[發明專利]含有離子液體的石墨烯二硫化鉬的潤滑油復合添加劑及其制備與應用

在審

• 申請號: 202310017904.4
• 申請日: 2023-01-06
• 公開（公告）號: CN116042291A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 王良旺;李爽;熊磊;張雙紅;朱建康;文芳
• 申請（專利權）人: 廣州特種承壓設備檢測研究院
• 主分類號: C10M163/00
• 分類號: C10M163/00;C10N30/04;C10N30/06
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 潘慧馨

本發明涉及一種基于石墨烯的潤滑油添加劑，其按質量百分比由以下成分組成：石墨烯或氧化石墨烯2～10％，二硫化鉬納米材料1～20％，離子液體29～40％，分散劑40～59％。本發明還涉及所述潤滑油添加劑的制備方法和應用。本發明的所述潤滑油添加劑具有分散性穩定，減摩、抗磨性能良好的優點。本發明的制備方法綠色環保，易于批量生產，生產成本較低。

技術領域

本發明涉及潤滑材料技術領域，特別是涉及一種基于石墨烯的潤滑油添加劑及其制備方法與應用。

背景技術

摩擦、磨損是生產生活中遇到的嚴重問題之一，摩擦和磨損會損耗大量的能源，使機械傳動部件磨損失效，降低使用壽命。隨著現代工業的發展以及機械制造技術的日益提高，出現了大量高速、重載的工作狀態，從而對潤滑油的高溫承載能力以及減摩抗磨性能提出更高的要求。潤滑油添加劑對于改善潤滑油性能至關重要。目前的潤滑油市場中，傳統潤滑油依然占據主導地位，但由于其潤滑能力有限，無法滿足現今的工作需求。因此，新型潤滑油添加劑的研究受到國內外眾多學者的廣泛關注，而其中納米材料作為潤滑油添加劑的研究逐漸成為當前研究的熱點之一。納米潤滑油添加劑集抗極壓性、抗磨性、潤滑性優點于一體，并且可以很好的適應高負荷、低轉速的條件，納米材料添加劑可以使摩擦后期摩擦因數降低，這是常規載荷添加劑不能解決的難題。

石墨烯作為一種新型材料，擁有獨特的二維納米層狀結構，力學強度很高并且導熱能力強等優點，被認為是一種優異的減摩抗磨添加劑。石墨烯是一種低表面能的二維光滑納米材料，通常能代替固體薄膜用于減少各種表面的附著力和摩擦力，而且石墨烯的超強機械強度也可抑制材料磨損，其可以在摩擦界面形成摩擦吸附膜和對偶轉移膜，能夠防止摩擦對偶表面的直接接觸，從而使潤滑劑的承載能力提升、抗磨性能更優。

石墨烯在潤滑油摩擦磨損領域的應用已有大量報道及研究，且研究表明石墨烯本身潤滑性優異，摩擦系數接近于零。然而，石墨烯在潤滑油中因范德華力的存在，極易發生團聚，很難充分發揮其潤滑性能。另外，在石墨烯納米粒子添加劑的最初研究階段，大部分都集中在單一石墨烯種類的添加，這雖然提高了潤滑油的性能，但是還沒有完全發揮出石墨烯的所有優勢。

近年來，復合納米粒子添加劑的研究成為新的熱點，復配納米粒子指的是將兩種或兩種以上的納米粒子穩定的均勻分散于潤滑油中，利用不同粒子各有的特性和作用機理，能夠顯著提高潤滑油的性能。大量研究表明，石墨烯是一個很好的納米粒子載體，而石墨烯基納米復合材料通常表現出比純石墨烯更好的潤滑性能。此外，石墨烯和類石墨烯的層狀金屬硫化物所制備的納米復合材料表現出驚人的物理和化學性能，這可能是由于兩者結構的相容性和協同作用，因此，探討石墨烯復合材料作為潤滑油抗磨劑的作用，對進一步提高潤滑油的性能，解決能源危機和提高能源使用效率有著十分重要的意義。

發明內容

基于此，本發明針對現有石墨烯添加劑分散性和抗磨性不足的缺陷，提供一種基于石墨烯的潤滑油添加劑，其具有分散性穩定，減摩、抗磨性能良好的優點。

本發明采取的技術方案如下：

一種基于石墨烯的潤滑油添加劑，按質量百分比由以下成分組成：石墨烯或氧化石墨烯2～10％，二硫化鉬1～20％，離子液體29～40％，分散劑40～59％，抗磨劑5～10％。

本發明將石墨烯與二硫化鉬納米材料復合，得到石墨烯基納米二硫化鉬作為潤滑油添加劑，可以彌補各自的缺陷，充分體現兩者的優勢，有效地提高潤滑油的抗磨損性能。本發明所述的潤滑油添加劑中，石墨烯和二硫化鉬在濕潤條件下都表現出較優異的耐磨性能，而在石墨烯表面負載二硫化鉬納米粒子既可以有效抑制(氧化)石墨烯團聚，又能保持石墨烯和二硫化鉬的原有性能，還能產生良好的協同效應；另外，離子液體可以增加(氧化)石墨烯的親油性，從而增加添加劑在潤滑油中的穩定性。

本發明所述的潤滑油添加劑具有分散性穩定，減摩、抗磨性能良好的優點。

優選地，所述石墨烯或氧化石墨的片徑范圍為1-10μm，層數小于10層。