[发明专利]一种耐磨添加剂，其制备方法、用途以及含有其的润滑油

说明书

本发明提供了一种耐磨添加剂，其制备方法、用途以及含有其的润滑油，所述耐磨添加剂包括表面包覆有铜纳米粒子的胺基修饰的氟化石墨烯和/或氟化石墨，本发明通过将铜纳米粒子包覆在胺基修饰的氟化石墨烯和/或氟化石墨表面，获得了一种性能优良的润滑油用耐磨添加剂，该耐磨添加剂制备简单，添加量少，耐磨效果较未经处理的氟化石墨烯和/或氟化石墨相比有了大幅提高，能够降低润滑油的摩擦系数至0.02左右，并且适用于多种类型的润滑油。

技术领域

本发明属于耐磨材料领域，尤其涉及一种耐磨添加剂，其制备方法、用途以及含有其的润滑油。

背景技术

石墨烯是由碳原子以六边形网格形式排列而成的二维材料，具有优异的光、电、力、热、磁学性质，是目前纳米材料研究的热点，将石墨烯进行氟化，能够有效调控石墨烯材料电子结构和物理化学性质，得到氟化石墨烯材料，氟化石墨烯材料与其他石墨烯类材料相比具有更小的纳米尺寸、更优异的力学和热学性能、更大的比表面积以及更多的表面褶皱，故在光催化、光电器件、润滑材料、医学工程等领域具有较大的应用价值，尤其是其具有优异的润滑性能，将其添加在润滑油中后，在摩擦过程中能使得润滑油与被摩擦表面之间形成一种具有高结合特性的转移膜，阻止摩擦表面之间的直接接触，进而降低润滑油的摩擦系数，降低摩擦损失。

然而，氟化石墨烯具有一个较为明显的缺点，即氟化后的石墨烯表面分布有大量氟原子，使得石墨烯整体呈现较大的极性，进而降低氟化石墨烯在油相溶剂中的分散性，降低氟化石墨烯的耐磨性能，现有的一些增强氟化石墨烯在油相或水相中分散性能的方法，如对氟化石墨烯进行氨基化修饰或氧化等，虽然在一定程度上增强了氟化石墨烯在润滑油中的分散性能，然而，上述增强效果往往仅对于特定的几种矿物润滑油或生物润滑油有效，对于复合调配的润滑油效果并不明显，而且，上述对于氟化石墨烯的修饰降低了石墨烯表面的氟原子对于接触面，尤其是金属接触面的吸附能力，降低了润滑油与摩擦表面的转移膜层的厚度，从而使得氟化石墨烯在润滑油中的添加量大大增加，进而增加润滑油的成本。

例如，CN108285817A中公开了一种润滑油添加剂的制备方法，其通过将氧化石墨烯在吸收水分后用氟气和氧气进行氟化反应，得到了一种含有少量氧原子的氟化石墨烯，将其应用于液体石蜡润滑油中，仅需添加0.05wt％左右的含量即可降低润滑油的摩擦系数至0.13，然而，将上述润滑油添加剂用于其他种类的润滑油时对润滑油耐磨能力提升不明显，其耐磨能力还有待提升；CN108130178A中公开了一种氟化石墨烯增强的润滑油，通过将氟化石墨烯与木质素、聚乙二醇、硫醇甲基锡炭黑等混合加热进行改性，得到的改性氟化石墨烯与胺溶剂、油酸、磷化液、三甲基丙烷、氟硼酸铵、焦磷酸钠、增塑剂、乳化剂等混合后加入基础油中，得到了一种耐磨能力较强的润滑油，其摩擦系数可达0.043左右，然而，上述混合物组分复杂，包括大量的乳化剂等分散剂用于分散改性氟化石墨烯，而且，为达到上述较好的性能，润滑油中氟化石墨烯的加入量较多，润滑油中至少添加有有1wt％以上的氟化石墨烯，上述组分和含量的选择大大增加了润滑油的成本，产品的制备工艺也较为复杂，故不适合大规模生产。

在现有技术的基础上，本领域的技术人员需要进一步的提高氟化石墨烯或氟化石墨在润滑油中的分散性以及对于各种润滑油的适用性，提高氟化石墨烯或氟化石墨材料在摩擦表面形成的耐磨层的厚度，降低氟化石墨烯或氟化石墨制备和改性的难度，降低氟化石墨烯或氟化石墨在润滑油中的添加量，使得氟化石墨烯和/或氟化石墨更适用于作为润滑油添加剂使用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种耐磨添加剂，其制备方法、用途以及含有其的润滑油，所述耐磨添加剂应在润滑油中具有较好的分散性和较低的添加量，还需具有制备方法简单、耐磨效果优良等优点。

为达此目的，本发明的目的之一在于提供一种耐磨添加剂，所述耐磨添加剂包括表面包覆有铜纳米粒子的胺基修饰的氟化碳材料。

所述氟化碳材料为氟化石墨烯和/或氟化石墨。。