[發明專利]一種潤滑油添加劑、添加其的潤滑油、制備方法和用途

有效

• 申請號: 201710060623.1
• 申請日: 2017-01-25
• 公開（公告）號: CN106833808B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 張金柱;盛杰;張安;劉頂
• 申請（專利權）人: 山東圣泉新材料股份有限公司
• 主分類號: C10M125/02
• 分類號: C10M125/02;C10N30/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

本發明涉及一種潤滑油添加劑，所述添加劑包括經過TEMPO類催化劑催化氧化的改性石墨烯類物質。本發明提供了一種潤滑油添加劑，采用TEMPO類催化劑催化氧化石墨烯類物質，在石墨烯類物質中加大了含氧基團(如羥基、羧基等)的含量，增加了石墨烯類物質的親水性，然后將均勻分散有所述改性石墨烯以分散液的形式加入基底油中，進行乳化，實現改性石墨烯通過微乳化的相轉移，轉移至基底油中，得到石墨烯改性的潤滑油，方法簡單、高效，可行性好，并且在滿足潤滑油基礎品質的同時，也提高了其潤滑效果。

技術領域

本發明屬于潤滑油技術領域，涉及一種潤滑油添加劑、添加其的潤滑油、制備方法和用途。

背景技術

在現階段工業生產滿負荷運轉，機械制造、礦山冶金、化工、醫藥、食品等行業直接關系著國民經濟的發展，機器設備零件摩擦磨損消耗大量的能源和資源，據報道，全球三分之一的能源消耗于摩擦，且各種機械零件因摩擦磨損而失效的數量約占全部失效零件的80％以上。為了延長零件的使用壽命，除了對材料本身的處理之外，采用潤滑的方式是世界范圍內通用的做法。如何保證機械的正常運轉，降低設備的維護成本就成了關鍵問題。

潤滑油作為一種重要的且使用廣泛的石油制品，在現代工業中是不可或缺的。為了最大程度上增加潤滑油的抗磨減摩性能，往往在潤滑油中加入一定量的添加劑，但傳統的硫、磷和氯型抗磨添加劑通常會腐蝕摩擦副材料以及產生廢氣污染環境。因此，尋找一種新型環保高效的添加劑具有十分重要的意義。

近年來，隨著納米科技的發展，納米材料作為潤滑油添加劑的研究日益廣泛，CN1632081公開了一種納米碳材潤滑添加劑，將納米碳材料作為潤滑油添加劑，顯著提高了潤滑油的抗磨性能。

石墨烯作為一種新型納米碳材料具有許多其他材料無可比擬的優勢，如具有良好的力學性能、高的熱導率等，特殊的二維片層結構有利于減小摩擦，因此石墨烯是一種理想的潤滑油添加劑。將石墨烯與納米金剛石復配將充分發揮二者的優勢，最大程度上提高潤滑油的抗磨性能。但石墨烯和納米金剛石等納米材料由于具有較高的表面勢能極易產生團聚，從而造成了其在潤滑油中的分散性不佳，易產生分層和沉淀，最終影響潤滑油的性能。

如何解決石墨烯和納米金剛石在潤滑油中的分散性是一個亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種潤滑油添加劑，所述添加劑包括經過TEMPO類催化劑催化氧化的改性石墨烯類物質。

對于石墨烯類物質，其直接分散在潤滑油或基礎油中存在諸如團聚、分散不均等缺陷，實現均勻分散比較困難，本發明通過TEMPO類催化劑將石墨烯類物質進行改性，并將改性后的石墨烯類物質作為潤滑油添加劑，TEMPO類催化劑改性石墨烯類物質一方面通過TEMPO類催化劑可以插入團聚體中使其發生溶脹，使團聚體相互分開，有利于趨向分散，若再加外力研磨或者震蕩更有利于其分散開；另一方面由于石墨烯類物質中可能含有一定量的羥基或者以其他基團存在的氧元素，尤其是氧化石墨烯或者生物質石墨烯，通過TEMPO催化氧化體系將石墨烯類物質上面的含氧官能團(尤其是羥基)氧化，使得石墨烯類物質之間相互撐開，并且進一步的將已團聚的石墨烯層分散開，進而逐步氧化，這樣一方面提高石墨烯物質表面的化學活性，另一方面提高了石墨烯類物質在大部分溶劑(水、醇、酮)中的分散度。本發明提供的潤滑油添加劑加入至基底油中，能夠減少石墨烯類物質的團聚，促進石墨烯類物質在基底油中的均勻分散。

TEMPO類催化劑包括TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物)以及TEMPO衍生物。本發明對TEMPO類催化劑不做具體限定，只要包括N-氧自由基的催化劑均可用于本發明。

優選地，所述TEMPO類催化劑包括2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧基、2-氮雜金剛烷-N-氧基、1-甲基-2-氮雜金剛烷-N-氧基、1，3-二甲基-2-氮雜金剛烷-N-氧基、4-羥基TEMPO衍生物中的任意1種或至少2種的組合。