一種提高基礎潤滑油摩擦學性能的方法與流程
2023-10-31 01:28:37 1
本發明涉及精細化工技術領域，具體涉及一種提高基礎潤滑油摩擦學性能的方法。
背景技術：
隨著工業技術的進步和經濟技術的發展，能源需求不斷加大，能源危機變的日益嚴峻，潤滑油作為發動機、車橋等部件的潤滑材料，主要起到潤滑、減磨的作用，在工作過程中起到至關重要的作用。
近些年來，研究者通過向基礎油中加入一定量的抗磨劑作為潤滑油添加劑來提高基礎油的減摩抗磨性能，但固體抗磨劑在基礎潤滑油中難以分散，容易產生沉降現象，使得潤滑油的利用率較低，浪費能源，因此固體抗磨劑在基礎油中的分散穩定性能是影響該潤滑油摩擦性能優異的主要因素之一，傳統的方法大多採用將納米粉末進行表面修飾，然後加入到基礎潤滑油中，起到暫時分散的效果，隨時間的積累，容易產生沉降，使得固體抗磨劑不能實現其在潤滑油中的穩定懸浮，不易實現其工業應用；因此，有必要研究獲得同時具有良好的摩擦學性能和分散性能的潤滑油添加劑。
技術實現要素：
針對目前基礎潤滑油不能滿足工業應用的現狀，本發明的目的在於提供一種提高基礎潤滑油摩擦學性能的方法，該方法獲得的潤滑油能夠有效的提高原有基礎潤滑油的摩擦學性能，同時通過本發明還可以實現大批量的配置，從而實現工業化應用。
為達到上述目的，本發明所採用的技術方案如下：
一種提高基礎潤滑油摩擦學性能的方法，由以下步驟實現：
步驟一：將甲酸鉬粉和穩定劑A加入至無水乙醇中，攪拌反應20-25分鐘，獲得混合溶液；
步驟二：將上述混合溶液加入離心機中分離出固體粉末，然後清洗2-3次，乾燥處理得到第一次表面改性的固體粉末A；
步驟三：將上述固體粉末A、基礎潤滑油、穩定劑B混合加入球磨機中，開始研磨反應，之後收集油液；
步驟四：將上述油液加入到摩擦磨損試驗機中來檢測油液的摩擦學性能。
步驟一中，所述甲酸鉬粉呈球形結構，平均顆粒大小為3-7微米；所述的穩定劑A是十六烷基三甲基溴化銨、二烷基二硫代磷酸鹽、聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸中的一種或兩種以上的混合物；所述的穩定劑A與甲酸鉬粉的質量比為0.005-0.01g：1g，所述無水乙醇與甲酸鉬粉的液固比為20-25ml：1g。
步驟二中，所述離心機：離心轉速為1800-2600rpm/min、離心時間為5-10分鐘；所述清洗劑為蒸餾水或去離子水；所述乾燥方式為真空乾燥或自然乾燥處理。
所述真空乾燥：真空度0.01-0.015mbar、乾燥溫度為70-75ºC、乾燥時間為1-1.5小時。
步驟三中，所述固體粉末A即為一次表面改性甲酸鉬粉；所述基礎潤滑油為白油、CD15W/40或50CC；所述穩定劑B為十二烷基苯磺酸鈉、甲基丙烯酸甲酯、雙聚異丁烯丁二醯亞胺以及Span80與Tween40的復配；所述固體粉末A與基礎潤滑油的質量比為0.1-0.5g：100g，所述固體粉末A與穩定劑B的質量比為1g：0.01-0.02g；所述的球磨機：工作時間10-12小時、工作轉速650-750r/min。
所述Span80與Tween40的復配質量比為1：1。
步驟四中，所述檢測油液的摩擦學性能的方式為上下摩擦副的滑動摩擦，油液位於上下摩擦副的接觸點。
所述上下摩擦副為球和盤。
所述球的直徑為9.5-10毫米，材料為GCR15軸承鋼；所述盤為鐵、GCR15軸承鋼、高速鋼、球墨鑄鐵其中的一種，所述盤的直徑為20-25毫米，厚度為3-4毫米。
步驟四中，所述檢測油液的實驗參數為滑動頻率3HZ，施加載荷為10N或20N，工作時間為0.5小時。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明提供了一種提高基礎潤滑油摩擦學性能的方法，該方法獲得的潤滑油較原基礎潤滑油，經實驗後的數據得出，摩擦學性能得到了較大的改善，同時該方法能夠大批量配置，實現工業化的應用。
具體實施方式
為了更好的理解本發明，下面結合具體實施例作進一步的說明。
實施例一
本實施例包括以下步驟：
步驟一：稱取0.005g十六烷基三甲基溴化銨和1g甲酸鉬粉加入至無水乙醇中，攪拌20分鐘至充分溶解，製得混合溶液；
步驟二：將上述混合溶液倒入離心管中，加入離心機中，轉速設置為1800rpm/min，離心後，倒出離心管內上層清液，然後再向離心管中加入蒸餾水或去離子水，對固體粉末進行清洗處理，清洗2-3後，離心收集上述固體粉末，然後在真空度0.01mbar、溫度70ºC下乾燥1小時，得到固體粉末A；
步驟三：稱取0.1g固定粉末A、白油100克、0.001克十二烷基苯磺酸鈉至球磨機的球磨罐中，工作轉速650r/min，工作轉動10小時後，打開球磨罐蓋，收集油液；
步驟四：將上述的油液滴加至摩擦磨損實驗機中進行摩擦學性能的測試，同時採用無添加劑的同種基礎潤滑油進行對比，摩擦實驗參數：上下摩擦副分別為GCR15軸承鋼和高速鋼，GCR15軸承鋼的直徑為9.5毫米，高速鋼的直徑為25毫米，厚度為4毫米，施加載荷10N，摩擦時間0.5小時，滑動頻率為3hz，實驗結束後，統計平均摩擦係數和上摩擦副的磨損半徑。
實驗結果如下表1和表2所述，結果表明，本發明實施例一所獲得的潤滑油可有效的提高基礎潤滑油的摩擦學性能，減摩性能提高37.12%，抗磨性能提高51.72%。
實施例二
本實施例包括以下步驟：
步驟一：稱取0.005g二烷基二硫代磷酸鹽和1g甲酸鉬粉加入至無水乙醇中，攪拌20分鐘至充分溶解，製得混合溶液；
步驟二：將上述混合溶液倒入離心管中，加入離心機中，轉速設置為1800rpm/min，離心後，倒出離心管內上層清液，然後再向離心管中加入蒸餾水或去離子水，對固體粉末進行清洗處理，清洗2-3後，離心收集上述固體粉末，然後在真空度0.01mbar、溫度70ºC下乾燥1小時，得到固體粉末A；
步驟三：稱取0.1g固定粉末A、白油100克、0.001克甲基丙烯酸甲酯至球磨機的球磨罐中，工作轉速650r/min，工作轉動10小時後，打開球磨罐蓋，收集油液；
步驟四：將上述的油液滴加至摩擦磨損實驗機中進行摩擦學性能的測試，同時採用無添加劑的同種基礎潤滑油進行對比，摩擦實驗參數：上下摩擦副分別為GCR15軸承鋼和高速鋼，GCR15軸承鋼的直徑為9.5毫米，高速鋼的直徑為25毫米，厚度為4毫米，施加載荷20N，摩擦時間0.5小時，滑動頻率為3hz，實驗結束後，統計平均摩擦係數和上摩擦副的磨損半徑。
實驗結果如下表1和表2所述，結果表明，本發明實施例二所獲得的潤滑油可有效的提高基礎潤滑油的摩擦學性能，減摩性能提高48.93%，抗磨性能提高58.41%。
實施例三
本實施例包括以下步驟：
步驟一：稱取0.01g聚乙烯吡咯烷酮和1g甲酸鉬粉加入至無水乙醇中，攪拌25分鐘至充分溶解，製得混合溶液；
步驟二：將上述混合溶液倒入離心管中，加入離心機中，轉速設置為2600rpm/min，離心後，倒出離心管內上層清液，然後再向離心管中加入蒸餾水或去離子水，對固體粉末進行清洗處理，清洗2-3後，離心收集上述固體粉末，然後在真空度0.015mbar、溫度75ºC下乾燥1.5小時，得到固體粉末A；
步驟三：稱取0.5g固定粉末A、CD15W/40 100克、0.002克雙聚異丁烯丁二醯亞胺至球磨機的球磨罐中，工作轉速750r/min，工作轉動12小時後，打開球磨罐蓋，收集油液；
步驟四：將上述的油液滴加至摩擦磨損實驗機中進行摩擦學性能的測試，同時採用無添加劑的同種基礎潤滑油進行對比，摩擦實驗參數：上下摩擦副分別為GCR15軸承鋼和高速鋼，GCR15軸承鋼的直徑為9.5毫米，高速鋼的直徑為25毫米，厚度為4毫米，施加載荷10N，摩擦時間0.5小時，滑動頻率為3hz，實驗結束後，統計平均摩擦係數和上摩擦副的磨損半徑。
實驗結果如下表1和表2所述，結果表明，本發明實施例三所獲得的潤滑油可有效的提高基礎潤滑油的摩擦學性能，減摩性能提高51.96%，抗磨性能提高58.75%。
實施例四
本實施例包括以下步驟：
步驟一：稱取0.01g硬脂酸和1g甲酸鉬粉加入至無水乙醇中，攪拌25分鐘至充分溶解，製得混合溶液；
步驟二：將上述混合溶液倒入離心管中，加入離心機中，轉速設置為2600rpm/min，離心後，倒出離心管內上層清液，然後再向離心管中加入蒸餾水或去離子水，對固體粉末進行清洗處理，清洗2-3後，離心收集上述固體粉末，然後在真空度0.015mbar、溫度75ºC下乾燥1.5小時，得到固體粉末A；
步驟三：稱取0.5g固定粉末A、CD15W/40 100克、0.002克Span80與Tween40的復配至球磨機的球磨罐中，工作轉速750r/min，工作轉動12小時後，打開球磨罐蓋，收集油液；
步驟四：將上述的油液滴加至摩擦磨損實驗機中進行摩擦學性能的測試，同時採用無添加劑的同種基礎潤滑油進行對比，摩擦實驗參數：上下摩擦副分別為GCR15軸承鋼和高速鋼，GCR15軸承鋼的直徑為9.5毫米，高速鋼的直徑為25毫米，厚度為4毫米，施加載荷20N，摩擦時間0.5小時，滑動頻率為3hz，實驗結束後，統計平均摩擦係數和上摩擦副的磨損半徑。
實驗結果如下表1和表2所述，結果表明，本發明實施例四所獲得的潤滑油可有效的提高基礎潤滑油的摩擦學性能，減摩性能提高46.15%，抗磨性能提高57.57%。
本發明所獲得的潤滑油較原基礎油，減摩和抗磨性能都得到了較大的提升。
表1為本發明優選實施例和基礎潤滑油的平均摩擦係數對照表；表2為本發明優選實施例和基礎潤滑油的摩擦實驗後上摩擦副的磨斑直徑對照表。
表1平均摩擦係數對照表。
表2潤滑油的磨斑半徑（μm）對照表。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，只為說明本發明的方案及效果，不能被認為用於限定本發明的實施範圍，應當指出的是，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化與改進，均應仍歸屬於本發明的專利涵蓋範圍之內。