一种齿轮油添加剂、齿轮油及其制备方法和应用

本发明涉及润滑材料领域，具体而言，本发明涉及一种齿轮油添加剂、齿轮油及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着工业技术的不断进步，工业制造中齿轮的作用不可忽视，齿轮油用于各种齿轮传动装置，具有一定的润滑作用，可以减小齿轮和其他运动部件的磨损，延长齿轮的寿命，减少功率损失，分散热量，起到一定的冷却作用；同时齿轮油还可以减少齿轮之间的振动和冲击的作用，提高传递功率效率。然而，目前市场上的齿轮油产品大多数是以全合成油为基础的，对环境具有很大的污染，并且此类齿轮油生产较为复杂，成本较高，在机械运转过程中温升相对较高，震动较大，润滑性能差。因此，亟需发展一种性能良好的齿轮油，实现工业设备的高可靠和长服役寿命。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：目前，纳米材料迅速发展应用于生物、医疗、电子以及润滑领域，例如，石墨、类金刚薄膜、碳纳米管、二硫化钼、石墨烯、黑磷等，由于其特殊的结构而广泛应用在润滑领域。目前，对于商用油来说存在在机械运转过程中温升高、震动大、润滑性能差等问题。

2、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种齿轮油添加剂、齿轮油及其制备方法和应用，黑磷/肉桂酸复合纳米材料在齿轮油中具备良好的分散性，能够提高齿轮油的润滑性能以及抗温升性能，提高齿轮的寿命，齿轮油能够产生有效的润滑膜从而来减小齿轮运转中的振动，提高齿轮的运转效率。

3、本发明实施例提供一种齿轮油添加剂，所述齿轮油添加剂为黑磷/肉桂酸复合纳米材料，所述黑磷/肉桂酸复合纳米材料包括黑磷纳米片和肉桂酸。

4、本发明实施例的齿轮油添加剂带来的优点和技术效果：齿轮油添加剂包括黑磷/肉桂酸复合纳米材料，肉桂酸使得黑磷/肉桂酸纳米复合材料很容易在基础油中分散，黑磷/肉桂酸复合纳米材料在齿轮油中具备良好的分散性。黑磷具有与石墨类似的天然片层结构，同时具有催化的作用，能够提高润滑性能。黑磷纳米片由于尺寸小，活性高，与肉桂酸复合后，使得黑磷纳米片表面具有羧基和碳碳双键等基团，能够吸附在齿轮表面从而减小振动，减小磨损以及抗温升，进而提高齿轮的寿命。齿轮油添加剂用于齿轮油，能够产生有效的润滑膜，且黑磷纳米片吸附在齿轮表面，减小齿轮运转中的振动，提高齿轮的运转效率。齿轮油添加剂的原料易得，易于推广应用。

5、在一些实施例中，所述黑磷纳米片和肉桂酸的质量比为5-10：10-20。

6、在一些实施例中，所述黑磷/肉桂酸复合纳米材料由黑磷纳米片和肉桂酸经球磨得到。

7、在一些实施例中，所述黑磷纳米片的粒径为500-1000nm。

8、在一些实施例中，所述黑磷纳米片的制备方法包括：将黑磷粉体分散到n-甲基吡咯烷酮中进行超声，然后进行离心和干燥，得到黑磷纳米片。

9、在一些实施例中，所述黑磷粉体与n-甲基吡咯烷酮的质量比为5-10：15000-21000；

10、和/或，所述超声的时间为5-8h；

11、和/或，所述干燥采用真空干燥。

12、本发明实施例提供一种齿轮油添加剂的制备方法，包括：将黑磷纳米片与肉桂酸混合后进行球磨，得到黑磷/肉桂酸复合纳米材料。本发明实施例中，通过球磨获得黑磷/肉桂酸复合纳米材料，两者以黑磷和肉桂酸分子形式复合，相对于单独添加黑磷和肉桂酸的混合物，能够提高润滑性能。

13、在一些实施例中，所述球磨的时间为1-3h；和/或，所述球磨的转速为500-700rpm；和/或，球磨比为20-50:1。

14、在一些实施例中，所述黑磷纳米片的制备方法包括：将黑磷粉体分散到n-甲基吡咯烷酮中进行超声，然后进行离心和干燥，得到黑磷纳米片；优选地，所述黑磷粉体与n-甲基吡咯烷酮的质量比为5-10：15000-21000；所述超声的时间为5-8h。

15、本发明实施例提供一种齿轮油，包括：齿轮油添加剂以及润滑油基础油，所述齿轮油添加剂包括本发明实施例的齿轮油添加剂或本发明实施例的制备方法制得的齿轮油添加剂。

16、在一些实施例中，所述齿轮油添加剂相对于润滑油基础油的质量百分浓度为0.1-0.3wt.％。

17、在一些实施例中，所述润滑油基础油包括矿物油或合成油中的至少一种。

18、本发明实施例提供一种齿轮油的制备方法，将齿轮油添加剂添加到润滑油基础油中，搅拌，得到齿轮油。

19、在一些实施例中，所述搅拌的温度为50-80℃；和/或，所述搅拌的时间为10-30min。

20、本发明实施例提供一种齿轮油添加剂或齿轮油的应用，用于齿轮工作过程中，降低温升和振动。本发明实施例中，齿轮油添加剂或齿轮油在齿轮运转中具有良好的抗温升性能以及较低的振动。

技术特征：

1.一种齿轮油添加剂，其特征在于，所述齿轮油添加剂为黑磷/肉桂酸复合纳米材料，所述黑磷/肉桂酸复合纳米材料包括黑磷纳米片和肉桂酸。

2.根据权利要求1所述的齿轮油添加剂，其特征在于，所述黑磷纳米片和肉桂酸的质量比为5-10：10-20；

3.根据权利要求1所述的齿轮油添加剂，其特征在于，所述黑磷纳米片的粒径为500-1000nm；

4.一种权利要求1-3中任一项所述的齿轮油添加剂的制备方法，其特征在于，包括：将黑磷纳米片与肉桂酸混合后进行球磨，得到黑磷/肉桂酸复合纳米材料。

5.根据权利要求4所述的齿轮油添加剂的制备方法，其特征在于，所述球磨的时间为1-3h；

6.一种齿轮油，其特征在于，包括：齿轮油添加剂以及润滑油基础油，所述齿轮油添加剂包括权利要求1-3中任一项所述的齿轮油添加剂或权利要求4或5所述的制备方法制得的齿轮油添加剂。

7.根据权利要求6所述的齿轮油，其特征在于，所述齿轮油添加剂相对于润滑油基础油的质量百分浓度为0.1-0.3wt.％；

8.一种权利要求6或7所述的齿轮油的制备方法，其特征在于，将齿轮油添加剂添加到润滑油基础油中，搅拌，得到齿轮油。

9.根据权利要求8所述的齿轮油的制备方法，其特征在于，所述搅拌的温度为50-80℃；

10.一种权利要求1-3中任一项所述的齿轮油添加剂或权利要求6或7所述的齿轮油的应用，其特征在于，用于齿轮工作过程中，降低温升和振动。

技术总结本发明公开了一种齿轮油添加剂、齿轮油及其制备方法和应用，所述齿轮油添加剂为黑磷/肉桂酸复合纳米材料，所述黑磷/肉桂酸复合纳米材料包括黑磷纳米片和肉桂酸。本发明的黑磷/肉桂酸复合纳米材料在齿轮油中具备良好的分散性，能够提高齿轮油的润滑性能以及抗温升性能，提高齿轮的寿命，齿轮油能够产生有效的润滑膜从而来减小齿轮运转中的振动，提高齿轮的运转效率。技术研发人员：李津津,董少文,宋伟受保护的技术使用者：清华大学技术研发日：技术公布日：2024/7/9