一种石墨烯润滑油组合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯润滑油组合物及其制备方法与应用。所述石墨烯润滑油组合物包含按照质量百分比计算的：未经修饰处理的石墨烯0.1～5wt％、分散剂0.05～2wt％以及润滑油。所述制备方法包括：将未经修饰处理的石墨烯和分散剂加入润滑油中，并混合均匀，形成石墨烯润滑油粗浆料；对所述石墨烯润滑油粗浆料进行研磨、封装处理，获得石墨烯润滑油组合物。本发明专利技术通过采用特定比例的石墨烯和分散剂在润滑油中达到优异的分散效果，来作为润滑油的抗磨减摩剂；且本发明专利技术的石墨烯润滑油组合物具有优异的分散稳定性，抗沉降性能优异，具有制备方法简单、可推广性强、原料来源广泛且环境优异的优势。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯润滑油组合物及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种新型石墨烯润滑油添加剂，尤其涉及一种石墨烯润滑油组合物及其制备方法与应用，属于石墨烯修饰润滑

技术介绍
随着工业科技的迅猛发展以及机械设备性能的提升，高速、重负荷工作状态下对润滑油的高温承载能力和减摩抗磨性能提出了更高的要求。目前，润滑油产品的传统添加剂中都包含硫、磷、氯等对环境和设备会造成污染和损坏的元素。因此对新型润滑油添加剂的研究开始受到润滑油行业的广泛关注。从石墨中剥离出来的石墨烯，只有一层碳原子，各个碳原子之间以sp2键紧密排列形成二维平面晶格结构，是迄今发现的最薄也是最硬的材料。而且较小的石墨烯微粒可以填充于摩擦副的表面损伤部位，对摩擦副起到修补，将金属摩擦替换为石墨烯之间的摩擦，减小摩擦系数，而且石墨烯镶嵌于摩擦副表面，对摩擦副可以起到很好的保护作用，有效延长器件使用寿命。关于石墨烯作为润滑油添加剂添加到润滑油中改善润滑油抗磨减摩性能的研究多是采用对石墨烯或氧化石墨烯进行分子结构改性，来改变石墨烯在溶剂中的分散性。但是相应的这些方法需要引入一些长链的烷基酸或有机胺，以及对石墨烯的接枝率不均匀等因素对石墨烯在润滑油中的大规模应用起到极大的限制。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种石墨烯润滑油组合物及其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种石墨烯润滑油组合物，其包含按照质量百分比计算的如下组分：未经修饰处理的石墨烯0.1～5wt％、分散剂0.05～2wt％以及润滑油。其中，所述分散剂包括第一分散剂和第二分散剂，所述第一分散剂和第二分散剂的质量比为1:1～4:1，所述第一分散剂包括单烯基丁二酰亚胺、双烯基丁二酰亚胺、多烯基丁二酰亚胺和聚异丁烯丁二酰亚胺中的任意一种或两种以上的组合，所述第二分散剂包括硬脂酸铝、硬脂酸镁和硬质酸钙中的任意一种或两种以上的组合。作为优选方案之一，所述石墨烯的片径为0.02～10μm，厚度小于等于10nm，优选为0.34～5nm。进一步的，所述石墨烯包括机械剥离石墨烯和/或高温热膨胀石墨烯。作为优选方案之一，所述润滑油包括白油、润滑油矿物基础油、润滑油全合成基础油中的任意一种或两种以上的组合。本专利技术实施例还提供了前述石墨烯润滑油组合物的制备方法，其包括：将未经修饰处理的石墨烯和分散剂加入润滑油中，并混合均匀，形成石墨烯润滑油粗浆料；对所述石墨烯润滑油粗浆料进行研磨、封装处理，获得石墨烯润滑油组合物。作为优选方案之一，所述石墨烯与分散剂的质量比为1:1～5:1。优选的，所述石墨烯润滑油粗浆料中石墨烯的含量为0.1～5wt％。进一步的，所述石墨烯润滑油粗浆料中分散剂的含量为0.05～2wt％。作为优选方案之一，所述制备方法包括：以研磨机进行所述的研磨处理。优选的，所述研磨处理的研磨速率为1500～5000r/min，研磨时间为0.5～10h。优选的，所述研磨机包括圆盘式研磨机、转轴式研磨机和砂磨机中的任意一种或两种以上的组合。作为优选方案之一，所述制备方法包括：在大气氛围中，于室温下对所述石墨烯润滑油粗浆料进行封装处理。作为优选方案之一，所述制备方法包括：将未经修饰处理的石墨烯和分散剂加入润滑油中，并在设定搅拌速率下混合均匀，形成石墨烯润滑油粗浆料。优选的，所述搅拌速率为500～1000r/min。本专利技术实施例还提供了前述石墨烯润滑油组合物于制备润滑油抗磨减摩添加剂中的应用。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：1)本专利技术提供的石墨烯润滑油组合物通过采用特定比例的石墨烯和分散剂在润滑油中达到优异的分散效果，来作为润滑油的抗磨减摩剂。其中纳米级石墨烯具有比表面积大、片层强度高等特性，其在摩擦系统中作为新型极压抗磨剂，镶嵌于摩擦副表面，对摩擦副在摩擦过程中起到很好的保护作用；2)本专利技术采用两种分散剂混合使用改善石墨烯在润滑油中的分散效果，第一分散剂(也可以称为分散剂A)的作用机理为：多烯基基团为锚固基团，通过氢键吸附于石墨烯表面，能提高石墨烯的抗沉降性能；第二分散剂(也可以称为分散剂B)的作用机理为：通过离子键与石墨烯边缘的羟基和羧基结合，通过静电相斥能改善石墨烯片层的团聚；3)本专利技术提供的石墨烯润滑油组合物具有优异的分散稳定性，抗沉降性能优异，适用于将石墨烯作为润滑油减摩抗磨剂添加到润滑油中来提高润滑油的减摩抗磨性能，同时组合物中的分散剂、溶剂均为市售润滑油的添加产品，具有制备方法简单、可推广性强、原料来源广泛且环境优异的优势。附图说明图1a为本专利技术实施例1所获石墨烯润滑油组合物静置120天后的照片示意图；图1b为本专利技术实施例1所获石墨烯润滑油组合物加入某品牌润滑油中静置120天后的照片示意图；图1c为本专利技术对比例1所获得石墨烯润滑油组合物静置24h后的照片示意图；图2a为本专利技术对比例3中仅添加多烯基丁二酰亚胺所获得石墨烯润滑油组合物静置后的照片示意图；图2b为本专利技术对比例3中再添加硬脂酸铝后所获得石墨烯润滑油组合物静置后的照片示意图。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例的一个方面提供了一种石墨烯润滑油组合物，其包含按照质量百分比计算的如下组分：未经修饰处理的石墨烯0.1～5wt％、分散剂0.05～2wt％以及润滑油。其中，所述分散剂包括第一分散剂和第二分散剂。优选的，所述第一分散剂和第二分散剂的质量比为1:1～4:1。优选的，所述第一分散剂包括单烯基丁二酰亚胺、双烯基丁二酰亚胺、多烯基丁二酰亚胺和聚异丁烯丁二酰亚胺中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。优选的，所述第二分散剂包括硬脂酸铝、硬脂酸镁和硬质酸钙中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。本专利技术采用两种分散剂混合使用改善石墨烯在润滑油中的分散效果，第一分散剂(也可以称为分散剂A)的作用机理为：多烯基基团为锚固基团，通过氢键吸附于石墨烯表面，能提高石墨烯的抗沉降性能；第二分散剂(也可以称为分散剂B)的作用机理为：通过离子键与石墨烯边缘的羟基和羧基结合，通过静电相斥能改善石墨烯片层的团聚。作为优选方案之一，所述石墨烯的片径为0.02～10μm，厚度小于等于10nm，优选为0.34～5nm。进一步的，本专利技术中前述的石墨烯可以通过市购、自制等途径获取，只要满足石墨烯尺寸要求，不需要再对石墨烯进行修饰处理过程。进一步的，所述石墨烯包括机械剥离石墨烯和/或高温热膨胀石墨烯，但不限于此。作为优选方案之一，所述润滑油包括市场上商用的白油、润滑油矿物基础油、润滑油全合成基础油中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步的，本专利技术中前述的润滑油可以通过市购、自制等途径获取。本专利技术实施例的另一个方面提供了前述石墨烯润滑油组合物的制备方法，其包括：将未经修饰处理的石墨烯和分散剂加入润滑油中，并混合均匀，形成石墨烯润滑油粗浆料；对所述石墨烯润滑油粗浆料进行研磨、封装处理，获得石墨烯润滑油组合物。作为优选方案之一，所述石墨烯与分散剂的质量比为1:1～5:1。优选的，所述石墨烯润滑油粗浆料中石墨烯的含量为0.1～5wt％。进一步的，所述石墨烯润滑油粗浆料中分散剂的含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯润滑油组合物，其特征在于包含按照质量百分比计算的如下组分：石墨烯0.1～5wt％、分散剂0.05～2wt％以及润滑油；其中，所述分散剂包括第一分散剂和第二分散剂，所述第一分散剂和第二分散剂的质量比为1:1～4:1，所述第一分散剂包括单烯基丁二酰亚胺、双烯基丁二酰亚胺、多烯基丁二酰亚胺和聚异丁烯丁二酰亚胺中的任意一种或两种以上的组合，所述第二分散剂包括硬脂酸铝、硬脂酸镁和硬质酸钙中的任意一种或两种以上的组合。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯润滑油组合物，其特征在于包含按照质量百分比计算的如下组分：石墨烯0.1～5wt％、分散剂0.05～2wt％以及润滑油；其中，所述分散剂包括第一分散剂和第二分散剂，所述第一分散剂和第二分散剂的质量比为1:1～4:1，所述第一分散剂包括单烯基丁二酰亚胺、双烯基丁二酰亚胺、多烯基丁二酰亚胺和聚异丁烯丁二酰亚胺中的任意一种或两种以上的组合，所述第二分散剂包括硬脂酸铝、硬脂酸镁和硬质酸钙中的任意一种或两种以上的组合。2.根据权利要求1所述的石墨烯润滑油组合物，其特征在于：所述石墨烯的片径为0.02～10μm，厚度小于等于10nm，优选为0.34～5nm。3.根据权利要求2所述的石墨烯润滑油组合物，其特征在于：所述石墨烯包括机械剥离石墨烯和/或高温热膨胀石墨烯。4.根据权利要求1所述的石墨烯润滑油组合物，其特征在于：所述润滑油包括白油、润滑油矿物基础油、润滑油全合成基础油中的任意一种或两种以上的组合。5.如权利要求1-4中任一项所述的石墨烯润滑油组合物的制备方法，其特征在于包括：将未经修饰处理的石墨烯和分散剂加入润滑油中，并混合均匀，形成石墨烯润滑油粗浆料，其中，所述分散剂包括第一分散剂和第二分散剂；所述第一分散剂和第二分散剂的质量比为1:1～4:1，所述第一分散剂包括单烯基丁二酰亚胺、双烯基丁二酰亚胺、多烯基丁二酰亚胺和聚异丁烯丁二酰亚胺中的任意一种或两种以上的组合，所述第二分散剂包括硬脂酸铝、...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋建忠，张凌，孙淑华，
申请(专利权)人：上海烯古能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31