一种含有两种碳系添加剂的润滑油及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有两种碳系添加剂的润滑油，所述润滑油所含原料及各原料的质量百分数为：蓖麻油99.985～99.99％，碳纳米管0.0025～0.005％，氧化石墨烯0.0075～0.01％。本发明专利技术润滑油可用于某些要求极端苛刻的工况条件，如高压、重载等场合，该润滑油具有良好抗磨减摩性能，能承受较高载荷下的润滑，有效提高零件的使用寿命及润滑油的使用寿命，将有望成为一种环保的高性能润滑油应用于工业中。

A lubricating oil containing two kinds of carbon additive and its preparation method

The invention discloses a lubricating oil containing two kinds of carbon additives. The mass percentage of raw materials and raw materials of the lubricating oil is 99.985 to 99.99% of castor oil, 0.0025 to 0.005% of carbon nanotubes, and 0.0075 to 0.01% of graphene oxide. The lubricating oil of the invention can be used for some extremely demanding requirements of operating conditions, such as high pressure, heavy and so on, the lubricating oil has good anti-wear performance, can withstand higher loads, lubrication, effectively improve the service life and the service life of the parts of the lubricating oil, is expected to become a high performance of lubricating oil and environmental protection the application in industry.

【技术实现步骤摘要】
一种含有两种碳系添加剂的润滑油及其制备方法
本专利技术涉及润滑油
，尤其是涉及一种同时含有碳纳米管和氧化石墨烯添加剂的润滑油及其制备方法。
技术介绍
随着航空航天、超精密机械和先进制造装备技术的不断提高，极端的高压力工况常常发生于机械装备的关键部件，造成润滑失效，为保障机械设备能够稳定运行，探索润滑材料在高压力下的润滑行为，具有重要应用价值；虽然目前齿轮油是作为如今典型的高压工况下使用的润滑剂，但是市场上出售的绝大部分重载齿轮油，是由矿物基础油和添加剂复配而成的。由于矿物基础油具有生物降解性能低、常常含有大量有毒添加剂的特点，很容易对环境产生恶劣的伤害，因此开展环境友好润滑剂研究具有重要意义。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术申请人提供了一种含有两种碳系添加剂的润滑油及其制备方法。本专利技术润滑油可用于某些要求极端苛刻的工况条件，如高压、重载等场合，该润滑油具有良好抗磨减摩性能，能承受较高载荷下的润滑，有效提高零件的使用寿命及润滑油的使用寿命，将有望成为一种环保的高性能润滑油应用于工业中。本专利技术的技术方案如下：一种含有两种碳系添加剂的润滑油，所述润滑油所含原料及各原料的质量百分数为：蓖麻油99.985～99.99％，碳纳米管0.0025～0.005％，氧化石墨烯0.0075～0.01％。所述润滑油的制备方法包括如下步骤：(1)首先将0.0025～0.005wt％碳纳米管，0.0075～0.01wt％氧化石墨烯，依次加入烧杯中，然后加入10ml的无水乙醇，在超声波清洗机中超声分散30分钟，使氧化石墨烯和碳纳米管在无水乙醇中分散均匀；(2)然后，在烧杯中加入99.985～99.99wt％的蓖麻油，在超声波清洗机中超声分散30分钟，制得蓖麻油与碳纳米管、氧化石墨烯的混合溶液；(3)最后，将步骤(2)制得的混合溶液放置在水浴加热器中，45～50℃条件下，水浴加热8～12h，至混合溶液中的乙醇挥发完全，之后将混合溶液在超声波清洗机中超声分散30分钟，得到所述润滑油。所述超声波清洗机的超声条件为：功率为70W。所述碳纳米管为苏州恒球石墨烯科技有限公司生产；所述氧化石墨烯为苏州恒球石墨烯科技有限公司生产。所述碳纳米管经过官能团修饰，具体的修饰方法为：(1)取碳纳米管粉末在行星型球磨机中球磨8小时；(2)取球磨后的碳纳米管粉末加入到去离子水中，超声波分散30分钟后再加入油酸，超声波分散30分钟，分散均匀以后将混合溶液倒入三口烧瓶中；(3)加入2mol/L硫酸，设定集热式磁力搅拌器温度为100℃，持续加热回流2小时后，待温度冷却至室温后用去离子水进行8次离心过滤，得到的沉淀物用无水乙醇清洗剩余油酸，最后80℃真空干燥，制得油酸修饰后的碳纳米管。所述碳纳米管与油酸的质量比1:40～50；所述的硫酸物质的量为2mol/L，所述的硫酸用量与碳纳米管的质量比为150～200:1。本专利技术有益的技术效果在于：1、本专利技术润滑油采用天然植物油中润滑性能表现较为突出的蓖麻油作为基础油，蓖麻油是具有极性强、生物降解性能好、抗氧化性能优、与添加剂的相容性较好、来源丰富等优点的天然绿色植物油，同时蓖麻油的黏度较其他植物油大，这是因为其分子中除了含有一般植物油脂肪酸分子中的不饱和双键和羧基外，还含有一个能引起强氢键的羟基，使得甘油酯分子间力增大，从而使得蓖麻油拥有了较高的黏度，使其更易吸附金属表面，形成润滑保护膜，是一种有望能够替代齿轮油应用于润滑重载齿轮的天然绿色基础油。2、本专利技术润滑油使用的含碳添加剂符合低毒性、低污染的环境友好型添加剂的要求，其独特的结构特性和优异的自润滑性能，能够进入摩擦副两表面之间，起到一个隔离和润滑作用，提升润滑油的润滑性能。3、本专利技术润滑油中基础油和添加剂均具有可生物降解性和优良的润滑性能，混合后，能更大的提升润滑油性能和降低对环境的危害。4、本专利技术润滑油中的添加剂采用了碳纳米管和氧化石墨烯，属于新型纳米材料，其能提高润滑剂的摩擦性能、极压性能和接触疲劳，其结构中不含金属元素，并且对环境产生的危害较小，成为环境友好型润滑剂和添加剂的选择对象；其次氧化石墨烯的含氧官能团增多，其综合性能比石墨烯更为活跃。附图说明图1为本专利技术中蓖麻油的红外光谱图；图2为本专利技术中碳纳米管官能团修饰流程图；图3为本专利技术中碳纳米管修饰前后的红外谱图；图4为本专利技术中氧化石墨烯红外光谱图；图5为本专利技术中四球摩擦磨损试验机的示意图；图6为本专利技术中实施例1和4所得润滑油的钢球磨斑表面形貌微观图；图7为本专利技术中对比例1所得润滑油的钢球磨斑表面形貌微观图；图8为本专利技术中对比例2所得润滑油的钢球磨斑表面形貌微观图；图9为本专利技术中对比例3所得润滑油的钢球磨斑表面形貌微观图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进行具体描述。本专利技术实施例所用原料及性能如下表1所示，但不仅限于所列原料的厂家。表1原料结构(IR)厂家蓖麻油图1国药集团化学试剂有限公司碳纳米管图3苏州恒球石墨烯科技有限公司氧化石墨烯图4苏州恒球石墨烯科技有限公司实施例1一种含有两种碳系添加剂的润滑油，所述润滑油的制备方法包括如下步骤：(1)首先将0.0025g碳纳米管，0.01g氧化石墨烯，依次加入烧杯中，然后加入10ml的无水乙醇，在超声波清洗机(功率为70W)中超声分散30分钟，使氧化石墨烯和碳纳米管在无水乙醇中分散均匀；(2)然后，在烧杯中加入99.9875g的蓖麻油，在超声波清洗机(功率为70W)中超声分散30分钟，制得蓖麻油与碳纳米管、氧化石墨烯的混合溶液；(3)最后，将步骤(2)制得的混合溶液放置在水浴加热器中，45℃条件下，水浴加热12h，至混合溶液中的乙醇挥发完全，之后将混合溶液在超声波清洗机中超声分散30分钟，得到所述润滑油。所述碳纳米管经过官能团修饰，具体的修饰方法为：(1)取1g碳纳米管粉末在行星型球磨机中球磨8小时；(2)取球磨后的碳纳米管1g加入到150ml去离子水中，超声波分散30分钟后再加入50ml油酸，超声波分散30分钟，分散均匀以后将混合溶液倒入三口烧瓶中；(3)加入10ml物质的量为2mol/L硫酸，设定集热式磁力搅拌器温度为100℃，持续加热回流2h后，待温度冷却至室温后用去离子水进行8次离心过滤；得到的沉淀物用无水乙醇清洗剩余油酸；最后将修饰后的CNTs在真空干燥箱中80℃保温加热12小时得到油酸修饰后的碳纳米管。实施例2一种含有两种碳系添加剂的润滑油，所述润滑油的制备方法包括如下步骤：(1)首先将0.005g碳纳米管，0.01g氧化石墨烯，依次加入烧杯中，然后加入10ml的无水乙醇，在超声波清洗机(功率为70W)中超声分散30分钟，使氧化石墨烯和碳纳米管在无水乙醇中分散均匀；(2)然后，在烧杯中加入99.985g的蓖麻油，在超声波清洗机(功率为70W)中超声分散30分钟，制得蓖麻油与碳纳米管、氧化石墨烯的混合溶液；(3)最后，将步骤(2)制得的混合溶液放置在水浴加热器中，50℃条件下，水浴加热8h，至混合溶液中的乙醇挥发完全，之后将混合溶液在超声波清洗机中超声分散30分钟，得到所述润滑油。所述碳纳米管经过官能团修饰，具体的修饰方法为：(1)取1g碳纳米管粉末在行星型球磨机中球磨8小时；(2)取球磨后的碳纳米管1g加入到150ml本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有两种碳系添加剂的润滑油，其特征在于所述润滑油所含原料及各原料的质量百分数为：蓖麻油99.985～99.99％，碳纳米管0.0025～0.005％，氧化石墨烯0.0075～0.01％。

【技术特征摘要】
1.一种含有两种碳系添加剂的润滑油，其特征在于所述润滑油所含原料及各原料的质量百分数为：蓖麻油99.985～99.99％，碳纳米管0.0025～0.005％，氧化石墨烯0.0075～0.01％。2.根据权利要求1所述的含有两种碳系添加剂的润滑油，其特征在于所述润滑油的制备方法包括如下步骤：(1)首先将0.0025～0.005wt％碳纳米管，0.0075～0.01wt％氧化石墨烯，依次加入烧杯中，然后加入10ml的无水乙醇，在超声波清洗机中超声分散30分钟，使氧化石墨烯和碳纳米管在无水乙醇中分散均匀；(2)然后，在烧杯中加入99.985～99.99wt％的蓖麻油，在超声波清洗机中超声分散30分钟，制得蓖麻油与碳纳米管、氧化石墨烯的混合溶液；(3)最后，将步骤(2)制得的混合溶液放置在水浴加热器中，45～50℃条件下，水浴加热8～12h，至混合溶液中的乙醇挥发完全，之后将混合溶液在超声波清洗机中超声分散30分钟，得到所述润滑油。3.根据权利要求2所述的含有两种碳系添加剂的润滑油，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱善华，王宏跃，薛颜文，倪自丰，赵永武，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32