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纳米碳酸镁在润滑油清净分散剂中的应用

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润滑油清净剂是各类内燃机油中必不可少的添加剂,是由大量的纳米粒子(一般是无机物的碱性化合物)与溶于稀释油的表面活性剂形成的胶体分散体系。分散体系内的表面活性剂具备清净分散、增溶、胶溶的作用,可以抑制内燃机中因燃料不完全燃烧和润滑油氧化造成的严重污染;碱性纳米组分可以有效地中和燃料与润滑油在使用过程中生成的有害有机酸与无机酸,减缓油品的氧化过程,并降低发动机的腐蚀磨损,延长油品与发动机的使用寿命。

在提供碱性贮备的胶核中的金属碳酸盐应为纳米级。纳米粉体的制备与应用是纳米技术的一个分支,许多的纳米粉体,特别是无机盐与金属氧化物的纳米粉体,因其巨大的表面能,极易聚集成团,进而影响应用性能。利用表面活性剂进行改性,降低表面能,是抑制纳米粉体聚集的重要手段。润滑油清净分散剂选用纳米碳酸镁的制备工艺,制得的产品是石油磺酸镁改性的纳米碳酸镁油溶性分散体系,具有优良的清净分散剂、热氧化安定性、胶体稳定性。

由于镁的金属性不比钙,在润滑油清净分散剂的制备中,纳米级碳酸镁的碳酸化工艺的难度比钙盐的更大,而且因纳米粒子具有大的比表面积,时常团聚成二次粒子,形成所谓的“胶冻”。随着各类促进剂的不断研发,一步法工艺逐渐替代两步法与多步法,对各种方法进行初步的考察和对比,确定最终的工艺路线。

在反应机理方面,由于氢氧化镁与碳酸镁在水中的溶度积分别是1.8×10-11与3.5×10-8,所以在水中的浓度分别是1.7×10-4与1.871×10-4mol/L,数值较为接近,胶团中的氢氧化镁不易再转化成碳酸镁。

如果在生成正盐表面活性剂的阶段先加水,会生成许多的氢氧化镁,且由于氢键的作用,氢氧化镁之间容易聚集成较大的粒子,甚至凝聚成沉淀,增大产品的粘度,胶体的稳定性变差,对产品的性能产生极大的影响。

另一方面,在碳酸化的时候采用独特的加水方式,生成的氢氧化镁在相互缔合前,即和二氧化碳发生反应生成碳酸镁,并分散到油相中形成胶团,进而保证胶粒的尺寸和产品的性能。

结论

(一)利用氧化镁、二甲苯、磺酸铵、促进剂可以制备润滑油清净分散剂用的纳米碳酸镁。

(二)制备润滑油清净分散剂用的纳米碳酸镁时应在碳酸化时添加水,即采用后加水的方式。

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