CN102888271A - 一种滚动轴承润滑脂组合物及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滚动轴承润滑脂组合物及制备方法，采用合成油、矿物油、环烷基油为基础油，金属复合皂为稠化剂，并添加了抗氧剂、防腐防锈剂、优质极压抗磨剂等添加剂制成，将稠化剂加入到反应釜中，再加入基础油总量的50~60%，然后加热到140℃后再降温到85℃开始皂化，之后搅拌加热到190~210℃，再加入基础油总量的25~33%冷却降温到170~180℃后加入抗氧剂，继续搅拌并加入余量基础油降温加入防腐防锈剂，降温到60℃以下，加入其他添加剂，经三辊机压油三遍后出成品灌装。制备的润滑脂具有优良机械安定性、强粘附性能，使润滑脂具有强的极压抗磨性和长寿命性等性能，保证滚动轴承的正常工作。

Description

一种滚动轴承润滑脂组合物及制备方法

技术领域

本发明属于润滑脂技术领域，特别是涉及到一种滚动轴承润滑脂组合物及制备方法，尤其适用于滚动轴承的防护润滑。

背景技术

润滑脂属于润滑剂的范畴，是一种稠状的油脂状半固体，主要由基础油、稠化剂以及少量的添加剂组成，用于机械轴承间的摩擦部分，起润滑和密封作用，有的也用于金属表面，起填充空隙和防锈作用。

滚动轴承是装备制造业中重要的、关键的基础零部件，直接决定着重大装备和主机产品的性能、质量和可靠性，滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。滚动轴承一般由内圈、外圈、滚动体和保持架四部分组成，内圈的作用是与轴相配合并与轴一起旋转；外圈作用是与轴承座相配合，起支撑作用；滚动体是借助于保持架均匀的将滚动体分布在内圈和外圈之间，其形状大小和数量直接影响着滚动轴承的使用性能和寿命；保持架能使滚动体均匀分布，防止滚动体脱落，引导滚动体旋转起润滑作用。

随着现在制造技术以及新型设备作业强度的不断提高，相应的对轴承的抗磨损性能、耐用性能等提出了更高的要求，滚动轴承的一些缺点也暴露了出来，例如：滚动轴承运转时噪音大；轴承座的结构比较复杂；制造成本较高；轴承运转温度高，温升太快；即使轴承润滑良好，安装正确，防尘防潮严密，运转正常，它们最终也会因为滚动接触表面的疲劳而失效。

滚动轴承的寿命与轴承间所用润滑脂性能的好坏是紧密相连的，润滑对滚动轴承的疲劳寿命和摩擦、磨损、温升、振动等有重要影响，没有良好的润滑，轴承就不能正常工作。分析轴承损坏的原因表明，约40%左右的轴承损坏都与润滑不良有关。因此，轴承的良好润滑是减小轴承摩擦和磨损的有效措施。除此之外，轴承的润滑还有散热，防锈、密封、缓和冲击等多种作用。而现在常用的润滑脂已经不能解决上述滚动轴承工作的缺点，因此，基于上述缺点，对新型润滑脂提出了一下几点要求：1、由于滚动轴承运转的声音较大，要求润滑脂的纤维结构要又细又长，尽量降低轴承运转时的噪音。2、因为轴承结构复杂，要求润滑脂要具有一定的流动性，能够充实轴承内部整个空间，并且在轴承工作时润滑脂能分出一定量的基础油进行油润滑。3、轴温高以及温升快，要求润滑脂的基础油粘度不能太高，而且要精选一定配比的极压抗磨剂来提高润滑脂的极压抗磨性能来缓解轴承运转时各个方向产生的压力和磨损。4、轴承的接触表面容易疲劳，要求润滑脂的结构稳定，具有出众的粘附性能和机械安定性，且要加入防腐剂和金属钝化剂，使润滑脂具有金属钝化的性能，防止轴承表面腐蚀，提高轴承的使用寿命。5、为了降低能耗，要求润滑脂具备运转时低力矩的特点。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优良机械安定性、强粘附性能的适用于滚动轴承的润滑脂组合物，选用合适的基础油和稠化剂及添加剂，通过改进稠化剂皂化工艺，使润滑脂具有强的极压抗磨性和长寿命性等性能，保证滚动轴承的正常工作。本发明提供的滚动轴承润滑脂采用合成油、矿物油、环烷基油为基础油，金属复合皂为稠化剂，并添加了抗氧剂、防腐防锈剂、优质极压抗磨剂等添加剂制成，其中稠化剂皂化工艺是本发明的主要创新点，所选的稠化剂和极压抗磨剂也非常新颖。

本发明的技术如下：

一种滚动轴承润滑脂组合物，组成及质量百分含量为：

稠化剂：10~25%，

基础油组成：合成油：45~70%，矿物油：5~30%，环烷基油：5~10%；

在上述的组份质量为100%计，添加剂加入量为2.6~4.85%；

添加剂包括：（a）极压抗磨剂：2~4%，

（b）抗氧剂：0.5~2%，

（c）防锈防腐剂：0.05~1%。

所述的稠化剂是棕榈酸复合锂、12羟基硬脂酸复合锂其中的一种或两种。

所述合成油为聚α-烯烃合成油PAO。

所述矿物油为低硫石腊基基础油。

所述环烷基油为链烷烃类、环烷烃类或芳香烃类基础油的一种或几种。

所述极压抗磨剂为硫化物或磷化物或两者的混合物，硫化物是硫化异丁烯、硫化烯烃其中的一种或两种,磷化物是磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯其中的一种或两种。

所述抗氧剂为胺类或酚类抗氧剂；

所述胺类抗氧剂优选二苯胺。

所述酚类抗氧剂优选为2,6-二叔丁基对甲苯酚、2-萘酚的其中一种或两种。

所述防锈防腐剂为苯并三氮唑、二壬基萘磺酸钡其中的一种或两种。

本发明的滚动轴承基润滑脂组合物制备方法，将稠化剂加入到反应釜中，再加入基础油总量的50~60%，然后加热到140℃后再降温到85℃开始皂化，之后搅拌加热到190~210℃，再加入基础油总量的25~33%冷却降温，继续搅拌到170~180℃后加入抗氧剂，然后加入余量基础油降温到85℃以下加入防腐防锈剂，继续搅拌降温到60℃以下，加入其他添加剂，搅拌均匀后，经三辊机压油三遍后出成品灌装。

本专利发明的滚动轴承润滑脂组合物通过改进稠化剂皂化工艺并选择优良的稠化剂和基础油，并添加了高性能的添加剂体系，采取新型的特殊工艺制备而成，保证了润滑脂的长寿命性等性能，可满足炼钢设备高负荷滚动轴承、航空动力传输系统滚动轴承、铁路轮对滚动轴承、高速运转的车轮滚动轴承等各种苛刻工况的润滑和防护要求。

具体实施方式

实施例1

实施例1中各组分物质及其含量如下：

稠化剂：棕榈酸复合酸20%，

合成油PAO：70%，

矿物油：5%，

环烷基油：5%；

在上述的组份质量为100%计；

添加剂包括：（a）极压抗磨剂：硫化异丁烯1.2%，亚磷酸二正丁酯0.8％；

（b）抗氧剂：二苯胺0.5%；

（c）防锈防腐剂：二壬基萘磺酸钡0.05%，苯并三氮唑0.05%。

实施过程如下：

将300g棕榈酸复合酸和650g合成油PAO加入反应釜中，脂肪酸溶化后继续加热到140℃然后再降温到85℃，加入225g氢氧化锂水溶液进行反应，氢氧化锂加入量为45g，皂化复合结束后恒温一个小时，然后升温加热到210℃后将400gPAO加入反应釜进行冷却，温度控制在180℃左右，加入7.5g二苯胺，然后继续加入75g矿物油和75g环烷基油将温度降至85℃，加入0.75g二壬基萘磺酸钡和0.75g苯并三氮唑，继续搅拌降温到60℃以下，加入18g硫化异丁烯、12g亚磷酸二正丁酯并进行搅拌均匀后，组合物在三辊机上压油三遍罐装成品。

实施例2

实施例2中各组分物质及其含量如下：

稠化剂：12-羟基硬脂酸复合酸10%，

合成油PAO：60%，

矿物油：22%，

环烷基油：8%；

在上述的组份质量为100%计；

添加剂包括：（a）极压抗磨剂：硫化烯烃2.4%，磷酸三甲酚酯1.6%

（b）抗氧剂：二苯胺0.5%，2-萘酚0.3%

（c）防锈防腐剂：2-萘酚2-萘酚0.05%

实施过程如下：

将150g12-羟基硬脂酸复合酸和330g矿物油和400gPAO加入反应釜中，脂肪酸溶化继续加热到140℃然后再降温到85℃，然后加入135g氢氧化锂水溶液进行反应，氢氧化锂加入量为27g，皂化结束后升温加热到200℃后将405gPAO加入反应釜进行冷却，温度控制在175℃，加入7.5g二苯胺和4.5g2-萘酚，然后继续加入95gPAO120g环烷基油将温度降至85℃，加入0.75g苯并三氮唑，继续降温到60℃以下，加入36g硫化烯烃和24g磷酸三甲酚酯组合物在三辊机上压油三遍罐装成品。

实施例3

实施例3中各组分物质及其含量如下：

稠化剂：棕榈酸复合酸13.6%，12-羟基硬脂酸复合酸3.4%；

合成油PAO：45%；

矿物油：30%；

环烷基油：8%。

在上述的组份质量为100%计；

添加剂包括：（a）极压抗磨剂：硫化烯烃1%，亚磷酸二正丁酯2%；

（b）抗氧剂：二苯胺1%；

（c）防锈防腐剂：苯并三氮唑0.1%。

实施过程如下：

将200g棕榈酸复合酸、50g12-羟基硬脂酸复合酸和575gPAO和100g矿物油加入反应釜中，脂肪酸溶化后继续加热到140℃然后再降温到85℃，加入187.5g氢氧化锂水溶液进行反应，氢氧化锂加入量为37.5g，皂化结束后恒温一小时，升温加热到205℃后将350g矿物油、65g环烷基油加入反应釜进行冷却，温度控制在175℃，加入15g二苯胺，然后继续加入100gPAO和55g环烷基油将温度降至85℃，加入1.5g苯并三氮唑，然后继续降温到60℃以下，加入15g硫化烯烃和30g亚磷酸二正丁酯并进行搅拌均匀后，组合物在三辊机上压油三遍罐装成品。

实施例4

实施例4中各组分物质及其含量如下：

稠化剂：12-羟基硬脂酸复合酸9.75%，棕榈酸复合酸3.25%，

合成油PAO：65%，

矿物油：15%，

环烷基油：7%；

在上述的组份质量为100%计；

添加剂包括：（a）极压抗磨剂：磷酸三甲酚酯2.5%，

（b）抗氧剂：二苯胺1.2%，2,6-二叔丁基对甲苯酚0.5%，

（c）防锈防腐剂0.1%。

实施过程如下：

将150g12-羟基硬脂酸复合酸、50g棕榈酸复合酸和650gPAO加入反应釜中，脂肪酸溶化后继续加热到140度然后再降温到85℃，加入150g氢氧化锂水溶液进行反应，氢氧化锂加入量为30g，皂化结束后恒温一小时，升温加热到190℃后将325gPAO和105g矿物油加入反应釜进行冷却，温度控制在170℃，加入18g二苯胺和7.5g2,6-二叔丁基对甲苯酚，然后继续加入120g矿物油和105g环烷基油将温度降至85℃，加入1.5g二壬基萘磺酸钡，继续降温到60℃以下，加入37.5g磷酸三甲酚酯并进行搅拌均匀后，组合物在三辊机上压油三遍罐装成品。

实施例5

实施例5中各组分物质及其含量如下：

稠化剂：棕榈酸复合酸25%，

合成油PAO：53%，

矿物油：12%，

环烷基油：10%；

在上述的组份质量为100%计；

添加剂包括：（a）极压抗磨剂：硫化异丁烯1%，硫化烯烃1%，

（b）抗氧剂：2-萘酚2%，

（c）防锈防腐剂：二壬基萘磺酸钡0.03%，苯并三氮唑0.05%。

实施过程如下：

将375g棕榈酸复合酸和675gPAO加入反应釜中，脂肪酸溶化后继续加热到140℃然后再降温到85℃，加入225g氢氧化锂水溶液进行反应，氢氧化锂加入量为45g，皂化结束后恒温一小时，升温加热到210℃后将102gPAO、180g矿物油加入反应釜进行冷却，温度控制在180℃，加入30g2-萘酚，然后继续加入150g环烷基油和18gPAO将温度降至85℃，加入0.45g二壬基萘磺酸钡和0.75g苯并三氮唑，继续降温到60℃以下，加入15g硫化异丁烯和15g硫化烯烃并进行搅拌均匀后，组合物在三辊机上压油三遍罐装成品。

实施例1-5的配方及组分百分含量（%）见表1

注：添加剂加入量为基础油和稠化剂的总量为基础外加计算的

表1

表2为实施例1-5的性能测试数据

表2

从表2的数据可以看出，本发明的组合物外观细腻均匀，且具有良好的机械安定性和胶体安定性，具有很好的润滑性能。

从以上案例可得出以下结论：（1）本专利发明的润滑脂通过改进的稠化剂皂化工艺以及添加优良的极压抗磨剂，较大程度上提高了润滑脂极压抗磨性能，缓解滚动轴承运转时产生的压力，可以保证滚动轴承在高负荷等苛刻环境下正常运行，有效降低轴温和温升，极大的提高了滚动轴承的使用寿命；（2）本专利发明的润滑脂具有优良的机械安定性能和长寿命性，可以很好的满足现在大部分客户滚动轴承润滑的要求；（3）本发明中的润滑脂具有很好的高温性能和抗氧化性能，可以保证滚动轴承运转中温度升高时润滑脂不流失而影响设备正常工作；（4）本发明中的润滑脂组合物具有其他一般润滑脂的功能，因此也适用于其他轴承的润滑和防护。

Claims (10)

1.一种滚动轴承润滑脂组合物，组成及质量百分含量为：

稠化剂：10~25%，

基础油组成：合成油：45~70%，矿物油：5~30%，环烷基油：5~10%；

在上述的组份质量为100%计，添加剂加入量为2.6~4.85%；

添加剂包括：（a）极压抗磨长寿命剂：2~4%，

（b）抗氧剂：0.5~2%，

（c）防锈防腐剂：0.05~0.1%。

2.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述的稠化剂是棕榈酸复合锂、12羟基硬脂酸复合锂其中的一种或两种。

3.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述合成油为聚α-烯烃合成油PAO。

4.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述矿物油为低硫石腊基基础油。

5.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述环烷基油为链烷烃类、环烷烃类或芳香烃类基础油的一种或几种。

6.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述极压抗磨剂为硫化物或磷化物或者混合物。

7.如权利要求6所述的组合物，其特征是所述硫化物是硫化异丁烯、硫化烯烃其中的一种或两种组成；磷化物是磷酸三甲酚酯、亚磷酸二正丁酯其中的一种或两种。

8.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述抗氧剂为胺类或酚类抗氧剂；胺类为二苯胺；酚类抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚、2-萘酚的其中一种或两种。

9.如权利要求1所述的组合物，其特征是所述防锈防腐剂为苯并三氮唑、二壬基萘磺酸钡其中的一种或两种。

10.权利要求1的滚动轴承基润滑脂组合物制备方法，其特征是将稠化剂加入到反应釜中，再加入基础油总量的50~60%，然后加热到140℃后再降温到85℃开始皂化，之后搅拌加热到190~210℃，再加入基础油总量的25~33%冷却降温到170~180℃加入抗氧剂，再加入余量基础油降温到85℃加入防腐防锈剂，继续搅拌降温到60℃以下，加入其他添加剂，搅拌均匀后，经三辊机压油三遍后出成品灌装。