[发明专利]一种蒙脱土-氮化钛-功能石墨烯复合材料润滑油添加剂

说明书

本发明公开了一种蒙脱土‑氮化钛‑功能石墨烯复合材料的润滑油添加剂，将氧化石墨烯用硅烷偶联剂进行接枝功能化处理，得到功能氧化石墨烯；将纳米氮化钛用硅烷偶联剂进行改性处理，得到改性氮化钛；之后将蒙脱土与功能氧化石墨烯和改性纳米氮化钛混合均匀，加热反应同时还原氧化石墨烯，得到所述润滑油添加剂。将该复合材料与润滑油以一定比例进行混合后进行摩擦磨损试验，在三种组分的协同作用下，极少的添加量就能达到有效降低摩擦系数，并且能够在磨损表面形成一层自修复薄膜，有效增强磨损面的硬度，进一步提高摩擦面的减摩抗磨能力。

技术领域

本发明涉及一种蒙脱土-氮化钛-功能石墨烯复合材料润滑油添加剂，属于润滑油技术领域。

背景技术

润滑油和润滑脂作为机械运行过程中有效降低摩擦磨损的缓冲介质，具有冷却、密封、防腐、防锈、绝缘、清洗杂质等作用，而其中起主要作用的除了基础油油体本身外，就是各种各样的添加剂，特别是减摩抗磨添加剂。氮化钛在润滑领域的应用，早期多集中于涂层在金属表面作为切削工具和汽车零件的保护陶瓷涂层等。国内已有文献报道纳米氮化钛材料作为润滑油添加剂[阮亭纲,谢先东,文广,刘启跃.纳米TiN润滑油添加剂的摩擦学性能研究.润滑与密封,2015,40(09):42-46+52.]。但是纳米粒子氮化钛在油品中难以稳定分散，极易团聚沉降，并且摩擦系数降低的也不够低。

中国专利CN201711383769公开了功能化石墨烯负载蒙脱土的润滑油添加剂、制备方法及其应用，虽然该润滑油添加剂在润滑油中有着极为优异的分散性能，并且有着一定的减摩修复能力，但是其摩擦系数降低的还不够低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种蒙脱土-氮化钛-功能石墨烯复合材料润滑油添加剂、制备方法及其应用。

了实现上述目的本发明采用的技术方案如下：蒙脱土-氮化钛-功能石墨烯复合材料润滑油添加剂，由质量比为4:1-16:2-32的功能氧化石墨烯，改性氮化钛和蒙脱土混合而成。

上述润滑油添加剂由如下步骤制备：

(1)以氧化石墨烯作为原料，制备氧化石墨烯的分散液，加入硅烷偶联剂于25-100℃下反应1-6h，分离、清洗后得到功能氧化石墨烯；

(2)将纳米氮化钛的分散液加入硅烷偶联剂，于25-100℃下反应1-8h，分离、清洗得到改性纳米氮化钛；

(3)将改性纳米氮化钛和蒙脱土与功能氧化石墨烯的分散液混合搅拌0.5-2h，于100-180℃加热反应1-5h，分离、清洗后得到所述润滑油添加剂。

优选的，步骤(1)和步骤(2)中，硅烷偶联剂为A-1100、A-1110、A-1120、KBM-602中任意一种。

优选的，步骤(1)中，氧化石墨烯与硅烷偶联剂的质量比为1:24-200。

优选的，步骤(2)中，纳米氮化钛与硅烷偶联剂的质量比为1:50-200。

优选的，氧化石墨烯、氮化钛和蒙脱土的质量比为4:1-16:2-32。

优选的，步骤(1)-(3)中，氧化石墨烯的分散液、氮化钛的分散液和功能氧化石墨烯的分散液中，各分散液中的分散剂相同，包括乙醇或者水。

优选的，步骤(1)-(3)中，加热方式为回流加热或者高压釜加热反应。

优选的，上述蒙脱土-氮化钛-功能石墨烯复合材料润滑油添加剂的应用，该添加剂在润滑油中的浓度为0.022-0.089wt％；所述润滑油可以是任意品牌的润滑油，像昆仑天蝎F5000、SF15W-40型润滑油和长城SJ10W-40润滑油等，也可以是基础油像矿物基础油或者合成基础油。

借由上述技术方案，本发明制备的蒙脱土-氮化钛-功能石墨烯复合材料润滑油添加剂具有如下优点：