[發(fā)明專利]一種石墨烯潤滑添加劑的制備方法

有效

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• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN105670737B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 陳慶;孫麗枝
• 申請（專利權(quán)）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: C10M125/30
• 分類號: C10M125/30;C10M125/02;C10N30/04;C10N30/06;C10N20/06
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技術(shù)領域

本發(fā)明涉及石墨烯材料領域，具體涉及用于潤滑油添加劑的石墨烯材料，特別是涉及一種石墨烯潤滑添加劑的制備方法。

背景技術(shù)

石墨烯是一種從石墨材料中剝離出的具有單層碳原子層的二維材料，是目前世界上最薄也是最堅硬的納米材料，具有獨特優(yōu)異的電學、熱學、力學等性能，在能源、電子材料、生物醫(yī)學以及環(huán)境保護等諸多領域受到廣泛關注。

潤滑油作為一種重要的、技術(shù)含量很高的石油產(chǎn)品，應用范圍非常廣泛，幾乎所有的機械領域都要用到。潤滑油一般由基礎油和添加劑兩部分組成，其中添加劑是潤滑油的精髓， 添加劑的質(zhì)量和性能以及加入的比例直接影響到潤滑油的使用性能。石墨烯具有優(yōu)異的導熱性能和減摩抗磨性能以及化學惰性，使其非常適合作為高效、綠色的潤滑添加劑，賦予潤滑劑優(yōu)異的摩擦學性能，石墨烯已成為潛在的高性能納米潤滑材料。因此，以新型納米材料石墨烯作為潤滑油添加劑，開發(fā)出具有良好抗磨性能、高承載能力、對機械表面具有一定修復功能的潤滑油產(chǎn)品具有廣闊的應用前景。

目前已有將石墨烯用于潤滑添加劑的相關報道，其中氧化石墨烯或還原氧化石墨烯由于表面存在大量含氧官能團，使其具有易改性以及親水的特點，因而受到研究人員的青睞。已經(jīng)有一些科技工作者成功對氧化還原法制備的石墨烯進行表面改性，并作為納米添加劑加入潤滑基礎油中，在一定程度上增強了潤滑油的抗磨減摩性能。

中國專利公開號CN 105296053A公開了石墨烯潤滑油添加劑的制備方法，將氧化石墨烯溶液離心分離，取上層液低溫干燥得到氧化石墨烯粉末，與分散劑、基礎油進行混合，混合均勻后置于高溫高壓反應釜中處理，得到親油型石墨烯，與分散劑、基礎油混合或者親油型石墨烯與成品潤滑油混合，得到石墨烯潤滑油添加劑。該工藝簡單、方便，節(jié)約成本，各組分之間具有優(yōu)異的分散性和穩(wěn)定性，解決了納米添加劑長期穩(wěn)定性的問題。

中國專利公開號CN 105176628A公開了石墨烯負載納米氧化物的潤滑油的制備方法，將氧化石墨烯溶液經(jīng)低速分離，取上層液待用；將上層液與納米氧化物混合，經(jīng)冷凍干燥，得到蓬松狀少層氧化石墨烯與納米氧化物的復合粉末；在真空下加熱直至恒干，與基礎油共混置于密閉反應釜中進行加熱處理，過濾分離后得到親油型石墨烯納米氧化物復合物；與復合添加劑、基礎油混合均勻，得到含石墨烯負載納米氧化物的潤滑油。本發(fā)明工藝簡單、性價比高，各組分之間具有優(yōu)異的分散性和穩(wěn)定性。

中國專利公開號CN 105255547A公開了一種石墨烯功能潤滑油的制備方法，首先將納米石墨烯、納米二硫化鉬和納米硼酸鹽與偶聯(lián)劑攪拌混合，得到偶聯(lián)劑改性的納米復合粉體；將醋酸鋅溶液和硫代乙酰胺溶液與二烷基二硫代磷酸酯和水合聯(lián)氨混合反應，分離、洗滌、干燥，得到二烷基二硫代磷酸酯修飾的納米硫化鋅；將偶聯(lián)劑改性的納米復合粉體和二烷基二硫代磷酸酯修飾的納米硫化鋅添加到基礎油中， 在一定溫度下高速攪拌后恢復至常溫即可得到石墨烯功能潤滑油。本發(fā)明制備的潤滑油具有更優(yōu)異的減摩抗磨性能、高承載能力，對磨損表面具有修復功能。但該制備工藝復雜，添加劑成分較多，成本較高，不能體現(xiàn)石墨烯在潤滑添加劑中的作用。

目前，應用在潤滑油添加劑中的石墨烯材料大部分為采用化學氧化法制備的氧化石墨烯，與石墨烯相比，氧化石墨烯表面存在大量含氧官能團并且呈現(xiàn)褶皺的形貌，從而使其表面的光滑性大大降低，增加了層間的摩擦系數(shù)；且制備工藝相對復雜、制備成本較高、所用化學試劑大多對環(huán)境有危害，難以滿足低成本綠色制備及應用的需要。石墨烯可以采用機械剝離的方法進行制備，兼有高效率、低成本、簡易綠色、易規(guī)模化的優(yōu)勢，為石墨烯在潤滑領域的應用提供了有力的技術(shù)支持。 將石墨烯直接作為添加劑應用于潤滑油，會存在分散性差、易團聚的缺點，因此本發(fā)明的目的是采用機械剝離的方法制備一種用于潤滑油添加劑的石墨烯材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種石墨烯潤滑添加劑的制備方法，該方法以生物質(zhì)碳源為主要原料，高溫碳化形成具有多孔結(jié)構(gòu)的碳源前驅(qū)物，分散在改性殼聚糖溶液中，提高碳材料的分散能力，通過微射流納米均質(zhì)機進行剪切剝離，利用巨大的壓力梯度形成的高速剪切作用使碳源粉碎破裂形成石墨烯漿料，然后與納米微孔粘土攪拌混合，使石墨烯均勻分散在納米粘土的微孔結(jié)構(gòu)中，提高石墨烯的穩(wěn)定性，減少石墨烯的團聚，同時添加的納米微孔粘土也具有較高的潤滑性，用于潤滑油，具有較高的分散性，不易團聚。

為解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：