[发明专利]一种石墨烯润滑剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种石墨烯润滑剂的制备方法，涉及汽车摩擦材料刹车片技术领域。本发明的具体步骤为：制备氧化石墨烯乙醇胶体悬浮液、分离单层氧化石墨烯及多层氧化石墨烯、干燥多层氧化石墨烯、制备摩擦材料润滑剂。本发明所述的石墨烯润滑剂制备方法采用快速、简单的离心法分离单层氧化石墨烯及多层氧化石墨烯，将多层氧化石墨烯应用于摩擦材料润滑剂；该方法简便可行，操作简单，无附加投入；对多层氧化石墨烯进行回收利用，减少对废弃物进行处理的投入，并进行再利用，绿色、经济又环保；将本发明分离得到的多层氧化石墨烯与石墨粉按比例混合造粒制得的润滑剂用于刹车片摩擦材料中，所制得的刹车片摩擦系数稳定，磨损率显著降低。

技术领域

本发明涉及汽车摩擦材料刹车片技术领域，尤其涉及一种石墨烯润滑剂的制备方法。

背景技术

作为一种新型的碳载体材料，石墨烯具有优异的物理和电学特性，因此，引起了广大研究者的关注。目前，石墨烯材料在超级电容器、场发射、纳米电子学等领域的应用研究已经得到广泛的关注(Science 2008,320,356.；Nano Lett.2008,8,1704.)。

氧化石墨是用强氧化剂氧化天然石墨而获得的石墨衍生物。石墨经氧化得到边缘含有羧基、羟基，层间含有环氧基及羰基等含氧基团的氧化石墨(graphite oxide)，此过程可使石墨层间距扩大，再经适当超声处理得氧化石墨烯(graphene oxide，GO)，进一步还原去除氧化石墨烯表面含氧基团可得石墨烯。氧化石墨烯是制备石墨烯重要的前驱体，与石墨烯具有相同的二维平面单原子层结构，所不同的是，在氧化石墨烯表面有很多含氧基团(-OH、-COOH、-O-、C＝O)。这些含氧基团赋予石墨烯一些新特性，例如良好的水溶性，这有利于进一步修饰石墨烯，但含氧基团的引入也降低了石墨烯的导电性。氧化石墨-还原法具有经济、易操作、可大规模生产等诸多优点，是目前制备氧化石墨烯和石墨烯应用最广泛的方法。石墨的化学氧化方法主要有Hummers、Staudenmaier和Brodie三种方法，三者都是以无机强酸(如发烟HNO₃、浓H₂SO₄或它们的混合物)处理天然石墨，将强酸小分子插入石墨层间，然后用强氧化剂对其进行氧化。其中以Hummers氧化法应用最为广泛，其优点是安全性较高、反应迅速、氧化完全、污染较小。

但是，在氧化石墨烯的制备过程中，单层氧化石墨烯产率较低，产生大量剥离不完全的多层氧化石墨烯，且该部分产物多被废弃。因此，如何高效利用该多层氧化石墨烯变得非常有意义。

中国专利CN201310068516公开了一种石墨烯基纳米铜润滑油添加剂的制备方法，以氧化石墨烯为原料，将其分散到去离子水中进行超声，然后加入混了表面活性剂的铜盐溶液，超声插层，将混合后的氧化石墨烯铜盐溶液与水合肼的浓氨溶液水浴后再加入适量抗坏血酸，一起倒入带有聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，并在设定温度下反应一段时间后自然冷却；利用去离子水和乙醇对反应产物进行多次抽滤清洗后，将产物干燥得到石墨烯基纳米铜添加剂。该专利尽管以氧化石墨烯为原料，在其上分散纳米金属离子，对氧化石墨烯有效利用，但是该专利采用水热法制备复合物，其制备过程复杂，能耗高、制备周期长。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种石墨烯润滑剂的制备方法，克服现有技术中存在的多层氧化石墨烯被废弃，或利用多层氧化石墨烯的方法工序复杂、能耗高等问题。

为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种石墨烯润滑剂的制备方法，具体步骤为：

(1)制备氧化石墨烯乙醇胶体悬浮液：以石墨粉为原料，通过Hummers氧化法制备氧化石墨烯，然后用水离心清洗至离心液呈中性，然后将氧化石墨烯超声分散于无水乙醇中，制得氧化石墨烯乙醇胶体悬浮液；