一种含有纳米金刚石的发动机润滑油添加剂的制作方法

本发明涉及一种含有纳米金刚石的发动机润滑油添加剂，其特征是含有高液体悬浮稳定性纳米金刚石粒子。广泛用于各种设备的发动机润滑。具有提高摩擦效能，修复摩擦表面磨损，提高润滑油使用寿命的功能。

背景技术：

目前，已知的以石油为基础的抗磨剂，包括有0.2-0.5％的超分散金刚石，其中成分含有金刚石配料和作为分散剂的乙烯基丁二酰亚胺。纳米金刚石的浓度低和石墨粒子的浓度高，同时沉降稳定性不足是上述抗磨剂的缺点，这会严重影响到它的保存期和导致摩擦性能的不稳定。

金属添加剂是最接近本发明的技术决议，该添加剂包含下列溶液质量分数：超分散铁3.0-4.0％，超分散金刚石0.7-1.0％，其他是工业润滑油或者发动机润滑油。

该发明的缺点是：

1)获得产物过程的不稳定性。

2)通过稀释油膏达到所需浓度——在叶片式搅拌器中进行搅拌3-5小时来获取最终产物的时间过长。

3)浓度范围小和纳米金刚石的含量低(0.7-1.0％)。

本发明未使用悬浮稳定剂，取得可以与任何类型的动力油和润滑油兼容的具有较高纳米粒子或者其粒子悬浮稳定性的产物，保证了润滑材料高效的使用性能。

技术实现要素：

为了克服已知技术的不足，在纳米金刚石、基础油或者油脂的基础上，制造含有纳米金刚石粒子和润滑油正常含量的润滑材料，使其具有提高摩擦效能，修复摩擦表面磨损，提高润滑油使用寿命的功能是此发明旨在解决的课题。设计了一种纳米金刚石机油添加剂。产品包含具有高液体悬 浮稳定性的纳米金刚石粒子，可添加至不同种类的机器和设备的润滑油内使用。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案具体步骤为：

1选取一定数量纳米金刚石粉末放入反应容器内，向反应容器内加入去电离的水，得到澄清溶液；将上述澄清溶液放入超声波分散器中，经过超声波分散器加工后得到纳米金刚石水溶液；向上述金刚石水溶液中加入乙二胺四醋酸EDTA作为有机配合基，浓度达到0.015-0.5mol/L.；通过离心方式分离出沉淀物；将取得沉淀物在真空条件下加热浓缩至粉末状；重复上述步骤多次。使非纳米金刚石粒子和纳米金刚石粒子表面的杂质持续减少。。

2将获得的纳米金刚石粉末经过离心机筛选，离心机转数6000-15000转/分，获得直径20-170纳米的金刚石粒子。其中粒子粒径20-80纳米占30％，80-120纳米50％，120-170纳米20％。

3按比例将筛选出的纳米金刚石加入基础10号白油中经过30分钟超声分散调制成含金刚石纳米粒子7-10％的机油添加剂。机油添加剂添加于机器设备中的润滑油后，润滑油中的金刚石纳米粒子含量为0.1％。

本产品所应用的纳米金刚石，可以在油中形成自由分散体系，具有高度液体悬浮稳定性，Zeta电位由-40至-85毫伏特。

本发明的有益效果是提高了纳米金刚石粒子的悬浮稳定性，保证了润滑油的高效使用性能。可以应用在所有金属摩擦表面的润滑。具有提高摩擦效能，修复摩擦表面磨损，提高润滑油使用寿命的功能。

表1初始的和加工后的纳米金刚石粉末杂质含量百分比对比表

表2摩擦功试验条件表。

表1

表2

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1摩擦功试验完成后摩擦偶照片图。(左侧为含添加剂机油摩擦效果，右侧为不含添加剂摩擦效果)

图2摩擦功试验摩擦磨损对比柱状图。

图3、摩擦功实验结束时温度对比图。

图4、摩擦功实验中摩擦偶表面变化曲线图。

图5、图6摩擦功实验后摩擦片物理表面变化显微图。

通过显微设备清楚看到纳米粒子对钢体表面的修复，形成紧密嵌入。符合目前摩擦学领域软材料硬支点的发展观念。

图7、图8清华大学汽车安全与节能国家重点实验室实验报告扫描件

具体实施方式

下面结合附图对本发明的制造方法的实施例进行具体描述。

案例1.摩擦偶工作台试验规范摩擦盘45号钢，线性速度0.6米/秒，(表1).1-商品润滑油И20А；2-机油添加剂+商品润滑油И20А。纳米金刚石粒子直径平均尺寸150纳米.实验结果图1-6.

案例2.АА-60МАЗ7310型(1990年，出产)机场消防车发动机添加实验

试验时间：2014年10月，地点：俄罗斯诺丽理斯克机场

原发动机Д-12А-525А由于常年运转导致设备磨损严重。在其基础润滑油成分(SAE 10W-40,APISG/CD)加入本发明添加剂工作145小时后对比测试缸压，见下表。通过添加增强了气缸压力，无论是电动起动机机件，还是压缩空气机件，均可以快速起动。降低工作噪音，燃料消耗减少10％.(参照表2)

案例3.清华大学汽车安全与节能国家重点实验室实验。

试验时间、地点：2014年12月12日和2015年10月14日在清华大学汽车安全与节能国家重点实验室503室的汽车转鼓试验台上进行

主要仪器设备信息

京KL0208宝来轿车600km后市区工况燃油消耗量减少4.4％。

京NW9899凯美瑞轿车3000km后综合工况燃油消耗量减少5.67％。

在清华大学国家重点实验室所检测的类似产品中本发明所产生的节油效果目前处于绝对领先水平。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。