一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂的制作方法

本发明涉及润滑油，具体为一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂。

背景技术：

1、自从石墨烯被发现以来，其优异的电学、热学以及机械性能，使得在很多领域得到了广泛的应用。氧化石墨烯是石墨烯的前驱体，表面含有丰富的官能团，易于调控，且在极性溶剂中很容易均匀分散。氧化石墨烯虽然失去导电和导热性能，但是可以作为优良的抗摩擦材料，分散于润滑油中，以代替传统的抗磨材料。基础油的极性较低，而氧化石墨烯表面大量的亲水基团，因此需要对氧化石墨烯进行处理。目前常用的方法是对氧化石墨烯表面进行共价键修饰，来提高其在非极性溶剂中的分散性，但是共价键改性操作难度大，难以工业化生产。在专利cn110655596b中已经设计了一款星形阳离子石墨烯分散剂，其对石墨烯在基础油(150n、500n等)、nmp、二甲苯/丁醇等溶剂中有很好的分散作用，但对氧化石墨烯的效果很一般。因此，可以尝试通过非共价键的方式，设计一款能在基础油中稳定分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂，从而避免复杂的化学改性。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂，包括以下步骤：

3、步骤1：利用含溴星形引发剂引发丙烯酸酯单体聚合，得到末端含溴的星形聚合物；惰性气氛下，将末端含溴的星形聚合物与咪唑化合物反应，得到星形阳离子石墨烯分散剂；

4、步骤2：称取星形阳离子石墨烯分散剂于乙醇中，在搅拌状态下逐步滴加过量的十二烷基苯磺酸钠反应得到反应液；

5、步骤3：将步骤2得到的反应液通过蒸馏的方式将乙醇除去，得到的产物用蒸馏水沉淀提纯，除去多余十二烷基苯磺酸钠，得到棕色的固体物，即为星形离子液分散剂。

6、进一步的，步骤1中，星形阳离子石墨烯分散剂的数均分子量为6000～10000。

7、进一步的，步骤1中，丙烯酸酯单体为丙烯酸丁酯和/或甲基丙烯酸甲酯。

8、进一步的，步骤1中，含溴星形引发剂为三羟甲基丙烷三(α-溴代异丁酸酯)或者双季戊四醇六(α-溴代异丁酸酯)。

9、进一步的，步骤1中，咪唑化合物为n-甲基咪唑。

10、进一步的，步骤2中，反应液中星形阳离子石墨烯分散剂和十二烷基苯磺酸钠的摩尔比为1:(1.5～2)。

11、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过星型结构的空间位阻，π-π共轭作用及相互静电作用的机理设计分散剂，在基础油中提高氧化石墨烯的分散稳定性。利用氧化石墨烯优异的抗摩擦能力，在工程机械、风电、船舶、汽车等领域带来巨大的经济和社会效益。

12、本发明的技术方案是设计一款能在基础油中稳定分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂，具体制备步骤如下：

13、(1)制备得到星形阳离子石墨烯分散剂；

14、(2)用乙醇溶解一定量星形阳离子石墨烯分散剂，然后滴加十二烷基苯磺酸钠，进行离子交换，反应结束后，将大部分乙醇蒸馏完，在用蒸馏水进行沉淀，得到棕色的固体物即为星形离子液分散剂。

15、本发明制备的分散剂是一种星形离子液聚合物分散剂，其特殊的拓扑结构，具有强的熵保护作用，空间位阻作用明显，且十二烷基苯磺酸钠的苯环结构和氧化石墨烯的π-π共轭作用以及离子液体静电作用，使得氧化石墨烯可以很好地分散。

技术特征：

1.一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，星形阳离子石墨烯分散剂的数均分子量为6000～10000。

3.根据权利要求1所述的一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，反应液中星形阳离子石墨烯分散剂和十二烷基苯磺酸钠的摩尔比为1:(1.5～2)。

4.根据权利要求1所述的一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂的制备方法，其特征在于：步骤2中，星形离子液分散剂的结构式为：

5.根据权利要求1所述的一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂的制备方法，其特征在于：步骤1中，星形阳离子石墨烯分散剂的制备方法为：将含溴星形引发剂引发丙烯酸酯单体聚合，得到末端含溴的星形聚合物；惰性气氛下，将末端含溴的星形聚合物与咪唑化合物反应，得到星形阳离子石墨烯分散剂。

6.根据权利要求5所述的一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂的制备方法，其特征在于：丙烯酸酯单体为丙烯酸丁酯和/或甲基丙烯酸甲酯。

7.根据权利要求5所述的一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂的制备方法，其特征在于：含溴星形引发剂为三羟甲基丙烷三(α-溴代异丁酸酯)或双季戊四醇六(α-溴代异丁酸酯)。

8.根据权利要求5所述的一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂的制备方法，其特征在于：咪唑化合物为n-甲基咪唑。

9.一种如权利要求1所述的制备方法制备得到的星形离子液分散剂的应用，其特征在于：所述星形离子液分散剂应用于分散基础油中的氧化石墨烯。

10.根据权利要求9所述的一种星形离子液分散剂的应用，其特征在于：所述星形离子液分散剂分散基础油中氧化石墨烯的方法为：将星形离子液分散剂溶于基础油中，再倒入蒸馏水和氧化石墨烯，将三者混合搅拌30～60min。

技术总结
本发明涉及润滑油技术领域，具体为一种基础油用分散氧化石墨烯的星形离子液分散剂。本发明利用含溴星形引发剂引发丙烯酸酯单体聚合，得到末端含溴的星形聚合物；惰性气氛下，将末端含溴的星形聚合物与咪唑化合物反应，得到星形阳离子石墨烯分散剂；用乙醇溶解后滴加十二烷基苯磺酸钠，进行离子交换，得到星形离子液分散剂。本发明制备的星形离子液分散剂具有特殊的拓扑结构和强熵保护作用，空间位阻作用明显，且十二烷基苯磺酸钠的苯环结构和氧化石墨烯的π‑π共轭作用以及离子液体静电作用，使得氧化石墨烯可以在基础油中很好地分散。

技术研发人员：吉祥,陈俊,王海军,蔡璐
受保护的技术使用者：中海油气（泰州）石化有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19