高低溫抗極壓特種潤滑膏的製作方法

2023-05-23 03:32:41

專利名稱：高低溫抗極壓特種潤滑膏的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用途廣泛的高低溫抗極壓特種潤滑膏，可用於多種苛刻摩擦運行工況下的潤滑，如礦山大型球磨機的齒輪，迴轉窯滑動軸承；鋼板軋機平面輥軸承；電力機車高速齒輪等，具有優異的抗極壓，對摩擦副表面的良好粘附，較寬的使用溫度範圍，良好的抗溼性，對金屬表面的保護等性能，可滿足普通油脂難以達到的潤滑要求，有效地延長了設備壽命，應用範圍廣，適用性強。
近三十年來國內外對潤滑脂(膏)的研究和生產十分重視，隨著應用面的擴大，產量已有數十倍的增加，新品種、新用途的潤滑脂(膏)不斷問世，多種產品已被列入美歐地區和國家軍事標準。在潤滑脂(膏)的應用上趨於專門化，例如現代高級轎車上在不同的摩擦部位嚴格規定採用不同牌號的產品。但隨著產業規模的擴大，要求機械有更高的運載能力，潤滑問題已成為其突出的技術關鍵，例如在高溫或重載低速條件下運行的摩擦副往往處於邊界潤滑狀態，其摩擦面的粘著磨損、腐蝕磨損等仍未能很好解決，設備維修量大，嚴重影響生產的產量和質量。這已成為世界各國摩擦學研究的重要課題。從機械零件的失效機理分析可認為重要原因是在邊界潤滑條件下摩擦界面上難以形成或保持完整的油膜，引起金屬間的直接摩擦。其次油分子對金屬表面的粘附通常並不十分牢固，尤其在上述高溫或重載低速條件下的動態摩擦使其脫附，引起潤滑的短期失效和零件的磨損。根據近年來各類工業生產潤滑狀況，潤滑脂(膏)的研究和專利的調查，能滿足上述特殊工況下潤滑要求的產品尚不多見。
發明目的是為了解決在冶金、建材、機械、運輸等行業重型機械在高溫或重載低速等特殊條件下由於潤滑不良引起的嚴重磨損，並由此導致的材料和能源的巨大損失，本發明是一種具有優異抗極壓性能，對摩擦表面粘附好，有較寬使用溫度範圍，抗水性能良好的高低溫抗極壓特種潤滑膏，以期有效地延長機械使用壽命，保證機械正常運行。
本發明以α-烯烴合成油作基礎油，鈣基脂肪酸皂和鋰基脂肪酸皂的混合皂為稠化劑，石墨、聚四氟乙烯和二硫化鉬作固體潤滑劑，Sb2O3,PbO和TiO2作輔助固體潤滑劑，硫磷仲醇鋅鹽作抗氧抗腐劑，丙三醇作膠溶劑，低分子量聚異丁烯作增粘劑。所採用的物料配比(重量百分比)如下α-烯烴合成油 50-6512羥基硬脂酸，C17H34(OH)COOH 14-28Ca(OH)2和LiOH 2.2-6石墨 6-10聚四氟乙烯 2-6MoS23-9Sb2O3,PbO和TiO24-7硫磷仲醇鋅鹽(T202) 0.5-2司班80 1-4丙三醇 0-0.05低分子量聚異丁烯 2-6其中α-烯烴合成油的凝點在-55℃以下，閃點在200℃以上。輔助固體潤滑劑Sb2O3，PbO和TiO2的含量分別為1.5-3％,1.5-2％和1-2％。輔助固體潤滑劑的總量為4-7％。Ca(OH)2與LiOH的重量比為1∶0.2-2。聚異丁烯的分子量為7000-9000。
本發明所述的高低溫抗極壓特種潤滑膏的製備過程包括鈣基皂及鋰基皂的製備，最後混合併加入其它組份即成本發明所述的潤滑膏。鈣基皂的製備是將配方中的Ca(OH)2總量與α-烯烴合成油的30-70％及中和反應所需量的12羥基硬脂酸相混合，鋰基皂的製備是將配方中LiOH總量與α-烯烴合成油的70-30％及中和反應所需量的12羥基硬脂酸相混合，進行反應而製得。
鈣基皂的製備將12羥基硬脂酸和1/3-1/2的α-烯烴合成油加入合成釜中並加熱攪拌至全溶。在攪拌下將Ca((OH)2加入，升溫至100℃左右進行皂化。繼續升溫至120-130℃進行脫水，至釜內物成粘稠拉絲狀，加入其餘合成油，繼續攪拌使成均勻粘稠液，然後轉入混合釜，進行水化，加水量一般為釜內物料總重量的1-2％，水化溫度為110-125℃。繼續攪拌，並冷卻。
鋰基皂的製備將12羥基硬脂酸，LiOH和1/3-1/2的α-烯烴合成油投入合成釜，連續攪拌，加熱升溫至105-110℃進行皂化。然後再加溫至130-140℃進行脫水。繼續升溫，加入適量合成油。至溫度升至180-200℃時，加入剩餘的合成油，充分攪拌並冷卻。
潤滑膏的冷混和研磨將制好的鈣基皂和鋰基皂在均化釜中混合併加入其它組份連續攪拌至均勻。然後在三輥磨上研磨2-3遍，即得成品。
本發明高低溫抗極壓特種潤滑膏的主要性能指標
技術特徵在機械的摩擦運行中由於聚四氟乙烯和PbO,MoS2與金屬表面的摩擦化學效應，能在摩擦面上形成一層均勻而牢固附著的固體轉移膜，即改善了潤滑膏的抗極壓性能，也有利於油分子對摩擦面的粘附(油分子對轉移膜的粘附力大於對金屬的粘附力)；採用一定比例構成的MoS2/聚四氟乙烯/石墨複合固體潤滑劑有明顯的協同潤滑效應；本潤滑膏具有較高皂含量，並添加增粘劑，有效增加了潤滑膏的粘附強度；採用鈣基和鋰基的複合潤滑膏，具有良好的抗溼性能。
實施例實施例1稱取α-烯烴合成油665份(重量)，Ca(OH)231份，LiOH6.4份，12羥基硬脂酸242.6份，石墨85份，MoS243份，聚四氟乙烯28份，PbO20份，Sb2O313份，TiO25份，司班8015份，硫磷仲醇鋅鹽6份，低分子量聚異丁烯30份，丙三醇0.25份。製備方法，先分別製取鈣基皂和鋰基皂。(1)鈣基皂將12羥基硬脂酸207份和1/3-1/2的α-烯烴合成油(總量455份)加入合成釜中並加熱攪拌至全溶。在攪拌下將Ca(OH)231份加入，升溫至100℃進行皂化。繼續升溫至120-130℃進行脫水使釜內物成拉絲狀，加入合成油，攪拌至均勻，然後轉入混合釜，加1-2％水進行水化，水化溫度110-120℃。然後攪拌下降至室溫。(2)鋰基皂將12羥基硬脂酸35.6份，LiOH6.4份和1/3-1/2的α-烯烴合成油(總量210份)投入合成釜，攪拌，升溫至105-110℃進行皂化。再升溫至130-140℃進行脫水。加入適量合成油，升溫至180-200℃，再加入剩餘合成油，攪拌、冷卻。將上述制好的兩種皂和其它物料混合，在均化釜中攪拌至均勻，再在三輥磨上研磨2-3遍，即得成品。製得的潤滑膏應用於某大型礦區磨浮球磨機的齒圈上，明顯降低了齒圈的磨損和球磨機的動力消耗，改變了過去齒圈磨損經常停產的狀況，維修費用節支10萬元/年。
實施例2稱取α-烯烴合成油650份，Ca(OH)222.5份，LiOH8.7份，12羥基硬脂酸196份，石墨73份，MoS240份，聚四氟乙烯38份，PbO15份，Sb2O315份，TiO213份，硫磷仲醇鋅鹽6份，司班80 34份，低分子量聚異丁烯23份，其中制鈣基皂的具體數量為α-烯烴合成油325份，Ca(OH)222.5份，12羥基硬脂酸148份。制鋰基皂的具體數量為α-烯烴合成油325份，LiOH8.7份，12羥基硬脂酸48份。按實施例1中所述方法製得的潤滑膏，用於水泥廠臥式迴轉窯的託輪軸瓦上，顯示優異的抗極壓性能，延長銅瓦壽命2-3倍，杜絕了原來用油潤滑時的漏油現象。
實施例3稱取α-烯烴合成油650份(重量)，Ca(OH)213.3份，LiOH12.2份，12羥基硬脂酸156.7份，石墨72份，MoS254份，聚四氟乙烯24份，PbO17份，Sb2O328份，TiO224份，司班80 36份，硫磷仲醇鋅鹽10份，聚異丁烯24份。其中制鈣基皂的具體數量為α-烯烴合成油195份，Ca(OH)213.3份，12羥基硬脂酸88.7份。制鋰基皂的具體數量為α-烯烴合成油455份，LiOH12.2份，12羥基硬脂酸68份。按實施例1所述方法製得的潤滑膏的抗極壓性能優良，燒結負荷≥800kg。
實施例4稱取α-烯烴合成油550份，Ca(OH)220份，LiOH5份，12羥基硬脂酸178份，石墨70份，MoS240份，聚四氟乙烯20份，PbO20份，Sb2O320份，TiO210份，司班80 10份，硫磷仲醇鋅鹽15份，聚異丁烯25份。其中制鈣基皂的具體數量為α-烯烴臺成油350份，Ca(OH)220份，12羥基硬脂酸150份。制鋰基皂的具體數量為α-烯烴臺成油200份，LiOH5.1份，12羥基硬脂酸28份。按實施例1所述方法製得的潤滑膏應用於沿海地區滑動軸承上，抗極壓、抗溼性能良好。
實施例5稱取α-烯烴合成油600份，Ca(OH)213份，LiOH8.5份，12羥基硬脂酸143份，石墨82份，MoS280份，聚四氟乙烯45份，PbO21份，Sb2O320份，TiO212份，司班80 32份，硫磷仲醇鋅鹽15份，聚異丁烯50份。其中制鈣基皂的具體數量為α-烯烴合成油230份，Ca(OH)213份，12羥基硬脂酸96份。制鋰基皂的具體數量為α-烯烴合成油330份，LiOH8.5份，12羥基硬脂酸47份。按實施例1所述方法製得的潤滑膏在5T東風汽車花鍵軸上應用2年，潤滑效果好於鋰基MoS2潤滑脂。
實施例6稱取α-烯烴合成油550份，Ca(OH)27份，LiOH11份，12羥基硬脂酸113份，石墨80份，MoS235份，聚四氟乙烯20份，PbO15份，Sb2O315份，TiO210份，司班80 20份，硫磷仲醇鋅鹽15份，聚異丁烯25份。其中制鈣基皂的具體數量為α-烯烴合成油120份，Ca(OH)27份，12羥基硬脂酸51.5份。制鋰基皂的具體數量為α-烯烴合成油430份，LiOH11.1份，12羥基硬脂酸61.5份。按實施例1所述方法製得的潤滑膏應用於某加荷水泥性能實驗機上，解決了高負載低速度下的潤滑問題。
權利要求
1.一種抗極壓高低溫特種潤滑膏，以α-烯烴合成油作基礎油，鈣基脂肪酸皂和鋰基脂肪酸皂的混合皂為稠化劑，石墨、聚四氟乙烯和二硫化鉬作固體潤滑劑，Sb2O3,PbO和TiO2作輔助潤滑劑，硫磷仲醇鋅鹽作抗氧抗腐劑，司班80作防鏽劑，丙三醇作膠溶劑，低分子量聚異丁烯作增粘劑，其特徵在於具體配方(重量百分比)為α-烯烴合成油 50-6512羥基硬脂酸，C17H34(OH)COOH 14-28Ca(OH)2和LiOH 2.2-6石墨 6-10聚四氟乙烯 2-6MoS23-9Sb2O3,PbO和TiO24-7硫磷仲醇鋅鹽(牌號T202) 0.5-2司班80 1-4丙三醇 0-0.05低分子量聚異丁烯 2-6
2.如權利要求1中所述的抗極壓高低溫特種潤滑膏，其特徵在於α-烯烴合成油的凝點在-55℃以下，閃點在200℃以上。
3.如權利要求1所述的抗極壓高低溫特種潤滑膏，其特徵在於採用了輔助潤滑劑Sb2O3,PbO,和TiO2，其中Sb2O3的含量為1.5-3％,PbO的含量為1.5-2％,TiO2的含量為1-2％，輔助潤滑劑的總含量為4-7％。
4.如權利要求1中所述的抗極壓高低溫特種潤滑膏，其特徵在於Ca(OH)2與LiOH的重量混合比為1∶0.2-2。
5.如權利要求1中所述的抗極壓高低溫特種潤滑膏，其特徵在於低分子聚異丁烯的分子量為7000-9000。
全文摘要
本發明提供了一種可在－55℃～+130℃較寬溫度範圍使用,抗極壓和粘附性能優異的特種潤滑膏。它以鈣皂和鋰皂為複合稠化劑,石墨、MoS
文檔編號C10M147/00GK1212283SQ9711873
公開日1999年3月31日 申請日期1997年9月25日 優先權日1997年9月25日
發明者高金堂, 毛紹蘭 申請人:中國科學院蘭州化學物理研究所