专利名称：一种双粒子纳米磁性润滑油的制作方法
技术领域：
本发明属于功能材料领域，具体涉及润滑油润滑的制备及应用理论。
背景技术：
磨损是缩短机械装置和机械零件使用寿命的主要原因。据AsME对500种典型的 机械零件报废情况所作的调查表明，其中因磨损造成的约占80%。在机械工程中，润滑是降 低磨损、减轻磨损、提高机械效率、延长零件寿命最经济、最常用的方法。通过在两表面间加 入润滑剂，使原来的干摩擦变为边界摩擦、混合摩擦甚至液体摩擦，将大大减轻摩擦现象。传统润滑油在重力、离心力的作用下会出现泄漏、飞溅等现象，这些都会缩短器件 的寿命，并且造成资源浪费及环境污染。近20年来，纳米技术得到了广泛的研究和应用。国内外学者对纳米材料的润滑性 能也进行了大量研究，纳米微粒具有独特的性能纳米级的无机单质粉体、无机盐粉体、金属 氧化物粉体等作为抗磨、减摩添加剂，具有耐磨损、减小摩擦系数的性质，这些特殊抗磨减 摩和高承载能力，证明它们可以被用作新型润滑油脂抗磨剂，但是纳米微粒的表面具有极 高的活性，很不稳定，极易与其他原子结合，导致其表面吸附、氧化及团聚成大微粒，这又需 要对纳米微粒表面进行改性以得到满意的分散性能。目前针对纳米微粒的制备及表面改性 发展出多种方法。随着能源、环境问题的突出，为了生态环境的可持续发展，近年摩擦学领域紧跟时 代需要以绿色、高效、多功能作为润滑技术的发展新方向，需求具有良好抗磨性能、高承载 能力、对磨损表面具有一定磨损修复功能、对环境无污染或少污染的新型纳米润滑油，以满 足高科技应用需要。纳米磁性润滑油是一种新液体功能材料，它是由有机长链的表面活性剂包覆的单 个纳米微粒在传统润滑油中高度分散的新型润滑油。利用其在非均勻外磁场作用下所表现 出的磁性和流动性，可以通过施加永磁体或电磁体为磁源构成磁回路，把磁性润滑油保持 在所需要的位置上，润滑过程中不发生泄露，又可防止外界污染，用量不多而且可靠，这是 纳米磁性润滑油的主要特征。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的双粒子纳米磁性润滑油及其制备方法。本发明 所述的双粒子纳米磁性润滑油是通过下述方法制备的(1)配制预备液按照质量比1 8. 5的比例称取表面活性剂与载液，将表面活性 剂与载液混合后，超声处理15钟；(2)将预备液倒入反应腔，通入惰性气体及氨气；(3)向预备液中加入五羰基铁和八羰基二钴，所加入的五羰基铁与表面活性剂的 摩尔比为8. 5 1，所加入的八羰基二钴与表面活性剂的摩尔比为1.5 1 ；(4)加热反应体系温度至80 90°C，启动直流高压，同时启动交流脉冲高压调控至7kV，脉冲频率为63kHz左右，对氨气进行等离子体活化，反应温度20(TC左右，运行 130 150min ；(5)反应完成后，将反应体系冷却至40°C以下，收集产物。该方法中所述及的表面活性剂是PBSI、十二烷基磺酸钠或聚异丁烯基丁二酰亚 胺。优选聚异丁烯基丁二酰亚胺。所述的步骤(1)中的载液是白油或煤油。所述的步骤(2)中的惰性气体是氮气或氩气。优选氩气。本发明等离子体活化法制备双粒子纳米磁性润滑油是针对原单微粒纳米磁性润 滑油饱和磁化强度不高及纳米磁性微粒稳定性不好等原因，用亲磁能力强的Co粒子取代 一部分Fe粒子，增强了磁性微粒的饱和磁化强度，磁性润滑油的饱和磁化强度也因此提 尚ο由于纳米级的磁性微粒有巨大的比表面能以及磁性微粒之间的相吸力，使得磁性 微粒存在永久性的聚集作用。因此，重要的是要防止磁性微粒团聚，并保持其长期稳定分 散。表面活性剂吸附在磁性微粒表面还可以降低磁性微粒的比表面能，减少团聚的可能性， 选择适当的表面活性剂，使其在颗粒表面形成永久牢固的吸附层，发挥静电稳定作用和空 间位阻稳定作用，将有利于产生排斥，有利于促进磁性润滑油的稳定性。本发明制备的双粒 子磁性润滑油为国内尚未见报道的制备磁性润滑油的新型表面活性剂(聚异丁烯基丁二 酰亚胺)，具有很长的直连，减少纳米磁性微粒的团聚，提高了磁性润滑油的稳定性。
本发明附图1幅，即本发明所述的双粒子纳米磁性润滑油的制备方法流程简图。
具体实施例方式下面以具体实施例的形式对本发明的技术方案进一步说明，但不以任何形式限制 本发明的内容。实施例1本实施例所使用反应装置为本领域常用的反应装置，所采用的原料均为常见的市
售商品。(1)配制预备液按照质量比1 8. 5的比例称取表面活性剂聚异丁烯基丁二酰 亚胺与载液白油，将表面活性剂与载液混合后，超声处理15钟；(2)安装并检查试验装置将上一步混合液倒入加热反应腔，连接反应装置，向反 应腔内通入惰性气体氩气及氨气，观察出气瓶中的气泡来判断气路是否畅通，并排除反应 腔内的空气；同时再打开水泵检查水路是否畅通；(3)向预备液中加入五羰基铁和八羰基二钴，所加入的五羰基铁与表面活性剂的 摩尔比为8. 5 1，所加入的八羰基二钴与表面活性剂的摩尔比为1.5 1 ；(4)加热反应体系温度至80 90°C，启动直流高压，同时启动交流脉冲高压调 控至7kV，脉冲频率为63kHz左右，对氨气进行等离子体活化，反应温度20(TC左右，运行 130 150min，整个过程一直处于冰水冷却状态；反应阶段用助热装置对反应腔加热，当反应液上升至200°C左右，开启冷却水让反应液体冷却回落到反应腔内待温度降到90°C左右，继续重复此过程Ih左右； (5)反应完成后，将反应体系冷却至40°C以下，收集产物。
权利要求
1.一种双粒子纳米磁性润滑油，其特征在于通过下述方法制备(1)配制预备液按照质量比1 8. 5的比例称取表面活性剂与载液，将表面活性剂与 载液混合后，超声处理15钟；(2)将预备液倒入反应腔，通入惰性气体及氨气；(3)向预备液中加入五羰基铁和八羰基二钴，所加入的五羰基铁与表面活性剂的摩尔 比为8. 5 1，所加入的八羰基二钴与表面活性剂的摩尔比为1.5 1 ；(4)加热反应体系温度至80 90°C，启动直流高压，同时启动交流脉冲高压调控至 7kV，脉冲频率为63kHz左右，对氨气进行等离子体活化，反应温度20(TC左右，运行130 150min ；(5)反应完成后，将反应体系冷却至40°C以下，收集产物。
2.权利要求1所述的双粒子纳米磁性润滑油，其特征在于所述的步骤(1)中的表面活 性剂是PBSI、十二烷基磺酸钠或聚异丁烯基丁二酰亚胺。
3.权利要求2所述的双粒子纳米磁性润滑油，其特征在于所述的步骤(1)中的表面活 性剂是聚异丁烯基丁二酰亚胺。
4.权利要求1所述的双粒子纳米磁性润滑油，其特征在于所述的步骤(1)中的载液是 白油或煤油。
5.权利要求1所述的双粒子纳米磁性润滑油，其特征在于所述的步骤(2)中的惰性气 体是氮气或氩气。
6.权利要求5所述的双粒子纳米磁性润滑油，其特征在于所述的步骤(2)中的惰性气 体是氩气。
全文摘要
一种双粒子纳米磁性润滑油，该润滑油通过下述方法制备将五羰基铁和八羰基二钴在惰性气体保护及氨气通入状态下注入表面活性剂与载液的混合液，加热反应体系温度至80～90℃，启动直流高压，同时启动交流脉冲高压调控至7kV，脉冲频率为63kHz左右，对氨气进行等离子体活化，反应温度200℃左右，运行130～150min，然后在反应完成后，将反应体系冷却至40℃以下，收集产物。本发明等离子体活化法制备双粒子纳米磁性润滑油是针对原单微粒纳米磁性润滑油饱和磁化强度不高及纳米磁性微粒稳定性不好等原因，用亲磁能力强的Co粒子取代一部分Fe粒子，增强了磁性微粒的饱和磁化强度，磁性润滑油的饱和磁化强度也因此提高。
文档编号C10M161/00GK102002417SQ20101056328
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月27日 优先权日2010年11月27日
发明者吴磊, 吴鹏, 李学慧, 董桂馥 申请人:大连大学