[发明专利]一种油溶性石墨烯化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种油溶性石墨烯化合物，其结构式为Γ(CONHC_mH_2m+1)_x(CH₂COOC_nH_2n+1)_y或Γ(CONHC_mH_2m+1)_x[Si(OCH₃)_zC_pH_2p+1]_y；其中，Γ含有氧化石墨烯，1≤n≤18，1≤m≤18，1≤p≤18，1≤x≤100，1≤y≤100，z为1或2。所述化合物的分子含有直链烷烃，且氧化石墨烯中的基本不含有活泼羟基，因此该化合物具有优异的油溶性；且因所述化合物中含有石墨烯结构，因此该化合物具有良好的抗磨性能、优异的极压性能；同时该类化合物分子结构中不含有硫、磷、氯等对环境有害元素，因此该类化合物作为抗磨剂是绿色、环保的，可以应用在润滑油、润滑脂、食品等方面。

技术领域

本发明涉及润滑油添加剂领域，具体涉及一种油溶性石墨烯化合物及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，随着工业产品尤其是汽车工业产品的全面升级，使得对润滑油性能的要求越来越高。新的环保法规的出台，对含硫、磷、氯润滑油添加剂的使用量提出了严格的限制。目前传统的润滑油抗磨剂有硫类抗磨剂(如硫化烯烃、硫化酯、硫化油等)、磷类抗磨剂(如磷酸酯、亚磷酸酯、烷基膦酸酯等)、卤类抗磨剂(如氯化石蜡、氯代烃、氯代脂肪酸等)、有机金属类(如环烷酸铅、二烷基二硫代磷酸盐(ZnDDP)等)等。但随着现代工业的快速发展及人类对自生环境的要求和健康意识的不断提高，这些传统的抗磨剂已经越来越难满足苛刻工况及时代发展对它们的要求。如氯类抗磨剂对因其毒性问题已被有的国家如美国和西欧禁用；环烷酸铅也因生态和毒性问题逐渐被淘汰；硫类、磷类抗磨剂及ZnDDP因其含有的P和S会使尾气转化器中的三效催化剂中毒、影响氧气传感器测量准确性及对生态环境的毒性，已被国际规定限量使用。

石墨烯具有超薄的片层结构、优异的力学性能和自润滑性，这些特性使其在润滑添加剂方面的应用研究受到关注，大量研究发现适量的石墨烯作为润滑添加剂不仅可以减少摩擦系数，而且能通过摩擦吸附膜的形式显著提高润滑剂的承载抗磨性能。由于石墨烯优良的机械性能及微小的片层间的剪切力，导致其具有比石墨更低的摩擦系数，优异的减摩润滑性能。试验发现，含有石墨烯的润滑剂能显著改善机械的摩擦磨损性能。但是，石墨烯在润滑油和水中容易产生团聚现象，从而影响了其在润滑油和水等溶剂中的分散稳定性。

正是因为如此，石墨烯的油溶性问题成为石墨烯润滑剂研究的关键，本专利对氧化石墨烯改姓，成功地解决了石墨烯的油溶性问题。另外，改性后的石墨烯不含有硫、磷、氯等元素，是环保的摩擦改进剂，相信在润滑油领域有广阔应用。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的缺陷，提供一种具有良好油溶性、抗磨性、极压性能，且绿色环保的油溶性石墨烯化合物。

具体而言，本发明提供了一种油溶性石墨烯化合物，其结构式为：Γ(CONHC_mH_2m+1)_x(CH₂COOC_nH_2n+1)_y或Γ(CONHC_mH_2m+1)_x[Si(OCH₃)_zC_pH_2p+1]_y；所述Γ中含有氧化石墨烯；1≤n≤18，1≤m≤18，1≤p≤18，1≤x≤100，1≤y≤100，z为1或2。