一种耐磨车用润滑油及其制备方法
技术领域
本发明属于车用润滑油制备技术领域，具体为一种耐磨车用润滑油及其制备方法。
背景技术
传统车用润滑油中的极压抗磨剂往往是些硫、磷、氯化物，通过边界润滑瞬时高温高压与摩擦副生成金属化合物，提高硬度和抗磨性。这种化合物虽硬但是很脆，在摩擦过程不断脱落又不断形成，既腐蚀了机件，又消耗了添加剂，无论机械还是润滑油的使用寿命都很短。传统润滑油的抗磨成分如二烷基二硫代磷酸锌(T202抗氧抗腐剂)等，含硫、磷、锌，不但腐蚀银轴承，毒害废气转换装置催化剂，还污染大气环境。润滑油产品通常要在很低的环境温度下使用,特别是在冬季及冷车状态下,因此要求使用的润滑油具有良好的低温流动性能,这样不仅有利于机器的正常启动运行,还可以降低机器在启动过程中的磨损。
中国发明专利CN100552009公开了一种高耐磨润滑油及其生产方法，解决了现有的发动机润滑油耐磨性差，使用寿命短，汽车行驶5000-10000公里后就会失去作用的问题。其按照重量百分比组成为70-83％基础油、12-25％润滑油添加剂和1-5％铁甲液。生产方法为：首先向反应釜中加入基础油，控制温度在50-80℃之间，搅拌均匀后，升温至80-100℃，加入铁甲液，搅拌均匀后，降温至60-70℃，加入润滑油添加剂，搅拌均匀，经过脱水、过滤、检验，制得成品。优点是：极压耐磨性好，减少了磨损高达50％以上，可延长润滑油使用寿命，保证车辆使用10000-40000公里的行程；产品成本低，使用经济，适用面广，适用各类汽油车、柴油车、拖拉机、内燃机等四冲程发动机。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明提供一种耐磨车用润滑油及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题：
(1)无机纳米粒子油溶性差，而且纳米粒子比表面积大，表面能高，导致其吸附作用强，所以无法均匀的分散在润滑油中；
(2)现有技术通过纳米氧化铝制备耐磨润滑油，纳米氧化铝表面存在羟基等大量亲水基团，所以无法均匀稳定的与乳液相容，导致其在润滑油中不稳定，影响润滑油出现沉淀，甚至堵塞油路。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种耐磨车用润滑油，由如下重量份原料制成：70-90份基础油，2-5份聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子，1-3份十二烯基丁二酸，5-10份分散剂，3-5份硫化烷基酚钙，2-5份烷基二苯胺，1-3份2、6-二叔丁基对甲酚，5-10份乙烯-丙烯共聚物；
所述耐磨车用润滑油由如下方法制成：
第一步、将一半基础油加入反应釜中，升温至65-75℃，将烷基二苯胺、乙烯-丙烯共聚物、硫化烷基酚钙、2、6-二叔丁基对甲酚和分散剂混合，磁力搅拌30-40min，之后转移至反应釜中，以450-500r/min的转速搅拌15-30min，制得混合料A；
第二步、将聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子、十二烯基丁二酸和另一半基础油混合，磁力搅拌15min形成混合料B，加入乳化机中，以3000-4000r/min的转速对混合料B搅拌20min，将搅拌后的混合料B加入多级乳化设备中，分别以5000rpm-6000rpm、40℃-60℃乳化分散20min-30min，8000rpm-10000rpm、70℃-90℃乳化分散60min-90min，制得乳化后混合料B；
第三步、将混合料B与混合料A混合，进行高压均质，分别在50MPa-80MPa均化循环10-15次，80MPa-100MPa均化循环10-12次，制得耐磨车用润滑油。
进一步地，所述分散剂为单丁二酰亚胺无灰分散剂和双丁二酰亚胺无灰分散剂中的一种或两种。
进一步地，所述聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子由如下重量份原料制成：15-25份甲基丙烯酸甲酯，1-5份十二烷基硫酸钠，0.1-0.5份过硫酸钾，10-15份纳米氧化铝，3-5份丙烯酸，0.2-0.5份过硫酸钠。
进一步地，所述聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子由如下方法制成：
步骤S1、将甲基丙烯酸甲酯用5％氢氧化钠溶液洗涤三次，之后用去离子水洗涤至中性，之后将十二烷基硫酸钠和去离子水加入三口烧瓶中，以120r/min的转速搅拌10-15min，之后加入洗涤后的甲基丙烯酸甲酯，通入氮气排出空气，升温至45-55℃并磁力搅拌30min，加入过硫酸钾，在此温度下反应45-60min，制得乳液A；
步骤S2、将纳米氧化铝加入装有无水乙醇和KH550的烧杯中，控制纳米氧化铝、无水乙醇和KH550的重量比为1∶95∶0.5-1.5，超声、过滤、洗涤、干燥，制得处理后的纳米氧化铝加入步骤S1制得的乳液A中，加入丙烯酸，升温至75-80℃，磁力搅拌并加入过硫酸钠，在此温度下反应30-45min，制得混合液，离心、洗涤，制得聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子。
步骤S1中将甲基丙烯酸甲酯用5％氢氧化钠溶液洗涤能够除去甲基丙烯酸甲酯在制备过程中的对苯二酚等杂质，之后加入十二烷基硫酸钠作为乳化剂，过硫酸钾为引发剂，加入甲基丙烯酸甲酯和去离子水制得乳液A，乳液制备过程中控制温度为45-55℃能够防止温度过高导致过硫酸钾分解速率加快，乳液中链增长的数目增多，乳液中胶粒粒径下降导致团聚，使得体系稳定性下降；步骤S2中将纳米氧化铝和步骤S1制得的乳液A混合，先将纳米氧化铝与KH550混合，KH550能够与纳米氧化铝上的羟基结合成烷氧基，进而使得纳米氧化铝具有亲油性，进而能过提高纳米氧化铝与乳液A的相容性能，加入过硫酸钠作为引发剂，丙烯酸作为单体，离心、洗涤将乳液中的粒子包覆在纳米氧化铝表面，制得聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子。
进一步地，所述基础油为基础油HVI500、基础油HVI200和基础油HVI150中的一种或两种。
一种耐磨车用润滑油的制备方法，包括如下步骤：
第一步、将基础油加入反应釜中，升温至65-75℃，将烷基二苯胺、乙烯-丙烯共聚物、硫化烷基酚钙、2、6-二叔丁基对甲酚和分散剂混合，磁力搅拌30-40min，之后转移至反应釜中，以450-500r/min的转速搅拌15-30min，制得混合料A；
第二步、将聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子、十二烯基丁二酸和基础油混合，磁力搅拌15min形成混合料B，加入乳化机中，以3000-4000r/min的转速对混合料B搅拌20min，将搅拌后的混合料B加入多级乳化设备中，分别以5000rpm-6000rpm、40℃-60℃乳化分散20min-30min，8000rpm-10000rpm、70℃-90℃乳化分散60min-90min，制得乳化后混合料B，控制第一步和第二步中基础油加入的重量比为1∶1；
第三步、将混合料B与混合料A混合，进行高压均质，分别在50MPa-80MPa均化循环10-15次，80MPa-100MPa均化循环10-12次，制得耐磨车用润滑油。
本发明的有益效果：
(1)本发明一种耐磨车用润滑油，以聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子等作为原料，在用于车辆发动机时能够减小零件的摩擦和磨损，同时本发明还加入了分散剂，可以防止金属部件生锈，延长了车的使用寿命，聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子具有亲油性，所以能够在润滑油中稳定分散，而且通过其形成的稳定体系具有优异的抗磨减磨性和良好的承载性能；而且本发明制备出的润滑油最大无卡咬负荷为760-768N，磨痕直径为0.38-0.40mm，低温运动粘度为4200-4300mPa·S，解决了有机纳米粒子油溶性差，而且纳米粒子比表面积大，表面能高，导致其吸附作用强，所以无法均匀的分散在润滑油中的技术问题；
(2)本发明制备出一种聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子，在制备过程中步骤S1中将甲基丙烯酸甲酯用5％氢氧化钠溶液洗涤能够除去甲基丙烯酸甲酯在制备过程中的对苯二酚等杂质，之后加入十二烷基硫酸钠作为乳化剂，过硫酸钾为引发剂，加入甲基丙烯酸甲酯和去离子水制得乳液A，乳液制备过程中控制温度为45-55℃能够防止温度过高导致过硫酸钾分解速率加快，乳液中链增长的数目增多，乳液中胶粒粒径下降导致团聚，使得体系稳定性下降；步骤S2中将纳米氧化铝和步骤S1制得的乳液A混合，先将纳米氧化铝与KH550混合，KH550能够与纳米氧化铝上的羟基结合成烷氧基，进而使得纳米氧化铝具有亲油性，进而能过提高纳米氧化铝与乳液A的相容性能，加入过硫酸钠作为引发剂，丙烯酸作为单体，离心、洗涤将乳液中的粒子包覆在纳米氧化铝表面，制得聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子；解决了现有技术通过纳米氧化铝制备耐磨润滑油，纳米氧化铝表面存在羟基等大量亲水基团，所以无法均匀稳定的与乳液相容，导致其在润滑油中不稳定，影响润滑油出现沉淀，甚至堵塞油路的技术问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种耐磨车用润滑油，由如下重量份原料制成：70份基础油HVI500，2份聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子，1份十二烯基丁二酸，5份单丁二酰亚胺无灰分散剂，3份硫化烷基酚钙，2份烷基二苯胺，1份2、6-二叔丁基对甲酚，5份乙烯-丙烯共聚物；
所述耐磨车用润滑油由如下方法制成：
第一步、将一半基础油加入反应釜中，升温至65-75℃，将烷基二苯胺、乙烯-丙烯共聚物、硫化烷基酚钙、2、6-二叔丁基对甲酚和分散剂混合，磁力搅拌30-40min，之后转移至反应釜中，以450-500r/min的转速搅拌15-30min，制得混合料A；
第二步、将聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子、十二烯基丁二酸和另一半基础油混合，磁力搅拌15min形成混合料B，加入乳化机中，以3000-4000r/min的转速对混合料B搅拌20min，将搅拌后的混合料B加入多级乳化设备中，分别以5000rpm-6000rpm、40℃-60℃乳化分散20min-30min，8000rpm-10000rpm、70℃-90℃乳化分散60min-90min，制得乳化后混合料B；
第三步、将混合料B与混合料A混合，进行高压均质，分别在50MPa均化循环10次，80MPa均化循环10次，制得耐磨车用润滑油。
聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子由如下重量份原料制成：15份甲基丙烯酸甲酯，3份十二烷基硫酸钠，0.3份过硫酸钾，12份纳米氧化铝，4份丙烯酸，0.3过硫酸钠。
聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子由如下方法制成：
步骤S1、将甲基丙烯酸甲酯用5％氢氧化钠溶液洗涤三次，之后用去离子水洗涤至中性，之后将十二烷基硫酸钠和去离子水加入三口烧瓶中，以120r/min的转速搅拌10min，之后加入洗涤后的甲基丙烯酸甲酯，通入氮气排出空气，升温至45℃并磁力搅拌30min，加入过硫酸钾，在此温度下反应45min，制得乳液A；
步骤S2、将纳米氧化铝加入装有无水乙醇和KH550的烧杯中，控制纳米氧化铝、无水乙醇和KH550的重量比为1∶95∶0.5，超声、过滤、洗涤、干燥，制得处理后的纳米氧化铝加入步骤S1制得的乳液A中，加入丙烯酸，升温至75℃，磁力搅拌并加入过硫酸钠，在此温度下反应30min，制得混合液，离心、洗涤，制得聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子。
实施例2
一种耐磨车用润滑油，由如下重量份原料制成：75份基础油，3份聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子，2份十二烯基丁二酸，6份单丁二酰亚胺无灰分散剂，4份硫化烷基酚钙，4份烷基二苯胺，2份2、6-二叔丁基对甲酚，8份乙烯-丙烯共聚物；
所述耐磨车用润滑油由如下方法制成：
第一步、将一半基础油加入反应釜中，升温至65-75℃，将烷基二苯胺、乙烯-丙烯共聚物、硫化烷基酚钙、2、6-二叔丁基对甲酚和分散剂混合，磁力搅拌30-40min，之后转移至反应釜中，以450-500r/min的转速搅拌15-30min，制得混合料A；
第二步、将聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子、十二烯基丁二酸和另一半基础油混合，磁力搅拌15min形成混合料B，加入乳化机中，以3000-4000r/min的转速对混合料B搅拌20min，将搅拌后的混合料B加入多级乳化设备中，分别以5000rpm-6000rpm、40℃-60℃乳化分散20min-30min，8000rpm-10000rpm、70℃-90℃乳化分散60min-90min，制得乳化后混合料B；
第三步、将混合料B与混合料A混合，进行高压均质，分别在50MPa均化循环10次，80MPa均化循环10次，制得耐磨车用润滑油。
其余同实施例1。
实施例3
一种耐磨车用润滑油，由如下重量份原料制成：85份基础油，4份聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子，2份十二烯基丁二酸，8份单丁二酰亚胺无灰分散剂，4份硫化烷基酚钙，4份烷基二苯胺，2份2、6-二叔丁基对甲酚，8份乙烯-丙烯共聚物；
所述耐磨车用润滑油由如下方法制成：
第一步、将一半基础油加入反应釜中，升温至65-75℃，将烷基二苯胺、乙烯-丙烯共聚物、硫化烷基酚钙、2、6-二叔丁基对甲酚和分散剂混合，磁力搅拌30-40min，之后转移至反应釜中，以450-500r/min的转速搅拌15-30min，制得混合料A；
第二步、将聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子、十二烯基丁二酸和另一半基础油混合，磁力搅拌15min形成混合料B，加入乳化机中，以3000-4000r/min的转速对混合料B搅拌20min，将搅拌后的混合料B加入多级乳化设备中，分别以5000rpm-6000rpm、40℃-60℃乳化分散20min-30min，8000rpm-10000rpm、70℃-90℃乳化分散60min-90min，制得乳化后混合料B；
第三步、将混合料B与混合料A混合，进行高压均质，分别在50MPa均化循环10次，80MPa均化循环10次，制得耐磨车用润滑油。
其余同实施例1。
实施例4
一种耐磨车用润滑油，由如下重量份原料制成：90份基础油，5份聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子，3份十二烯基丁二酸，10份单丁二酰亚胺无灰分散剂，5份硫化烷基酚钙，5份烷基二苯胺，3份2、6-二叔丁基对甲酚，10份乙烯-丙烯共聚物；
所述耐磨车用润滑油由如下方法制成：
第一步、将一半基础油加入反应釜中，升温至65-75℃，将烷基二苯胺、乙烯-丙烯共聚物、硫化烷基酚钙、2、6-二叔丁基对甲酚和分散剂混合，磁力搅拌30-40min，之后转移至反应釜中，以450-500r/min的转速搅拌15-30min，制得混合料A；
第二步、将聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子、十二烯基丁二酸和另一半基础油混合，磁力搅拌15min形成混合料B，加入乳化机中，以3000-4000r/min的转速对混合料B搅拌20min，将搅拌后的混合料B加入多级乳化设备中，分别以5000rpm-6000rpm、40℃-60℃乳化分散20min-30min，8000rpm-10000rpm、70℃-90℃乳化分散60min-90min，制得乳化后混合料B；
第三步、将混合料B与混合料A混合，进行高压均质，分别在50MPa均化循环10次，80MPa均化循环10次，制得耐磨车用润滑油。
其余同实施例1。
对比例1
本对比例与实施例1相比用纳米氧化铝代替聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子，制备方法如下所示：
第一步、将一半基础油加入反应釜中，升温至65-75℃，将烷基二苯胺、乙烯-丙烯共聚物、硫化烷基酚钙、2、6-二叔丁基对甲酚和分散剂混合，磁力搅拌30-40min，之后转移至反应釜中，以450-500r/min的转速搅拌15-30min，制得混合料A；
第二步、将纳米氧化铝、十二烯基丁二酸和另一半基础油混合，磁力搅拌15min形成混合料B，加入乳化机中，以3000-4000r/min的转速对混合料B搅拌20min，将搅拌后的混合料B加入多级乳化设备中，分别以5000rpm-6000rpm、40℃-60℃乳化分散20min-30min，8000rpm-10000rpm、70℃-90℃乳化分散60min-90min，制得乳化后混合料B；
第三步、将混合料B与混合料A混合，进行高压均质，分别在50MPa均化循环10次，80MPa均化循环10次，制得耐磨车用润滑油。
对比例2
本对比例与实施例1相比，未加入聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子，制备方法如下所示：
第一步、将一半基础油加入反应釜中，升温至65-75℃，将烷基二苯胺、乙烯-丙烯共聚物、硫化烷基酚钙、2、6-二叔丁基对甲酚和分散剂混合，磁力搅拌30-40min，之后转移至反应釜中，以450-500r/min的转速搅拌15-30min，制得混合料A；
第二步、将十二烯基丁二酸和另一半基础油混合，磁力搅拌15min形成混合料B，加入乳化机中，以3000-4000r/min的转速对混合料B搅拌20min，将搅拌后的混合料B加入多级乳化设备中，分别以5000rpm-6000rpm、40℃-60℃乳化分散20min-30min，8000rpm-10000rpm、70℃-90℃乳化分散60min-90min，制得乳化后混合料B；
第三步、将乳化后十二烯基丁二酸与混合料A混合，进行高压均质，分别在50MPa均化循环10次，80MPa均化循环10次，制得耐磨车用润滑油。
对比例3
本对比例为市场中一种耐磨车用润滑油。
对实施例1-4和对比例1-3进行最大无卡咬负荷、磨痕直径用四球摩擦磨损试验机进行评价，以及低温运动粘度进行测试。
抗磨的实验操作条件为：392N，实验时间60min，转数1452r/min；结果如下表所示；
从上表中能够看出实施例1-4的最大无卡咬负荷为760-768N，磨痕直径为0.38-0.40mm，低温运动粘度为4200-4300mPa·S，对比例1-3的最大无卡咬负荷为420-650N，磨痕直径为0.50-0.62mm，低温运动粘度为4500-5000mPa·S；所以以聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子等作为原料，在用于车辆发动机时能够减小零件的摩擦和磨损，还可提高油品粘度指数，同时本发明还加入了分散剂，可以防止金属部件生锈，延长了车的使用寿命，聚甲基丙烯酸甲酯/纳米氧化铝复合粒子具有亲油性，所以能够在润滑油中稳定分散，而且通过其形成的稳定体系具有优异的抗磨减磨性和良好的承载性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
