本发明属于石墨烯基导热油，特别是一种石墨烯基导热油及其制备方法。
背景技术：
导热油作为有机热载体，广泛应用于石油、轻工、煤炭、交通、建材、冶金、化工、等领域。随着科技的飞速发展以及机械制造技术的日益提高，出现了大量高速、重载的工作状态，从而对导热油的高温承载能力以及减摩抗磨性能提出更高的要求。据统计，我国导热油品种型号已经超过300种，但真正合乎国家标准的高性能导热油品种较少，而且不同生产厂家品质差别大，现有产量尚不能满足国内市场需求，一些高端产品仍需依赖国外进口。因此，研制出新型且具有高品质性能优良的导热油势在必行。
目前我国市场上仍以矿物型高温导热油占据主导位置，但矿物油普遍粘温性能差，闪点偏低，氧化安定性差，容易结焦，传热较差。合成型导热油是目前发展的趋势，会逐步替代矿物型导热油成为市场的主流产品。主要包括联苯－联苯醚、氢化三联苯、苄基甲苯、烷基苯，联苯－联苯醚与氢化三联苯熔点高、低温黏度大、毒性大且成本高，而苄基甲苯较烷基苯型热稳定性差。
矿物油型导热油的导热系数十分低，只有约0.1，能源浪费大，石墨烯改性导热油可将导热系数提高至0.4，大大改善导热性能，提高热传导效率，实现节约能源的目的。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种石墨烯基导热油，粘度指数高，初馏点高，热传导性能好，有效提高减磨抗磨性能，高温承载力好，完全符合热传导液的各项理化指标，不仅能够有效解决石墨烯在导热油中分散性差，容易团聚沉降的问题，而且改善导热油的持久热稳定性及抗磨性能。
本发明的另一个目的是提供一种石墨烯基导热油制备方法。
本发明的目的是这样实现的：一种石墨烯基导热油,该导热油由下述重量份配比的原料组成：导热油基础油:80.0-99.0、粘度改进剂：0.01-10.0、清净剂：0.1-1.0、分散剂：1.0-5.0、抗氧抗腐剂：0.01-2.0、防锈剂：0.05-0.5、阻焦剂：1.0-10.0、阻垢剂：1.0-10.0、降凝剂：0.1-0.5、金属减活剂：0.5-3.0、消泡剂：0.001-0.1、改性石墨烯：0.01-1。
该导热油由下述重量份配比的原料组成：导热油基础油:85.0-95.0、粘度改进剂：0.05-8、清净剂：0.2-0.8、分散剂：1.5-4.5、抗氧抗腐剂：0.05-1.8、防锈剂：0.1-0.45、阻焦剂：2.0-8.0、阻垢剂：2.0-8.0、降凝剂：0.2-0.4、金属减活剂：0.6-2.5、消泡剂：0.005-0.09、改性石墨烯：0.02-0.9。
该导热油由下述重量份配比的原料组成：导热油基础油:88.0-92.0、粘度改进剂：1.0-7、清净剂：0.4-0.7、分散剂：2.0-4.0、抗氧抗腐剂：0.08-1.6、防锈剂：0.2-0.4、阻焦剂：3.0-7.0、阻垢剂：3.0-7.0、降凝剂：0.3-0.4、金属减活剂：0.8-2.0、消泡剂：0.01-0.1、改性石墨烯：0.04-0.8。
导热油基础油为烷基苯基础油、烷基萘基础油或环烷基基础油。
改性石墨烯的制备方法有如下步骤，使用带回流冷凝和超声振荡的加热釜，其超声频率大于28khz，功率大于400w，将氧化石墨烯与油酸按重量份1：98-100配比，将混均的石墨烯油酸液与异辛烷按1:4.5-5重量份稀释，超声振荡均质搅匀，同时升温至沸腾，升温温度为70℃-90℃，并打开冷凝水回流冷凝，持续振荡并回流冷凝不小于1小时，使油酸分子进入石墨烯分子层间进行插层改性；改性结束后蒸发出异辛烷，得到插层改性的氧化石墨烯。
氧化石墨烯为通过氧化石墨得到的层状氧化石墨烯，其厚度为0.34-10nm。
粘度改进剂为聚乙烯基正丁基醚或乙丙共聚物或聚甲基丙烯酸酯或聚丙烯酸异辛酯。
清净剂为低碱值合成磺酸钙或中碱值合成磺酸钙或高碱值合成磺酸钙或硫磷化聚异丁烯钡盐或环烷酸镁。
分散剂为双烯基丁二酰亚胺或多烯基丁二酰亚胺或高分子量丁二酰亚胺。
抗氧抗腐剂为硫磷双辛基碱性锌盐或硫磷伯仲醇基锌盐或硫磷仲醇基锌盐。
防锈剂为石油磺酸钡或石油磺酸钠环烷酸锌或中性二壬基萘磺酸钡或烯基丁二酸或烯基丁二酸酯。
金属减活剂为2,6-二叔丁基对甲酚或苯三唑衍生物或噻二衍生物。
阻焦剂为af-100或bq-zqr-1。
阻垢剂为苯骈三氮唑钠或硫基苯骈噻唑钠或甲基苯骈三氮唑或有机磷酸盐。
消泡剂为硅基消泡剂或烷基苯或烷基萘或环烷基。
本发明的另一个目的是这样实现的：一种石墨烯基导热油的制备方法,有如下步骤，将导热油基础油、粘度改进剂、清净剂、分散剂、抗氧抗腐剂、防锈剂、阻焦剂、阻垢剂、降凝剂、金属减活剂、消泡剂按比例加入调油搅拌釜中，升温至60℃，同时搅拌循环至均匀，再按比例加入改性石墨烯，搅拌4小时后，即得产品。
本发明选用导热系数极高的石墨烯制备一种新型传热介质，也就是在导热油中加入石墨烯添加剂，通过改性石墨烯分子层性状，提高石墨烯导热油的性能。
本发明研制的一种高稳定性能的导热油，特别适合使用于密闭罐体以及高速、重载的工作状态下。他主要成分是合成基础油，综合试验不同结构的基础油，最佳选用组分为环烷基基础油，产品经深度精馏，黏度适中，使用方便，闪点较高，生产安全，对设备无腐蚀，特别适合与石墨烯配置新的导热油。由于石墨烯成本很高，因此主要导热油基础油成分重量控制在92％，其余0.5％左右的改性石墨烯添加剂性价比最高。所述添加剂组成：粘度改性剂、清净剂、分散剂、抗氧抗腐剂、防锈剂、阻焦剂、阻垢剂、降凝剂、金属减活剂、消泡剂。
在相同制备条件下，针对未添加改性石墨烯及添加改性石墨烯的比例，对石墨烯的合成导热油进行导热性能测定，判别最适添加量，见表1。
表1：
分别检测未添加改性石墨烯及添加0.25%、0.5%、0.75%及1%的改性石墨烯合成导热油的导热率，发现添加改性石墨烯的导热油的导热性能明显优于未添加改性石墨烯的导热油的导热性能。导热油的导热性能随着添加量的增加而增加。当添加量达到0.5%时，导热性能随着添加量的增加趋于平缓，故按照经济适宜性选择0.5%的添加量作为合成导热油的改性石墨烯添加量最合适。
在相同制备条件及添加剂比例下，针对添加改性石墨烯的的合成导热油及未添加改性石墨烯的合成导热油进行测试各项理化性能，见表2。
表2：
由表2可以看出新型的石墨烯基导热油，粘度指数高，初馏点高，能够满足初馏点等级为240、280、300、320、340的性能要求。
本发明产品的标准是gb23971-2009。
分散剂为双烯基丁二酰亚胺、多烯基丁二酰亚胺、高分子量丁二酰亚胺均购于山东淄博惠华化工有限公司。
抗氧抗腐剂为硫磷双辛基碱性锌盐、硫磷伯仲醇基锌盐、硫磷仲醇基锌盐均购于锦州新兴石油添加剂有限责任公司。
防锈剂为石油磺酸钡、石油磺酸钠环烷酸锌、中性二壬基萘磺酸钡、烯基丁二酸、烯基丁二酸酯均购于锦州新兴石油添加剂有限责任公司。
金属减活剂为2,6-二叔丁基对甲酚、苯三唑衍生物或噻二、衍生物均购于山东淄博惠华化工有限公司。
阻焦剂为af-100购于中科院兰州工程中心，bq-zqr-1购于北京清正然华工科技有限公司。
阻垢剂为苯骈三氮唑钠、硫基苯骈噻唑钠、甲基苯骈三氮唑、有机磷酸盐均购于河南中科盛源环境工程有限公司。
消泡剂为硅基消泡剂购于山东淄博惠华化工有限公司或者为烷基苯、烷基萘、环烷基均购于山东博兴金鑫化工有限公司。
粘度改进剂为聚乙烯基正丁基醚、乙丙共聚物、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酸异辛酯均购于锦州石油化工公司。
清净剂为低碱值合成磺酸钙、中碱值合成磺酸钙、高碱值合成磺酸钙购于山东淄博惠华有限公司，硫磷化聚异丁烯钡盐、环烷酸镁购于山东淄博惠华有限公司。
本发明不仅能够提高导热油的导热系数，改善其热传导性，还有效解决石墨烯在导热油中分散性差，容易团聚沉降的问题，而且改善了导热油的持久热稳定性及抗磨性能。本发明实施例的导热油建立石墨烯绿色热传导模式，为探索和开发导热效果更为优良的环境友好型导热剂提供可靠的方案，有效促进经济和社会发展。
本发明生产的导热油，粘度指数高，初馏点高，热传导性能好，有效提高减磨抗磨性能，高温承载力好，完全符合热传导液的各项理化指标，不仅能够有效解决石墨烯在导热油中分散性差，容易团聚沉降的问题，而且改善导热油的持久热稳定性及抗磨性能。
具体实施方式
实施例1
一种石墨烯基导热油,该导热油由下述重量份配比的原料组成：导热油基础油:80.0、粘度改进剂：5、清净剂：0.2、分散剂：2、抗氧抗腐剂：1、防锈剂：0.25、阻焦剂：5、阻垢剂：5、降凝剂：0.25、金属减活剂：1、消泡剂：0.1、改性石墨烯：0.2。
一种改性石墨烯的制备方法，使用带回流冷凝和超声振荡的加热釜，其超声频率大于28khz，功率大于400w，将氧化石墨烯与油酸按重量份1：98配比，将混均的石墨烯油酸液与异辛烷按1:4.5重量份稀释，超声振荡均质搅匀，同时升温至沸腾，升温温度为70℃-90℃，并打开冷凝水回流冷凝，持续振荡并回流冷凝不小于1小时，使油酸分子进入石墨烯分子层间进行插层改性；改性结束后蒸发出异辛烷，得到插层改性的氧化石墨烯。
一种石墨烯基导热油的制备方法,将导热油基础油、粘度改进剂、清净剂、分散剂、抗氧抗腐剂、防锈剂、阻焦剂、阻垢剂、降凝剂、金属减活剂、消泡剂按比例加入调油搅拌釜中，升温至60℃，同时搅拌循环至均匀，再按比例加入改性石墨烯，搅拌4小时后，即得产品。
实施例2
一种石墨烯基导热油,该导热油由下述重量份配比的原料组成：导热油基础油:96、粘度改进剂：0.05、清净剂：0.1、分散剂：1、抗氧抗腐剂：0.05、防锈剂：0.1、阻焦剂：1、阻垢剂：1、降凝剂：0.1、金属减活剂：0.5、消泡剂：0.05、改性石墨烯：0.05。
一种改性石墨烯的制备方法，使用带回流冷凝和超声振荡的加热釜，其超声频率大于28khz，功率大于400w，将氧化石墨烯与油酸按重量份1：100配比，将混均的石墨烯油酸液与异辛烷按1:5重量份稀释，超声振荡均质搅匀，同时升温至沸腾，升温温度为70℃-90℃，并打开冷凝水回流冷凝，持续振荡并回流冷凝不小于1小时，使油酸分子进入石墨烯分子层间进行插层改性；改性结束后蒸发出异辛烷，得到插层改性的氧化石墨烯。
一种石墨烯基导热油的制备方法,将导热油基础油、粘度改进剂、清净剂、分散剂、抗氧抗腐剂、防锈剂、阻焦剂、阻垢剂、降凝剂、金属减活剂、消泡剂按比例加入调油搅拌釜中，升温至60℃，同时搅拌循环至均匀，再按比例加入改性石墨烯，搅拌4小时后，即得产品。