CN105969479B - 一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法，包括有如下步骤：首先按质量比计，石墨∶硝酸盐∶NH4F∶水＝1∶0.1‑10∶0.1‑10∶50‑100；将硝酸盐和NH4F同时溶解于去离子水中，在50℃下搅拌充分溶解；然后加入石墨，在50‑80℃下搅拌3‑10h混合均匀，得到的材料用水和乙醇冲洗后干燥，得到高耐磨抗氧化石墨材料。本发明方法利用氟化物(YF3,LaF3)来表面改性石墨，惰性的氟化物包覆材料可以抑制石墨的高温氧化，纳米包覆层在摩擦过程中压应力和切应力作用下,纳米氟化物包覆层的表面活性很高,可通过油溶性基团与金属摩擦表面发生强烈的吸附,从而降低摩擦系数,提高抗磨性能。

Description

一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法
技术领域
本发明涉及摩擦材料领域技术，特别是提供一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法。
背景技术
润滑油是用在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体或半固体润滑剂，主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成，基础油是润滑油的主要组成成分，可以决定润滑油的基本性质，但添加剂可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是合成润滑油的重要组成部分，在添加剂中石墨是很好的选择，石墨是传统的固体润滑材料，由于它特殊的层状晶体结构决定了石墨材料具有良好的润滑性能。但是，石墨在高温下唯一的缺点是不耐氧化，为克服高温不耐氧化的弊病，众多厂家不同程度研究并开发了各种抗氧化剂以解决此项的需要。制品中加入铝粉、硅粉可以起到一定的抗氧化效应。如何使高温下只与空气接触的石墨表面不受氧化，进而延长润滑油的使用时间，降低用户的成本，增加产品的经济效益，受到特别的关注。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，本发明的目的在于提供一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法；该方法利用氟化物对常规的石墨材料进行包覆，在石墨表面形成惰性包覆层，所制备的高耐磨抗氧化石墨材料寿命长，抗氧化、润滑性能好。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法，包括有如下步骤：
1)首先按质量比计，石墨∶硝酸盐∶NH4F∶水＝1∶0.1-10∶0.1-10∶50-100；将硝酸盐和NH4F同时溶解于去离子水中，在50℃下搅拌充分溶解；
2)然后加入石墨，在50-80℃下搅拌3-10h混合均匀，得到的材料用水和乙醇冲洗后干燥，得到高耐磨抗氧化石墨材料。
所述石墨为天然鳞片石墨，粒度D50在1-10um之间，纯度为99.9％以上。
所述硝酸盐为Y(N03)3或者La(N03)3中的至少一种，纯度为99.9％以上。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体为：本发明方法利用氟化物(YF3,LaF3)来表面改性石墨，惰性的氟化物包覆材料可以抑制石墨的高温氧化，纳米包覆层在摩擦过程中压应力和切应力作用下,纳米氟化物包覆层的表面活性很高,可通过油溶性基团与金属摩擦表面发生强烈的吸附。在摩擦初期,基础油膜和添加剂的吸附膜使摩擦系数保持稳定,随着摩擦过程的继续,摩擦表面温度不断升高,氟化物包覆层在热的摩擦表面分解,并与摩擦表面反应形成氧化膜,提高了摩擦表面的粘着力,阻止金属对摩擦副之间的接触,从而降低摩擦系数,提高抗磨性能；本发明工艺简单，操作方便，生产设备少，从而进一步降低成本，便于推广应用，适于大规模生产。
具体实施方式
实施例1
一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法，包括有如下步骤：
1)首先按质量比计，石墨∶硝酸盐∶NH4F∶水＝1∶0.1∶0.1∶50；将硝酸盐和NH4F同时溶解于去离子水中，在50℃下搅拌充分溶解；所述石墨为天然鳞片石墨，粒度D50在1-10um之间，纯度为99.9％以上；所述硝酸盐为Y(N03)3，纯度为99.9％以上。
2)然后加入石墨，在80℃下搅拌3h混合均匀，得到的材料用水和乙醇冲洗后干燥，得到高耐磨抗氧化石墨材料。
实施例2
一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法，包括有如下步骤：
1)首先按质量比计，石墨∶硝酸盐∶NH4F∶水＝1∶10∶10∶100；将硝酸盐和NH4F同时溶解于去离子水中，在50℃下搅拌充分溶解；所述石墨为天然鳞片石墨，粒度D50在1-10um之间，纯度为99.9％以上；所述硝酸盐为La(N03)3，纯度为99.9％以上。
2)然后加入石墨，在50℃下搅拌10h混合均匀，得到的材料用水和乙醇冲洗后干燥，得到高耐磨抗氧化石墨材料。
实施例3
一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法，包括有如下步骤：
1)首先按质量比计，石墨∶硝酸盐∶NH4F∶水＝1∶5∶5∶70；将硝酸盐和NH4F同时溶解于去离子水中，在50℃下搅拌充分溶解；所述石墨为天然鳞片石墨，粒度D50在1-10um之间，纯度为99.9％以上；所述硝酸盐为La(N03)3，纯度为99.9％以上。
2)然后加入石墨，在70℃下搅拌5h混合均匀，得到的材料用水和乙醇冲洗后干燥，得到高耐磨抗氧化石墨材料。
对比例：未经处理的石墨材料。
对上述实施例1～3及对比例制备的润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料进 行摩擦性能测试，将其添加到贝蒙特生产的SN 5W/40的基础油中，添加量与基础油的质量比是1:100。测试仪器为MRS-10B四球摩擦磨损试验机，执行GB/T3142-1982，SH/T 0189，SH/T 0762标准。测试结果见表1，表中数据可以看出，在基础油中添加润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料后摩擦系数和磨斑直径大大减小，而且在高温下，摩擦系数和磨斑直径基本不改变，说明该高耐磨抗氧化石墨材料是一种优异的抗氧化摩擦改善剂。
表1列出了不同实施例和对比例的摩擦性能比较。
本发明的重点在于：本发明方法利用氟化物(YF3,LaF3)来表面改性石墨，惰性的氟化物包覆材料可以抑制石墨的高温氧化，纳米包覆层在摩擦过程中压应力和切应力作用下,纳米氟化物包覆层的表面活性很高,可通过油溶性基团与金属摩擦表面发生强烈的吸附。在摩擦初期,基础油膜和添加剂的吸附膜使摩擦系数保持稳定,随着摩擦过程的继续,摩擦表面温度不断升高,氟化物包覆层在热的摩擦表面分解,并与摩擦表面反应形成氧化膜,提高了摩擦表面的粘着力,阻止金属对摩擦副之间的接触,从而降低摩擦系数,提高抗磨性能；本发明工艺简单，操作方便，生产设备少，从而进一步降低成本，便于推广应用，适于大规模生产。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化和修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法，其特征在于：包括有如下步骤：
1 )首先按质量比计，石墨∶硝酸盐∶NH4F∶水＝1∶0 .1-10∶0 .1-10∶50-100；将硝酸盐和NH4F同时溶解于去离子水中，在50℃下搅拌充分溶解；硝酸盐为Y( N03 ) 3或者La( N03 ) 3中的至少一种；
2 )然后加入石墨，在50-80℃下搅拌3-10h混合均匀，得到的材料用水和乙醇冲洗后干燥，得到高耐磨抗氧化石墨材料。
2.根据权利要求1所述一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法，其特征在于：所述石墨为天然鳞片石墨，粒度D50在1-10um之间，纯度为99 .9％以上。
3.根据权利要求1所述一种润滑油用高耐磨抗氧化石墨材料的制备方法，其特征在于：所述硝酸盐的纯度为99 .9％以上。
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