CN103555400B - 一种矿油型蒸汽气缸油组合物,其制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矿油型蒸汽气缸油组合物及其制备方法和应用。该组合物，其原料按质量份，由下述组分组成：矿油型蒸汽气缸油70～80，闪锌矿6～8，透闪石3～5，镧1～3，乙烯基三乙氧基硅烷1～2，十二羟基硬脂酸锂1～2。制备出的矿油型蒸汽气缸油组合物，可以在蒸汽气缸面形成超耐腐蚀的金属瓷硬耐磨层，使蒸汽气缸运动保持流畅，降低故障发生率，延长蒸汽气缸的使用寿命两倍以上，还能节约润滑材料的消耗，达到了绿色环保的效果。产品原料易得，配方科学，制作工艺简单，成本低，性能好，特别适合于润滑蒸汽机车、蒸汽船舶、蒸汽泵、蒸汽锤等直接与蒸汽接触的气缸，也可用于低速重负荷机械。

Description

一种矿油型蒸汽气缸油组合物,其制备方法及应用

技术领域

本发明涉及一种矿油型蒸汽气缸油组合物，特别涉及一种适合于润滑蒸汽机车、蒸汽船舶、蒸汽泵、蒸汽锤等直接与蒸汽接触的气缸，也可用于低速重负荷机械，属于材料技术领域。

背景技术

蒸汽汽缸油是用于往复式蒸汽机气缸、活塞、气阀，有时也供十字头连杆和滑轨导板的润滑油。蒸汽机车、蒸汽船舶、蒸汽泵、蒸汽锤等广泛使用蒸汽机作动力源。

蒸汽机的工作特点是温度高、负荷重、直接与蒸汽接触，并受其清洗。其中，过热蒸汽温度可达320～400℃，压力达3920kPa，使润滑油膜变性，在蒸汽和冷凝水的反复冲刷下，油膜减薄、氧化，气缸极易产生腐蚀和应力破坏，密封失效。

为保证良好的蒸汽机气缸的工作状态，要求蒸汽机油有较高的粘度、闪点高、粘附力强、耐水性良好能抵抗蒸汽和冷凝水的反复冲刷、氧化安定性好、密封性好，蒸发量小。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿油型蒸汽气缸油组合物，此组合物可以在蒸汽气缸面形成超耐腐蚀的金属瓷硬耐磨层，使蒸汽气缸运动保持流畅，降低故障发生率，延长蒸汽气缸的使用寿命两倍以上。

本发明的矿油型蒸汽气缸油组合物，该组合物按质量份由下述组分组成：

本发明的技术方案中，上述矿油型蒸汽气缸油组合物，优选所述的闪锌矿的颗粒度≤5μm，在210℃干燥2h。

本发明的技术方案中，上述矿油型蒸汽气缸油组合物，优选所述的透闪石颗粒度≤200nm，在110℃干燥1h。

本发明的技术方案中，上述矿油型蒸汽气缸油组合物，优选所述的镧的纯度在99.95%以上。

本发明的优选技术方案中，上述矿油型蒸汽气缸油组合物，所述的闪锌矿的质量份为7。

本发明的优选技术方案中，上述矿油型蒸汽气缸油组合物，所述的透闪石的质量份为4。

本发明的优选技术方案中，上述矿油型蒸汽气缸油组合物，所述的镧的质量份为2。

本发明的优选技术方案中，上述矿油型蒸汽气缸油组合物，所述的乙烯基三乙氧基硅烷的质量份为1.6。

本发明优选的技术方案中，上述矿油型蒸汽气缸油组合物，所述的十二烷基磺酸钠的质量份为1.3。

本发明的另一目的是提供一种矿油型蒸汽气缸油组合物的制备方法，包括如下步骤：

①将闪锌矿粉碎至颗粒度≤5μm，在210℃干燥2h；将透闪石粉碎至颗粒度≤200nm，在110℃干燥1h；

②按质量份，称取步骤①所得的矿油型蒸汽气缸油70～80，闪锌矿6～8，透闪石3～5，镧1～3，乙烯基三乙氧基硅烷1～2，十二羟基硬脂酸锂1～2混合加入到密闭装置中，使真空度达到-0.08MPa；

③升温至80～90℃，5000～20000rpm下搅拌20～50min，转速调整为18000rpm下搅拌10min，转速调整为28000rpm下搅拌10min；

④在1KW的超声发生器中精细分散30min。

本发明的又一目的是提供所述矿油型蒸汽气缸油组合物在润滑蒸汽机车、蒸汽船舶、蒸汽泵、蒸汽锤等直接与蒸汽接触的气缸中的应用，该组合物也可用于低速重负荷机械气缸的润滑。

本发明产生的有益效果：

本发明的矿油型蒸汽气缸油组合物，可以在蒸汽气缸面形成超耐腐蚀的金属瓷硬耐磨层，使蒸汽气缸运动保持流畅，降低故障发生率，延长蒸汽气缸的使用寿命两倍以上，还能节约润滑材料的消耗，达到了绿色环保的效果。产品原料易得，配方科学，制作工艺简单，成本低，性能好，特别适合于润滑蒸汽机车、蒸汽船舶、蒸汽泵、蒸汽锤等直接与蒸汽接触的气缸，也可用于低速重负荷机械。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

本发明所使用的仪器设备中，超声发生器：上海之信仪器有限公司，型号DL-60D；MMW-1立式万能摩擦磨损机：山东济南普业机电技术有限公司。

本发明所使用的原料中，矿油型蒸汽气缸油，来源于大连石化公司；闪锌矿来源于石家庄天工矿业（集团）有限公司；透闪石来源于上海顾特服（剑桥）有限公司；乙烯基三乙氧基硅烷来源于天津试剂一厂；镧、十二烷基磺酸钠来源于大连沈联化学试剂玻璃仪器有限公司。

实施例1

①将闪锌矿粉碎至颗粒度≤5μm，在210℃干燥2h；将透闪石粉碎至颗粒度≤200nm，在110℃干燥1h；

②按质量份，称取步骤①所得的矿油型蒸汽气缸油70g，闪锌矿6g，透闪石3g，镧1g，乙烯基三乙氧基硅烷1g，十二羟基硬脂酸锂1g混合加入到密闭装置中，使真空度达到-0.08MPa；

③升温至85℃，10000rpm下搅拌30min，转速调整为18000rpm下搅拌10min，转速调整为28000rpm下搅拌10min；

④在1KW的超声发生器中精细分散30min。

将制备好的矿油型蒸汽气缸油组合物在MMW-1立式万能摩擦磨损机进行磨损试验，试验力为3000N，转速为1000r/min。经过5小时的磨损试验，试样磨损面的显微硬度HV1123。试样从2.6652g变成2.6661g失重-0.034%，就是说试样不但没减少，还增重了。摩擦系数从0.049降到0.046，降低了6%。

实施例2

①将闪锌矿粉碎至颗粒度≤5μm，在210℃干燥2h；将透闪石粉碎至颗粒度≤200nm，在110℃干燥1h；

②按质量份，称取步骤①所得的矿油型蒸汽气缸油75g，闪锌矿7g，透闪石4g，镧2g，乙烯基三乙氧基硅烷1.6g，十二羟基硬脂酸锂1.3g混合加入到密闭装置中，使真空度达到-0.08MPa；

③升温至85℃，10000rpm下搅拌30min，转速调整为18000rpm下搅拌10min，转速调整为28000rpm下搅拌10min；

④在1KW的超声发生器中精细分散30min。

将制备好的矿油型蒸汽气缸油组合物在MMW-1立式万能摩擦磨损机进行磨损试验，试验力为3000N，转速为1000r/min。经过5小时的磨损试验，试样磨损面的显微硬度HV1205。试样从2.8078g变成2.8091g失重-0.046%，就是说试样不但没减少，还增重了。摩擦系数从0.053降到0.047，降低了11%。

实施例3

①将闪锌矿粉碎至颗粒度≤5μm，在210℃干燥2h；将透闪石粉碎至颗粒度≤200nm，在110℃干燥1h；

②按质量份，称取步骤①所得的矿油型蒸汽气缸油80g，闪锌矿8g，透闪石5g，镧3g，乙烯基三乙氧基硅烷2g，十二羟基硬脂酸锂2g混合加入到密闭装置中，使真空度达到-0.08MPa；

③升温至85℃，10000rpm下搅拌30min，转速调整为18000rpm下搅拌10min，转速调整为28000rpm下搅拌10min；

④在1KW的超声发生器中精细分散30min。

将制备好的矿油型蒸汽气缸油组合物在MMW-1立式万能摩擦磨损机进行磨损试验，试验力为3000N，转速为1000r/min。经过5小时的磨损试验，试样磨损面的显微硬度HV1186。试样从2.8831g变成2.8840g失重-0.031%，就是说试样不但没减少，还增重了。摩擦系数从0.059降到0.054，降低了8%。

实施例4

将市售的矿油型蒸汽气缸机油在MMW-1立式万能摩擦磨损机进行磨损试验，试验力为3000N，转速为1000r/min。经过5小时的磨损试验，试样磨损面的显微硬度HV612。试样从2.9065g变成2.9045g失重0.069%，就是说试样磨损减重了。摩擦系数从0.046增加到0.058，增加了20%。试验结果表明，市售的矿油型蒸汽气缸机油对试样的摩擦磨损性能明显低于实施例1-3的新型润滑剂（本发明的矿油型蒸汽气缸机油组合物）。

实施例5

将市售的矿油型蒸汽气缸机油在MMW-1立式万能摩擦磨损机进行磨损试验，试样在密闭的容器中，保持水蒸汽温度在400℃、压力4000kPa，试验力为3000N，转速为1000r/min。经过5小时的磨损试验，试样磨损面的显微硬度HV581。试样从2.8465g变成2.8422g失重0.15%，就是说试样磨损减重了。摩擦系数从0.046增加到0.078，增加了70%。与实施例4的结果相比较，市售的矿油型蒸汽气缸机油在一定压力的蒸汽条件下，对试样的磨损显著增加，说明市售的矿油型蒸汽气缸机油在一定压力的蒸汽条件下对试样的磨损显著增加。

实施例6

按照实施例1制备好的矿油型蒸汽气缸油组合物在MMW-1立式万能摩擦磨损机进行磨损试验，试样在密闭的容器中，保持水蒸汽温度在400℃、压力4000kPa，试验力为3000N，转速为1000r/min。经过5小时的磨损试验，试样磨损面的显微硬度HV1023。试样从2.6132g变成2.6138g失重-0.023%，就是说试样不但没减少，还增重了。摩擦系数从0.048降到0.046，降低了4%。试验结果表明，本发明组合物在一定压力的蒸汽条件下对试样的摩擦磨损性能优于市售产品的矿油型蒸汽气缸机油。另外，与实施例1的结果比较可知，本发明的矿油型蒸汽气缸油组合物在一定压力的蒸汽条件下和没有蒸汽条件下（实施例1），对试样的耐磨损性能没有明显差异，说明本发明的矿油型蒸汽气缸油组合物在一定压力的蒸汽条件下也有良好的耐磨损性能。

Claims (8)

1.一种矿油型蒸汽气缸油组合物，其特征在于该组合物按质量份由下述组分组成：

其中所述的闪锌矿的颗粒度≤5μm，在210℃干燥2h；所述的透闪石颗粒度≤200nm，在110℃干燥1h。

2.根据权利要求1所述的矿油型蒸汽气缸油组合物，其特征在于所述的闪锌矿的颗粒度≤5μm，质量份为7，在210℃干燥2h。

3.根据权利要求1所述的矿油型蒸汽气缸油组合物，其特征在于所述的透闪石颗粒度≤200nm，质量份为4，在110℃干燥1h。

4.根据权利要求1所述的矿油型蒸汽气缸油组合物，其特征在于所述的镧的纯度在99.95％以上，质量份为2。

5.根据权利要求1所述的矿油型蒸汽气缸油组合物，其特征在于所述的乙烯基三乙氧基硅烷的质量份为1.6。

6.一种如权利要求1所述的矿油型蒸汽气缸油组合物的制备方法，包括如下步骤：

①将闪锌矿粉碎至颗粒度≤5μm，在210℃干燥2h；将透闪石粉碎至颗粒度≤200nm，在110℃干燥1h；

②按质量份，称取步骤①所得的闪锌矿6～8，透闪石3～5以及权利要求1中所述的矿油型蒸汽气缸油70～80，镧1～3，乙烯基三乙氧基硅烷1～2，十二羟基硬脂酸锂1～2混合加入到密闭装置中，使真空度达到-0.08MPa；

③升温至80～90℃，5000～20000rpm下搅拌20～50min，转速调整为18000rpm下搅拌10min，转速调整为28000rpm下搅拌10min；

④在1KW的超声发生器中精细分散30min。

7.权利要求1所述的矿油型蒸汽气缸油组合物在润滑直接与蒸汽接触的蒸汽机械的气缸、低速重负荷机械气缸中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于所述的蒸汽机为蒸汽机车、蒸汽船舶、蒸汽泵、蒸汽锤。