一种摩擦改进剂、其制备方法以及包括其的润滑油与流程

1.本发明属于发动机技术领域，涉及摩擦改进剂，尤其涉及一种摩擦改进剂、其制备方法以及包括其的润滑油。


背景技术：

2.润滑油工作于两个存在相对运动并发生接触的机械部件之间，通过形成一层薄膜来保护运动部件不受或者少受损伤。润滑油含有基础油和添加剂。摩擦改进剂是一种润滑油的添加剂。当普通基础油中加入摩擦改进剂用于运动部件之间时，从物理性能来看摩擦改进剂能显著降低接触表面的摩擦系数。
3.随着现代机械设备的载荷、速度和温度等工作参数的日益提高，为了弥补液体润滑油的缺陷，需要一种摩擦改进剂，通过物理吸附、化学吸附或者化学反应形成一层膜，提高膜的承载能力，降低摩擦系数。
4.cn105524681a公开了一种汽油机油摩擦改进剂，其由油酸铁与二烷基二硫代氨基甲酸钼组成；所述油酸铁与二烷基二硫代氨基甲酸钼的重量比为0.2～0.8:1。该发明提供的汽油机油摩擦改进剂能够使汽油机油的四球机试验磨斑直径显著减小，有效改善汽油机油的抗摩擦性能。所述摩擦改进剂原料配比合理，生产工艺简单，能够广泛使用在现有汽油发动机油中。
5.cn106281581a公开了一种高分子摩擦改进剂及其合成方法，以多元醇类、聚乙二醇类、烷基酸类和烷基酸酐类为原料，在酸类或酯类催化剂作用下，在80℃～210℃氮气保护条件下进行酯化反应，负压除水得到中间产物，再经过硼化处理得到高分子摩擦改进剂，它的分子量为2000～8000，100℃的运动粘度为180～500mm2/s。该专利的合成工艺合理，容易操作，原料成本低廉，合成的摩擦改进剂具有减磨、抑制铜腐蚀及防锈蚀作用，摩擦改进剂中不含磷和硫。
6.cn109054960a一种含有纳米介孔碳的摩擦改进剂及其制备方法，通过先将基础油、部分无灰分散剂、纳米人工石墨制备成纳米人工石墨粒子后再与其它组分混合，并且混合物先经超声波分散后再继续使用高速搅拌机搅拌，将纳米介孔碳和纳米人工石墨进行分散包覆处理，可在基础油和润滑油中具有良好的分散性，长期悬浮，不沉降，不会堵塞油路，热稳定性好、减摩效果好，且可与各种润滑油相溶合，具有耐高温高速高负荷，可避免积碳生成，极大提升了发动机各金属部件之间的润滑性，能够形成有效的物理吸附保护膜和化学反应保护膜，降低发动机各部件之间的高磨损，延长发动机寿命。
7.现有摩擦改进剂均存在原材料复杂、制备工艺困难和抗磨效果差等问题，因此，如何在保证摩擦改进剂具有原材料简单的情况下，还具有制备工艺简单和抗磨效果好等特点，成为目前迫切需要解决的问题。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种摩擦改进剂、其制备方法
以及包括其的润滑油，通过加入含有co、la、mo、pt或mg等元素的金属无机化合物，金属无机化合物会进入摩擦界面，并形成抗磨层，能够有效地减少摩擦，进一步地减少燃料的消耗，具有原材料简单、制备工艺简单和实用性高等特点。
9.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
10.第一方面，本发明提供了一种摩擦改进剂，所述的摩擦改进剂包括至少一种金属无机化合物，所述金属无机化合物中的金属元素包括co、la、mo、pt或mg中的一种或至少两种的组合。
11.本发明提供的摩擦改进剂中含有co、la、mo、pt或mg等元素的金属无机化合物，将摩擦改进剂加入到润滑油中运行后，摩擦改进剂能够进入摩擦界面内形成稳定的抗磨层，该抗磨层能够有效地减少摩擦并增加抗承载能力，进一步地，能够减少汽柴油等燃烧的消耗，从而达到节约资源和成本的效果，本发明具有原材料简单、制备工艺简单和实用性高等特点。
12.作为本发明的一个优选技术方案，所述摩擦改进剂中co元素的质量占比为0.01～0.5％，例如为0.01％、0.05％、0.10％、0.15％、0.20％、0.25％、0.30％、0.35％、0.40％、0.45％或0.50％。
13.优选地，所述摩擦改进剂中la元素的质量占比为0.05～2％，例如为0.05％、0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、1.0％、1.2％、1.4％、1.6％、1.8％或2.0％。
14.优选地，所述摩擦改进剂中mo元素的质量占比为0.1～8％，例如为0.1％、0.8％、1.6％、2.4％、3.2％、4.0％、4.8％、5.6％、6.4％、7.2％或8.0％。优选地，所述摩擦改进剂中pt元素的质量占比为0.1～4％，例如为0.1％、0.4％、0.8％、1.2％、1.6％、2.0％、2.4％、2.8％、3.2％、3.6％或4.0％。
15.优选地，所述摩擦改进剂中mg元素的质量占比为0.02～8％，例如为0.02％、0.8％、1.6％、2.4％、3.2％、4.0％、4.8％、5.6％、6.4％、7.2％或8.0％。
16.本发明通过co、la、mo、pt和mg元素的配合，进一步地，通过控制各元素的质量占比，从而使摩擦改进剂的抗磨效果最优，其中任一元素的质量占比高于或低于优选范围，则会降低摩擦改进剂的使用效果，起不到明显抗磨作用。
17.作为本发明的一个优选技术方案，含有co的所述金属无机化合物包括coc2o4、coco3、cocl2、coso4或co(oh)3中的一种或至少两种的组合。
18.优选地，含有la的所述金属无机化合物包括la2o3、la(oh)3、lacl3、la(no3)3或la2o3中的一种或至少两种的组合。
19.优选地，含有mo的所述金属无机化合物包括moo2、mo4o
11
、moo3、h2moo4或h6mo7o
24
中的一种或至少两种的组合。
20.优选地，含有pt的所述金属无机化合物包括pto、pto2、pt(oh)2、pts、pts2、ptcl2、ptcl4或pt(cn)2中的一种或至少两种的组合。
21.优选地，含有mg的所述金属无机化合物包括mgo、mgco3、mg(oh)3、mgcl2、mg(hco3)2或mgso4中的一种或至少两种的组合。
22.第二方面，本发明提供了一种如第一方面所述的摩擦改进剂的制备方法，所述的制备方法包括：
23.将金属无机化合物进行混合，焙烧后制备得到所述的摩擦改进剂。
24.作为本发明的一个优选技术方案，所述的制备方法具体包括：
25.将金属无机化合物混合并进行焙烧，焙烧后再加入改性剂进行改性处理，制备得到所述的摩擦改进剂。
26.本发明通过进一步地加入改性剂，能够提高摩擦改进剂的比表面积并且能够增强吸附能力，从而有效提高摩擦改进剂的性能。
27.作为本发明的一个优选技术方案，所述焙烧的温度为550～850℃，例如为550℃、570℃、590℃、610℃、630℃、650℃、670℃、690℃、710℃、730℃、750℃、770℃、790℃、810℃、830℃或850℃。
28.作为本发明的一个优选技术方案，所述改性处理的方式为加热改性处理，所述加热改性处理的温度为100～180℃，例如为100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃或180℃。
29.作为本发明的一个优选技术方案，所述的改性剂包括h8mon2o4、moo3、mos、mos2、camoo4、fe2(moo4)3或pbmoo4中的一种或至少两种的组合。
30.作为本发明的一个优选技术方案，所述的制备方法具体包括以下步骤：
31.将金属无机化合物混合并进行焙烧，焙烧温度为550～850℃，焙烧后再加入改性剂进行热改性处理，热改性处理的温度为100～180℃，制备得到所述的摩擦改进剂。
32.第三方面，本发明提供了一种包括如第一方面所述的摩擦改进剂的润滑油，所述的润滑油中摩擦改进剂的质量占比为0.1～0.5％，例如为0.10％、0.14％、0.18％、0.22％、0.26％、0.30％、0.34％、0.38％、0.42％、0.46％或0.50％。
33.本发明中，通过控制润滑油中摩擦改进剂的质量占比为的0.1～0.5％，形成的抗磨层均匀稳定、牢固可靠，并且摩擦系数低，进而有效减少设备的磨损、降低汽柴油等燃料的消耗，若加入量低于0.1％，则形成的抗磨层厚度较小，不耐磨，设备经过一段时间的运行，易将此抗磨层破坏，若加入量高于0.5％，多余的摩擦改进剂会破坏已形成的抗磨层，从而导致形成的抗磨层不稳定，起不到抗磨效果。
34.本发明所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
35.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
36.本发明提供的摩擦改进剂中含有co、la、mo、pt或mg等元素的金属无机化合物，将摩擦改进剂加入到润滑油中运行后，摩擦改进剂能够进入摩擦界面内形成稳定的抗磨层，该抗磨层能够有效地减少摩擦并增加抗承载能力，进一步地，能够减少汽柴油等燃烧的消耗，从而达到节约资源和成本的效果，本发明具有原材料简单、制备工艺简单和实用性高等特点。
附图说明
37.图1为本发明实施例1中提供的摩擦改进剂的扫描电镜图；
38.图2为本发明实施例1中提供的抗磨层的扫描电镜图。
39.其中，1
‑
抗磨层。
具体实施方式
40.为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
41.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
42.以下实施例和对比例中的润滑油均采用的是5w
‑
40型号的润滑油。
43.实施例1
44.本实施例提供了一种摩擦改进剂，所述的摩擦改进剂包括coc2o4、la2o3、moo2、pto和mgo，其中，co元素的质量占比为0.15％，la元素的质量占比为1％，mo元素的质量占比为4％，pt元素的质量占比为2％，mg元素的质量占比为4％。
45.本实施例还提供了一种上述摩擦改进剂的制备方法，所述的制备方法具体包括以下步骤：
46.按照摩擦改进剂中的元素质量占比分别称量金属无机化合物，混合并在700℃下进行焙烧，焙烧后再加入h8mon2o4在140℃下进行热改性处理，制备得到所述的摩擦改进剂。
47.本实施例还提供了一种润滑油，所述润滑油中添加有上述的摩擦改进剂，润滑油中摩擦改进剂的质量占比为0.2％。
48.实施例2
49.本实施例提供了一种摩擦改进剂，所述的摩擦改进剂包括coco3、la(oh)3、mo4o
11
、pt(oh)2和mgcl2，其中，co元素的质量占比为0.2％，la元素的质量占比为1.5％，mo元素的质量占比为2％，pt元素的质量占比为1％，mg元素的质量占比为1.2％。
50.本实施例还提供了一种上述摩擦改进剂的制备方法，所述的制备方法具体包括以下步骤：
51.按照摩擦改进剂中的元素质量占比分别称量金属无机化合物，混合并在550℃下进行焙烧，焙烧后再加入moo3在120℃下进行热改性处理，制备得到所述的摩擦改进剂。
52.本实施例还提供了一种润滑油，所述润滑油中添加有上述的摩擦改进剂，润滑油中摩擦改进剂的质量占比为0.1％。
53.实施例3
54.本实施例提供了一种摩擦改进剂，所述的摩擦改进剂包括cocl2、coso4、la(no3)3、la2o3、moo3、h2moo4、pts和mgso4，cocl2和coso4的质量比为1:1，la(no3)3和la2o3的质量比为1:1，moo3和h2moo4的质量比为1:1，其中，co元素的质量占比为0.3％，la元素的质量占比为0.5％，mo元素的质量占比为6％，pt元素的质量占比为0.1％，mg元素的质量占比为5.0％。
55.本实施例还提供了一种上述摩擦改进剂的制备方法，所述的制备方法具体包括以下步骤：
56.按照摩擦改进剂中的元素质量占比分别称量金属无机化合物，混合并在650℃下进行焙烧，焙烧后再加入mos2在160℃下进行热改性处理，制备得到所述的摩擦改进剂。
57.本实施例还提供了一种润滑油，所述润滑油中添加有上述的摩擦改进剂，润滑油中摩擦改进剂的质量占比为0.3％。
58.实施例4
59.本实施例提供了一种摩擦改进剂，所述的摩擦改进剂包括co(oh)3、la2o3、lacl3、
la(no3)3、h6mo7o
24
、pt(cn)2、mgo和mgco3，la2o3、lacl3和la(no3)3的质量比为1:1:1，mgo和mgco3的质量比为1:1，其中，co元素的质量占比为0.35％，la元素的质量占比为1.5％，mo元素的质量占比为1.0％，pt元素的质量占比为3.2％，mg元素的质量占比为7％。
60.本实施例还提供了一种上述摩擦改进剂的制备方法，所述的制备方法具体包括以下步骤：
61.按照摩擦改进剂中的元素质量占比分别称量金属无机化合物，混合并在750℃下进行焙烧，焙烧后再加入camoo4在100℃下进行热改性处理，制备得到所述的摩擦改进剂。
62.本实施例还提供了一种润滑油，所述润滑油中添加有上述的摩擦改进剂，润滑油中摩擦改进剂的质量占比为0.4％。
63.实施例5
64.本实施例提供了一种摩擦改进剂，所述的摩擦改进剂包括coc2o4、co(oh)3、lacl3、la2o3、mo4o
11
、moo3、pts、pts2和mgso4，coc2o4和co(oh)3的质量比为1:1，lacl3和la2o3的质量比为1:1，mo4o
11
和moo3的质量比为1:1，pts和pts2的质量比为1:1，其中，co元素的质量占比为0.1％，la元素的质量占比为0.5％，mo元素的质量占比为5.6％，pt元素的质量占比为3％，mg元素的质量占比为3％。
65.本实施例还提供了一种上述摩擦改进剂的制备方法，所述的制备方法具体包括以下步骤：
66.按照摩擦改进剂中的元素质量占比分别称量金属无机化合物，混合并在800℃下进行焙烧，焙烧后再加入fe2(moo4)3在180℃下进行热改性处理，制备得到所述的摩擦改进剂。
67.本实施例还提供了一种润滑油，所述润滑油中添加有上述的摩擦改进剂，润滑油中摩擦改进剂的质量占比为0.5％。
68.对比例1
69.本对比例提供了一种润滑油，所述润滑油中未加入摩擦改进剂。
70.对比例2
71.本对比例提供了一种润滑油，所述的润滑油中包括实施例1中所述的摩擦改进剂，润滑油中摩擦改进剂的质量占比为0.05％。
72.对比例3
73.本对比例提供了一种润滑油，所述的润滑油中包括实施例1中所述的摩擦改进剂，润滑油中摩擦改进剂的质量占比为0.6％。
74.对上述实施例1制备得到的摩擦改进剂进行扫描电镜检测，扫描电镜图如图1所示。
75.将上述实施例和对比例制备得到的润滑油采用四球试验机进行测试，所述的测试方法包括：转速为1760r/min，室温下测试，进行逐级加载直至油膜破裂。
76.测试结果如表1所示，其中，形成的抗磨层1结构如图2所示。
77.表1
[0078][0079][0080]
由上表可知：
[0081]
(1)实施例1与对比例1相比，实施例1的摩擦系数、抗承载能力和节省燃油量均优于对比例1，本发明提供的摩擦改进剂中含有co、la、mo、pt或mg等元素的金属无机化合物，将摩擦改进剂加入到润滑油中运行后，摩擦改进剂能够进入摩擦界面内形成稳定的抗磨层1，该抗磨层1能够有效地减少摩擦并增加抗承载能力，进一步地，能够减少汽柴油等燃烧的消耗，从而达到节约资源和成本的效果，本发明具有原材料简单、制备工艺简单和实用性高等特点。
[0082]
(2)实施例1与对比例2、3相比，实施例1的摩擦系数、抗承载能力和节省燃油量均优于对比例2、3，由此可以看出，本发明中，通过控制润滑油中摩擦改进剂的质量占比为的0.1～0.5％，形成的抗磨层1均匀稳定、牢固可靠，并且摩擦系数低，进而有效减少设备的磨损、降低汽柴油等燃料的消耗，若加入量低于0.1％，则形成的抗磨层1厚度较小，不耐磨，设备经过一段时间的运行，易将此抗磨层1破坏，若加入量高于0.5％，多余的摩擦改进剂会破坏已形成的抗磨层1，从而导致形成的抗磨层1不稳定，起不到抗磨效果。
[0083]
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。