改性石墨烯及其制备方法和润滑油技术

本发明专利技术涉及一种改性石墨烯及其制备方法和润滑油。该改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂混匀，加热回流反应，得到改性石墨烯，有机溶剂选自N，N‑二甲基甲酰胺、乙醇及四氯化碳中的至少一种。上述改性石墨烯的制备方法制备的改性石墨烯能够用于制备兼具较好分散性和较优极压抗磨性的润滑油。

【技术实现步骤摘要】
改性石墨烯及其制备方法和润滑油
本专利技术涉及高分子材料
，特别是涉及一种改性石墨烯及其制备方法和润滑油。
技术介绍
润滑油因具有润滑、辅助冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用，在航空、汽车、机械加工、交通运输、冶金、煤炭等行业有着极为广泛的应用，能够减少这些行业的相关设备的摩擦，延长相关设备的使用寿命。然而，随着科技的发展，传统的润滑油的极压抗磨性已经不能满足机械设备的要求。一些研究通过向润滑油中加入润滑添加剂，以增强润滑油的极压抗磨性。但是，这些润滑添加剂在非极性溶剂中的溶解性较差，加入到润滑油中，容易导致润滑油的分散性较差，不利于润滑油发挥润滑作用。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种改性石墨烯的制备方法，该改性石墨烯的制备方法制备的改性石墨烯能够用于制备兼具较好分散性和较优极压抗磨性的润滑油。此外，提供一种改性石墨烯及润滑油。一种改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂混匀，加热回流反应，得到改性石墨烯，其中，所述有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、乙醇及四氯化碳中的至少一种。上述改性石墨烯的制备方法通过将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂加热回流反应，有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、乙醇及四氯化碳中的至少一种，使得植酸中的磷原子引入石墨烯中，使得制备得到的改性石墨烯在非极性溶剂中的溶解性较高，采用上述改性石墨烯制备的润滑油的摩擦系数较低，兼具较好分散性和较优极压抗磨性的润滑油。经试验验证，上述改性石墨烯在四氢呋喃、四氯化碳及二氯乙烷中的溶解度分别为13mg/mL～17mg/mL、23mg/mL～27mg/mL、16mg/mL～20mg/mL；添加有该改性石墨烯的润滑油在常温下放置24h仍具有较好的分散性，摩擦系数为0.45～0.53，具有较好的极压抗磨性。在其中一个实施例中，所述氧化石墨烯与所述植酸的质量比为1:2～2:1，所述氧化石墨烯的质量与所述有机溶剂的体积比为1:60～1:120；所述加热回流反应中，反应温度为60℃～80℃，反应时间为8h～48h。在其中一个实施例中，所述将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂混匀的步骤包括：将所述氧化石墨烯与所述植酸混匀，加入所述有机溶剂混匀。在其中一个实施例中，所述加热回流反应的步骤之后，还包括如下步骤：对加热回流后得到的反应物进行固液分离，收集沉淀并干燥。一种改性石墨烯，由上述所述的改性石墨烯的制备方法制备得到。一种润滑油，包括基础油及上述所述改性石墨烯。在其中一个实施例中，所述改性石墨烯的浓度为0.6g/L～1.3g/L。在其中一个实施例中，以重量份数计，所述基础油包括60份～70份的α-烯烃、10份～15份的聚甲基丙烯酸酯、10份～15份的邻苯二甲酸酯、5份～8份的聚乙二醇、2份～5份的动物油及1份～3份的二硫代磷酸锌。在其中一个实施例中，所述α-烯烃选自碳链长度为6～12的α-烯烃中的至少一种；及/或，所述动物油为猪油。在其中一个实施例中，所述改性石墨烯的浓度为0.8g/L～1.1g/L，所述基础油以重量份数计包括62份～68份的所述α-烯烃、12份～13份的所述聚甲基丙烯酸酯、11份～14份的所述邻苯二甲酸酯、6份～7份的所述聚乙二醇、3份～4份的所述动物油及1.5份～2.5份的所述二硫代磷酸锌。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。下面给出了本专利技术的较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。一实施方式的改性石墨烯的制备方法，通过该制备方法制备的改性石墨烯能够制备兼具较好的分散性和较优的极压抗磨性的润滑油，以使该改性石墨烯能够应用于制备润滑油。具体地，上述改性石墨烯的制备方法包括如下步骤S110～S120：S110、将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂混匀，加热回流反应，得到反应物，有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、乙醇及四氯化碳中的至少一种。在其中一个实施例中，将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂混匀的步骤包括：将氧化石墨烯与植酸混匀，加入有机溶剂混匀。通过先将氧化石墨烯与植酸混匀后再加入有机溶剂，能够使氧化石墨烯与植酸混合的更加均匀。在其中一个实施例中，氧化石墨烯与植酸的质量比为1:2～2:1。进一步地，氧化石墨烯与植酸的质量比为1:2～3:2。可选地，氧化石墨烯与植酸的质量比为1:1。在其中一些实施例中，氧化石墨烯与植酸的质量比为1:2、1:1、3:2或2:1。在其中一个实施例中，氧化石墨烯的质量与有机溶剂的体积比为1:60～1:120。进一步地，氧化石墨烯的质量与有机溶剂的体积比为1:70～1:100。更进一步地，氧化石墨烯的质量与有机溶剂的体积比为1:80。在其中一个实施例中，加热回流反应中，反应温度为60℃～80℃，反应时间为8h～48h。进一步地，反应温度为65℃～75℃，反应时间为18h～30h。可选地，反应温度为70℃，反应时间为24h。在其中一个实施例中，加热回流反应的步骤包括：将混匀后的氧化石墨烯、植酸与有机溶剂至于60℃～80℃油浴中反应8h～48h。需要说明的是，上述操作不限于在油浴中进行反应，也可以在水浴中进行反应，只要能够保证反应温度为60℃～80℃即可。在其中一个实施例中，在S110之前，还包括制备氧化石墨烯的步骤。进一步地，制备氧化石墨烯的步骤包括：向质量百分含量为98％的硫酸水溶液中加入石墨粉混匀，再加入高锰酸钾混匀，再加入去离子水，体系升温至35℃，并于35℃下维持60min；加入双氧水反应60min，固液分离并收集沉淀，用乙醇与去离子水交替洗涤沉淀；将沉淀干燥，得到氧化石墨烯。具体地，石墨粉的质量与硫酸水溶液的体积比为1:60。高锰酸钾与石墨粉的质量比为1:6。双氧水的体积与石墨粉的质量比为1:6。固液分离的方式为离心。干燥的方式为冷冻干燥。需要说明的是，固液分离的方式不限于为离心，可以为其他分离方式，例如可以是过滤。干燥的方式不限于为冷冻干燥，也可以为其他干燥方式，例如可以是风干或烘干。S120、将反应物进行固液分离，收集沉淀并干燥，得到改性石墨烯。在其中一个实施例中，固液分离的方式为过滤。需要说明的是，固液分离的方式不限于为过滤，可以为其他固液分离方式，例如可以离心。在其中一个实施例中，干燥的方式为烘干。进一步地，将沉淀于50℃干燥至少24h。需要说明的是，干燥的方式不限于烘干，可以为其他干燥方式，例如可以是风干。需要说明的是，若反应物能够直接满足使用需求时，则S120省略。上述改性石墨烯的制备方法至少具有如下优点：(1)上述改性石墨烯的制备方法通过将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂加热回流反应，有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、乙醇及四氯化碳中的至少一种，使得植酸中的磷原子引入石墨烯中，使得制备得到的改性石墨烯在非极性溶剂中的溶解性较高，采用上述改性石墨烯制备的润滑油的摩擦系数较低，兼具较好分散性和较优极压抗磨性的润滑油。经试验验证，上述改性石墨烯在四氢呋喃、四氯化碳及二氯乙烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性石墨烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂混匀，加热回流反应，得到改性石墨烯，其中，所述有机溶剂选自N，N‑二甲基甲酰胺、乙醇及四氯化碳中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种改性石墨烯的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂混匀，加热回流反应，得到改性石墨烯，其中，所述有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、乙醇及四氯化碳中的至少一种。2.根据权利要求1所述的改性石墨烯的制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯与所述植酸的质量比为1:2～2:1，所述氧化石墨烯的质量与所述有机溶剂的体积比为1:60～1:120；所述加热回流反应中，反应温度为60℃～80℃，反应时间为8h～48h。3.根据权利要求1所述的改性石墨烯的制备方法，其特征在于，所述将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂混匀的步骤包括：将所述氧化石墨烯与所述植酸混匀，加入所述有机溶剂混匀。4.根据权利要求1所述的改性石墨烯的制备方法，其特征在于，所述加热回流反应的步骤之后，还包括如下步骤：对加热回流后得到的反应物进行固液分离，收集沉淀并干燥。5.一种改性石墨烯，其特征在于，由权利要求1～4任一项所述的改性石墨烯的制备方法制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑛，苏陈良，范滇元，田冰冰，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44