含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，添加剂的制备方法，及含有该添加剂的润滑油的制作方法
【专利摘要】本发明属于化工领域，一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，添加剂的制备方法，及含有该添加剂的润滑油。包括以下成分：噻二唑衍生物、石墨烯、硫醇、异丙醇、30wt%甲醛溶液、稀土氯化物、碱液、苯酚取代物。本发明采用纳米石墨烯作为润滑油添加剂应用到润滑油中，具有保护和修复功能，即在机械内壁表面形成保护膜，这层膜即使是氢原子也无法穿透。当石墨烯开始磨损时，氢原子跃迁并修复晶格，这表示添加纳米石墨烯的润滑油可以保持永久性有效。并且噻二唑衍生物的官能团可以与石墨烯形成配位键、氢键，有利于提高石墨烯在润滑油中的分散程度和润滑油以及石墨烯在金属表面的吸附强度。
【专利说明】
含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，添加剂的制备 方法，及含有该添加剂的润滑油
技术领域
[0001 ]本发明属于化工领域，涉及一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，添 加剂的制备方法，及含有该添加剂的润滑油。
【背景技术】
[0002] 能源与环境是经济社会持续发展的两大主题。对于机械零部件而言，摩擦磨损是 在所难免的。机械部件的摩擦磨损在带来材料和能源大量损耗的同时，还会造成十分严重 的环境污染。在润滑油中加入摩擦学添加剂是有效减缓机械零部件摩擦磨损、降低能量损 耗的重要技术手段之一。近年来，纳米金属材料的制备与应用技术取得了长足的进步，逐渐 达到了工业化生成的水平。纳米金属颗粒材料是指几何尺寸为l-l〇〇nm级的金属超微颗 粒，是介于单个原子与固态之间的原子集合体。最近的研究结果发现，纳米金属颗粒材料作 为润滑油添加剂具有良好的应用前景，所以诞生了许多基于此种新材料的技术和产品。但 目前将纳米金属复合材料应用于润滑油添加剂的研究则未见报道，为此，我们研究了将石 墨烯基纳米铜复合材料用于润滑油添加剂，并研究了该添加剂材料的制备方法。石墨烯是 具有单原子层厚的新型碳材料，它具有高的机械强度，良好的热导率和快速的载流子迀移 率，为晶体管传感器等高性能器件的制备提供了原料。另外，石墨烯具有极高的比表面积， 是制备纳米复合材料极好的基底材料。
[0003] 润滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油的质量是润滑油的根本，添加 剂的质量和性能是润滑油的精髓，添加剂的质量和性能以及加入的比例直接影响到润滑油 的使用性能。作为一种新型纳米材料，石墨烯应用于润滑油中具有传统纳米颗粒不具备的 诸多优势。石墨烯本身的摩擦系数接近于零，润滑性能出众，二维结构物理化学性质稳定， 具有超高的导热性能，比重小，且容易进行多种改性，可以解决纳米添加剂长期稳定性问 题。因此，以新型纳米材料石墨烯作为润滑油添加剂，开发出具有良好抗磨性能、高承载能 力、对机械表面具有一定修复功能的润滑油，形成一系列新型润滑油产品，为润滑油产品由 低端快速迈向高端作出贡献。虽然稀土化合物在摩擦学中的研究已渗透在耐磨金属材料、 耐磨高分子材料、耐磨陶瓷等诸多领域，但作为润滑添加剂的研究在国内外仅刚刚开始，尤 其是油溶性有机稀土抗磨剂的研究，是摩擦化学的前沿课题。有机稀土抗磨剂的研究在理 论及应用方面均有宽广的发展前途。我国是稀土大国，从开发和利用国内丰富的稀土资源 上说，更具有重大的理论意义和实际应用价值。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术不足，提供一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加 剂，该添加剂的制备方法，以及含有该添加剂的润滑油。为了达到上述目的，本发明的技术 方案为： 一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，按照重量分数包括以下成分：
作为优选，所述石墨稀为1-10层石墨稀或11-1000层的多层石墨稀。
[0005] 作为优选，所述石墨烯为含有各种官能团的改性石墨烯，所述官能团为羟基、羧 基、羰基、氮基、氨基中的一种或多种。
[0006] 作为优选，所述噻二唑衍生物为含有烷基、烷基硫基以及稀土元素的聚合物，所述 噻二唑衍生物的聚合度为2-5。
[0007] 噻二唑衍生物的结构式为：
?
，A为稀土元素，其制备方法可参照申请号为201510468659.4的发明专 利。
[0008] 作为优选，所述噻二唑衍生物中的烷基碳原子数为4-12个，所述烷基硫基碳原子 的数目为6-14,所述稀土元素为为La、Ce、Pr、Nd、Pm、SmSRb。
[0009] 作为优选，所述硫醇为含6-14个碳原子的烷基硫醇，所述碱液为氢氧化钠溶液。 [0010]作为优选，所述稀土氯化物为七水合氯化镧、七水合氯化铷、七水合氯化铺、七水 合氯化镨、七水合氯化钕、七水合氯化钷或七水合氯化钐中的至少一种。
[0011] 作为优选，所述苯酚取代物为2,6_二叔丁基苯酚、2,4_二叔丁基苯酚、3,5_二 叔丁基苯酸、2-叔丁基苯酸、4-叔丁基苯酸、2-氨基_3,5_二叔丁基苯酸、3-氨基_2,6_ 二叔丁基苯酚、4-氨基-2,6-二叔丁基苯酚或2,6_二叔丁基-4-甲基苯酚中的任意一 种。
[0012] -种制备所述含有噻二唑衍生物的石墨烯润滑油方法，步骤是首先将噻二唑衍生 物和石墨烯加入到异丙醇和硫醇中，超声10-30分钟，然后将30wt%甲醛溶液、稀土氯化物、 碱液、苯酚取代物、基础油加入后在300-600转/分的转速下混合5-10分钟;升温至50-90摄 氏度并保温1-5小时;保温结束后超声30-50分钟，冷却至室温即可得到成品。
[0013] -种润滑油，所述润滑油包含上述含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂。
[0014] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，针对传统润滑油使用周期短、抗 磨性差等问题，本发明提供了一种石墨烯润滑油添加剂及其制备方法，还涉及含有该添加 剂的润滑油，采用纳米石墨烯作为润滑油添加剂应用到润滑油中，具有保护和修复功能，BP 在机械内壁表面形成保护膜，这层膜即使是氢原子也无法穿透。当石墨烯开始磨损时，氢原 子跃迀并修复晶格，这表示添加纳米石墨烯的润滑油可以保持永久性有效。并且噻二唑衍 生物的官能团可以与石墨烯形成配位键、氢键，有利于提高石墨烯在润滑油中的分散程度 和润滑油以及石墨烯在金属表面的吸附强度。
【具体实施方式】
[0015] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施例对 本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。
[0016] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可 以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体 实施例的限制。
[0017] 实施例1，本实施例提供一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂及其制 备方法，包括以下物质:噻二唑衍生物lg，纳米石墨烯〇. 5g，十二硫醇10g，异丙醇10g，30wt% 甲醛溶液lg，七水合氯化镧〇. lg，质量分数为50%的氢氧化钠溶液3g，2，6-二叔丁基苯酚lg。
[0018] 制备方法为：首先将噻二唑衍生物和纳米石墨烯加入到异丙醇和十二硫醇中，超 声10分钟，然后将30wt%甲醛溶液、七水合氯化镧、质量分数为50%的氢氧化钠溶液、2，6-二 叔丁基苯酚、加入后在300转/分的转速下混合5分钟;升温至50摄氏度并保温1小时;保温结 束后超声30分钟，冷却至室温即可得到成品。
[0019] 实施例2,本实施例提供一种含有噻二唑衍生物和石墨烯润滑油添加剂及其制备 方法，包括以下物质：噻二唑衍生物1.5g，石墨烯2.5g，1-辛硫醇，异丙醇15g，30wt%甲醛溶 液lg，七水合氯化铷0.8g，80wt%氢氧化钠溶液6g，4-叔丁基苯酸5g。
[0020] 制备方法为：首先将噻二唑衍生物和石墨烯加入到异丙醇和1-辛硫醇中，超声30 分钟，然后将30wt%甲醛溶液、七水合氯化铷、80wt%氢氧化钠溶液、4-叔丁基苯酚加入后在 600转/分的转速下混合10分钟；升温至90摄氏度并保温5小时;保温结束后超声50分钟，冷 却至室温即可得到成品。
[0021] 实施例3,本实施例提供一种含有噻二唑衍生物和石墨烯润滑油添加剂及其制备 方法，包括以下物质：噻二唑衍生物lg，石墨烯2g，正己硫醇5g，异丙醇10g，30wt%甲醛溶液 3g，七水合氯化钐0.6g，10wt%氢氧化钠溶液5g，2-氨基-3，5-二叔丁基苯酸3g。
[0022] 制备步骤为：首先将噻二唑衍生物和石墨烯加入到异丙醇和正己硫醇中，超声20 分钟，然后将30wt%甲醛溶液、七水合氯化钐、1 Owt%氢氧化钠溶液、2-氨基-3，5-二叔丁基苯 酚加入后在500转/分的转速下混合8分钟；升温至70摄氏度并保温3小时;保温结束后超声 40分钟，冷却至室温即可得到成品。
[0023] 实施例4本实施例提供一种含有噻二唑衍生物和石墨烯润滑油添加剂及其制备方 法，包括以下物质：噻二唑衍生物1.3g，石墨稀1.9g，1 -壬硫醇4g，异丙醇12g，30wt%甲醛溶 液2.8g，七水合氯化镨0.7g，25wt%氢氧化钠水溶液5.5g，2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚4.3g 69g〇
[0024] 制备步骤为:首先将噻二唑衍生物和石墨烯加入到异丙醇和1-壬硫醇中，超声19 分钟，然后将30wt%甲醛溶液、七水合氯化镨、25wt%氢氧化钠水溶液、2，6-二叔丁基-4-甲基 苯酚加入后在450转/分的转速下混合6.5分钟；升温至72摄氏度并保温2.9小时;保温结束 后超声41分钟，冷却至室温20摄氏度即可得到成品。
[0025] 表1实施例1-4中制得的含有噻二唑衍生物和石墨烯润滑油添加剂添加到润滑油 中并与传统润滑油性能检测结果对比
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟 悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实 施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以 上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1. 一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，其特征在于，按照重量分数包括 以下成分：__ 噻二唑衍生物 | 0.1-1.5份， 石墨稀__0.5-2.5份，_ 硫醇__1_10份，_ 异丙醇__5_15份，_ 30wt%甲醛溶液__1-5份，_ 稀土氯化物__0· 1-0.8份，_ 碱液 3-6份， 苯酚取代物 | 1-5份，2. 根据权利要求1所述的一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，其特征在 于，所述石墨稀为1-10层石墨稀或11-1000层的多层石墨稀。3. 根据权利要求1所述的一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，其特征在 于，所述石墨烯为含有各种官能团的改性石墨烯，所述官能团为羟基、羧基、羰基、氮基、氨 基中的一种或几种。4. 根据权利要求1所述的一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，其特征在 于，所述噻二唑衍生物为含有烷基、烷基硫基以及稀土元素的聚合物，所述噻二唑衍生物的 聚合度为2-5。5. 根据权利要求4所述的一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，其特征在 于，所述噻二唑衍生物中的烷基碳原子数为4-12个，所述烷基硫基碳原子的数目为6-14， 所述稀土元素为为 La、Ce、Pr、Nd、Pm、SmSRb。6. 根据权利要求1所述的一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，其特征在 于，所述硫醇为含6-14个碳原子的烷基硫醇，所述碱液为氢氧化钠溶液。7. 根据权利要求1所述的一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，其特征在 于，所述稀土氯化物为七水合氯化镧、七水合氯化铷、七水合氯化铈、七水合氯化镨、七水合 氯化钕、七水合氯化钷或七水合氯化钐中的至少一种。8. 根据权利要求1所述的一种含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂，其特征在 于，所述苯酚取代物为2,6-二叔丁基苯酚、2，4_二叔丁基苯酚、3,5-二叔丁基苯酚、2-叔丁基苯酚、4-叔丁基苯酚、2-氨基-3,5-二叔丁基苯酚、3-氨基-2,6-二叔丁基苯酚、 4-氨基_2,6-二叔丁基苯酚或2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚中的任意一种。9. 一种制备权利要求1所述含有噻二唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂方法，其特征 在于，步骤是首先将噻二唑衍生物和石墨烯加入到异丙醇和硫醇中，超声10-30分钟，然后 将30wt%甲醛溶液、稀土氯化物、碱液、苯酚取代物加入后在300-600转/分的转速下混合5-10分钟；升温至50-90摄氏度并保温1-5小时；保温结束后超声30-50分钟，冷却至室温即可 得到成品。10. -种润滑油，其特征在于，所述润滑油包含权利要求1-8中任意一项所述含有噻二 唑衍生物和石墨烯的润滑油添加剂。
【文档编号】C10N30/04GK105838479SQ201610249578
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月21日
【发明人】郑逸群, 岳鲁敏, 赵晓
【申请人】济宁利特纳米技术有限责任公司