[發明專利]改性石墨烯、石墨烯潤滑油組合物、制備方法與應用

有效

• 申請號: 201710329514.5
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107010621B
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 蔣建忠;張凌;孫淑華
• 申請（專利權）人: 上海烯古能源科技有限公司
• 主分類號: C01B32/194
• 分類號: C01B32/194;B01J29/65;C07C5/27;C07C11/09
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發明公開了一種改性石墨烯、石墨烯潤滑油組合物、制備方法與應用。所述改性石墨烯的制備方法包括：將石墨烯分散于溶劑中，形成第一分散液；向第一分散液中加入修飾劑并混合均勻，之后反應形成第二分散液，分離得到固形物，所述修飾劑包括C10～C16的多碳二元酸；以及，對所述固形物進行后處理，獲得改性石墨烯。所述石墨烯潤滑油組合物包含所述改性石墨烯和潤滑油，且改性石墨烯的含量為0.01～1wt％。本發明通過使用修飾劑對石墨烯邊緣進行接枝，使石墨烯邊緣帶有一定的長鏈烷烴基團，石墨烯邊緣的長鏈烷烴官能團與潤滑油中的烴類基團有較優異的相溶性，從而使石墨烯能均勻穩定地分散在潤滑油中，同時制備工藝簡單，分散性良好，抗沉降性能優異。

技術領域

本發明涉及一種新型石墨烯潤滑油添加劑，尤其涉及一種潤滑用改性石墨烯、石墨烯潤滑油組合物及其制備方法與應用，屬于石墨烯修飾潤滑技術領域。

背景技術

石墨烯是碳原子以sp²鍵緊密排列形成的二維結構平面蜂窩狀晶格結構，具有較大的比表面積和優異的穩定性。由于只有一層碳原子的厚度，是迄今發現的最薄也是最硬的材料。然而石墨烯由于其層間強烈的分子間范德華力，使其極易容易發生團聚或者堆疊。此外由于石墨烯完美的碳六方晶格結構，使其既不能在水中分散，也不能在有機溶劑中分散，嚴重限制了其使用。

因此如何對石墨烯進行改性或者修飾，增強其在特定溶劑中的分散性成為目前石墨烯改性的主要研究方向。相應的，已有一些研究人員針對石墨烯進行親油性的改性，但是改性后的石墨烯僅能在特定溶劑中分散，在一些商用成品潤滑油中的分散仍然難以實現穩定的分散效果。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種改性石墨烯及其制備方法，以克服現有技術中的不足。

本發明的又一目的在于提供由前述改性石墨烯制備的石墨烯潤滑油組合物及其制備方法。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種改性石墨烯的制備方法，其包括：

將石墨烯分散于溶劑中，形成第一分散液；

向所述第一分散液中加入修飾劑并混合均勻，之后反應形成第二分散液，分離得到固形物，所述修飾劑包括C10～C16的多碳二元酸；

以及，對所述固形物進行后處理，獲得改性石墨烯。

優選的，所述修飾劑包括癸二酸、十一碳二酸、十二碳二酸、十三碳二酸、十四碳二酸、十五碳二酸和十六碳二酸中的任意一種或兩種以上的組合。

作為優選方案之一，所述修飾劑與石墨烯的質量比為5：1～30：1。

作為優選方案之一，所述反應的溫度為50～120℃。所述反應的時間為2～10h。

優選的，所述第一分散液中石墨烯的濃度為0.1～20mg/mL。

進一步的，所述石墨烯的片徑為20～100nm，厚度小于等于10nm。

進一步的，所述石墨烯為高溫熱膨脹石墨烯。

優選的，所述溶劑包括乙醇、甲醇、異丙醇、丙酮、苯、甲苯、氯仿、乙醚、四氯化碳、二硫化碳中的任意一種或兩種以上的組合，尤其優選為乙醇。

作為優選方案之一，所述制備方法包括：對所述第二分散液進行過濾處理，之后以清洗劑清洗所獲固形物，之后將所述固形物于40～80℃真空干燥5～8h，獲得改性石墨烯。

優選的，所述過濾處理包括壓濾處理和/或抽濾處理。

優選的，所述清洗劑包括乙醇。

本發明實施例還提供了由前述方法制備的表面修飾有C10～C16的直鏈烷烴的改性石墨烯。