CN102517136A - 适用于高电压大电流的电触点润滑剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电触点润滑材料领域,特别是提供一种适用于高电压大电流的电触点润滑剂组合物,该组合物包括:(A)100.0重量份的聚醚合成基础油、(B)1.0~20.0重量份的纳米二氧化钛、(C)1.0~20.0重量份的纳米氧化锌、(D)1.0~20.0重量份的纳米二氧化硅、(E)0.1~5.0重量份的纳米二硫化钼、(F)0.1~2.5重量份的表面改性处理剂、(G)0.1~2.5重量份的极压抗磨剂、(H)0.1~2.5重量份的金属钝化剂。采用上述配方制得一种润滑剂,能显著提高电触点的接触稳定性、抑制磨损和延长使用寿命。同时其生产工艺简便易行,适宜批量化生产。
Description
技术领域
本发明属电触点润滑材料领域,特别是提供一种适用于高电压大电流的电触点润滑剂组合物。
背景技术
开关在现代电力系统中不可缺少。而电触点又是开关的核心部件,电触点的成败直接影响电器开关的成败。
微观状态下电触点的表面是凹凸不平的。当电触点闭合时只有突出部位相接触,电流通过时,电流会集中于小面积的突出部分,会不断产生热量,形成热量聚集,继而导致高电阻值的氧化层的生成。随着电阻的增加,热量的产生与聚集会急剧上升,从而导致更多氧化物的生成。这种恶性的螺旋效应则会在电触点表面产生“过热点”;同时电触点在开合时一般会产生电弧,并伴随着有臭氧的生成。电弧极具破坏性,电弧不仅会产生热量而导致氧化物的生成,而会产生腐蚀性,引起电触点表面腐蚀,甚至破坏电触点的镀层。通过电触点的电流越大,前述问题会越严重。因此高电压大电流的电触点的失效问题一直是个世界性的难题。人们一直在尝试通过润滑技术来提高电触点的接触稳定性、抑制磨损和延长使用寿命,但一直未能有很好的解决方案。
发明内容
针对上述技术现状,本发明提供一种适用于高电压大电流的电触点润滑剂组合物,能显著提高电触点的接触稳定性、抑制磨损和延长使用寿命。同时其生产工艺简便易行,适宜批量化生产。
为实现上述目的,本发明所提供的技术方案是:一种适用于高电压大电流电触点的电触点润滑剂组合物,其组成包括:
(A)100.0重量份的聚醚合成基础油、
(B)1.0~20.0重量份的纳米二氧化钛、
(C)1.0~20.0重量份的纳米氧化锌、
(D)1.0~20.0重量份的纳米二氧化硅、
(E)0.1~5.0重量份的纳米二硫化钼、
(F)0.1~2.5重量份的表面改性处理剂、
(G)0.1~2.5重量份的极压抗磨剂、
(H)0.1~2.5重量份的金属钝化剂。
其中组分(A)为高低温性能优良的高粘度指数的聚醚合成基础油,粘度为100~1000cSt,粘度指数为120~220。
组分(B)为具有n型半导体结构的纳米二氧化钛,其粒径D50=5.0~100.0nm,锐钛矿型晶体结构,比表面积=100~500m2/g。
组分(C)为具有n型半导体结构的纳米氧化锌,其粒径D50=10.0~200.0nm,六边纤锌矿型晶体结构,比表面积=100~200m2/g。
组分(D)为气相法制备的纳米二氧化硅,其粒径D50=5.0~50.0nm,无定形体结构,比表面积=100~500m2/g。
组分(E)为具有层状结构的纳米二硫化钼,其粒径D50=10.0~300.0nm,比表面积=50~150m2/g。
组分(F)为硅烷偶联剂、钛酸酯、铝酸酯中的一种或其组合。
组分(G)为极压抗磨剂,具体为二烷基二硫代甲酸锌、二硫代磷酸钼、二丁基二硫代甲酸钼、噻二唑衍生物、二戊基二硫代甲酸锌的一种或其组合。
组分(H)为金属钝化剂,具体为苯并三氮唑、二辛基二苯胺、2—巯基苯并噻唑、2,5—二噻二唑二钠、合成烷芳基磺酸钙中的一种或其组合。
使用本发明生产成品润滑剂的工艺步骤如下:
(1)表面改性处理:按1.0~20.0重量份组分(B)、1.0~20.0重量份组分(C)、1.0~20.0重量份组分(D)、0.1~5.0重量份组分(E)和0.1~2.5重量份组分(F)的配方量投料,搅拌均匀;再通过导热油炉加热处理,温度控制在100~150℃;然后冷却备用;
(2)配制基础油与添加剂:按100.0重量份组分(A)、0.1~2.5重量份组分(G)、0.1~2.5重量份组分(H)的配方量投料,搅拌均匀;备用;
(3)制作成品润滑剂:将(1)、(2)所制的物料直接混合,搅拌均匀;再研磨处理,包括过胶体磨1遍,三辊2遍;真空脱气;过滤后制得成品润滑剂。
本发明巧妙地将纳米二氧化钛应用于电触点润滑剂中,并通过特定配方精准配制而成,因此,该电触点润滑剂可满足高电压大电流的电触点的润滑新需求——经采用后,能够获得如下好处:
增大载流面积,消除“过热点”:采用本发明电触点润滑剂组合物制成的成品润滑剂因采用了n型半导体结构的纳米二氧化钛、纳米氧化锌,能够显著提高电流通过电触点界面的电学性能,即在触点闭合时形成超薄润滑剂油膜层,因“量子隧道效应”使得电流可顺畅通流过,显著增加了载流面积,电阻明显减少,产生的热量也相应降低,进而消除“过热点”。
灭弧,杜绝臭氧:使用本发明电触点润滑剂组合物制成的成品润滑剂后,在触点之间填充有绝缘的润滑剂油脂层,同时纳米二氧化钛、纳米氧化锌材料具有灭弧功能,隔离空气、灭电弧、杜绝臭氧,同时温度升高和臭氧腐蚀也得到解决。此外,润滑剂可以在触点之间形成一个“软垫”,从而减少了跳动现象。
具体实施方式
下面就从物料组成、计量配方两个因数来阐述本发明的具体实施例。
实施例1
1、物料组成及配比计量配方:见表1,
表1
物料组成 | 具体物料组成 | 计量配方 |
(A) | 聚醚合成基础油,100cSt | 100.0 |
(B) | 纳米二氧化钛,10nm | 10.0 |
(C) | 纳米氧化锌,10nm | 10.0 |
(D) | 纳米二氧化硅,5nm | 5.0 |
(E) | 纳米二硫化钼,10nm | 5.0 |
(F) | 硅烷偶联剂 | 1.0 |
(G) | 二烷基二硫代甲酸锌 | 1.0 |
(H) | 苯并三氮唑 | 1.0 |
2、制作成品润滑剂的工艺步骤:
(1)表面改性处理:按配方量投料,搅拌均匀,20min;再通过导热油炉加热处理,温度控制在150℃;然后冷却备用;
(2)配制基础油与添加剂:按配方量投料,搅拌均匀10min;备用;
(3)制作成品电触点润滑剂:将(1)、(2)所制的物料直接混合,搅拌均匀,30min;再研磨处理,包括过胶体磨1遍,三辊2遍;真空脱气10min;200目滤布过滤后制得成品润滑剂。
3、检测结果:
对于上述制得的成品电触点润滑剂,进行开关寿命测试(IEC61058 10A,250V),检测结果列于表5中,其中次数为320KC/h。
实施例2
1、物料组成及配比计量配方:见表2,
表2
物料组成 | 具体物料组成 | 计量配方 |
(A) | 聚醚合成基础油,500cSt | 100.0 |
(B) | 纳米二氧化钛,10nm | 15.0 |
(C) | 纳米氧化锌,20nm | 10.0 |
(D) | 纳米二氧化硅,10nm | 10.0 |
(E) | 纳米二硫化钼,100nm | 5.0 |
(F) | 钛酸酯 | 1.5 |
(G) | 二丁基二硫代甲酸钼 | 1.5 |
(H) | 2—巯基苯并噻唑 | 1.5 |
2、制作成品润滑剂的工艺步骤:
(1)表面改性处理:按配方量投料,搅拌均匀,30min;再通过导热油炉加热处理,温度控制在130℃;然后冷却备用;
(2)配制基础油与添加剂:按配方量投料,搅拌均匀10min;备用;
(3)制作成品润滑剂:将(1)、(2)所制的物料直接混合,搅拌均匀,30min;再研磨处理,包括过胶体磨1遍,三辊2遍;真空脱气10min;300目滤布过滤后制得成品润滑剂。
3、检测结果:
对于上述制得的成品电触点润滑剂,进行开关寿命测试(IEC61058 10A,250V),检测结果列于表5中,其中次数为318KC/h。
实施例3
1、物料组成及配比计量配方:见表3,
表3
物料组成 | 具体物料组成 | 计量配方 |
(A) | 聚醚合成基础油,1000cSt | 100.0 |
(B) | 纳米二氧化钛,20nm | 20.0 |
(C) | 纳米氧化锌,50nm | 10.0 |
(D) | 纳米二氧化硅,10nm | 10.0 |
(E) | 纳米二硫化钼,100nm | 5.0 |
(F) | 铝酸酯 | 1.5 |
(G) | 二戊基二硫代甲酸锌 | 1.0 |
(H) | 合成烷芳基磺酸钙 | 1.0 |
2、制作成品润滑剂的工艺步骤:
(1)表面改性处理:按配方量投料,搅拌均匀,30min;再通过导热油炉加热处理,温度控制在120℃;然后冷却备用;
(2)配制基础油与添加剂:按配方量投料,搅拌均匀10min;备用;
(3)制作成品电触点润滑剂:将(1)、(2)所制的物料直接混合,搅拌均匀,30min;再研磨处理,包括过胶体磨1遍,三辊2遍;真空脱气10min;200目滤布过滤后制得成品润滑剂。
3、检测结果:
对于上述制得的成品电触点润滑剂,进行开关寿命测试(IEC61058 10A,250V),检测结果列于表5中,其中次数为325KC/h。
实施例4
1、物料组成及配比计量配方:见表4,
表4
物料组成 | 具体物料组成 | 计量配方 |
(A) | 聚醚合成基础油,300cSt | 100.0 |
(B) | 纳米二氧化钛,50nm | 10.0 |
(C) | 纳米氧化锌,10nm | 20.0 |
(D) | 纳米二氧化硅,20nm | 15.0 |
(E) | 纳米二硫化钼,20nm | 3.0 |
(F) | 硅烷偶联剂 | 1.5 |
(G) | 噻二唑衍生物 | 1.0 |
(H) | 2,5—二噻二唑二钠 | 1.0 |
2、制作成品润滑剂的工艺步骤:
(1)表面改性处理:按配方量投料,搅拌均匀,30min;再通过导热油炉加热处理,温度控制在135℃;然后冷却备用;
(2)配制基础油与添加剂:按配方量投料,搅拌均匀10min;备用;
(3)制作成品电触点润滑剂:将(1)、(2)所制的物料直接混合,搅拌均匀,30min;再研磨处理,包括过胶体磨1遍,三辊2遍;真空脱气10min;200目滤布过滤后制得成品润滑剂。
3、检测结果:
对于上述制得的成品电触点润滑剂,进行开关寿命测试(IEC61058 10A,250V),检测结果列于表5中,其中次数为332KC/h。
表5
表5检测结果表明:
采用本发明配比制得的电触点润滑剂具有优良的高低温性能,适用温度范围宽,且剪切安定性好;显著降低摩擦阻力,提高电流通过电触点界面的电学性能,在触点闭合时形成超薄油膜层,因“量子隧道效应”使得电流可顺畅通流过,而断开后形成的润滑剂厚膜层是绝缘的,可以防止漏电;以及良好的灭弧效果。能满足高电压大电流的电触点的润滑需求——能显著提高电触点的接触稳定性、抑制磨损和延长使用寿命。可有效解决高电压大电流触点的失效难题。
以上所述仅为本发明的部分具体实施例,凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种适用于高电压大电流的电触点润滑剂组合物,其特征在于,该组合物包括:
(A)100.0重量份的聚醚合成基础油、
(B)1.0~20.0重量份的纳米二氧化钛、
(C)1.0~20.0重量份的纳米氧化锌、
(D)1.0~20.0重量份的纳米二氧化硅、
(E)0.1~5.0重量份的纳米二硫化钼、
(F)0.1~2.5重量份的表面改性处理剂、
(G)0.1~2.5重量份的极压抗磨剂、
(H)0.1~2.5重量份的金属钝化剂。
2.根据权利要求1所述的电触点润滑剂组合物,其特征在于,所述组分(A)为高低温性能优良的高粘度指数的聚醚合成基础油,粘度为100~1000cSt,粘度指数为120~220。
3.根据权利要求1所述的电触点润滑剂组合物,其特征在于,所述组分(B)为具有n型半导体结构的纳米二氧化钛,其粒径D50=5.0~100.0nm,锐钛矿型晶体结构,比表面积=100~500m2/g。
4.根据权利要求1所述的电触点润滑剂组合物,其特征在于,所述组分(C)为具有n型半导体结构的纳米氧化锌,其粒径D50=10.0~200.0nm,六边纤锌矿型晶体结构,比表面积=100~200m2/g。
5.根据权利要求1所述的电触点润滑剂组合物,其特征在于,所述组分(D)为气相法制备的纳米二氧化硅,其粒径D50=5.0~50.0nm,无定形体结构,比表面积=100~500m2/g。
6.根据权利要求1所述的电触点润滑剂组合物,其特征在于,所述组分(E)为具有层状结构的纳米二硫化钼,其粒径D50=10.0~300.0nm,比表面积=50~150m2/g。
7.根据权利要求1所述的电触点润滑剂组合物,其特征在于,所述组分(F)为硅烷偶联剂、钛酸酯、铝酸酯中的一种或其组合。
8.根据权利要求1所述的电触点润滑剂组合物,其特征在于,所述组分(G)为极压抗磨剂,具体为二烷基二硫代甲酸锌、二硫代磷酸钼、二丁基二硫代甲酸钼、噻二唑衍生物、二戊基二硫代甲酸锌的一种或其组合。
9.根据权利要求1所述的电触点润滑剂组合物,其特征在于,所述组分(H)为金属钝化剂,具体为苯并三氮唑、二辛基二苯胺、2—巯基苯并噻唑、2,5—二噻二唑二钠、合成烷芳基磺酸钙中的一种或其组合。
10.根据权利要求1所述的电触点润滑剂组合物制成成品润滑剂的生产方法,其特征在于,包括如下工艺步骤:
(1)表面改性处理:按1.0~20.0重量份组分(B)、1.0~20.0重量份组分(C)、1.0~20.0重量份组分(D)、0.1~5.0重量份组分(E)和0.1~2.5重量份组分(F)的配方量投料,搅拌均匀;再通过导热油炉加热处理,温度控制在100~150℃;然后冷却备用;
(2)配制基础油与添加剂:按100.0重量份组分(A)、0.1~2.5重量份组分(G)、0.1~2.5重量份组分(H)的配方量投料,搅拌均匀;备用;
(3)制作成品润滑剂:将(1)、(2)所制的物料直接混合,搅拌均匀;再研磨处理,包括过胶体磨1遍,三辊2遍;然后真空脱气;过滤后制得成品润滑剂。
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