本发明涉及一种减摩耐磨润滑剂的制备方法，具体涉及一种使用石墨烯及二氧化钛纳米粉作为添加剂来提高液体石蜡的减摩性以及耐磨性的方法，属于复合材料技术领域。
背景技术：
摩擦是指当两个互相接触的物体在外力的作用下发生相对运动或者具备相对运动的趋势时，在其接触表面所产生的切向运动阻力。摩擦普遍存在于我们的生活和生产中，有摩擦就会有磨损发生。据统计，每年由于摩擦与磨损所消耗的能源占总消耗能源的30％～50％。因此，如何减少相对运动物体表面的摩擦和磨损就成为了一个亟待解决的问题。减少表面摩擦和磨损的主要方法是使用表面润滑剂，但是传统的润滑剂，如矿物油，对于降低摩擦副表面的摩擦磨损效果有限，同时其在高温、高载荷等恶劣工作环境下容易失效。因此，向传统润滑剂中加入添加剂以达到提升其减摩耐磨的效果是一种必不可少的手段。
液体石蜡是一种常见的液体润滑剂，常用于食品和医疗设备的润滑，其在较轻载荷下的减摩耐磨效果良好，而在较大载荷下的减摩耐磨性大大降低，因此需要在液体石蜡中加入高效添加剂，以改善其在较大载荷下的摩擦学性能。
石墨烯是一种片层状结构的二维纳米材料，具有极高的电学、热学和力学性能，同时还具有高强度、超轻薄、超大比表面积等特性，是一种优良的减摩耐磨材料，也是一种理想的润滑剂添加剂。锐钛矿相的纳米二氧化钛颗粒有着优异的减摩、耐磨和润滑性能，被广泛运用于抗磨薄膜的制备。这两种纳米材料在被作为添加剂加入到液体石蜡中时可以相互作用，减少团聚现象，达到提高液体石蜡摩擦学性能的目的。
技术实现要素：
本发明所要解决的问题是液体石蜡在较高载荷下减摩耐磨性下降的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种减摩耐磨润滑剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
第一步：配制石墨烯溶液；
第二步：配制石墨烯/二氧化钛溶胶；
第三步：高温烧结石墨烯/二氧化钛溶胶，得到石墨烯/二氧化钛纳米粉；
第四步：将石墨烯/二氧化钛纳米粉加入到液体石蜡中，使其分散均匀。
优选地，所述第一步的具体步骤为：量取n，n-二甲基甲酰胺，依次加入聚乙烯吡咯烷酮k30、石墨烯，聚乙烯吡咯烷酮k30、石墨烯、n，n-二甲基甲酰胺的比例为10mg～1g∶1～100mg∶300ml；超声震荡1～5h，静置3～24h。
优选地，所述第二步的具体步骤为：将硬脂酸以0.003～0.07∶1的质量比加入到无水乙醇中，使用磁力搅拌器进行充分搅拌；同时加入钛酸四丁酯和二乙醇胺，钛酸四丁酯、二乙醇胺在混合液中的体积分数分别为2.5％～37.5％、1.5％～50％，然后加入聚乙二醇400，聚乙二醇400在混合液中的体积分数为0.5％～9％；在混合液中滴加浓盐酸直至溶液ph＝6；再加入石墨烯溶液，其在混合液中的体积分数为5％～65％，搅拌2h；加入n，n-二甲基甲酰胺，继续搅拌1h，n，n-二甲基甲酰胺在混合液中的体积分数为0.5％～17％。最后得到不同配比的石墨烯/二氧化钛溶胶。
优选地，所述第三步的具体步骤为：将制备好的溶胶倒入坩埚中，放入马弗炉进行烧制，烧制温度为300～600℃，保温1～3h，取出研磨，得到石墨烯/二氧优选地，所述第四步的具体步骤为：在液体石蜡中加入以液体石蜡为准的质量分数0.1％～5％的石墨烯/二氧化钛纳米粉，并使用超声波震荡仪分散处理1～3h。
本发明在液体石蜡中添加了石墨烯/二氧化钛纳米粉体后，极大提升了液体石蜡在高载荷条件下的减摩耐磨性能。本发明制备工艺简单，成本低，对环境无污染。
附图说明
图1为实施例1所制备的石墨烯/二氧化钛纳米粉体的tem图。
图2a为实施例1中涂覆液体石蜡润滑剂摩擦后样品表面的形貌图；
图2b为涂覆了实施例1的添加了石墨烯/二氧化钛纳米粉的液体石蜡润滑剂摩擦后样品表面的形貌图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例1
一种减摩耐磨润滑剂的制备方法：
(1)量取300mln，n-二甲基甲酰胺，加入10mg聚乙烯吡咯烷酮k30，再加入1mg石墨烯，超声震荡1h。静置3h。
(2)量取60ml无水乙醇，加入1g硬脂酸，使用磁力搅拌器进行充分搅拌，同时再加入6ml钛酸四丁酯和10ml二乙醇胺，然后加入2ml聚乙二醇400，滴加浓盐酸直至溶液ph＝6。量取50ml的石墨烯溶液加入混合溶液中，搅拌2h，加入2mln，n-二甲基甲酰胺，再继续搅拌1h，最后得到不同配比的石墨烯/二氧化钛溶胶。
(3)将制备好的溶胶倒入坩埚中，放入马弗炉进行烧制，烧制温度为600℃，保温3h，取出研磨，得到石墨烯/二氧化钛纳米粉。
(4)在液体石蜡中加入质量分数0.1％的石墨烯/二氧化钛纳米粉，并使用超声波震荡仪分散处理3h。
(5)将用上述方法制得的润滑剂进行摩擦学测试，其结果如下：
使用高速往复摩擦磨损试验机分别测量纯液体石蜡和加入石墨烯/二氧化钛纳米陶纳米粉的液体石蜡的摩擦系数以及磨痕宽度，测量参数为载荷20n，转速350t/min，摩擦时间60min，对磨副为304不锈钢板和6mmgcr15钢球。测得纯液体石蜡的平均摩擦系数为0.158，磨斑宽度为0.72mm，而含有石墨烯/二氧化钛纳米粉的液体石蜡的平均摩擦系数为0.121，磨斑宽度为0.61mm，证明加入石墨烯/二氧化钛纳米纳米粉能够提升液体石蜡在较大载荷下的减摩耐磨性。
实施例2
一种减摩耐磨润滑剂的制备方法：
(1)量取300mln，n-二甲基甲酰胺，加入30mg聚乙烯吡咯烷酮k30，再加入1mg石墨烯，超声震荡3h。静置5h。
(2)量取100ml无水乙醇，加入2g硬脂酸，使用磁力搅拌器进行充分搅拌，同时再加入10ml钛酸四丁酯和20ml二乙醇胺，然后加入3ml聚乙二醇400，滴加浓盐酸直至溶液ph＝6。量取70ml的石墨烯溶液加入混合溶液中，搅拌2h，加入5mln，n-二甲基甲酰胺，再继续搅拌1h，最后得到不同配比的石墨烯/二氧化钛溶胶。
(3)将制备好的溶胶倒入坩埚中，放入马弗炉制备纳米粉，烧制温度为400℃，保温2h，取出研磨，得到石墨烯/二氧化钛纳米粉。
(4)在液体石蜡中加入质量分数0.5％的石墨烯/二氧化钛纳米粉，并使用超声波震荡仪分散处理2h。
(5)将用上述方法制得的润滑剂进行摩擦学测试，其结果如下：
使用高速往复摩擦磨损试验机分别测量纯液体石蜡和加入石墨烯/二氧化钛纳米粉的液体石蜡的摩擦系数，测量参数为载荷50n，转速350t/min，摩擦时间60min，对磨副为304不锈钢板和6mmgcr15钢球。测得纯液体石蜡的平均摩擦系数为0.161，磨斑宽度为0.82mm，而含有石墨烯/二氧化钛纳米粉的液体石蜡的平均摩擦系数为0.103，磨斑宽度为0.47mm，证明加入石墨烯/二氧化钛纳米粉能够提升液体石蜡在较大载荷下的减摩耐磨性。
实施例3
一种减摩耐磨润滑剂的制备方法：
(1)量取300mln，n-二甲基甲酰胺，加入300mg聚乙烯吡咯烷酮k30，再加入1mg石墨烯，超声震荡5h。静置6h。
(2)量取200ml无水乙醇，加入3g硬脂酸，使用磁力搅拌器进行充分搅拌，同时再加入25ml钛酸四丁酯和50ml二乙醇胺，然后加入5ml聚乙二醇400，滴加浓盐酸直至溶液ph＝6。量取90ml的石墨烯溶液加入混合溶液中，搅拌2h，加入8mln，n-二甲基甲酰胺，再继续搅拌1h，最后得到不同配比的石墨烯/二氧化钛溶胶。
(3)将制备好的溶胶倒入坩埚中，放入马弗炉进行烧制，烧制温度为500℃，保温1h，取出研磨，得到石墨烯/二氧化钛纳米粉。
(4)在液体石蜡中加入质量分数2.5％的石墨烯/二氧化钛纳米粉，并使用超声波震荡仪分散处理3h。
(5)将用上述方法制得的润滑剂进行摩擦学测试，其结果如下：
使用高速往复摩擦磨损试验机分别测量纯液体石蜡和加入石墨烯/二氧化钛纳米粉的液体石蜡的摩擦系数，测量参数为载荷70n，转速350t/min，摩擦时间60min，对磨副为304不锈钢板和6mmgcr15钢球。测得纯液体石蜡的平均摩擦系数为0.203，磨斑宽度为0.94mm，而含有石墨烯/二氧化钛纳米粉的液体石蜡的平均摩擦系数为0.097，磨斑宽度为0.57mm，证明加入石墨烯/二氧化钛纳米粉能够提升液体石蜡在较大载荷下的减摩耐磨性。