CN106753693A - 一种超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法，称取一定量的石墨烯和润滑油至研钵中，手动研磨15‑20分钟至混合均匀,得到一次混合溶液；将上述一次混合溶液、溶于无水乙醇中的稳定剂混合加入烧杯中，在一定温度下超声分散40‑60分钟；将上述超声分散后的混合溶液、步骤一中润滑油混合加入球磨机中，研磨反应，收集混合油液；将上述混合油液加入到摩擦磨损试验机中来检测油液的摩擦学性能；根据本发明的方法可实现对蓖麻油或PAO油的超低摩擦。

Description

一种超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法
技术领域
本发明涉及精细化工技术领域，具体涉及一种超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法。
背景技术
随着工业技术的进步和经济技术的发展，能源需求不断加大，能源危机变的日益严峻，润滑油作为发动机、车桥等部件的润滑材料，主要起到润滑、减磨的作用，在工作过程中起到至关重要的作用。
机器的运转依赖零件的相对运动来实现，必然伴随着摩擦和磨损的产生，严重的摩擦磨损还会影响机器的正常运转，润滑是解决机器运转产生摩擦磨损最常用的有效途径，在润滑油作用下，润滑油在带走大量摩擦热和磨屑的同时，还可形成润滑油膜，从而降低摩擦副的磨损，目前很多地方都需要达到超低摩擦，因此润滑油实现超低摩擦的工况变得尤为重要；因此，有必要研究一种能够实现超低摩擦的润滑油及其制备方法。
发明内容
针对目前润滑油不能满足工业应用的现状，本发明的目的在于提供一种润滑油可实现超低摩擦的工艺制备方法，该方法获得的润滑油能够有效实现超低摩擦学性能。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法，由以下步骤实现：
步骤一：称取一定量的石墨烯和润滑油至研钵中，手动研磨15-20分钟至混合均匀,得到一次混合溶液；
步骤二：将上述一次混合溶液、溶于无水乙醇中的稳定剂混合加入烧杯中，在一定温度下超声分散40-60分钟；
步骤三：将上述超声分散后的混合溶液、步骤一中润滑油混合加入球磨机中，研磨反应，收集混合油液；
步骤四：将上述混合油液加入到摩擦磨损试验机中来检测油液的摩擦学性能。
步骤一中，所述石墨烯粉末呈层状、网状结构；所述的润滑油是蓖麻油或PAO油中的一种。
所述石墨烯与润滑油的质量比为5g-10g：100g。
步骤二中，所述稳定剂A为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、双聚异丁烯丁二酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯；所述混合溶液中石墨烯与稳定剂的质量比为1g：0.01g-0.04g；所述超声时的温度为50°C-60°C。
步骤三中，所述超声分散后的混合溶液与新加入的润滑油的质量比为1:1；所述的球磨机：工作时间10-12小时、工作转速650-750r/min。
步骤四中，所述检测油液的摩擦学性能：上下摩擦副为销和盘，将油液B滴加在摩擦磨损试验机中的上下摩擦副的接触点。
所述上摩擦副的材料为GCr15，下摩擦副的材料为高速钢。
所述检测油液的实验参数为滑动频率1HZ，施加载荷为5N，摩擦反应8小时。
所述摩擦反应8小时分为：每隔2个小时，停止摩擦反应，对下摩擦副清洗，再次滴加步骤三中的混合油液。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：根据本发明的制备方法获得的润滑油可实现超低摩擦学性能，广泛应用于航空等领域。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例作进一步的说明。
实施例一
本实施例包括以下步骤：
步骤一：称取0.5g石墨烯粉末和10g蓖麻油加入至研钵中，手动研磨15-20分钟至混合均匀,得到一次混合溶液；
步骤二：称取5g上述一次混合溶液至烧杯A中，向烧杯B中加入20-25ml无水乙醇，然后加入0.0025g十二烷基苯磺酸钠至充分溶解，然后将烧杯B中的溶液倒入烧杯A中，放置于超声分散仪中进行超声分散，设置温度为50°C，超声50分钟；
步骤三：称取2g上述超声分散后的混合溶液、2g蓖麻油至球磨机的球磨罐中，工作转速650-750r/min，工作转动10-12小时后，打开球磨罐盖，收集油液；
步骤四：将上述的油液滴加至摩擦磨损试验机的下摩擦副上，摩擦实验参数：所述上摩擦副的材料为GCr15，下摩擦副的材料为高速钢，滑动频率1HZ，施加载荷为5N，实验前用过滤纸将油滴抹均匀，开始第一阶段的摩擦反应，2小时后，停止摩擦反应，用含有无水乙醇的棉球擦拭上下摩擦副的反应面，擦拭干净后，再次滴加步骤三中得油液，重复上述步骤至第四阶段，总计摩擦反应8个小时，即可达到超低摩擦效果。
实验结果如下表1和表2所述，从表1中可以看出，第四个阶段的平均摩擦系数可达0.009，达到了超低摩擦效果，说明本实施例一可实现蓖麻油的超低摩擦。
实施例二
本实施例包括以下步骤：
步骤一：称取0.5g石墨烯粉末和10g蓖麻油加入至研钵中，手动研磨15-20分钟至混合均匀,得到一次混合溶液；
步骤二：称取5g上述一次混合溶液至烧杯A中，向烧杯B中加入20-25ml无水乙醇，然后加入0.005g 聚乙烯吡咯烷酮至充分溶解，然后将烧杯B中的溶液倒入烧杯A中，放置于超声分散仪中进行超声分散，设置温度为60°C，超声50分钟；
步骤三：称取3g上述超声分散后的混合溶液、3g蓖麻油至球磨机的球磨罐中，工作转速650-750r/min，工作转动10-12小时后，打开球磨罐盖，收集油液；
步骤四：将上述的油液滴加至摩擦磨损试验机的下摩擦副上，摩擦实验参数：所述上摩擦副的材料为GCr15，下摩擦副的材料为高速钢，滑动频率1HZ，施加载荷为5N，实验前用过滤纸将油滴抹均匀，开始第一阶段的摩擦反应，2小时后，停止摩擦反应，用含有无水乙醇的棉球擦拭上下摩擦副的反应面，擦拭干净后，再次滴加步骤三中得油液，重复上述步骤至第四阶段，总计摩擦反应8个小时，即可达到超低摩擦效果。
实验结果如下表1和表2所述，从表1中可以看出，第四个阶段的平均摩擦系数可达0.010，达到了超低摩擦效果，说明本实施例二可实现蓖麻油的超低摩擦。
实施例三
本实施例包括以下步骤：
步骤一：称取1g石墨烯粉末和10gPAO油加入至研钵中，手动研磨15-20分钟至混合均匀,得到一次混合溶液；
步骤二：称取5g上述一次混合溶液至烧杯A中，向烧杯B中加入20-25ml无水乙醇，然后加入0.015g双聚异丁烯丁二酰亚胺至充分溶解，然后将烧杯B中的溶液倒入烧杯A中，放置于超声分散仪中进行超声分散，设置温度为50°C，超声50分钟；
步骤三：称取4g上述超声分散后的混合溶液、4g蓖麻油至球磨机的球磨罐中，工作转速650-750r/min，工作转动10-12小时后，打开球磨罐盖，收集油液；
步骤四：将上述的油液滴加至摩擦磨损试验机的下摩擦副上，摩擦实验参数：所述上摩擦副的材料为GCr15，下摩擦副的材料为高速钢，滑动频率1HZ，施加载荷为5N，实验前用过滤纸将油滴抹均匀，开始第一阶段的摩擦反应，2小时后，停止摩擦反应，用含有无水乙醇的棉球擦拭上下摩擦副的反应面，擦拭干净后，再次滴加步骤三中得油液，重复上述步骤至第四阶段，总计摩擦反应8个小时，即可达到超低摩擦效果。
实验结果如下表1和表2所述，从表1中可以看出，第四个阶段的平均摩擦系数可达0.007，达到了超低摩擦效果，说明本实施例三可实现PAO油的超低摩擦。
实施例四
本实施例包括以下步骤：
步骤一：称取1g石墨烯粉末和10gPAO油加入至研钵中，手动研磨15-20分钟至混合均匀,得到一次混合溶液；
步骤二：称取5g上述一次混合溶液至烧杯A中，向烧杯B中加入20-25ml无水乙醇，然后加入0.02g甲基丙烯酸甲酯至充分溶解，然后将烧杯B中的溶液倒入烧杯A中，放置于超声分散仪中进行超声分散，设置温度为60°C，超声50分钟；
步骤三：称取2g上述超声分散后的混合溶液、2g蓖麻油至球磨机的球磨罐中，工作转速650-750r/min，工作转动10-12小时后，打开球磨罐盖，收集油液；
步骤四：将上述的油液滴加至摩擦磨损试验机的下摩擦副上，摩擦实验参数：所述上摩擦副的材料为GCr15，下摩擦副的材料为高速钢，滑动频率1HZ，施加载荷为5N，实验前用过滤纸将油滴抹均匀，开始第一阶段的摩擦反应，2小时后，停止摩擦反应，用含有无水乙醇的棉球擦拭上下摩擦副的反应面，擦拭干净后，再次滴加步骤三中得油液，重复上述步骤至第四阶段，总计摩擦反应8个小时，即可达到超低摩擦效果。
实验结果如下表1和表2所述，从表1中可以看出，第四个阶段的平均摩擦系数可达0.005，达到了超低摩擦效果，说明本实施例四可实现PAO油的超低摩擦。
本发明的各实施例所获得的润滑油均可实现超低摩擦效果。
表1为本发明优选实施例在摩擦反应过程中各阶段的平均摩擦系数对照表；表2为本发明优选实施例在反应结束后下摩擦副的磨痕宽度对照表。
表1平均摩擦系数对照表。
表2润滑油实验后下摩擦副磨痕宽度（um）对照表。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，只为说明本发明的方案及效果，不能被认为用于限定本发明的实施范围，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：由以下步骤实现：
步骤一：称取一定量的石墨烯和润滑油至研钵中，手动研磨15-20分钟至混合均匀,得到一次混合溶液；
步骤二：将上述一次混合溶液、溶于无水乙醇中的稳定剂混合加入烧杯中，在一定温度下超声分散40-60分钟；
步骤三：将上述超声分散后的混合溶液、步骤一中润滑油混合加入球磨机中，研磨反应，收集混合油液；
步骤四：将上述混合油液加入到摩擦磨损试验机中来检测油液的摩擦学性能。
2.根据权利要求1所述的超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述石墨烯粉末呈层状、网状结构；所述的润滑油是蓖麻油或PAO油中的一种。
3.根据权利要求2所述的超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：所述石墨烯与润滑油的质量比为5g-10g：100g。
4.根据权利要求2所述的超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述稳定剂A为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、双聚异丁烯丁二酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯；所述混合溶液中石墨烯与稳定剂的质量比为1g：0.01g-0.04g；所述超声时的温度为50°C-60°C。
5.根据权利要求4所述的超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述超声分散后的混合溶液与新加入的润滑油的质量比为1:1；所述的球磨机：工作时间10-12小时、工作转速650-750r/min。
6.根据权利要求5所述的超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：步骤四中，所述检测油液的摩擦学性能：上下摩擦副为销和盘，将油液B滴加在摩擦磨损试验机中的上下摩擦副的接触点。
7.根据权利要求6所述的超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：所述上摩擦副的材料为GCr15，下摩擦副的材料为高速钢。
8.根据权利要求7所述的超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：所述检测油液的实验参数为滑动频率1HZ，施加载荷为5N，摩擦反应8小时。
9.根据权利要求8所述的超低摩擦的润滑油添加剂的制备方法，其特征在于：所述摩擦反应8小时分为：每隔2个小时，停止摩擦反应，对下摩擦副清洗，再次滴加步骤三中的混合油液。
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