CN101892114A - 车辆底盘集中润滑专用润滑脂组合物 - Google Patents

车辆底盘集中润滑专用润滑脂组合物 Download PDF

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Abstract

一种车辆底盘集中润滑专用润滑脂组合物，它由基础油78.4％～84.1％、12-羟基硬脂酸9.4％～11.4％、单水氢氧化锂2.3％～2.7％、烷基化二苯胺0.3％～1.0％、硫化异丁烯2.0％～4.0％、二烷基二硫代磷酸钼1.5％～2.5％、十二烯基丁二酸0.4％～1.0％质量百分配比的原料制成。本发明的车辆底盘集中润滑专用润滑脂具有良好的极压抗磨性能、抗氧性能、防锈性能、低温性能、泵送性能，能够适用于一切使用车辆底盘集中润滑系统的汽车底盘的润滑。该车辆底盘集中润滑专用润滑脂的制备方法简单、生产成本低廉。

Description

车辆底盘集中润滑专用润滑脂组合物
技术领域
本发明属于润滑技术领域，具体涉及一种车辆底盘集中润滑专用润滑脂组合物，尤其适用于车辆底盘集中润滑系统润滑脂。
背景技术
车辆底盘集中润滑系统是一种集中为车辆底盘各润滑点提供润滑脂的装置。与人工加脂相比，具有能够自动定时定量进行润滑、加脂量准确、润滑可靠、减少停车时间、劳动生产率高等优点。安装了底盘集中润滑系统的车辆出车率显著提高，维护费用也有所降低。20世纪80年代，国外已开始应用车辆底盘集中润滑系统，而在国内由于该系统技术性和经济性的影响，一直未能得到普遍推广应用。近年来，国内市场在一些底盘集中润滑系统厂商的推动下逐渐得到了用户的认知并投入使用，产品性价比和本地化服务比国外同类产品更具优势。随着市场的逐渐扩大，该系统的产量迅速增加。据资料介绍，2009年1～4月份全国在客车上总共安装集中润滑系统8千余套。此外，该系统在一些非公路用车上也得到了应用。
车辆底盘集中润滑系统是通过控制器控制脂泵工作，提高供脂压力，经分脂器送至各润滑点。如果润滑脂锥入度过小，泵送性能差；相似黏度太大，低温性能不好。要求用于车辆底盘集中润滑系统的润滑脂必须具有良好的泵送性能和低温性能。当前，底盘用润滑脂主要有极压锂基润滑脂和汽车通用锂基润滑脂，其不能满足车辆底盘集中润滑系统泵送性能和低温性能的要求。现在国内尚未发现车辆底盘集中润滑专用脂方面的相关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种泵送性能、低温性能、润滑性能优异的车辆底盘集中润滑专用润滑脂组合物。
解决上述技术问题所采用的技术方案是它由下述质量百分配比的原料制成：
基础油                    78.4％～84.1％
12-羟基硬脂酸             9.4％～11.4％
单水氢氧化锂              2.3％～2.7％
烷基化二苯胺                0.3％～1.0％
硫化异丁烯                  2.0％～4.0％
二烷基二硫代磷酸钼          1.5％～2.5％
十二烯基丁二酸              0.4％～1.0％
上述的基础油是40℃运动黏度大于100mm2/s、黏度指数为90以上的高黏度指数的馏分油250N和残馏油150BS的混合物，在其混合物中馏分油250N与残馏油150BS的质量比为3∶7；12-羟基硬脂酸的皂化值为200～220mgKOH/g，酸值为178～187mgKOH/g。
本发明车辆底盘集中润滑专用润滑脂组合物的最佳质量百分配比为：
基础油                    81.4％
12-羟基硬脂酸             10.4％
单水氢氧化锂              2.3％
烷基化二苯胺              0.5％
硫化异丁烯                3.0％
二烷基二硫代磷酸钼        2.0％
十二烯基丁二酸            0.4％
本发明车辆底盘集中润滑专用润滑脂组合物的制备方法如下：
1、制备皂化液
按照上述原料的质量百分配比，将单水氢氧化锂和蒸馏水按常规方法配制成质量分数为35％的氢氧化锂水溶液；将2/3的基础油加入反应釜中，加热至80℃，加入熔化为液态的12-羟基硬脂酸，搅拌，混合均匀，加入质量分数为35％的氢氧化锂水溶液，加热至105～110℃，皂化2小时，升温至120℃脱水1小时，再升温至150℃，恒温1小时，得到皂化液。
2、制备车用底盘集中润滑专用润滑脂半成品
向皂化液中加入剩余的1/3基础油，搅拌均匀，加热至220℃，保持30分钟，得到车用底盘集中润滑专用润滑脂半成品。
3、制备车辆底盘集中润滑专用润滑脂
将车用底盘集中润滑专用润滑脂的半成品自然冷却至80℃，加入烷基化二苯胺、硫化异丁烯、二烷基二硫代磷酸钼、十二烯基丁二酸，搅拌，冷却至室温，研磨，得到车辆底盘集中润滑专用润滑脂。
本发明的车辆底盘集中润滑专用润滑脂经实验，证明它具有良好的极压抗磨性能、抗氧性能、防锈性能、低温性能、泵送性能，能够适用于一切使用车辆底盘集中润滑系统的汽车底盘的润滑。该车辆底盘集中润滑专用润滑脂的制备方法简单、生产成本低廉。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
以生产本发明产品1000g为例所用的原料及其质量配比为：
馏分油250N                     244.2g
残馏油150BS                    569.8g
12-羟基硬脂酸                  104g
单水氢氧化锂                   23g
烷基化二苯胺                   5g
硫化异丁烯                     30g
二烷基二硫代磷酸钼             20g
十二烯基丁二酸                 4g
馏分油250N与残馏油150BS按质量比为3∶7混合得到车辆底盘集中润滑专用润滑脂的基础油，基础油的40℃运动黏度为195.19mm2/s，黏度指数为101，倾点为-21℃。
其制备方法如下：
1、制备皂化液
按照上述质量配比将单水氢氧化锂和蒸馏水按常规方法配制成质量分数为35％的氢氧化锂水溶液；将2/3的基础油加入反应釜中，加热至80℃，加入熔化为液态的12-羟基硬脂酸，搅拌，混合均匀，加入质量分数为35％的氢氧化锂水溶液，加热至105～110℃，皂化2小时，快速升温至120℃脱水1小时，再升温至150℃，恒温1小时，得到皂化液。
2、制备车用底盘集中润滑专用润滑脂半成品
向步骤1所得的皂化液中加入剩余的1/3基础油，搅拌均匀，加热至220℃，保持30分钟，得到车用底盘集中润滑专用润滑脂的半成品。
3、制备车辆底盘集中润滑专用润滑脂
将车用底盘集中润滑专用润滑脂的半成品自然冷却至80℃，加入烷基化二苯胺、硫化异丁烯、二烷基二硫代磷酸钼、十二烯基丁二酸，搅拌，冷却研磨，得到车辆底盘集中润滑专用润滑脂。
实施例2
以生产本发明产品1000g为例所用的原料及其质量配比为：
馏分油250N                     252.3g
残馏油150BS                    588.7g
12-羟基硬脂酸                  94g
单水氢氧化锂                   23g
烷基化二苯胺                   3g
硫化异丁烯                     20g
二烷基二硫代磷酸钼             15g
十二烯基丁二酸                 4g
馏分油250N与残馏油150BS按质量比为3∶7混合得到车辆底盘集中润滑专用润滑脂的基础油，基础油的40℃运动黏度为195.19mm2/s，黏度指数为101，倾点为-21℃。
其制备方法与实施例1相同。
实施例3
以生产本发明产品1000g为例所用的原料及其质量配比为：
馏分油250N                       235.2g
残馏油150BS                      548.8g
12-羟基硬脂酸                    114g
单水氢氧化锂                     27g
烷基化二苯胺                     10g
硫化异丁烯                       30g
二烷基二硫代磷酸钼               25g
十二烯基丁二酸                   10g
馏分油250N与残馏油150BS按质量比为3∶7混合得到车辆底盘集中润滑专用润滑脂的基础油，基础油的40℃运动黏度为195.19mm2/s，黏度指数为101，倾点为-21℃。
其制备方法与实施例1相同。
实施例4
以生产本发明产品1000g为例所用的原料及其质量配比为：
馏分油250N                     239.1g
残馏油150BS                    557.9g
12-羟基硬脂酸                  105g
单水氢氧化锂                   25g
烷基化二苯胺                   6g
硫化异丁烯                     40g
二烷基二硫代磷酸钼             20g
十二烯基丁二酸                 7g
馏分油250N与残馏油150BS按质量比为3∶7混合得到车辆底盘集中润滑专用润滑脂的基础油，基础油的40℃运动黏度为195.19mm2/s，黏度指数为101，倾点为-21℃。
其制备方法与实施例1相同。
为了确定本发明的最佳原料配比，发明人进行了大量的实验室研究试验，各种试验情况如下：
1、基础油的选择
按照GB/T 265“石油产品运动黏度测定法”、GB/T 1995“石油产品黏度指数计算法”、GB/T 3536“石油产品闪点和燃点测定法(克利夫兰开口杯法)”、GB/T 3535“石油倾点测定法”对基础油的理化性能进行测定，其基础油调合比例及理化性能测试结果见表1。
表1基础油调合比例及理化性能测试结果
由表1可见，方案2和方案3均能满足润滑脂对基础油的要求，即基础油的40℃黏度大于100mm2/s，黏度指数为90以上，但考虑到基础油的低温性能，方案3优于方案2，本发明选择方案3规定的基础油的调和比例，即馏分油250N与残馏油150BS的质量比为3∶7。
2、原料配比的优化
12-羟基硬脂酸、氢氧化锂以及皂化温度和皂化时间因素对润滑脂的质量有很大的影响。发明人采用L9(34)正交试验表来安排试验，正交试验因子和水平确定见表2，正交试验表头设计见表3，对试验结果进行综合评分，正交试验结果及综合评分见表4所示。
表2正交试验因子和水平确定
Figure BSA00000184170300061
表3正交试验表头设计
  试验编号   A   B   C   D
  F-1   1   1   1   1
  F-2   1   2   2   2
  F-3   1   3   3   3
  F-4   2   1   2   3
  F-5   2   2   3   1
  F-6   2   3   1   2
  F-7   3   1   3   2
  F-8   3   2   1   3
  F-9   3   3   2   1
表4正交试验结果及综合评分
  试验编号   锥入度/0.1mm   滴点/℃   相似黏度/Pa·s   综合评分
  F-1   512   162   650   0.517
  F-2   495   170   618   0.349
  F-3   489   178   710   0.325
  F-4   458   186   655   0.112
  F-5   438   189   680   0.216
  F-6   415   193   812   0.334
  F-7   400   188   874   0.475
  F-8   382   195   933   0.531
  F-9   360   197   1048   0.683
  Lj   0.330   0.351   0.319
  Kj   0.35   0.30   0.35
  Wj   0.347   0.317   0.336
试验结果表明：F-4为最优配比，即本发明最佳选择12-羟基硬脂酸的添加量为10.4％、单水氢氧化锂为2.3％。
3、抗氧剂及其添加量的确定
在调和基础油时分别添加0.1％～1.0％的烷基化二苯胺(T534)、双辛基二烷基二硫代磷酸锌(T2O3)、辛基/丁基二苯胺(L57)进行试验，按照SH/T 0325“润滑脂氧化安定性测定法”测定氧化安定性(测定条件为99℃，100小时)，抗氧剂及添加量对润滑脂氧化安定性的影响试验结果见表5。
表5抗氧剂及添加量对润滑脂氧化安定性的影响
Figure BSA00000184170300071
由表5可见，随抗氧剂烷基化二苯胺、双辛基二烷基二硫代磷酸锌、辛基/丁基二苯胺添加量增大，润滑脂的氧化安定性提高，烷基化二苯胺对润滑脂的氧化安定性提高效果最好。本发明选择烷基化二苯胺作为抗氧剂，其添加量为0.3％～1.0％，最佳为0.5％。
4、防锈剂及其添加量的确定
在调和基础油时分别添加0.2％～1.0％的石油磺酸钡(T701)、十二烯基丁二酸(T746)进行试验，按照GB/T 7326“润滑脂铜片腐蚀测定法”测定其防锈性能(测试条件为T2铜片100℃，24小时)。防锈剂及添加量对润滑脂防锈性能的影响试验结果见表6。
表6防锈剂及添加量对润滑脂防锈性能的影响
  添加量/％   T701   T746
  0.2   铜片无绿色或黑色变化，锈痕   铜片无绿色或黑色变化，锈痕
  0.4   铜片无绿色或黑色变化，较少锈痕   铜片无绿色或黑色变化，合格
  0.6   铜片无绿色或黑色变化，合格   铜片无绿色或黑色变化，合格
  0.8   铜片无绿色或黑色变化，合格   铜片无绿色或黑色变化，合格
  1.0   铜片无绿色或黑色变化，合格   铜片无绿色或黑色变化，合格
由表6可见，随着防锈剂石油磺酸钡、十二烯基丁二酸添加量的增大，润滑脂防锈性能增强，十二烯基丁二酸对润滑脂防锈性能提高效果更好。本发明选择十二烯基丁二酸作为防锈剂，其添加量为0.4％～1.0％，最佳为0.4％。
5、极压抗磨剂添加量的确定
在调和基础油时分别添加0％～5.0％的硫化异丁烯(T321)和0％～2.5％的二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)进行试验，按照GB/T 12583“润滑剂极压性能测定法(四球法)”测定最大无卡咬负荷(PB值)，极压抗磨剂添加量对润滑脂抗磨性能的影响试验结果见表7。
表7极压抗磨剂添加量对润滑脂抗磨性能的影响
  T321添加量/％   0   1.0   2.0   3.0   4.0   5.0
  PB值/N   412   490   618   667   755   834
  MoDDP添加量/％   0   0.5   1.0   1.5   2.0   2.5
  PB值/N   412   461   510   588   667   755
由表7可见，随着极压抗磨剂硫化异丁烯、二烷基二硫代磷酸钼添加量的增大，润滑脂的极压抗磨性能显著提高，为了发挥极压抗磨剂之间的复配效应，本发明选择硫化异丁烯的添加量为2.0％～4.0％、二烷基二硫代磷酸钼的添加量为1.5％～2.5％。
在调和基础油中添加硫化异丁烯和二烷基二硫代磷酸钼进行复配试验，复配的水平安排见表8、复配方案及试验结果见表9。
表8复配的水平安排
Figure BSA00000184170300081
表9复配方案及试验结果
Figure BSA00000184170300082
由表9可见，最优方案为B1A2，即本发明最佳选择硫化异丁烯的添加量为3.0％、二烷基二硫代磷酸钼的添加量为2.0％。
为了验证本发明的有益效果，发明人对本发明实施例1制备的车辆底盘集中润滑专用润滑脂与汽车通用锂基润滑脂、00号极压锂基润滑脂进行了性能检测，本发明与参比润滑脂的对比试验结果见表10。
表10本发明润滑脂与参比润滑脂的对比试验结果
  汽车通用锂基润滑脂   00号极压锂基润滑脂   本发明的专用润滑脂   试验方法
  外观   褐色均匀软膏   浅黄色均匀软膏   红褐色半流体   目测
  滴点/℃   ≥180   ≥165   ≥180   GB/T 4929
  工作锥入度/0.1mm   265～295   400～430   450～470   GB/T 269
  腐蚀(T2铜片100℃24h)   铜片无绿色或黑色变化   铜片无绿色或黑色变化   铜片无绿色或黑色变化   GB/T 7326乙法
  蒸发损失量(99℃22h)/％ ≤2.0 ≤2.0 ≤2.0 GB/T 7325
  承载能力(PB)/N   ≥448   ≥588   ≥696   GB/T 12583
  氧化安定性(99℃100h0.760MPa)压力降/MPa ≤0.070 ≤0.070 ≤0.070 SH/T 0325
  相似粘度(-20℃，D＝10s-1)/(Pa·s) ≤1500 ≤1200 ≤800 SH/T 0048
由表10可见，本发明的车辆底盘集中润滑专用润滑脂具有优异的泵送性能、低温性能、氧化安定性能、极压抗磨等性能。

Claims (2)

1.一种车辆底盘集中润滑专用润滑脂组合物，其特征在于它由下述质量百分配比的原料制成：
基础油                    78.4％～84.1％
12-羟基硬脂酸             9.4％～11.4％
单水氢氧化锂              2.3％～2.7％
烷基化二苯胺              0.3％～1.0％
硫化异丁烯                2.0％～4.0％
二烷基二硫代磷酸钼        1.5％～2.5％
十二烯基丁二酸            0.4％～1.0％
上述的基础油是40℃运动黏度大于100mm2/s、黏度指数为90以上的高黏度指数的馏分油250N和残馏油150BS的混合物，在其混合物中馏分油250N与残馏油150BS的质量比为3∶7；12-羟基硬脂酸的皂化值为200～220mgKOH/g，酸值为178～187mgKOH/g。
2.按照权利要求1所述的车辆底盘集中润滑专用润滑脂组合物，其特征在于它由下述质量百分配比的原料制成：
基础油                    81.4％
12-羟基硬脂酸             10.4％
单水氢氧化锂              2.3％
烷基化二苯胺              0.5％
硫化异丁烯                3.0％
二烷基二硫代磷酸钼        2.0％
十二烯基丁二酸            0.4％。
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