CN100357413C - 纳米型高性能极压抗磨润滑护理剂及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种纳米型高性能极压抗磨润滑护理剂，它包括：(A)一定量稀释油；(B)至少一种抗氧抗腐剂；(C)至少一种含磷极压抗磨剂；(D)至少一种降凝剂；(E)至少一种防锈剂；(F)纳米级油溶型硅氧化合物。将上述护理剂按2%-15%(重量比)添加到基础油中，可以提高机械动力30%，延长机械寿命3倍以上，节省燃料超过8%，同时无任何副作用。该护理剂主要用于汽车、摩托车、火车、船舶等交通工具，也可用于机电设备、工程机械、精密机床的机械润滑等。

Description

纳米型高性能极压抗磨润滑护理剂及应用
技术领域
本发明涉及一种极压抗磨润滑护理剂，具体地涉及纳米型高性能极压抗磨润滑护理剂。
本发明还涉及上述护理剂的应用。
背景技术
摩擦造成机械磨损损失和油品消耗是惊人的。工业部门所使用的能源中，约有1/3是以各种形式消耗在摩擦上；在失效的机械零件中，大约有8％是由于各种形式的磨损造成的。添加润滑油添加剂，可以提高抗磨、减摩和节能性能，尤其是极压抗磨剂成为检验润滑油润滑性能的关键之一。
纳米材料独特的超微细结构使它具有高扩散性、熔点低、硬度高、易烧结、催化反应活性高等特性，将纳米材料用作润滑材料添加剂时，不仅可以在摩擦表面形成降低摩擦系数的薄膜、修复受损的摩擦表面以及渗透进入表层，产生强化作用，减少了摩擦和磨损，而且降低了耗能，延长了机械寿命。另外，纳米润滑剂无任何副作用，绿色环保，经济效益和社会效益十分明显。
目前纳米添加剂的专利CN1058984C、CN1412282A和CN1058985C主要是将纳米镁化合物、纳米氢氧化稀土和氟化稀土等用作润滑油的添加剂，尚无纳米硅氧化合物添加到润滑油的报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米型高性能极压抗磨润滑护理剂，既能用于汽车、摩托车、火车、船舶等交通工具，也能用于机电设备、工程机械、精密机床等的机械润滑，可起到减磨降摩、降低耗能，延长机械寿命的功效。
本发明的纳米型高性能极压抗磨润滑护理剂含有(除有特别说明外，各种成份的含量均为重量比)：
(A)一定量的稀释油；
(B)至少一种抗氧抗腐剂；
(C)至少一种含磷极压抗磨剂；
(D)至少一种降凝剂；
(E)至少一种防锈剂；
(F)纳米级油溶型硅氧化合物。
根据本发明，(A)组分为深度精制的中等粘度指数(MVI)或高等粘度指数(HVI)矿物油；含量为5～60％，适宜含量为10～50％。
根据本发明，(B)组分为二烷基二硫代磷酸锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸盐、芳胺类化合物、酚类化合物或它们任意组合的混合物；含量为3～30％，适宜含量为5～20％。
根据本发明，(C)组分为硫代磷酸酯及其胺盐衍生物、磷酸酯及其胺盐衍生物、有机膦酸酯及其胺盐衍生物或它们任意组合的混合物；含量为20～80％，适宜含量为30～70％。
根据本发明，(D)组分为聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃、烷基萘、醋酸乙烯-富马酸酯共聚物或它们任意组合的混合物；含量为0.1～10％，适宜含量为0.2-5％。
根据本发明，(E)组分为烯烃丁二酸、有机酸酯、有机磷酸盐、杂环化合物或它们任意组合的混合物；含量为0.05～8％，适宜含量为0.1～4％。
根据本发明，(F)组分为纳米级油溶型硅氧化合物，颗粒尺寸在10-20纳米，在油中有较好的分散性和稳定性；含量为0.05～8％，适宜含量为0.1～4％。
本发明提供的护理剂含有特效纳米成分，具有很好的抗磨减摩、降低能耗，延长机械寿命的功效。将护理剂加入到基础油中，加入量为2～15％，优选5～10％。
具体实施方式
实施例1：
纳米型高性能极压抗磨润滑护理剂(I)包括：18％石蜡基稀释油(组分A)；12％硫磷双辛基碱性锌盐(组分B)；68％有机膦酸盐和硫代磷酸盐等混合物(组分C)；1.2％醋酸乙烯-富马酸酯共聚物(组分D)；0.3％十二烯基丁二酸(组分E)；0.5％纳米级油溶型硅氧化合物(组分F)。
护理剂(I)以6％加入15W/CD40基础油中，依据GB1105.2-87进行内燃机台架性能试验，其评定结果见表1。
表1台架性能试验记录表
序号   测功器读数 转数(rpm)  功率(kw) 测油重(g) 测油时间(秒) 平均值(秒) 耗油率(g/kw·h)  排温(℃)  排烟(Rb)
  原润滑油(无添加剂)试验
  1   0  1500   0  20  66″60/66″73  66″67  /  122  1.4
  2   50％  1500   10  50  82″39/83″05  82″72  217.60  200  1.5
  3   75％  1500   15  50  60″18/60″67  60″42  198.61  280  2.4
  4   100％  1500   20  50  47″65/47″38  47″52  189.39  320  3.1
  加护理剂(I)试验
  1   0  1500   0  20  73″14/74″10  73″62  /  122  0.8
  2   50％  1500   10  50  84″88/83″52  84″20  213.78  202  1.4
  3   75％  1500   15  50  61″71/61″20  61″46  195.25  275  2.2
  4   100％  1500   20  50  47″80/47″68  47″74  188.52  320  3.1
检验结论为：空载情况下，添加护理剂(I)后节油10.4％，主要是纳米润滑油减少摩擦功所致。加载情况下，节油率约为1.7％。碳烟排放略有好转。
同时利用等离子体原子发射光谱(ICP-AES)对台架试验前后原润滑油(无添加剂)和加护理剂(I)的润滑油进行了铁含量的分析测试，结果见表2。
表2  台架试验前后含铁量比较
原润滑油(无添加剂)   加护理剂(I)
含铁量 台架试验前 4ppm   4ppm
台架试验后     27ppm     17ppm
由表2可看出：台架试验后，添加护理剂(I)的润滑油铁含量明显低于原润滑油，这表明护理剂(I)可起到抗磨减摩作用，能大大降低内燃机的磨损程度，从而延长内燃机的服役寿命。
实施例2：
纳米型高性能极压抗磨润滑护理剂(II)包括：48％磺烷基稀释油(组分A)；8％硫磷双辛基碱性锌盐(组分B)；7％二烷基二硫代氨基甲酸盐(组分B)；34％有机膦酸盐和硫代磷酸盐混合物(组分C)；1.6％烷基萘(组分D)；1.1％十二烯基丁二酸(组分E)；0.3％纳米级油溶型硅氧化合物(组分F)。
护理剂(II)以9％加入到GL-5 85W/90基础油中，用四球摩擦磨损试验机对其极压和抗磨性能进行评价，评定结果见表3。
表3  护理剂(II)性能评定结果
试验项目   试验方法   指标   加护理剂(II)
负荷磨损指数N(Kgf)   GB/T3142   不小于441   ＞590
烧结负荷PD(Kgf)   GB/T3142   不小于2450   ＞8000
磨斑直径d/mm(1800r/min，196N，60min，54℃) SH/T0189 不大于0.35 0.33
最大无卡咬负荷PB/N   GB/T3142   不小于785   ＞980
由表3可看出：添加护理剂(II)的润滑油PB值大，长磨值d小，说明该护理剂有较好的极压性能和抗磨损性能，是一类具有广泛应用前景的润滑油极压抗磨添加剂。
实施例3：
纳米型高性能极压抗磨润滑护理剂(III)包括：40％磺烷基稀释油(组分A)；12％硫磷双辛基碱性锌盐(组分B)；46％有机膦酸盐和硫代磷酸盐混合物(组分C)；1.0％醋酸乙烯-富马酸酯共聚物(组分D)；0.3％十二烯基丁二酸(组分E)；0.2％巯基噻二唑(组分E)；0.5％纳米级油溶型硅氧化合物(组分F)。
实施例4：
纳米型高性能极压抗磨润滑护理剂(IV)包括：26％石蜡基稀释油(组分A)；15％二烷基二硫代氨基甲酸盐(组分B)；56％有机膦酸盐和硫代磷酸盐混合物(组分C)；0.8％聚甲基丙烯酸酯(组分D)；0.7％巯基噻二唑(组分E)；1.1％纳米级油溶型硅氧化合物(组分F)。

Claims (9)

1.一种纳米型高性能极压抗磨润滑护理剂，按重量比计，含有：
A)稀释油                    5～60％
B)抗氧抗腐剂                3～30％
C)极压抗磨剂                20～80％
D)降凝剂                    0.1～10％
E)防锈剂                    0.05～8％
F)纳米级油溶型硅氧化合物    0.05～8％
所述稀释油为深度精制的中等粘度指数或高等粘度指数矿物油；
所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌盐、二烷基二硫代氨基甲酸盐、芳胺类化合物、酚类化合物或它们任意组合的混合物；
所述极压抗磨剂为含磷极压抗磨剂：硫代磷酸酯或其胺盐衍生物；磷酸酯或其胺盐衍生物；有机膦酸酯或其胺盐衍生物；或它们任意组合的混合物；
所述降凝剂为聚甲基丙烯酸酯、聚烯烃、烷基萘、醋酸乙烯-富马酸酯共聚物或它们任意组合的混合物；
所述防锈剂为烯烃丁二酸、有机酸酯、有机磷酸盐、杂环化合物或它们任意组合的混合物；
所述纳米级油溶型硅氧化合物，颗粒尺寸在10-20纳米。
2.根据权利要求1所述的护理剂，其特征在于，稀释油的含量按重量计为10～50％。
3.根据权利要求1所述的护理剂，其特征在于，抗氧抗腐剂含量按重量计为5～20％。
4.根据权利要求1所述的护理剂，其特征在于，极压抗磨剂含量按重量计为30～70％。
5.根据权利要求1所述的护理剂，其特征在于，降凝剂含量按重量计为0.2-5％。
6.根据权利要求1所述的护理剂，其特征在于，防锈剂含量按重量计为0.1～4％。
7.根据权利要求1所述的护理剂，其特征在于，纳米级油溶型硅氧化合物含量为0.1～4％。
8.权利要求1护理剂的应用，将本护理剂加入基础油中，加入量按重量计为2～15％。
9.权利要求8的应用，其特征在于，护理剂加入基础油中的加入量按重量计为5～10％。
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