本發(fā)明涉及發(fā)動機養(yǎng)護劑，尤其是指一種長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，汽車已經(jīng)成為公眾出行的主要交通工具，但汽車發(fā)動機在運行過程中的摩擦損失了大量的能量，并且產(chǎn)生了大量的磨損。為了減小發(fā)動機的摩擦，通常將養(yǎng)護劑加入到潤滑油中，通過潤滑油在機器系統(tǒng)中的循環(huán)將養(yǎng)護劑組分運送到磨損表面，在磨損區(qū)域能量場和物質(zhì)場作用下，養(yǎng)護劑組分與金屬磨屑和潤滑油降解產(chǎn)物發(fā)生力化學(xué)和摩擦化學(xué)反應(yīng)，在磨損區(qū)域生成具有磨損補償作用的第三體，以達到恢復(fù)磨損表面的配合狀態(tài)和力學(xué)性能的作用。

2、石墨烯是迄今為止自然界中最薄的二維材料，具有優(yōu)異的強度、柔韌性、潤滑性，現(xiàn)已有將石墨烯養(yǎng)護劑加入到汽車發(fā)動機機油中，以此來提高發(fā)動機機油的摩擦特性。但現(xiàn)有的石墨烯養(yǎng)護劑相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)都是將石墨烯或者氧化石墨烯和大量的分散劑或有機溶劑加入到基礎(chǔ)油中制備的，在發(fā)動機高溫高壓、高剪切力的環(huán)境下連續(xù)工作時，其中氧化石墨烯熱分解，分散劑、有機溶劑的揮發(fā)導(dǎo)致石墨烯在機油中堆疊、絮凝，從而使石墨烯失去潤滑效果，對石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑的大規(guī)模應(yīng)用有極大的限制。

3、因此，針對以上現(xiàn)狀，亟需開發(fā)一種長效，高穩(wěn)定的石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑及其制備方法，以解決當前實際應(yīng)用中的不足。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑及其制備方法。

2、本發(fā)明的第一個目的在于提供一種長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑，按質(zhì)量百分比計數(shù)，包括以下組分：改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料1-10wt％、懸浮劑0.1-0.8wt％、基礎(chǔ)油余量；其中，所述改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料是石墨烯表面負載納米二氧化硅，納米二氧化硅表面化學(xué)枝接有親油基團。

3、在本發(fā)明的一些實施例中，所述改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料通過以下方法制備得到：

4、(1)將石墨烯與硅源混合于粉體捏合機中進行均勻混合15-30min，使石墨烯與硅源進行充分的混合，在馬弗爐中高溫煅燒，灰化硅源中有機物和結(jié)合水，使硅源析出納米二氧化硅而沉積于石墨烯表面，冷卻得到納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料；

5、(2)將步驟(1)所得納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料與親油改性劑混合于水中，調(diào)節(jié)ph至4-5，攪拌并固液分離取固相，將所得固相干燥得到所述改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料。

6、在本發(fā)明的一些實施例中，步驟(1)中，所述石墨烯與硅源的質(zhì)量比為100：1-10：1；

7、所述石墨烯為機械剝離法制備的少層片狀石墨烯，其厚度為0.3-3nm。

8、在本發(fā)明的一些實施例中，步驟(1)中，所述硅源選自正硅酸乙酯、納米二氧化硅溶膠、氣硅、白炭黑中的一種或多種；

9、所述高溫煅燒的溫度為400-1000℃，時間為1-12h。

10、在本發(fā)明的一些實施例中，步驟(2)中，所述納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料與改性劑的質(zhì)量比為1000：1-50：1；

11、攪拌的溫度為50-90℃，時間為1-12h；

12、所述干燥的溫度為90-105℃，時間為3-10h；

13、還包括對固相進行清洗，清洗液為無水乙醇，清洗次數(shù)為至少3次。

14、在本發(fā)明的一些實施例中，步驟(2)中，所述親油改性劑為三乙氧基辛基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、雙氨基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、巰丙基三乙氧基硅烷、氯丙基甲基二氯硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲基硅烷中的一種或多種。

15、在本發(fā)明的一些實施例中，所述懸浮劑選自硅酸鎂鋁、有機膨潤土、凹凸棒、纖維素中的任意一種或多種。

16、在本發(fā)明的一些實施例中，所述基礎(chǔ)油包括礦物基礎(chǔ)油或合成基礎(chǔ)油。所述基礎(chǔ)油為本領(lǐng)域常規(guī)的基礎(chǔ)油，比如為白油、聚ɑ烯烴、季戊四醇酯、聚異丁烯、全氟聚醚。

17、本發(fā)明的第二個目的在于提供所述的長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑的制備方法，包括以下步驟：將懸浮劑、改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料加入到基礎(chǔ)油中，球磨，過濾得到所述長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑。

18、在本發(fā)明的一些實施例中，所述改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料與懸浮劑的質(zhì)量比為200：1-20：1。

19、在本發(fā)明的一些實施例中，球磨采用行星球磨的方式，球磨速度為500-800r/min，時間為3-8h。

20、在本發(fā)明的一些實施例中，球磨過后，還包括過濾，過濾網(wǎng)的目數(shù)為160-250目。

21、在本發(fā)明中，長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑的應(yīng)用方法，包括以下步驟：發(fā)動機預(yù)熱熄火后，將長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑與機油按照體積百分比1-3：100添加到發(fā)動機機油箱內(nèi)，重新啟動即可。

22、本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：

23、(1)本發(fā)明采用石墨烯材料，通過特殊的表面處理技術(shù)，在石墨烯表面沉積上少量的活性二氧化硅，使得石墨烯表面活化，再利用化學(xué)改性方法使其表面烷基化，達到石墨烯親油易分散、防沉降的效果，同時二氧化硅還可以作為石墨烯片層的隔離帶，進一步減緩、甚至避免石墨烯的團聚堆疊，從而提高了石墨烯養(yǎng)護劑的穩(wěn)定性和減摩抗摩性能，節(jié)約能耗。

24、(2)本發(fā)明采用不揮發(fā)、不分解的二氧化硅對石墨烯進行改性活化，達到易于機油中穩(wěn)定分散的目的，解決了現(xiàn)有石墨烯養(yǎng)護劑在發(fā)動機高溫高壓、高剪切力的環(huán)境下其中分散劑、有機溶劑的揮發(fā)和分解而快速失效的問題，顯著提高了石墨烯養(yǎng)護劑的作用時長。

技術(shù)特征：

1.一種長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑，其特征在于，按質(zhì)量百分比計數(shù)，包括以下組分：改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料1-10wt％、懸浮劑0.1-0.8wt％、基礎(chǔ)油余量；其中，所述改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料是石墨烯表面負載納米二氧化硅，納米二氧化硅表面枝接有親油基團。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑，其特征在于，所述改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料通過以下方法制備得到：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑，其特征在于，步驟(1)中，所述石墨烯與硅源的質(zhì)量比為100：1-10：1。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑，其特征在于，步驟(1)中，所述硅源選自正硅酸乙酯、納米二氧化硅溶膠、氣硅、白炭黑中的一種或多種；

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑，其特征在于，步驟(2)中，所述納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料與親油改性劑的質(zhì)量比為1000：1-50：1；

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑，其特征在于，步驟(2)中，所述親油改性劑為三乙氧基辛基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、聚二甲基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、雙氨基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、巰丙基三乙氧基硅烷、氯丙基甲基二氯硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲基硅烷中的一種或多種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑，其特征在于，所述懸浮劑選自硅酸鎂鋁、有機膨潤土、凹凸棒、纖維素中的任意一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑，其特征在于，所述基礎(chǔ)油包括礦物基礎(chǔ)油和/或合成基礎(chǔ)油。

9.一種如權(quán)利要求1～8所述的長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將懸浮劑、改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料加入到基礎(chǔ)油中，500-800r/min球磨3-8h，過濾得到所述長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述制備方法，其特征在于，所述改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料與懸浮劑的質(zhì)量比為200：1-20：1。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑及其制備方法。本發(fā)明所述長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑包括改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料、懸浮劑、基礎(chǔ)油余量組成。本發(fā)明的制備方法是將硅源在高溫下沉積于石墨烯表面，得到納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料，再將復(fù)合材料進行表面親油改性處理，最后將改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料、懸浮劑加到基礎(chǔ)油中，球磨，過濾得到長效改性石墨烯發(fā)動機養(yǎng)護劑。本發(fā)明通過在發(fā)動機機油中添加了改性納米二氧化硅/石墨烯復(fù)合材料，不僅有較好的保護修護和降低能耗的作用，而且引入納米二氧化硅材料阻止石墨烯片的堆積，解決了石墨烯養(yǎng)護劑的易團聚沉積、作用時間短的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：柴曉華,劉勇,徐先進,張億祥
受保護的技術(shù)使用者：江西聯(lián)鍇化學(xué)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6