[發明專利]二維材料微納片與碳量子點復合的潤滑油及其制備方法

在審

• 申請號: 201810005887.1
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108148650A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 田煜;賈文鵬;白鵬鵬
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C10M125/02
• 分類號: C10M125/02;C10M125/20;C10M125/22;C10M161/00;C09K11/65;B82Y20/00;B82Y40/00;C10N30/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明提出了二維材料微納片與碳量子點復合的潤滑油及其制備方法。該二維材料微納片與碳量子點復合的潤滑油包括：基礎油，添加劑以及二維材料微納片/碳量子點。本發明所提出的潤滑油，其添加有二維材料微納片/碳量子點，可同時保持碳量子點的高分散性能和二維材料的良好潤滑性能，從而使潤滑油整體的抗耐磨性能更優異、長期分散穩定性更好。

技術領域

本發明涉及潤滑技術領域，具體的，本發明涉及二維材料微納片與碳量子點復合的潤滑油及其制備方法。

背景技術

目前，由摩擦磨損導致的機械零部件失效造成了巨大的經濟損失，因而減小材料表面的磨損可有效減少材料和能量消耗，并能提高機械設備的性能從而提高使用壽命。而潤滑油廣泛應用于機械工業和汽車系統中，可為摩擦材料的相對運動間提供潤滑作用，減小機械摩擦阻力，減緩磨損，抑制溫升等。其中，潤滑油由基礎油和添加劑組成，近年來研究發現納米材料分散在油中可以起到減小磨損的作用，可充當有效的抗磨劑。

二維材料，由于其優良的力學、電學和光學等性能，近年來在能源、電子器件、生物等領域引起了廣泛的關注。當材料被剝離到納米級厚度時，納米片很容易在摩擦過程黏附在摩擦材料的表面，在其表面形成一層保護膜，避免了摩擦副的直接碰撞接觸，達到減小磨損的效果。可見其獨特的層狀結構，使其能其應用于潤滑領域。具體例如，專利CN104031716A報道了石墨烯可作為潤滑油添加劑，專利CN105112124A報道了用高分子改性的負載過渡金屬絡合物的石墨烯或氧化石墨烯作為潤滑油添加劑降低磨損，提高了石墨烯分散性能。另外，石墨烯與其他新材料復合作為潤滑油添加劑也有報道，如專利CN104927971A公開了包含離子液體、納米銅粉和石墨烯組合物潤滑油的制備方法。但是，目前石墨烯等二維材料對潤滑油抗耐磨效果的提高還不夠顯著。

此外，量子點也是一種新穎的納米材料，擁有獨特的表面效應、尺寸效應、量子隧道效應、庫倫阻塞效應等特點。其中，具有納米尺寸的碳量子點在常見溶劑中的分散穩定性好，所以其在液體潤滑添加劑領域具有廣闊的應用前景。反而，國內至今沒有關于通過碳量子點剝離得到的二維材料微納片的復合材料作為潤滑油添加劑的任何報道。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。

本發明是基于發明人的下列發現而完成的：

本發明人在研究過程中發現，由于碳量子點在常見溶劑中的分散穩定性好，二維材料與碳量子點的復合材料仍具有良好的分散性能，并且二維材料良好的潤滑性能很好地保留，使得碳量子點剝離得到的二維材料(例如單層石墨烯、氮化硼、二硫化鉬、二硫化鎢和二硒化鉬等)微納片的復合材料可作為有效抗磨劑使用，從而可制備出分散性好、長期穩定、更耐磨的潤滑油。

有鑒于此，本發明的一個目的在于提出一種兼具良好的分散穩定性和潤滑性、抗磨性能更優異或者其制備工藝更簡單可控的二維材料微納片與碳量子點復合的潤滑油。

在本發明的第一方面，本發明提出了一種二維材料微納片與碳量子點復合的潤滑油。

根據本發明的實施例，所述潤滑油包括：基礎油，添加劑，以及二維材料微納片/碳量子點。發明人經過長期研究發現，本發明實施例的潤滑油，其添加有二維材料微納片/碳量子點，可同時保持碳量子點的高分散性能和二維材料的良好潤滑性能，從而使潤滑油整體的抗耐磨性能更優異、長期分散穩定性更好。

另外，根據本發明上述實施例的潤滑油，還可以具有如下附加的技術特征：

根據本發明的實施例，基于所述潤滑油的總重量，所述基礎油的含量為70～97.9999重量％，所述添加劑的含量為1～25重量％，所述二維材料微納片/碳量子點的含量為0.0001～5重量％，表面活性劑的含量為0～1重量％。