本发明涉及润滑材料技术领域，具体是润滑油减磨剂。
背景技术：
目前润滑油节能技术提高燃料经济性的主要研究方向是适当采用含有高性能减磨剂的低粘度油品，因为在流体润滑和弹性流体润滑状态下降低油品粘度级别可减少流体动力学阻力，降低能耗。在边界润滑和混合润滑状态下，加入高效减磨剂是降低边界摩擦损耗最有效的办法。
随着纳米材料和纳米摩擦学的不断发展，近年来国内外学者在开发优异的摩擦学性能添加剂的过程中注意到了许多纳米材料所具有的优异的减摩性能，并对纳米固体润滑材料的应用进行了系列研究，例如石墨烯，二硫化物等纳米粒子的加入能明显降低油品的摩擦系数(cn108587729a，cn108517239a，cn104531272a)。虽然纳米材料具有优异的摩擦学性能，但由于纳米材料本身具有较大的表面能和比表面积，处于能量不稳定状态，很容易发生团聚而在润滑油中形成沉淀，尤其难以在低粘度润滑油中良好的分散并保持长期稳定，因此无法提供长期有效的减小和控制摩擦从而实现油品的长效节能，这在很大程度上限制了纳米颗粒在未来发动机润滑油中的应用。
针对现有技术中纳米减摩添加剂在低粘度润滑油中的分散稳定性差，长效减摩能力的不足，本发明的目的是提供适用于低粘度油品的新型有机纳米润滑油减摩添加剂，它能够长期均匀的分散在低粘度润滑油中，具有长效减摩效果。
技术实现要素：
本发明提供一种有机纳米减磨剂及其制备方法与应用，解决了现有技术中纳米减摩添加剂在低粘度润滑油中的分散稳定性差，长效减摩能力不足的技术问题。
本发明是这样实现的：该减磨剂包括具有如下分子结构的化合物：
其中，r1＝r2＝n·c8h17。
该减磨剂是由含环氧基团的纳米二氧化硅与二辛基二硫代硫磷酸发生接枝反应制备而成。
一种有机纳米减磨剂的制备方法，包括如下步骤：将含有环氧基团的纳米二氧化硅置于石油醚中，磁力搅拌分散，加入二辛基二硫代硫磷酸加入分散体系中，直接升温至100℃，回流反应4h，反应结束后在室温条件下过滤收集到粗产物，使用无水乙醇冲洗三次，干燥后得到减磨剂。
作为一种优选的实施方案，所述含有环氧基团的纳米二氧化硅与二辛基二硫代硫磷酸的质量比为1:3。
有机纳米减磨剂的应用，作为润滑油添加剂，添加量为0.2wt.％-0.3wt.％。
作为一种优选的实施方案，所述减磨剂的添加量为0.25wt.％。
本发明的有益效果：本发明所得的减磨剂适用于低粘度润滑油基础油(≤10cst@100℃)，具有优异分散稳定性及长效减摩性能。
附图说明
图1中实施例1的产物(nano-dpp)的31pnmr谱图；
图2是实施例1的产物(nano-dpp)与纳米二氧化硅(nano-si)的热失重对比图；
图3是实施例1所得的减磨剂用于润滑油添加剂的摩擦系数图，图中pao10代表纯基础油；pao10 jp代表jp在pao10中的质量分数为0.25％，jp为商品化有机纳米减磨剂；pao10 nano-dddp代表nano-dddp在pao10中的质量分数为0.25％。
具体实施方式
实施例1
将5g含有环氧基团的纳米二氧化硅(河南河大纳米材料工程研究中心，粒径7-25nm，nano-sio2)在30ml石油醚中(沸点：60-90℃)，磁力搅拌分散。随后将15g二辛基二硫代硫磷酸(ddp)加入到上述分散体系中，直接升温至100℃，回流反应4h，反应结束后在室温条件下进行过滤收集到粗产物，用无水乙醇冲洗三次，每次用量均为20g，烘箱干燥后得到本发明产物(nano-ddp)。参阅附图1和附图2，通过产物31pnmr谱图以及对比发明产物与纳米二氧化硅的热失重测试结果，可以判断所得产物为目标接枝产物。
反应过程：
其中，r1＝r2＝n·c8h17。
该减磨剂用作润滑油的添加剂，添加量为0.2wt.％-0.3wt.％，质量分数，优选添加量0.25wt.％。
实验例1
将得到的nano-ddp按照浓度分别为0.25wt.％添加到低粘度聚α烯烃基础油(pao10，9.8cst@100℃)中机械搅拌10min，之后再超声10min，然后评价其在基础油中的分散稳定性及减摩性能。采用微动摩擦磨损试验机(srv)对油品的减摩性能进行了考察，摩擦系数越低减摩性能越好。载荷：50n，时间：1800s，振幅：1mm，频率：50hz，摩擦系数参阅附图3。
测试结果表明：jp和nano-ddp的存在均能够起到降低基础油摩擦系数的作用；nano-ddp的减摩效果优于同添加量下jp的减摩效果；当测试时间大于100s时pao10 jp的摩擦系数随着时间的延长呈现出快速升高的趋势，说明jp在油品中的减摩性失效，相同条件下pao10 nano-ddp仍然保持较低的摩擦系数，nano-ddp表现出长效减摩效果。
将实施例1得到的nano-ddp按照浓度分别为0.25wt.％添加到矿物油，pao10和双酯基础油中，机械搅拌10min，之后再超声10min，然后评价其在油品中的分散稳定性，结果参阅表1。
表1有机纳米减磨剂在不同类型基础油中的分散稳定性(室温)，0.25wt.％
其中，矿物油基础油购自大庆炼化公司；双酯基础油和pao10购自exxonmobil公司。由表1可见，本发明的有机纳米减磨剂在润滑油中具有优异分散稳定性。
实验例2
将实施例1得到的nano-ddp按照浓度分别为0.20wt.％和0.30wt.％添加到低粘度聚α烯烃基础油(pao10，9.8cst@100℃)中机械搅拌10min，之后再超声10min，然后评价其在基础油中的减摩性能，载荷：50n，时间：1800s，振幅：1mm，频率：50hz，结果参见表2。
表2不同浓度nano-ddp对pao10减摩性能的影响
由表2可见，nano-ddp在基础油中的添加量为0.20wt.％、0.25wt.％、0.30wt.％时，基础油的摩擦系数分别为0.071、0.069、0.073，明显低于未添加减磨剂的基础油的摩擦系数。
将实施例1得到的nano-ddp按照浓度分别为0.20wt.％和0.30wt.％添加到矿物油，pao10和双酯基础油中，机械搅拌10min，之后再超声10min，然后评价其在油品中的分散稳定性，结果参见表3。
表3nano-ddp在不同类型基础油中的分散稳定性(室温)
由表3可见，实施例1所得的nano-ddp在不同基础油中均具有优异的稳定性。
本发明的有益效果：本发明所得的减磨剂适用于低粘度润滑油基础油(≤10cst@100℃)，具有优异分散稳定性及长效减摩性能。
1.有机纳米减磨剂，其特征在于，该减磨剂包括具有如下分子结构的化合物：
其中，r1＝r2＝n·c8h17。
2.根据权利要求1所述的有机纳米减磨剂，其特征在于，该减磨剂是由含环氧基团的纳米二氧化硅与二辛基二硫代硫磷酸发生接枝反应制备而成。
3.如权利要求1所述的有机纳米减磨剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将含有环氧基团的纳米二氧化硅置于石油醚中，磁力搅拌分散，将二辛基二硫代硫磷酸加入分散体系中，直接升温至100℃，回流反应4h，反应结束后在室温条件下过滤收集到粗产物，使用无水乙醇冲洗三次，干燥后得到减磨剂。
4.根据权利要求3所述的有机纳米减磨剂的制备方法，其特征在于，所述含有环氧基团的纳米二氧化硅与二辛基二硫代硫磷酸的质量比为1:3。
5.如权利要求1所述的有机纳米减磨剂的应用，其特征在于，作为润滑油添加剂，添加量为0.1wt.％-0.3wt.％。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述减磨剂的添加量为0.25wt.％。
技术总结