[发明专利]功能石墨烯/蒙脱土/硼酸镧复合材料润滑油添加剂

说明书

本发明公开了一种功能石墨烯/蒙脱土/硼酸镧复合材料润滑油添加剂。其制备步骤为：用硅烷偶联剂改性处理氧化石墨烯，同时用硅烷偶联剂改性制备硼酸镧纳米粒子，之后将改性后得到的功能氧化石墨烯、硼酸镧和蒙脱土混合，加热反应得到功能石墨烯/蒙脱土/硼酸镧复合材料润滑油添加剂。将该复合材料与润滑油以一定比例进行混合后进行四球摩擦磨损试验，极少的添加量就能有效降低摩擦系数，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

本发明涉及一种功能石墨烯/蒙脱土/硼酸镧复合材料润滑油添加剂、制备方法及其应用，属于润滑油技术领域。

背景技术

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。

在摩擦学领域，由于像含硫、磷的化合物作为活性添加剂对于摩擦副表面的腐蚀性和对于环境污染等问题，非活性润滑油抗磨添加剂有着非常广阔的应用前景。含硼类化合物就是一种非活性润滑油抗磨添加剂在摩擦学具有显著的应用前景。稀土材料具有一些特殊的性能，像一些镧系化合物已经被用做润滑油添加剂，并且显现出优异的摩擦学性能。硼酸镧作为无机硼酸盐，同时又是镧系化合物，综合了两者优异的性能成为优良的抗磨添加剂[朱驰,王玥,周元康,李屹,吴兵.表面修饰硼酸镧纳米粒子的制备及摩擦学性能.润滑与密封,2012,37(12):56-60]。但是硼酸镧纳米粒子即使是经过表面修饰处理以后在油品中依然难以稳定分散，极易团聚沉降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种功能石墨烯/蒙脱土/硼酸镧复合材料润滑油添加剂、制备方法及其应用。

为了实现上述目的本发明采用的技术方案如下：功能石墨烯/蒙脱土/硼酸镧复合材料润滑油添加剂，由质量比为1:(0.25-4):(0.5-8)的功能氧化石墨烯，改性硼酸镧和蒙脱土混合而成。

上述润滑油添加剂由如下步骤制备：

(1)采用改进的Hummers法制备的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，得到功能氧化石墨烯；

(2)在60-90℃加热搅拌条件下，在硼砂水溶液中依次加入硝酸镧水溶液和硅烷偶联剂，恒温搅拌反应1-5h，冷却后分离得到改性的硼酸镧纳米材料；

(3)将改性硼酸镧和蒙脱土与功能氧化石墨烯分散液混合搅拌0.5-2h，于100-200℃加热反应1-5h，分离、清洗，得到功能石墨烯/蒙脱土/硼酸镧复合材料。

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，硼砂和硝酸镧的质量比为1:0.5-2；硼砂与硅烷偶联剂的质量比为1:0.2-2。

优选的，氧化石墨烯、改性硼酸镧和蒙脱土的质量比为1:(0.25-4):(0.5-8)。

优选的，步骤(1)和步骤(3)中，氧化石墨烯分散液和功能氧化石墨烯分散液种，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。

上述功能石墨烯/蒙脱土/硼酸镧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0.01-0.13wt％；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。