[發明專利]一種石墨烯改性工藝

有效

• 申請號: 202110543736.3
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113502181B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 賀仲文
• 申請（專利權）人: 兆豐（重慶）科技有限公司
• 主分類號: C10M125/02
• 分類號: C10M125/02;C10M177/00;C01B32/19;C01B32/194;C01B32/21;H01F13/00;C10N30/06
• 代理公司: 重慶晟軒知識產權代理事務所(普通合伙) 50238
• 代理人: 孔玲瓏

本發明公開了一種石墨烯改性工藝，包括如下步驟，首先按重量份準備原料，原料包括膨脹石墨和工業氨水；然后將全部膨脹石墨和少量工業氨水投加到反應釜中，攪拌混合一段時間；再將剩余工業氨水注入到反應釜中，攪拌混合一段時間，得到膨脹石墨與工業氨水的混合物；然后對混合物進行電磁化處理，將混合物中的鐵磁金屬雜質被磁化；然后通過強磁過濾器去除混合物中被磁化的金屬雜質；最后將混合物注入到振蕩微波處理器中進行振蕩和微波輻射處理，使膨脹石墨中石墨烯片層之間的范德華力被破壞，得到石墨烯在工業氨水中穩定分散的改性石墨烯添加劑；在本發明中，所述工藝所用原料少，整個制備流程簡單且耗時短，只需一般設備即可完成，使成本大大降低。

技術領域

本發明涉及潤滑油生產的技術領域，尤其涉及一種石墨烯改性工藝。

背景技術

潤滑油是用在各種類型汽車、機械設備上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體或半固體潤滑劑，主要起潤滑、輔助冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。只要是應用于兩個相對運動的物體之間，而可以減少兩物體因接觸而產生的磨擦與磨損之功能，即為潤滑油。

石墨烯是單層的石墨，石墨可以看成是由多層石抄墨烯一層層疊加起來的，石墨烯是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結構的新材料。目前越來越多的潤滑油廠商都通過在潤滑油中加入石墨烯來提高潤滑油的性能，潤滑油中改性的石墨烯快速吸附到摩擦表面，使石墨烯在摩擦表面形成新的摩擦面，而石墨烯的硬度是鋼鐵的一百倍以上，其摩擦系數更是接近超潤狀態，使得摩擦阻力大幅度減小，同時還具有較高的抗摩減摩的性能，減小了運動機械之間的磨損，機械的使用壽命得以延長，運動阻力減小，能量轉換效率提高，使機械更加省油。

想要讓石墨烯在潤滑油中發揮其作用，必須先對石墨烯進行改性，即克服或破壞石墨烯片層之間的范德華力，使石墨烯可以穩定分散在潤滑油中，不出現團聚和沉淀現象。目前對于石墨烯改性的方法一般分為兩大類，一是物理分散法，石墨烯的物理分散法主要是利用研磨、球磨、超聲、微波輻射等方法打破片層與片層之間的范德華力，進而實現其良好分散；物理分散法可以最大程度的保留石墨烯的原始性能，但該方法對機械設備的精度要求較高，制備時間較長，所以物理分散法普遍存在實施困難、效率低、成本高的問題。二是化學改性法，通過化學反應在石墨烯表面接枝特殊的官能團對石墨烯進行改性，最終達到使其穩定分散的目的；但由于石墨烯片層間較強的范德華力，使其反應活性較低，因此對其化學改性具有較大的難度。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明的要解決的技術問題是：目前石墨烯改性的方法存在實施困難、耗時長和成本高的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：一種石墨烯改性工藝，包括如下步驟：

S1：準備原料，原料按重量份包括膨脹石墨8～15份和工業氨水45～60份。

S2：將S1所述原料中的全部膨脹石墨投加到反應釜中，同時將工業氨水注入到反應釜中，并攪拌混合0.5～1小時，所述工業氨水的重量份是全部膨脹石墨的1～1.5倍；膨脹石墨被工業氨水徹底浸潤。

S3：將S2步驟后剩余的所有工業氨水注入到反應釜中，并攪拌混合1～2小時，膨脹石墨均勻分散在工業氨水中，得到膨脹石墨與工業氨水的混合物。

由于膨脹石墨是一種疏松多孔的蠕蟲狀物質，若直接將膨脹石墨投入到大量工業氨水中，膨脹石墨容易浮于工業氨水表面，使得攪拌混合困難，所以在S1-S2中，先將膨脹石墨與少量工業氨水混合攪拌，利于膨脹石墨被工業氨水浸潤，然后再注入大量工業氨水攪拌，從而使膨脹石墨較為均勻的分散在工業氨水中，方便進行后續處理。

S4：使用電磁化裝置對S3得到的混合物進行電磁化處理，使混合物中的鐵磁金屬雜質被磁化，所述電磁化處理的磁感應強度為15～120Gs，所述電磁化處理的時間為0.3～0.5小時。