一种石墨烯基纳米硼酸盐润滑油及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种石墨烯基纳米硼酸盐润滑油及其制备方法，涉及润滑油技术领域。其制备方法为将石墨烯基十六烷基硼酸钙、石墨烯基纳米硼酸镧及石墨烯基纳米硼酸铈中的一种或多种与基础油混合、分散得到第一混合物。然后加入无灰分散剂、丁二酰亚胺、胺类抗氧化剂和酰胺类溶剂，混合后得到第二混合物。然后加热至70～80℃，搅拌2～4h，然后依次加入粘度指数改进剂、复合添加剂和消泡剂，加入完毕后，继续加热搅拌2～4h，然后经超声分散、过滤得到所述石墨烯基纳米硼酸盐润滑油。制备方法简单，反应温度低。制得的润滑油的摩擦系数低，使用寿命长，产物可控，具有很强抗磨性能。

Graphene based nano borate lubricating oil and preparation method thereof

The invention provides a graphene-based nano-borate lubricating oil and a preparation method thereof, and relates to the technical field of lubricating oil. The preparation method is that one or more of the graphene-based calcium hexadecyl borate, the graphene-based lanthanum borate and the graphene-based cerium borate are mixed and dispersed with the base oil to obtain the first mixture. The second mixture is obtained by adding ashless dispersant, succinimide, amine antioxidant and amide solvent. The graphene-based nano-borate lubricating oil is prepared by heating and stirring for 2-4 hours at 70-80 C, then adding viscosity index improver, compound additive and defoamer in turn. After adding, the lubricating oil is heated and stirred for 2-4 hours, and then dispersed and filtered by ultrasonic wave. The preparation method is simple and the reaction temperature is low. The lubricating oil has low friction coefficient, long service life, controllable product and strong anti-wear performance.

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯基纳米硼酸盐润滑油及其制备方法
本专利技术涉及润滑油
，且特别涉及一种石墨烯基纳米硼酸盐润滑油及其制备方法。
技术介绍
润滑油作为机械运行不可缺少的材料，对维持机构的运行、提高机械寿命起到非常重要的作用。随着科技的发展，对机构的运行寿命、运行环境的要求越来越苛刻，要求润滑油具有优异的综合性能，例如动力性强、节能环保、润滑系数好。今年来，石墨烯及其复合材料的研究成为热点，石墨烯的特殊结构决定了其具有良好的机械性、抗磨抗压性、高比表面积等，石墨烯的二维结构能够与相应的纳米材料制备出高性能的润滑油。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨烯基纳米硼酸盐润滑油的制备方法，此制备方法简单，在较低的温度下反应，节能环保，适用于工业化大规模生产。本专利技术的另一目的在于提供一种石墨烯基纳米硼酸盐润滑油，此润滑油以石墨烯基纳米硼酸盐作为抗磨剂材料的基础物质，润滑油的性能优良。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种石墨烯基纳米硼酸盐润滑油的制备方法，包括以下步骤：S1，将石墨烯基纳米硼酸盐与基础油混合、分散得到第一混合物，其中所述石墨烯基纳米硼酸盐选自石墨烯基十六烷基硼酸钙、石墨烯基纳米硼酸镧及石墨烯基纳米硼酸铈中的一种或多种；S2，在所述第一混合物中加入无灰分散剂、丁二酰亚胺、胺类抗氧化剂和酰胺类溶剂，混合后得到第二混合物；S3，将所述第二混合物加热至70～80℃，搅拌2～4h，然后依次加入粘度指数改进剂、复合添加剂和消泡剂，加入完毕后，继续加热搅拌2～4h，然后经超声分散、过滤得到所述石墨烯基纳米硼酸盐润滑油。本专利技术提出一种石墨烯基纳米硼酸盐润滑油，如上述的制备方法制得。本专利技术实施例的石墨烯基纳米硼酸盐润滑油及其制备方法的有益效果是：本专利技术以石墨烯基纳米硼酸盐作为润滑油的抗磨材料，纳米硼酸盐颗粒具有很强的抗磨性能，石墨烯与纳米硼酸盐复合得到石墨烯基纳米硼酸盐，在石墨烯上引入硼酸盐基团，有利于石墨烯的分散和提升抗磨性能。同时，以石墨烯基纳米硼酸盐作为抗磨抗压材料，能够减少传统的硫、磷等抗磨剂的使用，不会出现对摩擦副材料产生腐蚀等，使用寿命长。在生产过程中，减少废水、废气等的产生，绿色环保。在制备过程中，对不同的添加进行分步骤添加。先添加适量的分散剂、胺类抗氧化剂等进行混合，保证石墨烯基纳米硼酸盐的分散效果，进一步提高润滑油的抗磨、抗氧化等性能。再添加粘度指数改进剂等其他添加剂，增加了润滑油的黏度，有利于石墨烯基纳米硼酸盐的分散稳定。各种添加剂与石墨烯基纳米硼酸盐复配使用，有利于进一步增加润滑油的性能。制备过程中，反应温度低，各项参数容易控制，产品可控。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例的石墨烯基纳米硼酸盐润滑油的制备方法工艺流程图；图2为本实施例的石墨烯基纳米硼酸盐润滑油的制备装置图。图标：1-电动搅拌器；2-回流冷凝管；3-反应瓶；4-加热装置。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的石墨烯基纳米硼酸盐润滑油及其制备方法进行具体说明。本专利技术实施例提供一种石墨烯基纳米硼酸盐润滑油的制备方法，包括以下步骤：S1，将石墨烯基纳米硼酸盐与基础油混合、分散得到第一混合物。其中，石墨烯基纳米硼酸盐选自石墨烯基十六烷基硼酸钙、石墨烯基纳米硼酸镧及石墨烯基纳米硼酸铈中的一种或多种。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，按照重量份数计，石墨烯纳米硼酸盐为0.002～0.1份、基础油为80～90份。进一步优选地，石墨烯纳米硼酸盐为0.005～0.035份。可以理解的是，本实施例中，基础油可以选自矿物油、烃系合成油、酯系油、醚系油中的一种或多种。优选地，本实施例中，基础油选用市售的APIⅡ类基础油，其杂质少，热安定性和抗氧化性好。进一步地，在本实施例中，按照重量份数计，石墨烯基纳米硼酸盐包括石墨烯基十六烷基硼酸钙0.001～0.01份、石墨烯基纳米硼酸镧0.002～0.005份、石墨烯基纳米硼酸铈0.001～0.03份。专利技术人研究发现，通过调节石墨烯基纳米硼酸盐的用量比，可以实现对润滑油摩擦系数的控制。当石墨烯基十六烷基硼酸钙为0.01份、石墨烯基纳米硼酸镧为0.005份、石墨烯基纳米硼酸铈为0.001份时，润滑油的抗磨性能最佳。进一步地，在本专利技术实施例中，采用低温等离子法获得石墨烯基纳米硼酸盐。例如采用如下的制备方法得到石墨烯基纳米硼酸盐：(1)提供一带有射频匹配器的化学气相沉积装置，将衬底置于该装置的反应室中，抽真空至2*10-4Pa，保持30min。然后加热至400℃，通入H2，保持40min；(2)开启射频匹配器，功率为200W，电压为1.2KV，然后通入碳源气体(CH4、CO等)100sccm和Ar气50sccm，反应15min；(3)停止加热，关闭射频匹配器，在Ar气的保护下降至室温后取出表面沉积有石墨烯的衬底；(4)将(3)中的衬底在真空管式炉中进行退火，退火温度为380℃，时间为20min，降至室温后，将衬底上的薄膜粉末刮出，得到石墨烯；(5)将10重量份的石墨烯分散在100重量份的N，N二甲基甲酰胺中，加入0.1重量份的3-氨丙基三乙氧基硅烷以及50重量份的十六烷基纳米硼酸钙或纳米硼酸铈或纳米硼酸镧，搅拌混合后得到混合液；(6)混合液在加热回流反应装置中加热至180℃，回流反应6h，过滤、干燥得到石墨烯基十六烷基硼酸钙或石墨烯基纳米硼酸铈或石墨烯基纳米硼酸镧。采用低温等离子体的方法获得石墨烯基纳米硼酸盐，简单、高效、节能，并经过退火处理，可提高石墨烯的晶体质量和分散性能。通过石墨烯与纳米硼酸盐复合，获得石墨烯基纳米硼酸盐，分散性能好，能够极大润滑油的抗磨抗压性能。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，步骤S1中，石墨烯基纳米硼酸盐与基础油混合、分散过程为：在70～90℃条件下保温搅拌1～5h，然后超声分散1～3h。获得第一混合物后，进行以下步骤：S2，在第一混合物中加入无灰分散剂、丁二酰亚胺、胺类抗氧化剂和酰胺类溶剂，混合后得到第二混合物。进一步地，该步骤的混合过程为：搅拌1～5h，然后超声分散1～3h。进一步地，按照重量份数计，无灰分散剂为1～2份、丁二酰亚胺为1～3份、胺类抗氧化剂为1～2份、酰胺类溶剂为1～2份。无灰分散剂可以选用市售的无灰分散剂T154，与丁二酰亚胺共同作为润滑油的分散剂，防止油品使用过程中产生不溶物质悬浮。胺类抗氧化剂可以选用二苯胺类化合物(二辛基二苯胺、丁辛基二苯胺)、对二苯胺类化合物等。本实施例中，酰胺类溶剂选用N，N二甲基甲酰胺或是N，N二甲基乙酰胺。获得第二混合物后，进行以下步骤：S3，将第二混合物加热至70～80℃，搅拌2～4h，然后依次加入粘度指数改进剂、复合添加剂和消泡剂，加入完毕后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石墨烯基纳米硼酸盐润滑油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将石墨烯基纳米硼酸盐与基础油混合、分散得到第一混合物，其中所述石墨烯基纳米硼酸盐选自石墨烯基十六烷基硼酸钙、石墨烯基纳米硼酸镧及石墨烯基纳米硼酸铈中的一种或多种；S2，在所述第一混合物中加入无灰分散剂、丁二酰亚胺、胺类抗氧化剂和酰胺类溶剂，混合后得到第二混合物；S3，将所述第二混合物加热至70～80℃，搅拌2～4h，然后依次加入粘度指数改进剂、复合添加剂和消泡剂，加入完毕后，继续加热搅拌2～4h，然后经超声分散、过滤得到所述石墨烯基纳米硼酸盐润滑油。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯基纳米硼酸盐润滑油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，将石墨烯基纳米硼酸盐与基础油混合、分散得到第一混合物，其中所述石墨烯基纳米硼酸盐选自石墨烯基十六烷基硼酸钙、石墨烯基纳米硼酸镧及石墨烯基纳米硼酸铈中的一种或多种；S2，在所述第一混合物中加入无灰分散剂、丁二酰亚胺、胺类抗氧化剂和酰胺类溶剂，混合后得到第二混合物；S3，将所述第二混合物加热至70～80℃，搅拌2～4h，然后依次加入粘度指数改进剂、复合添加剂和消泡剂，加入完毕后，继续加热搅拌2～4h，然后经超声分散、过滤得到所述石墨烯基纳米硼酸盐润滑油。2.根据权利要求1所述的石墨烯基纳米硼酸盐润滑油的制备方法，其特征在于，步骤S1中，按照重量份数计，所述石墨烯纳米硼酸盐为0.002～0.1份、所述基础油为80～90份。3.根据权利要求1所述的石墨烯基纳米硼酸盐润滑油的制备方法，其特征在于，步骤S2中，按照重量份数计，所述无灰分散剂为1～2份、所述丁二酰亚胺为1～3份、所述胺类抗氧化剂为1～2份、所述酰胺类溶剂为1～2份。4.根据权利要求1所述的石墨烯基纳米硼酸盐润滑油的制备方法，其特征在于，步骤S3中，按照重量份数计，所述粘度指数改进...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文志，陈艺勇，林志峰，
申请(专利权)人：厦门六烯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35