本發(fā)明屬于潤(rùn)滑油添加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多孔納米顆粒在潤(rùn)滑油中作為無(wú)機(jī)抗氧化劑的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

潤(rùn)滑油在使用的過(guò)程中在空氣、金屬等因素的影響下，會(huì)被氧化成醇、羧酸、酮等低分子化合物，進(jìn)而可能發(fā)生縮合形成聚合物，從而使體系的粘度和酸值增加，油品的潤(rùn)滑性能變差，甚至?xí)g機(jī)械零部件，縮短使用壽命。因此在潤(rùn)滑油使用過(guò)程中，必需加入對(duì)油品氧化能起到延緩或抑制作用的抗氧劑，以延長(zhǎng)潤(rùn)滑油的工作壽命。

目前，國(guó)內(nèi)外各種文獻(xiàn)和專(zhuān)利報(bào)道的潤(rùn)滑油抗氧劑主要為有機(jī)類(lèi)抗氧劑，例如烷基二苯胺、烷基萘胺、烷基吩噻嗪等芳胺型抗氧劑單獨(dú)使用或協(xié)同使用，如姚俊兵等人通過(guò)氧化偶合烷基二苯胺和烷基萘胺并與硫代氨基甲酸酯協(xié)同使用，從而延長(zhǎng)了胺類(lèi)抗氧劑的氧化誘導(dǎo)時(shí)間，并且實(shí)現(xiàn)了對(duì)酸度和粘度增長(zhǎng)的控制。美國(guó)專(zhuān)利patent6426324、patent3509214報(bào)道了二苯胺和烷基萘胺以一定比例聚合為低聚物結(jié)構(gòu)，反應(yīng)產(chǎn)物中除了有苯胺和萘胺的聚合物以外，還有苯胺和苯胺，萘胺和萘胺的聚合物結(jié)構(gòu)，這種混合結(jié)構(gòu)在220℃下仍然具有很好的抗氧能力?？傊F(xiàn)有潤(rùn)滑油用抗氧劑主要是以芳胺型抗氧劑為主的有機(jī)化合物，但是胺類(lèi)抗氧劑一般成本高，毒性大，對(duì)環(huán)境容易造成污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種多孔納米顆粒在潤(rùn)滑油中作為無(wú)機(jī)抗氧化劑的應(yīng)用，該多孔納米顆粒屬于環(huán)境友好型的高溫?zé)o機(jī)抗氧劑，添加到潤(rùn)滑油中后抗氧化性能良好，高熱穩(wěn)定性好。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

多孔納米顆粒在潤(rùn)滑油中作為無(wú)機(jī)抗氧化劑的應(yīng)用。

具體的，上述的應(yīng)用中，所述多孔納米顆粒為公斤級(jí)制備的介孔氧化鋁或介孔二氧化硅，可按照本領(lǐng)域常規(guī)方法制備獲得。

應(yīng)用時(shí)，可將介孔氧化鋁直接加入到潤(rùn)滑油中，以提高潤(rùn)滑油的使用壽命。兩者的重量份配比為：

介孔氧化鋁0.25－2份，

潤(rùn)滑油98－99份。

應(yīng)用時(shí)，還可將介孔氧化鋁與商用抗氧劑3,5-二叔丁基-4-羥基苯酚丙酸甲酯（簡(jiǎn)稱3,5-甲酯）復(fù)合后加入到潤(rùn)滑油中，以提高潤(rùn)滑油的使用壽命。三者的重量份配比為：

介孔氧化鋁0.1－0.8份，

3,5-甲酯0.5－1.5份，

潤(rùn)滑油97－99份。

應(yīng)用時(shí)，可以將介孔二氧化硅與商用抗氧劑3,5-甲酯復(fù)合后加入到潤(rùn)滑油中，以提高潤(rùn)滑油的使用壽命。三者的重量份配比為：

介孔二氧化硅0.1－0.5份，

3,5-甲酯0.5－1.5份，

潤(rùn)滑油98－99份。

應(yīng)用時(shí)，還可以將介孔二氧化硅與抗氧劑3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸復(fù)合后加入到潤(rùn)滑油中，以提高潤(rùn)滑油的使用壽命。三者的重量份配比為：

介孔二氧化硅0.1－0.5份，

3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸0.5－1.5份，

潤(rùn)滑油98－99份。

本發(fā)明中，將無(wú)機(jī)多孔納米顆粒加入到潤(rùn)滑油（如癸二酸二異辛酯，簡(jiǎn)稱dios；聚a烯烴，簡(jiǎn)稱pao）中，例如，介孔氧化鋁不僅可以單獨(dú)作為抗氧劑來(lái)使用，而且可以和商用抗氧劑復(fù)合使用，效果良好。介孔二氧化硅和商用抗氧劑也具有協(xié)同效應(yīng)，能夠延長(zhǎng)油品的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。其中氧化誘導(dǎo)時(shí)間利用旋轉(zhuǎn)氧彈測(cè)試儀和壓力差示掃描量熱法進(jìn)行測(cè)定。利用烘箱氧化實(shí)驗(yàn)考察油品顏色、粘度及酸值隨氧化時(shí)間的變化。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明把具有極高比表面積、規(guī)則有序的孔道結(jié)構(gòu)、狹窄的孔徑分布等特點(diǎn)的無(wú)機(jī)多孔納米顆粒引入到抗氧體系中，使其在潤(rùn)滑油氧化過(guò)程中，在一定程度上延緩了其粘度和酸值的增加，從而提高其抗氧能力，使其具有良好的抗氧化性能和高熱穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1為在dios中添加不同量介孔氧化鋁后的旋轉(zhuǎn)氧彈測(cè)試結(jié)果；

圖2為實(shí)施例1中烘箱氧化實(shí)驗(yàn)后的樣品光學(xué)照片，adios基礎(chǔ)油，b添加有介孔氧化鋁的油品；

圖3為實(shí)施例1中烘箱氧化實(shí)驗(yàn)后的樣品的粘度變化adios基礎(chǔ)油，b添加有介孔氧化鋁的油品；

圖4為實(shí)施例3中烘箱氧化實(shí)驗(yàn)后的樣品光學(xué)照片，adios基礎(chǔ)油，b添加有0.5wt%3,5-甲酯的油品，c添加0.5wt%3,5-甲酯和0.5wt%無(wú)機(jī)抗氧劑介孔氧化鋁的油品；

圖5為實(shí)施例5中烘箱氧化實(shí)驗(yàn)后的樣品光學(xué)照片，adios基礎(chǔ)油，b添加有0.5wt%3,5-甲酯的油品，c添加0.5wt%3,5-甲酯和0.15wt%無(wú)機(jī)抗氧劑介孔二氧化硅的油品；

圖6為實(shí)施例5中烘箱氧化實(shí)驗(yàn)后的樣品酸值變化，adios基礎(chǔ)油，b添加有0.5wt%3,5-甲酯的油品，c添加0.5wt%3,5-甲酯和0.15wt%無(wú)機(jī)抗氧劑介孔二氧化硅的油品。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，均視為在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

下述實(shí)施例中，各原料用量均以重量份計(jì)。其中，介孔氧化鋁以聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷為模板，乙醇為反應(yīng)介質(zhì)，異丙醇鋁為鋁源制備得到（具體可參照：zhangk,xull,jiangjg,etal.facilelarge-scalesynthesisofmonodispersemesoporoussilicananosphereswithtunableporestructure[j].journaloftheamericanchemicalsociety,2013,135(7):2427）。介孔二氧化硅以十六烷基三甲基溴化銨為模板劑，水為反應(yīng)介質(zhì)，硅酸四乙酯為硅源制備得到（具體可參照：yuanq,yinax,luoc,etal.facilesynthesisfororderedmesoporousgamma-aluminaswithhighthermalstability[j].journaloftheamericanchemicalsociety,2008,130(11):3465-3472.）。

實(shí)施例1

把介孔氧化鋁作為抗氧劑加入到潤(rùn)滑油癸二酸二異辛酯（dios）中，利用旋轉(zhuǎn)氧彈法測(cè)定其在150℃下的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。圖1為旋轉(zhuǎn)氧彈測(cè)試結(jié)果，從圖1中可以看出：基礎(chǔ)油dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間為44min；而添加0.5wt%介孔氧化鋁后，抗氧時(shí)間增加到79min。

圖2為在150℃鼓風(fēng)干燥箱中氧化，每隔24小時(shí)取樣后樣品的光學(xué)照片，a為基礎(chǔ)油dios樣品隨氧化天數(shù)的顏色變化，b為添加0.5wt%無(wú)機(jī)抗氧劑介孔氧化鋁后的dios樣品隨氧化天數(shù)的顏色變化。從圖2中可以看出：基礎(chǔ)油dios樣品隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)顏色變化明顯，在添加無(wú)機(jī)抗氧劑介孔氧化鋁后一定程度上抑制了油品顏色的增深。圖3為經(jīng)不同時(shí)間氧化后樣品的粘度變化，從圖3中可以看出：無(wú)機(jī)抗氧劑介孔氧化鋁的加入在一定程度抑制了dios油品粘度的增加。

實(shí)施例2

把介孔氧化鋁作為抗氧劑加入到酯類(lèi)潤(rùn)滑油dios中，添加量為0.75wt%，利用旋轉(zhuǎn)氧彈法測(cè)定其在150℃下的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。圖1為在酯類(lèi)油dios中添加不同量無(wú)機(jī)抗氧劑介孔氧化鋁的旋轉(zhuǎn)氧彈測(cè)試結(jié)果。從圖1中可以看出：基礎(chǔ)油dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間為44min；隨著介孔氧化鋁添加量的增加，抗氧時(shí)間也隨之增加。當(dāng)無(wú)機(jī)抗氧劑介孔氧化鋁添加量為0.75wt%時(shí)，抗氧時(shí)間增加到81min。

實(shí)施例3

把介孔氧化鋁與商用抗氧劑3,5-甲酯復(fù)合，利用旋轉(zhuǎn)氧彈法考察其在dios中的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。單獨(dú)添加0.5wt%的3,5-甲酯，能使dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間從44min延長(zhǎng)到85.5min。在3,5-甲酯添加量為0.5wt%的dios體系中，添加0.5wt%的介孔氧化鋁，可以使氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)到165min。

圖4為在150℃鼓風(fēng)干燥箱中氧化，每隔24小時(shí)取樣后樣品的光學(xué)照片，a為未添加的dios基礎(chǔ)油樣品隨氧化天數(shù)的顏色變化，b為添加0.5%3,5-甲酯的dios樣品隨氧化天數(shù)的顏色變化，c為添加0.5wt%3,5-甲酯和0.5wt%無(wú)機(jī)抗氧劑介孔氧化鋁的dios樣品隨氧化天數(shù)的顏色變化。從圖4中可以看出：油品在未添加時(shí)隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)顏色變化最為明顯，3,5-甲酯和無(wú)機(jī)抗氧劑介孔氧化鋁復(fù)合后，在一定程度上抑制了油品顏色的變化，效果明顯。

實(shí)施例4

把介孔氧化鋁與商用抗氧劑3,5-甲酯復(fù)合，利用旋轉(zhuǎn)氧彈法考察150℃下其在dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。單獨(dú)添加0.5wt%的3,5-甲酯，能使dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間從44min延長(zhǎng)到85.5min。在3,5-甲酯添加量為0.5wt%的dios體系中，添加0.3wt%的介孔氧化鋁，可以使氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)到120min。

實(shí)施例5

把介孔二氧化硅與商用抗氧劑3,5-甲酯復(fù)合，利用旋轉(zhuǎn)氧彈法考察150℃下其在dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。單獨(dú)添加0.5wt%的3,5-甲酯，能使dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間從44min延長(zhǎng)到85.5min。在3,5-甲酯添加量為0.5wt%的dios體系中，添加0.15wt%的介孔二氧化硅，可以使氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)到162min。

圖5為在150℃鼓風(fēng)干燥箱中氧化，每隔24小時(shí)取樣后樣品的光學(xué)照片，a為未添加的dios基礎(chǔ)油樣品隨氧化天數(shù)的顏色變化，b為添加0.5wt%3,5-甲酯的dios樣品隨氧化天數(shù)的顏色變化，c為添加0.5wt%3,5-甲酯和0.15wt%無(wú)機(jī)抗氧劑介孔二氧化硅的dios樣品隨氧化天數(shù)的顏色變化。從圖6中可以看出：油品在未添加時(shí)隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)顏色變化最為明顯，3,5-甲酯和無(wú)機(jī)抗氧劑介孔二氧化硅復(fù)合后，在一定程度上抑制了油品顏色的變化，效果明顯。測(cè)定三種體系經(jīng)不同時(shí)間氧化后樣品的粘度變化，發(fā)現(xiàn)無(wú)機(jī)抗氧劑介孔二氧化硅和3,5-甲酯復(fù)合后，油品的粘度增加最小。圖6為三種體系經(jīng)不同時(shí)間氧化后樣品的酸值變化，從圖6中可以看出：無(wú)機(jī)抗氧劑介孔二氧化硅和3,5-甲酯復(fù)合后，油品的酸值增加最小，說(shuō)明無(wú)機(jī)抗氧劑介孔二氧化硅和3,5-甲酯復(fù)合后能在一定程度上抑制油品的氧化。

實(shí)施例6

把介孔二氧化硅與商用抗氧劑3,5-甲酯復(fù)合，利用旋轉(zhuǎn)氧彈法考察150℃下其在dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。單獨(dú)添加1.5wt%的3,5-甲酯，能使dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間從44min延長(zhǎng)到196min。在3,5-甲酯添加量為1.5wt%的dios體系中，添加0.6wt%的介孔氧化鋁，可以使氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)到196min。

實(shí)施例7

把介孔二氧化硅與抗氧劑3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸復(fù)合，利用旋轉(zhuǎn)氧彈法考察150℃下其在dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。單獨(dú)添加0.5wt%的3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸，能使dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間從44min延長(zhǎng)到110.5min。在3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸添加量為0.5wt%的dios體系中，添加0.6wt%的介孔二氧化硅，可以使氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)到196min。

實(shí)施例8

把介孔二氧化硅與商用抗氧劑3,5-甲酯復(fù)合，利用壓力差示掃描量熱法（pdsc，氧氣流速100ml/min）測(cè)定其在聚α烯烴-6（簡(jiǎn)稱pao6）中的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。在180℃、3.5mpa高壓純氧條件下，未添加的pao6的氧化誘導(dǎo)時(shí)間為6.0min，單獨(dú)添加0.5wt%的3,5-甲酯后能使pao6的氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)到23min。在3,5-甲酯添加量為0.5wt%的pao6體系中，添加0.15wt%的介孔二氧化硅，可以使氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)到25.8min。

實(shí)施例9

把介孔二氧化硅與商用抗氧劑3,5-甲酯復(fù)合，利用壓力差示掃描量熱法（pdsc，氧氣流速100ml/min）測(cè)定其在dios中的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。在190℃、3.5mpa高壓純氧條件下，未添加的dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間為3.1min，單獨(dú)添加0.5wt%的3,5-甲酯后能使dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)到6.6min。在3,5-甲酯添加量為0.5wt%的dios體系中，添加0.15wt%的介孔二氧化硅，可以使氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)到8.1min。

實(shí)施例10

把介孔二氧化硅與商用抗氧劑3,5-甲酯復(fù)合，利用壓力差示掃描量熱法（pdsc，氧氣流速100ml/min）測(cè)定其在dios中的氧化誘導(dǎo)時(shí)間。在170℃、3.5mpa高壓純氧條件下，未添加的dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間為13.3min，單獨(dú)添加0.5wt%的3,5-甲酯后能使dios的氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)到25.8min。在3,5-甲酯添加量為0.5wt%的dios體系中，添加0.15wt%的介孔二氧化硅，可以使氧化誘導(dǎo)時(shí)間延長(zhǎng)到28.3min。