一种气凝胶润滑油添加剂及其制备方法和用途与流程

本申请涉及气凝胶领域，具体而言，本申请涉及气凝胶和含有气凝胶的润滑油，及其制备方法和用途。

背景技术：

1、高品质的润滑油，仅仅依靠提高润滑油的加工技术是不行的。基础油具备了润滑油的基本特征和某些使用性能，但并不能生产出各种性能都符合使用要求的润滑油。为弥补润滑油某些性质上的缺陷并赋予润滑油一些新的优良性质，润滑油中要加入各种功能不同的添加剂。润滑油添加剂的使用，改变了润滑油的物理性能，如粘度、凝点等；以及增加或增强了润滑油的化学性质，如抗氧、抗腐等。这不仅满足了各种新型机械和发动机的要求，而且延长了润滑油的使用寿命。市场中所销售的添加剂一般都是各单一添加剂的复合品，所不同的就是单一添加剂的成分不同以及复合添加剂内部几种单一添加剂的比例不同而已。

2、气凝胶通常是指纳米多孔网络结构的固态材料，并在网络空隙中充满气态分散介质，可以说气凝胶中含有90％以上的气体。最常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶，是一种性能非常优秀的轻质纳米多孔非晶固体材料，其空隙率高达80～99.8％，空洞的典型尺寸为1～100纳米，比表面积为400～1000平方米/克，而密度可低达3千克/立方米(仅是空气3倍)，室温导热系数可低达0.013瓦/(米.卡尔文)，非常坚固耐用(见图1在高倍电镜下以200nm为比例尺的2um气凝胶颗粒的照片)。

3、科学家也将气凝胶亲切地称为“超级海绵”，因为其表面有成百上千万的小孔，所以是非常理想的吸附水中油污的材料。气凝胶经过表面处理，可以被做成疏水(亲油)气凝胶，对于油类具有非常好的吸附能力。

4、既然气凝胶对于油类具有良好的吸附能力，又是纳米级的多孔材料，其一定会对于润滑油具有良好的吸附作用。当气凝胶的纳米孔洞内吸满润滑油时，可以认为气凝胶中含有90％以上润滑油。当这种含有润滑油的纳米气凝胶颗粒，加入到发动机或齿轮箱中时，发动机缸壁或齿轮啮合表面，许多摩擦表面密集的凹陷或微孔以及机械加工网纹，将会钻入携带润滑油的纳米气凝胶颗粒，对摩擦表面进行填补的同时，使上述摩擦表面储存润滑油的能力不断提高，并在该表面形成润滑油膜。从而减小发动机以及齿轮啮合表面的磨擦,减少润滑油的温升，从而降低润滑油的氧化，提高其使用寿命。有效降低运行噪音，提高工作效率、减少功率消耗。

5、同时，二氧化硅气凝胶颗粒表面含有大量羟基，在摩擦副表面可以形成牢固的化学吸附膜，以保护金属摩擦表面。可以提高润滑油的承载能力，降低摩擦系数，并对磨损表面起到一定的修复作用。

6、现在国内气凝胶已经具有规模化生产能力，气凝胶产品本身就是纳米级颗粒，只需将其与相关润滑油(不同用途润滑油)按一定比例混合，即可生产出气凝胶润滑油。

技术实现思路

1、将气凝胶润滑油加入到发动机或齿轮箱中时，发动机缸壁或齿轮啮合表面，携带润滑油的气凝胶，钻入其表面密集的微孔或机械加工网纹，使上述表面形成润滑油膜。可以认为发动机缸壁或齿轮啮合表面摩擦，多数由充满润滑油的气凝胶颗粒形成的油膜完成，大大减少发动机缸壁或齿轮啮合表面的磨擦，有效减低润滑油的温升，以减小润滑油的氧化，提高其使用寿命。

2、本申请提供减少摩擦、降低油温，提高承载能力，并对磨损表面起到一定的修复作用，从而提高运行效率和使用寿命的气凝胶润滑油。

3、技术方案如下：

4、第一步，选用二氧化硅气凝胶，粉碎成超细颗粒；

5、第二步，选用气凝胶润滑油添加剂的基础油，不论是矿物基础油、合成基础油和植物油基础油均可作为生产相关用途气凝胶润滑油添加剂的基础油；

6、第三步，将一定量的气凝胶均匀的混合到选用的气凝胶润滑油添加剂的基础油中，气凝胶的添加量，以其在气凝胶润滑油添加剂基础油中不产生沉淀为准；

7、第四步，在一定力矩、温度、速度下搅拌至气凝胶完全与气凝胶润滑油添加剂基础油融为一体，形成气凝胶润滑油添加剂(见图2气凝胶润滑油添加剂)；

8、第五步，通过实验确定气凝胶润滑油添加剂，在根据需要添加到润滑油基础油中的比例，以确保添加气凝胶润滑油添加剂的润滑油摩擦系数最低(见图3不同添加的摩擦系数)；

9、第六步，按照第五步确定的比例，将气凝胶润滑油添加剂加入到，与该气凝胶润滑油添加剂基础油相同的润滑油基础油中。通过调和工艺将气凝胶润滑油添加剂与润滑油基础油充分混合均匀，形成气凝胶润滑油。

10、也可以，将气凝胶超细颗粒按一定比例直接添加到润滑油基础油内，通过调和工艺将气凝胶超细颗粒均匀混合在润滑油基础油中，形成气凝胶润滑油。

技术特征：

1.一种气凝胶润滑油添加剂，其特征在于包括：气凝胶超细颗粒和润滑油基础油，其中所述气凝胶为二氧化硅气凝胶；气凝胶超细颗粒与润滑油基础油的添加质量比例范围为(1-5):100。

2.根据权利要求1所述的气凝胶润滑油添加剂，其特征在于：气凝胶超细颗粒与润滑油基础油的添加质量比例范围为(2-3):100。

3.根据权利要求1所述的气凝胶润滑油添加剂，其特征在于：润滑油基础油选自矿物基础油、合成基础油和植物油基础油。

4.根据权利要求3所述的气凝胶润滑油添加剂，其特征在于：所述矿物基础油选自惠州中海油150n。

5.根据权利要求1所述的气凝胶超细颗粒，其特征在于：所述气凝胶超细颗粒，1μm≤平均粒度≤10μm。

6.权利要求1-5任一所述的气凝胶润滑油添加剂的制备方法，其特征在于包括：将所述气凝胶超细颗粒添加入润滑油基础油中，经充分搅拌均匀分布于基础油中。

7.一种气凝胶润滑油，其特征在于包括：权利要求1-5任一所述的气凝胶润滑油添加剂，和基础油，所述基础油选自矿物基础油。

8.根据权利要求7所述的气凝胶润滑油，其特征在于：所述添加剂的添加质量比例范围为2％-4％。

技术总结本申请涉及一种气凝胶润滑油添加剂及其制备方法和用途。所述气凝剂润滑油添加剂包括气凝胶超细颗粒和润滑油基础油。将气凝胶润滑油加入到发动机或齿轮箱中时，可大大减少发动机缸壁或齿轮啮合表面的磨擦，有效减低润滑油的温升，以减小润滑油的氧化，提高其使用寿命。技术研发人员：刘文洁,巩和一,陈一乔受保护的技术使用者：中航科学研究院（广东）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/12