[发明专利]一种含石墨烯的聚脲基防护润滑脂及其制备方法

说明书

本发明是一种含石墨烯的聚脲基润滑脂及其制备方法，该润滑脂是由基础油，占润滑脂总重量8％～20％的聚脲稠化剂，0.1％～15％的石墨烯,以及0～8％的功能添加剂组成，石墨烯是经过与有机胺预反应后参与到皂化反应中。采用该方法制备的含石墨烯的脲基润滑脂能够保证石墨烯以单层或薄层的形态均匀分布于润滑脂中，并且其碳原子结构得到还原。该润滑脂具有优异的防护性能，可在海洋环境下长期使用。

技术领域

本发明涉及一种含石墨烯的聚脲基防护润滑脂及其制备方法，属于润滑材料的制备技术领域。

背景技术

随着海洋经济的迅速发展，舰船等海洋运输工具活动机构对其润滑材料提出了更高的防锈、防腐蚀要求。根据实践经验发现，现有常用的防护添加剂对润滑脂的结构、理化性能或润滑抗磨性能有不利的影响，如稠度降低，机械稳定性下降等。石墨烯具有超薄片层结构及化学惰性，能在金属表面与活性介质之间形成物理阻隔层，从而有效地阻隔水、盐雾等的通过，阻止金属基体与腐蚀性或氧化性的介质接触，对基底材料起到良好的防护作用。石墨烯作为润滑脂添加剂不会破坏润滑脂的结构并且能够提高润滑脂的减摩抗磨性能，因此是一种有前景的防护添加剂。由石墨烯对金属防护作用的机理可知，为了达到预期的防护效果，需要石墨烯片层以大量薄层的形式均匀散布于介质中。然而，由于片层间范德华力作用，石墨烯在介质中容易发生片层堆叠，而不是以薄层状态分布于介质中，所以不容易形成连续完整的防护层。因此，采用有效的制备工艺制备分散良好的石墨烯润滑脂是实现石墨烯防护、抗磨性能的关键。此外，通常采用的石墨烯原料为化学法制备的石墨烯，是通过强烈的氧化反应制备的氧化石墨烯，氧化石墨烯亲水性强，直接作为添加剂对防护性能有不利影响，在用于防护添加剂时需要对其进行还原处理，恢复其化学惰性。

在石墨烯润滑脂领域的文献中，采用石墨烯作为润滑脂添加剂受到润滑领域的广泛关注，但在这些报道中，通常采用石墨烯作为抗磨、润滑添加剂，更多关注通过石墨烯的添加提高润滑脂的润滑抗磨性能。如专利号为CN103289802,CN201410648151.8等，另一方面就是利用石墨的导电导热物理特性，制备导热或导电功能润滑脂。如CN105802717A.2016.从发明的润滑脂结构来说，通常采用石墨烯与常用的锂基脂进行复合制备石墨烯润滑脂(CN104560264A)。在文献中，仅有一篇报道石墨烯聚脲基润滑脂的专利文献，该专利保护的石墨烯聚脲基润滑脂工艺简单，仅仅是将石墨烯混合于聚脲基润滑脂成脂原材料中，并且该专利文献中更关注石墨烯润滑脂的导电及润滑性能，没有更多关于防护性能的考核。理论上石墨烯片层结构可以起到隔绝介质的防护作用，然而采用石墨烯作为润滑脂的防护添加剂的研究至今还没有相关报道。

发明内容

本发明正是在上述现有技术的基础上，设计提供了一种新型的含石墨烯的聚脲基润滑脂及其制备方法，其目的是兼具良好的防护性能、抗磨性能等综合性能，可在海洋环境长期使用。

该种技术方案的提出是源于我们在工作中关注了石墨烯作为润滑脂防护添加剂的可能性，并且通过理论结合实践，设计了该种石墨烯聚脲基润滑脂，并对其制备工艺进行不断优化改进，得到了一种具有突出盐雾防护性能的石墨烯聚脲基润滑脂。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明技术方案提出了一种含石墨烯的聚脲基润滑脂，其特征在于：该润滑脂的化学成分及重量百分比为：稠化剂8～20％，石墨烯或其改性产物0.1％～5％，余量为基础油；

所述稠化剂为聚脲基，其化学通式为：

其中：n＝1，3或5，该聚脲基是由有机胺与二异氰酸酯反应制备而得，其中，有机胺中的胺基和二异氰酸酯中的氰酸脂基的摩尔比为1.03～1.3∶1；

所述基础油为矿物油、合成烃类油中一种或者两种的混合物；

所述石墨烯为采用化学氧化法制备的氧化石墨烯，