專利名稱：一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石墨材料，特別是一種改性后用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料。
技術(shù)背景
目前傳統(tǒng)的石墨潤(rùn)滑劑中添加的石墨材料是對(duì)普通鱗片石墨按照不同粒度分級(jí)后直接使用。存在的問題是1)石墨沒有經(jīng)過改性處理，石墨的摩擦系數(shù)大，潤(rùn)滑性差。2) 天然鱗片石墨比重大、表面活性差、在潤(rùn)滑劑的介質(zhì)中石墨成分容易沉淀。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中天然鱗片石墨摩擦系數(shù)大、分散性差，制造的潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑性差、容易沉淀的技術(shù)問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，所述的石墨材料密度為0. 6—1. 5g/mm3，粒度在25-160微米。
所述的石墨材料密度為0. 8g/mm3。
所述的石墨材料含碳量大于99%。
所述的石墨材料硫含量低于500ppm。
所述的石墨材料經(jīng)過改性處理。
所述的改性處理包括以下步驟一、將普通鱗片石墨在相當(dāng)于其重量2—2.5倍的98襯％硫酸，和相當(dāng)于其重量10—14% 的濃度35— 40wt%雙氧水和/或濃度35— 40wt%高錳酸鉀溶液浸泡；二、經(jīng)脫酸、洗滌和干燥后在1200-125(TC膨化；三、壓延成型后粉碎至粒度25-160微米。
所述的石墨材料還經(jīng)過脫硫處理。
所述的脫硫處理包括以下步驟將粉碎后的石墨材料在無(wú)氧狀態(tài)加熱到下550-600°C。
本發(fā)明提供的一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，具有以下的有益效果1、普通鱗片石墨經(jīng)過改性處理，按六方環(huán)狀排列的碳原子發(fā)生層間化學(xué)反應(yīng)，擴(kuò)大了層間距，生成的層間化合物不損害鍵合網(wǎng)絡(luò)，使石墨在摩擦條件下容易沿層間解離，分離出薄片，降低了石墨的摩擦系數(shù)，提高了石墨的潤(rùn)滑性能。
2、天然鱗片石墨比重為2. 3g/mm3，本發(fā)明的石墨材料比重在0.6-1.5g/mm3，優(yōu)選用0. 8g/mm3，本發(fā)明中的的石墨材料比重小，其在液態(tài)中懸浮性好，制造水基潤(rùn)滑劑、油基潤(rùn)滑劑時(shí)使用，在分散質(zhì)中懸浮性好，不易沉淀，附著性好。
3、所述的用于石墨潤(rùn)滑劑的柔性石墨材料的粒度，根據(jù)潤(rùn)滑劑生產(chǎn)的要求可以加工到25-160微米之間。
具體實(shí)施方式
一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，所述的石墨材料密度為0. 6—1. 5g/mm3，粒度在 25-160 微米。
所述的石墨材料密度為0. 8g/mm3。
所述的石墨材料含碳量大于99%。
所述的石墨材料硫含量低于500ppm。
所述的石墨材料經(jīng)過改性處理。
所述的改性處理包括以下步驟一、將普通鱗片石墨在相當(dāng)于其重量2— 2. 5倍的98襯％硫酸，和相當(dāng)于其重量10— 14%的濃度35—40wt%雙氧水和/或濃度35—40wt%高錳酸鉀溶液浸泡；浸泡時(shí)間通常為 5-10分鐘，浸泡時(shí)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，石墨層間形成了層間化合物H2SO4-GIC,并使石墨層間距拉大，二、經(jīng)脫酸、洗滌和干燥后在膨化爐內(nèi)加熱到1200-1250°C膨化；從而使致密的石墨鱗片變成了纖絮形蠕蟲狀。
三、冷卻后，壓延成型，粉碎至粒度25-160微米。纖絮形蠕蟲狀結(jié)構(gòu)經(jīng)過壓延成型，體積密度為0. 6-1. 5 g / mm3，優(yōu)選的采用體積密度0. 8g/mm3的原材料。
優(yōu)化的方案中，所述的石墨材料還經(jīng)過脫硫處理，脫硫處理可以減少潤(rùn)滑油成品對(duì)金屬零件的損壞。
所述的脫硫處理包括以下步驟將粉碎后的石墨材料在無(wú)氧狀態(tài)加熱到下550-600°C。
將粉碎后的石墨材料在無(wú)氧狀態(tài)加熱到下550_600°C，從而有效抑制石墨材料的氧化。通常的改性石墨含硫量在1700ppm，而經(jīng)過本步驟處理的石墨材料含硫量低于 500ppmo
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明產(chǎn)品和普通用于潤(rùn)滑劑的鱗片石墨相比沉淀量減少5%，被潤(rùn)滑物體的形變減少20%。
試驗(yàn)一在試驗(yàn)中采用鱗片石墨和本發(fā)明石墨材料對(duì)比，例中石墨均采用粒度45微米，碳含量99%。
—、潤(rùn)滑劑的制備首先將粘結(jié)劑(四氟乳液)、增稠劑(氯乙烯-醋酸乙稀脂共聚物)、部分水分別加熱分散、過濾，其次加入水、分散劑(聚乙烯醇)、按20%的比例加入本發(fā)明的石墨材料，再加入穩(wěn)定劑(四硼酸納)充分?jǐn)嚢柚频脻?rùn)滑劑A。常溫下靜置8小時(shí)，石墨沉淀物為76g。懸浮性為92. 4%。
二、僅將本發(fā)明改性石墨改變?yōu)槠胀[片石墨，其他組分相同，按照上述步驟的潤(rùn)滑劑的制備方法潤(rùn)滑劑的制備方法制得對(duì)比潤(rùn)滑劑B，常溫下靜置8小時(shí)，天然石墨沉淀物為125g。懸浮性為87. 5%。
使用四球摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)比兩種石墨潤(rùn)滑劑的抗磨損性能加入潤(rùn)滑劑A后，在40 kg負(fù)荷下，磨合30分鐘，磨痕直徑為0. 26毫米。
加入對(duì)比潤(rùn)滑劑B后，在40 kg負(fù)荷下，磨合30分鐘，磨痕直徑為0. 31毫米。
試驗(yàn)二在試驗(yàn)中采用普通鱗片石墨和本發(fā)明石墨材料對(duì)比，例中石墨均采用粒度25微米，碳含量99%。
按照試驗(yàn)一同樣的制備方法，僅將本發(fā)明石墨材料粒度改為25微米制備潤(rùn)滑劑 C，常溫下靜置8小時(shí)，石墨沉淀物為78g。懸浮性為93.5%。按照試驗(yàn)一同樣的制備方法， 僅將普通鱗片石墨粒度改為25微米制備對(duì)比潤(rùn)滑劑D，常溫下靜置8小時(shí)，天然石墨沉淀物為142g。懸浮性為88. 2%。
通過使用四球摩擦實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)比兩種石墨潤(rùn)滑劑的抗磨損性能，加入潤(rùn)滑劑后，在試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行磨損實(shí)驗(yàn)。
加入潤(rùn)滑劑C后，在40 kg負(fù)荷下，磨合30分鐘，磨痕直徑為0. 24毫米。
加入對(duì)比潤(rùn)滑劑后，在40 kg負(fù)荷下，磨合30分鐘，磨痕直徑為0. 28毫米。
實(shí)驗(yàn)在某鑄造材料公司進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)1 兩種石墨材料均采用粒度160微米，碳含量99%。
涂料名稱石英粉一石墨醇基涂料。在涂料中各種材料配比不變化情況下，僅改變石墨原料，用160微米本發(fā)明石墨材料替代160微米天然鱗片石墨，石英粉一石墨醇基涂料，常溫下靜置8小時(shí)，涂料的懸浮性由86%提高到92%。
實(shí)驗(yàn)2 兩種石墨均采用7 5粒度微米，碳含量99%。
涂料名稱鋯英粉一石墨漿醇基涂料。在涂料中各種材料配比不變化情況下，僅改變石墨原料，用75微米本發(fā)明石墨材料替代75微米天然鱗片石墨，鋯英粉一石墨醇基涂料，常溫下靜置8小時(shí)，涂料的懸浮性由88%提高到94%。
綜上，經(jīng)過試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)對(duì)比，本發(fā)明的石墨材料與普通的天然鱗片石墨相比，沉淀更少，懸浮性能更好，潤(rùn)滑性能更強(qiáng)。權(quán)利要求
1.一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，其特征在于所述的石墨材料密度為0. 6-1. 5g/ mm3，粒度在25-160微米。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，其特征在于所述的石墨材料密度為0. 8g/mm3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，其特征在于所述的石墨材料含碳量大于99%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，其特征在于所述的石墨材料硫含量低于500ppm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，其特征在于所述的石墨材料經(jīng)過改性處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，其特征在于所述的改性處理包括以下步驟一、將普通鱗片石墨在相當(dāng)于其重量2—2.5倍的98襯％硫酸，和相當(dāng)于其重量10—14% 的濃度35— 40wt%雙氧水和/或濃度35— 40wt%高錳酸鉀溶液浸泡；二、經(jīng)脫酸、洗滌和干燥后在1200-125(TC膨化；三、壓延成型后粉碎至粒度25-160微米。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，其特征在于所述的石墨材料還經(jīng)過脫硫處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，其特征在于所述的脫硫處理包括以下步驟將粉碎后的石墨材料在無(wú)氧狀態(tài)加熱到下550-600°C。
全文摘要
一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，所述的石墨材料密度為0.6-1.5g/mm3，粒度在25-160微米。所述的石墨材料含碳量大于99%。所述的石墨材料硫含量低于5ppm。本發(fā)明提供的一種用于石墨潤(rùn)滑劑的石墨材料，經(jīng)過試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)對(duì)比，本發(fā)明的石墨材料與普通的天然鱗片石墨相比，沉淀更少，懸浮性能更好，潤(rùn)滑性能更強(qiáng)。
文檔編號(hào)C10M177/00GK102504909SQ20111034543
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者郭新鮮 申請(qǐng)人:中科恒達(dá)石墨股份有限公司