[发明专利]改性石墨烯及其制备方法和润滑油

说明书

本发明涉及一种改性石墨烯及其制备方法和润滑油。该改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂混匀，加热回流反应，得到改性石墨烯，有机溶剂选自N，N‑二甲基甲酰胺、乙醇及四氯化碳中的至少一种。上述改性石墨烯的制备方法制备的改性石墨烯能够用于制备兼具较好分散性和较优极压抗磨性的润滑油。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，特别是涉及一种改性石墨烯及其制备方法和润滑油。

背景技术

润滑油因具有润滑、辅助冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用，在航空、汽车、机械加工、交通运输、冶金、煤炭等行业有着极为广泛的应用，能够减少这些行业的相关设备的摩擦，延长相关设备的使用寿命。然而，随着科技的发展，传统的润滑油的极压抗磨性已经不能满足机械设备的要求。

一些研究通过向润滑油中加入润滑添加剂，以增强润滑油的极压抗磨性。但是，这些润滑添加剂在非极性溶剂中的溶解性较差，加入到润滑油中，容易导致润滑油的分散性较差，不利于润滑油发挥润滑作用。

发明内容

基于此，有必要提供一种改性石墨烯的制备方法，该改性石墨烯的制备方法制备的改性石墨烯能够用于制备兼具较好分散性和较优极压抗磨性的润滑油。

此外，提供一种改性石墨烯及润滑油。

一种改性石墨烯的制备方法，包括如下步骤：

将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂混匀，加热回流反应，得到改性石墨烯，其中，所述有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、乙醇及四氯化碳中的至少一种。

上述改性石墨烯的制备方法通过将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂加热回流反应，有机溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺、乙醇及四氯化碳中的至少一种，使得植酸中的磷原子引入石墨烯中，使得制备得到的改性石墨烯在非极性溶剂中的溶解性较高，采用上述改性石墨烯制备的润滑油的摩擦系数较低，兼具较好分散性和较优极压抗磨性的润滑油。经试验验证，上述改性石墨烯在四氢呋喃、四氯化碳及二氯乙烷中的溶解度分别为13mg/mL～17mg/mL、23mg/mL～27mg/mL、16mg/mL～20mg/mL；添加有该改性石墨烯的润滑油在常温下放置24h仍具有较好的分散性，摩擦系数为0.45～0.53，具有较好的极压抗磨性。

在其中一个实施例中，所述氧化石墨烯与所述植酸的质量比为1:2～2:1，所述氧化石墨烯的质量与所述有机溶剂的体积比为1:60～1:120；所述加热回流反应中，反应温度为60℃～80℃，反应时间为8h～48h。

在其中一个实施例中，所述将氧化石墨烯、植酸与有机溶剂混匀的步骤包括：将所述氧化石墨烯与所述植酸混匀，加入所述有机溶剂混匀。

在其中一个实施例中，所述加热回流反应的步骤之后，还包括如下步骤：对加热回流后得到的反应物进行固液分离，收集沉淀并干燥。

一种改性石墨烯，由上述所述的改性石墨烯的制备方法制备得到。

一种润滑油，包括基础油及上述所述改性石墨烯。

在其中一个实施例中，所述改性石墨烯的浓度为0.6g/L～1.3g/L。

在其中一个实施例中，以重量份数计，所述基础油包括60份～70份的α-烯烃、10份～15份的聚甲基丙烯酸酯、10份～15份的邻苯二甲酸酯、5份～8份的聚乙二醇、2份～5份的动物油及1份～3份的二硫代磷酸锌。

在其中一个实施例中，所述α-烯烃选自碳链长度为6～12的α-烯烃中的至少一种；及/或，

所述动物油为猪油。