[发明专利]一种微爆破分散石墨烯制备石墨烯基润滑油的方法

说明书

本发明涉及改性润滑油技术领域，特别是涉及一种微爆破分散石墨烯制备石墨烯基润滑油的方法，包括：将石墨烯、混合溶剂、分散剂、发泡剂均匀分散，再加入纳米碳化硅进行超声分散，冷冻干燥，再加入基础润滑油进行搅拌分散，加热研磨后加入抗氧化剂搅拌均匀，脱泡处理，即得石墨烯基润滑油。本发明解决现有技术中石墨烯在润滑油中是很难达到理想的润滑效果的问题，通过上述制备方法制备得到的石墨烯基润滑油具有耐摩擦系数小、导热系数高、稳定性高、相容性好的优点，摩擦系数小从而对机械部件具有很好的保护作用，导热系数高可将摩擦过程中产生的热量及时移走从而延长机械部件的使用寿命。

技术领域

本发明涉及改性润滑油及其制备方法技术领域，特别是涉及一种微爆破分散石墨烯制备石墨烯基润滑油的方法。

背景技术

润滑油脂是一种从石油中分离，通过加氢、磺化、溶剂萃取法分离法等合成的润滑油，主要用于减小运动部件表面间的摩擦，同时对机器设备具有冷却、密封作用。随着高性能设备的发展需求，在工业机械润滑和传动润滑等精密润滑方面要求越来越高。润滑油脂使用时，一般工作温度温度200℃以下，其中的极性物在摩擦部位金属表面上，受高温、高负荷发生摩擦化学作用分解，并和表面金属发生摩擦化学反应，形成低熔点的软质极压膜，形成坚固的理化吸附膜，从而起到耐高负荷和抗摩擦磨损的作用。但是高载荷、高速运转的要求越来越高，由于摩擦面在运动时润滑油受温度、压力等影响，难以在摩擦面上形成稳定的膜面，受高承载力影响摩擦表面变得粗糙导致摩擦系数增加，从而造成润滑油脂严重损失，导致传动动力的30%损耗在润滑不良的机械传统中，因此传统润滑油脂在高温、高载荷摩擦过程中极容易降解失效，传统润滑油脂在高承载能力及环境友好等方面的应用局限性逐步显现。

为了满足润滑油脂高载荷抗磨、减摩擦的需求，通常采用添加剂的方法提高润滑油脂的润滑性能和抗磨性能。原有使用的添加剂是硫、磷、氯元素，但容易造成污染，而且抗磨极压、减摩性能效果并不理想。纳米材料的出现为润滑油添加剂的发展提供了一个新的选择，并引起了人们的广泛关注。二维层状材料，如石墨 烯、二硫化钼，在剪切作用下极易发生滑移而具有较低的摩擦系数，其作为润滑油添加剂可以在摩擦副表面形成转移膜，有效地减小磨损；一维球形颗粒，如金刚石、氧化铝、氧化硅， 作为润滑油添加剂可以有效地将滑动摩擦变为滚动摩擦，起到微轴承的作用，有效地降低摩擦系数。虽然二硫化钼、石墨已成熟应用于润滑油，由于颗粒较大，在高承载精密润滑方面显然不足。

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景。石墨烯内部碳原子的排列方式与石墨单原子层一样以sp²杂化轨道成键，并有如下的特点：碳原子有4个价电子，其中3个电子生成sp键，即每个碳原子都贡献一个位于pz轨道上的未成键电子，近邻原子的pz轨道与平面成垂直方向可形成π键，新形成的π键呈半填满状态。研究证实，石墨烯中碳原子的配位数为3，每两个相邻碳原子间的键长为1.42×10米，键与键之间的夹角为120°。除了σ键与其他碳原子链接成六角环的蜂窝式层状结构外，每个碳原子的垂直于层平面的pz轨道可以形成贯穿全层的多原子的大π键(与苯环类似)，因而具有优良的导电和光学性能。

石墨烯是一种纳米级微片，由于其层间弱的范德华力，在剪切作用下片层之间易滑移，具有低的摩擦系数，可作为优良的减摩、抗磨材料，而且由于其处于纳米级别，完全满足精密润滑，而且纳米级别对润滑产生的磨损存在只修复功能，其性能优于传统的石墨、二硫化钼等层状固体润滑材料。而要将纳米级别的石墨烯分散在润滑油中显然是困难的。常规的在10层以下的石墨烯存在严重的团聚，通常以液相方式分散，而且存在聚沉现象；如果以固态形式分散，石墨烯通常会聚集成絮状，极难分散。如果分散达不到要求，石墨烯在润滑油中是很难达到理想的润滑效果。

发明内容