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一种浆料及其制备方法和应用

一种浆料及其制备方法和应用

IPC分类号 : C09C1/00I,C09C1/46I,C09C3/08I,C09C3/10I,C10M125/00I,C10M125/02I,C10M125/24I,C10N30/06N,C10N30/04N

申请号
CN201910874780.5
可选规格
  • 专利类型: 发明专利
  • 法律状态: 有权
  • 申请日: 2019-09-17
  • 公开号: 110484020B
  • 公开日: 2019-11-22
  • 主分类号: C09C1/00I
  • 专利权人: 南方科技大学

专利摘要

本发明提供了一种浆料及其制备方法和应用,所述浆料包括油溶性羟胺以及分散在油溶性胺中的改性磷酸锆、石墨烯和聚(异丁烯‑b‑丙乙醇‑b‑异丁烯)嵌段共聚物;浆料能够同时稳定地分散改性磷酸锆和石墨烯,具有较好的分散稳定性以及较低的耐摩擦系数,且能够保持较久时间内不会发生沉降分散等现象;该浆料的制备方法简单、原料易得、价格低廉、易于实现,便于工业上应用于润滑油或润滑脂中,从而增加润滑油或润滑脂的耐摩擦性能。

权利要求

1.一种浆料,其特征在于,所述浆料包括油溶性烃胺以及分散在油溶性烃胺中的改性磷酸锆、石墨烯和聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物;

所述改性磷酸锆的表面电荷密度为5-15mC/m2

所述改性磷酸锆的平均粒径为100-1200nm;

所述石墨烯的平均粒径为100-1000nm;

所述石墨烯的电子迁移率为10000-14000cm2/(V.S);

所述改性磷酸锆是通过插层剂对磷酸锆进行改性的;

所述插层剂包括有机胺;

所述有机胺包括二甘醇胺、己胺或油胺的任意一种或至少两种的组合;

所述改性磷酸锆和石墨烯的质量比为(1-10):1;

所述改性磷酸锆和聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物的质量比为1:(2-20);

所述石墨烯和油溶性烃胺的质量比为1:(5-50)。

2.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述改性磷酸锆中,磷酸锆和插层剂的摩尔比为1:(1-5)。

3.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述改性磷酸锆的微观形貌为层状结构。

4.根据权利要求3所述的浆料,其特征在于,所述层状结构的平均层间距为

5.根据权利要求3所述的浆料,其特征在于,所述层状结构的总厚度为80-200nm。

6.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述改性磷酸锆的制备方法包括:将磷酸锆溶液中加入插层剂混合,得到所述改性磷酸锆。

7.根据权利要求6所述的浆料,其特征在于,所述磷酸锆溶液的溶剂为乙醇。

8.根据权利要求6所述的浆料,其特征在于,所述磷酸锆溶液中磷酸锆的质量分数为0.1-2wt%。

9.根据权利要求6所述的浆料,其特征在于,所述混合的方式为旋转混合。

10.根据权利要求6所述的浆料,其特征在于,所述混合的时间为300-500min。

11.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物包括第一嵌段、第二嵌段和第三嵌段,其中第一嵌段为聚异丁烯,第二嵌段为聚丙乙醇,第三嵌段为聚异丁烯。

12.根据权利要求11所述的浆料,其特征在于,所述第一嵌段的数均分子量为100-300。

13.根据权利要求11所述的浆料,其特征在于,所述第一嵌段的数均分子量为200。

14.根据权利要求11所述的浆料,其特征在于,所述第二嵌段的数均分子量为200-400。

15.根据权利要求11所述的浆料,其特征在于,所述第二嵌段的数均分子量为300。

16.根据权利要求11所述的浆料,其特征在于,所述第三嵌段的数均分子量为100-300。

17.根据权利要求11所述的浆料,其特征在于,所述第三嵌段的数均分子量为200。

18.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述油溶性烃胺包括伯胺、仲胺、叔胺或环胺中的任意一种或至少两种的组合。

19.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述油溶性烃胺包括格尔伯特伯胺、脂肪胺或多聚脂肪胺中的任意一种或至少两种的组合。

20.根据权利要求19所述的浆料,其特征在于,所述格尔伯特伯胺具有如下结构:

其中,R1为含1-20个碳原子的直链或支链烃基。

21.根据权利要求19所述的浆料,其特征在于,所述脂肪胺具有如下结构:

其中,R2为含4-20个碳原子的直链或支链烃基,R3和R4各自独立地选自氢原子、甲基或乙基中的任意一种。

22.根据权利要求19所述的浆料,其特征在于,所述脂肪胺为含有碳碳双键的不饱和脂肪伯胺。

23.根据权利要求19所述的浆料,其特征在于,所述脂肪胺包括油酸胺、欧芹酸胺、芥酸胺、亚油酸胺、亚麻酸胺、蓖麻油酸胺、10-十一碳烯酸胺、十八碳三烯酸胺、斑鸠菊酸胺、檀香烯酸胺、二十碳烯酸胺、α-桐酸胺、石榴酸胺、油酸酰胺霍夫曼降级胺、欧芹酸酰胺霍夫曼降级胺、芥酸酰胺霍夫曼降级胺、亚油酸酰胺霍夫曼降级胺、亚麻酸酰胺霍夫曼降级胺、蓖麻油酸酰胺霍夫曼降级胺、10-十一碳烯酸霍夫曼降级胺、十八碳三烯酸酰胺霍夫曼降级胺、斑鸠菊酸酰胺霍夫曼降级胺、檀香烯酸霍夫曼降级胺、5-二十碳烯酸酰胺霍夫曼降级胺、α-桐酸酰胺霍夫曼降级胺或石榴酸酰胺霍夫曼降级胺中的任意一种或至少两种的组合。

24.根据权利要求19所述的浆料,其特征在于,所述多聚脂肪胺为含有碳碳双键的不饱和脂肪伯胺的均聚物或共聚物。

25.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述改性磷酸锆和石墨烯的质量比为5:1。

26.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述改性磷酸锆和聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物的质量比为1:10。

27.根据权利要求1所述的浆料,其特征在于,所述石墨烯和油溶性烃胺的质量比为1:20。

28.根据权利要求1-27任一项所述的浆料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:

(1)将改性磷酸锆和聚(异丁烯-b-乙/丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物混合,得到混合物A;

(2)将石墨烯分散液和油溶性烃胺混合,得到混合物B;

(3)将步骤(1)得到混合物A以及步骤(2)得到的混合物B混合,得到同时稳定分散有改性磷酸锆和石墨烯的油溶性浆料。

29.根据权利要求28所述的浆料的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合的方式为超声分散。

30.根据权利要求28所述的浆料的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合的时间为10-300min。

31.根据权利要求28所述的浆料的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述混合的时间为120min。

32.根据权利要求28所述的浆料的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述石墨烯分散液为石墨烯在二甲基甲酰胺中的分散液。

33.根据权利要求28所述的浆料的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述石墨烯分散液的浓度为0.1-1%。

34.根据权利要求28所述的浆料的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述石墨烯分散液的浓度为0.5%。

35.根据权利要求28所述的浆料的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述混合的时间为30-100min。

36.根据权利要求28所述的浆料的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述混合是在超声条件下进行的。

37.根据权利要求28所述的浆料的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述混合的时间为30-100min。

38.根据权利要求28所述的浆料的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述混合是在机械搅拌条件下进行的。

39.根据权利要求28所述的浆料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:

S1、将改性磷酸锆加入到聚(异丁烯-b-乙/丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物中超声分散,分散的时间为10-300min,得到含有改性磷酸锆纳米粒子的混合物;

S2、将浓度为0.1-1%的石墨烯的二甲基甲酰胺分散液和油溶性烃胺在超声条件下混合,混合的时间为30-100min,得到石墨烯的分散液;

S3、将步骤(1)得到含有改性磷酸锆纳米粒子的混合物以及步骤(2)得到的石墨烯的分散液在机械搅拌条件下混合,混合的时间为30-100min,得到同时稳定分散有改性磷酸锆纳米粒子和石墨烯的油溶性浆料。

40.根据权利要求1-27任一项所述的浆料在润滑油或润滑脂中的应用。

说明书

技术领域

本发明属于材料领域,涉及一种浆料及其制备方法和应用,尤其涉及一种同时稳定分散有改性磷酸锆和石墨烯的油溶性浆料及其制备方法和应用。

背景技术

润滑油是用在汽车、机械设备上以减少摩擦、保护机械及加工件的液体或半固体润滑剂,主要起润滑、冷却、防锈、清洁、密封和缓冲等作用。目前市场上普通润滑油的化学性质并不稳定,因而目前市面上缺少一种对润滑效果好,对环境友好且使用寿命长的产品。石墨烯既是最薄的材料,也是最强韧的材料,断裂强度比最好的钢材还要高200倍。同时它又有很好的弹性,拉伸幅度能达到自身尺寸的20%,在塑料里掺入百分之一的石墨烯,就能使塑料具备良好的导电性;加入千分之一的石墨烯,能使塑料的抗热性能提高30摄氏度,且石墨烯化学性能稳定。

CN109486548A公开了一种润滑油,按质量份数计包括如下原料:中性基础油75-95份,分散剂2-5份,粘度指数改进剂3-8份,硅烷偶联剂2-5份,亚磷酸脂5-10份,增粘剂2-5份,滑石粉4-9份,山梨醇2-5份,抗氧抗腐剂0.2-0.8份。该润滑油可以解决现有润滑油粘度指数低的问题,冷却、润滑效果好,使用时摩擦力小,但是其稳定性较差。

CN107254345A公开了一种润滑油,提供一种石墨烯润滑油,解决现有技术的润滑油耐磨性能及抗氧化性能均较差以及采用氟化物改性润滑油对环境具有一定的污染性的问题,包括基础油,还包括改性石墨烯添加剂、助剂,所述基础油与改性石墨烯添加剂及助剂的用量比按重量份计=1:0.05~0.2:0.05~0.15,所述改性石墨烯添加剂的制备方法为:分散石墨烯:将石墨烯与二甲基甲酰胺、烷基苯磺酸钠、阿拉伯胶混合,超声波分散处理30~50min,超声功率为800~1000W,得到分散的石墨烯溶液;再将分散的石墨烯溶液与氨基苯甲酸混合,搅拌均匀,搅拌时间为45~60min,搅拌速度控制在300~500r/min,但是其耐摩擦性能仍有待提高。

CN106147295A公开了一种石墨烯浆料,各组分及含量为:溶剂80-90wt%、烷基化改性石墨烯5-15wt%、油性分散剂2-7wt%;该发明提供的石墨烯油溶性浆料利用烷基化改性剂在石墨烯片层表面接入烷基链,烷基化改性后的石墨烯更加亲油,然后再油性分散剂的作用下,分散于有机溶剂中,实现了石墨烯在油性溶剂中的高分散性以及稳定性,但是其无法解决将改性磷酸锆稳定分散在油溶性浆料中的技术问题。

因此,开发一种分散稳定性好、耐摩擦系数低的油溶性浆料非常有必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种浆料及其制备方法和应用,其中浆料能够同时稳定地分散改性磷酸锆和石墨烯,具有较好的分散稳定性以及较低的耐摩擦系数,且能够保持较久时间内不会发生沉降分散;该浆料的制备方法简单、原料易得、价格低廉、易于实现,便于工业上应用于润滑油或润滑脂中,从而增加润滑油或润滑脂的耐摩擦性能。

为达到此发明目的,本发明采用以下技术方案:

本发明的目的之一在于提供一种浆料,所述浆料包括油溶性羟胺以及分散在油溶性胺中的改性磷酸锆、石墨烯和聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物。

本发明中的浆料能够同时稳定地分散改性磷酸锆和石墨烯,具有较好的分散稳定性以及较低的耐摩擦系数,且能够保持较久时间内不会发生沉降分散。

本发明中,改性磷酸锆和石墨烯均不易分散于油溶性有机溶剂中,通过石墨烯和改性磷酸锆二者协同使用,能够相互促进其在油相中的分散,此外由于石墨烯自身较薄,容易进入到摩擦接触面,且石墨烯和改性磷酸锆存在相互排斥,从而可以避免石墨烯或改性磷酸锆自身易团聚的问题,从而得到能够同时稳定分散有改性磷酸锆和石墨烯的油溶性浆料;聚(异丁烯-b-乙丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物能够有效地将改性磷酸锆分散于油溶性烃胺,形成的分散体系稳定性高,能够长期储存而不发生沉降。

在本发明中,所述改性磷酸锆是通过插层剂对磷酸锆进行改性的。

在本发明中,所述插层剂包括有机胺。

在本发明中,所述有机胺包括二甘醇胺、己胺或油胺的任意一种或至少两种的组合。

在本发明中,所述改性磷酸锆的表面电荷密度为5-15mC/m2,例如5mC/m2、6mC/m2、7mC/m2、8mC/m2、9mC/m2、10mC/m2、11mC/m2、12mC/m2、13mC/m2、14mC/m2、15mC/m2等。当改性磷酸锆表面的电荷密度过高,则分散性不好;当改性磷酸锆表面的电荷密度过低,则结合力度过弱,会影响润滑效果。

在本发明中,所述改性磷酸锆中,磷酸锆和插层剂的摩尔比为1:(1-5),例如1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5等。

在本发明中,所述改性磷酸锆的平均粒径为100-1200nm,例如100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm、1200nm等。当改性磷酸锆的平均粒径低于100nm时,则片层较小,会减弱润滑效果;当改性磷酸锆的平均粒径高于1200nm时,则分散性不好,也会影响润滑效果。

在本发明中,所述改性磷酸锆的微观形貌为层状结构。

在本发明中,所述层状结构的层间距为 例如 等。

在本发明中,当改性磷酸锆的微观结构为层状结构时,则会起到缓冲作用,减少摩擦,提高润滑性能。

在本发明中,所述层状结构的总厚度为80-200nm,例如80nm、100nm、120nm、150nm、180nm、200nm等。

本发明中通过插层剂对磷酸锆改性得到的改性磷酸锆表面电荷密度高,具有超亲水性,便于较好的分散在油溶性浆料中。

在本发明中,所述改性磷酸锆的制备方法包括:将磷酸锆溶液中加入插层剂混合,得到所述改性磷酸锆。

在本发明中,所述磷酸锆溶液的溶剂为乙醇。

在本发明中,所述磷酸锆溶液中磷酸锆的质量分数为0.1-2wt%,例如0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%、1wt%、1.1wt%、1.2wt%、1.3wt%、1.4wt%、1.5wt%、1.6wt%、1.7wt%、1.8wt%、1.9wt%、2wt%等。

在本发明中,所述混合的方式为旋转混合。

在本发明中,所述混合的时间为300-500min,例如300min、320min、350min、370min、400min、420min、450min、470min、500min等。

在本发明中,所述石墨烯的平均粒径为100-1000nm,例如100nm、200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm等。当石墨烯的平均粒径过高时,则不利于分散;当石墨烯的平均粒径过低时,则支撑面过小,会减弱润滑效果。

在本发明中,所述石墨烯的电子迁移率为10000-14000cm2/(V·S),例如10000cm2/(V·S)、10500cm2/(V·S)、11000cm2/(V·S)、11500cm2/(V·S)、12000cm2/(V·S)、12500cm2/(V·S)、13000cm2/(V·S)、13500cm2/(V·S)、14000cm2/(V·S)等。当石墨烯的电子迁移率过高或过低时,则不利于石墨烯的分散。

在本发明中,所述聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物包括第一嵌段、第二嵌段和第三嵌段,其中第一嵌段为聚异丁烯,第二嵌段为聚丙乙醇,第三嵌段为聚异丁烯。

在本发明中,所述第一嵌段的数均分子量为100-300,例如100、120、150、170、200、220、250、270、300等,优选200。

在本发明中,所述第二嵌段的数均分子量为200-400,例如200、220、250、270、300、320、350、370、400等,优选300。

在本发明中,所述第三嵌段的数均分子量为100-300,例如100、120、150、170、200、220、250、270、300等,优选200。

在本发明中,所述油溶性胺包括伯胺、仲胺、叔胺或环胺中的任意一种或至少两种的组合。

在本发明中,所述油溶性烃胺包括格尔伯特伯胺、脂肪胺或多聚脂肪胺中的任意一种或至少两种的组合。

在本发明中,所述格尔伯特伯胺具有如下结构:

其中,R1为含1-20个碳原子(例如1个、2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个)的直链或支链烃基。

在本发明中,所述脂肪胺具有如下结构:

其中,R2为含4-20个碳原子(例如4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个、11个、12个、13个、14个、15个、16个、17个、18个、19个、20个)的直链或支链烃基,R3和R4各自独立地选自氢原子、甲基或乙基中的任意一种。

在本发明中,所述脂肪胺为含有碳碳双键的不饱和脂肪伯胺。

在本发明中,所述脂肪胺包括油酸胺、欧芹酸胺、芥酸胺、亚油酸胺、亚麻酸胺、蓖麻油酸胺、10-十一碳烯酸胺、十八碳三烯酸胺、斑鸠菊酸胺、檀香烯酸胺、二十碳烯酸胺、α-桐酸胺、石榴酸胺、油酸酰胺霍夫曼降级胺、欧芹酸酰胺霍夫曼降级胺、芥酸酰胺霍夫曼降级胺、亚油酸酰胺霍夫曼降级胺、亚麻酸酰胺霍夫曼降级胺、蓖麻油酸酰胺霍夫曼降级胺、10-十一碳烯酸霍夫曼降级胺、十八碳三烯酸酰胺霍夫曼降级胺、斑鸠菊酸酰胺霍夫曼降级胺、檀香烯酸霍夫曼降级胺、5-二十碳烯酸酰胺霍夫曼降级胺、α-桐酸酰胺霍夫曼降级胺或石榴酸酰胺霍夫曼降级胺中的任意一种或至少两种的组合。

在本发明中,所述多聚脂肪胺为含有碳碳双键的不饱和脂肪伯胺的均聚物或共聚物。

在本发明中,所述改性磷酸锆和石墨烯的质量比为(1-10):1,例如1:1、2:1、3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1等,优选5:1。

在本发明中,所述改性磷酸锆和聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物的质量比为1:(2-20),例如1:2、1:5、1:8、1:10、1:12、1:15、1:17、1:20等,优选1:10。

在本发明中,所述石墨烯和油溶性烃胺的质量比为1:(5-50),例如1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50等,优选1:20。

本发明的目的之二在于提供一种如目的之一所述的油溶性浆料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

(1)将改性磷酸锆和聚(异丁烯-b-乙/丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物混合,得到混合物A;

(2)将石墨烯分散液和油溶性烃胺混合,得到混合物B;

(3)将步骤(1)得到混合物A以及步骤(2)得到的混合物B混合,得到同时稳定分散有改性磷酸锆和石墨烯的油溶性浆料。

在本发明中,步骤(1)所述混合的方式为超声分散。

在本发明中,步骤(1)所述混合的时间为10-300min,例如10min、50min、80min、100min、120min、150min、170min、200min、220min、250min、270min、300min等,优选120min。

在本发明中,步骤(2)所述石墨烯分散液为石墨烯在二甲基甲酰胺中的分散液。

在本发明中,步骤(2)所述石墨烯分散液的浓度为0.1-1%,例如0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.7%、0.8%、0.9%、1%等,优选0.5%。

在本发明中,步骤(2)所述混合的时间为30-100min,例如30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min等。

在本发明中,步骤(2)所述混合是在超声条件下进行的。

在本发明中,步骤(3)所述混合的时间为30-100min,例如30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min等。

在本发明中,步骤(3)所述混合是在机械搅拌条件下进行的。

作为本发明的优选技术方案,所述制备方法包括如下步骤:

S1、将改性磷酸锆加入到聚(异丁烯-b-乙/丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物中超声分散,分散的时间为10-300min,得到含有改性磷酸锆纳米粒子的混合物;

S2、将浓度为0.1-1%的石墨烯的二甲基甲酰胺分散液和油溶性烃胺在搅拌条件下混合,混合的时间为30-100min,得到石墨烯的分散液;

S3、将步骤(1)得到含有改性磷酸锆纳米粒子的混合物以及步骤(2)得到的石墨烯的分散液在机械搅拌条件下混合,混合的时间为30-100min,得到同时稳定分散有改性磷酸锆纳米粒子和石墨烯的油溶性浆料。

本发明的目的之三在于提供一种如目的之一所述的浆料在润滑油或润滑脂中的应用。

相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:

本发明中浆料能够同时稳定地分散改性磷酸锆和石墨烯,具有较好的分散稳定性以及较低的耐摩擦系数,且能够保持较久时间内不会发生沉降分散等现象,其中摩擦系数低至0.06,且放置两个月不会出现沉降;该浆料的制备方法简单、原料易得、价格低廉、易于实现,便于工业上应用于润滑油或润滑脂中,从而增加润滑油或润滑脂的耐摩擦性能。

附图说明

图1(A)是实施例1中油溶性浆料的分散效果图;

图1(B)是实施例1中油溶性浆料倒置的分散效果图;

图2(A)是实施例1中石墨烯在油酸胺中的分散效果图;

图2(B)为实施例1中石墨烯在加入聚(异丁烯-b-乙/丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物后在油酸胺中的分散图;

图2(C)为实施例1中石墨烯在加入改性磷酸锆后在油酸胺中的分散图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。

本实施例中所用原料均是通过正规渠道进行购买,如阿拉丁、sigma、TCI以及上海泰坦等购买得到的,如是通过自行制备得到的,则在实施例中提供了对应的制备方法。

实施例1

本实施例提供一种浆料,所述浆料包括油溶性羟胺以及分散在油溶性胺中的改性磷酸锆、石墨烯和聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物;其中改性磷酸锆的表面电荷密度为10mC/m2,改性磷酸锆的微观形貌为层状结构,层状结构的平均层间距为 层状结构的总厚度为150nm,其平均粒径为500nm;改性磷酸锆的制备方法包括:将1mol磷酸锆溶于乙醇中,得到质量分数为1wt%的磷酸锆溶液,而后在磷酸锆溶液中加入3mol二甘醇胺,旋转混合400min,得到改性磷酸锆;石墨烯的平均粒径为500nm,电子迁移率为12000cm2/(V·S);聚(异丁烯-b-丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物中第一嵌段聚异丁烯的数均分子量为200,第二嵌段聚丙氧基的数均分子量为300,第三嵌段聚异丁烯的数均分子量为200;油溶性羟胺为油酸胺;改性磷酸锆和石墨烯的质量比为5:1,改性磷酸锆和聚(异丁烯-b-乙丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物的质量比为1:10,石墨烯和油酸胺的质量比为1:20。

本实施例还提供一种浆料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

S1、将改性磷酸锆加入到聚(异丁烯-b-乙/丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物中超声分散,分散的时间为150min,得到含有改性磷酸锆纳米粒子的混合物;

S2、将浓度为0.5%的石墨烯的二甲基甲酰胺分散液和油溶性烃胺在搅拌条件下混合,混合的时间为60min,得到石墨烯的分散液;

S3、将步骤(1)得到含有改性磷酸锆纳米粒子的混合物以及步骤(2)得到的石墨烯的分散液在机械搅拌条件下混合,混合的时间为60min,得到同时稳定分散有改性磷酸锆纳米粒子和石墨烯的油溶性浆料。

图1(A)为本实施例中油溶性浆料的分散效果图,图1(B)为本实施例中油溶性浆料倒置的分散效果图,从图1(A)和图1(B)可以看出,该油溶性浆料中改性磷酸锆纳米粒子和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆纳米粒子和石墨烯均未发生沉降。

图2(A)为石墨烯在油酸胺中的分散效果图,从图2(A)可以看出,瓶壁上附着有油溶性浆料,说明分散性较差,将其倒置,也会发现瓶底粘附有黑色的物质;图2(B)为石墨烯通过加入聚(异丁烯-b-乙/丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物在油酸胺中的分散效果图,将其倒置,也会发现瓶底粘附有黑色的物质,从图2(B)可以看出,瓶壁上附着有油溶性浆料,说明分散性较差,图2(C)为石墨烯通过加入改性磷酸锆在油酸胺中的分散效果图,从图2(C)可以看出,浆料上层的颜色较浅,下层的颜色较深,说明分散不均匀;通过图2(A)、图2(B)、图2(C)和图1(A)的对比可知,通过在油溶性浆料中加入改性磷酸锆和聚(异丁烯-b-乙/丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物,能够促进石墨烯在油溶性羟胺中的分散。

将上述的油溶性浆料制备成润滑油,采用Bruker UMT Tribo-lab摩擦磨损测试仪,进行四球法测试润滑油摩擦系数,其中四球法实验的参考标准为SH/T0762-2005。通过该测试方法,测得其在196.2N的压力下摩擦系数为0.06。

实施例2

本实施例提供一种浆料,所述浆料包括油溶性羟胺以及分散在油溶性胺中的改性磷酸锆、石墨烯和聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物;其中改性磷酸锆的表面电荷密度为5mC/m2,改性磷酸锆的微观形貌为层状结构,层状结构的平均层间距为 层状结构的总厚度为100nm,平均粒径为100nm;改性磷酸锆的制备方法包括:将0.1mol磷酸锆溶于乙醇中,得到质量分数为0.1wt%的磷酸锆溶液,而后在磷酸锆溶液中加入0.3mol二甘醇胺,旋转混合300min,得到改性磷酸锆;石墨烯的平均粒径为1000nm,电子迁移率为14000cm2/(V·S);聚(异丁烯-b-丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物中第一嵌段聚异丁烯的数均分子量为100,第二嵌段聚丙氧基的数均分子量为400,第三嵌段聚异丁烯的数均分子量为100;油溶性羟胺为斑鸠菊酸酰胺霍夫曼降级胺;改性磷酸锆和石墨烯的质量比为1:1,改性磷酸锆和聚(异丁烯-b-乙丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物的质量比为1:20,石墨烯和斑鸠菊酸酰胺霍夫曼降级胺的质量比为1:5。

本实施例还提供一种浆料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

S1、将改性磷酸锆加入到聚(异丁烯-b-乙/丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物中超声分散,分散的时间为10min,得到含有改性磷酸锆纳米粒子的混合物;

S2、将浓度为1%的石墨烯的二甲基甲酰胺分散液和油溶性烃胺在搅拌条件下混合,混合的时间为30min,得到石墨烯的分散液;

S3、将步骤(1)得到含有改性磷酸锆纳米粒子的混合物以及步骤(2)得到的石墨烯的分散液在机械搅拌条件下混合,混合的时间为100min,得到同时稳定分散有改性磷酸锆纳米粒子和石墨烯的油溶性浆料。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯均未发生沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.11。

实施例3

本实施例提供一种浆料,所述浆料包括油溶性羟胺以及分散在油溶性胺中的改性磷酸锆、石墨烯和聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物;其中改性磷酸锆的表面电荷密度为15mC/m2,改性磷酸锆的微观形貌为层状结构,层状结构的平均层间距为 层状结构的总厚度为1200nm,平均粒径为1200nm;改性磷酸锆的制备方法包括:将2mol磷酸锆溶于乙醇中,得到质量分数为2wt%的磷酸锆溶液,而后在磷酸锆溶液中加入10mol二甘醇胺,旋转混合500min,得到改性磷酸锆;石墨烯的平均粒径为100nm,电子迁移率为10000cm2/(V·S);聚(异丁烯-b-丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物中第一嵌段聚异丁烯的数均分子量为300,第二嵌段聚丙氧基的数均分子量为200,第三嵌段聚异丁烯的数均分子量为300;油溶性羟胺为α-桐酸胺;改性磷酸锆和石墨烯的质量比为10:1,改性磷酸锆和聚(异丁烯-b-乙丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物的质量比为1:2,石墨烯和斑鸠菊酸酰胺霍夫曼降级胺的质量比为1:50。

本实施例还提供一种浆料的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

S1、将改性磷酸锆加入到聚(异丁烯-b-乙/丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物中超声分散,分散的时间为300min,得到含有改性磷酸锆纳米粒子的混合物;

S2、将浓度为0.1%的石墨烯的二甲基甲酰胺分散液和油溶性烃胺在搅拌条件下混合,混合的时间为100min,得到石墨烯的分散液;

S3、将步骤(1)得到含有改性磷酸锆纳米粒子的混合物以及步骤(2)得到的石墨烯的分散液在机械搅拌条件下混合,混合的时间为30min,得到同时稳定分散有改性磷酸锆纳米粒子和石墨烯的油溶性浆料。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯均未发生沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.12。

实施例4

与实施例1的区别仅在于浆料中改性磷酸锆纳米粒子和石墨烯的质量比为0.5:1,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯均未发生沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.16。

实施例5

与实施例1的区别仅在于浆料中改性磷酸锆纳米粒子和石墨烯的质量比为15:1,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯均未发生沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.18。

实施例6

与实施例1的区别仅在于浆料中改性磷酸锆纳米粒子和聚(异丁烯-b-乙丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物的质量比为1:1,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯的分散性略差,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯会发生略微沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.14。

实施例7

与实施例1的区别仅在于浆料中改性磷酸锆纳米粒子和聚(异丁烯-b-乙丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物的质量比为1:30,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯的分散性略差,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯会发生略微沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.17。

实施例8

与实施例1的区别仅在于石墨烯和油溶性烃胺的质量比为1:1,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯均未发生沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.15。

实施例9

与实施例1的区别仅在于石墨烯和油溶性烃胺的质量比为1:150,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯均未发生沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.16。

实施例10

与实施例1的区别仅在于改性磷酸锆纳米粒子的表面电荷密度为1mC/m2,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯发生部分沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.18。

实施例11

与实施例1的区别仅在于改性磷酸锆纳米粒子的表面电荷密度20mC/m2,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯发生部分沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.10。

实施例12

与实施例1的区别仅在于石墨烯的平均粒径为50nm,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯未发生沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.18。

实施例13

与实施例1的区别仅在于石墨烯的平均粒径为2000nm,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯会发生部分沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.10。

实施例14

与实施例1的区别仅在于石墨烯的电子迁移率为8000cm2/(V·S),其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯会发生部分沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.14。

实施例15

与实施例1的区别仅在于石墨烯的电子迁移率为16000cm2/(V·S),其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯会发生部分沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.11。

实施例16

与实施例1的区别仅在于改性磷酸锆的平均粒径为50nm,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯未发生沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.19。

实施例17

与实施例1的区别仅在于石墨烯的平均粒径为2000nm,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

本实施例制备的油溶性浆料中改性磷酸锆和石墨烯均具有非常好的分散性,并将油溶性浆料静置2个月,发现改性磷酸锆和石墨烯会发生部分沉降。

将油溶性浆料制备成润滑油,进行四球法实验,实验过程与实施例1相同,测得摩擦系数为0.16。

对比例1

与实施例1的区别仅在于用同等质量的磷酸锆纳米粒子替换改性磷酸锆纳米粒子,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

将本对比例得到的油溶性浆料同实施例1的方式制备成润滑油,瓶壁上粘连有黑色物质,将瓶子倒置发现底部出现部分的沉淀物,说明用磷酸锆替换改性磷酸锆,油溶性浆料的分散性较差,且将其放置2个月后,也会发现底部有较大量的沉淀物。

对比例2

与实施例1的区别仅在于用同等质量的聚酰胺替代聚(异丁烯-b-乙丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

将本对比例得到的油溶性浆料同实施例1的方式制备成润滑油,瓶壁上粘连有黑色物质,将瓶子倒置发现底部出现部分的沉淀物,说明用其他的聚合物替代聚(异丁烯-b-丙乙醇-b-异丁烯)嵌段共聚物,则石墨烯和改性磷酸锆在油酸胺中的分散性较差。

对比例3

与实施例1的区别仅在于用同等质量的α-次磷酸锆替代石墨烯,其余组成以及制备方法均与实施例1相同。

将本对比例得到的油溶性浆料同实施例1的方式制备成润滑油,瓶壁上粘连有黑色物质,将瓶子倒置发现底部出现部分的沉淀物,说明将石墨烯替换为α-次磷酸锆,其在改性磷酸锆以及聚(异丁烯-b-丙氧基-b-异丁烯)嵌段共聚物的作用下,也不能较好的分散在油酸胺中。

申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

一种浆料及其制备方法和应用专利购买费用说明

专利买卖交易资料

Q:办理专利转让的流程及所需资料

A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。

1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2:按规定缴纳著录项目变更手续费。

3:同时提交相关证明文件原件。

4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q:专利转让变更,多久能出结果

A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。

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