[发明专利]一种改性氧化石墨烯除油剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种改性氧化石墨烯除油剂，包括以下组分，各组分的含量以重量比表示如下：改性氧化石墨烯5‑25重量份、有机醇1‑15重量份、有机活性剂0.5‑10重量份、水55‑90重量份。该改性氧化石墨烯除油剂可以快速、高效地对金属样品进行除油处理；同时除油剂的组分不会破坏金属样品表面，为金属产品进行后续加工提供保障；可用于各类不锈钢产品、铝合金产品、铜合金产品的表面除油处理。

技术领域

本发明涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种改性氧化石墨烯除油剂及其制备方法和应用。

背景技术

金属在进行深加工时，其表面通常会不同程度地粘附一些油污，这些油污一般包括切削液、防锈油、动植物油、研磨膏、灰尘等。而除油效果的好坏直接影响金属后续加工以及产品的质量，以铝合金制品而言，除油是铝合金产品进行阳极氧化处理、表面喷涂处理的第一道重要的关键工序，除油不彻底将直接影响下一个工序的操作，甚至可能污染后续的生产线，导致铝合金产品出现氧化膜缺陷、膜层不均匀、表面针孔、涂层附着力下降的品质问题。

目前，不少市面在售除油剂其成分中一般都含有不同程度的有毒物质，容易对环境和操作人员造成伤害；同时还存在清洗时间长、清洗效率低、清洗效果差的问题，直接影响金属产品的后续加工。

发明内容

本发明旨在解决上面描述的问题。本发明的目的是提供一种改性氧化石墨烯除油剂，该改性氧化石墨烯除油剂可以快速、高效地对金属样品进行除油处理；同时除油剂的组分不会破坏金属样品表面，为金属产品进行后续加工提供保障；可用于各类不锈钢产品、铝合金产品、铜合金产品的表面除油处理。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种改性氧化石墨烯除油剂，包括改性氧化石墨烯5-25重量份，优选的，为8-20重量份。氧化石墨烯是石墨烯的氧化物，具有和石墨烯相似的平面结构，其表面具有大量的活性基团，如羟基(-OH)、环氧基[-C(O)C-]、羧基(-COOH)等活性官能团，使得氧化石墨烯具有良好的亲水性、相容性、分散性、化学反应活性、表面润湿性等优越性能特点，同时也为其表面改性研究提供了先天性优越条件和基础。

氧化石墨烯虽然自身具备大量的亲水性基团，如羟基、环氧基、羧基，具备较好的水溶性，但是由于其自身缺乏亲油性的结构，所以氧化石墨烯不具备制备除油剂的条件。相对于氧化石墨烯而言，本发明的改性石墨烯结构既具备了亲水性的基团，同时和具有亲油性的结构-烷基苯甲胺；正是因为改性氧化石墨烯独特的结构，同时具备亲水性和亲油性，从而具备了制备除油剂所需要的条件。

本发明中在除油剂中添加改性氧化石墨烯，具体的为烷基苯甲胺改性氧化石墨烯，氧化石墨烯表面具有丰富的活性基团环氧基[-C(O)C-]，容易与烷基苯甲胺类有机物(CH₃-(CH₂)_n-C₆H₄-NH₂)进行亲核反应。经过烷基苯甲胺改性的氧化石墨烯，其结构具有亲水亲油性两性结构，亲油结构基团(烷基苯甲胺)主要用于包覆金属表面各类油污，使其脱离金属表面，而亲水结构(氧化石墨烯)则起到增加溶质溶解度的作用，进一步降低油污界面表面张力，与亲油基团一起起到协同作用，增强除油效果。烷基苯甲胺(CH₃-(CH₂)_n-C₆H₄-NH₂)，n为6-10；由于烷基苯甲胺基团在这个区间的长链结构与一般油污分子结构最为接近，根据“相似相溶”原理，n在这个区间的烷基苯甲胺基团结构与油污的相似相溶效果最佳。如果n≤4，所对应的烷基苯甲胺基团与一般油污的结构相似程度较低；如果≥11，随着n值的逐渐增大，烷基苯甲胺基团与氧化石墨烯活性基团环氧基的亲核反应难度增加，同时，所对应的烷基苯甲胺结构与一般油污结构的相似程度的逐渐降低。

烷基苯甲胺改性氧化石墨烯的制备方法为：