[发明专利]一种矿井提升钢丝绳用十八胺官能化氧化石墨烯润滑油的制备方法

说明书

本发明公开了一种矿井提升钢丝绳用十八胺官能化氧化石墨烯润滑油的制备方法，其制备方法为：采用脱水缩合的方法制备十八胺官能化氧化石墨烯（ODA‑GO）；将ODA‑GO添加到非极性成品润滑油中并连续搅拌；将混合物超声分散后待油样冷却制得改性润滑油。改性钢丝绳润滑油性能评价方法：（1）利用四球机测试改性润滑油的极压性能、抗磨减摩性能；（2）利用自制钢丝绳滑动摩擦磨损试验装置开展钢丝绳摩擦磨损试验，通过绳间摩擦系数及磨损面积分析ODA‑GO改性油的抗磨减摩特性。本发明步骤简单、可操作性高，实现石墨烯基材料在非极性成品润滑油中较稳定分散并提高了原润滑油的润滑能力，在低速或高载下有效降低了钢丝绳表面的磨损。

技术领域

本发明涉及一种矿井提升钢丝绳用十八胺官能化氧化石墨烯润滑油的制备方法。

背景技术

目前，矿井提升系统朝着大型化方向发展，矿井多层缠绕提升钢丝绳末端载荷可达110吨以上，提升钢丝绳属于线接触钢丝绳，钢丝绳表面的接触应力较大。然而，矿井提升机井筒运行环境恶劣，钢丝绳表面润滑油极易失效而导致钢丝绳摩擦磨损严重，直接威胁提升钢丝绳使用寿命和矿井提升安全可靠性。因此，亟需对现有提升钢丝绳润滑油进行改性，以提高其润滑性能，为降低提升钢丝绳表面摩擦磨损进而提高矿井提升钢丝绳服役寿命提供重要基础数据和技术支撑。

石墨烯是优异的减摩材料，能有效降低接触面之间的粘附和摩擦，但由于石墨烯在化学上呈惰性及其层间π-π键的相互堆叠作用，使其难以化学改性进而在润滑油中极易沉降和团聚，限制了其在润滑油中的应用。氧化石墨烯表面含有很多含氧官能团，为其化学改性提供了可能性，已有学者通过在氧化石墨烯表面接枝亲油基团提高其在非极性烃溶剂中分散稳定性，但很少有将改性材料直接添加到成品油之中。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种矿井提升钢丝绳用十八胺官能化氧化石墨烯润滑油的制备方法，该方法通过对添加剂的改性处理大幅提高了其在非极性润滑油中的分散稳定性，并提升了原润滑油的极压性能与抗磨性能，在较高的接触载荷下使钢丝绳的磨损面积降低40％，在较低的滑动速度下使钢丝绳摩擦系数和磨损面积分别最多降低约27％和55％。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种矿井提升钢丝绳用十八胺官能化氧化石墨烯润滑油的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将氧化石墨烯(GO)加入到含有N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶液的锥形瓶中，搅拌后超声分散，接着加入1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑(HoAt)、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐(EDCI)，加热搅拌后加入十八胺(ODA)，升温至90-100℃并连续搅拌24h；反应结束后，用热无水乙醇多次离心洗涤沉淀物，并将沉淀物真空干燥12h，最后得到的黑色产物即为十八胺官能化氧化石墨烯(ODA-GO)；

步骤2，将十八胺官能化氧化石墨烯(ODA-GO)添加到非极性成品润滑油中制得混合物，并连续加热搅拌；

步骤3，将混合物转移到超声波清洗器之中，加热并超声分散后待油样冷却制得改性润滑油。

作为改进的是，步骤1中所述氧化石墨烯、脱水缩合剂1-羟基-7-偶氮苯并三氮唑、脱水缩合剂1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺盐酸盐和十八胺的质量比为5:1:5:20。

作为改进的是，步骤2中非极性成品润滑油为矿井提升钢丝绳润滑油 IRIS-550A。

作为改进的是，步骤2中搅拌速度为1000r/min，加热温度不超过50℃，时间为30min。

作为改进的是，步骤3中加热温度不超过50℃，时间为30min，超声频率为 40kHz。

有益效果：