一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油及其制備方法
【專利摘要】一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油，包括以下組分：基礎油、石墨烯基納米粒子、抗氧劑、降粘度指數改進劑、分散劑和抗泡劑；還包括其它添加劑，所述其它添加劑為防銹劑、降凝劑、增粘劑、清凈劑、破乳劑中的一種或幾種；其中，所述石墨烯基納米粒子必定含有石墨烯基納米零價鐵。本發明同時提供了該潤滑油的制備方法。本發明各組分均具有優異的分散性和穩定性，可實現優良的減摩抗磨效果，并且具備良好的自修復性能。
【專利說明】一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種潤滑油，尤其涉及一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油及其制備方 法，屬于高新材料及其應用領域。
【背景技術】
[0002] 對于機械零部件而言，摩擦磨損是必然的，這不僅帶來材料和能源的大量損耗，還 造成環境的污染。潤滑油是有效減緩機械零部件摩擦磨損、降低能量損耗的重要技術手段 之一。潤滑油是現代工業和國防工業運轉的血液，它由基礎油和添加劑組成，現代工業的飛 速發展要求加快潤滑油的升級換代。一般有以下三種方式可以提升油品質量：1)提高基礎 油的質量，2)改進添加劑的性能，3)提高添加劑的復配技術。潤滑油添加劑是各種高級潤 滑油的精髓，而潤滑油添加劑的復配技術又是潤滑油性能得發實現的核心和關鍵技術。
[0003] 近年來，納米金屬材料的制備與應用技術取得了長足的進步，逐漸達到了工業化 生成的水平。最近的研究結果發現，納米金屬顆粒材料作為潤滑油添加劑具有良好的應用 前景，以納米粒子制成的納米潤滑油添加劑，可以明顯提高潤滑油的抗磨減摩性能，這也為 潤滑油領域中長期未能解決的問題開辟了新的解決途徑。但單純的納米金屬超微粒子在潤 滑油中的分散性、穩定性及易氧化的問題還沒有得到圓滿的解決。
[0004] 因此，很有必要對該方面進行深入的研究，將納米金屬材料進行合理的改造、配 t匕，使之適應潤滑油的各項要求。
【發明內容】
[0005] 本發明所解決的技術問題在于提供一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油及其制備 方法，從而解決上述【背景技術】中的問題。
[0006] 本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：
[0007] -種石墨稀基納米零價鐵系潤滑油，包括以下組分：基礎油、石墨稀基納米粒子、 抗氧劑、降粘度指數改進劑、分散劑和抗泡劑；
[0008] 還包括其它添加劑，所述其它添加劑為防銹劑、降凝劑、增粘劑、清凈劑、破乳劑中 的一種或幾種；
[0009] 其中，所述石墨稀基納米粒子必定含有石墨稀基納米零價鐵。
[0010] 作為一種改進的技術方案，所述石墨稀基納米粒子含有石墨稀基納米-氧化欽和 石墨烯基納米納米硼酸鉀中的一種或兩種。
[0011] 所述石墨烯基納米粒子就是在經過改性的石墨烯表面附上50?100nm的納米粒 子，在油中均勻分散性能良好，石墨烯基納米粒子的制備可以采用現有方法，例如：水熱法、 化學沉積法等。
[0012] 作為一種改進的技術方案，所述石墨烯基納米粒子的添加量為潤滑油總量的 0. lwt % ?10wt %。
[0013] 作為一種改進的技術方案，所述抗氧劑為烷基酚類抗氧劑、胺類抗氧劑、有機銅鹽 抗氧劑和有機磷抗氧劑中的一種或幾種，其添加量為潤滑油總量的〇. 2wt%?1. Owt%。
[0014] 作為一種改進的技術方案，所述降粘度指數改進劑為聚異丁烯、聚甲基丙烯酸酯、 乙烯-丙烯共聚物和苯乙烯-異戊二烯共聚物中的一種或幾種，其添加量為潤滑油總量的 2. Owt % ?5. Owt %。
[0015] 作為一種改進的技術方案，所述分散劑為硬脂酸、十二烷基苯磺酸鈉、脂肪酸甘油 酯、季銨化物中的一種或幾種，其添加量為潤滑油總量的2. Owt%--4. Owt%。
[0016] 作為一種改進的技術方案，所述抗泡劑為二甲基硅油、丙烯酸酯-烷基丙烯酸酯 共聚物中的一種或兩種，其添加量為潤滑油總量的〇. oiwt%?0. 09wt%。
[0017] 作為一種改進的技術方案，所述其它添加劑為防銹劑、降凝劑、增粘劑、清凈劑、破 乳劑中的一種或幾種，其添加總量為潤滑油總量的lwt%?10wt%。
[0018] 上述，防銹劑為有機磷酸鹽類、咪唑啉鹽、苯并三氮唑、改性磺酸鋇、改性磺酸鈣、 改性硼酸胺、羧酸胺中的一種或幾種，降凝劑為醋酸乙烯酯-反丁烯二酸酯（富馬酸酯）共 聚物、烷基萘、長鏈烷基酚、聚甲基丙烯酸酯及聚a-烯烴中的一種或幾種，增粘劑為聚丁 烯、有機硅中的一種或幾種，清凈劑為磺酸鹽、烷基酚鹽、硫化烷基酚鹽、烷基水楊酸鹽、環 烷酸鹽中的一種或幾種，破乳劑為有機堿式鹽、烷氧基脂肪胺中的一種或幾種。
[0019] 作為一種改進的技術方案，所述基礎油為礦物基礎油、合成基礎油和植物油基礎 油中的一種或幾種，其添加量為添加劑總量的70wt%?94. 69wt%。
[0020] 石墨烯基納米零價鐵系潤滑油的制備方法，步驟如下：按照配比將石墨烯基納米 粒子、抗氧劑、降粘度指數改進劑、分散劑、抗泡劑和其它添加劑邊攪拌，邊加入基礎油中， 超聲10?60分鐘，達到均勻即可。
[0021] 由于采用了以上技術方案，本發明具有以下有益效果：
[0022] 石墨烯是具有單原子層厚的新型碳材料，它具有高的機械強度，良好的熱導率和 快速的載流子遷移率，這些獨特的電荷機械性質使得加入石墨烯的復合材料更多功能化， 不但表現出優異的力學及電學性能，還具有優良的加工性能，為復合材料提供了更廣闊的 應用領域。另外，石墨烯具有極高的比表面積，是制備納米復合材料極好的基底材料。石墨 烯作為一種結構簡單的納米材料可有效地限制金屬顆粒的生長，使其得到均一的更小的納 米尺寸顆粒。通過調整比例金屬納米粒子可在納米材料基底上很好的分散，抑制了他們的 團聚，使其具有更高的比表面積、更高的反應活性和選擇性。
[0023] 因此，提出了石墨烯基納米粒子作為潤滑油添加劑，制備出性能優良的石墨烯基 納米零價鐵系潤滑油。該添加劑材料添加到潤滑油中，能夠表現出優異的抗磨減摩性能，較 高的導熱系數，從而大大提高潤滑油的品質、使用效果和壽命。由于石墨烯基納米零價鐵具 有密集的層狀結構，兼具耐磨和潤滑材料添加劑所需的特性，加入基礎油中，能大大提高其 潤滑油的承載抗磨能力和潤滑性能，在高溫高負荷下，由于納米界面膜的形成具有良好的 減摩、抗磨和極壓性能，并能有效防止其生銹，提高潤滑油的品質、使用效果和壽命。
[0024] 總之，本發明的潤滑油能改善潤滑油的條件，且各組分均具有優異的分散性和穩 定性，可實現優良的減摩抗磨效果，并且具備良好的自修復性能。本發明與現有潤滑油對比 磨擦實驗證明，本潤滑油在任何條件都能達到抗磨潤滑作用，當設備在缺油或者無滑油情 況下也有保護作用，防止干摩擦對設備的損壞，提高設備的輸出功率。
【具體實施方式】
[0025] 為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體實施例，進一步闡述本發明。
[0026] 實施例1
[0027] 取石墨稀基納米零價鐵0. lg，石墨稀基納米_氧化欽〇. 2g，石墨稀基納米納米砸 酸鉀0. 2g，二乙基己基二硫代磷酸銅0. 3g，聚甲基丙烯酸酯1. 5g，十二烷基苯磺酸鈉1. 5g， 二甲基硅油0. 02g，防銹劑0. 5g，降凝劑0. 10g，增粘劑3. 5g，清凈劑0. lg，破乳劑0. lg，室 溫下電動攪拌轉速為1500rpm條件下加入90. 0g合成基礎油中，加完之后，超聲30min，達到 分散均勻即可。
[0028] 實施例2
[0029] 取石墨稀基納米零價鐵0. 2g，石墨稀基納米_氧化欽0. 2g，石墨稀基納米納米砸 酸鉀0. 2g，二乙基己基二硫代磷酸銅0. 3g，聚甲基丙烯酸酯1. 5g，十二烷基苯磺酸鈉1. 5g， 二甲基硅油0. 02g，防銹劑0. 5g，降凝劑0. 10g，增粘劑3. 5g，清凈劑0. lg，破乳劑0. lg，室 溫下電動攪拌轉速為1500rpm條件下加入90. 0g合成基礎油中，加完之后，超聲30min，達到 分散均勻即可。
[0030] 實施例3
[0031] 取石墨稀基納米零價鐵0. 5g，石墨稀基納米_氧化欽0. 2g，石墨稀基納米納米砸 酸鉀0. 2g，二乙基己基二硫代磷酸銅0. 3g，聚甲基丙烯酸酯1. 5g，十二烷基苯磺酸鈉1. 5g， 二甲基硅油0. 02g，防銹劑0. 5g，降凝劑0. 10g，增粘劑3. 5g，清凈劑0. lg，破乳劑0. lg，室 溫下電動攪拌轉速為1500rpm條件下加入90. 0g合成基礎油中，加完之后，超聲30min，達到 分散均勻即可。
[0032] 實施例4
[0033] 取石墨稀基納米零價鐵1. 0g，石墨稀基納米_氧化欽〇. 2g，石墨稀基納米納米砸 酸鉀0. 2g，二乙基己基二硫代磷酸銅0. 3g，聚甲基丙烯酸酯1. 5g，十二烷基苯磺酸鈉1. 5g， 二甲基硅油0. 02g，防銹劑0. 5g，降凝劑0. 10g，增粘劑3. 5g，清凈劑0. lg，破乳劑0. lg，室 溫下電動攪拌轉速為1500rpm條件下加入90. 0g合成基礎油中，加完之后，超聲30min，達到 分散均勻即可。
[0034] 實施例5
[0035] 石墨烯基納米零價鐵0. lg，烷基酚類抗氧劑0. 2g，聚甲基丙烯酸酯2. 0g，硬脂 酸2. 0g，二甲基硅油0. 01g，防銹劑0. lg，降凝劑0. 3g，增粘劑0. 4g，清凈劑0. lg，破乳劑 0. lg，室溫下電動攪拌轉速為1500rpm條件下加入合成基礎油94. 69g中，超聲處理60分 鐘，達到分散均勻即可。
[0036] 實施例6
[0037] 石墨稀基納米零價鐵7g，石墨稀基納米_氧化欽lg，石墨稀基納米納米砸酸鐘 2g，胺類抗氧劑0. lg，有機磷抗氧劑0. 5g，燒基酚類抗氧劑0. 4g，乙烯-丙烯共聚物1. 2g， 聚甲基丙烯酸酯3. 8g，脂肪酸甘油酯lg，季銨化物3g，二甲基硅油0. 03g，丙烯酸酯-烷基 丙烯酸酯共聚物〇. 〇6g，防銹劑1. 41g，降凝劑2. 5g，增粘劑2g，清凈劑4g，室溫下電動攪拌 轉速為1500rpm條件下加入合成基礎油40g和植物油基礎油30g的混合物中，超聲處理10 分鐘，達到分散均勻即可。
[0038] 表1是實施例1?6的產品性能表。
[0039] 表1實施例產品性能表
[0040]
【權利要求】
1. 一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油，其特征在于：包括以下組分：基礎油、石墨烯基 納米粒子、抗氧劑、降粘度指數改進劑、分散劑和抗泡劑； 還包括其它添加劑，所述其它添加劑為防銹劑、降凝劑、增粘劑、清凈劑、破乳劑中的一 種或幾種； 其中，所述石墨稀基納米粒子必定含有石墨稀基納米零價鐵。
2. 如權利要求1所述的一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油，其特征在于：所述石墨烯 基納米粒子含有石墨稀基納米-氧化欽和石墨稀基納米納米砸酸鐘中的一種或兩種。
3. 如權利要求1或2所述的一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油，其特征在于：所述石 墨烯基納米粒子的添加量為潤滑油總量的0. lwt%?10wt%。
4. 如權利要求1所述的一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油，其特征在于：所述抗氧劑 為烷基酚類抗氧劑、胺類抗氧劑、有機銅鹽抗氧劑和有機磷抗氧劑中的一種或幾種，其添加 量為潤滑油總量的〇? 2wt%?1. Owt%。
5. 如權利要求1所述的一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油，其特征在于：所述降粘度 指數改進劑為聚異丁烯、聚甲基丙烯酸酯、乙烯_丙烯共聚物和苯乙烯-異戊二烯共聚物中 的一種或幾種，其添加量為潤滑油總量的2. Owt%?5. Owt%。
6. 如權利要求1所述的一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油，其特征在于：所述分散劑 為硬脂酸、十二烷基苯磺酸鈉、脂肪酸甘油酯、季銨化物中的一種或幾種，其添加量為潤滑 油總量的2. Owt%--4. Owt%。
7. 如權利要求1所述的一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油，其特征在于：所述抗泡劑 為二甲基硅油、丙烯酸酯-烷基丙烯酸酯共聚物中的一種或兩種，其添加量為潤滑油總量 的 0? 0 lwt % ?0? 09wt %。
8. 如權利要求1所述的一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油，其特征在于：所述其它添 加劑為防銹劑、降凝劑、增粘劑、清凈劑、破乳劑中的一種或幾種，其添加總量為潤滑油總量 的 lwt% ?10wt%。
9. 如權利要求1所述的一種石墨烯基納米零價鐵系潤滑油，其特征在于：所述基礎 油為礦物基礎油、合成基礎油和植物油基礎油中的一種或幾種，其添加量為添加劑總量的 70wt % ?94. 69wt %。
10. 制備如權利要求1-9任一項所述潤滑油的方法，其特征在于：步驟如下：按照配比 將石墨烯基納米粒子、抗氧劑、降粘度指數改進劑、分散劑、抗泡劑和其它添加劑邊攪拌，邊 加入基礎油中，超聲10?60分鐘，達到均勻即可。
【文檔編號】C10M125/02GK104449980SQ201410714100
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月2日 優先權日:2014年12月2日
【發明者】鄧凌峰, 劉小花, 劉永正, 王鐘民, 張遠和, 文建民 申請人:湖南東博墨烯科技有限公司