本發(fā)明涉及潤(rùn)滑油技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種納米tio2和氮硼摻雜石墨烯復(fù)合潤(rùn)滑油添加劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

有機(jī)硼酸鹽作為一種新型多功能潤(rùn)滑油添加劑，具有優(yōu)良的減摩抗磨性能，在國(guó)外已被廣泛應(yīng)用于各種潤(rùn)滑油中。但硼酸鹽非常容易水解，造成添加劑中有效成分硼的丟失，從而使?jié)櫥偷臏p摩、抗磨性能下降，在實(shí)際應(yīng)用中受到限制。采用含氮化合物對(duì)硼酸鹽進(jìn)行改性，就能使氮原子上的孤對(duì)電子與硼原子空軌道配位形成配位鍵，從而達(dá)到提高硼酸酯的抗水解性、抗磨性、防銹性、抗氧化性的目的，同時(shí)在一定條件下易與金屬表面反應(yīng)生成氮化物，而使硼酸鹽的抗磨和摩擦改進(jìn)性均有顯著提高。

石墨烯具有優(yōu)異的力學(xué)性能、超潤(rùn)滑性能等特殊的物理化學(xué)特性，使其在新型復(fù)合材料、潤(rùn)滑等眾多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。石墨烯作為潤(rùn)滑油添加劑也能夠取得良好的性能，edwaraiah等制備了氧含量非常低的疏水石墨烯使其易于穩(wěn)定分散在潤(rùn)滑油中，有效降低了摩擦因數(shù)，減小了磨斑直徑并提高了承載能力。此外，tio2納米顆粒在摩擦表面不但可以形成一層可降低摩擦因數(shù)的易剪切的薄膜;此外球形納米粒子在摩擦副之間形成微軸承效應(yīng)也能極大地提升減摩抗磨作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的之一，就在于提供一種納米tio2和氮硼摻雜石墨烯復(fù)合潤(rùn)滑油添加劑的制備方法，以解決上述問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的：一種納米tio2和氮硼摻雜石墨烯復(fù)合潤(rùn)滑油添加劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）氮-硼-石墨烯的制備：

將氧化石墨烯在水浴超聲條件下分散在乙醇溶液中，再加入硼酸和氨水在60-70℃下攪拌反應(yīng)8-12h，再冷卻至室溫后用洗滌，80-100℃下干燥，最后在微波環(huán)境中還原反應(yīng)3-5min得到n-b-石墨烯；

（2）tio2與氮-硼-石墨烯復(fù)合物的制備：

將納米tio2分散于乙醇中50-60℃下超聲1-2h得到納米tio2乙醇溶液，并將n-b-石墨烯分散于乙醇中50-60℃下超聲1-2h得到n-b-石墨烯乙醇溶液，然后再將前述兩種溶液在60-70℃下混合超聲1-3h,最后過(guò)濾40-60℃下干燥后再微波反應(yīng)3-5min得到納米tio2-n-b-石墨烯潤(rùn)滑油添加劑。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟（1）中，氧化石墨烯：硼酸：氨水的質(zhì)量比例為（0.01-3.0）：（0.01-2.0）：（1.0-500.0）。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟（2）中，納米tio2的粒徑為20-60nm。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于，步驟（2）中，納米tio2與n-b-石墨烯的質(zhì)量比為（0.1-10）：(0.1-20）。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種上述方法制得的潤(rùn)滑油添加劑。

本發(fā)明的目的之三，在于提供一種采用上述潤(rùn)滑油添加劑制備潤(rùn)滑油的方法，采用的技術(shù)方案為，

在基礎(chǔ)油中，加入質(zhì)量比為0.01~10%的所述潤(rùn)滑油添加劑，超聲分散20-40min，再充分?jǐn)嚢?，即得?/p>

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明通過(guò)對(duì)氧化石墨烯進(jìn)行氮、硼摻雜后進(jìn)行輻射還原得到氮-硼-石墨烯，然后再與納米tio2復(fù)合來(lái)進(jìn)一步改性石墨烯在潤(rùn)滑油中的減摩抗磨性能。將納米tio2和氮/硼摻雜石墨烯復(fù)合物與基礎(chǔ)油共混后進(jìn)行耐磨實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明納米tio2和氮/硼摻雜石墨烯添加到基礎(chǔ)油中，能顯著提高其抗磨性能。主要是由于在該體系中納米tio2附著在石墨烯片層表面，在高溫壓力作用下氮/硼摻雜石墨烯復(fù)合物急速生成氮化硼納米膜與石墨烯的片層滑動(dòng)、自潤(rùn)滑效果和納米tio2的納米滾動(dòng)效應(yīng)的疊加，起到了很好的抗磨減摩效果，比基礎(chǔ)油的抗磨性提高約50%。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：

將500mg氧化石墨烯在水浴超聲條件下分散在50ml乙醇溶液中，形成均一的懸浮液，再加入硼酸（1mg/ml，200ml）和氨水（200ml）在60℃下不斷攪拌反應(yīng)8h，再冷卻至室溫后用去離子水洗滌，80℃下干燥，最后在700w的微波爐中還原反應(yīng)3min得到n-b-石墨烯；

將90mg粒徑為30nm的tio2分散于100ml乙醇中50℃下超聲1h，并將n-b-石墨烯分散于乙醇中50℃下超聲1h，得到n-b-石墨烯乙醇溶液(1mg/ml)，然后再將兩者在60℃下混合超聲1h,最后過(guò)濾干燥（40℃）后在700w微波反應(yīng)3min得到tio2-n-b-石墨烯；

在基礎(chǔ)油中，加入質(zhì)量比為0.01%的納米tio2和氮/硼摻雜石墨烯潤(rùn)滑油添加劑；超聲分散20min，再充分?jǐn)嚢?，得到?.01%的納米tio2和氮/硼摻雜石墨烯潤(rùn)滑油，后稱(chēng)“潤(rùn)滑油a”。

實(shí)施例2

將200mg氧化石墨烯在水浴超聲條件下分散在50ml乙醇溶液中，形成均一的懸浮液；再加入硼酸（1mg/ml，100ml）和氨水（200ml）在70℃下不斷攪拌反應(yīng)10h，再冷卻至室溫后用去離子水洗滌，90℃下干燥，最后在700w的微波爐中還原反應(yīng)4min得到n-b-石墨烯。

將60mgtio2分散于100ml乙醇中60℃下超聲2h，同樣的方法得到n-b-石墨烯乙醇溶液(1mg/ml)，然后再將兩者在70℃下混合超聲3h,最后過(guò)濾干燥（60℃）后在700w微波反應(yīng)4min得到tio2-n-b-石墨烯。

在基礎(chǔ)油中，加入質(zhì)量比為0.05%的納米tio2和氮/硼摻雜石墨烯潤(rùn)滑油添加劑。超聲分散30min，再充分?jǐn)嚢瑁玫胶?.05%的納米tio2和氮/硼摻雜石墨烯潤(rùn)滑油，后稱(chēng)“潤(rùn)滑油b”

實(shí)施例3

將200mg氧化石墨烯在水浴超聲條件下分散在50ml乙醇溶液中，形成均一的懸浮液；再加入硼酸（1mg/ml，100ml）和氨水（200ml）在70℃下不斷攪拌反應(yīng)8h，再冷卻至室溫后用去離子水洗滌，100℃下干燥，最后在700w的微波爐中還原反應(yīng)5min得到n-b-石墨烯。

將60mgtio2分散于100ml乙醇中70℃下超聲1h，同樣的方法得到n-b-石墨烯乙醇溶液(1mg/ml)，然后再將兩者在70℃下混合超聲1h,最后過(guò)濾干燥（80℃）后在700w微波反應(yīng)4min得到tio2-n-b-石墨烯。

在基礎(chǔ)油中，加入質(zhì)量比為0.1%的納米tio2和氮/硼摻雜石墨烯潤(rùn)滑油添加劑。超聲分散40min，再充分?jǐn)嚢瑁玫胶?.1%的納米tio2和氮/硼摻雜石墨烯潤(rùn)滑油，后稱(chēng)“潤(rùn)滑油c”

抗磨性能實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：

表1：抗磨性能測(cè)試

從上表可以看出，石墨烯潤(rùn)滑油有著非常優(yōu)異的潤(rùn)滑性能，同時(shí)還具有卓越的抗磨性能，在本發(fā)明中納米tio2粒子在體系中起到很好的抗磨作用，同時(shí)n-b-石墨烯在遇到高溫高壓時(shí)可以反應(yīng)生成bn膜，可以起到很好的抗磨作用，同時(shí)與納米tio2起到協(xié)同抗磨的作用，有效降低體系的磨損；此外石墨烯在體系中具有優(yōu)異的減摩性能，在tio2和氮-硼作用下，起到協(xié)同潤(rùn)滑減摩的作用，該體系能很好的起到抗磨減摩的作用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。