[发明专利]一种氧化石墨烯基硼酸锌及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化石墨烯基硼酸锌及其制备方法，属于润滑酯、润滑油添加剂领域。

背景技术

21世纪科学技术的发展迫切需要解决能源短缺和环境污染等问题。目前，新的机械设备正朝着缩小体积、减轻重量、增大功率、提高效率、增加可靠性及环境友好的方向发展，这对工业润滑油提出了更加苛刻的要求。因此，润滑油除了具有良好的摩擦学性能外，还应尽可能满足节能、环保和安全等要求。

润滑油技术的发展主要来自两个方面：一是通过基础油生产技术的改进来提高基础油的品质；二是通过润滑油配方技术的改进来提高产品的质量。在这两项技术中，基础油的生产技术是基础，其发展主要由大型石油公司掌握；添加剂是关键，是润滑剂配方的核心技术，其研发工作一直是化学的前沿科学，国内外许多科研单位和企业在这一领域都投人大量人力和物力，而且润滑油产品的每一次升级换代都是在添加剂技术获得突破的基础上实现的。

近年来，随着人们对硼元素的物理及化学性质的认识发现硼酸盐润滑油添加剂具有优良的抗极压性能、高承载能力和突出的抗磨性能，而且其氧化安定性、防蚀防锈性、密封适应性也很好，无毒无臭，不污染环境。因此，硼酸盐添加剂已逐渐成为润滑油的重要组成部分。

氧化石墨烯具有密集的层状结构，具备耐磨材料添加剂所需要的特性，如良好的热稳定性、低的切变强度、低的表面粘着力等；此外，氧化石墨烯超薄的片层结构使其极易进入接触面，减少两粗糙表面的直接接触。因此，氧化石墨烯可以作为添加剂加入润滑油及树脂基体中，提高其摩擦性能。传统单一的硼酸盐或石墨烯添加剂对润滑油性能的提高有限，已不足以满足机械设备对润滑油性能的要求。

随着现代机械设备向高速度、高载荷、高温度等方向的发展，对润滑油的要求越来越高，润滑油产品也日趋高档化，添加剂的品种和需求量得到快速发展。因此，在已有研究的基础上改进配方发展多功能添加剂和复合剂，成为目前主要的研究方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基础油的减摩抗磨添加剂即氧化石墨烯基硼酸锌及其制备方法，该氧化石墨烯基硼酸锌作为添加剂能够改善和提高油品的减摩抗磨性能、极压性能以及热稳定性能，赋予油品优秀的减摩抗磨性、节能性与环保性。

本发明的技术方案

一种氧化石墨烯基硼酸锌，通过包括如下步骤的方法制备而成：

（1）、氧化石墨烯水溶液的制备

将氧化石墨烯加入到蒸馏水中，超声分散处理10~30min，得到浓度为1-2mg/ml的氧化石墨烯水溶液；

（2）、将硼砂加入步骤（1）所制备的氧化石墨烯水溶液中进行超声分散处理10~30min，使其混合均匀，得到混合液；

所述的硼砂的加入量，按质量比计算，即氧化石墨烯：硼砂为1：133.33-400.00的比例计算；

（3）、将氯化锌加入到蒸馏水中，得到浓度为0.001~0.002mol/ml的氯化锌水溶液；

（4）、然后将步骤（3）得到的氯化锌水溶液加入到步骤（2）所得的混合液中，控制温度为40~80℃水浴搅拌5~20min，得到的悬浊液用氨水调pH为8后，控制温度为40~80℃下水浴搅拌反应5~10h，所得的反应液抽滤、水洗至流出液为中性，所得的滤饼控制温度为70℃烘干，即得氧化石墨烯基硼酸锌；

上述氯化锌水溶液、步骤（2）所得的混合液的用量，按氯化锌水溶液中氯化锌：步骤（2）所得的混合液中的硼砂的质量比为5-7:20的比例计算。

上述所得的氧化石墨烯基硼酸锌，由于其具有极压性能好、油溶性好等特点，因此可以作为基础油的减摩抗磨添加剂应用，特别是基础油HVI750的减摩抗磨添加剂，其用量按质量比计算，即氧化石墨烯基硼酸锌：基础油HVI750为1:100。

本发明的有益效果

本发明的一种氧化石墨烯基硼酸锌，由于氧化石墨烯可以提高润滑油减摩抗磨性能，同时硼酸锌的存在可以有效的抑制氧化石墨烯的团聚，其附着在氧化石墨烯片层中间形成一种类似三明治的层状结构，能增加两接触面的滑动效应，并在摩擦表面形成润滑膜从而使润滑油减磨性得到提高。

进一步，氧化石墨烯作为一种结构简单的纳米材料，可有效的限制硼酸锌颗粒的生长，使得到的氧化石墨烯基硼酸锌颗粒尺寸更小且更加均匀。

进一步，本发明的一种氧化石墨烯基硼酸锌的制备方法简便易行，便于大规模工业生产。

附图说明

图1、实施例1所得氧化石墨烯基硼酸锌的X射线衍射图谱；

图2、实施例1所得氧化石墨烯基硼酸锌的扫描电子显微镜图；