[發明專利]一種礦井提升鋼絲繩用十八胺官能化氧化石墨烯潤滑油的制備方法

在審

• 申請號: 202110469925.0
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113201380A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 彭玉興;朱真才;王臣;盧昊;常向東;周公博;唐瑋;曹國華;張慶
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: C10M125/02
• 分類號: C10M125/02;C10M177/00;C10N30/04;C10N30/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 殷星

本發明公開了一種礦井提升鋼絲繩用十八胺官能化氧化石墨烯潤滑油的制備方法，其制備方法為：采用脫水縮合的方法制備十八胺官能化氧化石墨烯（ODA?GO）；將ODA?GO添加到非極性成品潤滑油中并連續攪拌；將混合物超聲分散后待油樣冷卻制得改性潤滑油。改性鋼絲繩潤滑油性能評價方法：（1）利用四球機測試改性潤滑油的極壓性能、抗磨減摩性能；（2）利用自制鋼絲繩滑動摩擦磨損試驗裝置開展鋼絲繩摩擦磨損試驗，通過繩間摩擦系數及磨損面積分析ODA?GO改性油的抗磨減摩特性。本發明步驟簡單、可操作性高，實現石墨烯基材料在非極性成品潤滑油中較穩定分散并提高了原潤滑油的潤滑能力，在低速或高載下有效降低了鋼絲繩表面的磨損。

技術領域

本發明涉及一種礦井提升鋼絲繩用十八胺官能化氧化石墨烯潤滑油的制備方法。

背景技術

目前，礦井提升系統朝著大型化方向發展，礦井多層纏繞提升鋼絲繩末端載荷可達110噸以上，提升鋼絲繩屬于線接觸鋼絲繩，鋼絲繩表面的接觸應力較大。然而，礦井提升機井筒運行環境惡劣，鋼絲繩表面潤滑油極易失效而導致鋼絲繩摩擦磨損嚴重，直接威脅提升鋼絲繩使用壽命和礦井提升安全可靠性。因此，亟需對現有提升鋼絲繩潤滑油進行改性，以提高其潤滑性能，為降低提升鋼絲繩表面摩擦磨損進而提高礦井提升鋼絲繩服役壽命提供重要基礎數據和技術支撐。

石墨烯是優異的減摩材料，能有效降低接觸面之間的粘附和摩擦，但由于石墨烯在化學上呈惰性及其層間π-π鍵的相互堆疊作用，使其難以化學改性進而在潤滑油中極易沉降和團聚，限制了其在潤滑油中的應用。氧化石墨烯表面含有很多含氧官能團，為其化學改性提供了可能性，已有學者通過在氧化石墨烯表面接枝親油基團提高其在非極性烴溶劑中分散穩定性，但很少有將改性材料直接添加到成品油之中。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種礦井提升鋼絲繩用十八胺官能化氧化石墨烯潤滑油的制備方法，該方法通過對添加劑的改性處理大幅提高了其在非極性潤滑油中的分散穩定性，并提升了原潤滑油的極壓性能與抗磨性能，在較高的接觸載荷下使鋼絲繩的磨損面積降低40％，在較低的滑動速度下使鋼絲繩摩擦系數和磨損面積分別最多降低約27％和55％。

為解決現有技術問題，本發明采取的技術方案為：

一種礦井提升鋼絲繩用十八胺官能化氧化石墨烯潤滑油的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，將氧化石墨烯(GO)加入到含有N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液的錐形瓶中，攪拌后超聲分散，接著加入1-羥基-7-偶氮苯并三氮唑(HoAt)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽(EDCI)，加熱攪拌后加入十八胺(ODA)，升溫至90-100℃并連續攪拌24h；反應結束后，用熱無水乙醇多次離心洗滌沉淀物，并將沉淀物真空干燥12h，最后得到的黑色產物即為十八胺官能化氧化石墨烯(ODA-GO)；

步驟2，將十八胺官能化氧化石墨烯(ODA-GO)添加到非極性成品潤滑油中制得混合物，并連續加熱攪拌；

步驟3，將混合物轉移到超聲波清洗器之中，加熱并超聲分散后待油樣冷卻制得改性潤滑油。

作為改進的是，步驟1中所述氧化石墨烯、脫水縮合劑1-羥基-7-偶氮苯并三氮唑、脫水縮合劑1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亞胺鹽酸鹽和十八胺的質量比為5:1:5:20。

作為改進的是，步驟2中非極性成品潤滑油為礦井提升鋼絲繩潤滑油 IRIS-550A。

作為改進的是，步驟2中攪拌速度為1000r/min，加熱溫度不超過50℃，時間為30min。

作為改進的是，步驟3中加熱溫度不超過50℃，時間為30min，超聲頻率為 40kHz。

有益效果：