[發明專利]石墨烯/離子液體/Triton X-100/H2

在審

• 申請號: 202010026454.1
• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111171947A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 范磊;陳麗萍;郭榮
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C10M173/02
• 分類號: C10M173/02;C10N30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種石墨烯/離子液體/Triton X?100/H₂O體系層狀液晶潤滑劑，其特征在于：該潤滑劑由石墨烯、離子液體C₈mimNTf₂或C₁₂mimNTf₂或C₁₆mimNTf₂中的一種、Triton X?100和水組成。制備方法包括以下步驟：1)將一定比例的石墨烯、Triton X?100和水混合，置于超聲波清洗儀中超聲使石墨烯分散均勻，得到石墨烯分散液。2)將一定比例的Triton X?100、離子液體C₈mimNTf₂或C₁₂mimNTf₂或C₁₆mimNTf₂中的一種、所述步驟1)得到的石墨烯分散液加入容器中，攪拌均勻，靜置后得到石墨烯/離子液體/Triton X?100/H₂O體系層狀液晶潤滑劑。本發明制備方法簡單、環保，制備的石墨烯離子液體層狀液晶外觀上像潤滑脂，剪切作用下呈現潤滑油的特性，作為潤滑油具有自約束特性，減輕爬行和泄露。作為潤滑劑具有良好的潤滑性能。

技術領域

本發明屬于化學化工領域，涉及潤滑技術，具體涉及一種石墨烯/離子液體/Triton X-100/H₂O體系層狀液晶潤滑劑及其制備方法。

背景技術：

潤滑的目的是在摩擦表面之間形成具有法向承載能力而切向剪切強度低的潤滑膜，用它來減少摩擦阻力和降低材料磨損。良好的潤滑劑可以顯著減輕機械設備的摩擦磨損，有效提高機械設備的可靠性和使用壽命，降低能耗以及節約能源。

通常認為層狀液晶有兩個結構方面的原因決定層狀液晶的潤滑行為：一方面，層狀液晶分子的長程有序排列使之具有比一般流體更高的載荷；另一方面，表面活性劑的烴鏈末端一般都接有一個甲基，這些甲基組成的“尾巴”是無規取向的，而剪切發生在這種局部無序甲基層，從而可獲得較低的摩擦阻力。

離子液體的不燃性、低揮發性、高的熱穩定性和化學穩定性等性質使其成為一種性能優良的潤滑劑。在過去的十幾年里，離子液體在摩擦學中的應用研究已經受到了廣泛關注，但是離子液體作為純潤滑劑還存在一些問題，如離子液體的高成本、泄露與爬行還未完善等。由于離子液體1-烷基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰亞胺鹽(C₈mimNTf₂或者C₁₂mimNTf₂或者C₁₆mimNTf₂)和層狀液晶都具有良好的潤滑性能，它們的復合形成離子液體層狀液晶(半液半固體的狀態)，既能保持良好的潤滑性能，又可以避免純離子液體泄漏和蒸發損失的缺點。

石墨烯具有超薄的片層結構(易進入摩擦接觸面)、優異的力學性能和自潤滑性，非常適合作為高性能潤滑添加劑使用，引起潤滑研究者的廣泛關注和深入研究。然而，石墨烯在應用過程中仍然存在一定的不足，如在油中的分散性差，易于團聚等，限制了石墨烯在摩擦領域的實際應用。針對其分散性較差的問題，研究者通常由結構出發，將石墨烯分散到離子液體層狀液晶中，制備石墨烯離子液體層狀液晶潤滑劑。可在一定程度上解決石墨烯分散性差的問題而且可以提高層狀液晶的潤滑性能。中國專利CN 108690679 A公開了一種石墨烯、4-正戊基-4-氰基聯苯液晶潤滑劑及其制備與應用，此發明制備的是石墨烯懸浮液潤滑劑，明顯減小了摩擦系數與鋼球磨損直徑。但是懸浮液在使用過程中仍然容易泄露與滲透。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種石墨烯/離子液體/Triton X-100/H2O體系層狀液晶潤滑劑及其制備方法，不僅具有較高的減摩抗磨性能、良好的化學穩定性等優點，還能解決作為液體使用時泄露與爬行的問題。