[發(fā)明專利]一種復(fù)合石墨烯微片及制備方法和在潤滑油脂中的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610194078.0
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN105779081B
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳慶;葉任海;曾軍堂;陳兵
• 申請（專利權(quán)）人: 百一能源科技（北京）有限公司
• 主分類號: C10M141/08
• 分類號: C10M141/08;C10M135/08;C10M125/10;C10M125/02;C10N30/06
• 代理公司: 深圳市港灣知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44258
• 代理人: 微嘉

本發(fā)明提出一種復(fù)合石墨烯微片及制備方法和在潤滑油脂中的應(yīng)用，由包含以下重量份的組分制成：石墨粉84~98份，氧化鉍納米顆粒1~15份，分散劑1~2份，利用分級轉(zhuǎn)速膠體研磨過程，初級低轉(zhuǎn)速降低石墨尺寸，加入氧化鉍納米顆粒后提高轉(zhuǎn)速，在高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的螺旋沖擊力和強大的剪切力、摩擦力，使石墨被有效地均質(zhì)和粉碎，與氧化鉍納米顆粒復(fù)合，獲得復(fù)合石墨烯片。本發(fā)明提供上述技術(shù)手段能避免了有毒化學(xué)原料的使用，而且操作簡單，制備出的復(fù)合石墨烯微片添加于潤滑油脂中，降低了潤滑油脂摩擦系數(shù)，提高潤滑油脂的耐高溫性、耐極壓性，進而能夠提高機械、零件使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及納米材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合石墨烯微片及制備方法。

背景技術(shù)

碳元素廣泛存在于自然界中，其獨特的物性和多樣的形態(tài)隨著人類文明的進步而逐漸被發(fā)現(xiàn)。碳元素有多種同素異形體，最為人們所熟知的就是sp2雜化的石墨和sp3雜化的金剛石。1985年富勒烯(Fullerene)的發(fā)現(xiàn)和1991年碳納米管的發(fā)現(xiàn)，擴大了碳的同素異形體的范疇。2004年另一種具有理想二維結(jié)構(gòu)和奇特電學(xué)性質(zhì)的碳的同素異形體——石墨烯被成功制備，引發(fā)了新一波碳質(zhì)材料研究熱潮。石墨烯是由一層碳原子組成的二維碳納米材料，是目前已知最薄的二維材料，其厚度僅為0.335nm，它由六邊形的晶格組成，可以看作是一層被剝離的石墨片層。不僅如此，石墨烯還是摩擦系數(shù)最低和耐磨性能最高的材料，且具有高的機械強度、彈性模量和熱導(dǎo)率，而且不含其它腐蝕性和環(huán)境污染的元素，在潤滑油領(lǐng)域也有巨大的應(yīng)用前景。

中國專利公開號104031716A公開了一種含有石墨烯的潤滑油，包含潤滑油脂以及多個改質(zhì)石墨烯粉體，所述改質(zhì)石墨烯粉體占重量比為0.001wt.%至10wt.%，均勻散布于該潤滑油脂中，且各該改質(zhì)石墨烯粉體包含至少一表面改質(zhì)層，該至少一表面改質(zhì)層包括一表面改質(zhì)劑，包括至少二官能基，分別位于該表面改質(zhì)劑的二端，該至少二官能基的一官能基與該石墨烯粉體表面的有機官能基產(chǎn)生化學(xué)鍵結(jié)，該至少二官能基的一另一官能基形成該改質(zhì)石墨烯粉體的表面特性，而該表面改質(zhì)層可提供改質(zhì)石墨烯粉體與潤滑油良好的親合性。但是，該方法使用石墨烯和改質(zhì)劑作為原料，成本昂貴，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

中國專利公開號105112124A公開了一種基于石墨烯或氧化石墨烯的潤滑劑組合物，所述組合物包括下述重量份配比的各成份：高分子改性的負(fù)載過渡金屬絡(luò)合物的石墨烯或氧化石墨烯0.01~0.03重量份，有機物分散劑5~15重量份和磺酸鹽0.2~0.4重量份。該發(fā)明的組合物具備較好的溶解和分散能力、徹底解決了現(xiàn)有納米顆粒加入到潤滑油中出現(xiàn)的易沉淀和分散性差等問題，且不含有潛在危害元素和組分。能夠顯著改善潤滑油的潤滑性能，降低摩擦系數(shù)，大幅減少磨損，并具備顯著的極壓性能。但是，該方法也采用了復(fù)合石墨烯作為原料，直接用于潤滑油，提高了潤滑油的價格，不利于優(yōu)秀商品的大規(guī)模普及。

中國專利公開號103113958A公開了一種石墨烯基納米銅潤滑油添加劑的制備方法，具體的制備過程為：以氧化石墨烯為原料，將其分散到去離子水中進行超聲，然后加入混了表面活性劑的銅鹽溶液，超聲插層，將混合后的氧化石墨烯銅鹽溶液與水合肼的濃氨溶液水浴后再加入適量抗壞血酸，一起倒入帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，并在設(shè)定溫度下反應(yīng)一段時間后自然冷卻；利用去離子水和乙醇對反應(yīng)產(chǎn)物進行多次抽濾清洗后，將產(chǎn)物干燥得到石墨烯基納米銅添加劑。該發(fā)明的石墨烯基納米銅添加劑可添加到各種工業(yè)潤滑油中，使其具有更為優(yōu)異的使用性能，可以顯著降低摩擦，有效提高了機器、設(shè)備或零部件的使用壽命。但是，該發(fā)明采用水合肼作為反應(yīng)物，水合肼是一種劇毒化學(xué)物質(zhì)，提高了制備的環(huán)保成本，而且會給操作者帶來嚴(yán)重的身體健康隱患。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中還缺乏一種利用安全無毒且成本低廉的原料，通過簡單的技術(shù)手段一步制備出石墨烯微片復(fù)合材料，并應(yīng)用于潤滑油脂中，進而有效提高潤滑油脂的耐高溫性、耐極壓性。

發(fā)明內(nèi)容