一种防锈润滑剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种润滑剂，具体涉及一种防锈润滑剂，还涉及其制备方法和应用，属于材料制备及医疗。

背景技术：

1、医用手术刀等不锈钢器具或其他金属医疗器械，在医院的日常使用的过程中，常与人体的组织细胞、血液或医疗的消毒剂、酒精、氯化钠等溶液接触，会加速医疗器具的腐蚀，并提高患者的感染风险。为了延长医疗不锈钢器具的使用寿命，降低患者的感染风险，实现医疗器具的重复使用，许多医院选用强酸性除锈剂对医用不锈钢器具进行除锈处理，再对清洗后的医用不锈钢器具进行防锈润滑的处理。然而，强酸性除锈剂在除锈的同时也对金属造成器械的二次锈蚀，且防锈润滑剂中的水溶性物质与人体直接接触会进一步提高患者的感染风险。

2、因此，开发一种新型医用润滑剂对于医疗卫生安全具有重要意义。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明的第一个目的是在于提供一种防锈润滑剂。该润滑剂的具有优异的防锈、抗氧化、润滑性能，同时还具备优良的抗菌性能。

2、本发明的第二个目的是在于提供一种防锈润滑剂的制备方法。该方法简单，成本低廉，适合工业化生产。

3、本发明的第三个目的是在于提供一种防锈润滑剂的应用。将其用于医疗器械，能够起到润滑器械接触面，降低粗糙度，提高器械的摩擦副承载能力，同时在金属医疗器械的表面形成一层防锈膜，防止医疗器械过快生锈，延长医疗器械的使用寿命。

4、为了实现上述技术目的，本发明提供了一种防锈润滑剂，其包括以下质量份组分：

5、基础油10～60份；

6、石墨烯0.001～1份；

7、分散剂0.1～3份；

8、降凝剂0.1～3份；

9、粘度指数改进剂0.1～1份；

10、腐蚀抑制剂0.1～3份；

11、防锈添加剂0.1～1份；

12、抗氧化添加剂0.1～1份；

13、水27～89.4份。

14、本发明的防锈润滑剂中添加了石墨烯，添加的石墨烯的防锈润滑剂可以明显提高涂抹器件的润滑、防锈、承载能力，利用石墨烯材料固化成膜后隔绝氧气、水分子等腐蚀介质，达到保护基材的作用，其次，采用微波加热制备的石墨烯，有利于石墨烯在基础油中形成单层石墨烯并较长时间保持单层状态，稳定润滑剂的性能，使得该润滑剂具有良好的生物相容性、润滑性，且本发明的防锈润滑剂易降解，可以无色透明的状态长久保存，不影响器械使用。

15、作为一个优选的方案，所述基础油包括聚α-烯烃基础油和/或矿物油。

16、作为一个优选的方案，所述基础油包括添加了表面改性剂的聚α-烯烃基础油和/或添加了表面改性剂的矿物油。

17、作为一个优选的方案，所述表面改性剂包括硬脂酸和/或油酸。

18、作为一个优选的方案，所述石墨烯是由石墨烯前驱体通过微波加热制备得到。所述石墨烯前驱体包括石墨、氧化石墨、纳米石墨烯颗粒、石墨烯薄片、石墨烯复合材料、石墨烯衍生材料、氧化石墨烯材料中至少一种。其中，石墨烯衍生材料包括氟化石墨烯。石墨烯复合材料包括α-fe2o3/石墨烯复合材料、ceo2/石墨烯纳米复合材料等。

19、作为一个优选的方案，当所述石墨烯前驱体为氧化石墨烯或氟化石墨烯时，基础油为聚α-烯烃基础油；当石墨烯前驱体为α-fe2o3/石墨烯复合材料或ceo2/石墨烯纳米复合材料时，基础油为矿物油。对于不同石墨烯前驱物制备的石墨烯，选择更为适配的基础油，可以进一步提升石墨烯在基础油环境中的稳定性。

20、作为一个优选的方案，所述分散剂包括异丙醇、二氧化铈纳米颗粒、α-fe2o3纳米棒、碳原子数为10～30的改性长链烷烃、硬脂酸、油酸、掺杂石墨烯中至少一种。

21、由于石墨烯是由sp2杂化的碳原子构成的平面共轭结构，其片层间存在非常强的π-π作用以及范德华作用力，导致其分散性极差，虽然传统表面活性剂(如sdbs、ctab、triton-x、tween 80)、高分子稳定剂(如pvp、pss、pdda)等都可以对石墨烯起到一定的分散稳定作用，但往往存在分散剂用量大、石墨烯浓度低等问题，影响润滑剂的性能。因此，本发明使用的分散剂多为在物理层面上隔开石墨烯，不影响润滑剂整体性能，且当本发明选择ceo2/石墨烯纳米复合材料作为石墨烯前驱体时，能够进一步延长单层石墨烯的状态的保存时间。

22、作为一个优选的方案，所述降凝剂包括改性石墨烯、卤代烃、有机醇和聚α-烯烃中至少一种，所述改性石墨烯包含碳原子数为10～50的长链烷基、羧基、磺酸基、氨基、氟代烷基中至少一种基团。降凝剂的加入可以有效控制石墨烯的再次凝聚，与分散剂相辅相成，有效提高了单层石墨烯在基础油中的稳定性。

23、作为一个优选的方案，所述粘度指数改进剂包括氢化苯乙烯双烯共聚物、聚甲基丙烯酸酯、乙烯丙烯共聚物、聚异丁烯中至少一种。粘度指数改进剂能够调配多级油、改善粘温性能。在润滑剂中添加粘度指数改进剂，可以改善更大温度范围内粘度指数，改进润滑剂性能，提升润滑剂档次，延长润滑剂使用寿命。

24、作为一个优选的方案，所述腐蚀抑制剂包括有机膦酸和/或聚羧酸。

25、作为一个优选的方案，所述防锈添加剂包括油酸十八烷胺、硬脂酸环己胺、氮杂环化合物中至少一种。

26、作为一个优选的方案，所述抗氧化添加剂包括二烷基二硫代氨基甲酸锑、二烷基二硫代氨基甲酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸酯、二丁基羟基甲苯、叔丁基对苯二酚中至少一种。

27、本发明还提供了一种防锈润滑剂的制备方法，该方法是将石墨烯与基础油混合后加入分散剂、降凝剂和粘度指数改进剂，再加入腐蚀抑制剂、防锈添加剂、抗氧化添加剂及水，即得。

28、作为一个优选的方案，所述石墨烯与基础油混合后预热至35～50℃。

29、作为一个优选的方案，所述石墨烯的制备过程为：将石墨烯前驱体分散于有机溶剂后进行微波加热，即得。采用微波加热法能够使得到的石墨烯分散性能更加，有利于提高润滑剂的生物相容性、润滑性、稳定性及降解性。

30、作为一个优选的方案，所述有机溶剂包括n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)、四氢呋喃(thf)、氯仿中至少一种。

31、作为一个优选的方案，所述微波加热的条件为：功率为600～800w，时间为1～30min。

32、作为一个优选的方案，当有机溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或n-甲基吡咯烷酮(nmp)时，微波加热的功率为800w，时间为1～10min。

33、作为一个优选的方案，当有机溶剂为四氢呋喃(thf)时，微波加热的功率为600w，时间为8～20min。

34、作为一个优选的方案，当有机溶剂为氯仿时，微波加热的功率为600w，时间为10～30min。

35、作为一个优选的方案，所述防锈润滑剂制备全过程均采用微波分散物料或者超声波分散物料。全程采用微波进行分散处理或超声波分散，使润滑剂中的石墨烯/氧化石墨烯始终保持单层状态，提高润滑剂的生物相容性与化学稳定性，同时保证防锈润滑剂可以无色透明的状态长久保存。

36、本发明还提供了一种防锈润滑剂的应用，其作为医疗器械的防锈润滑剂。该润滑剂能够显著提高医疗器械的防锈，抗氧化能力及抗菌性能，有效润滑金属医疗器械的表面和关节部位，降低器件连接处的粗糙度，提高器械的摩擦副承载能力，提高器件的耐磨损性能，延长医疗器械的使用寿命。

37、相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

38、(1)本发明的润滑剂具有优异的防锈、抗氧化、润滑性能，同时还具备优良的抗菌性能、生物相容性及化学稳定性；

39、(2)能够应用于医疗器械，可以润滑金属医疗器械的表面和关节部位，降低器件连接处的粗糙度，提高器械的摩擦副承载能力，同时在金属医疗器械的表面形成一层防锈膜，防止医疗器械过快生锈，延长医疗器械的使用寿命；

40、(3)润滑剂制备方法简单，成本低廉，适合工业化应用。