CN111423919A - 一种石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其包括纳米氧化物复合材料、分散剂、锂基脂和基础油。本发明利用石墨烯对纳米氧化物复合材料进行改性，然后将改性后的纳米氧化物复合材料应用于机油添加剂中，从而提高了机油高温润滑性能。本发明中的纳米氧化物为层状钙钛矿材料，其具有更好的耐高温性能和高温润滑性。层状钙钛矿材料能有效提高机油的极压性能和各工况下的抗磨减磨性能，也可显著减轻高温下摩擦表面的磨损，从而延长机油添加剂的服役寿命。本发明中的石墨烯具有高导热特性。这样将层状钙钛矿材料与石墨烯结合制备的机油添加剂可以降低机油温度并延长机油使用寿命。

Description

一种石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂
技术领域
本发明涉及机油添加剂领域，具体为一种石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂。
背景技术
近年来，机动车数量迅猛增长。尤其是我国大中城市，伴随着城市的机动车尾气带来的空气污染越来越严重，汽车尾气对环境的破坏性也越发突显。因此需要我们在享受汽车带来便利的同时，也要尽量减少汽车尾气的排放量。发动机是汽车的心脏，而只有合格的机油才可降低发动机零件的磨损，延长使用寿命。
机油，即发动机润滑油。机油能对发动机起到润滑减磨、辅助冷却降温、密封防漏、防锈防蚀、减震缓冲等作用。机油由基础油和添加剂两部分组成。市场上的机油因其基础油不同可简分为矿物油及合成油两种(植物油因产量稀少故不计)。合成油中又分为：全合成及半合成。润滑油基础油主要分矿物基础油及合成基础油两大类。矿物基础油应用广泛，用量很大(约95％以上)，但有些应用场合则必须使用合成基础油调配的产品。而市场上现有的机油却存在温度高、高温润滑性下降以及废气排放量大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，以解决现有机油存在温度高、高温润滑性下降和废气排放量大的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其中，
将石墨烯包覆的片层状纳米氧化物复合材料用于所述机油添加剂中；
所述机油添加剂由石墨烯改性的所述纳米氧化物复合材料、分散剂、锂基脂和基础油按照质量比(0.5～3):(1.5～7):(10～18):(80～90)经过充分搅拌后得到。
作为上述方案的进一步改进，所述纳米氧化物复合材料的制备方法包括以下步骤：
制备钙钛矿结构材料前驱体；
通过所述钙钛矿结构材料前驱体得到浓度为7.5mg/mL的纳米钙钛矿分散液；
将浓度为0.05mg/mL的石墨烯分散液与所述纳米钙钛矿分散液按0.1～5vol％进行混合得到混合液，然后将所述混合液进行真空干燥得到石墨烯改性的纳米氧化物复合材料。
进一步地，利用高温固相法制备出钙钛矿结构材料前驱体。
进一步地，对所述钙钛矿结构材料前驱体利用液相离子置换和湿法球磨的方式进行处理后得到纳米钙钛矿分散液。
作为上述方案的进一步改进，所述纳米氧化物复合材料为包覆了石墨烯的钙钛矿复合材料。
进一步地，所述钙钛矿复合材料呈层状结构。
作为上述方案的进一步改进，所述纳米氧化物复合材料为HTiNbO5@Graphene、HTi2NbO7@Graphene、HTi5NbO14@Graphene、HNb3O8@Graphene、HCa2Nb3-yTayO10@Graphene、HLnNb2O7@Graphene、HTaWO6@Graphene、HCa2-xSrxNb3O10@Graphene中的至少一种。
作为上述方案的进一步改进，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、脂肪酸甘油酯、含硅的表面活性剂中的至少一种。
作为上述方案的进一步改进，所述基础油为矿物油、合成油和植物基础油中的至少一种。
作为上述方案的进一步改进，通过搅拌的方式对所述石墨烯分散液与所述纳米钙钛矿分散液进行混合。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用石墨烯对纳米氧化物复合材料进行改性，然后将改性后的纳米氧化物复合材料应用于机油添加剂中，从而提高了机油添加剂的高温润滑性能。本发明中的纳米氧化物为层状钙钛矿材料，其具有更好的耐高温性能和高温润滑性。层状钙钛矿材料能有效提高机油添加剂的极压性能和各工况下的抗磨减磨性能，也可显著减轻高温下摩擦表面的磨损，从而延长机油添加剂的服役寿命。本发明中的石墨烯具有高导热特性。这样将层状钙钛矿材料与石墨烯结合制备的机油添加剂，一方面可以降低机油温度并延长机油使用寿命，另外一方面能保证机油的高温润滑特性和减小高温污染源气体排放。
附图说明
图1为纳米氧化物复合材料的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，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。
实施例1
本实施例公开了一种石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其用于解决现有机油存在温度高、高温润滑性下降和废气排放量大的技术问题。本发明将石墨烯包覆的片层状纳米氧化物复合材料用于所述机油添加剂中；所述机油添加剂由石墨烯改性的所述纳米氧化物复合材料、分散剂、锂基脂和基础油按照质量比(0.5～3):(1.5～7):(10～18):(80～90)经过充分搅拌后(如电动300r/min，搅拌3～12h)得到。
其中，所述纳米氧化物复合材料可为HTiNbO5@Graphene、HTi2NbO7@Graphene、HTi5NbO14@Graphene、HNb3O8@Graphene、HCa2Nb3-yTayO10@Graphene、HLnNb2O7@Graphene、HTaWO6@Graphene、HCa2-xSrxNb3O10@Graphene中的至少一种。所述分散剂可为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、脂肪酸甘油酯、含硅的表面活性剂中的至少一种。所述基础油可为矿物油、合成油和植物基础油中的至少一种。
请参考图1，所述纳米氧化物复合材料的制备方法包括以下步骤。
步骤一、制备钙钛矿结构材料前驱体。
本实施例中，利用高温固相法制备出钙钛矿结构材料前驱体。如前驱体均为含碱金属(Li、K(大多为这个)、Rb、Cs等)，如HTiNbO5的前驱体为KTiNbO5,该前驱体由K2CO3、TiO2、Nb2O5按KTiNbO5中对应金属的摩尔比(一般K2CO3因易挥发会稍微过量2-5％左右)进行球磨，造粒，高温烧结(2～10℃/min的速度升至700～1100℃，保温4～12h,随炉冷却，再研磨得到目标KTiNbO5前驱体粉体)。
步骤二、通过所述钙钛矿结构材料前驱体得到浓度为7.5mg/mL的纳米钙钛矿分散液。
本实施例中，对所述钙钛矿结构材料前驱体利用液相离子置换和湿法球磨的方式进行处理后得到纳米钙钛矿分散液。此处即为先用液相离子置换，即用H离子置换前驱体中的碱金属离子，以KTiNbO5为例，用硝酸0.5～2mol/L的HNO3与KTiNbO5进行室温搅拌混合，H离子与K的摩尔比为2:1，搅拌24h后进行沉淀分离，在用去离子水重复清洗沉淀，直至清洗的上层清液先PH中性。这样的液相离子置换重复三次，最后得到的沉淀进行80℃烘12h即得到HTiNbO5。第二步的湿法球磨，即将HTiNbO5粉体和水放入球磨罐中进行行星球磨12h,得到HTiNbO5的纳米分散液。
步骤三、将浓度为0.05mg/mL的石墨烯分散液与所述纳米钙钛矿分散液按0.1～5vol％进行混合得到混合液，然后将所述混合液进行真空干燥得到石墨烯改性的纳米氧化物复合材料。
其中，所述纳米氧化物复合材料为包覆了石墨烯的钙钛矿复合材料，且所述钙钛矿复合材料呈层状结构。片层状纳米粒子的润滑作用主要通过在摩擦表面形成一定厚度的致密吸附层来实现，该吸附层可有效防止摩擦副的直接接触，并使得摩擦发生在吸附层内部，而片层状纳米颗粒本身的层与层之间的剪切力很弱，从而能显著降低摩擦表面之间的摩擦磨损。而氧化物和石墨烯具有的高温结构稳定性使得该机油添加剂还能具有较好的高温润滑性能。
实施例2
请参阅表1，本实施例的石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂由石墨烯改性的纳米氧化物复合材料、分散剂、锂基脂和基础油按表1的照质量比经过充分搅拌(电动300r/min，搅拌3～12h)后得到。
表1
纳米氧化物复合材料 分散剂 锂基脂 基础油按照
质量比1 0.5 1.5 10 80
质量比2 0.5 1.5 18 90
质量比3 0.5 1.5 14 85
质量比4 2 4 14 85
质量比5 2 4 10 80
质量比6 2 4 18 90
质量比7 3 7 10 80
质量比8 3 7 14 85
质量比9 3 7 18 90
表1中的所有石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，均通过对所述石墨烯分散液与所述纳米钙钛矿分散液进行混合，纳米氧化物为层状钙钛矿材料，其具有更好的耐高温性能和高温润滑性。层状钙钛矿材料能有效提高机油添加剂的极压性能和各工况下的抗磨减磨性能，也可显著减轻高温下摩擦表面的磨损，从而延长机油添加剂的服役寿命。本实施例中的石墨烯具有高导热特性。这样利用石墨烯对纳米氧化物复合材料进行改性，然后将改性后的纳米氧化物复合材料应用于机油添加剂中，从而提高了机油添加剂的高温润滑性能。同时，本实施例中的石油添加剂可以降低机油温度并延长机油使用寿命。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其特征在于，
将石墨烯包覆的片层状纳米氧化物复合材料用于所述机油添加剂中；
所述机油添加剂由石墨烯改性的所述纳米氧化物复合材料、分散剂、锂基脂和基础油按照质量比(0.5～3):(1.5～7):(10～18):(80～90)经过充分搅拌后得到。
2.根据权利要求1所述的石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其特征在于，所述纳米氧化物复合材料的制备方法包括以下步骤：
制备钙钛矿结构材料前驱体；
通过所述钙钛矿结构材料前驱体得到浓度为7.5mg/mL的纳米钙钛矿分散液；
将浓度为0.05mg/mL的石墨烯分散液与所述纳米钙钛矿分散液按0.1～5vol％进行混合得到混合液，然后将所述混合液进行真空干燥得到石墨烯改性的纳米氧化物复合材料。
3.根据权利要求2所述的石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其特征在于，利用高温固相法制备出钙钛矿结构材料前驱体。
4.根据权利要求2所述的石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其特征在于，对所述钙钛矿结构材料前驱体利用液相离子置换和湿法球磨的方式进行处理后得到纳米钙钛矿分散液。
5.根据权利要求1所述的石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其特征在于，所述纳米氧化物复合材料为包覆了石墨烯的钙钛矿复合材料。
6.根据权利要求5所述的石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其特征在于，所述钙钛矿复合材料呈层状结构。
7.根据权利要求1所述的石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其特征在于，所述纳米氧化物复合材料为HTiNbO5@Graphene、HTi2NbO7@Graphene、HTi5NbO14@Graphene、HNb3O8@Graphene、HCa2Nb3-yTayO10@Graphene、HLnNb2O7@Graphene、HTaWO6@Graphene、HCa2-xSrxNb3O10@Graphene中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其特征在于，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、脂肪酸甘油酯、含硅的表面活性剂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其特征在于，所述基础油为矿物油、合成油和植物基础油中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的石墨烯改性的纳米氧化物复合材料机油添加剂，其特征在于，通过搅拌的方式对所述石墨烯分散液与所述纳米钙钛矿分散液进行混合。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106410226A (zh) * 2016-12-08 2017-02-15 深圳大学 石墨烯掺杂改性纳米钙钛矿型La1‑xSrxMnO3复合材料及其制备方法和应用
CN107353963A (zh) * 2017-06-08 2017-11-17 吴国呈 机油添加剂
CN107760430A (zh) * 2016-08-23 2018-03-06 郑生宏 一种抽油机减速箱专用半流体润滑油组合物
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 (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180079989A1 (en) * 2013-12-23 2018-03-22 The Texas A&M University System Nanosheet compositions and their use in lubricants and polishing slurries
CN107760430A (zh) * 2016-08-23 2018-03-06 郑生宏 一种抽油机减速箱专用半流体润滑油组合物
CN106410226A (zh) * 2016-12-08 2017-02-15 深圳大学 石墨烯掺杂改性纳米钙钛矿型La1‑xSrxMnO3复合材料及其制备方法和应用
CN107353963A (zh) * 2017-06-08 2017-11-17 吴国呈 机油添加剂

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吕维忠等: "纳米钙钛矿La(1-x)SrxMnO3的制备及石墨烯改性", 《精细化工》 *

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