[发明专利]一种高速极压耐磨润滑油及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种高速极压耐磨润滑油及其制备方法和应用，本发明中的石墨烯采用物理方法进行制备，兼有高效、低成本、简易绿色、易规模化的优势，为石墨烯在润滑领域的应用提供了有力的技术支持。单层或少层石墨烯经过亲油表面修饰后，加入添加剂，能够在基础油中具有优异的稳定性和分散性。纳米粒子加入后，在摩擦过程中，可在摩擦副表面形成石墨烯‑纳米粒子‑石墨烯多层三明治结构，可有效的防止油膜破裂，提高基础油的润滑和抗磨性能，提高承载能力。石墨稀还可以直接填充到金属表面划痕或缺陷处起到修复作用，延长机械寿命，降低能耗，更加环保节能。

技术领域

本发明涉及润滑油技术领域，特别是涉及一种高速极压耐磨润滑油及其制备方法和应用。

背景技术

传统的耐磨润滑油一般由基础油、添加剂和纳米粒子组成。基础油选用矿物油或合成油，添加剂一般为有机化合物，要求其可完全分散于基础油。添加剂的功能主要有：提高油中纳米粒子的表面活性，抗氧化，抗金属表面腐蚀等等。润滑油中纳米粒子的主要功能在于可在金属表面堆积，填平裂纹和金属表面缺陷、并在金属表面形成纳米级自修复层，使接触表面之间形成滚动摩擦。但是随着工况的改变，特别是高速或极压环境下，添加纳米粒子的油膜易破损，金属接触表面会受到各种腐蚀和磨损，从而降低了滚动摩擦的效果，极大的降低金属的使用寿命。

石墨烯具有超高比表面积(单层石墨烯厚度仅为0.334nm，易进入摩擦接触面)、优异的力学性能和自润滑性，这些特性使其在润滑添加剂方面的应用研究受到关注，大量研究发现适量的石墨烯作为润滑添加剂不仅可以减少摩擦系数，而且能通过摩擦吸附膜的形式显著提高润滑剂的承载抗磨性能。但石墨烯容易产生团聚现象，从而影响了其在润滑油和溶剂中的分散稳定性。目前，解决石墨烯分散稳定性的方法主要有两种，一种是添加分散剂，利用分散剂的分散作用，使石墨烯均匀稳定地分散在溶剂中；另一种是将石墨烯进行官能化修饰，使石墨烯表面接枝亲油官能团，增加在溶剂中的分散稳定性。

目前，已应用在润滑油中的石墨烯材料大部分为采用氧化还原法制备的氧化石墨烯，与石墨烯相比，氧化石墨烯表面存在大量含氧官能团并且呈现褶皱的形貌，从而使其表面的光滑性大大降低，增加了层间的摩擦系数；且制备工艺相对复杂、制备成本较高、所用化学试剂大多对环境有危害，难以满足低成本绿色制备及高速极压应用的需要。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高速极压耐磨润滑油及其制备方法和应用，本发明中的石墨烯采用物理方法进行制备，兼有高效、低成本、简易绿色、易规模化的优势，为石墨烯在润滑领域的应用提供了有力的技术支持。单层或少层石墨烯经过亲油表面修饰后，加入添加剂，能够在基础油中具有优异的稳定性和分散性。纳米粒子加入后，在摩擦过程中，可在摩擦副表面形成石墨烯-纳米粒子-石墨烯多层三明治结构，可有效的防止油膜破裂，提高基础油的润滑和抗磨性能，提高承载能力。石墨稀还可以直接填充到金属表面划痕或缺陷处起到修复作用，延长机械寿命，降低能耗，更加环保节能。

本发明的技术方案是：一种高速极压耐磨润滑油，包含如下组分：基础油、纳米粒子、石墨烯、表面修饰剂、添加剂；所述基础油的质量百分比为总质量的30％-90％；所述纳米粒子的质量百分比为总质量的5％-50％；所述石墨烯的质量百分比为总质量的0.001％-10.0％；所述表面修饰剂的质量百分比为石墨烯质量的50％-100％；所述添加剂的质量百分比为石墨烯质量的5％-50％。

进一步的，所述基础油的质量百分比为总质量的50％-70％；所述纳米粒子的质量百分比为总质量的20％-35％；所述石墨烯的质量百分比为总质量的5％-10.0％；所述表面修饰剂的质量百分比为石墨烯质量的50％-100％；所述添加剂的质量百分比为石墨烯质量的20％-50％。

进一步的，所述基础油为食用菜籽油、HVIW 150N润滑油、HVIW 250N润滑油、HVIW500N润滑油中的一种。