[发明专利]石墨烯润滑油及其制备方法

说明书

本发明提供了一种石墨烯润滑油及其制备方法，制备方法包括：对石墨烯进行接枝分散和改性处理，得到改性分散石墨烯；将改性分散石墨烯与基础油混合均匀，在一定温度下恒温预定时间，得到石墨烯润滑油。本发明制备的石墨烯润滑油改善了石墨烯在润滑油中的分散性并且提高了石墨烯润滑油的抗氧化性能。

技术领域

本发明涉及润滑油，更具体地，涉及石墨烯润滑油及其制备方法。

背景技术

相互接触的运动物体表面(摩擦副)出现的摩擦磨损会带来能量的损耗和器件的寿命减短。润滑油是有效减少摩擦磨损的重要手段之一，适用于各类汽车、飞机、航空器件等机械设备，具有润滑、冷却、清洁、密封、防锈和缓冲的功能。润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质。润滑油的基础油主要分矿物基础油、合成基础油以及生物基础油三大类。添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是润滑油的重要组成部分。因此，通常通过加入添加剂来更好地降低摩擦、减少磨损和提高能源利用效率。

石墨烯(Graphene)是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和多层石墨烯的统称。石墨烯是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的；导热系数比碳纳米管和金刚石高，常温下其电子迁移率又比碳纳米管或硅晶体高，而电阻率比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料。这些特性使得石墨烯在电子和光学上的应用潜力巨大，吸引了许多研究人员的关注和研究。随着对石墨烯研究的不断加深，发现石墨烯和越来越多的材料可以结合利用。其中，石墨烯也可以作为一种固体添加剂加入润滑油当中。而固体润滑剂的效果与其自身的颗粒大小有着直接的关系。石墨烯在厚度上为一维纳米材料，理论单原子颗粒大小为0.34nm。同时石墨烯表面有着很强的拉伸强度，能很好的结合在摩擦副表面，阻止摩擦副进一步的摩擦和磨损。

然而，石墨烯的六边形苯环结构决定了其具有稳定的化学性质。尤其是表面稳定，不容易与其他介质结合。同时，作为固体的石墨烯在层间的范德华力作用下，容易发生团聚现象。而石墨烯润滑油需要形成一个均匀分散的体系，因此石墨烯在润滑油中的稳定分散是需要克服的问题。

CN 107129850 A描述的是一种SEBS添加剂对石墨烯进行改性，得到石墨烯润滑油的制备方法。然而制备得到的润滑油长期静置仍会产生沉降，尤其是高温反应的时候，更容易因为氧化破坏了石墨烯的分散效果而产生石墨烯沉降，从而影响了润滑油的性能。目前的分散工艺和技术存在两个主要问题：1、石墨烯分散性仍有沉降，不够稳定；2、在侧重分散性能的改进时，而没有考虑到石墨烯中氧元素的引进而导致的后期润滑油抗氧化性能的下降问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种具有良好的分散性和较好的抗氧化性能的石墨烯润滑油。

本发明提供了一种制备石墨烯润滑油的方法，包括：对石墨烯进行接枝分散和改性处理，得到改性分散石墨烯；将所述改性分散石墨烯与基础油混合均匀，在一定温度下恒温预定时间，得到石墨烯润滑油。

在上述方法中，其中，对石墨烯进行接枝分散和改性处理包括：用改性剂对所述石墨烯进行改性处理，得到改性石墨烯；将所述改性石墨烯与分散剂混合均匀，加热预定时间，得到所述改性分散石墨烯。

在上述方法中，其中，对石墨烯进行接枝分散和改性处理包括：用分散剂对所述石墨烯进行接枝分散处理，得到分散石墨烯；将所述分散石墨烯与改性剂混合均匀，加热预定时间，得到所述改性分散石墨烯。

在上述方法中，其中，所述分散剂包括硬脂酸、十二苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯、烷基酚聚氧乙烯醚、溴化十六烷三甲基铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、胆酸钠、脱氧胆酸钠中的一种或多种。

在上述方法中，其中，所述改性剂为烷基二苯胺类有机物，所述烷基二苯胺类有机物包括双辛基二苯胺、丁辛基二苯胺、二壬基二苯胺、二异辛基二苯胺、苯乙烯化二苯胺中的一种或多种。