[发明专利]基于表面改性石墨烯的润滑油、润滑油添加剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及润滑油领域，尤其是一种基于表面改性石墨烯的润滑油、润滑油添加剂及其制备方法。

背景技术

发动机的润滑性能与汽车的安全、环保以及节能等性能息息相关，随着发动机性能的不断提高，对润滑方面的要求日趋复杂、苛刻，为了改善发动机润滑性能、实现减磨节能、提高机械效率的润滑油添加剂也应运而生。如何选择合适的纳米颗粒作为添加剂，并改善其分散性成为近年来润滑油添加剂领域研究的热点。

石墨烯作为一种具有二维结构的碳质新材料，具有较高的比表面积，导热性和力学性能等一系列优异的性能。将石墨烯作为固体添加剂添加到润滑油中，可以起到明显的减磨节能效果。但是石墨烯添加剂在使用过程中容易产生分层和沉淀现象，如何充分发挥石墨烯的效能，克服上述缺陷是开发基于石墨烯材料的润滑剂添加剂必须面对的难题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于表面改性石墨烯的润滑油、润滑油添加剂及其制备方法，以改善石墨烯的分散稳定性，提高发动机的润滑性。

作为本发明的一个方面，本发明提供了一种基于表面改性石墨烯的润滑油添加剂，包含胆汁酸盐或其衍生物表面处理的石墨烯，所述胆汁酸盐或其衍生物表面处理的石墨烯在润滑油中的质量百分数为0.002-1％。

其中，所述胆汁酸盐或其衍生物表面处理的石墨烯在润滑油中的质量百分数为0.1-0.5％。

其中，所述胆汁酸盐包括但不限于选自胆酸、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸、石胆酸、甘氨胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸的钠盐或者钾盐。

优选地，所述胆汁酸盐为脱氧胆酸钠。

其中，所述润滑油为已商品化的车用润滑油。

其中，所述胆汁酸盐或其衍生物表面处理的石墨烯是通过将氧化石墨的水溶液添加到含有所述胆汁酸盐或其衍生物的水溶液中，加入还原剂反应后得到的产物。

其中，所述石墨烯的厚度0.17-1.4nm，片径大小为1～50μm。

作为本发明的另一个方面，本发明提供了一种基于表面改性石墨烯的润滑油，包含有如上任一项所述的基于表面改性石墨烯的润滑油添加剂。

作为本发明的再一个方面，本发明提供了一种基于表面改性石墨烯的润滑油添加剂的制备方法，包括下列步骤：

制备氧化石墨，将其分散在水中制备成氧化石墨稀溶液；

向制备的氧化石墨稀溶液中加入胆汁酸盐或其衍生物的水溶剂，滴加还原剂，反应后得到目标产物。

其中，所述还原剂为水合肼。

其中，得到的所述表面改性石墨烯的厚度为0.17-1.4nm，片径大小为1～50μm。

作为本发明的再一个方面，本发明还提供了一种基于表面改性石墨烯的润滑油的制备方法，包括下列步骤：

将如上任一项制得的基于表面改性石墨烯的润滑油添加剂直接添加到润滑油中，搅拌混合，即得目标产物；

其中，所述制得的基于表面改性石墨烯的润滑油添加剂在所述润滑油中的质量百分数为0.002-1％。

其中，所述制得的基于表面改性石墨烯的润滑油添加剂在所述润滑油中的质量百分数为0.1-0.5％。

作为本发明的再一个方面，本发明还提供了一种如上任意一项所述的表面改性石墨烯在润滑油中的应用。

本发明采用两相法实现石墨烯表面处理，制备出分散性好的石墨烯。该方法简单易行，重复率高，适合大规模的产业化生产。本发明的润滑油添加剂，具有很好的分散性，避免了传统分散剂的使用，有效增加润滑油的抗磨擦性能并降低发动机的损耗。通过脱氧胆酸钠对石墨烯进行表面处理，制备具有很好分散性的石墨烯，同时避免了分散剂的添加。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

润滑油，是用在各种类型汽车、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，按其来源分动物油、植物油，石油润滑油和合成润滑油四大类。本发明中使用的润滑油为已商品化的所有类型的车用润滑油。