含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，添加劑的制備方法，及含有該添加劑的潤滑油的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，添加劑的制備方法，及含有該添加劑的潤滑油。包括以下成分：噻二唑衍生物、石墨烯、硫醇、異丙醇、30wt%甲醛溶液、稀土氯化物、堿液、苯酚取代物。本發(fā)明采用納米石墨烯作為潤滑油添加劑應(yīng)用到潤滑油中，具有保護和修復(fù)功能，即在機械內(nèi)壁表面形成保護膜，這層膜即使是氫原子也無法穿透。當(dāng)石墨烯開始磨損時，氫原子躍遷并修復(fù)晶格，這表示添加納米石墨烯的潤滑油可以保持永久性有效。并且噻二唑衍生物的官能團可以與石墨烯形成配位鍵、氫鍵，有利于提高石墨烯在潤滑油中的分散程度和潤滑油以及石墨烯在金屬表面的吸附強度。
【專利說明】
含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，添加劑的制備 方法，及含有該添加劑的潤滑油
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，涉及一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，添 加劑的制備方法，及含有該添加劑的潤滑油。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源與環(huán)境是經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展的兩大主題。對于機械零部件而言，摩擦磨損是 在所難免的。機械部件的摩擦磨損在帶來材料和能源大量損耗的同時，還會造成十分嚴(yán)重 的環(huán)境污染。在潤滑油中加入摩擦學(xué)添加劑是有效減緩機械零部件摩擦磨損、降低能量損 耗的重要技術(shù)手段之一。近年來，納米金屬材料的制備與應(yīng)用技術(shù)取得了長足的進步，逐漸 達(dá)到了工業(yè)化生成的水平。納米金屬顆粒材料是指幾何尺寸為l-l〇〇nm級的金屬超微顆 粒，是介于單個原子與固態(tài)之間的原子集合體。最近的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，納米金屬顆粒材料作 為潤滑油添加劑具有良好的應(yīng)用前景，所以誕生了許多基于此種新材料的技術(shù)和產(chǎn)品。但 目前將納米金屬復(fù)合材料應(yīng)用于潤滑油添加劑的研究則未見報道，為此，我們研究了將石 墨烯基納米銅復(fù)合材料用于潤滑油添加劑，并研究了該添加劑材料的制備方法。石墨烯是 具有單原子層厚的新型碳材料，它具有高的機械強度，良好的熱導(dǎo)率和快速的載流子迀移 率，為晶體管傳感器等高性能器件的制備提供了原料。另外，石墨烯具有極高的比表面積， 是制備納米復(fù)合材料極好的基底材料。
[0003] 潤滑油一般由基礎(chǔ)油和添加劑兩部分組成?；A(chǔ)油的質(zhì)量是潤滑油的根本，添加 劑的質(zhì)量和性能是潤滑油的精髓，添加劑的質(zhì)量和性能以及加入的比例直接影響到潤滑油 的使用性能。作為一種新型納米材料，石墨烯應(yīng)用于潤滑油中具有傳統(tǒng)納米顆粒不具備的 諸多優(yōu)勢。石墨烯本身的摩擦系數(shù)接近于零，潤滑性能出眾，二維結(jié)構(gòu)物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定， 具有超高的導(dǎo)熱性能，比重小，且容易進行多種改性，可以解決納米添加劑長期穩(wěn)定性問 題。因此，以新型納米材料石墨烯作為潤滑油添加劑，開發(fā)出具有良好抗磨性能、高承載能 力、對機械表面具有一定修復(fù)功能的潤滑油，形成一系列新型潤滑油產(chǎn)品，為潤滑油產(chǎn)品由 低端快速邁向高端作出貢獻(xiàn)。雖然稀土化合物在摩擦學(xué)中的研究已滲透在耐磨金屬材料、 耐磨高分子材料、耐磨陶瓷等諸多領(lǐng)域，但作為潤滑添加劑的研究在國內(nèi)外僅剛剛開始，尤 其是油溶性有機稀土抗磨劑的研究，是摩擦化學(xué)的前沿課題。有機稀土抗磨劑的研究在理 論及應(yīng)用方面均有寬廣的發(fā)展前途。我國是稀土大國，從開發(fā)和利用國內(nèi)豐富的稀土資源 上說，更具有重大的理論意義和實際應(yīng)用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加 劑，該添加劑的制備方法，以及含有該添加劑的潤滑油。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù) 方案為： 一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，按照重量分?jǐn)?shù)包括以下成分：
作為優(yōu)選，所述石墨稀為1-10層石墨稀或11-1000層的多層石墨稀。
[0005] 作為優(yōu)選，所述石墨烯為含有各種官能團的改性石墨烯，所述官能團為羥基、羧 基、羰基、氮基、氨基中的一種或多種。
[0006] 作為優(yōu)選，所述噻二唑衍生物為含有烷基、烷基硫基以及稀土元素的聚合物，所述 噻二唑衍生物的聚合度為2-5。
[0007] 噻二唑衍生物的結(jié)構(gòu)式為：
?
，A為稀土元素，其制備方法可參照申請?zhí)枮?01510468659.4的發(fā)明專 利。
[0008] 作為優(yōu)選，所述噻二唑衍生物中的烷基碳原子數(shù)為4-12個，所述烷基硫基碳原子 的數(shù)目為6-14,所述稀土元素為為La、Ce、Pr、Nd、Pm、SmSRb。
[0009] 作為優(yōu)選，所述硫醇為含6-14個碳原子的烷基硫醇，所述堿液為氫氧化鈉溶液。 [0010]作為優(yōu)選，所述稀土氯化物為七水合氯化鑭、七水合氯化銣、七水合氯化鋪、七水 合氯化鐠、七水合氯化釹、七水合氯化钷或七水合氯化釤中的至少一種。
[0011] 作為優(yōu)選，所述苯酚取代物為2,6_二叔丁基苯酚、2,4_二叔丁基苯酚、3,5_二 叔丁基苯酸、2-叔丁基苯酸、4-叔丁基苯酸、2-氨基_3,5_二叔丁基苯酸、3-氨基_2,6_ 二叔丁基苯酚、4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚或2,6_二叔丁基-4-甲基苯酚中的任意一 種。
[0012] -種制備所述含有噻二唑衍生物的石墨烯潤滑油方法，步驟是首先將噻二唑衍生 物和石墨烯加入到異丙醇和硫醇中，超聲10-30分鐘，然后將30wt%甲醛溶液、稀土氯化物、 堿液、苯酚取代物、基礎(chǔ)油加入后在300-600轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下混合5-10分鐘;升溫至50-90攝 氏度并保溫1-5小時;保溫結(jié)束后超聲30-50分鐘，冷卻至室溫即可得到成品。
[0013] -種潤滑油，所述潤滑油包含上述含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于，針對傳統(tǒng)潤滑油使用周期短、抗 磨性差等問題，本發(fā)明提供了一種石墨烯潤滑油添加劑及其制備方法，還涉及含有該添加 劑的潤滑油，采用納米石墨烯作為潤滑油添加劑應(yīng)用到潤滑油中，具有保護和修復(fù)功能，BP 在機械內(nèi)壁表面形成保護膜，這層膜即使是氫原子也無法穿透。當(dāng)石墨烯開始磨損時，氫原 子躍迀并修復(fù)晶格，這表示添加納米石墨烯的潤滑油可以保持永久性有效。并且噻二唑衍 生物的官能團可以與石墨烯形成配位鍵、氫鍵，有利于提高石墨烯在潤滑油中的分散程度 和潤滑油以及石墨烯在金屬表面的吸附強度。
【具體實施方式】
[0015] 為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合具體實施例對 本發(fā)明做進一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特 征可以相互組合。
[0016] 在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可 以采用不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明并不限于下面公開說明書的具體 實施例的限制。
[0017] 實施例1，本實施例提供一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑及其制 備方法，包括以下物質(zhì):噻二唑衍生物lg，納米石墨烯〇. 5g，十二硫醇10g，異丙醇10g，30wt% 甲醛溶液lg，七水合氯化鑭〇. lg，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的氫氧化鈉溶液3g，2，6-二叔丁基苯酚lg。
[0018] 制備方法為：首先將噻二唑衍生物和納米石墨烯加入到異丙醇和十二硫醇中，超 聲10分鐘，然后將30wt%甲醛溶液、七水合氯化鑭、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的氫氧化鈉溶液、2，6-二 叔丁基苯酚、加入后在300轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下混合5分鐘;升溫至50攝氏度并保溫1小時;保溫結(jié) 束后超聲30分鐘，冷卻至室溫即可得到成品。
[0019] 實施例2,本實施例提供一種含有噻二唑衍生物和石墨烯潤滑油添加劑及其制備 方法，包括以下物質(zhì)：噻二唑衍生物1.5g，石墨烯2.5g，1-辛硫醇，異丙醇15g，30wt%甲醛溶 液lg，七水合氯化銣0.8g，80wt%氫氧化鈉溶液6g，4-叔丁基苯酸5g。
[0020] 制備方法為：首先將噻二唑衍生物和石墨烯加入到異丙醇和1-辛硫醇中，超聲30 分鐘，然后將30wt%甲醛溶液、七水合氯化銣、80wt%氫氧化鈉溶液、4-叔丁基苯酚加入后在 600轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下混合10分鐘；升溫至90攝氏度并保溫5小時;保溫結(jié)束后超聲50分鐘，冷 卻至室溫即可得到成品。
[0021] 實施例3,本實施例提供一種含有噻二唑衍生物和石墨烯潤滑油添加劑及其制備 方法，包括以下物質(zhì)：噻二唑衍生物lg，石墨烯2g，正己硫醇5g，異丙醇10g，30wt%甲醛溶液 3g，七水合氯化釤0.6g，10wt%氫氧化鈉溶液5g，2-氨基-3，5-二叔丁基苯酸3g。
[0022] 制備步驟為：首先將噻二唑衍生物和石墨烯加入到異丙醇和正己硫醇中，超聲20 分鐘，然后將30wt%甲醛溶液、七水合氯化釤、1 Owt%氫氧化鈉溶液、2-氨基-3，5-二叔丁基苯 酚加入后在500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下混合8分鐘；升溫至70攝氏度并保溫3小時;保溫結(jié)束后超聲 40分鐘，冷卻至室溫即可得到成品。
[0023] 實施例4本實施例提供一種含有噻二唑衍生物和石墨烯潤滑油添加劑及其制備方 法，包括以下物質(zhì)：噻二唑衍生物1.3g，石墨稀1.9g，1 -壬硫醇4g，異丙醇12g，30wt%甲醛溶 液2.8g，七水合氯化鐠0.7g，25wt%氫氧化鈉水溶液5.5g，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚4.3g 69g〇
[0024] 制備步驟為:首先將噻二唑衍生物和石墨烯加入到異丙醇和1-壬硫醇中，超聲19 分鐘，然后將30wt%甲醛溶液、七水合氯化鐠、25wt%氫氧化鈉水溶液、2，6-二叔丁基-4-甲基 苯酚加入后在450轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下混合6.5分鐘；升溫至72攝氏度并保溫2.9小時;保溫結(jié)束 后超聲41分鐘，冷卻至室溫20攝氏度即可得到成品。
[0025] 表1實施例1-4中制得的含有噻二唑衍生物和石墨烯潤滑油添加劑添加到潤滑油 中并與傳統(tǒng)潤滑油性能檢測結(jié)果對比
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟 悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實 施例應(yīng)用于其它領(lǐng)域，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以 上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，其特征在于，按照重量分?jǐn)?shù)包括 以下成分：__ 噻二唑衍生物 | 0.1-1.5份， 石墨稀__0.5-2.5份，_ 硫醇__1_10份，_ 異丙醇__5_15份，_ 30wt%甲醛溶液__1-5份，_ 稀土氯化物__0· 1-0.8份，_ 堿液 3-6份， 苯酚取代物 | 1-5份，2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，其特征在 于，所述石墨稀為1-10層石墨稀或11-1000層的多層石墨稀。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，其特征在 于，所述石墨烯為含有各種官能團的改性石墨烯，所述官能團為羥基、羧基、羰基、氮基、氨 基中的一種或幾種。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，其特征在 于，所述噻二唑衍生物為含有烷基、烷基硫基以及稀土元素的聚合物，所述噻二唑衍生物的 聚合度為2-5。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，其特征在 于，所述噻二唑衍生物中的烷基碳原子數(shù)為4-12個，所述烷基硫基碳原子的數(shù)目為6-14， 所述稀土元素為為 La、Ce、Pr、Nd、Pm、SmSRb。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，其特征在 于，所述硫醇為含6-14個碳原子的烷基硫醇，所述堿液為氫氧化鈉溶液。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，其特征在 于，所述稀土氯化物為七水合氯化鑭、七水合氯化銣、七水合氯化鈰、七水合氯化鐠、七水合 氯化釹、七水合氯化钷或七水合氯化釤中的至少一種。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑，其特征在 于，所述苯酚取代物為2,6-二叔丁基苯酚、2，4_二叔丁基苯酚、3,5-二叔丁基苯酚、2-叔丁基苯酚、4-叔丁基苯酚、2-氨基-3,5-二叔丁基苯酚、3-氨基-2,6-二叔丁基苯酚、 4-氨基_2,6-二叔丁基苯酚或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的任意一種。9. 一種制備權(quán)利要求1所述含有噻二唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑方法，其特征 在于，步驟是首先將噻二唑衍生物和石墨烯加入到異丙醇和硫醇中，超聲10-30分鐘，然后 將30wt%甲醛溶液、稀土氯化物、堿液、苯酚取代物加入后在300-600轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下混合5-10分鐘；升溫至50-90攝氏度并保溫1-5小時；保溫結(jié)束后超聲30-50分鐘，冷卻至室溫即可 得到成品。10. -種潤滑油，其特征在于，所述潤滑油包含權(quán)利要求1-8中任意一項所述含有噻二 唑衍生物和石墨烯的潤滑油添加劑。
【文檔編號】C10N30/04GK105838479SQ201610249578
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月21日
【發(fā)明人】鄭逸群, 岳魯敏, 趙曉
【申請人】濟寧利特納米技術(shù)有限責(zé)任公司