[发明专利]一种添加改性石墨烯的机器人谐波减速器润滑脂组合物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种添加改性石墨烯的机器人谐波减速器润滑脂组合物及其制备方法。所述润滑脂组合物包括润滑脂和占润滑脂重量0.001～0.2%的掺杂二氧化硅的改性石墨烯。所述润滑脂组合物不仅利用石墨烯超硬、超润滑、导热性好的特性，还有二氧化硅粉末的良好导热性，与已有的添加石墨烯润滑脂相比，该添加改性石墨烯润滑脂更具有良好的使用寿命，具有极低的摩擦系数（摩擦系数小于0.1）和优良的散热性能（热传导系数大于2.5 W/mK），具有较大的应用前景。

技术领域

本发明涉及润滑脂技术领域，更具体地，涉及一种添加改性石墨烯的机器人谐波减速器润滑脂组合物及其制备方法。

背景技术

润滑脂是一种稠厚的油脂状半固体。用于机械的摩擦部分，起润滑和密封作用，也用于金属表面，起填充空隙和防锈作用。根据用途可分为通用润滑脂和专用润滑脂两种，前者用于一般机械零件，后者用于拖拉机、铁道机车、船舶机械、石油钻井机械、阀门等。

随着电子行业、汽车行业和精密机械行业在中国的迅速发展，在高度洁净环境下的精密自动化生产线的应用越来越广泛。为了减少人工、提高生产效率和提高生产质量稳定性，这些生产线上应用了大量的精密工业机器人，其中精密工业机器人谐波减速器使用的润滑脂，要求摩擦系数低而稳定，导热系数高，润滑寿命长。近年来，世界机器人产业持续发展壮大，特种机器人特别是服务机器人作为新兴产业发展迅猛，我国目前机器人使用密度仍远低于世界平均水平。目前，韩国和日本是世界机器人使用密度最高的国家，每万名工人中拥有机器人数量超过300台，德国和美国超过250台，世界平均水平为58台，而我国仅为23台，因此我国机器人市场还有很大的增长空间。

石墨烯是2004年由英国科学家Novoselow等首次发现的，是由碳原子紧密堆积而成的新型二维原子晶体，其基本结构为sp2杂化碳原子形成的类六元环苯单元，是目前世界上最薄的二维材料，单层厚度只有0.3354nm。石墨烯上具有独特的热性能和力学性能，石墨烯的理论热导率达5000W/(m·K)，其机械强度可达130Ga。石墨烯这些独特性能，使其已成为近年来备受瞩目的国际前沿和研究热点，并展现出广阔的应用前景。但是任何方法所合成出来的石墨烯都易发生团聚效应进而影响其实际应用。

根据工业机器人谐波减速器的工况特点，要求润滑脂具有良好的稳定性能，润滑脂长时间使用不发生漏油、氧化；工业机器人谐波减速器需频繁启停且经常往复运动，易产生微动磨损，要求润滑脂具有优异的抗微动磨损性能；具有优异的极压抗磨性能；工业机器人谐波减速器上承受的转矩大，容易产生磨损，因此要求润滑脂具有优异的极压抗磨性能；具有良好的散热性能，在较低温度下仍可以正常启动和运转。

目前还尚未有添加石墨烯的工业机器人谐波减速器润滑脂的相关研究或报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有石墨烯以及工业机器人谐波减速器润滑脂研究存在的缺陷和不足，提供一种改性石墨烯以及添加有该改性石墨烯的业机器人谐波减速器润滑脂。

本发明的第一个目的是提供一种掺杂二氧化硅的改性石墨烯。

本发明的第二个目的是提供一种添加改性石墨烯的机器人谐波减速器润滑脂组合物。

本发明的第三个目的是提供所述添加改性石墨烯的机器人谐波减速器润滑脂组合物的制备方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

一种掺杂二氧化硅的改性石墨烯的制备方法，将过量石墨烯粉末分散在水中，剧烈搅拌，得到均匀分散液；然后将正硅酸乙酯，十六烷基三甲基溴化铵加入到上述溶液中，搅拌10～50分钟后将混合物于150～250℃水热处理2～4小时，分离沉淀、洗净、干燥，制得掺杂二氧化硅的改性石墨烯。