【原创】这种粉体材料，是比二硫化钼更具性价比的固体润滑剂！

中国粉体网讯 含有基础油和添加剂的配方润滑油能够在摩擦副表面形成保护性摩擦膜，有效地减少机器零件的摩擦和磨损。

1、石墨润滑油受到更多关注

近来，石墨烯、氧化石墨烯和还原氧化石墨烯等石墨衍生物已被广泛用作绿色，环保型润滑油纳米添加剂，但它们的制备过程复杂，产率低，成本高，或者涉及使用高腐蚀性化学品，引起了严重的安全和环境问题。因此，直接使用原始石墨作为润滑油添加剂对于实际摩擦学应用非常有意义。

固体润滑材料主要由粘接剂、润滑剂、填料等组成。润滑剂是固体润滑材料的主要有效成分，能减小摩擦，降低磨耗。现有的成熟固体润滑剂产品主要以二硫化钼、石墨以及油脂等作为主要润滑成分。其中石墨与二硫化钼（MoS₂）一样，具有片状晶体结构，润滑性能良好。而且石墨还具有良好的导电、导热、耐磨、耐压、耐温（温度可高达450℃）以及化学稳定性高、成本低等特点，故石墨在机械工业中广泛用来制造各种润滑剂并经常作为二硫化钼的替代产品使用，降本效果显著。

石墨原子结构

石墨、二硫化钼和特氟龙（PTFE）三种固体润滑剂的主要性能对比

2、石墨润滑剂应用技术与分类

石墨润滑剂可分为水剂、油剂、超细石墨干粉三种。

（1）超细石墨粉干粉

直接涂擦于转动或滑动部分，或混入介质中，如煤油、汽油或轻质矿物油中以及酚醛树脂或水玻璃中，以喷涂或浸涂等方式涂于需要润滑或覆盖部分，使用量按需要而定，一般为10%〜20%。

（2）油剂

可直接加入原润滑系统所使用的润滑油中合并使用，使用量按需要而定，一般为2%〜10%。

（3）水剂

将石墨粉直接加入水或乳化切削液中使用，使用量按需要而定，一般为5%〜10%。

3、石墨润滑剂主流产品

（1）石墨复合钙基润滑脂

这种产品是以复合钙基润滑脂为基础脂，根据机械设备润滑部位负荷、温度等条件的不同要求，在炼制过程中添加不同比例的鳞片胶体石墨而制成的高熔点润滑脂。这种润滑脂具有良好的润滑性、抗压性、耐磨性和较好的抗水性。

根据国家规定，润滑脂类产品按针入度范围（25℃）划分系列号。使用温度上限分别为120℃、140℃、160℃、180℃（使用温度超过上限温度，润滑脂使用寿命即将缩短。这种产品的使用范围基本上同基础脂，但由于添加了石墨粉，使用范围扩大，更适用于重负荷、高温度条件下工作的设备润滑部位上。例如用于润滑速度较大的中型机械设备润滑部位上及负荷较大、速度较低的大型设备滚动轴，中等转速机械设备等。

（2）石墨锂基润滑脂

石墨锂基润滑脂是以锂基润滑脂为基础脂，根据机械设备润滑部位负荷、温度等条件的不同要求，在炼制过程中添加不同比例的鳞片胶体石墨而制成的。这种产品除保有基础脂的性能外，还具有良好的抗压性、耐温性、抗水性和耐磨性（在负荷较重的润滑部位上使用，能延长润滑脂的寿命）。

石墨锂基润滑脂可用在负荷较重和温度较高的各种机械设备润滑部位上润滑，其使用温度在-20〜120℃之内，其他各种中小型设备的滚动轴承和滑动摩擦部位亦可使用。

（3）石墨型热模锻润滑剂

石墨型热模锻润滑剂是模锻工艺的一种新型润滑剂。这种润滑剂属于胶体石墨水剂。它具有不燃、无毒、不腐蚀模具等优点。在实际热锻生产中，具有良好的冷却、隔热、减摩、润滑性能。用这种润滑剂可以延长模具寿命、提高产品质量、改善操作环境。

4、石墨润滑剂在机械工业中的7大应用场景

（1）石墨润滑剂用于高温的滑动轴承和各种机械转动滑动的部分。

（2）精密器械中紧密吻合的转动滑动部分。

（3）石墨润滑剂用于内燃机、水轮机、蒸汽机的润滑系统。

（4）用作金属拉丝、管帮的挤压和冲压，模锻等冷热加工时的润滑剂。

（5）石墨润滑剂用于不宜使用液体润滑剂机件上转动滑动部分。

（6）石墨润滑剂与金属切削加工润滑冷却液合并使用，可以提高质量和速度，增强道具寿命。

（7）用作热加工模上的润滑剂，逐渐易于模子脱离，并提高工件的质量和耐磨度。

5、润滑剂市场格局和石墨润滑剂技术困境

（1）市场格局

根据《中国润滑油行业深度调研与投资战略规划分析报告》，中国润滑油行业竞争者主要有三类，一类是国外知名润滑油品牌，它们以高品质润滑油产品进入中国销售，目前这些企业的润滑油在中国属于行业知名润滑油品牌；第二类是中国石油能源行业大型企业，包括中国石油和中国石化等；第三类是各家润滑油生产企业。

以壳牌、美孚、嘉实多等为首的规模以上行业品牌进一步扩大市场占有率，占据行业的制高点和主流位置，整个润滑油市场的品牌集中度也将越来越高，而在品质升级的大浪淘沙中，越来越多的中小品牌的日子越发艰难，寻找新材料以及研发差异化新产品显得尤为重要。在壳牌、美孚、嘉实多、福斯、长城润滑油、昆仑润滑油、川润、中科润美、雪佛龙、安索、奥特、盘古智能等企业激烈的竞争范围之外，小企业的发展之路在哪里？

以石墨为例，青岛路比特科技有限公司或许给我们带来一些启示。该公司主推产品为戈尔孚石墨发动机保护剂（鳞片石墨机油宝），其中石墨作为减摩抗磨剂具有优异的稳定性能以及良好的配伍性，并可以用于高温高压的恶劣环境中，降低摩擦系数，减少摩擦损耗，且能有效地防止摩擦副的咬合，保护机件，延长机械的使用寿命。引用青岛路比特科技有限公司董事长边文静说过的一句话，“当下润滑油市场竞争异常激烈，欧美多个国际品牌占据了绝大部分市场，国产品牌想要在竞争中突围需要走专业化和差异化路线。”

固体润滑技术领域部分重点专利列表

（2）技术困境

石墨涂料润滑剂作为一种特种功能性涂料，没有受到足够的重视，尤其是石墨粉体与树脂基料之间相容配伍性、石墨粉体对涂料流变性的影响、石墨涂料润滑剂的加工工艺性和涂装工艺性等基础研究工作开展得相对滞后，石墨涂料润滑剂技术基础研究亟待完善。2023年，兰州大学卜伟锋教授在温和的条件下，芘功能化遥爪型聚合物（P_mS_2nP_m，2n = 30，50，70；m = 6）能辅助石墨以油凝胶的形式直接分散在基础油PAO-10中。此类石墨基油凝胶不仅表现出超过一年的长期胶体稳定性，而且还展现了优异的减摩抗磨性能。在这项工作中，石墨以油凝胶的形式直接用作绿色环保型润滑油添加剂，而不涉及任何预先剥离，改变了我们传统的观点，不过剥离的石墨烯依旧是不可或缺的。考虑到大量可用的π共轭（大）分子，这一研究为制备高性能的石墨复合凝胶润滑剂提供了一般性的方法，让石墨润滑剂产业绿色可持续发展变得更具有前景。

结语

随着“双碳”目标的实施，节能增效、减碳降排、绿色环保、国产品牌替代已经成为行业内发展新趋势，我国润滑油行业正在步入崭新的发展阶段，结构调整、技术升级已成为整个行业面临的首要任务。石墨中高端产品链及应用十分丰富，润滑产品的延伸与升级或许也能带动相关产业向前发展，具备较高的经济价值。

参考文献：

孙培文，等：不同固体润滑剂对地铁轮轨磨损的实验研究，北京建筑大学

张文展，等：工业用固体润滑涂层中固体润滑剂研究进展，南昌理工学院

刘鹤，等：固体润滑剂和固体润滑膜综述，中国航油石化管道有限公司上海分公司

卜伟锋，等：含芘遥爪型聚合物稳定的石墨基油凝胶润滑剂，兰州大学

刘鹤，等：固体润滑石墨复合材料的制备与性能研究，兰州理工大学

杜邦官网、前瞻产业研究院青岛高新区官微等

(中国粉体网编辑整理/昧光)

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