[发明专利]一种石墨烯润滑脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种石墨烯润滑脂及其制备方法。本发明提供的新型润滑脂，以润滑脂质量为基准，包括以下组分：35～94.8％的润滑基础油，5～35％的稠化剂，0.1～15％的石墨烯，0.1～15％的钛酸四烷基酯改性剂。本发明采用一步法制备石墨烯润滑脂，石墨烯与改性剂直接参与了润滑脂皂纤维的形成过程，与稠化剂产生了明显的协同效应，克服了现有技术需6～8小时超长改性预制时间的问题，降低了生产难度，有利于在工业化时的批量生产。所制备的润滑脂在综合性能上也更为优异，尤其是抗磨特性得到了很大的改善。

技术领域

本发明属于润滑脂制备领域，确切地说是一种含有石墨烯的新型润滑脂及其制备方法。

背景技术

润滑脂是一种由稠化剂、基础油及添加剂组成的从半流体到固体状的润滑剂产品，在生产生活中应用广泛。绝大多数润滑脂用于润滑，一般称为减摩润滑脂，在机械的摩擦部位起到降低摩擦、防止磨损的作用，同时还兼有防止金属腐蚀的保护作用及密封防尘作用。也有一些润滑脂是专门用于防止金属生锈或腐蚀的，称为保护润滑脂，如工业凡士林等少数密封专用润滑脂。

在不加添加剂的情况下，大多数基础脂的抗磨性能并不理想，传统的极压抗磨剂多是含硫、磷、氯、钼、铅等的有机化合物。一般氯类、硫类用于提高润滑脂的耐负荷能力，防止金属表面在高负荷条件下发生烧结、卡咬、刮伤，而磷类、有机金属盐类具有较高的抗磨能力，可有效防止或减少金属表面在中等负荷条件下的磨损。典型的有二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP，代号T202/203)等，但硫、磷等添加剂存在设备腐蚀和环境污染问题，近年来迫于环保压力及实际需求，先后开发出了含氧、氮、硼等的非传统极压抗磨剂，同时纳米材料等新技术的不断发展也致使涌现许多新型材料，在性能和应用上均有独特优势。

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构，且只有一个碳原子厚度的二维材料，是目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，被称为21世纪的“黑金”、“新材料之王”。石墨烯具有优异的导热、导电、透光等性质，且机械强度高、质量比表面大，掺杂时表现半导体性质，在太阳能电池、应力感应检测、吸波隐形材料、绿色催化等领域已有广泛应用。

作为新材料的石墨烯，在传统的润滑脂技术领域的应用刚刚崭露头角，且大多局限于实验室研究，但应用前景不可小觑。专利CN 104560289 A、CN 104560267 A等提供了部分单皂基、复合皂基及聚脲基石墨烯润滑脂的制备方法；专利CN 103289802 A提供了预制石墨烯改性润滑脂的制备方法；专利CN 104726186 A提供了石墨烯有机硅油润滑脂的制备方法。但是现有技术提供的方法存在改性预制时间长、石墨烯利用率低、混合不均匀等问题，因此需要进一步改进石墨烯润滑脂的制备方法。

发明内容

本发明提供了一种新型石墨烯润滑脂。

本发明还提供了一步法制备石墨烯润滑脂的新型方法，该方法克服了现有技术改性预制时间长、石墨烯利用率低、混合不均匀等问题，简化了工艺流程，可有效降低实际工业批量化生产的成本，且综合性能更为优异。

本发明提供的新型石墨烯润滑脂，以润滑脂质量为基准，包括以下组分：35～94.8％的润滑基础油，5～35％的稠化剂，0.1～15％的石墨烯，0.1～15％的钛酸四烷基酯改性剂，石墨烯与改性剂的质量比为1：0.1～10。

优选情况下，以润滑脂质量为基准，包括以下组分：55～89％的润滑基础油，10～25％的稠化剂，0.5～10％的石墨烯，0.5～10％的钛酸四烷基酯改性剂，石墨烯与改性剂的质量比为1：0.2～5。

本发明所用的基础油可以是矿物油、植物油、合成油或它们的混合物。矿物油通常选用石蜡基、环烷基系列，植物油可以是蓖麻油、菜籽油、花生油、大豆油等，合成油可以是聚α烯烃油(PAO)、酯类油、氟油、烷基萘、醚系合成油等。