具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油及其制备方法，属于润滑油技术领域；由下述重量份的原料组成：基础油80.0

【技术实现步骤摘要】
具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油及其制备方法


[0001]本专利技术涉及润滑油
，尤其涉及一种具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油及其制备方法。

技术介绍

[0002]摩擦是生活、生产中遇到的一种不可避免的现象。首先，摩擦会使设备磨损，大大地降低了设备的使用寿命；其次，摩擦产生的热量也会在一定程度上破坏设备的工作环境。
[0003]为了解决上述的摩擦损耗以及摩擦生热的问题，在发动机及其他机械设备，润滑油/润滑脂的研发和使用应运而生。
[0004]石墨烯的特殊结构决定了其具有良好的机械性、抗磨抗压性、高比表面积等，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，二维结构能够与相应的纳米材料制备出高性能的润滑油。石墨烯的热导率接近或达到金属材料，远高于金属氧化物纳米颗粒；
[0005]碳纳米管作为一维纳米材料，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能，同时也具有良好的导热性能；
[0006]对上述材料进行各种方法的改性，能够进一步改善上述材料应用于润滑油的性能。
[0007]基于上述原因，在润滑油/润滑脂中添加改性/石墨烯、碳纳米管等碳纳米材料，是本领域近年来的研究热点，也取得了一定的进展。比如，公开号为CN 108587755A、专利技术名称为“一种高导热润滑油及其制备方法”的中国专利，就公开了一种添加了改性石墨烯的润滑油，该润滑油的摩擦系数低至0.038，导热系数最高可达0.38W/(m.K)，但是，其需要加入稀土元素钇，原料成分也较复杂，稀土元素钇比较难制得，成本较高，而且石墨烯改性的工艺也较复杂，本申请的专利技术人考察了这件专利的导热系数和摩擦系数，导热系数均仅为0.31W/(m.K)左右，导热性能有待进一步提高，摩擦系数也有继续降低的空间。
[0008]又比如公开号为CN 106381206A、专利技术名称为“一种含碳纳米管和石墨烯的润滑油的制备方法”的中国专利申请，以及公开号为CN107502431A、专利技术名称为“一种含有两种碳系添加剂的润滑油及其制备方法”的中国专利申请，公开了同时添加石墨烯和碳纳米管的润滑油，这件专利所用的碳纳米管是以多壁碳纳米管为主，并从抗磨方面进行考虑，分别考察了添加石墨烯和碳纳米管的润滑油的机械损失、油耗以及磨斑直径，但是没有关注润滑油的导热性能。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的之一，就在于提供一种具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油，以解决上述问题。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是这样的：1.一种具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油，其特征在于，由下述重量份的原料组成：
[0011]基础油80.0
‑
99.0份、清净剂0.1
‑
1.0份、分散剂0.05
‑
2.0份、抗氧剂0.01
‑
2.0份、抗磨剂0.01
‑
2.0份、防锈剂0.02
‑
2份、改性石墨烯0.01
‑
0.2份、改性碳纳米管：0.05
‑
0.1份；
[0012]其中，所述改性石墨烯和改性碳纳米管是采用丁香醛作为改性剂制备而成。
[0013]本申请的专利技术人通过大量试验，将石墨烯与碳纳米管通过特殊的官能团改性从而嫁接在一起，形成了稳定的导热通路，达到了提高润滑油导热性能的目的，并且由石墨烯片层之间的滑动摩擦，提升为石墨烯与碳纳米管的复合后的半滚动摩擦，进一步提升了润滑性能；加入的所述分散剂、清净剂可以更好地帮助嫁接好的混合物分散于基础油中；所述防锈剂使本专利技术的润滑油适用于大多数金属材质的设备，所述抗磨剂能够使润滑油具有更好的抗磨性能。
[0014]本申请与CN 106381206A相比，在考虑润滑油的机械损失、油耗以及磨斑直径的基础上还考虑了碳纳米管的选材。选用的碳纳米管不但可以进一步提升润滑效果(由滑动摩擦变为部分滚动摩擦)，还能通过改性处理在石墨烯片层间嫁接来提升润滑油的导热性，更进一步地提升了润滑油的实用性。
[0015]作为优选的技术方案，所述清净剂为合成磺酸钙。
[0016]作为优选的技术方案，所述分散剂为苯乙烯－异戊丁烯聚合物或聚异丁烯双丁二酰亚胺或聚乙烯吡咯烷酮。
[0017]作为优选的技术方案，所述抗氧剂为烷基二苯胺。
[0018]作为优选的技术方案，所述抗磨剂为有机氮钼富勒烯或非硫磷有机钼或酸性亚磷酸二丁酯。
[0019]作为优选的技术方案，所述防锈剂为石油磺酸钡。
[0020]本专利技术的目的之二，在于提供一种上述的具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油的制备方法，采用的技术方案包括以下步骤：
[0021](1)将碳纳米管和石墨烯放入马弗炉中加热至350
‑
400℃，高温处理2
‑
4h，取出后冷却至室温，得到碳纳米管和石墨烯混合物；
[0022]通过对碳纳米管和石墨烯进行高温加热(350
‑
400℃)预处理，能有效去除碳纳米管和石墨烯表面的含氧官能团，如羟基、羧基等，一方面能够使改性石墨烯与改性碳纳米管更好的嫁接在一起，另一方面能够使碳纳米管和石墨烯表面变为疏水亲油的性能，从而分散在基础油中形成稳定的纳米油体；
[0023](2)将步骤(1)得到的碳纳米管和石墨烯混合物用改性剂丁香醛在常温下搅拌10
‑
60min，改性嫁接后，再用浓度为0.01
‑
0.1mol/L的稀盐酸、去离子水清洗，清洗后通过离心分离将碳纳米管和石墨烯混合物与清洗液和大分子团聚物分离，得到嫁接好的改性碳纳米管和石墨烯；
[0024]本步骤中，先将碳纳米管和石墨烯混合物进行改性处理(浸泡搅拌10
‑
60min，优选30min)，然后用稀盐酸与改性后的碳纳米管与石墨烯中杂质进行反应，产生水溶液化合物溶解于清洗液中，得到的大分子团聚物为团聚的改性碳纳米管与石墨烯；再通过离心分离得到的大分子团聚物即为嫁接好的改性碳纳米管和石墨烯；
[0025](3)将步骤(2)得到的嫁接好的改性碳纳米管和石墨烯与基础油混合后，先乳化剪切0.5
‑
1h，再超声分散2
‑
3h；
[0026]前述离心、乳化剪切、超声分散的处理方式，使嫁接好的改性石墨烯与碳纳米管的
颗粒粒径保持在一个很小的范围内，一般为3
‑
8μm的范围内，有利于其在基础油中的分散性能，在提升导热性能的同时，降低摩擦系数；
[0027](4)将步骤(3)处理完的油样通过真空压滤机的加热系统控干水分并通过5μm或10μm的滤网过滤掉大分子的混合物，得到粒径范围在3
‑
8μm的油样；
[0028](5)将步骤(4)处理完的油样中加入分散剂和清净剂，继续搅拌2
‑
3h；
[0029](6)将步骤(5)处理完的油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油，其特征在于，由下述重量份的原料组成：基础油80.0
‑
99.0份、清净剂0.1
‑
1.0份、分散剂0.05
‑
2.0份、抗氧剂0.01
‑
2.0份、抗磨剂0.01
‑
2.0份、防锈剂0.02
‑
2份、改性石墨烯0.01
‑
0.2份、碳纳米管：0.05
‑
0.1份；其中，所述改性石墨烯和改性碳纳米管是采用丁香醛作为改性剂制备而成。2.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油，其特征在于，所述清净剂为合成磺酸钙。3.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油，其特征在于，所述分散剂为苯乙烯－异戊丁烯聚合物或聚异丁烯双丁二酰亚胺或聚乙烯吡咯烷酮。4.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油，其特征在于，所述抗氧剂为烷基二苯胺。5.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油，其特征在于，所述抗磨剂为有机氮钼富勒烯或非硫磷有机钼或酸性亚磷酸二丁酯。6.根据权利要求1所述的具有良好导热性能的石墨烯基改性润滑油，其特征在于，所述防锈剂为石油磺酸钡。7.权利要求1
‑
6任意一项所述的具有良好导热性能的石...

【专利技术属性】
技术研发人员：连金杯，任治瀚，周艳，
申请(专利权)人：四川沃府新材料科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：