本發(fā)明屬于潤滑劑，尤其涉及一種新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、摩擦和磨損是造成能量損失和機(jī)械故障的主要原因。潤滑劑是減少摩擦磨損最有效的方法之一，對節(jié)約能源和延長機(jī)械壽命具有重要意義。潤滑劑一般由基礎(chǔ)油和潤滑添加劑兩分組成，潤滑添加劑能夠粘附在磨損表面形成潤滑膜，從而隔絕摩擦副直接接觸，降低摩擦磨損，形成大面積的潤滑膜結(jié)構(gòu)可以有效降低摩擦磨損。

2、石墨具有很低的摩擦系數(shù)，并且機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)熱性能優(yōu)異，可以在潤滑劑中起到降低摩擦磨損和提高散熱能力，因此石墨是一種優(yōu)良的潤滑油添加劑。但是由于石墨表面光滑且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，難以吸附在磨損表面形成大面積的潤滑膜，阻礙了潤滑性能進(jìn)一步提高。因此，如何通過調(diào)控石墨形態(tài)結(jié)構(gòu)與表面性質(zhì)來提高其在磨損表面的吸附能力，是獲得具有優(yōu)異耐磨減摩性能石墨潤滑添加劑的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決石墨因為表面光滑和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定難以吸附在磨損表面形成大面積的潤滑膜的問題，進(jìn)而提出了一種新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑的制備方法和應(yīng)用。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑的制備方法，包括以下步驟：將石墨和二茂鐵混合后進(jìn)行研磨，得到混合粉體；將所述混合粉體進(jìn)行微波輻射，得到所述新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑。

4、優(yōu)選的，所述石墨和二茂鐵的質(zhì)量比為2∶(0.5～4)。

5、優(yōu)選的，所述石墨為片狀石墨，粒徑為2000目。

6、優(yōu)選的，所述微波輻射的功率為800w，微波輻射的時間為1～5min。

7、本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述制備方法制備得到的新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑，所述新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑由碳納米管和石墨組成，且具有刷毛結(jié)構(gòu)。

8、優(yōu)選的，所述碳納米管的直徑為50～200nm，所述新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑的直徑為5～10μm。

9、本發(fā)明提供了一種碳納米管@石墨基潤滑劑，所述碳納米管@石墨基潤滑劑包括上述技術(shù)方案所述的新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑。

10、本發(fā)明提供了上述技術(shù)方案所述的碳納米管@石墨基潤滑劑的制備方法，包括以下步驟：

11、將新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑和溶劑混合，制成分散液；將所述分散液經(jīng)攪拌和超聲，得到所述碳納米管@石墨基潤滑劑。

12、優(yōu)選的，所述分散液中新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑的濃度為1～12wt％；所述溶劑包括去離子水或油。當(dāng)溶劑為去離子水時，制備得到的潤滑劑為水基潤滑劑，水基潤滑劑制備時還需要加入分散劑作為助劑。當(dāng)溶劑為油時，制備得到的潤滑劑為油基潤滑劑。

13、優(yōu)選的，所述攪拌和超聲的時間均為30～90min，攪拌的速率為500～1000r/min，超聲的功率為100～200w。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和技術(shù)效果：

15、本發(fā)明先通過研磨將二茂鐵與石墨表面結(jié)合，然后進(jìn)行微波輻射，石墨吸收微波能量產(chǎn)生電弧，瞬間達(dá)到碳納米管生長所需的溫度，緊接著二茂鐵分解為納米鐵顆粒和碳源，納米鐵顆粒作為催化劑，實現(xiàn)了碳納米管在石墨表面的原位垂直生長，最終得到了呈現(xiàn)刷毛結(jié)構(gòu)的碳納米管@石墨潤滑添加劑，具有優(yōu)異的粘附性能，能夠在磨損表面快速形成大量潤滑膜。

16、本發(fā)明提供的制備方法非常簡單，可于實驗室制備，也可于工業(yè)生產(chǎn)，從而實現(xiàn)產(chǎn)量化生產(chǎn)。

17、本發(fā)明提供的新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑可提高設(shè)備的使用穩(wěn)定性、減少環(huán)境污染、降低成本，可應(yīng)用在微機(jī)械潤滑、水性冷軋液等多個領(lǐng)域。

技術(shù)特征：

1.一種新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：將石墨和二茂鐵混合后進(jìn)行研磨，得到混合粉體；將所述混合粉體進(jìn)行微波輻射，得到所述新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述石墨和二茂鐵的質(zhì)量比為2∶(0.5～4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述石墨為片狀石墨，粒徑為2000目。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述微波輻射的功率為800w，微波輻射的時間為1～5min。

5.權(quán)利要求1～4任一項所述制備方法制備得到的新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑，其特征在于，所述新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑由碳納米管和石墨組成，且具有刷毛結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑，其特征在于，所述碳納米管的直徑為50～200nm，所述新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑的直徑為5～10μm。

7.一種碳納米管@石墨基潤滑劑，其特征在于，所述碳納米管@石墨基潤滑劑包括權(quán)利要求5所述的新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑。

8.權(quán)利要求7所述的碳納米管@石墨基潤滑劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述分散液中新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑的濃度為1～12wt％；所述溶劑包括去離子水或油。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述攪拌和超聲的時間均為30～90min，攪拌的速率為500～1000r/min，超聲的功率為100～200w。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種新結(jié)構(gòu)碳納米管@石墨潤滑添加劑的制備方法和應(yīng)用，屬于潤滑劑技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明先通過研磨將二茂鐵與石墨表面結(jié)合，然后進(jìn)行微波輻射，石墨吸收微波能量產(chǎn)生電弧，瞬間達(dá)到碳納米管生長所需的溫度，緊接著二茂鐵分解為納米鐵顆粒和碳源，納米鐵顆粒作為催化劑并與碳源結(jié)合，實現(xiàn)了碳納米管在石墨表面的原位垂直生長，最終得到了呈刷毛結(jié)構(gòu)的碳納米管@石墨潤滑添加劑，具有優(yōu)異的粘附性能，能夠在磨損表面快速形成大量潤滑膜，顯著提升潤滑性能。

技術(shù)研發(fā)人員：孫陽,章晶,商鳳琴,嚴(yán)子翰,姚佳瑜,陳炳桓,沈杭燕,劉薇,程芳,唐佳穎,徐文賢
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國計量大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/7