专利名称：纳米镁化合物油溶性材料及其制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及到纳米新材料技术领域。
纳米材料领域是在二十世纪八十年代开始开发的新材料领域。由于纳米材料独特的超微细结构，使其独具特性，可广泛用于航空航天、电子电器、交通能源、汽车、机械、通讯、化工、建材、医药等工业部门及军事领域。我国在纳米新材料领域的研发是从二十世纪九十年代开始的，目前已取得一些成绩，在一些著名研究院、所及高校，相继成立了研发中心和专业生产厂，使纳米材料在上述领域有了某些初步应用。但总的研发水平不如欧美发达国家。然而，作为液态纳米镁化合物油溶性材料，仍是空白。据有关资料分析，国内外研究的纳米级产品，都是固体粉末状的物质。而这些固体物质在应用中都存在添加和分散上的困难，因此限制了固体纳米物质的应用。
本发明的目的就是要提供一种使用面广、效率高、性能好的纳米级镁化合物油溶性材料及其制备方法。它成功地解决了纳米物质应用中添加和分散的两大关键技术。经反复研究和应用试验，证明本发明是一种纳米级液体状油溶性多功能添加剂材料，能广泛用于重(渣)油、汽柴煤油、润滑油以及高分子材料中，以改正燃油结构、改变润滑油润滑特性和高分子材料的性能，进而实现发动机、汽车、燃机、船舶、锅炉等动力设备的防腐与节能，以及交通运输设备的高效、节能与环保，从根本上提高经济效益和社会效益。
本发明重要技术特征之一就是成功地解决了纳米添加与分散这两个关键性技术难题，在理论上提出了非极性介质中表面活性剂亲憎平衡和临界胶束浓度的观点，并建立了超常规含量的表面活性剂体系模型。在工艺上采用液相化学合成法合成纳米镁化合物油溶性材料。以下就本发明产品的技术特点作详细阐述。
该纳米油溶性材料作为生产纳米润滑油的高效组分，能改变润滑油的润滑性能，在摩擦副表面将滑动摩擦变滚动摩擦，大大减少了摩擦副的摩擦阻力，从根本上保护相互摩擦的系统，而且因其碱度高、积炭少、中和力强、防锈、无毒，能中和油中某些组分因氧化而生成的含氧酸，阻止油被进一步氧化。同时，对油中生成的胶质和积炭有很强的吸附能力，能将粘附在活塞上的漆膜与积炭洗涤下来而分散在油中，以防止它们凝聚成大颗粒沉降为油污而堵塞喷嘴或气缸。所以是制造纳米润滑油的基础原料。
该纳米油溶性材料作为汽、柴、煤油等轻质燃油的多效清净剂，具有抗静电、抗磨、防锈、助燃、清净等作用，可防止发动机喷嘴堵塞、气缸积炭结焦，提高汽、柴、煤油的燃烧效率，降低一氧化碳、硫、氮氧化物的排放，减少对大气的污染。
该纳米油溶性材料作为高分子材料的改性剂，具有致密性好、渗透率高等特点，添加于高分子材料中，可大大改善和提高塑料的性能，如抗磨、抗冲击、抗疲劳、耐热、耐老化以及韧性、绝缘性等。如在透明塑料PC、PMMA、PS等高分子材料中应用效果会更加明显。
该纳米油溶性材料作为燃机电厂、船舶、锅炉等动力工业中的燃油添加剂。可以避免重、渣油在燃烧时因含有钒、铅、镍等重金属元素形成低熔点化合物对燃油设备产生“高温腐蚀”。添加的目的是通过化学方法来改变这些重金属元素氧化物的组成结构，即燃烧后灰分的化学成分，从而提高灰分熔点，以抑制这些元素对燃油设备的腐蚀。如在燃气轮机燃用重油中添加纳米油溶性镁盐，就可以利用镁与上述重金属元素在高温燃烧时生成熔点高于燃气轮机透平初温(1100℃以上)的灰分，从而避免燃气轮机热通道部件高温腐蚀的发生。
本发明纳米镁化合物油溶性材料是以氧化镁(或氢氧化物、镁盐等)为原料，与矿物油、溶剂油等介质和阴、阳离子型(或非离子型)表面活性剂按一定比例混合后在一定的工艺条件下反应而成。其具体实施技术方案详细如下(1)将介质(矿物油、溶剂油)、镁氧化物(或氢氧化物、镁盐)加入反应釜内，开动搅拌，充分混合均匀后，再经胶体磨磨细，磨完后，待用。
(2)将稳定剂(离子型或非离子型表面活性剂等)加入反应釜内，开动搅拌，并逐渐升温，同时缓慢添加上述(1)所制混合物料。加料完毕后，继续升温至350℃～400℃，使系统进行反应4～6小时，经取样分析合格后，停止反应并降温至室温，再加入适量助剂调配。最后经粗滤、精滤后即得成品。
本发明纳米级镁化合物油溶性材料作重(渣)油的钒腐蚀抑制添加剂时，其添加量可按Mg∶V＝3～3.5∶1(重量比)的比例添加。
本发明纳米镁化合物油溶性材料的技术特点颗粒平均粒径达到了纳米级水平，如MgO颗粒小于20nm，且颗粒尺寸、形貌分布控制性好，分散性强，无毒，不易析出沉淀物。
本发明通过如下实施例作进一步说明1.将氧化镁(氢氧化镁或镁盐)粉末料60g加入到有机溶剂中进行搅拌，并加入少量分散剂。搅拌均匀后再送至胶体磨进行精磨，将物料磨好后待用。
2.在三口烧瓶中，加入矿物油150g，石油酸25g，烷基磺酸22g，开动搅拌，并逐渐升温至200℃，然后开始滴加上述1所制得的氧化镁(氢氧化镁或镁盐)浆料。滴加完毕后，继续升温至350℃～450℃，反应5小时。然后冷却、降温，并取样分析。
3.经分析，各组份含量合格后，再加入助剂、有机溶剂进行调配，最后进行粗滤、精滤而得产品。
权利要求
1.该纳米镁化合物油溶性材料，其特征在于所用固体原料为镁的氧化物、氢氧化物或镁盐类物质；
2.该纳米镁化合物油溶性材料，其特征在于所用介质为石蜡基或环烷基矿物基础油、溶剂油、有机溶剂等；
3.该纳米镁化合物油溶性材料，其特征在于所用稳定剂为阴、阳离子型表面活性剂(如烷基磺酸盐、烷基苯酸盐、环烷酸盐和富马酸盐等)，或非离子型表面活性剂(如环氧乙烷和环氧丙烷类多种型式的聚合物等)；
4.该纳米镁化合物油溶性材料制备方法是将权利要求1、2、3所述物料分别按一定重量比(如10-50∶20-80∶15-60)加入到反应系统，并在一定温度(如120℃-450℃)、常压或加压下，反应一定时间(如3-10小时)后，再冷却、降温，然后经后处理、调配、过滤而制得；
5.该纳米镁化合物油溶性材料主要用途是①制纳米润滑油、②作燃料油添加剂、③制高温防腐剂和灰分改性剂、④作高分子改性剂。
全文摘要
本发明公开了一种液态纳米级油溶性镁化合物材料及其制备方法。该产品是一种纳米级功能材料，将其加入矿物基础油中可制纳米润滑油，加入汽、柴、煤油中可作高效清净剂，加入高分子材料中可作改性剂，加入重质燃油中可作高温腐蚀抑制剂和灰分改性剂。该产品特点是分散性与相溶性好、透明度高、稳定、抗沉析、燃烧后灰分熔点高，同时具有润滑、环保功能及比表面大、碱值高等；产品颗粒平均粒度达到了纳米级。可广泛用于汽车、机械、燃机电厂、船舶、锅炉、石油、能源、塑料、橡胶等工业部门。其生产工艺简单、原料易得。
文档编号C10M125/10GK1412282SQ01135930
公开日2003年4月23日 申请日期2001年10月19日 优先权日2001年10月19日
发明者林鸿亮 申请人:深圳市星原燃气轮机维修开发有限公司