以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂及其制备方法和应用与流程

本公开涉及复合材料和润滑脂，更具体的，涉及一种以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、科技的不断进步推动着机械设备的自动化程度提高。然而，随着机械运行时产生的摩擦，大量能量损耗成为了不可忽视的问题，这也导致设备寿命和可靠性的不可逆的损害。润滑脂在国民经济中发挥着至关重要的作用，维护机械设备的正常运行，减少摩擦损耗和延长器械使用寿命。润滑脂能够在机械运转时形成一层润滑膜，减少接触表面之间的直接接触，降低摩擦系数，使机械部件运动更加顺畅，减少能量损耗，延长设备的使用寿命。

2、为了提高润滑脂抵抗流失和增强润滑的能力会加入一些添加剂，传统的润滑脂所使用的添加剂通常含有硫、磷等化合物。然而，这些添加剂目前已经达到其性能极限，具有腐蚀性强和热稳定性差的缺点。因此，开发一种高效、低副作用的润滑脂添加剂成为润滑领域的研究热点。在润滑脂中添加二维材料添加剂是一种能够高效且可靠提升润滑脂性能的方法，而且二维材料添加剂对其理化性能也有积极的影响。

3、类石墨相氮化碳(g-c3n4)是一种典型的二维共轭聚合物材料，具有优异的化学稳定性和热稳定性、原材料成本低易合成且产物无毒、优良的润滑耐磨性能等。g-c3n4具有和石墨类似的层状结构，层内是强的c-n共价键结合，层间是弱的范德华力作用，容易发生滑移，从而使g-c3n4有很低的摩擦系数。目前，针对g-c3n4材料的研究重点主要集中在润滑油、固体润滑涂层、以及聚合物自润滑材料等方面。然而，鉴于其优异的性能，将其应用于润滑脂领域具有巨大的潜力，尚待进一步的探索和实践。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂及其制备方法和应用，以提高润滑脂的减摩和抗磨性能，同时简化制备工艺流程，降低生产成本。

3、(二)技术方案

4、根据本公开的一个方面，提供了一种以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法，包括：

5、制备类石墨相氮化碳纳米材料；

6、对制备的类石墨相氮化碳纳米材料进行研磨；以及

7、将研磨后的类石墨相氮化碳纳米材料与润滑脂均匀混合，即得到以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂。

8、上述方案中，所述制备类石墨相氮化碳纳米材料的步骤中，采用三聚氰胺，或者三聚氰胺与尿素的混合物作为制备类石墨相氮化碳纳米材料的原料。

9、上述方案中，所述采用三聚氰胺作为制备类石墨相氮化碳纳米材料的原料来制备类石墨相氮化碳纳米材料，包括：对三聚氰胺进行高温煅烧聚合，高温煅烧聚合的温度为550-600℃，时间为2～8h，得到不同形貌的黄色类石墨相氮化碳纳米材料。

10、上述方案中，所述采用三聚氰胺与尿素的混合物作为制备类石墨相氮化碳纳米材料的原料来制备类石墨相氮化碳纳米材料，包括：对三聚氰胺与尿素的混合物进高温煅烧聚合，高温煅烧聚合的温度为500-600℃，时间为2～8h，得到不同形貌的黄色类石墨相氮化碳纳米材料。

11、上述方案中，所述三聚氰胺与尿素的混合物中三聚氰胺与尿素的质量比为1∶0.1～1∶10。

12、上述方案中，所述对制备的类石墨相氮化碳纳米材料进行研磨，包括：采用冷冻研磨机或微粉研磨机对制备的类石墨相氮化碳纳米材料进行研磨，研磨至颗粒度为100nm以下，其中研磨参数为：温度范围为-15～5℃，频率范围为30～70hz，次数范围为100～200次。

13、上述方案中，所述将研磨后的类石墨相氮化碳纳米材料与润滑脂均匀混合，包括：采用三辊研磨机将研磨后的类石墨相氮化碳纳米材料与润滑脂均匀混合。

14、上述方案中，所述采用三辊研磨机将研磨后的类石墨相氮化碳纳米材料与润滑脂均匀混合，研磨次数为2～10次。

15、根据本公开的另一个方面，提供了一种以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂，采用所述的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法制得。

16、根据本公开的再一个方面，提供了所述的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂在润滑剂领域或复合材料领域中的应用。

17、(三)有益效果

18、从上述技术方案可以看出，本公开提供的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂及其制备方法和应用，至少具有以下有益效果：

19、1、本公开提供的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂及其制备方法，将类石墨相氮化碳纳米材料作为添加剂与不同类型的润滑脂进行均匀混合，混合工艺简便，生产成本低，得到的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂，均表现出优异地减摩、抗磨性能，大幅提高了润滑脂减摩和抗磨性能，在润滑剂领域或复合材料领域具有广阔的应用前景。

20、2、相比与传统含有硫、磷的润滑脂添加剂，本公开提供的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂，类石墨相氮化碳纳米材料是无毒环保的，具有高纯度和良好的结晶性，且原材料成本低，合成工艺简易适合实现产业化。

21、3、相比与传统的二维材料，如硫化钼等，本公开提供的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂，类石墨相氮化碳具有化学和热稳定性，使得润滑脂能够在高温条件下进行应用。

22、4、本公开提供的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂及其制备方法，类石墨相氮化碳作为添加剂，与润滑脂混合的方法更安全、更便于产业化。

技术特征：

1.一种以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法，其特征在于，所述制备类石墨相氮化碳纳米材料的步骤中，采用三聚氰胺，或者三聚氰胺与尿素的混合物作为制备类石墨相氮化碳纳米材料的原料。

3.根据权利要求2所述的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法，其特征在于，所述采用三聚氰胺作为制备类石墨相氮化碳纳米材料的原料来制备类石墨相氮化碳纳米材料，包括：

4.根据权利要求2所述的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法，其特征在于，所述采用三聚氰胺与尿素的混合物作为制备类石墨相氮化碳纳米材料的原料来制备类石墨相氮化碳纳米材料，包括：

5.根据权利要求4所述的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法，其特征在于，所述三聚氰胺与尿素的混合物中三聚氰胺与尿素的质量比为1：0.1～1：10。

6.根据权利要求1所述的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法，其特征在于，所述对制备的类石墨相氮化碳纳米材料进行研磨，包括：

7.根据权利要求1所述的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法，其特征在于，所述将研磨后的类石墨相氮化碳纳米材料与润滑脂均匀混合，包括：

8.根据权利要求7所述的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法，其特征在于，所述采用三辊研磨机将研磨后的类石墨相氮化碳纳米材料与润滑脂均匀混合，研磨次数为2～10次。

9.一种以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂，其特征在于，采用权利要求1-8中任一项所述的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法制得。

10.权利要求9所述的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂在润滑剂领域或复合材料领域中的应用。

技术总结本公开是一种以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂及其制备方法和应用。该以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂的制备方法包括：制备类石墨相氮化碳纳米材料；对制备的类石墨相氮化碳纳米材料进行研磨；将研磨后的类石墨相氮化碳纳米材料与润滑脂均匀混合，即得到以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂。本公开将类石墨相氮化碳纳米材料作为添加剂与不同类型的润滑脂进行均匀混合，混合工艺简便，生产成本低，得到的以类石墨相氮化碳为添加剂的润滑脂，均表现出优异地减摩、抗磨性能，大幅提高了润滑脂减摩和抗磨性能，在润滑剂领域或复合材料领域具有广阔的应用前景。技术研发人员：李琳,高凯,甘芸尔受保护的技术使用者：北京市科学技术研究院技术研发日：技术公布日：2024/6/26