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一種石墨烯潤(rùn)滑油添加劑及其制備方法

文檔序號(hào):9838247閱讀:851來(lái)源:國(guó)知局
一種石墨烯潤(rùn)滑油添加劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種潤(rùn)滑油添加劑,特別涉及一種石墨烯潤(rùn)滑油添加劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了增加潤(rùn)滑油的減摩抗磨效果,通常在潤(rùn)滑油中添加少量的潤(rùn)滑油添加劑,傳 統(tǒng)的潤(rùn)滑油添加劑為硫、磷或氯型抗磨劑,此種添加劑對(duì)摩擦副材料具有腐蝕性和選擇性, 特別是含硫、磷或氯等元素的潤(rùn)滑油添加劑在使用過(guò)程中,會(huì)排放廢氣和污染物,因而對(duì)環(huán) 境造成污染。
[0003] 納米添加劑有助于改善潤(rùn)滑油的性能,而石墨烯作為單層碳原子緊密排列而形成 的一種炭質(zhì)新材料,具有單層二維蜂窩狀(Honeycomb)晶格結(jié)構(gòu),是目前世界上公認(rèn)的最薄 的二維材料,由于其特殊的微觀結(jié)構(gòu),石墨烯具有極好的力學(xué)、熱導(dǎo)性和電學(xué)性能,但現(xiàn)有 技術(shù)采用N-甲基吡略燒(N-methyl-2-pyrr01id0ne,NMP)與石油醚反復(fù)清洗以增強(qiáng)石墨稀 親油性的方法,雖然可提高石墨烯在潤(rùn)滑油中的分散性,但其工藝操作復(fù)雜繁瑣、并且伴有 高污染物排放,影響環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供的一種石墨烯潤(rùn)滑油添加劑及其制備方法,以解決傳統(tǒng)的潤(rùn)滑油添加 劑存在腐蝕性和選擇性問(wèn)題,納米材料的添加劑工藝操作復(fù)雜,且會(huì)排放廢氣和污染物,對(duì) 環(huán)境造成污染的缺陷,同時(shí)改進(jìn)了工藝,減少了石墨烯的超聲波分散環(huán)節(jié),便于工業(yè)推廣應(yīng) 用。
[0005] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的: 一種石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,各組分的含量以重量百分比計(jì)包括: 石墨稀 0.1-1% HSD(氫化苯乙烯-雙烯共聚物) 1-10% 硼酸酯 15-25% 油性溶劑 70-85% 其中,石墨烯潤(rùn)滑油添加劑中各組分的含量以重量百分比計(jì)優(yōu)選石墨烯0.4%、HSD(氫 化苯乙烯-雙烯共聚物)4%、硼酸酯20%、油性溶劑75.6%。
[0006] 其中,硼酸酯的組分以重量百分比計(jì)優(yōu)選2-(4-十二烷基苯氧基)羥乙基胺基二乙 氧基硼酸酯40%、2-(4_十二烷基苯氧基)十七烷基胺基二乙氧基硼酸酯20%、2-(4_十二烷基 苯氧基)油酸酯羥乙基胺基二乙氧基硼酸酯40%。
[0007] 其中,油性溶劑優(yōu)選潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油。
[0008] 本發(fā)明還提供一種制備上述石墨烯潤(rùn)滑油添加劑的方法,包括如下步驟:取硼酸 酯和油性溶劑在溫度為50-60 °C下充分?jǐn)嚢?0min,再加入HSD(氫化苯乙烯-雙烯共聚物)電 磁攪拌30min,最后加入石墨稀,用55KW的油漆分散機(jī)高速攪拌30min,即得。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是: 1、本發(fā)明相對(duì)傳統(tǒng)的硫、磷或氯型抗磨劑,不會(huì)出現(xiàn)對(duì)摩擦副材料具有腐蝕性和選擇 性的現(xiàn)象,在生產(chǎn)、使用過(guò)程中沒(méi)有廢水、廢氣、廢渣等的產(chǎn)生和排放,是一種環(huán)境友好型 的綠色潤(rùn)滑油添加劑。
[0010] 2、本發(fā)明使用的硼酸酯組分都是氮化型硼酸酯具有良好的水解穩(wěn)定性和優(yōu)異的 抗氧化安定性,且該酯增加了添加劑的粘度有利于石墨烯的分散穩(wěn)定,同時(shí)與石墨烯復(fù)配 有利于該添加劑的極壓抗磨性,可起到節(jié)油、抗磨、降噪音、提高動(dòng)力等功能。
[0011] 3、本發(fā)明使用的HSD氫化苯乙烯-雙烯共聚物是高性能潤(rùn)滑油中常用的粘度指數(shù) 改進(jìn)劑,其不僅能稠化基礎(chǔ)油,而且可以改變油品的黏溫性,使油品具有良好的高溫潤(rùn)滑 性、低溫流動(dòng)性和熱氧化安定性。
[0012] 4、本發(fā)明避免了為增強(qiáng)石墨烯的親油性使用N-甲基吡咯烷酮與石油醚反復(fù)清洗 的過(guò)程,簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝,降低了生產(chǎn)成本。
[0013] 5、本發(fā)明提供的納米潤(rùn)滑油添加劑可用作多功能潤(rùn)滑油和潤(rùn)滑脂的添加劑,還可 以用作各種車(chē)輛、船舶、石油化工、礦山的大型機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)的修復(fù)抗磨劑。
【具體實(shí)施方式】 [00M] 實(shí)施例1 石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,取原料按重量百分比計(jì)包括: 石墨烯0.1%、HSD(氫化苯乙烯-雙烯共聚物)1%、硼酸酯15%、油性溶劑83.9%; 其中:石墨稀的直徑為lum-5um,厚度為lnm-10nm,比表面積500-1000m2/g;HSD是潤(rùn)英 聯(lián)公司的SV260;硼酸酯組分按重量百分比計(jì)為2-(4-十二烷基苯氧基)羥乙基胺基二乙氧 基硼酸酯40%、2-(4_十二烷基苯氧基)十七烷基胺基二乙氧基硼酸酯20%、以及2-(4-十二烷 基苯氧基)油酸酯羥乙基胺基二乙氧基硼酸酯40%;油性溶劑為500SN基礎(chǔ)油。
[0015]石墨烯潤(rùn)滑油添加劑的制備方法,包括如下步驟: 將硼酸酯加入到油性溶劑在50_60°C充分?jǐn)嚢?0min,再加入HSD電磁攪拌30min,最后 加入石墨烯,用55KW的油漆分散機(jī)高速攪拌30min,即得石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,本品為黑色 油狀物。
[0016] 產(chǎn)品抗磨性能測(cè)試:利用四球機(jī)測(cè)定,設(shè)定載荷(溫度20°C,負(fù)荷294N和392N,速度 1450R/min,時(shí)間30min)下的抗磨性能,四球試驗(yàn)所用的鋼球?yàn)橹睆?2.7mm的CCr 15標(biāo)準(zhǔn)鋼 球,對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
[0017]表1
實(shí)施例2 石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,取原料按重量百分比計(jì)包括: 石墨烯0.4%,HSD(氫化苯乙烯-雙烯共聚物)4%,硼酸酯20%,油性溶劑75.6%; 其中:石墨稀的直徑為lum-5um,厚度為lnm-10nm,比表面積500-1000m2/g;HSD是潤(rùn)英 聯(lián)公司的SV260;硼酸酯組分為:2-(4-十二烷基苯氧基)羥乙基胺基二乙氧基硼酸酯40%、2_ (4-十二烷基苯氧基)十七烷基胺基二乙氧基硼酸酯20%、以及2-(4-十二烷基苯氧基)油酸 酯羥乙基胺基二乙氧基硼酸酯40%;油性溶劑為500SN基礎(chǔ)油。
[0018] 石墨烯潤(rùn)滑油添加劑的制備方法,包括如下步驟: 將硼酸酯加入到油性溶劑在50_60°C充分?jǐn)嚢?0min,再加入HSD電磁攪拌30min,最后 加入石墨烯,用55KW的油漆分散機(jī)高速攪拌30min,即得石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,本品為黑色 油狀物。
[0019] 產(chǎn)品抗磨性能測(cè)試:利用四球機(jī)測(cè)定,設(shè)定載荷(溫度20°C,負(fù)荷294N和392N,速度 1450R/min,時(shí)間30min)下的抗磨性能,四球試驗(yàn)所用的鋼球?yàn)橹睆?2.7mm的CCr 15標(biāo)準(zhǔn)鋼 球,對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
[0020] 表2
實(shí)施例3 石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,取原料按重量百分比計(jì)包括: 石墨烯0.5%,HSD 5%,硼酸酯20%,油性溶劑74.5%; 其中:石墨稀的直徑為lum-5um,厚度為lnm-10nm,比表面積500-1000m2/g;HSD是潤(rùn)英 聯(lián)公司的SV260;硼酸酯組分為:2-(4-十二烷基苯氧基)羥乙基胺基二乙氧基硼酸酯40%、2_ (4-十二烷基苯氧基)十七烷基胺基二乙氧基硼酸酯20%、以及2-(4-十二烷基苯氧基)油酸 酯羥乙基胺基二乙氧基硼酸酯40%;油性溶劑為500SN基礎(chǔ)油。
[0021 ]石墨烯潤(rùn)滑油添加劑的制備方法,包括如下步驟: 將硼酸酯加入到油性溶劑在50_60°C充分?jǐn)嚢?0min,再加入HSD電磁攪拌30min,最后 加入石墨烯,用55KW的油漆分散機(jī)高速攪拌30min,即得石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,本品為黑色 油狀物。
[0022] 產(chǎn)品抗磨性能測(cè)試:利用四球機(jī)測(cè)定,設(shè)定載荷(溫度20°C,負(fù)荷294N和392N,速度 1450R/min,時(shí)間30min)下的抗磨性能,四球試驗(yàn)所用的鋼球?yàn)橹睆?2.7mm的CCr 15標(biāo)準(zhǔn)鋼 球,對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。
[0023] 表 3 實(shí)施例4
石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,取原料按重量百分比計(jì)包括: 石墨烯0.8%,油酸8%,硼酸酯21%,油性溶劑70.2%; 其中:石墨稀的直徑為lum-5um,厚度為lnm-10nm,比表面積500-1000m2/g;HSD是潤(rùn)英 聯(lián)公司的SV260;硼酸酯組分為:2-(4-十二烷基苯氧基)羥乙基胺基二乙氧基硼酸酯40%、2_ (4-十二烷基苯氧基)十七烷基胺基二乙氧基硼酸酯20%、以及2-(4-十二烷基苯氧基)油酸 酯羥乙基胺基二乙氧基硼酸酯40%;油性溶劑為500SN基礎(chǔ)油。
[0024] 石墨烯潤(rùn)滑油添加劑的制備方法,包括如下步驟: 將硼酸酯加入到油性溶劑在50_60°C充分?jǐn)嚢?0min,再加入HSD電磁攪拌30min,最后 加入石墨烯,用55KW的油漆分散機(jī)高速攪拌30min,即得石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,本品為黑色 油狀物。
[0025] 產(chǎn)品抗磨性能測(cè)試:利用四球機(jī)測(cè)定,設(shè)定載荷(溫度20°C,負(fù)荷294N和392N,速度 1450R/min,時(shí)間30min)下的抗磨性能,四球試驗(yàn)所用的鋼球?yàn)橹睆?2.7mm的CCr 15標(biāo)準(zhǔn)鋼 球,對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。
[0026]表4
綜上所述,本發(fā)明的內(nèi)容并不局限在上述的實(shí)施例中,相同領(lǐng)域內(nèi)通過(guò)本發(fā)明的技術(shù) 指導(dǎo)思想之內(nèi)可以輕易提出其他的實(shí)施例,但這種實(shí)施例都包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,其特征在于:各組分的含量以重量百分比計(jì)包括: 石墨稀 0.1-1% 氫化苯乙烯-雙烯共聚物 1-10% 硼酸酯 15-25% 油性溶劑 70-85%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,其特征在于:所述潤(rùn)滑油添加劑中各組 分的含量以重量百分比計(jì)包括石墨烯0.4%、氫化苯乙烯-雙烯共聚物4%、硼酸酯20%、油性 溶劑75.6%。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,其特征在于:所述硼酸酯的組分以重量 百分比計(jì)包括2-(4-十二烷基苯氧基)羥乙基胺基二乙氧基硼酸酯40%、2-(4_十二烷基苯 氧基)十七烷基胺基二乙氧基硼酸酯20%、2-(4_十二烷基苯氧基)油酸酯羥乙基胺基二乙氧 基硼酸酯40%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯潤(rùn)滑油添加劑,其特征在于:所述油性溶劑為潤(rùn)滑油基 礎(chǔ)油。5. -種如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的石墨烯潤(rùn)滑油添加劑的制備方法,其特征在于 包括如下步驟:取硼酸酯和油性溶劑在溫度為50-60 °C下充分?jǐn)嚢?0min,再加入氫化苯乙 稀-雙稀共聚物電磁攪拌30min,最后加入石墨稀,用55KW的油漆分散機(jī)高速攪拌30min,即 得。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種石墨烯潤(rùn)滑油添加劑及其制備方法,該石墨烯潤(rùn)滑油添加劑的組分包括石墨烯、氫化苯乙烯-雙烯共聚物、硼酸酯、油性溶劑,經(jīng)適量配比制備而成。本發(fā)明提供的石墨烯潤(rùn)滑油添加劑解決了傳統(tǒng)的潤(rùn)滑油添加劑存在腐蝕性和選擇性問(wèn)題,納米材料的添加劑工藝操作復(fù)雜,且會(huì)排放廢氣和污染物,對(duì)環(huán)境造成污染的缺陷,本發(fā)明的石墨烯潤(rùn)滑油添加劑可實(shí)現(xiàn)磨損部的自修復(fù),并起到節(jié)油、抗磨、降噪音、提高動(dòng)力等功能,且能很好地分散于多種潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油中,氧化穩(wěn)定性好,可長(zhǎng)期穩(wěn)定存在,適合于解決各種機(jī)械設(shè)備在多種工況下的摩擦、磨損和養(yǎng)護(hù)問(wèn)題。
【IPC分類(lèi)】C10N30/02, C10M161/00, C10N20/06, C10N30/06, C10N40/25, C10N30/12
【公開(kāi)號(hào)】CN105602654
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610081823
【發(fā)明人】張勇, 連金杯
【申請(qǐng)人】四川碳世界科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月25日
【申請(qǐng)日】2016年2月5日
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