 胺、油酸（oleicacid)及基礎油，并利用超聲波分散2小時~4小時左右。
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