CN101353606A - 复合润滑脂添加剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合润滑脂添加剂，其特征是，含有石墨、基础油、分散剂、稠化剂和极压抗磨剂，其原料组成以重量百分比计为：石墨20～50％，分散剂1～10％，稠化剂5～10％，极压抗磨剂10～30％，余量为基础油，各原料组分百分比之和等于百分之百。本发明的复合润滑脂添加剂成本低，能够显著提高抗磨性能和极限工作能力等功能性，明显降低润滑脂的使用量，延长润滑脂使用周期，并且有利于环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种添加剂，更具体而言，涉及一种用于润滑脂的复合添加剂即复合润滑脂添加剂。
背景技术
润滑脂是由一种或多种稠化剂和一种或多种润滑液体所构成的一种具有塑性的润滑剂。其在低负荷时，润滑脂呈现固体的性质，而在某个临界负荷时，润滑脂开始塑性变形；去掉负荷后，又恢复固体的性质。
为了改善润滑脂的使用性能，可以添加各种不同的添加剂，以提高抗磨、抗氧化、抗腐蚀、防锈、耐压、抗辐射、抗水等性能。例如，已报道有将石墨作为润滑脂添加剂，但是单纯的石墨添加功能性较弱，对于润滑脂的改善并没有取得实质性进展。
尽管也报道了其他一些复合型添加剂，但是在改善润滑脂的抗磨性能、极限工作能力等方面效果不明显。而且，通过使用这样的添加剂，润滑脂的使用量没有明显地减少。
另外，现有的润滑脂对于功能的改善大多采用化工合成类添加剂，工艺比较复杂，成本高，且不利于环境的保护。
发明内容
鉴于上述现有技术问题，本发明的目的在于提供一种能够明显改善润滑脂的抗磨性能和极限工作能力等功能性、显著降低润滑脂的使用量并且有利于环境的新型复合润滑脂添加剂。
本发明的复合润滑脂添加剂，其特征在于，含有石墨、分散剂、稠化剂、极压抗磨剂、基础油，其原料组成以重量百分比计为：石墨20～50％、分散剂1～10％、稠化剂5～10％、极压抗磨剂10～30％，余量为基础油，各原料组分百分比之和等于百分之百。
本发明的复合润滑脂添加剂可以通过如下的方法制得：(1)将预定量的分散剂、极压抗磨剂、基础油加入到调和釜，加热至60～70℃分散搅拌1～3小时，抽真空负压脱水1～3小时；(2)将上述产物送入皂化釜，再加入预定量的稠化剂、石墨，分散搅拌皂化2～3小时；(3)将上述产物泵送至研磨机研磨2～3小时；(4)上述产物经过滤器过滤，过滤器滤径控制在不大于15μm，得到复合润滑脂添加剂。
根据本发明的复合润滑脂添加剂，能够明显改善润滑脂的抗磨性能和极限工作能力，润滑脂的最大无卡咬负荷(油膜强度)可提高50％以上，润滑脂的烧结负荷可提高150％以上，综合磨损值可提高30％以上；可以显著降低润滑脂的使用量，减少程度可达到40％左右，润滑脂使用周期明显延长；并且，制造工艺相对简单，成本低，且有利于保护环境；进而，使用了本发明的添加剂的润滑脂可以降低机械噪音1～10分贝。
具体实施方式
下面更具体地说明本发明。
本发明的复合润滑脂添加剂含有石墨、分散剂、稠化剂、极压抗磨剂、基础油，各原料组成为(重量比)：石墨20～50％，分散剂1～10％、稠化剂5～10％、极压抗磨剂10～30％，余量为基础油。
上述石墨为添加剂领域中常用的石墨，没有特别限定，优选为气流粉碎法制得的微粉石墨，其平均粒径优选为0.1～5.0μm范围。另外，其含量优选为20～40％，更优选为25～30％。
上述分散剂用于分散石墨，只要是能够分散石墨的分散剂均可以在本发明中使用，没有特别限制，优选聚异丁烯丁二酰亚胺、单丁二酰亚胺和双丁二酰亚胺中的一种或两种以上。并且，其含量优选为3～6％。
对于上述稠化剂，只要是本领域中常用的稠化剂均可以在本发明中使用，没有特别限制，优选脂肪酸锂皂、膨润土型硅酸铝和聚脲中的一种或两种以上。
对于上述极压抗磨剂，其是指在高温、高压下的边界润滑状态下，能在金属表面形成化学反应膜，防止摩擦表面生成局部烧结的一类添加剂。只要是本领域中常用的极压抗磨剂均可以在本发明中使用，没有特别限制，优选硫化异丁烯、硫代磷酸三苯酯、二烷基二硫代氨基甲酸盐、硫代氨基甲酸酯和苯三唑脂肪酸胺盐中的一种或两种以上。并且，其含量优选为10～25％，更优选为15～20％。其中，二烷基二硫代氨基甲酸盐优选为锌、钼、锑和铅盐。
对于上述基础油，没有特别限制，可以为矿物基础油150SN、350SN、500SN、BS150，也可以为加氢脱蜡基础油5.0cst、10.0cst，还可以为合成基础油，例如聚α烯烃和酯类油等。
以下结合实施例具体地说明本发明。这里，以下实施例中的“份”表示重量份。
实施例1
将聚异丁烯丁二酰亚胺5份、硫化异丁烯20份、硫代氨基甲酸酯5份、苯三唑脂肪酸胺盐5份、基础油500SN 35份加入到调和釜，加热至约65℃分散搅拌约2小时，抽真空负压脱水约2小时；然后，将上述产物送入皂化釜，再加入脂肪酸锂皂10份、石墨20份，分散搅拌皂化约2.5小时；接着，将上述产物泵送至研磨机研磨约2.5小时；然后，将上述产物经过滤器过滤，过滤器滤径控制在不大于15μm，得到成品复合润滑脂添加剂。
实施例2
将实施例1中的各组分进行如下变更：石墨为49份，分散剂为双丁二酰亚胺3份，极压抗磨剂为硫化异丁烯13份、二烷基二硫代氨基甲酸锌4份和苯三唑脂肪酸胺盐3份，稠化剂为脂肪酸锂皂7份，基础油为基础油150SN 15份和基础油350SN 6份。除此以外，按照与实施例1同样的方法得到成品复合润滑脂添加剂。
实施例3
将实施例1中的各组分进行如下变更：石墨为35份，分散剂为单丁二酰亚胺7份，极压抗磨剂为硫代磷酸三苯酯15份和苯三唑脂肪酸胺盐4份，稠化剂为脂肪酸锂皂7份，基础油为基础油350SN 32份。除此以外，按照与实施例1同样的方法得到成品复合润滑脂添加剂。
实施例4
将实施例1中的各组分进行如下变更：石墨为30份，分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺4份，极压抗磨剂为硫化异丁烯16份和二烷基二硫代氨基甲酸钼8份，稠化剂为膨润土型硅酸铝10份，基础油为基础油150SN 20份和基础油500SN 12份。除此以外，按照与实施例1同样的方法得到成品复合润滑脂添加剂。
实施例5
将实施例1中的各组分进行如下变更：石墨为25份，分散剂为双丁二酰亚胺7份，极压抗磨剂为硫代氨基甲酸酯15份和苯三唑脂肪酸胺盐7份，稠化剂为聚脲10份，基础油为基础油150SN 20份和基础油150BS 16份。除此以外，按照与实施例1同样的方法得到成品复合润滑脂添加剂。
实施例6
将实施例1中的各组分进行如下变更：石墨为40份，分散剂为单丁二酰亚胺5份和聚异丁烯丁二酰亚胺4份，极压抗磨剂为硫化异丁烯11份和苯三唑脂肪酸胺盐3份，稠化剂为聚脲7份，基础油为基础油150SN 20份和基础油150BS 10份。除此以外，按照与实施例1同样的方法得到成品复合润滑脂添加剂。
实施例7
将实施例1中的各组分进行如下变更：石墨为45份，分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺5份，极压抗磨剂为硫化异丁烯10份、硫代磷酸三苯酯7份和苯三唑脂肪酸胺盐3份，稠化剂为膨润土型硅酸铝10份，基础油为基础油350SN 20份。除此以外，按照与实施例1同样的方法得到成品复合润滑脂添加剂。
实施例8
将实施例1中的各组分进行如下变更：石墨为42份，分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺2份和双丁二酰亚胺3份，极压抗磨剂为硫化异丁烯9份、二烷基二硫代氨基甲酸钼5份和苯三唑脂肪酸胺盐3份，稠化剂为脂肪酸锂皂5份，基础油为基础油350SN 20份和基础油500SN 11份。除此以外，按照与实施例1同样的方法得到成品复合润滑脂添加剂。
(性能评价)
将上述实施例1～8中得到的各复合润滑脂添加剂分别按照相对于润滑脂为4重量％～14重量％的量添加到锂基润滑脂中，采用济南试金集团生产的MR-S10A四球摩擦试验机，按照GB/T3142-82润滑剂承载能力测定法(四球法)评价润滑脂的承载能力，包括最大无卡咬负荷PB、烧结负荷PD和综合磨损值ZMZ等三项指标，具体测定结果表示在表1中。这里，表中的变化率为相对于未添加本发明的添加剂的锂基润滑脂的性能基数的增加率。
表1
从表1中可以看到，添加了本发明的添加剂的锂基润滑脂的最大无卡咬负荷提高了50％以上，烧结负荷提高了150％以上，综合磨损值提高了30％以上。由此可知，通过使用本发明的复合润滑脂添加剂，能够明显改善润滑脂的抗磨性能和极限工作能力等性能。
另外，将添加了本发明的添加剂的锂基润滑脂应用于机械轴承等，润滑脂的使用量显著降低，减少程度可达到40％左右，润滑脂使用周期明显延长；并且，可以降低机械噪音1～10分贝。
Claims (10)
1、一种复合润滑脂添加剂，其特征在于，含有石墨、分散剂、稠化剂、极压抗磨剂和基础油，其原料组成以重量百分比计为：石墨20～50％、分散剂1～10％、稠化剂5～10％、极压抗磨剂10～30％，余量为基础油，各原料组分百分比之和等于百分之百。
2、根据权利要求1所述的复合润滑脂添加剂，其特征在于，所述分散剂为选自聚异丁烯丁二酰亚胺、单丁二酰亚胺和双丁二酰亚胺中的一种或两种以上。
3、根据权利要求1所述的复合润滑脂添加剂，其特征在于，所述稠化剂为选自脂肪酸锂皂、膨润土型硅酸铝和聚脲中的一种或两种以上。
4、根据权利要求1所述的复合润滑脂添加剂，其特征在于，所述极压抗磨剂为选自硫化异丁烯、硫代磷酸三苯酯、二烷基二硫代氨基甲酸盐、硫代氨基甲酸酯和苯三唑脂肪酸胺盐中的一种或两种以上。
5、根据权利要求1所述的复合润滑脂添加剂，其特征在于，所述基础油为选自矿物基础油150SN、350SN、500SN、BS150中的一种或两种以上。
6、根据权利要求1所述的复合润滑脂添加剂，其特征在于，所述基础油为选自加氢脱蜡基础油5.0cst、10.0cst中的一种或两种以上。
7、根据权利要求1所述的复合润滑脂添加剂，其特征在于，所述基础油为选自聚α烯烃和酯类油中的一种或两种以上。
8、根据权利要求1所述的复合润滑脂添加剂，其特征在于，所述石墨的平均粒径为0.1～5.0μm。
9、一种复合润滑脂添加剂的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
将分散剂、极压抗磨剂、基础油加入到调和釜，加热至60～70℃分散搅拌1～3小时，抽真空负压脱水1～3小时；
将脱水后的产物送入皂化釜，再加入稠化剂、石墨，分散搅拌皂化2～3小时；
将皂化后的产物泵送至研磨机研磨2～3小时；以及
将研磨后的产物经过滤器过滤，过滤器滤径控制在不大于15μm，得到复合润滑脂添加剂。
10、根据权利要求9所述的复合润滑脂添加剂的制造方法，其特征在于，原料组成以重量百分比计为：石墨20～50％、分散剂1～10％、稠化剂5～10％、极压抗磨剂10～30％，余量为基础油，各原料组分百分比之和等于百分之百。
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