[發明專利]碳納米管/二維納米材料復合材料及其制法和應用

在審

• 申請號: 201910563233.5
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110229708A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 孫大陟;張至
• 申請（專利權）人: 包頭協同納米新材科技有限公司
• 主分類號: C10M125/00
• 分類號: C10M125/00;C10N30/06
• 代理公司: 北京格旭知識產權代理事務所(普通合伙) 11443
• 代理人: 雒純丹

本發明涉及一種碳納米管/二維納米材料復合材料，其特征在于，碳納米管和二維納米材料分別經油性分散劑改性后得到改性碳納米管和改性二維納米材料，在改性碳納米管上負載改性二維納米材料后得到所述碳納米管/二維納米材料復合材料。所述二維納米材料為層狀金屬磷酸鹽納米片，優選為層狀磷酸鋯納米片。本發明所得碳納米管/二維納米材料復合材料可作為潤滑抗磨劑，添加到潤滑油中，可有效改善潤滑油的抗磨性能，且本發明所述方法成本較低，操作簡單，高效環保，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及材料領域，主要涉及抗磨材料領域，具體涉及一種碳納米管/二維納米材料復合材料及其制法和應用。

背景技術

在潤滑油中添加特定的無機納米材料可以極大的提升潤滑油的潤滑抗磨效果。這種納米潤滑油的潤滑抗磨效果一方面取決于所添加的納米材料的組成、大小、形狀等性質；另一方面取決于所添加納米材料在潤滑油中的分散性。一般的納米材料由于其比表面積大，且與油相不相容，因而會發生絮凝或沉淀，這種納米材料的團聚使得添加材料的實際尺寸大幅度加大，達到微米甚至是毫米級。這樣大尺度的團聚會極大的削弱納米材料在油相中的潤滑抗磨效果，甚至比不添加納米材料還要差。

常用的納米潤滑添加材料包括金屬及金屬氧化物納米顆粒、陶瓷納米顆粒、稀土化合物納米顆粒、碳納米材料，以及其他無機非金屬納米材料等。將這些納米材料均勻穩定的分散到油相中都可以不同程度的提高潤滑油的潤滑抗磨效果。ZL201410382805.7發明了一種將二維納米材料，如磷酸鋯納米片與零維納米顆粒，如銅納米顆粒通過協同分散混合的方法，極大的提高了二者在油相中的分散性，制備了不同結構納米材料的二元潤滑體系，并極大的提高了納米潤滑油的潤滑抗磨效果。

為改善潤滑油的抗磨性能，“碳納米管作為潤滑油添加劑的摩擦磨損性能研究,摩擦學學報，2005,25(5)：394-397”中，將碳納米管作為潤滑油添加劑表現出了優良的抗磨性能，含碳納米管潤滑油的磨斑表面平整，劃痕較細且分布均勻。

發明內容

本發明解決的技術問題是：目前潤滑油抗磨劑仍存在絮凝或沉淀的現象，潤滑油的抗磨性能還有待提高。

為解決上述技術問題，本發明提供一種將碳納米管與二維納米材料，例如磷酸鋯納米片復合并制備復合型納米潤滑抗磨劑及復合型納米潤滑油的方法，通過摩擦測試發現，這種復合型納米潤滑抗磨材料效果要好于每個單獨使用的納米材料。由于碳納米管為一維納米材料，而磷酸鋯為二維納米材料，因而本發明所制備的復合型納米潤滑抗磨劑也可以稱為結構復合型納米潤滑抗磨材料，制備的納米潤滑油可以稱為結構復合型納米潤滑油。

具體來說，針對現有技術的不足，本發明提供了如下技術方案：

一種碳納米管/二維納米材料復合材料，其特征在于，碳納米管和二維納米材料分別經油性分散劑改性后得到改性碳納米管和改性二維納米材料，在改性碳納米管上負載改性二維納米材料后得到所述碳納米管/二維納米材料復合材料。

優選的，上述復合材料中，所述二維納米材料為層狀金屬磷酸鹽納米片，優選為層狀磷酸鋯納米片。

優選的，上述復合材料中，所述油性分散劑選自脂肪伯胺或聚醚胺。

優選的，上述復合材料中，所述碳納米管與油性分散劑總量的質量比為(0.5-2.5)：20，優選為(0.5-2)：20。

優選的，上述復合材料中，所述二維納米材料與油性分散劑總量的質量比為(1-15)：20，優選為(1-10)：20。

優選的，碳納米管與二維納米材料的總量與油性分散劑的質量比為(3-15)：20，更優選的，碳納米管與二維納米材料的總量與油性分散劑的質量比為(6-12)：20。

優選的，二維納米材料與碳納米管的質量比為(2-10)：1，更優選的，二維納米材料與碳納米管的質量比為(0.5-10)：1，更優選的為(2.5-10)：1。