高分散性能的改性石墨烯润滑油及其制备方法技术

本发明专利技术公开了高分散性能的改性石墨烯润滑油及其制备方法，其改性石墨烯润滑油按重量份计包括去价电子改性石墨烯0.3‑1.5份、分散剂0.05～0.5份和基础油100份，所述去价电子改性石墨烯为氟化石墨烯、氮化石墨烯、硫化石墨烯、硼化石墨烯、磷化石墨烯、硅化石墨烯中的一种。其制备方法简单，适用于工业化生产，能有效解决石墨烯团聚的问题，有利于石墨烯在润滑油中的分散。制成的润滑油后具有超强的润滑性和减磨性，能够延长机械部件的使用寿命，现节省燃油，降低排放，更加环保。

High dispersion modified graphite lubricating oil and preparation method thereof

The invention discloses a modified graphite lubricating oil and its preparation method of high dispersion, the modified graphene lubricating oil by weight including valence electron modified graphene 0.3 1.5, dispersant 0.05 - 0.5 and 100 base oil, the valence electrons to modified graphene as a kind of fluorographene nitrogen, graphene sulfide, graphene, graphene, boron and phosphorus, graphene silicide in graphene. The preparation method is simple, is suitable for industrial production, can effectively solve the problem of the agglomeration of graphene, and is favorable for the dispersion of the graphene in the lubricating oil. The utility model has the advantages of superior lubricity and abrasion resistance, and can prolong the service life of the mechanical components.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子及其应用领域，涉及高分散性能的改性石墨烯润滑油，还涉及该石墨烯润滑油的制备方法。
技术介绍
近年来，石墨烯优异的摩擦性能已引起了人们越来越多的关注，其片层滑动、摩擦磨损机理及在摩擦领域的应用已有诸多研究和报道。随着科学技术的发展，尤其是近年来石墨烯技术的提升，石墨烯添加剂技术已经进入到润滑油领域。石墨烯作为抗磨剂的应用，可以使低粘度机油更加普及，从而帮助汽车更加节能、环保。然而，石墨烯化学稳定性高，与其他介质相互作用较弱，且层间存在很大的范德华引力，虽然能够一定程度提高润滑油的润滑性能，但是提高制得的润滑油稳定性差，久置后会形成团聚物使润滑油的润滑性能降低，给石墨烯的进一步应用造成了极大的困难，因此，亟待解决的问题是如何实现石墨烯均匀稳定地分散在油品里，从而获得一种稳定性、减磨性和机械保护性能好的石墨烯润滑油。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供高分散性能的改性石墨烯润滑油以及提供该石墨烯润滑油的制备方法。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1、高分散性能的改性石墨烯润滑油，按重量份计包括如下组分：去价电子改性石墨烯0.3-1.5份、分散剂0.05～0.5份和基础油100份。进一步，所述去价电子改性石墨烯为氟化石墨烯、氮化石墨烯、硫化石墨烯、硼化石墨烯、磷化石墨烯、硅化石墨烯中的一种。进一步，所述分散剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯和季铵化物中的一种或多种。优选的，对所述去价电子改性石墨烯加入Bi2O3或Sb2O3进行掺杂。更优选的，所述Bi2O3或Sb2O3的添加量0.03-0.15份。进一步，所述基础油为矿物基础油、合成基础油和植物油基础油中的一种或多种。2、高分散性能的改性石墨烯润滑油的制备方法，包括如下步骤：(1)将去价电子改性石墨烯、分散剂按配比分步加入基础油中，超声震荡，得混合物；(2)将步骤(1)所得混合物进行微波处理，得到分散性能好的改性石墨烯润滑油的润滑油。优选的，步骤(1)之前将Bi2O3或Sb2O3加入去价电子改性石墨烯进行掺杂。进一步，步骤(1)中所述超声频率为20kHz～1MHz，功率为30W～15kW，震荡至少1h；步骤(2)中所述微波处理温度50℃～95℃，微波辐射的单位体积功率为200W/L～6000W/L，处理时间1h～4h。本专利技术的有益效果在于：本专利技术公开了高分散性能的改性石墨烯润滑油，通过在基础油中加入去价电子改性石墨烯，由于去价电子后的石墨烯降低了石墨烯层间的分子间作用力，降低了片层的堆叠，改变了石墨烯相互吸引的特性，有效地解决石墨烯团聚的问题，有利于石墨烯在润滑油中的分散，因此制成润滑油后具有很好的稳定性。由于石墨烯分散性问题得到解决，制得的润滑油在润滑性能得到提升，抗磨性能优异，能延长发动机使用寿命，实现节省燃油，降低排放，更加环保。使用Bi2O3或Sb2O3具有高电子亲合性的金属氧化物来掺杂石墨烯，电子从石墨烯层转移到金属氧化物膜，石墨烯和金属氧化物之间的界面电荷转移导致了石墨烯中的不成对电子的形成，在石墨烯层中形成空穴累积层。更加破环了石墨烯片层之间的吸引作用，进一步降低了石墨烯片层间的堆叠，并且使用Bi2O3或Sb2O3来掺杂具有过量空穴的石墨是保持石墨烯特性的幼小的、非破坏性的手段，金属氧化物在空气和溶液中具有极好的热稳定性和化学稳定性，因此包含Bi2O3或Sb2O3的石墨烯适合于在润滑油在严苛环境中的应用。本专利技术还公开了改性石墨烯润滑油的制备方法，本专利技术的方法先通过超声震荡的机械作用促进石墨烯和助剂的均匀分散，而后再进行微波处理加强润滑油各组分中的内部原子运动，实现内部偶极分子高频往复运动，进一步提高改性石墨烯润滑油的分散性能，该制备方法简单，适用于工业化生产。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为温度对比波形图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例1高分散性能的改性石墨烯润滑油，按重量份计包括如下组分：氟化石墨烯0.3份、硬脂酸0.05份和基础油100份。高分散性能的改性石墨烯润滑油的制备方法，包括如下步骤：(1)将氟化石墨烯和分散剂按配比分步加入基础油中，超声震荡，得混合物。超声频率为1MHz，功率为30W，搅拌1h。(2)将步骤(1)所得混合物进行微波处理，得到分散性能好的改性石墨烯润滑油的润滑油。微波处理温度95℃，微波辐射的单位体积功率为200W/L，处理时间4h。实施例2高分散性能的改性石墨烯润滑油，按重量份计包括如下组分：氮化石墨烯1份、脂肪酸甘油酯0.3份和基础油100份。高分散性能的改性石墨烯润滑油的制备方法，包括如下步骤：(1)先将0.1份Sb2O3加入氮化石墨烯中进行掺杂。(2)将步骤1得到的去价电子石墨烯和分散剂按配比分步加入基础油中，超声震荡，得混合物。超声频率为20kHz，功率为15kW，搅拌1.2h。(3)将步骤(2)所得混合物进行微波处理，得到分散性能好的改性石墨烯润滑油的润滑油。微波处理温度50℃，微波辐射的单位体积功率为6000W/L，处理时间1h。实施例3高分散性能的改性石墨烯润滑油，按重量份计包括如下组分：硫化石墨烯1.5份、脂肪酸甘油酯0.2份、聚丙烯酸酯0.2份和基础油100份。高分散性能的改性石墨烯润滑油的制备方法，包括如下步骤：(1)先将0.15份Bi2O3加入硫化石墨烯中进行掺杂。(2)将步骤1得到的去价电子石墨烯、分散剂按配比分步加入基础油中，超声震荡，得混合物。超声频率为20kHz，功率为15kW，搅拌1.2h。(3)将步骤(2)所得混合物进行微波处理，得到分散性能好的改性石墨烯润滑油的润滑油。微波处理温度50℃，微波辐射的单位体积功率为6000W/L，处理时间1h。实施例4高分散性能的改性石墨烯润滑油，按重量份计包括如下组分：硼化石墨烯1份、硬十二烷基苯磺酸钠0.4份、烷基萘0.5份和基础油100份。高分散性能的改性石墨烯润滑油的制备方法，包括如下步骤：(1)先将0.1份Bi2O3加入硼化石墨烯中进行掺杂。(2)将步骤1得到的去价电子石墨烯、分散剂按配比分步加入基础油中，超声震荡，得混合物。超声频率为20kHz，功率为15kW，搅拌1.2h。(3)将步骤(2)所得混合物进行微波处理，得到分散性能好的改性石墨烯润滑油的润滑油。微波处理温度75℃，微波辐射的单位体积功率为4500W/L，处理时间1h。实施例5高分散性能的改性石墨烯润滑油，按重量份计包括如下组分：磷化石墨烯0.5份、硬脂酸0.1份、长链烷基酚0.6份和基础油100份。高分散性能的改性石墨烯润滑油的制备方法，包括如下步骤：(1)先将0.05份Bi2O3加入磷化石墨烯中进行掺杂。(2)将步骤1得到的去价电子石墨烯、分散剂按配比分步加入基础油中，超声震荡，得混合物。超声频率为500kHz，功率为5kW，搅拌1.5h。(3)将步骤(2)所得混合物进行微波处理，得到分散性能好的改性石墨烯润滑油的润滑油。微波处理温度90℃，微波辐射的单位体积功率为3500W/L，处理时间1.1h。将实施例1～5和传统石墨烯润滑油(下称传统润滑油)的性能进行比较。结果如下：图1温度对比图是体现每个时间阶段的温度，本文档来自技高网...

【技术保护点】
高分散性能的改性石墨烯润滑油，其特征在于，按重量份计包括如下组分：去价电子改性石墨烯0.3‑1.5份、分散剂0.05～0.5份和基础油100份。

【技术特征摘要】
1.高分散性能的改性石墨烯润滑油，其特征在于，按重量份计包括如下组分：去价电子改性石墨烯0.3-1.5份、分散剂0.05～0.5份和基础油100份。2.根据权利要求1所述高分散性能的改性石墨烯润滑油，其特征在于：所述去价电子改性石墨烯为氟化石墨烯、氮化石墨烯、硫化石墨烯、硼化石墨烯、磷化石墨烯、硅化石墨烯中的一种。3.根据权利要求1所述高分散性能的改性石墨烯润滑油，其特征在于，所述分散剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯和季铵化物中的一种或多种。4.根据权利要求1所述高分散性能的改性石墨烯润滑油，其特征在于：对所述去价电子改性石墨烯加入Bi2O3或Sb2O3进行掺杂。5.根据权利要求4所述高分散性能的改性石墨烯润滑油，其特征在于：所述Bi2O3或Sb2O3的添加量0.03-0.15份。6.根据权利要求1～5任一项所述高分散性能的改性石墨烯润...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗廷军，
申请(专利权)人：重庆德领科技有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50