[发明专利]一种高浓度高稳定抗磨性石墨烯润滑油添加剂的制备工艺

说明书

本发明公开了一种高浓度高稳定抗磨性石墨烯润滑油添加剂的制备工艺，它涉及石墨烯制备及润滑油技术领域。它的制备步骤为：以氯化钠晶体作为模板，首先制备得到生物质包覆的氯化钠晶体复合物，然后经过高温碳化，得到石墨烯纳米片包覆的氯化钠晶体纳米片，最后除去氯化钠晶体模板，即可获得高品质的石墨烯纳米片，将制备的石墨烯纳米片进行简单表面处理后，与所选基础油物理混合，超声即可得到石墨烯润滑油添加剂。本发明生产工艺安全简单，成本低廉，绿色环保，制备的石墨烯润滑油添加剂分散性好，稳定性高，抗磨性好，改善润滑油的抗磨效果，提升机械设备抗磨性能和承载性能，增加械设备的正常运行寿命。

技术领域

本发明涉及的是石墨烯制备及润滑油技术领域，具体涉及一种高浓度高稳定抗磨性石墨烯润滑油添加剂的制备工艺。

背景技术

伴随经济的高速发展，机械设备在社会中的应用越来越广泛，众所周知，任何机械设备的运转都存在摩擦与磨损，长时间的摩擦会对机械设备造成不可逆的伤害，在降低机械寿命的同时也会增加能耗。为保证设备能够长久的正常运行，一般都需要在运动的零部件间添加润滑油，从而降低摩擦系数，增加抗磨性，然而，普通润滑油在高速摩擦产生的高温作用下容易发生氧化，油膜会发生破损，润滑油稳定性变差，积碳和油泥会不断增多，从而导致润滑油耐磨性显著降低；相反，高品质润滑油价格昂贵，不易大范围推广使用，因此低成本耐抗磨的润滑油添加剂具有广泛的研究意义。

石墨烯作为新型的二维纳米材料，热稳定性高，摩擦系数低，表面易改性，具有传统润滑油不可比拟的润滑特性，然而目前石墨烯的制备工艺复杂多数较为复杂，尤其是石墨烯粉体不易得到，固液分离难，生产成本高。因此，开发低沉本石墨烯粉体制备技术，以石墨烯作为添加剂，调控石墨烯表面极性，获得高稳定性的石墨烯润滑油添加剂是解决传统润滑油性能差问题的关键。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种高浓度高稳定抗磨性石墨烯润滑油添加剂的制备工艺，生产工艺安全简单，成本低廉，绿色环保，改善润滑油的抗磨效果，提升机械设备抗磨性能和承载性能，增加械设备的正常运行寿命，易于推广使用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种高浓度高稳定抗磨性石墨烯润滑油添加剂的制备工艺，其制备步骤为：

(1)以氯化钠晶体作为模板，生物质碳源为碳源前驱体，将氯化钠晶体与碳源的混合水溶液烘干后，研磨成细小的粉末，得到生物质碳源包覆的氯化钠晶体复合物；

(2)将所得的生物质碳源包覆的氯化钠晶体复合物高温碳化，得到石墨烯纳米片包覆的氯化钠晶体复合物；

(3)将石墨烯纳米片包覆的氯化钠晶体复合物倒入离心管中，加水，超声，离心洗涤，除去氯化钠晶体模板，然后烘干，即可获得高品质的石墨烯纳米片粉体；

(4)将石墨烯纳米片粉体加入到硫酸-硝酸混酸体系中，超声一定时间，然后用水离心洗涤多次，干燥，即可得到表面改性的石墨烯粉体；

(5)将所得的表面改性石墨烯纳米片粉体加入到润滑油基础油中，超声一定时间，即可得到高浓度高稳定性石墨烯润滑油添加剂。

作为优选，所述步骤(1)中氯化钠晶体的量应远高于生物质碳源的量，其质量配比如下：生物质碳源0.01-2份，氯化钠98-99.9份，石墨烯厚度为1-100纳米；生物质碳源采用葡萄糖、柠檬酸、酒石酸、蔗糖、果糖等。

作为优选，所述步骤(2)中生物质碳源包覆的氯化钠晶体复合物高温碳化的碳化温度为400-800℃，碳化时间为30分钟-2小时，碳化氛围为氮气或氩气氛围，升温速率为1度/分钟-30度/分钟。

作为优选，所述步骤(3)中加水超声离心洗涤次数不少于3次，烘干温度为30-100度。