一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油及其制备方法与流程

重庆快乐十分

一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油及其制备方法与流程

文档序号:19130248发布日期:2019-11-13 02:37
本发明涉及精细化工
技术领域
,具体是一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油及其制备方法。
背景技术
:目前,自修复材料主要成分为羟基硅酸镁-蛇纹石为主的复杂矿石粉体、少量催化剂和添加剂,添加于载体润滑剂中。它的特点是在机械装置不解体的情况下,可在运行过程中完成铁基金属磨损部位的自修复过程,通过生成减摩性能优异的金属陶瓷保护层,避免摩擦副金属表面的直接接触,使摩擦表面硬度和光洁度提高,摩擦系数大幅度降低;同时,可在装备运行中完成对铁基金属磨损部位的自修复过程,延长设备的使用寿命。实际应用结果表明:95.6%392件经过一个中修期的气缸套的内表面呈乌黑亮色,摩擦面光滑明亮,绝无贯通拉伤,磨损量很小,平均不到0.04mm,有的甚至是零磨损,在金属表面已覆有金属陶瓷层。而其它未添加修复材料机车气缸套平均磨损量为0.15mm,合格率不足40%,部分机车在中修时气缸套全部报废。自修复材料一般通过润滑油或润滑脂作为载体,带到摩擦副表面。在摩擦能的作用下,材料与金属表面发生化学反应,生成一层特殊的耐磨保护层。因制备方法不同,得到1~40μm左右的团聚体,加入基础油后,容易产生沉淀和分离,影响自修复材料的自修复能力。同时,该自修复材料可在铁基金属摩擦表面生成减摩性能极为优良的金属陶瓷层,而对于铁基材料合金元素如Cr、Ni含量较高、表面镀Cr、Ni及有色金属的摩擦磨损中,只起到一般的润滑作用,而无自修复作用。一些高合金材料,如Cr、Ni含量高的合金钢,表面不容易在摩擦磨损中形成自修复膜层。并且传统的润滑油抗氧化性能也较差。技术实现要素:本发明的目的在于提供一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油及其制备方法,以解决现有技术中的问题。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油,其特征在于,所述抗氧体自修复润滑油主要包括以下重量份数的原料组分:40~60份基础油,2~6份抗氧剂和7~10份极压剂。一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油,其特征在于,所述抗氧体自修复润滑油还包括以下重量份数的原料组分:10~12份自修复添加剂。作为优化,所述抗氧剂为2,4,6-三叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-壬基酚或2,6-二叔丁基对甲酚中任意一种;所述极压剂为硫化烯烃或硫化猪油中任意一种。作为优化,所述基础油由以3,5-甲酯、季戊四醇、单元脂肪酸为原料制得;所述自修复添加剂由四钛酸和氨基改性氧化石墨烯为原料制得。作为优化,所述抗氧体自修复润滑油主要包括以下重量份数的原料组分:60份基础油,5份抗氧剂,8份极压剂和12份自修复添加剂。作为优化,一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油的制备方法,主要包括以下制备步骤:(1)将3,5-甲酯进行反应后,再与季戊四醇和3,5-丙酸反应,制得多羟基化合物,将多羟基化合物与单元脂肪酸反应后,提纯;得基础油;(2)将氧化石墨烯与三乙烯亚胺混合于二甲基亚砜中,并加入二环己基碳二亚胺,搅拌反应后,过滤,洗涤,干燥,得氨基改性石墨烯;(3)将四钛酸与步骤(2)所得氨基改性石墨烯混合反应后,制得自修复添加剂;(4)将步骤(1)所得基础油与步骤(3)所得自修复添加剂混合,并加入抗氧剂和极压剂,搅拌混合,得抗氧体自修复润滑油;(5)对步骤(4)所得抗氧体自修复润滑油进行指标分析。作为优化,一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油的制备方法,主要包括以下制备步骤:(1)将3,5-甲酯与乙醇按质量比1:3混合,并加入3,5-甲酯质量2~4倍的质量分数为30%的氢氧化钠溶液,于氮气氛围下搅拌反应后,得混合物,用质量分数为20%的盐酸中和混合物的pH后,过滤,干燥,得滤饼,将滤饼与二甲苯按质量比2:1混合,并加入滤饼质量1~3倍的3,5-丙酸,滤饼质量1~2倍的季戊四醇和滤饼质量0.3~0.4倍的氯化亚锡,搅拌反应后,得多羟基化合物分散液,将多羟基化合物分散液与单元脂肪酸按质量比5:1~10:1混合,并加入单元脂肪酸质量0.3倍的氯化亚锡,搅拌反应后,得基础油混合物,用基础油混合物质量0.5~0.6倍的碳酸钠粉末作为吸附剂去除氯化亚锡和单元脂肪酸后,再减压蒸馏;(2)将氧化石墨烯与二甲基亚砜按质量比1:50混合,超声分散,得氧化石墨烯悬浮液;将氧化石墨烯悬浮液与三乙烯亚胺按质量比10:1混合,并加入氧化石墨烯悬浮液质量0.1~0.2倍的二环己基碳二亚胺,搅拌反应后,静置,去除上层液,得氨基改性氧化石墨烯混合物,用聚四氟乙烯膜过滤氨基改性氧化石墨烯混合物,得氨基改性氧化石墨烯坯料,干燥;(3)将四钛酸与水按质量比1:50混合,并加入四钛酸质量0.5~0.8倍的步骤(2)所得物质,超声分散后,于微波条件下反应,过滤,干燥;(4)将步骤(1)所得物质与步骤(3)所得物质按质量比6:1混合于搅拌机中,并向搅拌机中加入步骤(1)所得物质质量0.01倍的抗氧剂和步骤(1)所得物质质量0.01倍的极压剂,搅拌混合;(5)对步骤(4)所得产品进行指标分析。作为优化,步骤(1)所述单元脂肪酸为庚酸,辛酸或油酸中任意一种。作为优化,步骤(3)所述四钛酸的制备方法为将碳酸钾和二氧化钛按摩尔比1:4混合研磨,得混合粉料,将混合粉料于温度为800℃的条件下煅烧12h后,得四钛酸钾,将四钛酸钾与质量分数为15%的盐酸按质量比1:10混合浸泡,过滤,洗涤,干燥,得四钛酸。与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明在制备抗氧体自修复润滑油时加入自修复添加剂,首先,自修复添加剂中含有以四钛酸和氧化石墨烯为主的片层材料,在加入产品中后,可有效提高产品的润滑性能,使润滑油在使用后完全变为薄膜润滑,从而减少润滑油使用后金属零件的磨损;其次,自修复添加剂中的氧化石墨烯在经过氨基化改性后,石墨烯表面接枝氨基基团,从而使氨基化氧化石墨烯在加入基础油中后拥有良好的分散性,并且氨基化氧化石墨烯在与四钛酸混合后,可在氨基和超声的作用下,通过静电力将氨基化氧化石墨烯与四钛酸结合,从而形成多片层结构,进而进一步提高产品的润滑性,并提高金属零件的耐磨性,同时,由于氨基化氧化石墨烯与四钛酸的结合,可使四钛酸均匀分布于基础油之中,减少了团聚现象的出现;再者,自修复添加剂之中含有的四钛酸组分,四钛酸为亚稳态晶型,在产品使用过程中,四钛酸可在高热环境下发生自聚反应,逐渐形成大片层的六钛酸,从而在金属零件表面形成一层保护层保护膜,进而使产品的自修复性能得到提高。具体实施方式下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明,在以下实施例中制作的测定免疫水平的诊断制剂的各指标测试方法如下:摩擦系数:将各实施例所得抗氧体自修复润滑油与对比例产品利用四球法测试摩擦系数。自修复性能:将各实施例所得抗氧体自修复润滑油与对比例产品于摩擦磨损试验机进行磨损试验,试验力为400N,试验转速为2000r/min,运行12小时后,测试试样增重率。实施例1一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油,按重量份数计,主要包括以下重量份数的原料组分:60份基础油,5份抗氧剂,8份极压剂和12份自修复添加剂。一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油的制备方法,所述抗氧体自修复润滑油的制备方法主要包括以下制备步骤:(1)将3,5-甲酯与乙醇按质量比1:3混合于三口烧瓶中,并向三口烧瓶中加入3,5-甲酯质量4倍的质量分数为30%的氢氧化钠溶液,向撒口烧瓶中以30~60mL/min的速率通入氮气,于温度为80℃的条件下搅拌反应6h后,得混合物,用质量分数为20%的盐酸中和混合物的pH至7.0后,过滤,得预处理滤饼,将预处理滤饼于温度为60℃的条件下干燥3h,得滤饼,将滤饼与二甲苯按质量比2:1混合于安装有分水器的四口烧瓶中,并向四口烧瓶中加入滤饼质量2倍的3,5-丙酸,滤饼质量1倍的季戊四醇和滤饼质量0.3倍的氯化亚锡,于温度为110℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应12h后,得多羟基化合物分散液,将多羟基化合物分散液与单元脂肪酸按质量比8:1混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入单元脂肪酸质量0.3倍的氯化亚锡,于温度为120℃,转速为280r/min的条件下搅拌反应5h后,得基础油混合物,用基础油混合物质量0.6倍的碳酸钠粉末作为吸附剂去除氯化亚锡和单元脂肪酸后,再减压蒸馏,去除二甲苯;(2)将氧化石墨烯与二甲基亚砜按质量比1:50混合于烧杯中,于频率为50kHz的条件下超声分散3h,得氧化石墨烯悬浮液;将氧化石墨烯悬浮液与三乙烯亚胺按质量比10:1混合,并向氧化石墨烯悬浮液与三乙烯亚胺的混合物中加入氧化石墨烯悬浮液质量0.2倍的二环己基碳二亚胺,于温度为80℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应4h后,并于室温条件下静置12h后,去除上层液,得氨基改性氧化石墨烯混合物,用聚四氟乙烯膜过滤氨基改性氧化石墨烯混合物,得氨基改性氧化石墨烯坯料,将氨基改性氧化石墨烯坯料于温度为80℃的条件下干燥3h;(3)将四钛酸与水按质量比1:50混合,并向四钛酸与水的混合物中加入四钛酸质量0.8倍的步骤(2)所得物质,于频率为48kHz的条件下超声分散4h后,并于功率为500W的微波条件下反应10h后,过滤,得滤渣,将滤渣于温度为60℃的条件下干燥4h;(4)将步骤(1)所得物质与步骤(3)所得物质按质量比6:1混合于搅拌机中,并向搅拌机中加入步骤(1)所得物质质量0.01倍的抗氧剂和步骤(1)所得物质质量0.01倍的极压剂,于温度为40℃,转速为380r/min的条件下搅拌混合30min;(5)对步骤(4)所得产品进行指标分析。作为优化,步骤(1)所述单元脂肪酸为油酸。作为优化,步骤(3)所述四钛酸的制备方法为将碳酸钾和二氧化钛按摩尔比1:4混合研磨,得混合粉料,将混合粉料于温度为800℃的条件下煅烧12h后,得四钛酸钾,将四钛酸钾与质量分数为15%的盐酸按质量比1:10混合浸泡,过滤,洗涤,干燥,得四钛酸。实施例2一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油,按重量份数计,主要包括以下重量份数的原料组分:60份基础油,5份抗氧剂,8份极压剂和12份自修复添加剂。一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油的制备方法,所述抗氧体自修复润滑油的制备方法主要包括以下制备步骤:(1)将3,5-甲酯与乙醇按质量比1:3混合于三口烧瓶中,并向三口烧瓶中加入3,5-甲酯质量4倍的质量分数为30%的氢氧化钠溶液,向撒口烧瓶中以30~60mL/min的速率通入氮气,于温度为80℃的条件下搅拌反应6h后,得混合物,用质量分数为20%的盐酸中和混合物的pH至7.0后,过滤,得预处理滤饼,将预处理滤饼于温度为60℃的条件下干燥3h,得滤饼,将滤饼与二甲苯按质量比2:1混合于安装有分水器的四口烧瓶中,并向四口烧瓶中加入滤饼质量2倍的3,5-丙酸,滤饼质量1倍的季戊四醇和滤饼质量0.3倍的氯化亚锡,于温度为110℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应12h后,得多羟基化合物分散液,将多羟基化合物分散液与单元脂肪酸按质量比8:1混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入单元脂肪酸质量0.3倍的氯化亚锡,于温度为120℃,转速为280r/min的条件下搅拌反应5h后,得基础油混合物,用基础油混合物质量0.6倍的碳酸钠粉末作为吸附剂去除氯化亚锡和单元脂肪酸后,再减压蒸馏,去除二甲苯;(2)将四钛酸与水按质量比1:50混合,并向四钛酸与水的混合物中加入四钛酸质量0.8倍的氧化石墨烯,于频率为48kHz的条件下超声分散4h后,并于功率为500W的微波条件下反应10h后,过滤,得滤渣,将滤渣于温度为60℃的条件下干燥4h;(3)将步骤(1)所得物质与步骤(2)所得物质按质量比6:1混合于搅拌机中,并向搅拌机中加入步骤(1)所得物质质量0.01倍的抗氧剂和步骤(1)所得物质质量0.01倍的极压剂,于温度为40℃,转速为380r/min的条件下搅拌混合30min;(4)对步骤(3)所得产品进行指标分析。作为优化,步骤(1)所述单元脂肪酸为油酸。作为优化,步骤(2)所述四钛酸的制备方法为将碳酸钾和二氧化钛按摩尔比1:4混合研磨,得混合粉料,将混合粉料于温度为800℃的条件下煅烧12h后,得四钛酸钾,将四钛酸钾与质量分数为15%的盐酸按质量比1:10混合浸泡,过滤,洗涤,干燥,得四钛酸。实施例3一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油,按重量份数计,主要包括以下重量份数的原料组分:60份基础油,5份抗氧剂,8份极压剂和12份自修复添加剂。一种含有氧化石墨烯的抗氧体自修复润滑油的制备方法,所述抗氧体自修复润滑油的制备方法主要包括以下制备步骤:(1)将3,5-甲酯与乙醇按质量比1:3混合于三口烧瓶中,并向三口烧瓶中加入3,5-甲酯质量4倍的质量分数为30%的氢氧化钠溶液,向撒口烧瓶中以30~60mL/min的速率通入氮气,于温度为80℃的条件下搅拌反应6h后,得混合物,用质量分数为20%的盐酸中和混合物的pH至7.0后,过滤,得预处理滤饼,将预处理滤饼于温度为60℃的条件下干燥3h,得滤饼,将滤饼与二甲苯按质量比2:1混合于安装有分水器的四口烧瓶中,并向四口烧瓶中加入滤饼质量2倍的3,5-丙酸,滤饼质量1倍的季戊四醇和滤饼质量0.3倍的氯化亚锡,于温度为110℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应12h后,得多羟基化合物分散液,将多羟基化合物分散液与单元脂肪酸按质量比8:1混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入单元脂肪酸质量0.3倍的氯化亚锡,于温度为120℃,转速为280r/min的条件下搅拌反应5h后,得基础油混合物,用基础油混合物质量0.6倍的碳酸钠粉末作为吸附剂去除氯化亚锡和单元脂肪酸后,再减压蒸馏,去除二甲苯;(2)将氧化石墨烯与二甲基亚砜按质量比1:50混合于烧杯中,于频率为50kHz的条件下超声分散3h,得氧化石墨烯悬浮液;将氧化石墨烯悬浮液与三乙烯亚胺按质量比10:1混合,并向氧化石墨烯悬浮液与三乙烯亚胺的混合物中加入氧化石墨烯悬浮液质量0.2倍的二环己基碳二亚胺,于温度为80℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应4h后,并于室温条件下静置12h后,去除上层液,得氨基改性氧化石墨烯混合物,用聚四氟乙烯膜过滤氨基改性氧化石墨烯混合物,得氨基改性氧化石墨烯坯料,将氨基改性氧化石墨烯坯料于温度为80℃的条件下干燥3h;(3)将步骤(1)所得物质与步骤(2)所得物质按质量比6:1混合于搅拌机中,并向搅拌机中加入步骤(1)所得物质质量0.01倍的抗氧剂和步骤(1)所得物质质量0.01倍的极压剂,于温度为40℃,转速为380r/min的条件下搅拌混合30min;(4)对步骤(3)所得产品进行指标分析。作为优化,步骤(1)所述单元脂肪酸为油酸。对比例一种抗氧体自修复润滑油,按重量份数计,主要包括以下重量份数的原料组分:60份基础油,5份抗氧剂,8份极压剂和12份氧化石墨烯。一种抗氧体自修复润滑油的制备方法,所述抗氧体自修复润滑油的制备方法主要包括以下制备步骤:(1)将3,5-甲酯与乙醇按质量比1:3混合于三口烧瓶中,并向三口烧瓶中加入3,5-甲酯质量4倍的质量分数为30%的氢氧化钠溶液,向撒口烧瓶中以30~60mL/min的速率通入氮气,于温度为80℃的条件下搅拌反应6h后,得混合物,用质量分数为20%的盐酸中和混合物的pH至7.0后,过滤,得预处理滤饼,将预处理滤饼于温度为60℃的条件下干燥3h,得滤饼,将滤饼与二甲苯按质量比2:1混合于安装有分水器的四口烧瓶中,并向四口烧瓶中加入滤饼质量2倍的3,5-丙酸,滤饼质量1倍的季戊四醇和滤饼质量0.3倍的氯化亚锡,于温度为110℃,转速为300r/min的条件下搅拌反应12h后,得多羟基化合物分散液,将多羟基化合物分散液与单元脂肪酸按质量比8:1混合于烧瓶中,并向烧瓶中加入单元脂肪酸质量0.3倍的氯化亚锡,于温度为120℃,转速为280r/min的条件下搅拌反应5h后,得基础油混合物,用基础油混合物质量0.6倍的碳酸钠粉末作为吸附剂去除氯化亚锡和单元脂肪酸后,再减压蒸馏,去除二甲苯;(2)将步骤(1)所得物质与石墨烯质量比6:1混合于搅拌机中,并向搅拌机中加入步骤(1)所得物质质量0.01倍的抗氧剂和步骤(1)所得物质质量0.01倍的极压剂,于温度为40℃,转速为380r/min的条件下搅拌混合30min;(3)对步骤(2)所得产品进行指标分析。作为优化,步骤(1)所述单元脂肪酸为油酸。效果例下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例所得的抗氧体自修复润滑油摩擦系数与自修复性能分析结果。表1实施例1实施例2实施例3对比例摩擦系数0.180.300.280.47增重率/%0.050.030.0040.003从表1中实施例1与对比例实验数据比较可发现在产品中加入自修复添加剂可有效提高产品的润滑性能,并且使产品具有优异的修复性能。从实施例1与实施例2的实验数据比较可发现,当产品中不加入氨基改性氧化石墨烯时,自修复添加剂在加入产品中后无法均匀分布与产品中,从而导致产品的摩擦系数增大,影响产品的润滑性和自修复性能;从实施例1和实施例3的实验数据比较可发现,当自修复添加剂中不含有四钛酸时,产品的自修复性能较差,但由于氨基改性氧化石墨烯的存在,可使自修复添加剂均匀分布与产品之中,从而减少产品的摩擦系数。当前第1页1 2 3 
再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1
我是后台设置的统计JS代码