[發明專利]一種含碳納米管的潤滑脂及其制備方法

無效

• 申請號: 201210418929.7
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN102911774A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 趙文峰;張廣遼;高艷青;吳寶杰;李素
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司
• 主分類號: C10M169/06
• 分類號: C10M169/06;C10M177/00;C10N30/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及一種含碳納米管的潤滑脂及其制備方法，制備工藝特殊，制備的潤滑脂具有良好的高溫極壓抗磨性能。

背景技術

目前納米材料在潤滑油領域已得到較為深入的研究，但在潤滑脂領域中的應用卻鮮見報道。一些學者曾對幾種納米粒子的摩擦學行為進行了研究，證明了納米粒子具有較好的摩擦學性能。如何將先進的納米技術與傳統的潤滑脂制造業有機地融合并充分體現其優勢，已是擺在我們面前的問題。

碳納米管是上個世紀末發現的新穎碳納米材料，結構與石墨和C₆₀相似，可以看作是由石墨烯層按一定的方式卷起而成。它不僅具有超強韌性，并且具有優異的自潤滑性能。由于碳納米管的中空管狀結構，層間以范德華力結合，化學穩定性高，容易沉積在摩擦金屬的表面，形成沉積膜，并且由于碳納米管的管狀結構使其容易在摩擦副間自由滾動，形成“潤滑膜”、“微軸承”，起到減摩抗磨作用。另外，碳納米管優異的耐高溫性能和低的熱膨脹系數，良好的抗疲勞性、軸向拉伸強度和耐磨性，也為制備耐高溫重負荷潤滑材料提供了新的途徑。

將碳納米管作為潤滑添加劑，已經在固體潤滑材料和液體潤滑油中有所應用，并取得了一定的進展。目前，也有一些關于碳納米管在潤滑脂中的報道，但其大部分突出的是碳納米管的導熱性能和導電性能，而在潤滑脂的抗磨性能、耐高溫性能卻少有報道，本專利旨在開發一種含碳納米管的膨潤土潤滑脂，在一定程度上推動納米技術和傳統潤滑脂的有機結合。然而，由于化學修飾對碳納米管的管壁有一定的破壞作用，故本專利中只對碳納米管進行了純化和截短。

發明內容

本發明提供了一種含碳納米管的潤滑脂及其制備方法，該潤滑脂組合物包含稠化劑、基礎油及添加劑組合物。該潤滑脂在滿足高溫性能、防止銅片腐蝕性能等其它性能的前提下，還能夠有效增加潤滑脂的摩擦磨損性能。

本發明具體技術方案如下：

一種含碳納米管的潤滑脂，其組成及質量百分含量如下：

稠化劑為膨潤土：5-20%；

基礎油為精制礦物油或合成油：70-90%；

碳納米管填料：0.5-3%；

極性助分散劑：為有機膨潤土質量的30%-60%。

所述膨潤土為有機胺改性膨潤土。

所述基礎油的100℃粘度為5～50mm²/s，基礎油包含石蠟基礦物油、環烷基礦物油、合成烴潤滑油、聚硅氧烷基潤滑油或酯類潤滑油中的一種。

所述的碳納米管為多壁碳納米管。

所述的極性助分散劑為碳酸丙烯酯。

本發明的一種含碳納米管的潤滑脂的制備方法，其步驟為：

(1)、碳納米管的純化和截短：將初始碳納米管加到混酸中，在50～80℃的水浴中超聲,除去其中的雜質和催化劑殘余顆粒，接著用去離子水洗滌，并用0.35～0.55μm孔徑的聚四氟乙烯微孔濾膜過濾，直到pH值為7,然后在80℃真空干燥箱中干燥12h以上，制得純化截短的碳納米管；混酸為體積比為3：1的濃硫酸和濃硝酸；

（2）、把處理過的碳納米管加入到全部基礎油中，在高速攪拌下加熱到90～100℃，直至碳納米管均勻的分散到基礎油中；

（3）、隨后緩慢加入有機膨潤土進行預分散，在攪拌下使其與基礎油混合均勻，至少攪拌10min，直至有機膨潤土完全潤濕；

（4）、加入極性助分散劑碳酸丙烯酯，在攪拌下繼續混合30～40min，并不斷進行循環剪切，直至釜內物形成潤滑脂黑色均勻的膏狀結構，在此過程中保持釜內溫度80～90℃；

（5）、將釜內物通過均化器研磨，即得潤滑脂產品。

與傳統的膨潤土潤滑脂相比，本發明的潤滑脂具有如下優點：（a）能明顯提高潤滑脂的抗磨擦性能；（b）能提高膨潤土潤滑脂的高溫膠體穩定性能。

該發明為碳納米管在納米潤滑材料中開拓了一個新的應用領域。

具體實施方式

所有實例中的碳納米管都是經過純化和截短后的多壁碳納米管，具體步驟為：將初始碳納米管加到混酸（濃硫酸和濃硝酸的體積比為3：1）中，在50～80℃的水浴中超聲12h左右,來除去其中的雜質和催化劑殘余顆粒，接著用去離子水洗滌，并用0.35～0.55μm孔徑的聚四氟乙烯微孔濾膜過濾，直到PH值為7,然后在80℃真空干燥箱中干燥12h以上，制得純化截短的碳納米管。

實施例1：