专利名称：一种含有片状纳米石墨的润滑油的制作方法
技术领域：
本发明属于润滑油。
背景技术：
由于纳米材料具有比表面积大、高扩散性、熔点降低等特性，因此纳米材料作为添加剂制备的新型润滑材料应用于摩擦系统中，将以不同于传统添加剂的方式起到抗磨减摩作用。这类新型润滑材料不但可以在摩擦副表面形成一层易剪切的薄膜，降低摩擦系数，而且还可以对由于磨损出现的微损伤、微裂纹等进行一定程度的填补和修复，达到延长机械装备的使用寿命，节约材料成本的目的。
石墨具有耐高温、抗腐蚀、自润滑等特性，从其晶体结构看，在碳—碳之间是以强共价健结合，而在石墨层与层之间的作用属于弱的范德华力，因此石墨在受到外力作用时石墨层层面容易发生解理，出现解理面而起到润滑作用。作为良好的固体润滑剂及润滑添加剂，石墨已广泛应用于机械设备以及加工工艺的润滑。而对油基石墨润滑油的应用关键是石墨微粒在润滑油中的分散稳定性，因此，石墨微粒的超细化以及分散剂的使用至关重要。由于普通的石墨粒径较大，所以不能保证石墨粒子在润滑油中的持久悬浮稳定，降低了润滑油的稳定性，使润滑油的抗磨减摩性能降低。
发明内容
本发明的目的是要提供一种抗磨能力及承载性能良好，摩擦系数低，性能稳定且成本较低的含有片状纳米石墨的润滑油。
本发明的含有片状纳米石墨的润滑油，其特征是它的组分及质量百分比含量为片状纳米石墨0.0025～0.015％山梨糖醇酐油酸脂0.3～2.1％其余为基础油。
优选含量为片状纳米石墨0.005％山梨糖醇酐油酸脂1.0％
其余为基础油。
为了进一步提高片状纳米石墨在基础油中的分散稳定性，其片状直径为0.5μm～1.5μm，厚度在10～30nm之间。
本发明的含片状纳米石墨的润滑油的制备方法是采用搅拌球磨法，将石墨干粉加水打浆，介质球为铬钢球，球料比为8∶1，转速250r/min，搅拌球磨后获得片状纳米石墨。采用倾析法和减压加热法除去片状纳米石墨中的水份，然后按质量百分比将0.0025～0.015％片状纳米石墨和0.3～2.1％分散剂山梨糖醇酐油酸脂(司班80)加入到基础油中。
本发明润滑油中的片状纳米石墨其本身保持层状的晶体结构，可以在一定载荷作用下，层面容易发生解理，并沿着解理面滑动，从而起润滑作用。基础油中加入分散剂山梨糖醇酐油酸脂(司班80)，使山梨糖醇酐油酸脂的分子基团包覆石墨，使片状纳米石墨在基础油中具有优良的稳定性和分散度，同时在摩擦过程中可以使片状纳米石墨更易均匀沉降吸附在摩擦副表面，提高油品的抗磨能力及承载性能，降低其摩擦系数。该润滑油可广泛用于工程机械中作润滑剂，减少能源的消耗，延长机械零件的使用寿命。
具体实施例方式
实施例1采用搅拌球磨法，将石墨干粉加水打浆，介质球为铬钢球，球料比为8∶1，转速250r/min，搅拌球磨后获得直径为0.5μm～1.5μm，厚度为10～30nm的片状纳米石墨。在石墨中加入少量的基础油，挤出石墨中的大部分水份，倾倒掉后，再采用减压加热法除去片状纳米石墨中余下的水份，然后按质量百分比将0.005％片状纳米石墨和1.0％分散剂山梨糖醇酐油酸脂加入到基础油中，得到本发明的含片状纳米石墨的润滑油。
实施例2片状纳米石墨的制备同实施例1。润滑油的成分按质量百分比含有0.0025％片状纳米石墨，0.3％山梨糖醇酐油酸脂，其余为基础油。
实施例3片状纳米石墨的制备同实施例1。润滑油的成分按质量百分比含有0.015％片状纳米石墨，2.1％山梨糖醇酐油酸脂，其余为基础油。
在MS-800型四球摩擦磨损试验机上评价润滑油的极压和抗磨性能。使用直径为12.7mm、硬度为HRC60的GCr15钢球。最大无卡咬负荷PB按照GB3142-90进行测试。试验条件为载荷196N，转速1500r/min。采用销—盘式摩擦磨损机测定润滑油的摩擦系数，销试样为GCr15钢，直径5mm，硬度HRC60，盘试样为硬度HRC44的45钢，销试样和盘试样表面粗糙度为0.5μm(Ra)。试验条件为载荷100N，线速度为0.15m/s，自动记录摩擦系数。上述三个实施例的含片状纳米石墨润滑油的测试结果见表1。
表1
由表1可见，本发明的含片状纳米石墨的润滑油具有如下特点1、抗磨能力和极压性能高。表1示出了基础油与本发明润滑油的最大无卡咬负荷PB和摩擦30min后钢球磨斑直径(WSD)值的比较。与基础油相比，添加片状纳米石墨的润滑油的最大无卡咬负荷PB值提高了约8.01～23.7％，极压性能明显改善；钢球磨斑直径(WSD)值下降了约37.7～45.9％，抗磨能力明显提高。本发明的含片状纳米石墨的润滑油，提高了油品的抗磨能力及承载性能。
2、摩擦系数低。与基础油润滑时平均摩擦系数(μ)为0.096相比，本发明的含片状纳米石墨的润滑油的平均摩擦系数(μ)为0.027。
3、润滑性能稳定。本发明的含片状纳米石墨的润滑油由于加入山梨糖醇酐油酸脂(司班80)后，山梨糖醇酐油酸脂的分子基团包覆石墨，使片状纳米石墨在基础油中具有优良的稳定性和分散度，在摩擦过程中可以使片状纳米石墨均匀沉降吸附在摩擦副表面，有利于形成有效的保护膜，长时间使用后摩擦副之间的摩擦系数波动幅度小，润滑性能稳定。
权利要求
1.一种含有片状纳米石墨的润滑油，其特征是它的组分及质量百分比含量为片状纳米石墨 0.0025～0.015％山梨糖醇酐油酸脂 0.3～2.1％其余为基础油。
2.根据权利要求1所述的润滑油，其特征是它的组分及质量百分比含量为片状纳米石墨 0.005％山梨糖醇酐油酸脂 1.0％其余为基础油。
3.根据权利要求1或2所述的润滑油，其特征是片状纳米石墨的直径为0.5μm～1.5μm，厚度在10～30nm之间。
全文摘要
本发明的含有片状纳米石墨的润滑油，它的组分及质量百分比含量为片状纳米石墨0.0025～0.015％，山梨糖醇酐油酸脂0.3～2.1％，其余为基础油。本发明的润滑油抗磨能力及承载性能高，并具有低摩擦系数，润滑性能稳定的优点。可广泛用于工程机械中作润滑剂，减少能源的消耗，延长机械零件的使用寿命。
文档编号C10M129/44GK1632082SQ20041006774
公开日2005年6月29日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日
发明者涂江平, 黄海栋, 干路平, 赵新兵, 李春忠 申请人:浙江大学, 华东理工大学