含石墨烯的植物复合机油及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含石墨烯的植物复合机油，包括以下原料：蓖麻油、液态石墨烯、改性蓖麻油、抗氧化剂、抗腐剂、抗泡剂、极压抗磨剂、降凝剂、防锈剂、粘度指数改进剂、分散剂、清洁剂、润滑改进剂、有机抗老化剂、改性纳米矾酸铈。本发明专利技术中的植物复合机油中添加液体石墨烯，增加了机油的润滑性，石墨烯的润滑原理和之前的添加剂的作用方式并不完全一样，由于石墨烯的分子颗粒非常小，因此它能在缸壁与活塞之间进行摩擦时产生滚珠效应，把滑动摩擦变为滚动摩擦，同时还能像腻子一样把缸壁上不平整的地方抹平。石墨烯作为抗磨剂的应用，可以使低粘度机油更加普及，从而帮助汽车更加节能、环保。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机油，具体涉及一种含石墨烯的植物复合机油及其制备方法。
技术介绍
润滑油在机械中的主要作用是降低摩擦和减缓磨损，以保证机械有效和长期的工作，其次是冷却作用，润滑油能将机械摩擦时产生的热带走，保持一定的热平衡状态，控制机械在一定的温度范围内工作，防止因温度不断升高而损坏零件；此外还有防护作用、密封作用和清洗作用等。防护作用是防止金属受到空气和其他化学气体腐蚀。密封作用是指内燃机用的润滑油，可以防止燃烧室的气体通过气缸壁与活塞之间的间隙窜入曲轴箱。清洗作用是在循环式润滑系统中润滑油可将摩擦表面间的一些磨屑等污染物冲走，并将其携带到油池经沉淀或过滤后除去。发动机润滑油，又称内燃机润滑油，简称机油，是发动机系统中各运动部件的润滑介质，具有润滑、冷却、清洗和密封等作用。发动机机油的性能直接影响发动机的工作效率、油耗、输出功率、使用寿命和排放等。随着我国建设资源节约型和环境友好型社会步伐的加快，节能减排和环保法规的日益苛刻，发动机向着高速、高压缩比、轻量化、风阻小等方向发展，导致发动机工作温度和机械剪切速度不断提高，发动机的工作温度进一步升高，而产生的热能必须要用机油来带走热量，从而维持发动机的工作温度。并且由于机油多在恶劣的工作环境中使用，在使用一段时间后，由于物理或化学因素，生成了如醛、酮、树脂、沥青胶态物质、碳黑以及有机酸、盐、水、金属碎屑等杂质，导致机油的性能发生改变，不能再继续使用。机油使用寿命短，使得资源消耗大，既加大运行成本，同时有害物排放多。同时，传统的润滑油绝大多数以矿物油作为基础油，它为减少摩擦磨损、节约能源、延长机器寿命及满足苛刻工况条件下的润滑需要发挥了巨大作用，然而，在其大量被使用的同时，不可避免地会通过运输、泄露、溅射、溢出或不恰当的排放等各种途径进入环境，严重污染着土壤和水资源，破坏生态环境和生态平衡，即使是在润滑油高再生率(>60％)的国家，仍有4～10％的润滑油流入土壤和水中。为了改善机油的性能，延长机油的寿命，往往在机油中添加机油添加剂。机油添加剂是指加入机油中的、以使机油得到某种新的特性或改善润滑油中已有的一些特性的一种或几种化合物。国内外针对机油组合物开展了相关工作。文献CN101982534A公开了一种节能型长寿命汽油机油，其配方组成为：合成基础油、复合抗氧剂、金属清洁剂、无灰分散剂、纳米级摩擦改进剂、粘度指数改进剂、降凝剂。文献CN101838575A公开了一种可调制SL/GF-3汽油机油的添加剂组合物，包括至少一种金属清净剂、一种无灰分散剂、一种抗氧抗腐剂、一种摩擦改进剂。文献CN101195786A公开了一种满足APISJ、SJ/GF-2和SAEJ300规格指标的汽油机油组合物，包括金属清净剂、无灰分散剂、抗氧抗腐剂、降凝剂、粘度指数改进剂和基础油。文献CN101319163A公开了一种高温沉积性能良好并且低磨耗特性优异的长寿命节油型发动机油组合物。然而，由于近年来发动机机在性能方面不断改进，输出功率不断增加，添加普通添加剂的机油的使用寿命仍较短。并且更严厉的运行条件使内燃机机件磨耗大，内燃机动力不足，燃料消耗大，机动车使用时产生废气多，噪声大。此外，现有的复合添加剂组成仍然存在缺点，例如，总体加剂量较大；对基础油的感受性不强，需要特定的基础油；复合剂功能性不突出。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种含石墨烯的植物复合机油，包括以下重量份的原料：80～120份蓖麻油、0.05～0.15份液态石墨烯、20～30份改性蓖麻油、8～10份抗氧化剂、5～8份抗腐剂、3～5份抗泡剂、8～10份极压抗磨剂、5～8份降凝剂、5～8份防锈剂、5～8份粘度指数改进剂、3～5份分散剂、1～3份清洁剂、1～3份润滑改进剂、1～3份有机抗老化剂、0.5～1.5份改性纳米矾酸铈。优选的是，所述植物复合机油包括以下重量份的原料：100份蓖麻油、0.1份液态石墨烯、25份改性蓖麻油、10份抗氧化剂、6份抗腐剂、4份抗泡剂、8份极压抗磨剂、5份降凝剂、6份防锈剂、6份粘度指数改进剂、4份分散剂、2份清洁剂、2份润滑改进剂、2份有机抗老化剂、1份改性纳米矾酸铈。优选的是，所述液态石墨烯的制备方法为：按重量份，将100～200份蓖麻油加入反应釜中，升温至200℃～250℃时，然后加入10～20份石墨烯，以3000～5000r/min搅拌5～10分钟，待完全混合均匀后，加入5～8份分散剂，将温度升至400～600℃，恒温并以1000～3000r/min搅拌50～80min，冷却，得到液态石墨烯。优选的是，所述改性蓖麻油的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入20～30份对苯二甲酸、150～200份N,N-二甲基甲酰胺、30～50份蓖麻油和3～5份吡啶，然后将体系密封，通入二氧化碳至35～40MPa、温度80～90℃下的条件下搅拌反应8～12小时，将反应后的物料冷却，泄压，过滤，滤液经硫酸镁干燥、再经蒸馏除去有机溶剂后得到改性蓖麻油。优选的是，所述粘度指数改性剂为改性卡拉胶；所述改性卡拉胶的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入卡拉胶10～15份、丙烯酸10～15份、甲基丙烯酸甲酯20～30份、过硫酸铵0.02～0.08份、水200～250份，搅拌均匀，然后将体系密封，通入二氧化碳至25～45MPa、温度60～75℃下的条件下反应5～8小时，然后用乙醇沉淀，在70℃下真空干燥，得到反应粗产物，用索氏提取器将粗产物用丙酮洗提直至除去反应产生的均聚物，在65℃下真空干燥24小时，得到粘度指数改性剂。优选的是，所述分散剂为1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺、1-苄基-3-乙烯基咪唑硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸和溴化1-丁基-3-甲基咪唑中的任意一种；所述抗氧化剂为重量比1：1～3的环烷酸铋和二芳基硒；所述抗腐剂为重量比1:1的二烷基二硫代氨基甲酸锌和异辛酸铋；所述抗泡剂为重量比为1:1的二甲基硅油和甲苯基硅油；所述极压抗磨剂为重量比为1:2的二烷基二硫代磷酸锌和偏硼酸钠；所述降凝剂为富马酸脂类降凝剂、聚甲基丙烯酸类降凝剂、烷基萘T801降凝剂和聚α-烯烃降凝剂T803B中的任意一种；所述防锈剂为重量比为1:3:1的烯基丁二酸、苯并三氮唑和聚异丁烯；所述清洁剂为重量比为1:3:1的水杨酸钙、石油磺酸钙和水杨酸镁；所述润滑改进剂为重量比为1:2的烷基水杨酸钼和二烷基二硫代氨基甲酸钼。所述有机抗老化剂为辛癸酸二亚甲基锡、二甲基锡、二辛基锡、四苯基锡、二丁基锡、三丁基锡、三苯基锡中的一种或几种的混合。优选的是，所述改性纳米矾酸铈的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入10～30份纳米矾酸铈和50～100份去离子水，搅拌混合，将混合液的pH调节至6，然后加入30～50份偶联剂和5～8份分散剂，然后将体系密封，通入二氧化碳至10～25MPa、温度75～85℃下的条件下以1000～2000r/min搅拌反应5～8小时，反应完成后过滤，固相用去离子水和无水乙醇各清洗三遍，离心分离，然后在60℃下真空干燥，即获得改性纳米矾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含石墨烯的植物复合机油，其特征在于，包括以下重量份的原料：80～120份蓖麻油、0.05～0.15份液态石墨烯、20～30份改性蓖麻油、8～10份抗氧化剂、5～8份抗腐剂、3～5份抗泡剂、8～10份极压抗磨剂、5～8份降凝剂、5～8份防锈剂、5～8份粘度指数改进剂、3～5份分散剂、1～3份清洁剂、1～3份润滑改进剂、1～3份有机抗老化剂、0.5～1.5份改性纳米矾酸铈。

【技术特征摘要】
1.一种含石墨烯的植物复合机油，其特征在于，包括以下重量份的原料：80～120份蓖麻油、0.05～0.15份液态石墨烯、20～30份改性蓖麻油、8～10份抗氧化剂、5～8份抗腐剂、3～5份抗泡剂、8～10份极压抗磨剂、5～8份降凝剂、5～8份防锈剂、5～8份粘度指数改进剂、3～5份分散剂、1～3份清洁剂、1～3份润滑改进剂、1～3份有机抗老化剂、0.5～1.5份改性纳米矾酸铈。2.如权利要求1所述的含石墨烯的植物复合机油，其特征在于，所述植物复合机油包括以下重量份的原料：100份蓖麻油、0.1份液态石墨烯、25份改性蓖麻油、10份抗氧化剂、6份抗腐剂、4份抗泡剂、8份极压抗磨剂、5份降凝剂、6份防锈剂、6份粘度指数改进剂、4份分散剂、2份清洁剂、2份润滑改进剂、2份有机抗老化剂、1份改性纳米矾酸铈。3.如权利要求1所述的含石墨烯的植物复合机油，其特征在于，所述液态石墨烯的制备方法为：按重量份，将100～200份蓖麻油加入反应釜中，升温至200℃～250℃时，然后加入10～20份石墨烯，以3000～5000r/min搅拌5～10分钟，待完全混合均匀后，加入5～8份分散剂，将温度升至400～600℃，恒温并以1000～3000r/min搅拌50～80min，冷却，得到液态石墨烯。4.如权利要求1所述的含石墨烯的植物复合机油，其特征在于，所述改性蓖麻油的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入20～30份对苯二甲酸、150～200份N,N-二甲基甲酰胺、30～50份蓖麻油和3～5份吡啶，然后将体系密封，通入二氧化碳至35～40MPa、温度80～90℃下的条件下搅拌反应8～12小时，将反应后的物料冷却，泄压，过滤，滤液经硫酸镁干燥、再经蒸馏除去有机溶剂后得到改性蓖麻油。5.如权利要求1所述的含石墨烯的植物复合机油，其特征在于，所述粘度指数改性剂为改性卡拉胶；所述改性卡拉胶的制备方法为：按重量份，在超临界反应装置中加入卡拉胶10～15份、丙烯酸10～15份、甲基丙烯酸甲酯20～30份、过硫酸铵0.02～0.08份、水200～250份，搅拌均匀，然后将体系密封，通入二氧化碳至25～45MPa、温度60～75℃下的条件下反应5～8小时，然后用乙醇沉淀，在70℃下真空干燥，得到反应粗产物，用索氏提取器将粗产物用丙酮洗提直至除去反应产生的均聚物，在65℃下真空干燥24小时，得到粘度指数改性剂。6.如权利要求1所述的含石墨烯的植物复合机油，其特征在于，所述分散剂为1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺、1-苄基-3-乙烯基咪唑硝酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑乳酸和溴化1-丁基-3-甲基咪唑中的任意一种；所述抗氧化剂为重量比1：1～3的环烷酸铋和二芳基硒；所述抗腐剂为重量比1:1的二烷基二硫代氨基甲酸锌和异辛酸铋；所述抗泡剂为重量比为1:1的二甲基硅油和甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜凤生，李祥，
申请(专利权)人：颜凤生，
类型：发明
国别省市：四川;51