一种有机碳纳米球润滑油添加剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110317659A(43)申请公布日2019.10.11(21)申请号201910654625.2B82Y30/00(2011.01)(22)申请日2019.07.19B82Y40/00(2011.01)C10N30/06(2006.01)(71)申请人西北工业大学C10N40/04(2006.01)地址710072陕西省西安市友谊西路127号西北工业大学(72)发明人叶谦刘沙刘淑娟刘维民(74)专利代理机构西安铭泽知识产权代理事务所(普通合伙)61223代理人李振瑞(51)Int.Cl.C10M125/02(2006.01)C10M125/20(2006.01)C10M125/22(2006.01)C10M125/24(2006.01)C10M169/04(2006.01)权利要求书1页说明书12页附图5页(54)发明名称一种有机碳纳米球润滑油添加剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供一种有机碳纳米球润滑油添加剂及其制备方法和应用，包括如下步骤：S1、将反应单体溶于反应溶剂中，充分混合后，置于0～90℃温度下，反应3～12h，得到聚合物的有机碳前驱体；其中，所述反应单体为能够聚合成超交联的π键共轭聚合物的小分子化合物；S2、将步骤S1得到的有机碳前驱体与掺杂源均置于管式炉中进行掺杂碳化，得到含有掺杂源的有机碳纳米球；其中，所述掺杂源为N源、S源、P源中的一种或多种。通过合成有机碳源和简单的碳化掺杂N、S、P元素的方法，可显著提高碳纳米球添加剂在基础油中的分散稳定性，且通过N、S、P掺杂提高高载荷下的耐磨性能。CN110317659ACN110317659A权利要求书1/1页1.一种有机碳纳米球润滑油添加剂，其特征在于，包括有机碳纳米球以及通过碳化掺杂在所述有机碳纳米球上的掺杂元素，所述掺杂元素为N、S、P元素中的一种或多种，所述掺杂元素在所述添加剂中的质量百分比为12.1％～31.0％。2.根据权利要求1所述的有机碳纳米球润滑油添加剂，其特征在于，所述添加剂的粒径为110nm～121nm。3.一种有机碳纳米球润滑油添加剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将反应单体溶于反应溶剂中，充分混合后，置于0～90℃下反应3～12h，得到聚合物的有机碳前驱体；其中，所述反应单体为能够聚合成超交联的π键共轭聚合物的小分子化合物；S2、将步骤S1得到的有机碳前驱体与掺杂源均置于管式炉中进行掺杂碳化，得到含有掺杂源的有机碳纳米球；其中，所述掺杂源为N源、S源、P源中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述反应单体为苯胺、吡咯、噻吩、噻唑、苯乙烯中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述反应溶剂为去离子水与乙腈的混合液；其中，去离子水与乙腈的体积比为1～3:1。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述N源为次磷酸铵、铵盐、氨水、氨气、氮气中的一种或多种；所述S源为硫片、硫脲、硫化氢气体中的一种或多种；所述P源为次磷酸铵、白磷、红磷中的一种或多种。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，掺杂碳化的温度为300～500℃，掺杂碳化的升温速率为2～10℃/min，掺杂碳化的保温时间为3～5h。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述掺杂源包括气体掺杂源及非气体掺杂源，所述有机碳前驱体与气体掺杂源以及非气体掺杂源的用量比值为1g：200～600ml/min：0～25g。9.一种根据权利要求1所述的有机碳纳米球润滑油添加剂在润滑油中的应用。10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述润滑油为500SN、PAO、PEG、A51中的一种，所述有机碳纳米球润滑油添加剂在润滑油中的添加量为0.2wt％～5wt％。2CN110317659A说明书1/12页一种有机碳纳米球润滑油添加剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及润滑油添加剂的制备技术领域，具体涉及一种N、S、P元素掺杂的有机碳纳米球润滑油添加剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]近些年来，摩擦和磨损仍然是传动设备疲劳断裂以及机械能耗的主要原因，传统的润滑油脂已经越来越不能满足苛刻的传动工况。提高机械系统的润滑性和抗磨损性能对于工业化发展至关重要。现如今，除了合成润滑油外，优化机械摩擦条件在很大程度上取决于润滑油添加剂的性能。碳材料自古就有较好的润滑和自润滑性能，类似富勒烯、碳纳米管、石墨烯、金刚石等纳米碳材料也已经广泛的用作基础油的添加剂以改善润滑工况。这些传统的无机碳材料在基础润滑油中的团聚沉淀现象都比较严重，而在高载体系中，这些碳纳米添加剂容易爬移，无法有