[发明专利]一种油溶性改性氧化石墨烯化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种油溶性改性氧化石墨烯化合物及其制备方法和应用，所述化合物的结构中，氧化石墨烯的至少一个羧基变为基团‑C(O)‑O‑(CH₂)_p‑(NH)_q‑Q，至少一个羧基变为基团‑C(O)‑NH‑(CH₂)_j‑O‑Q，以及至少一个环氧基或羟基变为基团‑O‑Q；其中，p为1～99之间的整数，q为0或1，j为1～4之间的整数；Q为K型、Y型、Z型或D型全氟聚醚酰基，上述三种基团中，Q代表的全氟聚醚酰基类型相同或不同。本发明提供的化合物较现有的改性产品具有更好的抗磨性能和极压性能。含有该化合物的氟油或者氟脂，可作为空间机械用润滑剂，应用于航空、计算机工业等苛刻条件下的特殊润滑。

技术领域

本发明涉及润滑油添加剂领域，更具体地，涉及一种油溶性改性氧化石墨烯化合物及其制备方法和应用。

背景技术

科技发展对润滑剂的综合性能提出了更高的要求，具有低蒸气压、高热稳定性和优良的低温流动性的润滑剂一直是空间机械和电子、计算机工业追寻的目标,尤其是在空间机械的润滑方面。石油基润滑剂通常难以满足低倾点(-50℃以下)、高粘度指数(120℃以上)、高热氧化稳定性、低挥发性等性能要求。目前,全氟聚醚(PFPE)是空间机械用高性能液体润滑剂之一。但是，PFPE存在边界润滑能力较差,在高温下容易腐蚀铁、钛类合金,自身易催化降解,并对传统添加剂的溶解能力和感受性较差等缺陷，所以寻找摩擦学性能优越的替代品是很有必要的。

石墨烯是2004年由英国曼彻斯特大学科学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫首次发现的，是由碳原子紧密堆积而成的新型二维原子晶体，其基本结构为SP²杂化碳原子形成的类六元环苯单元，是目前世界上最薄的二维材料，单层厚度仅0.3354nm。石墨烯具有超薄的片层结构(易进入摩擦接触面)、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。

但是，以石墨烯作为润滑添加剂或是目前已报道(CN108611156A)的氧化石墨烯型氟聚醚油脂添加剂，其润滑效果有限，有待进一步提高。

发明内容

本发明提供一种油溶性改性氧化石墨烯化合物及其制备方法和应用，该改性氧化石墨烯具有优异的油溶性、抗磨性和极压性能，可作为润滑油或润滑脂的抗磨剂。

本发明实施例提供一种油溶性改性氧化石墨烯化合物，其结构中，氧化石墨烯的至少一个羧基变为基团-C(O)-O-(CH₂)_p-(NH)_q-Q，

至少一个羧基变为基团-C(O)-NH-(CH₂)_j-O-Q，

以及至少一个环氧基或羟基变为基团-O-Q；

其中，p为1～99之间的整数，优选为1～50之间的整数，更优选为10～20之间的整数；

q为0或1；

j为1～4之间的整数；

Q为K型、Y型、Z型或D型全氟聚醚酰基，结构如下：

m₁/n₁＝0.2-25；

m₂/n₂＝0.2-25；

n₃为1～40之间的整数，优选为5-10之间的整数；

n₄为1～40之间的整数，优选为5-10之间的整数；

上述三种基团中，Q代表的全氟聚醚酰基类型相同或不同。