本發(fā)明涉及綠色潤(rùn)滑油技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種含石墨烯潤(rùn)滑油及其制備方法。
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背景技術(shù)：
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為了增加潤(rùn)滑油的減摩抗磨效果，通常在潤(rùn)滑油中添加少量的潤(rùn)滑油添加劑，傳統(tǒng)的潤(rùn)滑油添加劑為硫、磷、氮或氯型抗磨劑，此種添加劑對(duì)摩擦副材料具有腐蝕性和選擇性，氯已經(jīng)被禁止，特別是含硫、磷和氮等元素的潤(rùn)滑油添加劑在使用過(guò)程中，會(huì)排放廢氣和污染物，因而對(duì)環(huán)境造成污染。
理想石墨烯是僅由一層密集的晶體點(diǎn)陣上的碳原子組成，其厚度僅為0.35nm，是世界上最薄的二維材料。由于其極好的機(jī)械性能，石墨烯也被用作潤(rùn)滑材料。W Zhang等人在J.Phys.D:Appl.Phys.44(2011)205303上報(bào)道：將0.02-0.06wt％油酸修飾的石墨烯加入齒輪油PAO9中，減磨抗磨性能明顯提高，摩擦系數(shù)和磨斑直徑各自減小17％和14％。
因此，如何從研制節(jié)能型機(jī)油入手，利用綠色基礎(chǔ)油和石墨烯添加劑調(diào)配發(fā)動(dòng)機(jī)油的配方組成，減少發(fā)動(dòng)機(jī)各部件的摩擦磨損，提高燃料燃燒利用率，將是降低汽車能耗和環(huán)境污染的重要途徑。為減少空氣污染和霧霾，節(jié)能型發(fā)動(dòng)機(jī)油將受到人們?cè)絹?lái)越多的歡迎。
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技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的就是要解決上述的不足而提供一種含石墨烯潤(rùn)滑油及其制備方法，解決了傳統(tǒng)潤(rùn)滑油添加劑存在腐蝕性和選擇性問(wèn)題，同時(shí)改進(jìn)了工藝，減少了石墨烯的超聲波分散環(huán)節(jié)，便于工業(yè)推廣應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)上述目的設(shè)計(jì)一種含石墨烯潤(rùn)滑油，各組分的含量以如下重量份數(shù)計(jì)包括：
作為優(yōu)選，所述合成基礎(chǔ)油按重量份配比為：聚α-烯烴∶多元醇酯＝5-10∶5-10，所述聚α-烯烴為PAO7、PAO8、PAO9中的至少一種。
作為優(yōu)選，所述復(fù)合抗氧劑按重量份配比為：酚型抗氧劑∶胺型抗氧劑＝1-10∶1-10。
作為優(yōu)選，所述金屬清靜劑為高堿值石油磺酸鈣、高堿值烷基水楊酸鈣、高堿值硫化烷基酚鈣中的至少一種。
作為優(yōu)選，所述無(wú)灰分散劑為雙丁二酰亞胺、硼化雙丁二酰亞胺中的至少一種。
作為優(yōu)選，所述納米級(jí)摩擦改進(jìn)劑為納米硼酸鈣改進(jìn)劑、納米有機(jī)稀土改進(jìn)劑、納米鉬摩擦改進(jìn)劑中的至少一種。
作為優(yōu)選，所述粘度指數(shù)改進(jìn)劑為氫化苯乙烯雙烯共聚物SV260、SV261、SV277中的至少一種。
作為優(yōu)選，所述降凝劑為烷基萘、聚丙烯酸酯中的至少一種。
本發(fā)明還提供了一種含石墨烯潤(rùn)滑油的制備方法，包括以下步驟：按重量份配比，將合成基礎(chǔ)油投入調(diào)合釜中，在60-65℃攪拌下，依次投入降凝劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、復(fù)合抗氧劑、金屬清靜劑、無(wú)灰分散劑、納米級(jí)摩擦改進(jìn)劑，攪拌均勻，再投入石墨烯及消泡劑，保持原來(lái)溫度攪拌均勻一個(gè)半小時(shí)，靜置半小時(shí)，即得成品。
本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明減少了傳統(tǒng)的硫、磷或氯型抗磨劑，不會(huì)出現(xiàn)對(duì)摩擦副材料具有腐蝕性和選擇性的現(xiàn)象，在生產(chǎn)、使用過(guò)程中沒(méi)有廢水、廢氣、廢渣等的產(chǎn)生和排放，是一種環(huán)境友好型的潤(rùn)滑油；
(2)本發(fā)明使用的綠色基礎(chǔ)油，傾點(diǎn)低，粘度指數(shù)高，高溫抗氧化性好，具有良好的水解穩(wěn)定性和優(yōu)異的抗氧化安定性，且該酯增加了添加劑的粘度有利于石墨烯的分散穩(wěn)定，同時(shí)與石墨烯復(fù)配有利于該添加劑的極壓抗磨性，可起到節(jié)油、抗磨、降噪音、提高動(dòng)力等功能；
(3)添加高堿值金屬清潔劑及高分子無(wú)灰分散劑，酸中和能力高，清潔分散性好，抑制發(fā)動(dòng)機(jī)中油泥和積碳的產(chǎn)生；
(4)加入石墨烯，抗摩減磨作用強(qiáng)，降低機(jī)油中的硫、磷含量，防止尾氣處理裝置中催化劑中毒；添加高堿值金屬清靜劑及高分子無(wú)灰分散劑，酸中和能力高，清潔分散性好，抑制發(fā)動(dòng)機(jī)中油泥和積碳的產(chǎn)生；摩擦系數(shù)低，油膜的承載能力高，可自行修復(fù)磨損表面，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命，減少環(huán)境污染；
(5)解決了傳統(tǒng)潤(rùn)滑油添加劑存在腐蝕性和選擇性問(wèn)題，同時(shí)改進(jìn)了工藝，減少了石墨烯的超聲波分散環(huán)節(jié)，便于工業(yè)推廣應(yīng)用，該石墨烯潤(rùn)滑油可以用作各種車輛、船舶、石油化工、礦山的大型機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)。
[具體實(shí)施方式]
本發(fā)明提供了一種石墨烯潤(rùn)滑油及其制備方法，該石墨烯潤(rùn)滑油的組分其配方組成有：合成基礎(chǔ)油、復(fù)合抗氧劑、金屬清潔劑、無(wú)灰分散劑、納米級(jí)摩擦改進(jìn)劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、降凝劑、消泡劑，其各組分的含量以重量份數(shù)計(jì)包括：石墨烯0.1-1份、合成基礎(chǔ)油72-85份、復(fù)合抗氧劑0.8-3.2份、金屬清靜劑0.5-1.5份、無(wú)灰分散劑2.3-6.5份、納米級(jí)摩擦改進(jìn)劑0.05-1.5份、粘度指數(shù)改進(jìn)劑2.0-10.0份、降凝劑0.2-1.0份、消泡劑50ppm。
其中，合成基礎(chǔ)油按重量份配比為：聚α-烯烴∶PriEco多元醇酯＝5～10∶5～10，其中聚α-烯烴為PAO7、PAO8、PAO9中的至少一種，PriEco多元醇酯為PriEco 3030和PriEco 3030多元醇酯中的至少一種，為上海道普化學(xué)國(guó)際提供。復(fù)合抗氧劑按重量份配比為：酚型抗氧劑∶胺型抗氧劑＝1～10∶1～10，其中酚型抗氧劑由上海渤大潤(rùn)滑添加劑生產(chǎn)的T501和T557。金屬清靜劑為高堿值石油磺酸鈣、高堿值烷基水楊酸鈣、高堿值硫化烷基酚鈣中的至少一種，由遼寧天合化工有限公司提供。無(wú)灰分散劑為雙丁二酰亞胺T154和硼化雙丁二酰亞胺T154B中的至少一種。納米級(jí)摩擦改進(jìn)劑為納米硼酸鈣改進(jìn)劑、納米有機(jī)稀土改進(jìn)劑、納米鉬摩擦改進(jìn)劑中的至少一種。粘度指數(shù)改進(jìn)劑為潤(rùn)英聯(lián)公司提供的氫化苯乙烯雙烯共聚物SV260、SV261、SV277中的至少一種。降凝劑為烷基萘T801、聚丙烯酸酯T814中的至少一種。
本發(fā)明提供的一種石墨烯潤(rùn)滑油的制備方法包括如下步驟：按上述重量份配比，將合成基礎(chǔ)油投入調(diào)合釜中，在60～65℃攪拌下，依次投入降凝劑、粘度指數(shù)改進(jìn)劑、復(fù)合抗氧劑、金屬清靜劑、無(wú)灰分散劑、納米級(jí)摩擦改進(jìn)劑，攪拌均勻，投入石墨烯及消泡劑，保持原來(lái)溫度攪拌均勻一個(gè)半小時(shí)，靜置半小時(shí)，即得成品。
本發(fā)明使用壽命長(zhǎng)；全合成基礎(chǔ)油，傾點(diǎn)低，粘度指數(shù)高，燃料經(jīng)濟(jì)性好，具有生物降解性，減少對(duì)環(huán)境的危害；抗氧減磨作用強(qiáng)，防止尾氣處理裝置中催化劑中毒；酸中和能力高，添加納米級(jí)摩擦改進(jìn)劑，摩擦系數(shù)低，油膜的承載能力高，可自行修復(fù)磨損表面，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。本發(fā)明提供的石墨烯潤(rùn)滑油解決了傳統(tǒng)的潤(rùn)滑油添加劑存在腐蝕性和選擇性問(wèn)題，納米材料的添加劑工藝操作復(fù)雜，且會(huì)排放廢氣和污染物，對(duì)環(huán)境造成污染的缺陷，本發(fā)明的石墨烯潤(rùn)滑油可實(shí)現(xiàn)磨損部的自修復(fù)，并起到節(jié)油、抗磨、降噪音、提高動(dòng)力等功能，且能很好地分散于多種潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油中，氧化穩(wěn)定性好，可長(zhǎng)期穩(wěn)定存在。
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作以下進(jìn)一步說(shuō)明：
本發(fā)明所用的各種原料的規(guī)格及生產(chǎn)廠家的信息如下表：
實(shí)施例1
配方組成：
其制備步驟為：在常溫下加入PAO8 60％和14.2％的PriEco 3030多元醇酯，進(jìn)行加熱；在62℃攪拌下，依次投入T814 0.5％、SV260 10.2％、、高堿值硫化烷基酚鈣1.4％、T106 4.0％，攪拌均勻，投入十六烷基納米硼酸鈣(T-362)1.1％；摩擦改進(jìn)劑納米有機(jī)鉬0.2％，攪拌均勻，保持原來(lái)溫度攪拌均勻，靜置沉降1小時(shí)，即得成品。
實(shí)施例2
配方組成：
其制備步驟為：在常溫下加入PAO9 40％、PAO7 24.2％和10％的季戊四醇酯，進(jìn)行加熱；在64℃攪拌下，依次投入烷基萘T801 0.5％、SV261 10.1％、、高堿值烷基水楊酸鈣1.2％、T106 4.0％，攪拌均勻，投入納米環(huán)烷酸鈰1.1％；摩擦改進(jìn)劑納米有機(jī)鉬0.2％；攪拌均勻，保持原來(lái)溫度攪拌均勻，靜置沉降1.5小時(shí)，即得成品。
化性能檢測(cè)及模擬臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)試，其主要性能指標(biāo)如下：
其測(cè)試結(jié)果如下：
本發(fā)明公開(kāi)的一種綠色節(jié)能汽油機(jī)油經(jīng)過(guò)三輛不同型號(hào)的車型(榮威轎車、比亞迪轎車和長(zhǎng)城越野)，分別進(jìn)行的25000公里不同路況實(shí)際行車試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，行駛過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)噪音小，運(yùn)行平穩(wěn)，各部件磨損小，油泥、積碳生成速度慢，機(jī)油粘度變化小于8.4％，堿值下降小于6.2％，換油期長(zhǎng)達(dá)9000～18000公里，路況優(yōu)良時(shí)可達(dá)16000～20000公里，平均汽油機(jī)油節(jié)燃油2.9％，測(cè)定尾氣成分：CO，NOx，SOx排放物減少49％以上，達(dá)到節(jié)能、綠色環(huán)保的目的。
綜上所述，本發(fā)明的一種含石墨烯的潤(rùn)滑油，經(jīng)過(guò)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)、行車試驗(yàn)，結(jié)果表明，其是符合環(huán)保節(jié)能，減少大氣污染的新型潤(rùn)滑油。
本發(fā)明還可采用如下具體實(shí)施例。實(shí)施例3：各組分的含量以重量份數(shù)為，石墨烯0.5份、合成基礎(chǔ)油76份、復(fù)合抗氧劑2.2份、金屬清靜劑1.2份、無(wú)灰分散劑4.6份、納米級(jí)摩擦改進(jìn)劑0.85份、粘度指數(shù)改進(jìn)劑7份、降凝劑0.6份、消泡劑50ppm。實(shí)施例4：各組分的含量以重量份數(shù)為，石墨烯0.1份、合成基礎(chǔ)油80份、復(fù)合抗氧劑1.2份、金屬清靜劑0.5份、無(wú)灰分散劑2.3份、納米級(jí)摩擦改進(jìn)劑1.3份、粘度指數(shù)改進(jìn)劑5份、降凝劑0.2-1.0份、消泡劑50ppm。實(shí)施例5：各組分的含量以重量份數(shù)為，石墨烯0.8份、合成基礎(chǔ)油72份、復(fù)合抗氧劑3.2份、金屬清靜劑1.5份、無(wú)灰分散劑6.5份、納米級(jí)摩擦改進(jìn)劑1.5份、粘度指數(shù)改進(jìn)劑2.0份、降凝劑0.2-1.0份、消泡劑50ppm。實(shí)施例6：各組分的含量以重量份數(shù)為，石墨烯1份、合成基礎(chǔ)油85份、復(fù)合抗氧劑0.8份、金屬清靜劑0.8份、無(wú)灰分散劑5.2份、納米級(jí)摩擦改進(jìn)劑0.05份、粘度指數(shù)改進(jìn)劑10.0份、降凝劑0.2-1.0份、消泡劑50ppm。經(jīng)過(guò)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)、行車試驗(yàn)，結(jié)果表明，實(shí)施例3至實(shí)施例6均為符合環(huán)保節(jié)能，減少大氣污染的新型潤(rùn)滑油。
本發(fā)明并不受上述實(shí)施方式的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。