分散性和亲和性好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分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油及其制备方法，所述润滑油包括改性石墨烯、基础油、亲和剂、分散剂，所述改性石墨烯的添加量相当于基础油的3～15wt‰，所述亲和剂的添加量相当于基础油的0.1～2wt％，所述分散剂的添加量相当于基础油的0.5～1.0wt％，优选的，所述润滑油中还包括硬脂酸修饰TiO2纳米粒子，所述纳米粒子的添加量占基础油的2～5wt％。本发明专利技术还公开了采用微波的方式制备润滑油。本发明专利技术提供的高分散性的改性石墨烯润滑油其各组分之间具有优异的分散性和稳定性，其解决了石墨烯作为添加剂在基础油中的长期稳定性问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于润滑油领域，具体涉及一种分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油及其制备方法。
技术介绍
对于机械零部件而言，摩擦磨损是必然的，这不仅带来材料和能源的大量损耗，还造成环境的污染。润滑油是有效减缓机械零部件摩擦磨损、降低能量损耗的重要技术手段之一。润滑油是现代工业和国防工业运转血液，它由基础油和添加剂组成，现代工业的飞速发展要求加快润滑油的升级换代。一般有以下三种方式可以提升油品质量：1)提高基础油的质量，2)改进添加剂的性能，3)提高添加剂的复配技术。润混油添加剂是各种高级润滑油的精髓，而润滑油添加剂的复配技术又是润滑油性能得以实现的核心和关键技术。石墨烯因其优良的润滑性能，将石墨烯作为添加剂制备润滑油得到越来越多的关注，石墨烯作为润滑油添加剂，若要在摩擦过程中显示出良好的润滑性能，不仅要求形态和层数要适当，而且必须能稳定地分散在润滑油中。一旦发生相分离，石墨烯就容易因团聚而难以发挥其润滑性能。因此，亟待解决石墨烯作为润滑油添加剂的分散性问题，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，本专利技术的目的之一在于提供分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油，本专利技术的目的之二在于提供分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1、分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油，所述润滑油包括改性石墨烯、基础油、亲和剂、分散剂，所述改性石墨烯的添加量相当于基础油的3～15wt‰，所述亲和剂的添加量相当于基础油的0.1～2wt％，所述分散剂的添加量相当于基础油的0.5～1.0wt％。优选的，所述改性石墨烯为采用共价键修饰的亲油性石墨烯。优选的，所述改性石墨烯制备方法包括如下步骤：(1)将石墨烯加入到1～2mol/L的H2SO4中，80～100℃下搅拌反应6～10h,然后进一步洗涤，真空冷冻干燥，制得功能化石墨烯；(2)将聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、多烯基丁二酰亚胺、聚醚醚酮、聚乙烯吡咯烷酮、聚噻吩、聚酰胺、聚天门冬氨酸、聚乙炔，聚丁二烯、聚四氟乙烯中至少一种与步骤(1)中所述功能化石墨烯以质量比为2～3：2～5在甲醇中共混，混合溶液在80～100℃激烈超声波震荡48～72h小时后，氮气保护下以250～300r/min搅拌混合溶液4～8h，最后过滤。优选的，所述亲和剂为钛酸酯类。优选的，所述基础油为矿物基础油、合成基础油和植物基础油中的一种或几种。优选的，所述分散剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯、季铵化物中的一种或几种。优选的，所述润滑油中还包括硬脂酸修饰TiO2纳米粒子，所述纳米粒子的添加量占基础油的2～5wt％。2、所述分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油的制备方法，包括以下步骤：(1)将改性石墨烯、分散剂、亲和剂分步加入基础油中，搅拌均匀，得混合溶液；(2)将步骤1所得混合溶液在微波照射的条件下搅拌20～30min。优选的，所述微波强度为500～700w。优选的，步骤(1)还包括加入硬脂酸修饰TiO2纳米粒子。本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术提供的分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油各组分之间具有优异的分散性和稳定性，其解决了石墨烯作为添加剂在基础油中的长期稳定性问题，并且润滑油中还添加了亲和剂，亲和剂一端与金属吸附，另一端与石墨烯吸附使润滑油在机械部件表面形成一层超薄的石墨烯油膜，运动机械表面在石墨烯油膜的保护下，摩擦面不产生直接摩擦，从而对运动机械部件起到保护作用，延长机械部件的使用寿命；另外本专利技术所述润滑油中使用较少的分散剂，因为分散剂过多容易导致乳化，本专利技术使用较少的分散剂也可以实现石墨烯的均匀分散；2)本专利技术采用微波照射的方式制备分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油，其实现了对石墨烯由内到位的分散作用，对石墨烯添加剂在基础油中的均匀分散具有促进性作用；3)本专利技术公开的润滑油中还添加了硬脂酸修饰TiO2纳米粒子作为另一种添加剂，研究发现其和改性石墨烯具有非常好的协同作用，因为有机基团修饰的TiO2纳米粒子具有优良的抗磨减摩能力，因TiO2纳米粒子与改性石墨烯粒子的小尺寸效应、表面效应引起硬脂酸修饰TiO2纳米粒子熔点下降、烧结温度下降。在摩擦温度过程中，表面局部温度高，TiO2纳米粒子处于熔化、半熔化或烧结状态，形成一层纳米陶瓷薄膜，它的韧性、抗弯强度均大大超出一般的薄膜，而纳米粒子又具有高扩散能力和自扩散能力，因此纳米TiO2粒子极可能在摩擦过程中扩散渗透到金属基体中，并且有可能与金属基体生成Fe2(TiO3)3、TiC等固溶体，从而表现出优异的抗磨减摩性能，而因为在润滑油中添加量非常少其又不会引起金属基体宏观的改变，而此时石墨烯在薄膜上能更好地体现其润滑性能。4)本专利技术使用物理和化学方法合用的分散技术制备具有高分散性的改性石墨烯润滑油，润滑油中可实现均匀分散大约3～15wt‰的改性石墨烯，这在一般的润滑油中是不能实现。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：图1表示温度对比波形图；图2表示摩擦系数对比波形图；图3表示摩擦阻力波形图；图4表示润滑油挥发波形图。具体实施方式下面对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。下面对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件或按照制造厂商所建议的条件。实施例1高分散性的改性石墨烯润滑油，所述润滑油包括改性石墨烯、基础油、亲和剂、分散剂，所述改性石墨烯的添加量相当于基础油的3wt‰，所述分散剂的添加量相当于基础油的0.8wt％，所述亲和剂的添加量相当于基础油的2wt％。所述改性石墨烯制备方法包括如下步骤：(1)将石墨烯加入到1mol/L的H2SO4中，80～100℃下搅拌反应6h,然后进一步洗涤，真空冷冻干燥，制得功能化石墨烯；(2)将十二烷基苯磺酸钠与步骤(1)中所述功能化石墨烯以质量比为1：1在甲醇中共混，混合溶液在80～100℃激烈超声波震荡50h小时后，氮气保护下以250～300r/min搅拌混合溶液4～8h，最后过滤。所述基础油为矿物基础油，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠，所述亲和剂为钛酸酯。高分散性的改性石墨烯润滑油的制备方法，包括如下步骤：(1)将改性石墨烯、分散剂、亲和剂分步加入基础油中，搅拌均匀，得混合溶液；(2)将步骤1所述溶液在微波照射的条件下搅拌30min。实施例2高分散性的改性石墨烯润滑油，所述润滑油包括改性石墨烯、基础油、亲和剂、分散剂，所述改性石墨烯的添加量相当于基础油的5wt‰，所述分散剂的添加量相当于基础油的0.6wt％，所述亲和剂的添加量相当于基础油的1.5wt％。所述改性石墨烯制备方法包括如下步骤：(1)将石墨烯加入到2mol/L的H2SO4中，80～100℃下搅拌反应8h,然后进一步洗涤，真空冷冻干燥，制得功能化石墨烯；(2)将多烯基丁二酰亚胺与步骤(1)中所述功能化石墨烯以质量比为2：3在甲醇中共混，混合溶液在80～100℃激烈超声波震荡60小时后，氮气保护下以250～300r/min搅拌混合溶液6h，最后过滤。所述基础油为植物基础油，所述分散剂为脂肪酸甘油酯，所述亲和剂为钛酸酯。本文档来自技高网...

【技术保护点】
分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油，其特征在于：所述润滑油包括改性石墨烯、基础油、亲和剂、分散剂，所述改性石墨烯的添加量相当于基础油的3～15wt‰，所述亲和剂的添加量相当于基础油的0.1～2wt％，所述分散剂的添加量相当于基础油的0.5～1.0wt％。

【技术特征摘要】
1.分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油，其特征在于：所述润滑油包括改性石墨烯、基础油、亲和剂、分散剂，所述改性石墨烯的添加量相当于基础油的3～15wt‰，所述亲和剂的添加量相当于基础油的0.1～2wt％，所述分散剂的添加量相当于基础油的0.5～1.0wt％。2.根据权利要求1所述分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油，其特征在于，所述改性石墨烯为采用共价键修饰的亲油性石墨烯。3.根据权利要求1所述分散性和亲和性好的改性石墨烯润滑油，其特征在于，所述改性石墨烯制备方法包括如下步骤：(1)将石墨烯加入到1～2mol/L的H2SO4中，80～100℃下搅拌反应6～10h,然后进一步洗涤，真空冷冻干燥，制得功能化石墨烯；(2)将聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、多烯基丁二酰亚胺、聚醚醚酮、聚乙烯吡咯烷酮、聚噻吩、聚酰胺、聚天门冬氨酸、聚乙炔，聚丁二烯、聚四氟乙烯中至少一种与步骤(1)中所述功能化石墨烯以质量比为2～3：2～5在甲醇中共混，混合溶液在80～100℃激烈超声波震荡48～72h小时后，氮气保护下以250～300r/min搅拌混合溶液4～8h，最后过滤。4.根据权利要求...

【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