本發(fā)明涉及一種基于少層石墨烯微片的潤滑油抗磨添加劑及其制備方法。

背景技術：

現(xiàn)代設備的運轉離不開潤滑油，而潤滑油又離不開潤滑油添加劑，潤滑油添加劑是現(xiàn)代各種高級潤滑油的精髓。據(jù)統(tǒng)計，設備運轉過程中大約30%的能源都消耗在設備內部零件的摩擦中，而設備中80%的零件毀壞都是由零件間的磨損造成的。因此，提高潤滑油性能以減少設備零件間的摩擦與磨損并防止燒結對國民經濟具有重要意義。潤滑油中最常用的添加劑是極壓抗磨添加劑，在邊界潤滑條件下，用于改善基礎油摩擦學性能，減少摩擦副之間的摩擦阻力，降低磨損和擦傷。但目前市面上的極壓抗磨添加劑在潤滑油中的時間過長，則容易與其它添加劑混合并產生凝結、沉淀，這就使得潤滑油中的抗磨添加劑以及其它添加劑的有效分量下降，從而不能夠為設備提供相應的潤滑保護。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有良好的穩(wěn)定性及抗沉淀性，并且能夠有效提高潤滑油的抗磨性能和抗極壓性能的基于少層石墨烯微片的潤滑油抗磨添加劑及其制備方法。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種基于少層石墨烯微片的潤滑油抗磨添加劑，它由以下重量百分比的原料組成：少層石墨烯微片0.0001-5%，濕潤劑0.001 -5%， 乳化劑 0.0-0.5%，分散劑 3-5%，清凈劑 3-5%，降凝劑 1-2.5%，余量為基礎油。

所述少層石墨烯微片的層數(shù)處于10-30層之間，所述少層石墨烯微片的層厚度為1-10納米。

在所述少層石墨烯微片中，99.5%的所述少層石墨烯微片的粒徑厚度小于5納米，其余5%的所述少層石墨烯微片的粒徑厚度均小于10納米。

所述濕潤劑為石油醚，所述乳化劑為失水山梨糖醇脂肪酸酯，所述分散劑為三聚磷酸鈉，所述清凈劑為烷基水楊酸鈣，所述降凝劑為聚丙烯酸甲酯，所述基礎油為150SN、400SN、150BS中的任一種或一種以上。

一種用以制備上述一種基于少層石墨烯微片的潤滑油抗磨添加劑的方法，它包括以下步驟：

A.在帶有磁性攪拌器的油熱反應釜中，用濕潤劑充分接觸濕潤少層石墨烯微片；

B.用基礎油稀釋乳化劑后，滴加至步驟A所述的石墨烯微片中，進行表面活性處理，并在80度恒溫下攪拌60-100分鐘，得到表面改性處理液；

C.用基礎油稀釋分散劑，將稀釋的分散劑加入到步驟B所述的表面改性處理液中，繼續(xù)恒溫攪拌120-240分鐘，進行分散膠體化處理，得到分散膠體化溶液；

D.在步驟C所述的分散膠體化溶液中加入基礎油，送入150-200Mpa的超臨界高壓均質處理裝置進行超高壓均質化處理，得到超高壓均質化乳液，所述超高壓均質化乳液為少層石墨烯濃縮助劑；

E.在75-90℃的溫度下在基礎油中依次加入清凈劑和步驟D所述的少層石墨烯濃縮助劑，經過30分鐘的攪拌分散均勻后送入150-200Mpa的超臨界高壓均質處理裝置進行二次高壓均質化處理，最終得到一種基于少層石墨烯微片的潤滑油抗磨添加劑。

本發(fā)明的有益效果是：在本發(fā)明中所添加的少層石墨烯微片具有很高的比表面積，在經過表面改性后，再結合分散劑，能夠在潤滑油中具有良好的穩(wěn)定性和抗沉淀性，改變了其他添加劑容易沉淀的現(xiàn)象。在一定的混合量下，和蓬松狀納米石墨片以及球形石墨相比，會有更多的石墨烯微片依范德華力吸附于摩擦副表面，極大的提高了各種潤滑油的潤滑和抗磨性能和抗極壓性能。

具體實施方式

一種基于少層石墨烯微片的潤滑油抗磨添加劑，它由以下重量百分比的原料組成：少層石墨烯微片0.0001-5%，濕潤劑0.001 -5%， 乳化劑 0.0-0.5%，分散劑 3-5%，清凈劑 3-5%，降凝劑 1-2.5%，余量為基礎油。

所述少層石墨烯微片的層數(shù)處于10-30層之間，所述少層石墨烯微片的厚度為1-10納米。

在所述少層石墨烯微片中，99.5%的所述少層石墨烯微片的粒徑厚度小于5納米，其余5%的所述少層石墨烯的粒徑厚度均小于10納米。

所述濕潤劑為石油醚，所述乳化劑為失水山梨糖醇脂肪酸酯，所述分散劑為三聚磷酸鈉，所述清凈劑為烷基水楊酸鈣，所述降凝劑為聚丙烯酸甲酯，所述基礎油為150SN、400SN、150BS中的任一種或一種以上，其中。在本具體實施例中，所述基礎油為150SN基礎油。

一種用以制備上述基于少層石墨烯微片的潤滑油抗磨添加劑的方法，它包括以下步驟：

A．在帶有磁力攪拌器的油熱反應釜中，用0.1千克石油醚充分接觸濕潤0.1千克石墨粉；

B．用0.04千克基礎油(150SN)稀釋0.04千克失水山梨糖醇脂肪酸酯后，滴加至步驟B中所述的濕潤混拌后的石墨烯微片中，進行表面改性處理，在80度恒溫下擠壓攪拌60--100分鐘，得到表面改性處理液；

C.用1千克基礎油(150SN)稀釋1千克三聚磷酸鈉，將稀釋的三聚磷酸鈉加入到步驟B所述的表面活性處理液中，繼續(xù)攪拌120--240分鐘，進行分散膠體化處理，得到分散膠體化溶液；

D.在步驟C所述的分散膠體化溶液中加入6.5千克基礎油(150SN)，送入150-200Mpa的超臨界高壓均質處理裝置進行超臨界高壓均質化處理，得到高壓乳化液，即少層石墨烯微片濃縮助劑；

E．在75--90℃的溫度下在6.5千克基礎油(150SN)中首先加入0.2千克烷基水楊酸鈣；邊攪拌邊加入0.1千克聚丙烯酸甲酯，30分鐘后混入10千克步驟D所述的少層石墨烯微片濃縮助劑，攪拌分散均勻后送入150-200Mpa的超臨界高壓均質處理裝置進行二次高壓均質化處理，最終得到完美抗凝、抗沉淀的少層石墨烯微片潤滑油添加劑。

本實發(fā)明中基于少層石墨烯微片的潤滑油添加劑，其石墨烯具有超大的比表面積，厚度在5到10納米之間，呈微片狀，經過表面改性后，再結合分散劑、乳化劑、清凈劑和抗凝劑的復合高壓處理，能夠在基礎油中具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和分散性，不會像其他的添加劑容易沉降。在相同的填充量下，和鱗片狀納米石墨粉以及傳統(tǒng)球形石墨相比，會有更多的石墨稀片吸附于摩擦的副表面，大幅提升潤滑油的潤滑、抗磨和抗極壓性能，提高承載能力。而且少層石墨稀還可以直接吸附到零件的劃痕或微坑處起到修復作用，延長機械壽命，降低能耗，更加環(huán)保節(jié)能。

本發(fā)明適用于潤滑油添加劑生產應用領域。