本發(fā)明涉及潤滑油技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種苯乙烯系嵌段共聚物與石墨烯復(fù)合潤滑油及其制備方法。
背景技術(shù):
現(xiàn)今世界上有50%-70%的能源在摩擦中被消耗,摩擦是不可避免,但可減小。減少機(jī)械間的摩擦磨損和能源消耗就是從另一個(gè)方向節(jié)約能源。此外,機(jī)械生產(chǎn)過程中80%的機(jī)器失效都是因?yàn)榱慵^度磨損而報(bào)廢,被迫更換,如果降低機(jī)械摩擦磨損,可以減少維修的次數(shù)和更換零件所需的費(fèi)用,從而減少經(jīng)濟(jì)損失。
石墨烯是由碳原子sp2雜化組成的二維平面薄膜材料,具有六角形蜂巢晶格和單原子厚度。石墨烯是目前世界上最薄、最堅(jiān)硬、最導(dǎo)電、最導(dǎo)熱的材料。石墨烯獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和特殊的物理化學(xué)特性,使其在新型復(fù)合材料、光電材料、生物傳感器、催化劑、藥物傳送等眾多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。但是,結(jié)構(gòu)完整的石墨烯由六元環(huán)組成,化學(xué)穩(wěn)定性極高且表面呈惰性。石墨烯的大π鍵使石墨烯層間具有π-π相互作用,容易團(tuán)聚,發(fā)生不可逆的聚集和沉淀,使其很難分散于常用溶劑中,限制了石墨烯的研究和應(yīng)用。因而,對(duì)石墨烯進(jìn)行功能化修飾,提高其穩(wěn)定分散性極其重要。
另外,苯乙烯系嵌段共聚物(styreneicblockcopolymers),是與橡膠性能最為相似的一種熱塑性彈性體,目前主要用于橡膠制品、樹脂改性劑、粘合劑和瀝青改性劑,未見其用于潤滑油的報(bào)道。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的之一,就在于提供一種苯乙烯系嵌段共聚物與石墨烯復(fù)合潤滑油的制備方法,以解決上述問題。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這樣的:一種苯乙烯系嵌段共聚物與石墨烯復(fù)合潤滑油的制備方法,包括以下步驟:將石墨烯加入到基礎(chǔ)油中超聲分散0.5-2h,再加入苯乙烯嵌段共聚物繼續(xù)超聲分散0.5-2h,即得苯乙烯嵌段共聚物與石墨烯復(fù)合潤滑油。
本發(fā)明的發(fā)明人通過大量理論研究和實(shí)驗(yàn)得出:在該混合物中,添加石墨烯和sebs在體系中均具有較好的分散穩(wěn)定性,靜置一個(gè)月仍分散良好,不出現(xiàn)分層、沉降等現(xiàn)象。石墨烯在添加有苯乙烯嵌段共聚物的潤滑油中具有很好分散性的原因是在超聲作用下,石墨烯與ps嵌段之間形成較強(qiáng)π-π作用,納米厚度的石墨烯被吸附在嵌段聚合物鏈段上很好的分散在潤滑油中。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述石墨烯為3-5層的寡層石墨烯。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述石墨烯片徑為0.8-1μm。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述石墨烯的質(zhì)量百分含量為0.01-1%。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述苯乙烯系嵌段共聚物為二嵌段共聚物、三嵌段共聚物。
作為進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案,所述苯乙烯系嵌段共聚物為苯乙烯-丁二烯共聚物(sbs)、氫化苯乙烯嵌段共聚物(sebs)。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述苯乙烯系嵌段共聚物的質(zhì)量百分含量為0.1-3%。
作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述苯乙烯系嵌段共聚物中的苯乙烯質(zhì)量百分含量為5-35%。
本發(fā)明的目的之二在于提供一種采用上述方法制得的復(fù)合潤滑油。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:在潤滑油中添加少量的苯乙烯嵌段共聚物,可改善潤滑油黏溫性能,使?jié)櫥驼扯戎笖?shù)受溫度變化影響變?。煌瑫r(shí)苯乙烯嵌段共聚物分子鏈進(jìn)入石墨烯層間,形成π-π堆疊阻止石墨烯層間的團(tuán)聚,石墨烯可以穩(wěn)定分散在苯乙烯嵌段共聚物的良溶劑中,這會(huì)對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、高寒山區(qū)機(jī)動(dòng)車用潤滑油帶來極佳的使用性能,從而使得本潤滑油具有優(yōu)異潤滑性能、抗磨減摩性能等優(yōu)點(diǎn),能夠廣泛用于車船軌道等各種機(jī)械減摩抗磨領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1:
一種苯乙烯系嵌段共聚物與石墨烯復(fù)合潤滑油的制備方法,包括以下步驟:將石墨烯加入到基礎(chǔ)油中超聲分散0.5h,再加入苯乙烯-丁二烯共聚物sbs繼續(xù)超聲分散0.5h,即得苯乙烯-丁二烯共聚物與石墨烯復(fù)合潤滑油,下稱“潤滑油a”;
本實(shí)施例的石墨烯是采用氧化還原法制備的3-5層的寡層石墨烯,石墨烯的片徑為1μm,且石墨烯的質(zhì)量含量為0.01%;
本實(shí)施例的sbs的ps的質(zhì)量含量為3-10%,且sbs的質(zhì)量含量為2-10%
將共混后的潤滑油進(jìn)行分裝,同時(shí)進(jìn)行儲(chǔ)存穩(wěn)定性的實(shí)驗(yàn),一個(gè)月后的樣品容器未見沉降的和分層現(xiàn)象,液體油均一穩(wěn)定。
實(shí)施例2
一種苯乙烯系嵌段共聚物與石墨烯復(fù)合潤滑油的制備方法,包括以下步驟:將石墨烯加入到基礎(chǔ)油中超聲分散1h,再加入氫化苯乙烯嵌段共聚物sebs繼續(xù)超聲分散1h,即得氫化苯乙烯嵌段共聚物與石墨烯復(fù)合潤滑油,下稱“潤滑油b”;
本實(shí)施例的石墨烯是采用氧化還原法制備的3-5層的寡層石墨烯,石墨烯的片徑為0.1-1μm,且石墨烯的質(zhì)量含量為0.03%.
本實(shí)施例的sebs的ps的質(zhì)量含量為35%,且sebs的質(zhì)量含量為1%。
實(shí)施例3
一種苯乙烯系嵌段共聚物與石墨烯復(fù)合潤滑油的制備方法,包括以下步驟:將石墨烯加入到基礎(chǔ)油中超聲分散2h,再加入氫化苯乙烯嵌段共聚物sebs繼續(xù)超聲分散2h,即得氫化苯乙烯嵌段共聚物與石墨烯復(fù)合潤滑油,下稱“潤滑油c”;
本實(shí)施例的石墨烯是采用氧化還原法制備的3-5層的寡層石墨烯,石墨烯的片徑為0.2-0.8μm,且石墨烯的質(zhì)量含量為0.05%.
本實(shí)施例的sebs的ps的質(zhì)量含量為5-20%,且sebs的質(zhì)量含量為0.01-0.2%
性能測試實(shí)驗(yàn)
將實(shí)施例1-3得到的潤滑油,以及不含有添加劑的基礎(chǔ)油、僅含有實(shí)施例1中的石墨烯的潤滑油、僅含有苯乙烯嵌段共聚物的潤滑油,分別進(jìn)行性能測試實(shí)驗(yàn),其結(jié)果見下表。
表1:抗磨性能測試
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。