本發(fā)明公開了一種基于石墨烯摻雜高效復合分散劑的新型潤滑油添加劑，屬于新材料及其應用領域，主要用于潤滑油的性能改進和提高。
背景技術：
摩擦磨損普遍存在于各個行業(yè)中，由于摩擦造成的損失占世界一次能源的50%以上，同時摩擦面間的磨損也是各個行業(yè)中材料和設備報廢的主要原因之一。因此在機械中加入潤滑油是普遍采用的一種減少摩擦磨損的方式。為了提高潤滑油的減摩抗磨性能，通常是在潤滑油中加入各種減摩抗磨劑。
石墨烯是一種具有原子層厚度的二維結構，具有優(yōu)異的力學性能，單層或多層的石墨烯具有超薄的片層結構?，F在的石墨烯研究已經發(fā)現，它優(yōu)良的自潤滑性在潤滑添加劑領域將有廣闊的應用前景。但由于石墨烯為固體顆粒，在油中的分散穩(wěn)定性欠佳，故在潤滑油中容易產生沉降和團聚現象，從而限制了其作為減摩抗磨添加劑的應用。
技術實現要素：
有鑒于此，本發(fā)明的目的之一是提供一種基于石墨烯摻雜復合分散劑的新型潤滑油添加劑，目的是要解決石墨烯在潤滑油中的團聚現象，提高分散穩(wěn)定性，從而充分發(fā)揮其減摩抗磨性能。為實現上述目的，本發(fā)明具體提供了如下的技術方案：將單層或多層石墨烯與復合分散劑通過原位修飾、超聲分散的方法加入潤滑油中，通過降低石墨烯的沉降和團聚問題，發(fā)揮石墨烯在潤滑油中的減摩抗磨性能。
所述的單層或多層石墨烯在潤滑油中的質量百分比含量為0.001-0.8%；所述的高效復合分散劑在潤滑油中的質量百分比含量為0.01-2%。
所述的單層或多層石墨烯的粒徑范圍為5-150μm，在潤滑油中需要加入在上述粒徑范圍內的一種或幾種不同粒徑的石墨烯；所述的單層或多層石墨烯是通過“自上而下法”或“自下而上法”制備得到；所述的單層或多層石墨烯的比表面為150-2630m2/g，單個石墨烯片的厚度為0.34-10nm。
所述的復合分散劑為清凈分散劑，包括單烯基丁二酰亞胺（t151）、聚異丁烯雙丁二酰亞胺（t154）、聚異丁烯基丁二酰亞胺（t155）和高分子量聚異丁烯丁二酰亞胺（t161）中的一種或幾種。
所述的潤滑油為礦物基礎油、合成基礎油、任意商品化或自制的潤滑油的一種或幾種。
所述的單層或多層石墨烯與復合分散劑采用原位修飾、超聲分散的方法對石墨烯表面進行摻雜修飾，在石墨烯的苯六元環(huán)上引入聚異丁烯基團形成空間位阻，阻礙石墨烯顆粒的團聚，包含如下制備步驟：(1)采用原位修飾法將高效復合分散劑包覆在石墨烯表面，(2)通過超聲分散法將修飾后的石墨烯及高效復合分散劑均勻分散于潤滑油中。
進一步的，所述步驟(1)的原位修飾方法，包含如下制備步驟：1)將1份質量份數的單層或多層石墨烯溶于體積比為1:1-1:3的水和無水乙醇的溶劑中，配成3-15mg/ml的混合溶液，加入到斜型三口圓底燒瓶中，并在50-80℃水浴中加熱；2)將3-7份質量份數的復合分散劑加入到分液漏斗中，以15-40d/分的速度加入含石墨烯的混合溶液，并以300-700轉/分的速度攪拌反應40-80分鐘；3)攪拌結束后，將反應液從斜型三口圓底燒瓶中倒出，用布氏漏斗將產物真空抽濾，用無水乙醇洗滌產物3次；4)洗滌后的產物移至表面皿中，利用真空干燥箱在溫度30-50℃，真空度為-0.07mpa~-0.09mpa的條件下干燥20-36h。
進一步的，所述步驟(2)的超聲分散方法為：將步驟(1)通過原位法修飾后的石墨烯及高效復合分散劑加入潤滑油中，在功率為800-1200w，發(fā)射頻率為20-35khz條件下，水浴超聲振蕩8-15分鐘。
進一步的，所述的在潤滑油中加入單層或多層石墨烯為同時加入兩種不同粒徑的單層或多層石墨烯，分別為粒徑范圍為10-30μm的石墨烯和粒徑范圍為70-130μm的石墨烯，其中粒徑為10-30μm的石墨烯在潤滑油中的質量百分比含量為0.005-0.4%，粒徑為70-130μm的石墨烯的在潤滑油中質量百分比含量為0.005-0.4%；所述的在潤滑油中加入高效復合分散劑為同時加入兩種高效復合分散劑，分別為t154和t161，其中t154在潤滑油中的質量百分比含量為0.05-1.0%，t161在潤滑油中的質量百分比含量為0.05-1.0%。
優(yōu)選的，所述的粒徑為10-30μm的石墨烯在潤滑油中的質量百分比含量為0.01%，粒徑為80-120μm的石墨烯的在潤滑油中質量百分比含量為0.1%，t154在潤滑油中的質量百分比含量為0.1%，t161在潤滑油中的質量百分比含量為0.1%。即提供的最優(yōu)配方組成為：0.01%（10-30μm石墨烯）+0.1%（70-130μm石墨烯）+0.1%-t154+0.1%-t161+99.69%空白油。
附圖說明
為了使本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖：
圖1為實施例1的不同組分的潤滑油添加劑的摩擦系數和磨斑直徑。
具體實施方式
下面將結合附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件或按照制造廠商所建議的條件。
實施例1
基于石墨烯摻雜高效復合分散劑的新型潤滑油添加劑，配制如表1所示5種試油進行摩擦磨損測試。
表1：不同組分的試油。
按照上述組分質量百分比稱量石墨烯、分散劑和潤滑油，超聲10分鐘，采用mrs-1j型磨損試驗機通過四球實驗的方法測定摩擦系數與磨斑直徑，從而評價試油1-5的減摩抗磨性能。摩擦副接觸方式為球－球點接觸，使用的鋼球為四球機專用鋼球(材質gcr15，尺寸12.7mm，洛式硬度59—61hrc)，采用的實驗條件為荷載392n，轉速1200r/min，時間60min。
根據圖1可知，同空白試油1相比，試油5的減摩提高了46.7%，抗磨提高了9.8%，兩種粒徑范圍的石墨烯與兩種高效分散劑摻雜后，能提高試油的綜合摩擦學性能，減摩和抗磨性同時達到最佳狀態(tài)。兩種不同粒徑的石墨烯復配或單獨同兩種高效分散劑摻雜均不能使試油的減摩抗磨性能達到最佳狀態(tài)，試油5的添加劑配方為最優(yōu)配方，配方組成為：0.01%（10-30μm石墨烯）+0.1%（70-130μm石墨烯）+0.1%-t154+0.1%-t161+99.69%空白油。
最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非限制，盡管通過上述優(yōu)選實施例已經對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權利要求書所限定的范圍。