[發(fā)明專利]含有奈米石墨片的潤滑油

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310140429.6
• 申請日: 2013-04-22
• 公開（公告）號: CN104109569A
• 公開（公告）日: 2014-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳以舜;謝承祐;林君孟;余陳欣
• 申請（專利權(quán)）人: 安炬科技股份有限公司
• 主分類號: C10M125/02
• 分類號: C10M125/02;C10M177/00
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務(wù)所(普通合伙) 11264
• 代理人: 劉俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種潤滑油，尤其藉由其所含有的奈米石墨片而達到良好導(dǎo)熱效果。

背景技術(shù)

單層石墨，又稱為石墨烯(graphene)，是一種由單層碳原子以石墨鍵(sp2)緊密堆積成二維蜂窩狀的晶格結(jié)構(gòu)，因此僅有一個碳原子的厚度，石墨鍵為共價鍵與金屬鍵的復(fù)合鍵，可說是絕緣體與導(dǎo)電體的天作之合。2004年英國曼徹斯特大學(xué)Andre?Geim與Konstantin?Novoselov成功利用膠帶剝離石墨的方式，證實可得到單層的石墨烯，并獲得2010年的諾貝爾物理獎。石墨烯是目前世界上最薄也是最堅硬的材料，導(dǎo)熱系數(shù)高于奈米碳管與金剛石，常溫下其電子遷移率亦比奈米碳管或硅晶體高，電阻率比銅或銀更低，為目前世界上電阻率最小的材料。

石墨烯的制備方法可分為剝離石墨法、直接生長法與奈米碳管轉(zhuǎn)換法三大類，其中剝離石墨法可制得石墨烯粉體，而這類方法當(dāng)中最適合應(yīng)用于量產(chǎn)制程的主要為氧化還原法，此方法的原理是先將石墨材料氧化，形成石墨氧化物，再進行包括了分離與還原的處理，以得到石墨烯。

美國專利案20050271574即揭露一種石墨烯的制備方法，是將天然石墨經(jīng)由強酸插層之后，瞬間接觸高溫?zé)嵩词固烊皇珓冸x，最后再以高能球磨的方式完全剝離天然石墨以得到石墨烯粉體。不論以何種方式制備石墨烯粉體，由于石墨烯的先天奈米結(jié)構(gòu)，不僅制備方式復(fù)雜、污染嚴重，且奈米材料的堆積密度甚低，以石墨烯而言，其堆積密度遠小于0.01g/cm³，亦即體積龐大，且容易因凡德瓦爾力產(chǎn)生大量團聚，即便具有非常優(yōu)異的各項物理特性，對于量產(chǎn)乃至于工業(yè)應(yīng)用而言，都是非常棘手的難題，不僅難以發(fā)揮其特性，甚至造成衍生產(chǎn)品的負面效果。

美國專利案US8222190揭露一種添加石墨烯的潤滑油，依據(jù)實施例所述，將潤滑油當(dāng)中添加5wt%的石墨烯，相對于添加相同量的奈米石墨顆粒或奈米碳管，可使?jié)櫥偷哪ゲ料禂?shù)下降一半以上。然而，正因為石墨烯易于團聚，因此該方法需添加至5wt%才能夠顯現(xiàn)效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是提供一種含有奈米石墨片的潤滑油。本發(fā)明含有奈米石墨片的潤滑油包含潤滑油脂以及多個奈米石墨片，該奈米石墨片充分分散于潤滑油脂中，占整體重量比為0.0001wt%至10wt%，且其中各該奈米石墨片的長度或?qū)挾仍?um至100um，而其厚度在10nm至100nm。奈米石墨片包含N個相互堆疊的石墨烯層以及至少一表面改質(zhì)層，表面改質(zhì)層設(shè)置于該相互堆疊的石墨烯層的最上及/或最下的表面，其中N為30至300，而使得奈米石墨片的平面橫向尺寸與厚度的比值在10至10000的區(qū)間。

表面改質(zhì)層至少包含表面改質(zhì)劑，表面改質(zhì)劑可以為偶合劑、脂肪酸及樹脂的至少其中之一。表面改質(zhì)劑的化學(xué)特征是包括至少二官能基，分別位于表面改質(zhì)劑的二端，該至少二官能基的一官能基與奈米石墨片表面殘余的有機官能基產(chǎn)生化學(xué)鍵結(jié)，該至少二官能基的另一官能基形成奈米石墨片的表面特性，從而改變奈米石墨片的表面特性，使奈米石墨片于潤滑油脂中均勻分散。

本發(fā)明利用物理性質(zhì)介于單層石墨烯與天然石墨之間的奈米石墨片，添加于潤滑油脂中，由于奈米石墨片經(jīng)由表面改質(zhì)，且其本身的聚集效應(yīng)也不像石墨烯容易聚集，避免了凡德瓦爾力的影響，而能使得奈米石墨片能充分分散于潤滑油脂中，同時藉由類似石墨烯的奈米特性，達到良好的導(dǎo)熱效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明含有奈米石墨片的潤滑油的示意圖；

圖2是圖1中奈米石墨片的放大側(cè)視圖；

圖3(a)為顯示實例制程的中間產(chǎn)物奈米石墨片結(jié)構(gòu)的SEM照片；

圖3(b)為顯示天然石墨片結(jié)構(gòu)的SEM照片；

圖4為實例制程的中間產(chǎn)物奈米石墨片結(jié)構(gòu)的TEM照片；

圖5為顯示實例制程的中間產(chǎn)物奈米石墨片結(jié)構(gòu)與天然石墨的X射線繞射分析對照結(jié)果；

圖6為本發(fā)明奈米石墨片的紅外線吸收圖譜。

其中，附圖標(biāo)記說明如下：

1?奈米石墨片的潤滑油

10?潤滑油脂

20?奈米石墨片

21?石墨烯層

23?表面改質(zhì)層

具體實施方式

以下配合圖式及組件符號對本發(fā)明的實施方式做更詳細的說明，以使熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在研讀本說明書后能據(jù)以實施。