本发明涉及发动机油领域，具体涉及一种基于石墨烯的片状机油添加剂，其能够显著提高和改进发动机油的性能，进而能够降低燃油消耗和尾气排放。
背景技术：
众所周知，汽车发动机运动的零部件之间均存在摩擦损耗，这也是造成汽车发动机报废的主要原因，为此人们采用包括液体油润滑和固体润滑等多种方式减少摩擦损耗。但磨损仍然每年给国家造成几百亿元的经济损失。如何降低摩擦、减少磨损、延长发动机的使用寿命是科研技术人员不断追求的目标。
为了提高发动机油的润滑性能，通常是在基础油中加入各种抗磨减磨的添加剂。目前抗磨减磨添加剂主要有两大类。一类是油溶性添加剂，如极性基团的油性剂、脂肪酸、含磷化合物、有机钼化物等。一类是固体添加剂，例如具有特殊片层结构的石墨、二硫化钼，二硫化钨、氮化硼等。尤其是近期以来，人们发现石墨烯作为固体添加剂相对于传统的石墨能够极大的提高发动机油的性能：美国阿贡国家实验室发现，单层碳原子材料有超强的抗磨能力，可持续超过6500个磨损周期，与传统石墨添加剂制成的发动机油相比，其润滑性能提高了6.5倍。
然而结构完整的石墨烯是由不含任何不稳定键的苯六元环组合而成的二维晶体，化学稳定性高，其表面呈惰性状态，与其它介质(如溶剂等)相互作用较弱，且石墨烯的片层之间存在较强的范德华力，容易产生团聚，使其难溶于水以及其它常用的有机溶剂，如果将其直接添加在发动机油中，在储运或者使用过程中会产生沉淀或分层现象，使得减磨抗极压性能降低，进而对机器或者设备产生不良影响，因而大大限制了石墨烯的进一步研究与应用。为此，现有技术中通常是对石墨烯进行表面改性增强其与发动机油的相容性后再将其添加到发动机油中，例如cn101812351a中公开了一种基于单层或几层石墨稀的发动机油添加剂，其首先对石墨烯进行表面处理，然后和分散剂一起加入基础油中以提高基础油的润滑性能。cn104031716a公开了一种包含有石墨烯的发动机油，所述石墨烯为改质石墨烯，经改质后与发动机油具有良好的相容性。
然而对石墨烯进行改性的工艺一般比较复杂，并且经改性后的石墨烯成本较高，导致采用其作为添加剂的发动机油成本提高，进而影响了其进一步的生产和使用，并且经过改性的石墨烯在长期的存储和使用之后，仍然难以避免的产生分层和沉降的现象。
技术实现要素：
本发明针对技术背景中所阐述的基于现有的石墨烯发动机油添加剂存在的诸多不足（改性工艺复杂，易于分层和沉降)，提出一种制备工艺简单，成本低廉且润滑性能良好的基于石墨烯的片状发动机油添加剂。
该机油添加剂呈片状，包括主要成分和辅助添加剂，其主要成分为石墨烯，辅助添加剂为可溶于有机溶剂的高分子材料。
优选地，所述辅助添加剂选自双环单萜酮、脂环烃、酚化高分子材料中的一种或几种。
优选地，主要成分石墨烯所占的比例为75wt%~95wt%。辅助添加剂所占比例为5wt%~25wt%，进一步优选为8wt%-17wt%。
优选地，每片机油添加剂的直径为10~24mm，厚度为5~12mm，质量为50~400mg。
本发明进一步提供了一种基于石墨烯的片状发动机油添加剂的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将石墨烯及辅助添加剂溶解在有机溶剂中，经搅拌、混合制备成添加剂混悬液。(2)将步骤(1)得到的混悬液过滤、干燥制得含石墨烯的粉体。(3)将步骤(2)得到的粉体按照常规片剂的制备工艺压片制得添加片剂。优选地，所述的有机溶剂为无水乙醇。
本发明提供的基于石墨烯的片状机油添加剂具有如下优点：
1．本发明的基于石墨烯的添加剂呈片状，制备工艺简单，只需将石墨烯溶于有机溶剂制成片剂即可，其无需经过复杂的石墨烯表面改性工艺，制备成本低廉。
2．与传统的将经改性的石墨烯作为添加剂加入到发动机油中之后再进行使用和运输不同，本发明的片状添加剂无需提前加入到发动机油中，且制成片状制剂后其性能稳定，便于储存和运输，可以根据不同的应用场合，在使用发动机油的过程中直接向其中加入该片状添加剂，大大降低了发动机油的保存和运输成本。
3．本发明所选的辅助添加剂选自双环单萜酮、脂环烃、酚化高分子材料中的一种或几种，上述辅助添加剂能够与发动机油的基础油具有良好的相容性，且对石墨烯具有良好的分散性能，当片状机油添加剂添加到润滑油中之后，辅助添加剂的存在能够使片状制能够迅速溶解于润滑油中（经过实际测试，不需要到发动机内部的工作温度，60度的油温，加上搅拌，即可在2分钟内完全分散开），并使其中的石墨烯良好的分散而不至于产生沉降或分层现象，显著的提高了润滑油的润滑性能，经测试发现，与国内外的其他品牌的润滑油相比较，加入该添加剂的润滑油不但可以降低磨损，提升发动机的动力性能、延长发动机使用寿命、还可以节省7-8%的燃油、减少尾气排放量，节油量远高于其他品牌的润滑油。
具体实施方式
以下结合实例进一步说明本发明的内容：
实施例1：
（1）基于石墨烯的片状发动机油添加剂的制备：将双环单萜酮2g溶解于1l乙醇，加入石墨烯20g，经超声搅拌、混合制备成添加剂混悬液。将得到的混悬液经离心机过滤、于80℃干燥2小时后制得含石墨烯的粉体。将得到的粉体按照常规片剂的制备工艺压片制得添加片剂。
（2）基于石墨烯的片状发动机油添加剂的应用：将上述添加剂在搅拌的条件下添加至油温为60℃发动机油中，片剂于2分钟内完全分散，对采用上述添加剂的车辆进行了历时8小时共计650公里的测试，发现采用该添加剂的车辆动力性能提升6%，节油量达到7%，达到了节能减排的效果
实施例2：
（1）基于石墨烯的片状发动机油添加剂的制备：将脂环烃3g溶解于1l乙醇，加入石墨烯27g，经超声搅拌、混合制备成添加剂混悬液。将得到的混悬液经离心机过滤、于60℃干燥3小时后制得含石墨烯的粉体。将得到的粉体按照常规片剂的制备工艺压片制得添加片剂。
（2）基于石墨烯的片状发动机油添加剂的应用：将上述添加剂在搅拌的条件下添加至油温为60℃发动机油中，片剂于2分钟内完全分散，对采用上述添加剂的车辆进行了历时10小时共计850公里的测试，发现采用该添加剂的车辆动力性能提升5%，节油量达到7%，达到了节能减排的效果。
实施例3：
（1）基于石墨烯的片状发动机油添加剂的制备：将酚化高分子材料2.5g溶解于1l乙醇，加入石墨烯30g，经超声搅拌、混合制备成添加剂混悬液。将得到的混悬液经离心机过滤、于60℃干燥3小时后制得含石墨烯的粉体。将得到的粉体按照常规片剂的制备工艺压片制得添加片剂。
（2）基于石墨烯的片状发动机油添加剂的应用：将上述添加剂在搅拌的条件下添加至油温为60℃发动机油中，片剂于2分钟内完全分散，对采用上述添加剂的车辆进行了历时20小时共计2100公里的测试，发现采用该添加剂的车辆动力性能提升6%，节油量达到8%，达到了节能减排的效果。