一种浆料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种浆料及其制备方法和应用，所述浆料包括油溶性羟胺以及分散在油溶性胺中的改性磷酸锆、石墨烯和聚(异丁烯‑b‑丙乙醇‑b‑异丁烯)嵌段共聚物；浆料能够同时稳定地分散改性磷酸锆和石墨烯，具有较好的分散稳定性以及较低的耐摩擦系数，且能够保持较久时间内不会发生沉降分散等现象；该浆料的制备方法简单、原料易得、价格低廉、易于实现，便于工业上应用于润滑油或润滑脂中，从而增加润滑油或润滑脂的耐摩擦性能。

A slurry and its preparation and Application

The invention provides a slurry and its preparation method and application. The slurry includes oil soluble hydroxylamine, modified zirconium phosphate, graphene and poly (isobutylene-b-propanol-b-isobutylene) block copolymers dispersed in oil soluble amine. The slurry can stably disperse modified zirconium phosphate and graphene at the same time, has good dispersion stability and low friction resistance coefficient, and The slurry can be kept for a long time without settling and dispersion; the preparation method of the slurry is simple, the raw material is easy to obtain, the price is low, and it is easy to realize, which is convenient for industrial application in lubricating oil or grease, so as to increase the friction resistance of lubricating oil or grease.

【技术实现步骤摘要】
一种浆料及其制备方法和应用
本专利技术属于材料领域，涉及一种浆料及其制备方法和应用，尤其涉及一种同时稳定分散有改性磷酸锆和石墨烯的油溶性浆料及其制备方法和应用。
技术介绍
润滑油是用在汽车、机械设备上以减少摩擦、保护机械及加工件的液体或半固体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。目前市场上普通润滑油的化学性质并不稳定，因而目前市面上缺少一种对润滑效果好，对环境友好且使用寿命长的产品。石墨烯既是最薄的材料，也是最强韧的材料，断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性，拉伸幅度能达到自身尺寸的20％，在塑料里掺入百分之一的石墨烯，就能使塑料具备良好的导电性；加入千分之一的石墨烯，能使塑料的抗热性能提高30摄氏度，且石墨烯化学性能稳定。CN109486548A公开了一种润滑油，按质量份数计包括如下原料：中性基础油75-95份，分散剂2-5份，粘度指数改进剂3-8份，硅烷偶联剂2-5份，亚磷酸脂5-10份，增粘剂2-5份，滑石粉4-9份，山梨醇2-5份，抗氧抗腐剂0.2-0.8份。该润滑油可以解决现有润滑油粘度指数低的问题，冷却、润滑效果好，使用时摩擦力小，但是其稳定性较差。CN107254345A公开了一种润滑油，提供一种石墨烯润滑油，解决现有技术的润滑油耐磨性能及抗氧化性能均较差以及采用氟化物改性润滑油对环境具有一定的污染性的问题，包括基础油，还包括改性石墨烯添加剂、助剂，所述基础油与改性石墨烯添加剂及助剂的用量比按重量份计＝1:0.05～0.2:0.05～0.15，所述改性石墨烯添加剂的制备方法为：分散石墨烯：将石墨烯与二甲基甲酰胺、烷基苯磺酸钠、阿拉伯胶混合，超声波分散处理30～50min，超声功率为800～1000W，得到分散的石墨烯溶液；再将分散的石墨烯溶液与氨基苯甲酸混合，搅拌均匀，搅拌时间为45～60min，搅拌速度控制在300～500r/min，但是其耐摩擦性能仍有待提高。CN106147295A公开了一种石墨烯浆料，各组分及含量为：溶剂80-90wt％、烷基化改性石墨烯5-15wt％、油性分散剂2-7wt％；该专利技术提供的石墨烯油溶性浆料利用烷基化改性剂在石墨烯片层表面接入烷基链，烷基化改性后的石墨烯更加亲油，然后再油性分散剂的作用下，分散于有机溶剂中，实现了石墨烯在油性溶剂中的高分散性以及稳定性，但是其无法解决将改性磷酸锆稳定分散在油溶性浆料中的技术问题。因此，开发一种分散稳定性好、耐摩擦系数低的油溶性浆料非常有必要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种浆料及其制备方法和应用，其中浆料能够同时稳定地分散改性磷酸锆和石墨烯，具有较好的分散稳定性以及较低的耐摩擦系数，且能够保持较久时间内不会发生沉降分散；该浆料的制备方法简单、原料易得、价格低廉、易于实现，便于工业上应用于润滑油或润滑脂中，从而增加润滑油或润滑脂的耐摩擦性能。为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的目的之一在于提供一种浆料，所述浆料包括油溶性羟胺以及分散在油溶性胺中的改性磷酸锆、石墨烯和聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物。本专利技术中的浆料能够同时稳定地分散改性磷酸锆和石墨烯，具有较好的分散稳定性以及较低的耐摩擦系数，且能够保持较久时间内不会发生沉降分散。本专利技术中，改性磷酸锆和石墨烯均不易分散于油溶性有机溶剂中，通过石墨烯和改性磷酸锆二者协同使用，能够相互促进其在油相中的分散，此外由于石墨烯自身较薄，容易进入到摩擦接触面，且石墨烯和改性磷酸锆存在相互排斥，从而可以避免石墨烯或改性磷酸锆自身易团聚的问题，从而得到能够同时稳定分散有改性磷酸锆和石墨烯的油溶性浆料；聚(异丁烯-b-乙丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物能够有效地将改性磷酸锆分散于油溶性烃胺，形成的分散体系稳定性高，能够长期储存而不发生沉降。在本专利技术中，所述改性磷酸锆是通过插层剂对磷酸锆进行改性的。在本专利技术中，所述插层剂包括有机胺。在本专利技术中，所述有机胺包括二甘醇胺、己胺或油胺的任意一种或至少两种的组合。在本专利技术中，所述改性磷酸锆的表面电荷密度为5-15mC/m2，例如5mC/m2、6mC/m2、7mC/m2、8mC/m2、9mC/m2、10mC/m2、11mC/m2、12mC/m2、13mC/m2、14mC/m2、15mC/m2等。当改性磷酸锆表面的电荷密度过高，则分散性不好；当改性磷酸锆表面的电荷密度过低，则结合力度过弱，会影响润滑效果。在本专利技术中，所述改性磷酸锆中，磷酸锆和插层剂的摩尔比为1:(1-5)，例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5等。在本专利技术中，所述改性磷酸锆的平均粒径为100-1200nm，例如100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm等。当改性磷酸锆的平均粒径低于100nm时，则片层较小，会减弱润滑效果；当改性磷酸锆的平均粒径高于1200nm时，则分散性不好，也会影响润滑效果。在本专利技术中，所述改性磷酸锆的微观形貌为层状结构。在本专利技术中，所述层状结构的层间距为例如等。在本专利技术中，当改性磷酸锆的微观结构为层状结构时，则会起到缓冲作用，减少摩擦，提高润滑性能。在本专利技术中，所述层状结构的总厚度为80-200nm，例如80nm、100nm、120nm、150nm、180nm、200nm等。本专利技术中通过插层剂对磷酸锆改性得到的改性磷酸锆表面电荷密度高，具有超亲水性，便于较好的分散在油溶性浆料中。在本专利技术中，所述改性磷酸锆的制备方法包括：将磷酸锆溶液中加入插层剂混合，得到所述改性磷酸锆。在本专利技术中，所述磷酸锆溶液的溶剂为乙醇。在本专利技术中，所述磷酸锆溶液中磷酸锆的质量分数为0.1-2wt％，例如0.1wt％、0.2wt％、0.3wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.7wt％、0.8wt％、0.9wt％、1wt％、1.1wt％、1.2wt％、1.3wt％、1.4wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.7wt％、1.8wt％、1.9wt％、2wt％等。在本专利技术中，所述混合的方式为旋转混合。在本专利技术中，所述混合的时间为300-500min，例如300min、320min、350min、370min、400min、420min、450min、470min、500min等。在本专利技术中，所述石墨烯的平均粒径为100-1000nm，例如100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm等。当石墨烯的平均粒径过高时，则不利于分散；当石墨烯的平均粒径过低时，则支撑面过小，会减弱润滑效果。在本专利技术中，所述石墨烯的电子迁移率为10000-14000cm2/(V·S)，例如10000cm2/(V·S)、10500cm2/(V·S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种浆料，其特征在于，所述浆料包括油溶性羟胺以及分散在油溶性胺中的改性磷酸锆、石墨烯和聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物。/n

【技术特征摘要】
1.一种浆料，其特征在于，所述浆料包括油溶性羟胺以及分散在油溶性胺中的改性磷酸锆、石墨烯和聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物。


2.根据权利要求1所述的浆料，其特征在于，所述改性磷酸锆是通过插层剂对磷酸锆进行改性的；
优选地，所述插层剂包括有机胺；
优选地，所述有机胺包括二甘醇胺、己胺或油胺的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述改性磷酸锆的表面电荷密度为5-15mC/m2；
优选地，所述改性磷酸锆中，磷酸锆和插层剂的摩尔比为1:(1-5)；
优选地，所述改性磷酸锆的平均粒径为100-1200nm；
优选地，所述改性磷酸锆的微观形貌为层状结构；
优选地，所述层状结构的平均层间距为
优选地，所述层状结构的总厚度为80-200nm。


3.根据权利要求1或2所述的浆料，其特征在于，所述改性磷酸锆的制备方法包括：将磷酸锆溶液中加入插层剂混合，得到所述改性磷酸锆；
优选地，所述磷酸锆溶液的溶剂为乙醇；
优选地，所述磷酸锆溶液中磷酸锆的质量分数为0.1-2wt％；
优选地，所述混合的方式为旋转混合；
优选地，所述混合的时间为300-500min。


4.根据权利要求1-3任一项所述的浆料，其特征在于，所述石墨烯的平均粒径为100-1000nm；
优选地，所述石墨烯的电子迁移率为10000-14000cm2/(V·S)；
优选地，所述聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物包括第一嵌段、第二嵌段和第三嵌段，其中第一嵌段为聚异丁烯，第二嵌段为聚丙乙醇，第三嵌段为聚异丁烯；
优选地，所述第一嵌段的数均分子量为100-300，优选200；
优选地，所述第二嵌段的数均分子量为200-400，优选300；
优选地，所述第三嵌段的数均分子量为100-300，优选200。


5.根据权利要求1-4任一项所述的浆料，其特征在于，所述油溶性胺包括伯胺、仲胺、叔胺或环胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述油溶性烃胺包括格尔伯特伯胺、脂肪胺或多聚脂肪胺中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述格尔伯特伯胺具有如下结构：



其中，R1为含1-20个碳原子的直链或支链烃基；
优选地，所述脂肪胺具有如下结构：



其中，R2为含4-20个碳原子的直链或支链烃基，R3和R4各自独立地选自氢原子、甲基或乙基中的任意一种；
优选地，所述脂肪胺为含有碳碳双键的不饱和脂肪伯胺；
优选地，所述脂肪胺包括油酸胺、欧芹酸胺、芥酸胺、亚油酸胺、亚麻酸胺、蓖麻油酸胺、10-十一碳烯酸胺、十八碳三烯酸胺、斑鸠菊酸胺、檀香烯酸胺、二十碳烯酸胺、α-桐酸胺、石榴酸胺、油酸酰胺霍夫...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大陟，李丹丹，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44