含有噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加剂，添加剂制备方法，含该有该添加剂的润滑油的制作方法
【专利摘要】本发明涉及化工领域，涉及一种含有噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加剂，添加剂制备方法，含该有该添加剂的润滑油。包括噻二唑衍生物、纳米铜、石墨烯、硫醇、异丙醇、30wt%甲醛溶液、稀土氯化物、碱液、苯酚取代物。利用石墨烯、噻二唑衍生物对纳米铜的作用，可提高纳米铜在润滑油中的分散度，石墨烯在纳米铜粉表面的强吸附作用保护纳米铜粉不受氧化，延长使用寿命，显著提高减摩抗磨性能，降低金属的腐蚀速度，增强轴承、机械设备、机械零部件等的抗损伤能力和自修复能力噻二唑衍生物含有的大量官能团可以与石墨烯和纳米铜形成配位键、氢键，更进一步地提高纳米铜在润滑油中的分散程度和润滑油以及石墨烯在金属表面的吸附强度。
【专利说明】
含有噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加剂，添加剂制备方 法，含该有该添加剂的润滑油
技术领域
[0001] 本发明涉及化工领域，涉及一种含有噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加剂，添 加剂制备方法，以及含该有该添加剂的润滑油。
【背景技术】
[0002] 润滑油主要用于减少运动部件表面间的摩擦，具有润滑作用，同时对机器设备还 具有防锈、防腐、绝缘、功率传送、冷却、密封、清洗杂质和缓冲等功能，是一类在机械工业、 汽车工业、精密仪器、电力工业、冶金工业、模具制造与应用工业、钢铁工业、机床工业等工 业领域不可或缺的化工产品，在上述工业领域具有重要的作用。随着工业的飞速发展，装备 技术的不断提升，我国对各种润滑油产品的需求量持续增长，且已成为全球第二大润滑油 市场。在润滑油需求量不断上升的同时，也要求润滑油产品质量不断提高。因此，具有多功 能的新型润滑剂已成为研究热点。
[0003] 纳米铜粉作为润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨性能，可用于高级润滑剂，尤其 适宜重载、低俗和高温振动情况下的润滑。近年来，制备纳米铜粉的方法成为人们研究的焦 点。目前制备纳米铜粉的方法有物理法和化学法两大类，物理法有机械粉碎法、电弧放电 法、原子蒸汽沉积法等;化学法有微乳液法、γ射线辐照法、热解法、液相还原法等。纳米铜 粉具有优异的极压、抗磨和环境友好性等特性，可在器件摩擦表面形成润滑膜;另一方面， 纳米铜粉颗粒在摩擦界面之间可以自由滚动，具有微轴承的作用。因此，纳米铜粉作为新型 润滑油添加剂添加到润滑油中，可以大大提高了相互摩擦表面的润滑性能，大幅度降低摩 擦系数，显著提高润滑作用，进而提高机械设备的有效动力，延长机械设备的使用寿命，降 低机械设备的运转能耗。但纳米铜粉在润滑油中的分散稳定性和热稳定性是目前的一个难 题。
[0004] 石墨烯是一种二维碳材料，是单层石墨烯、双层石墨烯和少层(3- 10层）石墨烯 的统称。石墨烯能牢牢地附着在金属表面，石墨烯具有几乎是完全透明、无毒、化学性能优 异、润滑性能优异、机械强度大、导热性优异、导电性能极强、比表面积高达2630m 2/g和储氢 性能优异等特点，使石墨烯在润滑、微电子、超级计算机、超级电容器、锂离子电池、燃料电 池、光伏产业、透明电极、印刷电路、传感器、工业催化、储能、储氢和新型石墨烯基复合材料 等领域都有着广泛的应用。
[0005] 噻二唑衍生物具有丰富的官能团，能够将纳米铜和石墨烯产生相应的化学作用， 将纳米铜和石墨烯对润滑油的极压抗磨、分散、防腐蚀等性能得到较大提升。
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术不足，提供一种含有噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加 剂，添加剂制备方法，以及含该有该添加剂的润滑油。为了达到上述目的，本发明的技术方 案为： 一种含有噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加剂，其特征在于，按照重量分数包括以 下成分：
' 作为优选，所述纳米铜为改性纳米铜，所述改性纳米铜颗粒包括铜核、桥连部分及外壳, 部分，所述桥联部分是含有硅的基团，所述外壳部分是长链基团，所述铜核直径为1-lOOOnm，所述石墨稀为1-10层石墨稀或11-1000层的多层石墨稀。
[0007] 作为优选，所述石墨烯为含有各种官能团的改性石墨烯，所述官能团为羟基、羧 基、羰基、氮基、氨基中的一种或几种。
[0008] 作为优选，所述噻二唑衍生物为含有烷基、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为2-5。
[0009] 作为优选，所述噻二唑衍生物中的烷基碳原子数为4-12个，所述烷基硫基碳原子 的数目为6-14,所述稀土元素为为La、Ce、Pr、Nd、Pm、SmSRb。
[0010] 噻二唑衍生物的结构式为：
，其中心为含有4-12个碳原子的烷基、含有6-14个碳原子的烷基硫基;R2为
A为稀土元素，其制备方法可参照申请号为201510468659.4的发明专利。
[0011] 作为优选，所述硫醇为含6-14个碳原子的烷基硫醇，所述碱液为氢氧化钠溶液。
[0012] 作为优选，所述稀土氯化物为七水合氯化镧、七水合氯化铷、七水合氯化铈、七水 合氯化镨、七水合氯化钕、七水合氯化钷或七水合氯化钐中的至少一种。
[0013] 作为优选，所述苯酚取代物为2，6-二叔丁基苯酚、2，4-二叔丁基苯酚、3，5-二叔丁 基苯酸、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种。
[0014] 作为优选，步骤是首先将噻二唑衍生物、石墨烯和纳米铜加入到异丙醇和硫醇中， 超声10-30分钟，然后将30wt%甲醛溶液、稀土氯化物、碱液、苯酚取代物加入后在300-600 转/分的转速下混合5-10分钟;升温至50-90摄氏度并保温1-5小时;保温结束后超声30-50 分钟，冷却至室温即可得到成品。
[0015] -种润滑油，所述润滑油包含上述含有噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加剂。
[0016] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，利用石墨烯、噻二唑衍生物对纳 米铜的综合作用，可以提高纳米铜在润滑油中的分散度，制备过程中加入的硫醇可以致密 地分散在铜粉表面，进一步提高了铜粉在润滑油中的分散程度。润滑油中添加纳米铜粉和 石墨烯后，可以大大提高相互摩擦表面的润滑性能，大幅度降低摩擦系数，显著提高润滑作 用，进而提高机械设备的有效动力，延长机械设备的使用寿命，降低机械设备的运转能耗。
[0017] 由于石墨烯会均匀并且牢牢地附着在金属表面，形成具有优异润滑和保护性能的 膜，而且石墨烯自身对离子液体也有很强的吸附作用。因此，用石墨烯与纳米铜粉复配润滑 油将使润滑油的性能有以下三个方面的改进:第一，可利用石墨烯在纳米铜粉表面的强吸 附作用来保护纳米铜粉不受氧化，延长润滑油的使用寿命;第二，可利用石墨烯在轴承、机 械设备、机械零部件等需要润滑的金属表面的强吸附作用来形成保护膜，显著提高减摩抗 磨性能，降低金属的腐蚀速度，增强轴承、机械设备、机械零部件等的抗损伤能力和自修复 能力;第三，可利用石墨烯与离子液体对润滑产生的协同增强作用，使减摩抗磨性能进一步 提尚，润滑性能显者提尚。
[0018] 此外，本发明所使用的噻二唑衍生物含有的大量官能团可以与石墨烯和纳米铜形 成配位键、氢键，更进一步地提高纳米铜在润滑油中的分散程度和润滑油以及石墨烯在金 属表面的吸附强度。
【具体实施方式】
[0019] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对 本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。
[0020] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可 以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体 实施例的限制。
[0021 ]实施例1，本实施例提供一种含有噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加剂及其制 备方法，包括以下物质：噻二唑衍生物lg，纳米铜〇.5g，石墨烯2g，正己硫醇5g，异丙醇10g， 30wt%甲醛溶液3g，七水合氯化钐0.6g，10wt%氢氧化钠溶液5g，2-氨基-3，5-二叔丁基苯酚 3g〇
[0022] 制备步骤为:首先将噻二唑衍生物、石墨烯和纳米铜加入到异丙醇和正己硫醇中， 超声20分钟，然后将30wt%甲醛溶液、七水合氯化钐、1 Owt%氢氧化钠溶液、2-氨基-3，5-二叔 丁基苯酚加入后在500转/分的转速下混合8分钟；升温至70摄氏度并保温3小时;保温结束 后超声40分钟，冷却至室温即可得到成品。
[0023] 实施例2,本实施例提供一种含有噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加剂及其制 备方法，包括以下物质:噻二唑衍生物lg，纳米铜3.5g，纳米石墨稀0.5g，十二硫醇10g，异丙 醇10g，30wt%甲醛溶液lg，七水合氯化镧0. lg，质量分数为50%的氢氧化钠溶液3g，2，6-二叔 丁基苯酚lg。
[0024] 制备方法为：首先将噻二唑衍生物、纳米石墨烯和纳米铜加入到异丙醇和十二硫 醇中，超声10分钟，然后将30wt%甲醛溶液、七水合氯化镧、质量分数为50%的氢氧化钠溶液、 2,6-二叔丁基苯酸加入后在300转/分的转速下混合5分钟；升温至50摄氏度并保温1小时； 保温结束后超声30分钟，冷却至室温即可得到成品。
[0025] 实施例3,本实施例提供一种含有噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加剂及其制 备方法，包括以下物质：噻二唑衍生物1.5g，纳米铜2g，石墨烯2.5g，1-辛硫醇，异丙醇15g， 30wt%甲醛溶液lg，七水合氯化铷0.8g，80wt%氢氧化钠溶液6g，4-叔丁基苯酸5g。
[0026] 制备方法为:首先将噻二唑衍生物、石墨烯和纳米铜加入到异丙醇和1-辛硫醇中， 超声30分钟，然后将30wt%甲醛溶液、七水合氯化铷、80wt%氢氧化钠溶液、4-叔丁基苯酚加 入后在600转/分的转速下混合10分钟;升温至90摄氏度并保温5小时;保温结束后超声50分 钟，冷却至室温即可得到成品。
[0027] 实施例4,本实施例提供一种含有噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加剂及其制 备方法，包括以下物质：噻二唑衍生物1.3g，纳米铜2.5g，石墨烯1.9g，l-壬硫醇4g，异丙醇 12g，30wt%甲醛溶液2.8g，七水合氯化镨0.7g，25wt%氢氧化钠水溶液5.5g，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚4.3g。
[0028] 制备步骤为:首先将噻二唑衍生物、石墨烯和纳米铜加入到异丙醇和1-壬硫醇中， 超声19分钟，然后将30wt%甲醛溶液、七水合氯化镨、25wt%氢氧化钠水溶液、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚加入后在450转/分的转速下混合6.5分钟；升温至72摄氏度并保温2.9小时;保 温结束后超声41分钟，冷却至室温20摄氏度即可得到成品。
[0029] 表1实施例1-4中制得的噻二唑衍生物、纳米铜和石墨烯的添加剂加入润滑油中并 与与传统润滑油性能检测结果对比
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟 悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实 施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以 上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1. 一种含有嚷二挫衍生物、纳米铜和石墨締的添加剂，其特征在于，按照重量分数包括 W下成分：O2. 根据权利要求1所述的一种含有嚷二挫衍生物、纳米铜和石墨締的添加剂，其特征在 于，所述纳米铜为改性纳米铜，所述改性纳米铜包括铜核、桥连部分及外壳部分，所述桥联 部分是含有娃的基团，所述外壳部分是长链基团，所述铜核直径为1-lOOOnm，所述石墨締为 1-10层石墨締或11-1000层的多层石墨締。3. 根据权利要求1所述的一种含有嚷二挫衍生物、纳米铜和石墨締的添加剂，其特征在 于，所述石墨締为含有各种官能团的改性石墨締，所述官能团为径基、簇基、幾基、氮基、氨 基中的一种或几种。4. 根据权利要求1所述的一种含有嚷二挫衍生物、纳米铜和石墨締的添加剂，其特征在 于，所述嚷二挫衍生物为含有烷基、烷基硫基W及稀±元素的聚合物，所述嚷二挫衍生物的 聚合度为2-5。5. 根据权利要求3所述的一种含有嚷二挫衍生物、纳米铜和石墨締的添加剂，其特征在 于，所述嚷二挫衍生物中的烷基碳原子数为4-12个，所述烷基硫基碳原子的数目为6-14， 所述稀上元素为为1^3、〔6、？1'、炯、化、5111或肺。6. 根据权利要求1所述的一种含有嚷二挫衍生物、纳米铜和石墨締的添加剂，其特征在 于，所述硫醇为含6-14个碳原子的烷基硫醇，所述碱液为氨氧化钢溶液。7. 根据权利要求1所述的一种含有嚷二挫衍生物、纳米铜和石墨締的添加剂，其特征在 于，所述稀±氯化物为屯水合氯化铜、屯水合氯化钢、屯水合氯化姉、屯水合氯化错、屯水合 氯化钦、屯水合氯化银或屯水合氯化衫中的至少一种。8. 根据权利要求1所述的一种含有嚷二挫衍生物、纳米铜和石墨締的添加剂，其特征在 于，所述苯酪取代物为2,6-二叔下基苯酪、2,4-二叔下基苯酪、3,5-二叔下基苯酪、2- 叔下基苯酪、4-叔下基苯酪、2-氨基-3,5-二叔下基苯酪、3-氨基-2,6-二叔下基苯酪、 4-氨基-2,6-二叔下基苯酪或2,6-二叔下基-4-甲基苯酪中的任意一种。9. 一种制备权利要求1所述含有嚷二挫衍生物、纳米铜和石墨締的添加剂的方法，其特 征在于，步骤是首先将嚷二挫衍生物、石墨締和纳米铜加入到异丙醇和硫醇中，超声10-30 分钟，然后将30wt%甲醒溶液、稀±氯化物、碱液、苯酪取代物加入后在300-600转/分的转速 下混合5-10分钟；升溫至50-90摄氏度并保溫1-5小时;保溫结束后超声30-50分钟，冷却至 室溫即可得到成品。10. -种润滑油，其特征在于，所述润滑油包含权利要求1-8任意一项所述含有嚷二挫 衍生物、纳米铜和石墨締的添加剂。
【文档编号】C10M141/08GK105907444SQ201610249579
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】郑逸群, 岳鲁敏, 赵晓
【申请人】济宁利特纳米技术有限责任公司