利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2019109911050
申请人: 东北石油大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-17
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种氧化石墨烯杂化多壁自润滑微纳胶囊,其特征在于,所述微纳胶囊以离子液体为芯材,以多层氧化石墨烯杂化体系为壁材;

所述多层氧化石墨烯杂化体系的结构从内到外为:聚脲/氧化石墨烯/(聚乙烯亚胺/氧化石墨烯)n,n表示聚乙烯亚胺/氧化石墨烯的层数,n≥1且为自然数。

2.根据权利要求1所述的微纳胶囊,其特征在于,所述多层氧化石墨烯杂化体系的结构从内到外为:聚脲/氧化石墨烯/聚乙烯亚胺/氧化石墨烯。

3.根据权利要求1所述的微纳胶囊,其特征在于,所述多层氧化石墨烯杂化体系的结构从内到外为:聚脲/氧化石墨烯/(聚乙烯亚胺/氧化石墨烯)n,n≥2。

4.根据权利要求1至3任一项所述的微纳胶囊,其特征在于,所述微纳胶囊具有如下的一个或多个性质:芯材含量为40-85%;

热分解温度高于250℃。

5.一种氧化石墨烯杂化多壁自润滑微纳胶囊的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:(1)形成包含如下组分的混合物:

氧化石墨烯;

离子液体;和

水;

(2)将步骤(1)所得混合物与异氰酸酯类单体混合,然后加入扩链剂,升温反应,得到包覆离子液体的聚脲/氧化石墨烯双壁微纳胶囊;

(3)形成包含如下组分的混合体系:

聚乙烯亚胺;

盐酸多巴胺;和

缓冲溶液;

(4)将步骤(2)制得的微纳胶囊与步骤(3)所得混合体系混合,室温下反应,得到多巴胺-聚乙烯亚胺改性的的聚脲/氧化石墨烯双壁微纳胶囊;

(5)将步骤(4)所得微纳胶囊与氧化石墨烯水溶液混合,并在搅拌下反应,得到芯材为离子液体,壁材从内到外为聚脲/氧化石墨烯/聚乙烯亚胺/氧化石墨烯的氧化石墨烯杂化多壁自润滑微纳胶囊。

6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,在步骤(1)中,氧化石墨烯在水中的浓度为0.01-0.5wt%,优选为0.05-0.2wt%;离子液体和水的质量比为1:(5-50),优选为1:(20-30);

优选地,在形成步骤(1)所得的混合物时,将混合物的pH调节为2-5,优选为2-3;

优选地,在形成步骤(1)所得的混合物时,将氧化石墨烯、离子液体和水混合后的混合物在0-25℃下借助超声或机械搅拌进行分散;

更优选地,超声时间为5-30min;或所述机械搅拌的转速为1000-30000r/min,搅拌时间为5-30min。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述异氰酸酯类单体为氟尔酮异氰酸酯和/或甲苯二异氰酸酯,所述扩链剂为三乙烯四胺和/或1,4-丁二醇;

优选地,所述异氰酸酯类单体和所述扩链剂的质量比为(1-1.5):1;

优选地,以水为溶剂,将所述扩链剂配制成浓度为10-30wt%的溶液使用;

优选地,所述异氰酸酯类单体和所述离子液体的质量比为1:(1-5)。

优选地,将步骤(1)所得混合物与所述异氰酸酯类单体在300-800r/min下机械搅拌以混合均匀,然后再加入所述扩链剂;和/或优选地,所述包覆离子液体的聚脲/氧化石墨烯双壁微纳胶囊是于40-70℃反应得到的,反应时间优选为2-4h。

8.根据权利要求5至7任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述缓冲溶液为浓度是0.1-0.5wt%的三(羟甲基)氨基甲烷水溶液,并且用盐酸调节pH为8-9;

所述聚乙烯亚胺在缓冲溶液中的浓度为0.1-0.5wt%;和/或所述盐酸多巴胺在缓冲溶液中的浓度为0.1-0.5wt%。

9.根据权利要求5至8任一项所述的制备方法,其特征在于,在步骤(4)中,所述微纳胶囊在步骤(3)中的缓冲溶液中的浓度为1-10wt%;优选地,室温下反应3-6h;

在步骤(5)中,所述氧化石墨烯水溶液的浓度为0.1-1wt%;

步骤(4)所得微纳胶囊在氧化石墨烯水溶液中的浓度为1-10wt%;

所述搅拌的速率控制在200-500r/min;和/或所述反应的时间控制在0.5-12h。

10.根据权利要求3至9任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法还包括如下步骤:

(6)将步骤(5)所得微纳胶囊与步骤(3)所得混合体系混合,室温下反应,将反应物过滤、洗涤、干燥后与氧化石墨烯水溶液混合,并在搅拌下反应;

重复上述步骤m次,m=n-2,n≥2,每一重复时所用的微纳胶囊为上一步骤所得微纳胶囊,得到芯材为离子液体,壁材从内到外为聚脲/氧化石墨烯/(聚乙烯亚胺/氧化石墨烯)n的氧化石墨烯杂化多壁自润滑微纳胶囊。