[發明專利]一種石墨烯/納米銅復合潤滑油添加劑的制備方法

有效

• 申請號: 201610139719.2
• 申請日: 2016-03-11
• 公開（公告）號: CN105695039B
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 黃實秋;黃菲華;黃實華;盧馨;黃德歡
• 申請（專利權）人: 黃德歡
• 主分類號: C10M125/02
• 分類號: C10M125/02;C10M161/00;C10M163/00;C10N30/04;C10N30/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 韓介梅

本發明公開了一種石墨烯/納米銅復合潤滑油添加劑的制備方法，步驟為：將氯化銅水溶液和氫氧化鈉水溶液混合，過濾得到懸濁液；過濾物清洗后加入到去離子水中，攪拌中逐滴加入甲酸水溶液，得到甲酸銅水溶液；將上述甲酸銅水溶液烘干，球磨，得到甲酸銅粉體；將氧化石墨烯用氫氣還原制備出石墨烯；對石墨烯進行預處理和酯化處理；將酯化處理后的石墨烯與甲酸銅粉體混合均勻后，放入甲基硅油或潤滑油中，然后球磨、加熱，即可。本發明工藝簡單，易實現產業化。制得的石墨烯/納米銅復合潤滑油添加劑可以防止分散在潤滑油基礎油中的納米銅粉的沉淀，而且可以大幅度提高潤滑效果。

技術領域

本發明涉及潤滑油添加劑的制備方法，尤其是一種石墨烯/納米銅復合潤滑油添加劑的制備方法。

背景技術

近年來的研究表明，潤滑油中加入納米銅粒子，可以降低摩擦系數，減小磨損，大幅度提高潤滑油的潤滑能力和效能。除此之外，納米銅附著在摩擦副金屬的表面還可以修復金屬表面的損傷部位；經長時間運行后，納米銅會在摩擦副金屬表面上形成一層牢固的附著膜，即使更換新的潤滑油，該膜仍可牢固地附著在摩擦副金屬的表面上，防止磨損。因此，納米銅在潤滑油上具有廣泛的應用前景，從而受到高度的重視。

由于納米銅粉顆粒的表面活性高、表面極易氧化，因此，一種較好的制備納米銅潤滑油添加劑的方法是通過甲酸銅在潤滑油基礎油的保護下于190℃-240℃熱解得到納米銅潤滑油添加劑(中國專利: ZL 2006 1 0052818.3)。這種在潤滑油基礎油中直接制備納米銅粉的方法避免了常用方法制備納米銅粉時極易造成的氧化問題，并且制得的納米銅潤滑油添加劑中的納米銅顆粒分散在潤滑油基礎油中。但是，進一步研究表明，采用這種方法制得的納米銅潤滑油添加劑，不僅潤滑效果還有待提高，而且分散在潤滑油基礎油中的納米銅粉的穩定性不好，納米銅顆粉在潤滑油中極易發生再次團聚，通常靜置1-2h后即會發生納米銅顆粒在潤滑油中的沉降，影響了納米銅在潤滑油中的摩擦學性能。

為了克服分散在潤滑油基礎油中的納米銅粉穩定性不好、容易發生團聚的現象，進一步發展了一種碳納米管/納米銅復合潤滑油添加劑的制備方法，它將碳納米管經過羧基化和酯化烷烴改性處理后，添加到納米銅潤滑油基礎油中，制得碳納米管/納米銅復合潤滑油添加劑(中國專利: ZL 2011 1 0082033.1)；該添加劑可以使納米銅顆粉在潤滑油基礎油中比較穩定,不出現沉淀，潤滑效果有了一定的改善。但實驗表明，碳納米管/納米銅復合潤滑油添加劑潤滑油的極壓性能和長時磨損性能仍有提高的空間。

石墨烯是一種由碳原子構成的二維的單原子層的晶體結構(碳納米管則是碳原子構成的一維的管狀結構)，是世界上已知的最薄的也是最堅硬的新納米材料。它擁有眾多非比尋常的優良特性，如在透光性、強度、導電性等等方面，它的出現有希望在目前的機械和電子科技領域引發一輪新的革命。石墨烯一直被認為是假設性的結構，無法單獨穩定存在，直至2004年英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫成功的在實驗中從石墨中分離出石墨烯，從而證實它可以單獨存在，兩人也因此共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。自從石墨烯被發現以來，關于石墨烯的研究不斷取得重要進展，其在微電子、量子物理、材料、機械、力學、磁學、化學等領域都表現出許多令人振奮的性能，在諸多應用領域具有極其廣闊的前景。

石墨烯和碳納米管都是由碳原子構成的納米結構，但相對于一維結構的碳納米管，單原子層二維結構的石墨烯具有更高的比表面積，與納米銅的結合，可表現出更好的潤滑性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有利于提高潤滑效果的石墨烯/納米銅復合潤滑油添加劑的制備方法。

本發明的石墨烯/納米銅復合潤滑油添加劑的制備方法，包括以下步驟:

1) 去離子水中加入二水合氯化銅，配制摩爾濃度為0.3-1mol/L的氯化銅水溶液，攪拌中加入摩爾濃度為0.6-2mol/L的氫氧化鈉水溶液，二水合氯化銅與氫氧化鈉的質量比為17:8，得到懸濁液；