本发明涉及润滑脂技术领域，特别是指一种含石墨烯基添加剂润滑脂及其制备方法。
背景技术：
润滑脂是由基础油添加增稠剂制备而成，通常在制备过程中也会添加一些添加剂来改善性能。润滑脂以固态或半固态形式存在。目前润滑脂被广泛应用在车辆、船舶、飞机等机械部件及金属表面。润滑脂应用在机械部件时，可以起到润滑和密封作用，从而维护机械正常运行、减少磨损、延长使用寿命；应用在金属表面时，可以起到填充空隙、防锈等作用。
近年，随着科技的迅速发展，碳材料因为其高化学稳定性、低密度和大的比表面积等优异性能已成为新的研究热点。作为碳材料中最热门的研究材料之一的石墨烯因为其具有许多的特异性，更是引起了研究工作者的巨大的兴趣，尤其是在工业应用方面的研究中。石墨烯是一种具有蜂窝状sp2杂化的碳材料，单层石墨烯的厚度只有0.334nm，是目前已知最薄的材料。石墨烯具有超大的比表面积可达约2600m2/g，如此大的比表面积使得石墨烯片可在材料中形成很好的网络交叉结构。石墨烯作为新型的纳米碳材料，具有柔韧性好、比表面积大、导电导热性强、结构稳定性好、耐腐蚀性好等优点，可以将其与润滑脂复合应用在机械部件及金属表面。因此将石墨烯作为添加剂制备的润滑脂，可有效的提高润滑脂的耐磨性能以及导热性能。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种具有较高耐磨性能的含石墨烯基添加剂润滑脂及其制备方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种含石墨烯基添加剂润滑脂，包含以下重量百分比的原料：
润滑基础油70％～90％，石墨烯粉末0.1％～5％，抗氧剂1％～3％，稠化剂10％～20％，助剂1％～5％。
优选的，所述石墨烯粉末的片层厚度是600nm～10μm，层数为5～20层。
优选的，所述抗氧剂为胺类、有机铜盐、有机硫、有机磷和n-甲基硫代苯并三氮唑中的一种。
优选的，所述抗氧剂为辛/丁基二苯胺。
优选的，所述助剂是由体积比为7∶1～10∶1的甘油和水混合而成。
优选的，所述稠化剂为聚脲稠化剂和脂肪胺稠化剂中的一种或两种。
本发明又提出一种含石墨烯基添加剂润滑脂的方法，包含以下步骤：
1)将石墨烯粉末和润滑基础油混合，加热搅拌，超声混合均有，得到石墨烯基基础油混合溶液；
2)向石墨烯基基础油混合溶液中加入抗氧化剂，继续升温搅拌，再加入助剂，搅拌均匀制得混合物；
3)将步骤2)中的混合物冷却加入稠化剂，球磨混合均匀，快速降温至室温，研磨，即得。
优选的，步骤1)中加热温度为110～130℃，转速为1000～15000rmp，时间为1～2h，超声功率为800～1000w，时间为2～3h。
优选的，步骤2)加入抗氧化剂的温度为150～180℃，转速为1000～1500rmp，时间为1～2h，加入助剂的温度为200～230℃，转速为1000～1500rmp，时间为1～2h。
优选的，步骤3)中急速降温冷却至90～100℃，球磨转速为400～800rmp，时间为3～5h。
本发明的有益效果：
石墨烯作为润滑脂的添加剂时具有几点优势：(1)石墨烯具有很好的力学特性和柔韧性，以及结构稳定性，将其添加到润滑脂时，提高润滑性能，润滑磨损部位，降低机械接触点的摩擦力，同时还可以填补磨损部位的损伤，防止磨损部位进一步扩大；(2)石墨烯具有超高的导热性能，可以提高润滑脂的散热性能；(3)石墨烯的化学稳定性强，可以提高润滑脂的防腐蚀性能，并且能够起到密封防尘作用。本发明制备的石墨烯基润滑脂的耐高温性好，耐磨性强，散热性好，防腐蚀性好，润滑性高，使用寿命长等优点。
在润滑脂中添加石墨烯，将其应用在机械部件中，经过多次摩擦之后，片状的石墨烯被多次滚动之后变成小球填充在机械部件磨损部位，本发明可以根据磨损部件的大小，来调整石墨烯粉末的层数和尺寸，从而控制小球的大小，起到更好的润滑作用。
本发明方法简单、成本低、应用广泛、可以工业化生产。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明提出一种含石墨烯基添加剂润滑脂的方法，包含以下步骤：
1)将1％石墨烯粉末和85％润滑基础油混合，石墨烯粉末的片层厚度是600nm，层数为10层，在1300rmp的转速下加热120℃，搅拌2h，后在900w的功率在超声混合3h，得到石墨烯基基础油混合溶液；
2)向石墨烯基基础油混合溶液中加入2％抗氧化剂辛/丁基二苯胺，在1500rmp的转速下继续升温至175℃搅拌2h，再加入2％的助剂，助剂是由体积比为8∶1的甘油和水混合而成，在1500rmp转速下220℃高温搅拌2h，搅拌均匀制得混合物；
3)将步骤2)中的混合物冷却至95℃加入10％的聚脲稠化剂，800rmp转速下球磨混合3h球磨混合均匀，快速降温至室温，研磨，即得。
将添加石墨烯润滑脂和未添加石墨烯润滑脂应用在相同机械部件中，其中机械部件的平均磨损部位的宽度为3μm左右。该方法制备的石墨烯基润滑脂与未添加石墨烯的润滑脂相比，耐高温性能提高30％，使用寿命提高40％，由片状石墨烯滚动成的小球的直径为200nm。
实施例二
本发明提出一种含石墨烯基添加剂润滑脂的方法，包含以下步骤：
1)将5％石墨烯粉末和81％润滑基础油混合，石墨烯粉末的片层厚度是600nm，层数为10层，在1300rmp的转速下加热120℃，搅拌2h，后在900w的功率在超声混合3h，得到石墨烯基基础油混合溶液；
2)向石墨烯基基础油混合溶液中加入2％抗氧化剂辛/丁基二苯胺，在1500rmp的转速下继续升温至175℃搅拌2h，再加入2％的助剂，助剂是由体积比为8∶1的甘油和水混合而成，在1500rmp转速下220℃高温搅拌2h，搅拌均匀制得混合物；
3)将步骤2)中的混合物冷却至95℃加入10％的聚脲稠化剂，800rmp转速下球磨混合3h球磨混合均匀，快速降温至室温，研磨，即得。
将添加石墨烯润滑脂和未添加石墨烯润滑脂应用在相同机械部件中，其中机械部件的平均磨损部位的宽度为3μm左右。该方法制备的石墨烯基润滑脂与未添加石墨烯的润滑脂相比，耐高温性能提高17％，使用寿命提高21％，由片状石墨烯滚动成的小球的直径为200nm。
实施例三
石墨烯粉末的尺寸为5μm，其它过程与例一相同。
将添加石墨烯润滑脂和未添加石墨烯润滑脂应用在相同机械部件中，其中机械部件的平均磨损部位的宽度为3μm左右。该方法制备的石墨烯基润滑脂与未添加石墨烯的润滑脂相比，耐高温性能提高13％，使用寿命提高19％，由片状石墨烯滚动成的小球的直径为1.6μm。
实施例四：
石墨烯粉末的层数为5层，其它过程与例一相同。
将添加石墨烯润滑脂和未添加石墨烯润滑脂应用在相同机械部件中，其中机械部件的平均磨损部位的宽度为3μm左右。该方法制备的石墨烯基润滑脂与未添加石墨烯的润滑脂相比，耐高温性能提高33％，使用寿命提高45％，由片状石墨烯滚动成的小球的直径为150nm。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。