[发明专利]一种二异氰酸酯改性石墨烯抗磨节能润滑油的制备方法

说明书

本发明公开了一种二异氰酸酯改性石墨烯抗磨节能润滑油的制备方法，包括制备改性石墨烯及对其进行表面修饰，对改性石墨烯高速剪切和超高速研磨，最后脱水处理制得成品；本发明在石墨烯表面包覆一层亲油性的有机物，可避免强力的机械搅拌和研磨破坏石墨烯的二维层结构，从而制备出层数较低且完整的改性石墨烯，充分发挥低层数石墨烯抗磨减磨的特性，二异氰酸酯连接有亲油性长分子链有机胺的改性石墨烯，可使研磨制得的低层数改性石墨烯在润滑油中均匀分散，避免再次团聚，本发明采用化学改性和物理分散相结合的方式制备改性石墨烯润滑油，润滑油中改性石墨烯结构完整，层数低，分散均匀且稳定，使润滑油具有抗磨节能的润滑效果。

技术领域

本发明涉及润滑油领域，尤其涉及一种二异氰酸酯改性石墨烯抗磨节能润滑油的制备方法。

背景技术

摩擦是运动机械的共性问题，从空间机械到地面装备，从微型机械到超大型航空母舰，只要涉及机械运动，无不涉及到摩擦和磨损问题。随着现代机械的运行工况越来越苛刻、条件越来越复杂以及不断提升的高精度、高可靠性和长寿命方面的要求，对突破原有的润滑材料性能极限的高性能润滑材料和技术的需求也越来越迫切。

润滑油是一种由基础油以及各类添加剂组成的一种具有润滑、抗磨、减磨、散热、清净、抗氧等功能于一体的混合物。随着科学技术的进步，机械设备具有越来越高的使用功率和使用空间，使得常规润滑油无法满足越来越苛刻的机械摩擦条件，因此，在润滑油中添加功能性材料，辅助增加润滑油的润滑能力，是高性能润滑油研发方向之一。

功能化石墨烯改性润滑油分散液是以纳米摩擦学为理论指导、以纳米材料分散技术为支撑的一种新型的抗磨节能自修复功能润滑油产品，它具有优良的抗磨减摩和节能环保功效。将纳米石墨烯改性润滑油加到汽车发动机润滑系统中，可减小发动机的冷启动磨损50％以上，增大汽缸密封性提高气缸压力。发动机使用纳米石墨烯改性润滑油一段时间后，缸套和活塞环上便形成一层超硬超薄石墨烯纳米保护膜。此时，润滑系统一旦发生漏油烧机油等故障，在发动机缺少润滑油的情况下汽车还能安全行驶很长一段时间，这在民用汽车和军事重型设备领域上是很有意义的。

石墨烯具有非极性的多层结构特性，在范德华力作用下单层石墨烯很容易发生团聚现象，很难在其中均匀的分散，多层石墨烯结构不能把石墨烯的抗磨减磨的特性完全的发挥出来，限制了其在润滑领域中的应用，因此能否将功能化石墨烯薄片匀质分散在润滑油中制得单层或者低层数的功能化石墨烯润滑油是现有技术的难点。要得到均匀分散的功能化石墨烯悬浮分散润滑油必须满足条件:破坏长纤维纠缠粘结状态、克服团聚体强吸附力、稳定碳纳米材料分散状态，解决的方法通常有三种：一是用超高转速(1400rpm)分散机进行大量能量输入分散，其原理是采用高速搅拌器可以在局部形成很强的紊流，通常对物料有很强的分散乳化效果；二是采用超高速(13000rpm)胶体磨，超高速胶体磨通过定子和转子的相对运动产生极大的剪切力从而对润滑油中的纳米碳材料研磨后瞬间分散；三是采用连续超声波分散机，采用不同功率的超声波对碳纳米材料石墨烯进行能量转换，从而达到分散石墨烯碳纳米材料的目的。

但是，采用强力的机械分散很容易破坏石墨烯的二维片层结构，并且分散后依然会再次团聚，因此，单纯采用高强、高能的物理机械分散方法很难完整地、均匀地将石墨烯匀质分散到润滑油中。

发明内容

本发明针对现有制备的石墨烯润滑油中石墨烯结构不完整且易于团聚的问题，提供一种二异氰酸酯改性石墨烯抗磨节能润滑油的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种二异氰酸酯改性石墨烯抗磨节能润滑油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、制备二异氰酸酯改性石墨烯

A1、原位合成法制备氧化石墨