專利名稱：納米鎂化合物油溶性材料及其制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到納米新材料技術(shù)領(lǐng)域。
納米材料領(lǐng)域是在二十世紀(jì)八十年代開始開發(fā)的新材料領(lǐng)域。由于納米材料獨特的超微細(xì)結(jié)構(gòu)，使其獨具特性，可廣泛用于航空航天、電子電器、交通能源、汽車、機械、通訊、化工、建材、醫(yī)藥等工業(yè)部門及軍事領(lǐng)域。我國在納米新材料領(lǐng)域的研發(fā)是從二十世紀(jì)九十年代開始的，目前已取得一些成績，在一些著名研究院、所及高校，相繼成立了研發(fā)中心和專業(yè)生產(chǎn)廠，使納米材料在上述領(lǐng)域有了某些初步應(yīng)用。但總的研發(fā)水平不如歐美發(fā)達(dá)國家。然而，作為液態(tài)納米鎂化合物油溶性材料，仍是空白。據(jù)有關(guān)資料分析，國內(nèi)外研究的納米級產(chǎn)品，都是固體粉末狀的物質(zhì)。而這些固體物質(zhì)在應(yīng)用中都存在添加和分散上的困難，因此限制了固體納米物質(zhì)的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的就是要提供一種使用面廣、效率高、性能好的納米級鎂化合物油溶性材料及其制備方法。它成功地解決了納米物質(zhì)應(yīng)用中添加和分散的兩大關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)反復(fù)研究和應(yīng)用試驗，證明本發(fā)明是一種納米級液體狀油溶性多功能添加劑材料，能廣泛用于重(渣)油、汽柴煤油、潤滑油以及高分子材料中，以改正燃油結(jié)構(gòu)、改變潤滑油潤滑特性和高分子材料的性能，進(jìn)而實現(xiàn)發(fā)動機、汽車、燃機、船舶、鍋爐等動力設(shè)備的防腐與節(jié)能，以及交通運輸設(shè)備的高效、節(jié)能與環(huán)保，從根本上提高經(jīng)濟效益和社會效益。
本發(fā)明重要技術(shù)特征之一就是成功地解決了納米添加與分散這兩個關(guān)鍵性技術(shù)難題，在理論上提出了非極性介質(zhì)中表面活性劑親憎平衡和臨界膠束濃度的觀點，并建立了超常規(guī)含量的表面活性劑體系模型。在工藝上采用液相化學(xué)合成法合成納米鎂化合物油溶性材料。以下就本發(fā)明產(chǎn)品的技術(shù)特點作詳細(xì)闡述。
該納米油溶性材料作為生產(chǎn)納米潤滑油的高效組分，能改變潤滑油的潤滑性能，在摩擦副表面將滑動摩擦變滾動摩擦，大大減少了摩擦副的摩擦阻力，從根本上保護相互摩擦的系統(tǒng)，而且因其堿度高、積炭少、中和力強、防銹、無毒，能中和油中某些組分因氧化而生成的含氧酸，阻止油被進(jìn)一步氧化。同時，對油中生成的膠質(zhì)和積炭有很強的吸附能力，能將粘附在活塞上的漆膜與積炭洗滌下來而分散在油中，以防止它們凝聚成大顆粒沉降為油污而堵塞噴嘴或氣缸。所以是制造納米潤滑油的基礎(chǔ)原料。
該納米油溶性材料作為汽、柴、煤油等輕質(zhì)燃油的多效清凈劑，具有抗靜電、抗磨、防銹、助燃、清凈等作用，可防止發(fā)動機噴嘴堵塞、氣缸積炭結(jié)焦，提高汽、柴、煤油的燃燒效率，降低一氧化碳、硫、氮氧化物的排放，減少對大氣的污染。
該納米油溶性材料作為高分子材料的改性劑，具有致密性好、滲透率高等特點，添加于高分子材料中，可大大改善和提高塑料的性能，如抗磨、抗沖擊、抗疲勞、耐熱、耐老化以及韌性、絕緣性等。如在透明塑料PC、PMMA、PS等高分子材料中應(yīng)用效果會更加明顯。
該納米油溶性材料作為燃機電廠、船舶、鍋爐等動力工業(yè)中的燃油添加劑?？梢员苊庵亍⒃驮谌紵龝r因含有釩、鉛、鎳等重金屬元素形成低熔點化合物對燃油設(shè)備產(chǎn)生“高溫腐蝕”。添加的目的是通過化學(xué)方法來改變這些重金屬元素氧化物的組成結(jié)構(gòu)，即燃燒后灰分的化學(xué)成分，從而提高灰分熔點，以抑制這些元素對燃油設(shè)備的腐蝕。如在燃?xì)廨啓C燃用重油中添加納米油溶性鎂鹽，就可以利用鎂與上述重金屬元素在高溫燃燒時生成熔點高于燃?xì)廨啓C透平初溫(1100℃以上)的灰分，從而避免燃?xì)廨啓C熱通道部件高溫腐蝕的發(fā)生。
本發(fā)明納米鎂化合物油溶性材料是以氧化鎂(或氫氧化物、鎂鹽等)為原料，與礦物油、溶劑油等介質(zhì)和陰、陽離子型(或非離子型)表面活性劑按一定比例混合后在一定的工藝條件下反應(yīng)而成。其具體實施技術(shù)方案詳細(xì)如下(1)將介質(zhì)(礦物油、溶劑油)、鎂氧化物(或氫氧化物、鎂鹽)加入反應(yīng)釜內(nèi)，開動攪拌，充分混合均勻后，再經(jīng)膠體磨磨細(xì)，磨完后，待用。
(2)將穩(wěn)定劑(離子型或非離子型表面活性劑等)加入反應(yīng)釜內(nèi)，開動攪拌，并逐漸升溫，同時緩慢添加上述(1)所制混合物料。加料完畢后，繼續(xù)升溫至350℃～400℃，使系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)4～6小時，經(jīng)取樣分析合格后，停止反應(yīng)并降溫至室溫，再加入適量助劑調(diào)配。最后經(jīng)粗濾、精濾后即得成品。
本發(fā)明納米級鎂化合物油溶性材料作重(渣)油的釩腐蝕抑制添加劑時，其添加量可按Mg∶V＝3～3.5∶1(重量比)的比例添加。
本發(fā)明納米鎂化合物油溶性材料的技術(shù)特點顆粒平均粒徑達(dá)到了納米級水平，如MgO顆粒小于20nm，且顆粒尺寸、形貌分布控制性好，分散性強，無毒，不易析出沉淀物。
本發(fā)明通過如下實施例作進(jìn)一步說明1.將氧化鎂(氫氧化鎂或鎂鹽)粉末料60g加入到有機溶劑中進(jìn)行攪拌，并加入少量分散劑。攪拌均勻后再送至膠體磨進(jìn)行精磨，將物料磨好后待用。
2.在三口燒瓶中，加入礦物油150g，石油酸25g，烷基磺酸22g，開動攪拌，并逐漸升溫至200℃，然后開始滴加上述1所制得的氧化鎂(氫氧化鎂或鎂鹽)漿料。滴加完畢后，繼續(xù)升溫至350℃～450℃，反應(yīng)5小時。然后冷卻、降溫，并取樣分析。
3.經(jīng)分析，各組份含量合格后，再加入助劑、有機溶劑進(jìn)行調(diào)配，最后進(jìn)行粗濾、精濾而得產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.該納米鎂化合物油溶性材料，其特征在于所用固體原料為鎂的氧化物、氫氧化物或鎂鹽類物質(zhì)；
2.該納米鎂化合物油溶性材料，其特征在于所用介質(zhì)為石蠟基或環(huán)烷基礦物基礎(chǔ)油、溶劑油、有機溶劑等；
3.該納米鎂化合物油溶性材料，其特征在于所用穩(wěn)定劑為陰、陽離子型表面活性劑(如烷基磺酸鹽、烷基苯酸鹽、環(huán)烷酸鹽和富馬酸鹽等)，或非離子型表面活性劑(如環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷類多種型式的聚合物等)；
4.該納米鎂化合物油溶性材料制備方法是將權(quán)利要求1、2、3所述物料分別按一定重量比(如10-50∶20-80∶15-60)加入到反應(yīng)系統(tǒng)，并在一定溫度(如120℃-450℃)、常壓或加壓下，反應(yīng)一定時間(如3-10小時)后，再冷卻、降溫，然后經(jīng)后處理、調(diào)配、過濾而制得；
5.該納米鎂化合物油溶性材料主要用途是①制納米潤滑油、②作燃料油添加劑、③制高溫防腐劑和灰分改性劑、④作高分子改性劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種液態(tài)納米級油溶性鎂化合物材料及其制備方法。該產(chǎn)品是一種納米級功能材料，將其加入礦物基礎(chǔ)油中可制納米潤滑油，加入汽、柴、煤油中可作高效清凈劑，加入高分子材料中可作改性劑，加入重質(zhì)燃油中可作高溫腐蝕抑制劑和灰分改性劑。該產(chǎn)品特點是分散性與相溶性好、透明度高、穩(wěn)定、抗沉析、燃燒后灰分熔點高，同時具有潤滑、環(huán)保功能及比表面大、堿值高等；產(chǎn)品顆粒平均粒度達(dá)到了納米級?？蓮V泛用于汽車、機械、燃機電廠、船舶、鍋爐、石油、能源、塑料、橡膠等工業(yè)部門。其生產(chǎn)工藝簡單、原料易得。
文檔編號C10M125/10GK1412282SQ01135930
公開日2003年4月23日 申請日期2001年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月19日
發(fā)明者林鴻亮 申請人:深圳市星原燃?xì)廨啓C維修開發(fā)有限公司