[发明专利]一种复合润滑材料的制备方法

说明书

本发明属于材料技术领域，具体而言，涉及一种复合润滑材料的制备方法。利用高锰酸钾和浓硫酸氧化剥离石墨粉末，制备得到含有氧化石墨烯片层的悬浊液；向悬浊液中加入过氧化氢溶液和强碱水溶液；用无水乙醇/去离子水混合溶液溶解盐酸多巴胺颗粒；将得到的盐酸多巴胺溶液与含有石墨烯片层的悬浊液混合，并加入氨水溶液，调节混合物pH值为弱碱性；对盐酸多巴胺与石墨烯混合物进行充分搅拌，搅拌后对混合溶液进行离心、清洗、干燥处理，得到氧化石墨烯表面负载聚多巴胺纳米球的复合材料。本发明利用聚多巴胺的生物粘附性，增强石墨烯与摩擦副表面的结合强度，并利用石墨烯层间易剪切特性，能够显著增强界面的润滑性能。

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体而言，涉及一种复合润滑材料的制备方法。

背景技术

能源问题是目前人类社会面临的最大挑战之一。在人类可持续发展理念中，改善机械装备界面润滑状况，降低摩擦能源损耗，延长装备服役寿命是永恒的追求目标。以润滑油和润滑脂为典型代表的液体润滑剂，是目前工业界使用最广泛的润滑介质。以二烷基二硫代磷酸锌(ZDDPs)为典型代表的含磷和硫等有害元素的传统润滑添加剂，已难以满足绿色可持续发展理念的要求。

因此，需要开发一种绿色环保并且具有优异的润滑减摩效果的复合润滑材料。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上解决上述技术问题，基于发明人对以下事实和问题的发现和认识，以石墨烯为典型代表的二维材料，具有独特的片层结构、极高的法向承载能力、优良的热电性能和极低的层间剪切势垒。近年来被润滑领域研究人员广泛关注。但大量研究表明，由于石墨烯片层具有较高的化学惰性，难以与摩擦副表面形成共价结合而产生稳定的边界润滑膜。因此，单纯的石墨烯作为润滑添加剂，难以满足工业润滑抗磨减摩效果的要求。因此，以石墨烯大片层为载体，在其表面以及内部负载具有较高化学活性的物质，改善石墨烯片层与摩擦基体表面的吸附特性，增强摩擦界面边界润滑膜的鲁棒性，成为了目前润滑领域的研究方向。

本发明的目的在于提供一种复合润滑材料的制备方法，利用聚多巴胺的生物粘附性，增强石墨烯与摩擦副表面的结合强度，并利用石墨烯层间易剪切特性，能够显著增强界面的润滑性能，制得的氧化石墨烯表面负载聚多巴胺纳米球复合材料，具有优异的润滑减摩效果，能够满足齿轮减速器、变速箱、轮毂电机等高速、高温工况下润滑需求，在乘用车辆、航空宇航、新一代军事装备等领域具有极大的应用前景。

本发明的实施例提出了一种复合润滑材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)采用高锰酸钾与浓硫酸作为氧化剂，对石墨粉进行氧化处理，得到含有氧化石墨烯片层的第一混合物；

(2)向步骤(1)的第一混合物中加入去离子水，再加入过氧化氢水溶液，对混合液进行搅拌；

(3)向步骤(2)处理后的第一混合物中加入碱溶液，调节第一混合物的pH值，得到含有氧化石墨烯的第一混合物；

(4)用无水乙醇和去离子水的混合溶液溶解盐酸多巴胺固体颗粒，并搅拌，得到第二混合物；

(5)将步骤(3)得到的含有氧化石墨烯的第一混合物与步骤(4)得到的含有盐酸多巴胺的第二混合物混合，得到第三混合物；在第三混合物中加入氨水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐缓冲溶液的一种或二者混合物，调节第三混合物的pH值至碱性；

(6)将步骤(5)得到的第三混合物进行搅拌处理，之后抽滤、离心、清洗、干燥处理，得到氧化石墨烯表面负载聚多巴胺纳米球复合润滑材料。

以上复合润滑材料的制备方法，具有的优点在于：