一种基于聚四氟乙烯的润滑油及其制备方法和应用与流程

本发明属于润滑油，具体涉及一种基于聚四氟乙烯的润滑油及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚四氟乙烯(ptfe)因其独特的物理和化学性能，如优异的化学稳定性、耐腐蚀性、高润滑粘度和低摩擦系数等，在摩擦学领域得到了广泛的应用。赛马研究了ptfe悬浮液在滚动/滑动接触中的行为，发现ptfe粉末以低浓度悬浮在油中时可用于减少摩擦和磨损。不幸的是，ptfe较差的耐磨性限制了其应用，因此人们将注意力集中在对ptfe进行改性以提高其耐磨性能。

2、润滑剂可以通过形成薄膜来减少相互接触的表面之间的摩擦和磨损，最终减少表面移动时产生的热量，提高效率，防止磨损，带走污染物和碎片，并最大限度地减少能量损失。矿物油基润滑油可能会因蒸发、泄漏和溢出而导致污染和环境健康。如今，随着原油储量的快速消耗和人们对无污染世界环境的认识不断增强，一些国家及其组织已制定立法，以促进使用环保油代替石油基础油。

3、专利cn111040863b公开了石墨烯润滑油的制备方法、石墨烯润滑油及应用。所述石墨烯润滑油通过采用超高压微射流方法对石墨和润滑基油形成的分散液在180-380mpa的处理压力下进行处理，得到石墨烯润滑油，成本高且耐磨性还有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于聚四氟乙烯的润滑油及其制备方法和应用，用于解决现有技术中润滑油耐磨性不佳的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、本发明提供一种基于聚四氟乙烯的润滑油的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤(1)将氧化石墨烯加入水中，超声处理后，加入三羟甲基氨基甲烷盐酸盐，搅拌处理，加入多巴胺粉末，得到混合液溶液；

5、步骤(2)将氨水滴加至agno3溶液中，至溶液透明，再加入步骤(1)制备的混合液溶液，搅拌后，用氨水调节ph，过滤、离心，除杂，真空干燥，得到改性氧化石墨烯；

6、以上过程中，通过原位生成聚多巴胺，多巴胺中的酚羟基还原氧化石墨烯表面的环氧基团为羟基，同时多巴胺的酚羟基和氨基与氧化石墨烯表面的羟基和羧基发生相互作用，得到聚多巴胺覆盖的氧化石墨烯，提供更多的活性官能团；改性氧化还原石墨烯表面大量的羟基、亚氨基、氨基能与银离子耦合，均匀生长银。

7、步骤(3)将改性氧化石墨烯和聚四氟乙烯粉末混合，加入十二烷基硫酸钠溶液、水持续搅拌，再滴加二氯甲烷继续搅拌，过滤，除杂，干燥，得到改性氧化石墨烯填充的聚四氟乙烯颗粒；

8、以上过程中，改性氧化石墨烯在分散剂润湿剂十二烷基硫酸钠和分散剂二氯甲烷的作用下，填入聚四氟乙烯颗粒中。

9、步骤(4)将改性生物基础油加热，并边搅拌边加入防锈剂、改性氧化石墨烯填充的聚四氟乙烯颗粒，得第一混合物；继续加热升温，搅拌，降温，加入清净分散剂，搅拌均匀即基于聚四氟乙烯的润滑油。

10、优选地，所述改性生物基础油的制备方法，包括以下步骤：

11、s1:将0.75-1.5kg大豆油、0.24-0.5l甲醇、0.0026-0.0052kg催化剂koh混合，在50-70℃下反应1-3h后，分液，将上层萃取液液减压蒸馏除去多余的甲醇后，用热水洗涤，在0.01-0.1pa、20-40℃的条件下真空蒸发1.5-3.5h得到不饱和脂肪酸甲酯；

12、以上过程中，大豆油通过酯交换反应可以生成不饱和脂肪酸甲酯。

13、s2:将1.2-2.8kg尿素溶于2-3.5l甲醇，滴加0.4-0.7kg不饱和脂肪酸甲酯，在0-4℃下搅拌反应1-3h，在4-7℃下，结晶沉淀4-8h，真空过滤，滤液用石油醚萃取，上层萃取液用水洗涤3-5次，在0.01-0.1pa、20-40℃的条件下真空蒸发1-2h，得到改性不饱和脂肪酸甲酯；

14、以上过程中，尿素的氨基部分与不饱和脂肪酸甲酯中的羰基(酰基)发生亲电加成反应，形成一个中间体，中间体中氨基与甲酯产生共价键结合，形成一个酰胺键。

15、s3:将1.2-3kg改性不饱和脂肪酸甲酯、0.072-0.18kg磷酸、0.17-0.42kg甲酸搅拌处理后，在35-55℃下，滴加1.08-2.7kg h2o2，升温至50-70℃反应1-2h，静置分液，用水清洗上层液体，在0.01-0.1pa、20-40℃的条件下真空蒸发1-2h，得到环氧化中间产物；

16、以上过程中，脲包合产物改性不饱和脂肪酸甲酯中的脲结构可以提供反应中的氮原子作为亲电试剂，参与环氧化反应，通过亲电加成的反应机制，可以将氧原子添加到不饱和脂肪酸甲酯的双键上，引入环氧基团。

17、s4:将1-2kg环氧化中间产物和0.041-0.082kg乙酸钠混合，再加入0.05-0.11kg三甲基氯硅烷，在40-60℃下搅拌反应2-3h，离心，离心液在0.01-0.1pa、35-45℃的条件下真空蒸发1-2h，得到改性生物基础油。

18、以上过程中，环氧化中间产物与三甲基氯硅烷发生开环反应生成改性生物基础油。

19、优选地，所述步骤(1)中，氧化石墨烯、水、三羟甲基氨基甲烷盐酸盐、多巴胺粉末的用量比为(10-20)g:(10-20)l:(90-189)g:(20-40)g；超声处理条件：超声处理频率为20-70khz、超声处理时间为0.5-1.5h；搅拌处理时间为5-15min。

20、优选地，所述步骤(2)中，agno3溶液的体积为0.9-1.8l；agno3溶液的浓度为0.1mol/l；氨水的浓度为1mol/l；搅拌条件：搅拌温度为50-70℃、搅拌时间为12-36h；调节ph值为8-9；除杂方法：滤渣用无水乙醇和水洗涤3-5次；真空干燥条件：真空干燥温度为50-70℃、真空干燥时间为12-36h。

21、优选地，所述步骤(3)中，二烷基硫酸钠溶液的质量分数为1wt％；改性氧化石墨烯、聚四氟乙烯粉末、十二烷基硫酸钠溶液、水、二氯甲烷的用量比为(1-2)g:(199-400)g:(0.1-0.2)l:(0.6-1.2)l:(1.56-3)g；持续搅拌时间为3-7min；继续搅拌时间为3-7min；除杂方法：滤渣用水洗涤3-5次；干燥条件：干燥温度为110-130℃、干燥时间为2-4h。

22、优选地，所述步骤(4)中，改性生物基础油、防锈剂、改性氧化石墨烯填充的聚四氟乙烯颗粒、清净分散剂的质量比为(100-200):(5-10):(0.003-0.006):(1-6)；防锈剂由质量比为1:1的氧化石油蜡钙盐和十七烯基咪唑啉烯基丁二酸盐复配而成；清净分散剂包括异硬脂酸单甘油酯、山梨醇酐单棕榈酸酯中的至少一种；加热温度为50-70℃；继续加热升温温度为80-100℃；搅拌时间为20-40min；降温温度为30-50℃。

23、采用所述导基于聚四氟乙烯的润滑油的制备方法制备得到的基于聚四氟乙烯的润滑油。

24、本发明还提供基于聚四氟乙烯的润滑油在发动机或变速箱领域中的应用。

25、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

26、1.本发明中聚四氟乙烯可以提高润滑油的抗腐蚀和耐高温性能；改性氧化石墨烯填充的聚四氟乙烯颗粒可以填充和涂覆在机械部件的表面，形成均匀的润滑膜；聚四氟乙烯具有良好的自修复功能，改性氧化石墨烯填充的聚四氟乙烯提高聚四氟乙烯转移膜与摩擦金属表面的附着力，可以显著减少转移膜的损耗和更新，具有更好的耐磨性，减少机械部件之间的摩擦和磨损，降低润滑系统的噪音和振动。

27、2.本发明中改性氧化石墨烯中球形ag纳米颗粒将滑动摩擦转化为滚动摩擦，从而提高了摩擦学性能，聚多巴胺和氧化石墨烯层之间的粘附作用摩擦形成了保护膜，降低摩擦系数同时提高抗磨损能力，聚多巴胺的苯环结构的疏水性，提高了润滑油中纳米粒子的分散稳定性从而提高润滑性；基于聚四氟乙烯的润滑油的粘度始终高于纯油，通常油膜的粘度与油膜的承载能力成正比，因此提高油膜的承载能力；在磨擦过程中银纳米粒子支撑和保护，减少了聚多巴胺和聚四氟乙烯表面层因摩擦而受到的损伤，通过银、多巴胺、氧化石墨烯与聚四氟乙烯之间的的协同机制，提升了润滑油的耐磨性，降低了磨损率。

28、3.本发明中改性生物基础油含有特殊的极性基团(-si-o-c-或-si-c-)，从而提高润滑膜的形成能力和强度，提供更好的润滑性能；且含硅基团的引入导致不稳定的不饱和双键减少，提高了热稳定性和氧化稳定性，同时分子链长度较长，分子链的吸附能力增加，润滑性能好；利用生物基润滑油代替传统矿物油有更好的可降解性、高温稳定性及环保性。