一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法

本发明涉及一种润滑油制备方法，特别是涉及一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法。

背景技术：

1、随着高端先进制造设备的迫切需要，降低轴承摩擦损耗、延长轴承使用寿命已成为制造业领域需要解决的关键问题。减少摩擦和磨损的基本方法是使用润滑油，随着摩擦学研究的不断进步，摩擦副的研究逐渐从宏观摩擦转向微观摩擦。在原润滑油中加入少量具有润滑性能的纳米颗粒，可以显著提高润滑油的抗磨减摩性能。

2、石墨烯，具有优异的力学性能，单层或多层的石墨烯具有超薄的片层结构。现在的石墨烯研究已经发现，它优良的自润滑性在润滑添加剂领域将有广阔的应用前景。

3、但是，由于石墨烯为固体颗粒，在油中的分散稳定性欠佳，故在润滑油中容易产生沉降和团聚现象，从而限制了其作为减摩抗磨添加剂的应用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，本发明在加入所配置不同质量分数石墨烯添加剂润滑油的作用下，试样轴承摩擦系数峰值均低于基础油润滑状态下，摩擦系数整体数值降低，波动减小，添加的石墨烯质量分数为0.1%时，摩擦系数曲线最为平稳，波动最小，石墨烯添加剂提高了轴承的承载能力，提前进入稳定润滑阶段，轴承磨损量降低，同时轴承外圈磨损表面形貌得到有效改善

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，所述方法包括如下步骤：

4、步骤s1、取基础油，恒温水浴加热；

5、步骤s2、将石墨烯加入基础油中，油液中加入改性剂；

6、步骤s3、在恒温磁力搅拌器上搅拌并得到油液；

7、步骤s4、随后将所得油液置于超声机中进行超声震荡处理，得到石墨烯润滑油。

8、所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，所述石墨烯的层数范围为层数1-3层，片径为7-12μm。

9、所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，所述的润滑油为矿物基础油、合成基础油、商品化或自制的润滑油的一种或几种。

10、所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，所述的改性剂选用油酸-硬脂酸混合进行表面改性，改性剂的含量为润滑油含量的5%。

11、所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，所述的基础油进行恒温水浴加热的加热温度为80℃。

12、所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，所述的恒温磁力搅拌器搅拌时长为20min,转速设置为100npr。

13、所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，所述的油液置于超声机中进行超声震荡处理时长为30min。

14、所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，所述的单层或多层石墨烯在润滑油中的质量百分比含量为0.001-0.2%。

15、本发明的优点与效果是：

16、本发明通过以测试未达到稳定润滑阶段下摩擦副的摩擦系数，在加入所配置不同质量分数石墨烯添加剂润滑油的作用下，试样轴承摩擦系数峰值均低于基础油润滑状态下，摩擦系数整体数值降低，波动减小，添加的石墨烯质量分数为0.1%时，摩擦系数曲线最为平稳，波动最小，这表明，石墨烯添加剂可以提高轴承的承载能力，提前进入稳定润滑阶段。

17、当试件轴承到达稳定润滑阶段时，摩擦系数保持不变，基础油润滑下试件轴承的平均摩擦系数为0.012，大于所配置的石墨烯润滑油的平均摩擦系数，且摩擦系数的变化随润滑油中石墨烯添加剂含量的增加整体上呈现先增大后减少的趋势当石墨烯质量分数为0.1%时，摩擦副平均摩擦系数降至最低值0.009，比基础油润滑状态下摩擦副的摩擦系数降低25%。而后随着石墨烯质量分数的增加摩擦系数有所增大，但仍比基础油润滑下的摩擦系数低。

18、并且对比了轴承的磨损量，相比于基础油润滑，添加石墨烯添加剂润滑油作用下的五组轴承磨损量均减少。其中，石墨烯添加剂质量分数为0.1%时磨损量最低为9.42mg，相比于基础油润滑下轴承磨损量降低14.52%。对比保持架和座圈的磨损量可以看出，基础油润滑下保持架和座圈的磨损量远大于添加石墨烯添加剂润滑油作用下的磨损量。其中，石墨烯添加剂质量分数为0.1%时，保持架磨损量最高可降低40.38%，座圈磨损量最高可降低24.07%。

技术特征：

1.一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，其特征在于，所述石墨烯的层数范围为层数1-3层，片径为7-12μm。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，其特征在于，所述的润滑油为矿物基础油、合成基础油、商品化或自制的润滑油的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，其特征在于，所述的改性剂选用油酸-硬脂酸混合进行表面改性，改性剂的含量为润滑油含量的5%。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，其特征在于，所述的基础油进行恒温水浴加热的加热温度为80℃。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，其特征在于，所述的恒温磁力搅拌器搅拌时长为20min,转速设置为100npr。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，其特征在于，所述的油液置于超声机中进行超声震荡处理时长为30min。

8.根据权利要求1所述的一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，其特征在于，所述的单层或多层石墨烯在润滑油中的质量百分比含量为0.001-0.2%。

技术总结
一种石墨烯碳纳米颗粒润滑油制备方法，涉及一种润滑油制备方法，本发明制备方法包括下述步骤：将石墨烯加入到含改性剂的基础油中，在恒温磁力搅拌器上搅拌,随后将所得各组油液置于超声机中进行超声震荡处理。将制备的石墨烯润滑油通过轴承检验润滑性能，在测试的添加范围内，未添加石墨烯的润滑油与添加石墨烯的润滑油相比，添加石墨烯润滑油的润滑性能要优于未添加。并且当石墨烯添加剂的质量分数为0.1%时减摩抗磨效果最佳，到达稳定润滑阶段摩擦系数降低25%，轴承磨损量降低，同时轴承外圈磨损表面形貌得到有效改善。

技术研发人员：杨铮鑫,郭军辉,党鹏飞,孙乐遥,龚斌
受保护的技术使用者：沈阳化工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15