[发明专利]一种用于高极压条件的石墨烯锂基润滑脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于高极压条件的石墨烯锂基润滑脂，按质量百分比由以下成分构成：石墨烯0.001～0.5％、分散剂0.01～2.5％、抗磨剂1.5～2.5％、防锈剂1～1.5％、抗氧剂1～1.5％、润滑剂10～20％、稠化剂5～15％、皂化剂1～1.5％、其余为基础油。本发明还公开了上述石墨烯锂基润滑脂的制备方法。本发明的石墨烯锂基润滑脂具有优异的润滑和极压性能和高滴点，而且不含有环保法限制使用、排放的元素，是一种高性能、环保的润滑脂。

技术领域

本发明涉及润滑油技术领域，特别涉及一种用于高极压条件的石墨烯锂基润滑脂及其制备方法。

背景技术

润滑脂是一种稠厚的油脂状半固体，用于机械的摩擦部分，起润滑和密封作用，也用于金属表面，起填充空隙和防锈作用。主要由矿物油(或合成润滑油)和稠化剂调制而成。润滑脂的工作原理是稠化剂将油保持在需要润滑的位置上，有负载时，稠化剂将油释放出来，从而起到润滑作用。

随着科技的进步与发展，对润滑脂润滑性能的要求越来越高，单纯润滑油的抗磨性能难以满足需求。通过在润滑脂中添加磷酸酯、硫酸酯、氯化石蜡等物质可以提高其极压抗磨性能，但随着环保法规的日趋严格，磷、硫、氯等元素由于污染环境受到严格限制。

石墨烯是目前已知最薄和强度最高的纳米材料，其强度是钢材的200倍。石墨烯是单层由碳原子经sp2电子轨道杂化后形成的具有蜂窝状准二维晶体结构，是碳元素的一种同素异形体。石墨烯的厚度为0.34nm，理论比表面积可达2650m²/g，杨氏模量1.5TPa、断裂强度为130GPa，室温热导率为4400-5700W/mK，面电导率为108S/m，石墨烯的这些性能是目前世界上所有材料中最高的。另外，石墨烯的化学稳定性和热稳定性都很好，而且具有很好的润滑性能。已有多项国内外研究表明，石墨烯具有超强的润滑极压性。

鉴于石墨烯具有机械强度高，导热性能好，润滑效果好等优点，把石墨烯加入润滑脂，效果比传统的石墨添加剂更优越，可大大改善润滑脂的性能。但因为石墨烯的比表面积很大，分子间范德华力作用大，石墨烯容易团聚，所以目前市场上的石墨烯应用于润滑脂仍然存在着分散不均匀，易团聚和沉降，稳定性差等问题。为了克服这些问题，目前采用的技术手段主要是对石墨烯进行前处理，通过氧化、改性等手段改善其分子间范德华力作用大的问题，但氧化石墨烯在力学、导热等方面的性能相比石墨烯都有明显下降，同时石墨烯改性的前处理工艺复杂，导致生产成本高，也导致了无法进行大规模的工厂生产。

中国专利CN 20191039410.7，公开了一种锂基润滑脂及其制备方法，该锂基润滑脂的原料包括基础油、抗磨剂、防锈剂、抗氧剂、润滑剂、稠化剂、皂化剂和石墨烯，所述石墨烯是含羟基化合物改性的石墨烯，在制备时先将鳞片石墨烯加入浓硫酸中，再分别加入过氧化钠和硝酸钠，搅拌均匀后，加水搅拌，离心、水洗、低温干燥、过筛，得到氧化石墨烯粉体，再在恒温舱中通入氦气与氮气的混合气体，升温至300℃，待温度恒定后将氧化石墨烯粉体通入舱中，得到羟基化石墨烯，再把羟基化石墨烯与乙醇、7-(2-羟基乙基)-3,3-二甲氧基-10-[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]-2-氧杂-7,10-二氮杂-3-硅杂十二烷-12-醇混合，在50℃下反应24h抽滤、洗涤、真空干燥，才能得到改性羟基化石墨烯。该技术方案中制备改性羟基化石墨烯的工艺十分复杂，步骤多、能耗高，表明在该法基础上仍有改进空间。

发明内容

本发明针对上述技术问题，发明提供一种用于高极压条件的石墨烯锂基润滑脂及其制备方法，在改善润滑脂润滑性能同时可以均匀分散不沉降。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种用于高极压条件的石墨烯锂基润滑脂，按质量百分比由以下成分构成：

在一优选的实施方式中，所述用于高极压条件的石墨烯锂基润滑脂，按质量百分比由以下成分构成：