专利名称：一种改性纳米硼酸镧的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种润滑油添加剂及其制备方法，更具体是关于一种改性纳米硼酸镧的制备方法，并应用于润滑油添加剂领域。
背景技术：
二十世纪七十年代科研工作者们就开始了对硼酸盐作为润滑剂添加剂的研究，他们发现硼酸盐不仅是很好的抗磨剂而且还是优良的抗压剂。由于硼酸盐不含硫、磷等对环境污染的成分，近几年硼酸盐作为添加剂的研究也成了热点，不同金属硼酸盐的抗磨性能都有研究，但是硼酸盐作为润滑油添加剂有个致命的缺点就是在油中的分散性不好，单纯的硼酸盐添加到油中需要分散剂，一些分散剂也有抗磨性能，这往往混淆抗磨性来源于哪里。纳米粒子是介于宏观物质与微观原子或分子之间的过渡亚稳态物质，具有特殊的表面效应、界面效应、小尺寸效应和化学活性，因而备受国内外学者重视，纳米材料在相关领域都得到了广泛应用。近年来，有些学者采用这种粒子作为润滑油添加剂，并取得了部分效将无机纳米粒子加入到润滑油中以改善润滑油的摩擦学性能已成为纳米摩擦学和纳米材料学领域的研究热点。但无机纳米粒子很难分散到润滑油中，这是限制纳米硼酸盐工业化的主要原因，目前解决硼酸盐的分散性最好的办法就是对其表面进行改性，在其表面包裹一层亲油基，这不仅能使硼酸盐的分散性提高，还能在合成硼酸盐的过程中降低硼酸盐粒子的粒径，这是由于修饰剂包裹在粒子表面，阻止了结构内部氢键的作用使防止粒子团聚。硼酸镧由于其在油中的分散性不好，研究较少，但改性纳米硼酸镧能够稳定的分散在润滑油中，这将会在润滑油领域纳米硼酸盐的应用工业化带来希望。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改性的纳米硼酸镧的制备方法。为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现1)将硼砂、水和乙醇按照质量比为1 15 30 15 30混合为硼砂的乙醇溶液；将油酸滴加到硼砂溶液中，添加量为硼砂溶液质量的0. 2% 3%，在50 90°C温度下恒温搅拌0. 5 3小时；2)将硝酸镧、水、乙醇按照质量比1 15 30 15 30混合为硝酸镧的乙醇溶液，将硝酸镧的乙醇溶液逐滴加入到步骤1)的混合液中，恒温搅拌1 4小时；3)将步骤2)所得的产物用水和乙醇分别洗涤2次，然后过滤所得产物加入到乙醇中搅拌成泥浆状态；静置此泥浆10 30分钟，取上层清液过滤并且在110 140°c真空烘干得到纳米硼酸镧颗粒。为了将硼酸盐更好的在润滑油中分散，本发明专利使用的是快速蒸发法将步骤 3)所得的上层清液逐滴加入到温度为100 140°C的润滑油中，润滑油与上层清液的质量比为1 1 5，并在200 800转/分的速度搅拌，得到含有分散均勻的改性硼酸镧润滑油；将步骤3)中的上层清液一部分过滤真空烘干得到改性纳米硼酸镧，将得到的改性纳米硼酸镧在机械搅拌的作用下直接加入到润滑油中，得到传统机械搅拌方法的含有改性纳米硼酸镧的润滑油。硼砂、硝酸镧的质量分数比2 8 1 6。优选的硼砂、硝酸镧而者的质量分数比2 4 2 5。 优选的润滑油、上层清液的质量比为1 2 4。图1是对改性硼酸镧颗粒(a)、普通硼酸镧(b)与油酸(c)的红外光谱图，从图中可以看出，改性硼酸镧的红外光谱中出现了甲基和亚甲基(2927和2857CHT1)的吸收峰，而没有改性的普通硼酸镧不会没有出现甲基和亚甲基的伸缩振动峰，说明改性非常成功，也就是硼酸镧粒子表面有油酸基团包裹，这样改性纳米硼酸镧就能在润滑油中很好的分散。 图2是快速蒸发法得到的润滑油于传统机械搅拌方法得到的润滑油的对比图，由图中可以看出快速蒸发法得到的润滑油均勻透明。
图1 样品的红外光谱图；图2 快速蒸发法得到的润滑油和传统机械搅拌方法得到的润滑油的对比图。
具体实施例方式实施例1将8. Og硼砂溶解在120ml水和178ml乙醇的混合溶液中(质量比硼砂水乙醇为1 15 20)，3. OOg硝酸镧溶于75ml水和60ml乙醇的混合溶液中(质量比硝酸镧水乙醇为1 25 18)。将1.87g油酸(油酸的质量占硼砂水和乙醇混合溶液的
0.65%)硼砂、水和乙醇的混合溶液中，加热到70°C并且机械搅拌0.5小时。将硼酸镧混合溶液逐渐滴加到硼砂的溶液中，恒温搅拌2小时后冷却过滤。用水和乙醇分别清洗2次，过滤得到产物并溶于200ml乙醇，搅拌成泥浆状，静置15分钟，取上层清液过滤并且在110°C 真空烘干得到改性纳米硼酸镧颗粒。(质量比硼砂硝酸镧为8 3)。实施例2将2. Og硼砂溶解于50ml水和50ml乙醇的混合溶液中(质量比硼砂水乙醇1 25 22. 5)，2. 5g硝酸镧溶于50ml水和50ml乙醇的混合溶液中(质量比硝酸镧水乙醇为1 20 18)。将l.Og油酸(油酸的质量占硼砂、水和乙醇的混合溶液的
1.0% )硼砂、水和乙醇的混合溶液中，加热到50°C并且机械搅拌3小时。将硼酸镧混合溶液逐渐滴加到硼砂的溶液中，恒温搅拌1小时后冷却过滤。用水和乙醇分别清洗2次，过滤得到产物并溶于200ml乙醇，搅拌成泥浆状，静置10分钟，取上层清液过滤并且在120°C真空烘干得到改性纳米硼酸镧颗粒。(质量比硼砂硝酸镧为4 5)。实施例3将5. Og硼砂溶解于90ml水和IOOml乙醇的混合溶液中(质量比硼砂水乙醇为1 18 18)。2. 5g硝酸镧溶于60ml水和50ml乙醇的混合溶液中(质量比硝酸镧 水乙醇为1 24 18)。将5. 55g油酸(油酸的质量占硼砂、水和乙醇的混合溶液的3% )硼砂、水和乙醇的混合溶液中，加热到60°C并且机械搅拌1. 5小时。将硼酸镧混合溶液逐渐滴加到硼砂的溶液中，恒温搅拌3小时后冷却过滤。用水和乙醇分别清洗2次，过滤得到产物并溶于200ml乙醇，搅拌成泥浆状，静置20分钟，取上层清液过滤并且在130°C真空烘干得到改性纳米硼酸镧颗粒。(质量比硼砂硝酸镧为2 1)。实施例4将2. 5g硼砂溶解于50ml水和75ml乙醇的混合溶液中(质量比硼砂水乙醇为 1 20 27)，2g硝酸镧溶解于30ml水和44ml乙醇的混合溶液中(质量比硝酸镧水 乙醇为1 15 20)。2. Og油酸(油酸的质量占硼砂、水和乙醇的混合溶液的1.7% )力口入到硼砂、水和乙醇的混合溶液中，加热到90°C并且机械搅拌2小时。将硼酸镧混合溶液逐渐滴加到硼砂的溶液中，恒温搅拌4小时后冷却过滤。用水和乙醇分别清洗2次，过滤得到产物并溶于200ml乙醇，搅拌成泥浆状，静置18分钟，取上层清液过滤并且在140°C真空烘干得到改性纳米硼酸镧颗粒。(质量比硼砂硝酸镧为2. 5 2)。实施例5将5. Og硼砂溶解于150ml水和83ml乙醇的混合溶液中(质量比硼砂水乙醇为1 30 15)，6. Og硝酸镧溶解于132ml水和160ml乙醇的混合溶液中(质量比硝酸镧水乙醇为1 22 24)。0.46g油酸(油酸的质量占硼砂、水和乙醇的混合溶液的 0. 2% )加入到硼砂、水和乙醇的混合溶液中，加热到75°C并且机械搅拌2. 5小时.将硼酸镧混合溶液逐渐滴加到硼砂的溶液中，恒温搅拌2. 5小时后冷却过滤。用水和乙醇分别清洗2次，过滤得到产物并溶于200ml乙醇，搅拌成泥浆状，静置30分钟，取上层清液过滤并且在135°C真空烘干得到改性纳米硼酸镧颗粒。(质量比硼砂硝酸镧为5 6)。 实施例6将7. Og硼砂溶解于112ml水和233ml乙醇的混合溶液中(质量比硼砂水乙醇为1 16 30)，4. Og硝酸镧溶解于64ml水和80ml乙醇的混合溶液中(质量比硝酸镧水乙醇为1 16 18)。2. 18g油酸(油酸的质量占硼砂、水和乙醇的混合溶液的 0. 66%)加入到硼砂、水和乙醇的混合溶液中，加热到65°C并且机械搅拌3.5小时。将硼酸镧混合溶液逐渐滴加到硼砂的溶液中，恒温搅拌3. 5小时后冷却过滤。用水和乙醇分别清洗2次，过滤得到产物并溶于200ml乙醇，搅拌成泥浆状，静置18分钟，去上层清液过滤并且在125°C真空烘干得到改性纳米硼酸镧颗粒。(质量比硼砂硝酸镧为7 4)。
权利要求
1.一种改性纳米硼酸镧的制备方法，其特征是步骤如下1)将硼砂、水和乙醇按照质量份数比为1 15 30 15 30混合为硼砂的乙醇溶液；将油酸滴加到硼砂溶液中，添加量为硼砂、水和乙醇的混合溶液质量的0. 2% 3%，在 50 90°C温度下恒温搅拌0. 5 3小时；2)将硝酸镧、水、乙醇按照质量份数比1 15 30 15 30混合为硝酸镧的乙醇溶液，将硝酸镧的乙醇溶液逐滴加入到步骤1)的混合液中，恒温搅拌1 4小时；3)将步骤2)所得的产物用水和乙醇分别洗涤2次，然后过滤所得产物加入到乙醇中搅拌成泥浆状态；静置此泥浆10 30分钟，取上层清液过滤并且在110 140°C真空烘干得到纳米硼酸镧颗粒；硼砂、硝酸镧的质量份数比2 8 1 6。
2.如权利要求1所述的改性纳米硼酸镧的制备方法，其特征是硼砂和硝酸镧的质量份数比2 4 2 5。
全文摘要
本发明涉及一种改性纳米硼酸镧的制备方法，将硼砂、水和乙醇按照质量份数比为混合为硼砂的乙醇溶液；将油酸滴加到硼砂溶液中，在50～90℃温度下恒温搅拌0.5～3小时；将硝酸镧、水、乙醇按照质量份数比混合为硝酸镧的乙醇溶液，将硝酸镧的乙醇溶液逐滴加入到硼砂溶液中，恒温搅拌1～4小时；将所得的产物用水和乙醇分别洗涤，然后过滤所得产物加入到乙醇中搅拌成泥浆状态；静置此泥浆10～30分钟，取上层清液过滤并且在110～140℃真空烘干得到纳米硼酸镧颗粒；本发明的硼酸镧粒子表面有油酸基团包裹，这样改性纳米硼酸镧就能在润滑油中很好的分散。快速蒸发法得到的润滑油均匀透明。
文档编号C10M177/00GK102286301SQ20111018989
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月7日 优先权日2011年7月7日
发明者付建建, 孔令同, 黄定海 申请人:天津大学