CN105695039B - 一种石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法 - Google Patents

一种石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法，步骤为：将氯化铜水溶液和氢氧化钠水溶液混合，过滤得到悬浊液；过滤物清洗后加入到去离子水中，搅拌中逐滴加入甲酸水溶液，得到甲酸铜水溶液；将上述甲酸铜水溶液烘干，球磨，得到甲酸铜粉体；将氧化石墨烯用氢气还原制备出石墨烯；对石墨烯进行预处理和酯化处理；将酯化处理后的石墨烯与甲酸铜粉体混合均匀后，放入甲基硅油或润滑油中，然后球磨、加热，即可。本发明工艺简单，易实现产业化。制得的石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂可以防止分散在润滑油基础油中的纳米铜粉的沉淀，而且可以大幅度提高润滑效果。

Description

一种石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油添加剂的制备方法，尤其是一种石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法。
背景技术
近年来的研究表明，润滑油中加入纳米铜粒子，可以降低摩擦系数，减小磨损，大幅度提高润滑油的润滑能力和效能。除此之外，纳米铜附着在摩擦副金属的表面还可以修复金属表面的损伤部位；经长时间运行后，纳米铜会在摩擦副金属表面上形成一层牢固的附着膜，即使更换新的润滑油，该膜仍可牢固地附着在摩擦副金属的表面上，防止磨损。因此，纳米铜在润滑油上具有广泛的应用前景，从而受到高度的重视。
由于纳米铜粉颗粒的表面活性高、表面极易氧化，因此，一种较好的制备纳米铜润滑油添加剂的方法是通过甲酸铜在润滑油基础油的保护下于190℃-240℃热解得到纳米铜润滑油添加剂(中国专利: ZL 2006 1 0052818.3)。这种在润滑油基础油中直接制备纳米铜粉的方法避免了常用方法制备纳米铜粉时极易造成的氧化问题，并且制得的纳米铜润滑油添加剂中的纳米铜颗粒分散在润滑油基础油中。但是，进一步研究表明，采用这种方法制得的纳米铜润滑油添加剂，不仅润滑效果还有待提高，而且分散在润滑油基础油中的纳米铜粉的稳定性不好，纳米铜颗粉在润滑油中极易发生再次团聚，通常静置1-2h后即会发生纳米铜颗粒在润滑油中的沉降，影响了纳米铜在润滑油中的摩擦学性能。
为了克服分散在润滑油基础油中的纳米铜粉稳定性不好、容易发生团聚的现象，进一步发展了一种碳纳米管/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法，它将碳纳米管经过羧基化和酯化烷烃改性处理后，添加到纳米铜润滑油基础油中，制得碳纳米管/纳米铜复合润滑油添加剂(中国专利: ZL 2011 1 0082033.1)；该添加剂可以使纳米铜颗粉在润滑油基础油中比较稳定,不出现沉淀，润滑效果有了一定的改善。但实验表明，碳纳米管/纳米铜复合润滑油添加剂润滑油的极压性能和长时磨损性能仍有提高的空间。
石墨烯是一种由碳原子构成的二维的单原子层的晶体结构(碳纳米管则是碳原子构成的一维的管状结构)，是世界上已知的最薄的也是最坚硬的新纳米材料。它拥有众多非比寻常的优良特性，如在透光性、强度、导电性等等方面，它的出现有希望在目前的机械和电子科技领域引发一轮新的革命。石墨烯一直被认为是假设性的结构，无法单独稳定存在，直至2004年英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功的在实验中从石墨中分离出石墨烯，从而证实它可以单独存在，两人也因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。自从石墨烯被发现以来，关于石墨烯的研究不断取得重要进展，其在微电子、量子物理、材料、机械、力学、磁学、化学等领域都表现出许多令人振奋的性能，在诸多应用领域具有极其广阔的前景。
石墨烯和碳纳米管都是由碳原子构成的纳米结构，但相对于一维结构的碳纳米管，单原子层二维结构的石墨烯具有更高的比表面积，与纳米铜的结合，可表现出更好的润滑性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有利于提高润滑效果的石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法。
本发明的石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法，包括以下步骤:
1) 去离子水中加入二水合氯化铜，配制摩尔浓度为0.3-1mol/L的氯化铜水溶液，搅拌中加入摩尔浓度为0.6-2mol/L的氢氧化钠水溶液，二水合氯化铜与氢氧化钠的质量比为17:8，得到悬浊液；
2) 过滤步骤1)得到的悬浊液，过滤物用去离子水反复清洗后加入到去离子水中，过滤物与去离子水的质量比为1:15-30，搅拌中逐滴加入体积浓度为10-20%的甲酸水溶液，甲酸水溶液与含过滤物的去离子水的体积比为0.1-0.5ml:100ml，得到甲酸铜水溶液；
3) 将步骤2)得到的甲酸铜水溶液在80-90℃下烘干，得到固态甲酸铜产物，然后在150-250rpm的转速下，球磨2-12h，得到甲酸铜粉体备用;
4) 称取10-20g氧化石墨烯，平铺在石英舟中，将石英舟放入管式炉中，通入惰性气体，升温至300-800℃后，关闭惰性气体，通入还原气体氢气，氢气的气压为0.01-0.1MPa，流量为100-500mL/min，还原反应1-4h后，停止加热，关闭氢气，再通惰性气体0.5～2h后，关闭惰性气体，自然冷却至室温后，得到石墨烯；
5) 将步骤4)制得的石墨烯放入球磨机中，在200-500rpm的转速下，球磨1-5h，然后放入气流磨中经过气流处理，得到预处理石墨烯，收集备用；
6) 将经步骤5)预处理石墨烯和质量浓度为68%的硝酸按照质量:体积=1.0g :10-100ml的比例进行混合，混合物超声震荡0.5-1h后，60-100℃下搅拌冷凝回流2-4h，冷却，微孔滤膜减压抽滤，洗涤至中性，干燥，粉碎，得到酸化处理石墨烯；
7）将经步骤6)酸化处理石墨烯、0.1-0.6mol/L的NaOH按照1g : 600-800ml的比例在容器中混合，超声震荡，得到酸化处理石墨烯表面的羧基转换成钠盐形式的悬浮液，在悬浮液中加入酯化反应接枝物质5-20ml及相转移催化剂1-4ml，超声分散，80℃下回流加热搅拌1-3h，静置冷却；再加入质量浓度99.5%的氯仿35-50ml溶解沉淀，用滤膜抽滤，滤液中加入质量浓度99.5%的无水乙醇10-15ml，析出黑色沉淀，干燥，粉碎，研磨，得到酯化处理石墨烯；
8) 将酯化处理石墨烯、甲酸铜粉体、甲基硅油或润滑油按质量:质量:体积=0.01-0.05g : 1.5-3.0g : 300-1000ml混合，球磨5-10h后，置于加热炉中，在180-220℃下加热0.5-2小时，得到石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂。
本发明中，所述的氧化石墨烯可以用天然鳞片石墨制得，制备方法参见中国专利CN 2013 1 0313253.X。
本发明中，所述的酯化反应接枝的物质可以为1,6-二溴己烷、溴代正丁烷、溴代正辛烷、溴代正十二烷和溴代十六烷中的一种或几种按任意比的混合。所述的甲基硅油或润滑油的闪点高于250℃。
本发明工艺简单，易实现产业化。将石墨烯和甲酸铜粉加入甲基硅油或润滑油经过热分解制得的石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂，不仅可以防止分散在润滑油基础油中的纳米铜粉的沉降，而且可以大幅度提高润滑效果。
具体实施方式
实施例1
1）去离子水中加入二水合氯化铜（CuCl2·2H2O）配制摩尔浓度为0.5mol/L的氯化铜水溶液，搅拌中加入摩尔浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液，二水合氯化铜与氢氧化钠的质量比为17:8，得到悬浊液；
2）过滤步骤1）得到的悬浊液，过滤物用去离子水清洗4次后加入到去离子水中，过滤物与去离子水的质量比为1:20，搅拌中逐滴加入体积浓度为10%的甲酸水溶液，甲酸水溶液与含过滤物的去离子水的体积比为0.5ml:100ml，得到甲酸铜水溶液；
3) 将步骤2)得到的甲酸铜水溶液在80℃下烘干，得到固态甲酸铜产物，然后在200rpm的转速下，球磨8h，得到甲酸铜粉体备用;
4) 称取10g氧化石墨烯，平铺在石英舟中，将石英舟放入管式炉中，开始加热，通入氮气，在石英管式炉温度升至300℃，关闭氮气，开始通氢气，氢气的气压为0.01MPa，流量为100mL/min，还原反应1h后，停止管式炉的加热，关闭氢气，再通氮气1h后，关闭氮气，自然冷却至室温后，得到石墨烯；
5) 取石墨烯放入球磨机中，在500rpm的转速下，球磨1h，将球磨后的石墨烯放入气流磨中经过气流处理，得到预处理石墨烯，收集备用；
6) 将经步骤5)预处理石墨烯和质量浓度为68%的硝酸按照质量:体积=1.0g :100ml的比例进行混合，混合物超声震荡1h后，60℃下搅拌冷凝回流2h，冷却，去离子水稀释，微孔滤膜减压抽滤，洗涤至中性，产物在100℃下真空干燥，粉碎，得到酸化处理石墨烯；
7）将经步骤6)酸化处理石墨烯、0.2 mol /L的NaOH按照1g : 800ml的比例在容器中混合，超声震荡，得到酸化处理石墨烯表面的羧基转换成钠盐形式的悬浮液，在悬浮液中加入酯化反应接枝物质溴代正丁烷10ml及相转移催化剂四丁基溴化胺1.0ml,超声分散，80℃下回流加热搅拌3h，静置冷却；再加入质量浓度99.5%的氯仿35ml溶解沉淀，用0.28μm滤膜抽滤，滤液中加入质量浓度99.5%的无水乙醇12ml，析出黑色沉淀，100℃下真空烘箱中干燥，粉碎，研磨，得到酯化处理石墨烯；
8) 将酯化处理石墨烯、甲酸铜粉体、甲基硅油按质量:质量:体积=0.01g : 1.8g: 300ml混合，球磨5h后，置于加热炉中，在180℃下加热2小时，得到石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂。
用MRS-10J 杠杆式四球摩擦磨损试验机实测制得的石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的极压性能和长时磨损性能，以及与纳米铜润滑油和碳纳米管/纳米铜润滑油添加剂的对比值，结果如表1，2所示。
实施例2
1）去离子水中加入二水合氯化铜（CuCl2·2H2O）配制摩尔浓度为1mol/L的氯化铜水溶液，搅拌中加入摩尔浓度为2mol/L的氢氧化钠水溶液，二水合氯化铜与氢氧化钠的质量比为17:8，得到悬浊液；
2）过滤步骤1）得到的悬浊液，过滤物用去离子水清洗3次后加入到去离子水中，过滤物与去离子水的质量比为1:15，搅拌中逐滴加入体积浓度为20%的甲酸水溶液，甲酸水溶液与含过滤物的去离子水的体积比为0.1ml:100ml，得到甲酸铜水溶液；
3) 将步骤2)得到的甲酸铜水溶液在90℃下烘干，得到固态甲酸铜产物，然后在150rpm的转速下，球磨12h，得到甲酸铜粉体备用;
4) 称取20g氧化石墨烯，平铺在石英舟中，将石英舟放入管式炉中，开始加热，通入氮气，在石英管式炉温度升至800℃，关闭氮气，开始通氢气，氢气的气压为0.1MPa，流量为500mL/min，还原反应4h后，停止管式炉的加热，关闭氢气，再通氮气2h后，关闭氮气，自然冷却至室温，得到石墨烯；
5) 取石墨烯放入球磨机中，在350rpm的转速下，球磨3h，将球磨后的石墨烯放入气流磨中经过气流处理，得到预处理石墨烯，收集备用；
6) 将经步骤5)预处理石墨烯和质量浓度为68%的硝酸按照质量:体积=1.0g :50ml的比例进行混合，混合物超声震荡0.5h后，75℃下搅拌冷凝回流3h，冷却，去离子水稀释，微孔滤膜减压抽滤，洗涤至中性，产物在100℃下真空干燥，粉碎，得到酸化处理石墨烯；
7）将经步骤6)酸化处理石墨烯、0.1 mol /L的NaOH按照1g : 600ml的比例在容器中混合，超声震荡，得到酸化处理石墨烯表面的羧基转换成钠盐形式的悬浮液，在悬浮液中加入酯化反应接枝物质1,6-二溴己烷2ml和溴代十二烷3ml及相转移催化剂四丁基溴化胺2.0ml,超声分散，80℃下回流加热搅拌1h，静置冷却；再加入质量浓度99.5%的氯仿45ml溶解沉淀，用0.28μm滤膜抽滤，滤液中加入质量浓度99.5%的无水乙醇10ml，析出黑色沉淀，100℃下真空烘箱中干燥，粉碎，研磨，得到酯化处理石墨烯；
8) 将酯化处理石墨烯、甲酸铜粉体、甲基硅油按质量:质量:体积=0.01g : 1.5g: 600ml混合，球磨8h后，置于加热炉中，在220℃下加热1.0小时，得到石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂。
用MRS-10J 杠杆式四球摩擦磨损试验机实测制得的石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的极压性能和长时磨损性能，以及与纳米铜润滑油和碳纳米管/纳米铜润滑油添加剂的对比值，结果如表1,2所示。
实施例3
1）去离子水中加入二水合氯化铜（CuCl2·2H2O）配制摩尔浓度为0.3mol/L的氯化铜水溶液，搅拌中加入摩尔浓度为0.6mol/L的氢氧化钠水溶液，二水合氯化铜与氢氧化钠的质量比为17:8，得到悬浊液；
2）过滤步骤1）得到的悬浊液，过滤物用去离子水清洗3次后加入到去离子水中，过滤物与去离子水的质量比为1:30，搅拌中逐滴加入体积浓度为15%的甲酸水溶液，甲酸水溶液与含过滤物的去离子水的体积比为0.25ml:100ml，得到甲酸铜水溶液；
3) 将步骤2)得到的甲酸铜水溶液在90℃下烘干，得到固态甲酸铜产物，然后在150rpm的转速下，球磨2h，得到甲酸铜粉体备用;
4) 称取15g上述制得的氧化石墨烯，平铺在石英舟中，将石英舟放入管式炉中，开始加热，通入氮气，在石英管式炉温度升至500℃，关闭氮气，开始通氢气，氢气的气压为0.05MPa，流量为300mL/min，还原反应2h后，停止管式炉的加热，关闭氢气，再通氮气1.5h后，关闭氮气，自然冷却至室温后，得到石墨烯；
5) 取石墨烯放入球磨机中，在200rpm的转速下，球磨5h，将球磨后的石墨烯放入气流磨中经过气流处理，得到预处理石墨烯，收集备用；
6) 将经步骤5)预处理石墨烯和质量浓度为68%的硝酸按照质量:体积=1.0g :10ml的比例进行混合，混合物超声震荡0.5h后，100℃下搅拌冷凝回流4h，冷却，去离子水稀释，微孔滤膜减压抽滤，洗涤至中性，产物在100℃下真空干燥，粉碎，得到酸化处理石墨烯；
7）将经步骤6)酸化处理石墨烯、0.6 mol /L的NaOH按照1g : 700ml的比例在容器中混合，超声震荡，得到酸化处理石墨烯表面的羧基转换成钠盐形式的悬浮液，在悬浮液中加入酯化反应接枝物质溴代正辛烷20ml及相转移催化剂四丁基溴化胺4.0ml,超声分散，80℃下回流加热搅拌2h，静置冷却；再加入质量浓度99.5%的氯仿50ml溶解沉淀，用0.28μm滤膜抽滤，滤液中加入质量浓度99.5%的无水乙醇15ml，析出黑色沉淀，100℃下真空烘箱中干燥，粉碎，研磨，得到酯化处理石墨烯；
8) 将酯化石墨烯、甲酸铜粉体、润滑油按质量:质量:体积=0.01g : 3.0g :1000ml混合，球磨10h后，置于加热炉中，在200℃下加热0.5小时，得到石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂。
用MRS-10J 杠杆式四球摩擦磨损试验机实测制得的石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的极压性能和长时磨损性能，以及与纳米铜润滑油和碳纳米管/纳米铜润滑油添加剂的对比值，结果如表1，2所示。
极压性能用最大咬负荷PB值表征，PB值越大，润滑油的极压性能越好，抗磨性能越佳，表1是实例1-3与纳米铜润滑油和碳纳米管/纳米铜复合润滑油在相同测试条件下的极压性能实测对比值；长时磨损性能用磨斑直径来表征，磨斑直径越小，润滑油的润滑效果越好，表2是实例1-3与纳米铜润滑油和碳纳米管/纳米铜复合润滑油的磨斑直径实测对比值。
实测结果表明，制得的石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂不仅可以防止分散在润滑油基础油中的纳米铜粉的沉淀，而且还可以大幅度提高润滑效果。
表1
极压性能 纳米铜润滑油 碳纳米管/纳米铜润滑油 实例1 实例2 实例3
PB(N) 294 ~458 722 693 652
表2 实测条件为: 294N，30min
长时磨损性能 纳米铜润滑油 碳纳米管/纳米铜润滑油 实例1 实例2 实例3
磨斑直径（mm） 0.68 ~0.38 0.13 0.18 0.20

Claims (4)

1.一种石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法，其特征是包括以下步骤:
1) 去离子水中加入二水合氯化铜，配制摩尔浓度为0.3-1mol/L的氯化铜水溶液，搅拌中加入摩尔浓度为0.6-2mol/L的氢氧化钠水溶液，二水合氯化铜与氢氧化钠的质量比为17:8，得到悬浊液；
2) 过滤步骤1)得到的悬浊液，过滤物用去离子水反复清洗后加入到去离子水中，过滤物与去离子水的质量比为1:15-30，搅拌中逐滴加入体积浓度为10-20%的甲酸水溶液，甲酸水溶液与含过滤物的去离子水的体积比为0.1-0.5mL:100mL，得到甲酸铜水溶液；
3) 将步骤2)得到的甲酸铜水溶液在80-90℃下烘干，得到固态甲酸铜产物，然后在150-250rpm的转速下，球磨2-12h，得到甲酸铜粉体备用;
4) 称取10-20g氧化石墨烯，平铺在石英舟中，将石英舟放入管式炉中，通入惰性气体，升温至300-800℃后，关闭惰性气体，通入还原气体氢气，氢气的气压为0.01-0.1MPa，流量为100-500mL/min，还原反应1-4h后，停止加热，关闭氢气，再通惰性气体0.5～2h后，关闭惰性气体，自然冷却至室温后，得到石墨烯；
5) 将步骤4)制得的石墨烯放入球磨机中，在200-500rpm的转速下，球磨1-5h，然后放入气流磨中经过气流处理，得到预处理石墨烯，收集备用；
6) 将经步骤5)预处理石墨烯和质量浓度为68%的硝酸按照质量:体积=1.0g : 10-100mL的比例进行混合，混合物超声震荡0.5-1h后，60-100℃下搅拌冷凝回流2-4h，冷却，微孔滤膜减压抽滤，洗涤至中性，干燥，粉碎，得到酸化处理石墨烯；
7）将经步骤6)酸化处理石墨烯、0.1-0.6mol/L的NaOH按照1g : 600-800mL的比例在容器中混合，超声震荡，得到酸化处理石墨烯表面的羧基转换成钠盐形式的悬浮液，在悬浮液中加入酯化反应接枝物质5-20mL及相转移催化剂1-4mL，超声分散，80℃下回流加热搅拌1-3h，静置冷却；再加入质量浓度99.5%的氯仿35-50mL溶解沉淀，用滤膜抽滤，滤液中加入质量浓度99.5%的无水乙醇10-15mL，析出黑色沉淀，干燥，粉碎，研磨，得到酯化处理石墨烯；
8) 将酯化处理石墨烯、甲酸铜粉体、润滑油按质量:质量:体积=0.01-0.05g : 1.5-3.0g : 300-1000mL混合，球磨5-10h后，置于加热炉中，在180-220℃下加热0.5-2小时，得到石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂。
2.根据权利要求1所述的石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法，其特征是所述的润滑油为甲基硅油。
3.根据权利要求1所述的石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法，其特征是步骤7)中所述的酯化反应接枝物质为1,6-二溴己烷、溴代正丁烷、溴代正辛烷、溴代正十二烷和溴代十六烷中的一种或几种按任意比的混合。
4.根据权利要求1所述的石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂的制备方法，其特征是所述的润滑油的闪点高于250℃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109304478B (zh) * 2017-07-27 2022-06-21 哈尔滨工业大学 一步法制备石墨烯/铜复合粉体的方法
CN108559576A (zh) * 2018-05-31 2018-09-21 烟台华恒节能科技有限公司 一种石墨烯包覆纳米铜润滑油添加剂及其制备方法
CN110041985B (zh) * 2019-05-21 2021-08-06 临沂大学 一种具有自修复功能的复合纳米润滑油添加剂及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104449980A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 湖南东博墨烯科技有限公司 一种石墨烯基纳米零价铁系润滑油及其制备方法
CN104479804A (zh) * 2014-11-25 2015-04-01 华南理工大学 一种纳米铜/石墨烯复合材料及其制备方法与应用
CN104927971A (zh) * 2015-05-13 2015-09-23 南京欧美加新材料有限公司 一种含离子液体、改性纳米铜粉和石墨烯的润滑油组合物的制备方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX362538B (es) * 2013-09-04 2018-12-10 Inst Tecnologico Estudios Superiores Monterrey Aceite lubricante para aplicaciones automotrices e industriales adicionado con grafeno decorado.
US20180079989A1 (en) * 2013-12-23 2018-03-22 The Texas A&M University System Nanosheet compositions and their use in lubricants and polishing slurries

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104479804A (zh) * 2014-11-25 2015-04-01 华南理工大学 一种纳米铜/石墨烯复合材料及其制备方法与应用
CN104449980A (zh) * 2014-12-02 2015-03-25 湖南东博墨烯科技有限公司 一种石墨烯基纳米零价铁系润滑油及其制备方法
CN104927971A (zh) * 2015-05-13 2015-09-23 南京欧美加新材料有限公司 一种含离子液体、改性纳米铜粉和石墨烯的润滑油组合物的制备方法

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