[发明专利]一种氧化石墨烯型氟聚醚油脂添加剂及其制备方法

说明书

一种氧化石墨烯型氟聚醚油脂添加剂及其制备方法。一种氧化石墨烯型氟聚醚油脂添加剂，氧化石墨烯通过共价键链接在全氟聚醚的链端，其中全氟聚醚的重复单元选自以下单元：（1）（CFXO），其中X是F或CF3；（2）（CF2CF2O）；（3）具有化学式（CF2CF2CF2O）、（CF2CF（CF3）O）、（CF（CF3）CF2O）、（C3F6O）单元；（4）（CF2CF2CF2O）；（5）（CR1R2CF2CF2O），其中R1和R2相同或不同，选自H/Cl和含有1‑4个碳原子的全氟烷基。本发明用于氧化石墨烯型氟聚醚油脂添加剂。

技术领域：

本发明涉及一种氧化石墨烯型氟聚醚油脂添加剂及其制备方法。

背景技术：

（全）氟聚醚润滑油脂是润滑油中的一个分支，用于在碳氢及合成润滑脂润滑效果不佳的特殊工况环境。（全）氟聚醚油有以下非常突出的性能：（1）工作温度范围大，出色的耐极端高温性能；（2）宽广的材料相容性和非凡的电绝缘性能；（3）出色的成膜、承载能力和润滑性能。

然而，（全）氟聚醚油脂又有其明显的缺点：（1）（全）氟聚醚对常规的润滑油添加剂不溶（容），因此很难通过添加常规添加剂来改善诸如低抗腐蚀性和润滑性能等；（2）（全）氟聚醚的表面张力非常低，润湿性差，这使得（全）氟聚醚油脂在特种领域的使用收到一定的限制；（3）在极端条件下，如长时间在路易斯酸或金属的存在下，（全）氟聚醚发生降解，同时形成挥发性部分，可能导致耐磨性能的大幅下降。因此，（全）氟聚醚油脂经常含有能够增加他们的热和化学稳定性以及相伍配的增强其润滑性能的添加剂。

之前的（全）氟聚醚添加剂主要是改善（全）氟聚醚的拒水性和拒油性展开。诸如EP2170969 A，EP 2100909 A等。这些嵌段聚合物包含非氟化的芳香族片段及氟聚醚片段，使得化合物具有拒水性和拒油性的性质。EP 1354932 A 披露了包含一个具有两个链端的（全）氟聚醚链的（全）氟聚醚衍生物，每个链端带有一个任选的取代的，通过一个-CH2-或者-C（O）O-基团连接到该链的苯环。但是再特别苛刻的条件例如较强路易斯酸的存在下，（全）氟聚醚油脂的运行时间得到了延迟，但是这些添加剂被分解掉，更糟糕的是，分解之后的有机产物大大影响了（全）氟聚醚油脂的润滑性能，其耐磨性大大降低，从而降低了其使用寿命。

目前的（全）氟聚醚油脂的无机类添加剂主要是抗氧化剂亚硝酸钠等。由于无机材料与（全）氟聚醚油脂的不相容性，很难将其他无机类添加剂应用到（全）氟聚醚油脂中。此外，全氟聚醚润滑油脂中还会添加10-40%的聚四氟乙烯微粉。

石墨烯的衍生物-氧化石墨烯由于其较强的亲水性和低廉的制备成本，已经成为材料科学的研究热点。由于氧化石墨烯具有特殊的层状结构加上其很强的硬度，氧化石墨烯作为润滑材料使用可以显著降低其摩擦系数并且提高耐磨性，在摩擦学应用中具有很大的应用前景。Lin等人通过油酸和硬脂酸改性氧化石墨烯使其极易分散于润滑基础油中，研究发现加入改性氧化石墨烯后的润滑基础油展现出了更加出色的减摩抗磨性能[Tribology letters, 2011, 41(1):209-215.]。

发明内容：

本发明的目的是提供一种能够显著降低其摩擦系数并且提高耐磨性的一种氧化石墨烯型氟聚醚油脂添加剂及其制备方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种氧化石墨烯型氟聚醚油脂添加剂，氧化石墨烯通过共价键链接在全氟聚醚的链端，其中全氟聚醚的重复单元选自以下单元：

（1）（CFXO），其中X是F或CF3；

（2）（CF2CF2O）；

（3）具有化学式（CF2CF2CF2O）、（CF2CF（CF3）O）、（CF（CF3）CF2O）、（C3F6O）单元；

（4）（CF2CF2CF2O）；