CN103525513A - 一种高温润滑脂组合物及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高温润滑脂组合物及制备方法，将氮化硼、极压抗磨剂按一定比例加入到基础油中，混合加热至60～160℃，通过机械搅拌进行预分散，预分散时间为0.5～1小时；将预分散后的物料通过胶体磨再次进行分散处理，通过调节胶体磨细度来调整分散效果，锥入度合适，并进行灌装。本发明的润滑脂由于选用了高温性能优异的稠化剂，高温性能优异的基础油，并添加了高温性能良好的固体润滑剂作为极压抗磨剂，使得该润滑脂具有优异的高温性能、极压抗磨性能和氧化安定性能，取得了较好的技术效果。可以应用于陶瓷、冶金、机械加工等行业高温机械设备的润滑与防护。

Description

一种高温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，特别是涉及一种高温润滑脂组合物及制备工艺，该润滑脂具有优异的耐高温性能、极压抗磨性能和氧化安定性，能够满足陶瓷、冶金、机械加工等行业高温机械设备的润滑与防护。

背景技术

随着工业化水平不断提高，许多润滑部位工作温度要求越来越高，对润滑脂的耐高温性能也提出了更高的要求。大多常用润滑脂在高温时将软化、熔化或者挥发，从而失去润滑效果，导致机器发生磨损、噪音增大、卡咬，从而使生产难以顺利进行。

高温润滑脂的使用涉及多个行业，如陶瓷行业、冶金行业、机械加工行业等，一般用于180℃以上的使用环境，最高甚至可达900℃左右。高温设备的润滑是设备管理和维修人员经常遇到的难题。选用具有优良高温性能的润滑脂，不仅可以满足设备的润滑要求，大大减轻维修人员的工作量，而且能延长设备及部件的使用寿命，增加开工时间，从而带来可观的经济效益。

高温润滑脂的稠化剂尤其以无机稠化剂为主,常用的无机稠化剂有膨润土、碳黑、PTFE等。无机稠化剂一般都具有良好的高温性能,是制造高温润滑脂比较理想的稠化剂。

氟碳润滑脂：该润滑脂具有用量少、能在特别苛刻的工作环境下提供安全可靠的润滑等特点，但所制得的润滑脂也存在价格昂贵、贮存安定性差、分油严重等问题。使用温度一般不高于260度。

膨润土润滑脂：膨润土稠化剂能与矿物油、合成油制成高温润滑脂。由于膨润土受热不发生相变化，所以膨润土润滑脂无滴点，而且具有较好的高温性能、抗水性能和胶体安定性，但膨润土润滑脂使用温度一般不能超过200度。

氮化硼（BN）具有类似石墨的层状结晶结构，其晶体结构为每一层由B、N原子相间排列成六角环网络，层内原子之间由很强的共价键所结合，所以结构紧密；层间则为分子键结合，结合力弱，所以层间容易受侧推剪力而互相滑动。由于六方氮化硼具有类似石墨的层状结晶结构，所以六方氮化硼也和石墨一样，具有很好的润滑性，和一般热间锻造常用的石墨润滑剂相比较，六方氮化硼虽然价格偏高，但低的摩擦系数：u为0.16，高温下不增大，比二硫化钼，石墨耐温高，氧化气氛可用到900℃，真空下可用到2000℃。石墨在使用温度超过400℃的时候，石墨的润滑性能，将会急遽下降，但六方氮化硼在600℃时，摩擦系数仍然维持在0.2左右，润滑性能受温度的影响很小，所以可以看出六方氮化硼特别适用于高温润滑，并且HBN的颜色为白色，不会污染锻造制品，干净且环保。

由于陶瓷、冶金、机械加工等行业高温设备的特殊性，对润滑脂的要求也很苛刻：（1）优异的高温性能，高温下润滑脂不流失；（2）优异的极压磨性能；（3）优异的氧化安定性。

国内外有关于氮化硼型高温润滑脂的文献，但未见任何公开的专利。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温润滑脂组合物，选用氮化硼作稠化剂，稠化高温性能优良的基础油，并添加高温固体极压抗磨剂形成润滑脂组合物。本发明的高温润滑脂，高温性能突出，可以短期达到900℃的使用温度；极压抗磨性好，磨痕直径较小，烧结负荷较大；优良的氧化安定性。因此本发明的润滑脂可用于陶瓷、冶金、机械加工等行业高温设备的润滑与防护。

本发明的具体技术方案如下：

本发明的高温润滑脂，其组分和重量百分含量如下：

基础油：50～80%；

稠化剂：6～40%；

极压抗磨剂：5～20%；包括：（a）石墨2-15%；（b）MCA（三聚氰胺氰尿酸）2%-15%。

基础油为合成油或矿物油；

稠化剂为六方氮化硼微粉；

所述基础油在100℃时粘度为10～2000mm²/s，开口闪点必须高于260℃。基础油为烯烃合成油、酯类油、硅油、聚醚、烷基萘、烷基二苯醚、矿物油等其中的至少一种。

所述稠化剂六方氮化硼微粉纯度至少达到98.0%。

所述石墨是微粉石墨或胶体石墨，且微粉石墨或胶体石墨的粒度至少为F-1级或更细。

所述MCA的纯度至少达到98.0%。

本发明的高温润滑脂的制备方法，步骤如下：

1）将氮化硼、极压抗磨剂按一定比例加入到基础油中，混合加热至60～160℃，通过机械搅拌进行预分散，预分散时间为0.5～1小时；

2）将预分散后的物料通过胶体磨再次进行分散处理，通过调节胶体磨细度来调整分散效果，锥入度合适，并进行灌装。

本发明的高温润滑脂，可以应用于陶瓷、冶金、机械加工等行业高温机械设备的润滑与防护。

在下表中，给出了一般工业润滑脂和根据本发明所述的实例性实施方案高温润滑脂的典型数据对比。

本发明的润滑脂由于选用了高温性能优异的稠化剂，高温性能优异的基础油，并添加了高温性能良好的的固体润滑剂作为极压抗磨剂，使得该润滑脂具有优异的高温性能、极压抗磨性能和氧化安定性能，取得了较好的技术效果。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例1：

将六方氮化硼60克，F-1微粉石墨50克，MCA150克加入到740克粘度为100mm²/s的PAO中，加热至100℃，机械搅拌预分散1小时；将预分散的物料通过胶体磨再次进行分散处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于下表：

由上表可知，本发明的润滑脂的高温性能、极压抗性能及氧化安定性能均很好。

物料配比说明如下：

稠化剂占润滑脂总量的6%，

基础油占润滑脂总量的74%，

F-1微粉石墨占润滑脂总量的5%，

MCA占润滑脂总量的15%。

实施例2：

将六方氮化硼160克，F-1微粉石墨150克，MCA20克加入到670克粘度为40mm²/s的PAO中，加热至90℃，机械搅拌预分散1小时；将预分散的物料通过胶体磨再次进行分散处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于下表：

由上表可知，本发明的润滑脂的高温性能、极压抗性能及氧化安定性能均很好。

物料配比说明如下：

稠化剂占润滑脂总量的16%，

基础油占润滑脂总量的67%，

F-1微粉石墨占润滑脂总量的15%，

MCA占润滑脂总量的2%。

实施例3：

将六方氮化硼150克，F-1微粉石墨90克，MCA50克加入到710克粘度为2000mm²/s的合成碳烃基础油中，加热至100℃，机械搅拌预分散1小时；将预分散的物料通过胶体磨再次进行分散处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于下表：

由上表可知，本发明的润滑脂的高温性能、极压抗性能及氧化安定性能均很好。

物料配比说明如下：

稠化剂占润滑脂总量的15%，

基础油占润滑脂总量的71%，

F-1微粉石墨占润滑脂总量的9%，

MCA占润滑脂总量的5%。

实施例4：

将六方氮化硼200克，F-1微粉石墨30克，MCA20克加入到750克粘度为14mm²/s的偏苯三酸酯中，加热至60℃，机械搅拌预分散0.5小时；将预分散的物料通过胶体磨再次进行分散处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于下表：

由上表可知，本发明的润滑脂的高温性能、极压抗性能及氧化安定性能均很好。

物料配比说明如下：

稠化剂占润滑脂总量的20%，

基础油占润滑脂总量的75%，

F-1微粉石墨占润滑脂总量的3%，

MCA占润滑脂总量的2%。

实施例5：

将六方氮化硼400克，F-1微粉石墨80克，MCA20克加入到500克粘度为50mm²/s的苯甲基硅油中，加热至160℃，机械搅拌预分散1小时；将预分散的物料通过胶体磨再次进行分散处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于下表：

由上表可知，本发明的润滑脂的高温性能、极压抗性能及氧化安定性能均很好。

物料配比说明如下：

稠化剂占润滑脂总量的40%，

基础油占润滑脂总量的50%，

F-1微粉石墨占润滑脂总量的8%，

MCA占润滑脂总量的2%。

实施例6：

将六方氮化硼300克，F-1微粉石墨100克，MCA50克加入到550克粘度为40mm²/s的聚醚中，加热至120℃，机械搅拌预分散1小时；将预分散的物料通过胶体磨再次进行分散处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于下表：

由上表可知，本发明的润滑脂的高温性能、极压抗性能及氧化安定性能均很好。

物料配比说明如下：

稠化剂占润滑脂总量的30%，

基础油占润滑脂总量的55%，

F-1微粉石墨占润滑脂总量的10%，

MCA占润滑脂总量的5%。

实施例7：

将六方氮化硼170克，F-1微粉石墨40克，MCA110克加入到680克粘度为18mm²/s的烷基萘中，加热至80℃，机械搅拌预分散0.6小时；将预分散的物料通过胶体磨再次进行分散处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于下表：

由上表可知，本发明的润滑脂的高温性能、极压抗性能及氧化安定性能均很好。

物料配比说明如下：

稠化剂占润滑脂总量的17%，

基础油占润滑脂总量的68%，

F-1微粉石墨占润滑脂总量的4%，

MCA占润滑脂总量的11%。

实施例8：

将六方氮化硼170克，F-1微粉石墨80克，MCA90克加入到660克粘度为17mm²/s的烷基二苯醚中，加热至90℃，机械搅拌预分散0.8小时；将预分散的物料通过胶体磨再次进行分散处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于下表：

由上表可知，本发明的润滑脂的高温性能、极压抗性能及氧化安定性能均很好。

物料配比说明如下：

稠化剂占润滑脂总量的17%，

基础油占润滑脂总量的66%，

F-1微粉石墨占润滑脂总量的8%，

MCA占润滑脂总量的9%。

实施例9：

将六方氮化硼130克，F-1微粉石墨90克，MCA100克加入到680克粘度为60mm²/s的矿物油中，加热至80℃，机械搅拌预分散0.7小时；将预分散的物料通过胶体磨再次进行分散处理得成品脂。本发明工艺配方制得的润滑脂性能列于下表：

由上表可知，本发明的润滑脂的高温性能、极压抗性能及氧化安定性能均很好。

物料配比说明如下：

稠化剂占润滑脂总量的13%，

基础油占润滑脂总量的68%，

F-1微粉石墨占润滑脂总量的9%，

MCA占润滑脂总量的10%。

采用本实施例1、2、3、4、5、6、7、8和9的润滑脂与现有的工业高温润滑脂的性能比较看出：

（1）九个样品的高温锥入度变化很小，高温钢网分油较小，现场900℃高温试验设备润滑良好，这与本发明的润滑脂具有优异的高温性具有一致性。

（2）九个样品氧化安定性结果压力降均具有较小的数值，这与本发明的润滑脂具有优异的氧化安定性具有一致性。

（3）九个样品的烧结负荷均达到1961N以上，磨痕直径普遍在0.65以下，这与本发明的润滑脂具有良好的极压抗磨性能具有一致性。

（4）从表中可以看出，本发明的润滑脂适合于陶瓷、冶金、机械加工等行业高温机械设备的润滑与防护。

本发明提出的一种高温润滑脂及制备工艺，已经通过较佳的实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的组分和方法进行改动或适当变更与组合，来实现本发明技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (10)

1.一种高温润滑脂组合物，按组合物的总重量百分比计，包括以下组分：

（1）稠化剂6-40%；

（2）基础油50-80%；

（3）极压抗磨剂5-20%；包括：（a）石墨2-15%；（b）MCA（三聚氰胺氰尿酸）2%-15%。

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于稠化剂是氮化硼。

3.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于氮化硼是六方氮化硼微粉，纯度至少达到98.0%。

4.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于基础油为矿物油、烯烃合成油、酯类油、硅油、聚醚、烷基萘或烷基二苯醚其中的至少一种。

5.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于基础油的100℃运动粘度为10-2000mm²/s。

6.根据权利要求5所述的组合物，其特征在于基础油的开口闪点必须高于260℃。

7.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于石墨是微粉石墨或胶体石墨；微粉石墨或胶体石墨的粒度至少为F-1级或更细。

8.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于MCA的纯度至少达到98.0%。

9.如权利要求1～8任一项所述的高温润滑脂的制备方法，其特征是步骤如下：

1）将氮化硼、极压抗磨剂按一定比例加入到基础油中，混合加热至60～160℃，通过机械搅拌进行预分散，预分散时间为0.5～1小时；

2）将预分散后的物料通过胶体磨再次进行分散处理，通过调节胶体磨细度来调整分散效果，锥入度合适，并进行灌装。

10.如权利要求1-8任一项所述的高温润滑脂的应用，其特征是应用于陶瓷、冶金、机械加工等行业的润滑与防护。