[发明专利]一种改善石墨相氮化碳在润滑油中分散性有机化改性方法

说明书

本发明涉及润滑油制备技术领域，尤其涉及一种改善石墨相氮化碳在润滑油中分散性有机化改性方法，解决了现有技术中改性后的石墨相氮化碳与润滑油的相容性较低的问题。一种改善石墨相氮化碳在润滑油中分散性有机化改性方法，包括首先将一定量的长碳链有机羧酸、三乙胺、1‑乙基‑(3‑二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC.HCL)、1‑羟基苯并三唑(HOBT)混合加入一定量的有机溶剂中。本发明利用酰胺化反应将有机长碳链引入石墨相氮化碳表面，克服了石墨相氮化碳难以与有机基体相容问题，极大提高了石墨相氮化碳与油类、脂类的相容性。有机化改性后的石墨相氮化碳可在基础油中长期稳定分散，能作为润滑添加剂而应用于润滑领域。

技术领域

本发明涉及润滑油制备技术领域，尤其涉及一种改善石墨相氮化碳在润滑油中分散性有机化改性方法。

背景技术

摩擦磨损普遍存在于自然界中，通过在润滑油、润滑脂中添加抗磨减摩添加剂是提高润滑油、润滑脂润滑性能的有效途径。目前抗磨减摩添加剂主要有两大类：一是油溶性添加剂，这类添加剂通常是含硫、磷、氯等极性和活性元素的油溶性大分子，然而含这类添加剂的润滑油无法适应苛刻的工况条件，并且其中的硫、磷等元素对环境会造成很大的腐蚀、污染等压力，二是固体添加剂，特别是具有片层结构的材料，如石墨、二硫化钼、二硫化钨、氮化硼、石墨相氮化碳等，相比于油溶性添加剂，固体添加剂在极压、重载、高温等条件下表现出更好的减摩、抗磨性能。其中石墨相氮化碳具有与石墨非常相似的层状堆垛结果，层间结合力非常弱，层间滑移非常容易，因此是非常优异且常用的润滑添加剂；但相容性问题是将石墨相氮化碳应用于润滑剂的难题之一，即其难以在基础油中均匀充分地分散。

王继刚等人通过尺寸与形态控制，将尺寸微小的二维形态的石墨相氮化碳纳米片，即片径≤10μm，厚度≤5.0nm的类石墨烯结构石墨相氮化碳添加到基础油中，成功改善了石墨相氮化碳在润滑油中的使用效果(王继刚；顾永攀；勾学军，一种含类石墨烯二维氮化碳纳米片的润滑油及其制备方法，授权专利号：ZL201710331913.5)。但仅仅依靠尺寸/形貌控制无法改变石墨相氮化碳与润滑油的物理化学性质相容性，分散性有待于进一步提高；且尺寸与形貌控制对合成制备过程提出了一定的要求。

表面有机功能化是提高固体添加剂与润滑油相容性的重要手段。目前对于各类固体润滑添加剂的有机化改性报道很多，但有关石墨相氮化碳的依然很少；且部分改性效果并不理想，或者改性过程较为繁冗，要使用有毒有害的化学助剂。相关相关中，使用邻苯二甲酸二丁酯在120℃下加热回流反应2h，对石墨相氮化碳进行改性，该方法直接将氮化碳和改性剂混合反应，减少了有机溶剂的使用且操作过程比较简单，但是分散效果仍不太理想，得到的改性氮化碳能在基础油中能够稳定分散三天，更长时间的稳定分散性有待进一步提高。为了提高石墨相氮化碳在润滑油中的分散性，王继刚等人将石墨相氮化碳分散在冰醋酸中先利用超声振荡，将十六烷基三甲基溴化铵或油酸等有机改性剂均匀地吸附在石墨相氮化碳的表面，再于120～180℃温度下水热反应3～8h，以实现石墨相氮化碳表面接枝或包覆亲油性的有机基团，最终改善了石墨相氮化碳在润滑油中的分散性(王继刚；顾永攀；勾学军，一种亲油性改性石墨相氮化碳的制备方法，授权专利号:ZL201710328315.2，以及顾永攀，《微波法制备石墨相氮化碳及其性能研究》，东南大学学位论文，2018)，但在改性过程中使用冰醋酸、二氯甲烷为溶剂，极性较小，与石墨相氮化碳相容性较差，使得改性反应未能完全充分的进行，并且使用了氯化亚砜等气味和毒性较大的助剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善石墨相氮化碳在润滑油中分散性有机化改性方法，解决了现有技术中改性后的石墨相氮化碳与润滑油的相容性较低的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：