一种回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑油,更具体地涉及一种回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂及其制备方法。
背景技术
回转窑在水泥厂和铝厂中广泛应用,它运转的好坏直接影响到整个厂的生产量及运转效率,它的特点是:重载荷、慢转速、温度高、温差大、露天作业,长期处在恶劣环境条件下运转。回转窑内衬耐火砖,烧结温度上千度,窑体总重几百吨,由六档托轮支承,平均一个托轮每块轴瓦承受载荷几十吨,而且托轮轴瓦常受冲击载荷和调整的影响。
因此托轮轴瓦发热现象在回转窑生产运行中是企业经常发生的问题,提高回转窑的运转率最关键的因素之一就是解决窑轴瓦的发热问题。如果轴瓦发热没有得到及时处理,就有可能产生烧瓦现象,发生烧瓦后最好的处理办法只能是停窑后将瓦重新刮研。而从窑温冷却下来到轴瓦重新刮研完毕一般都得需要3天左右的时间,再等窑重新点火升温到投料又要花去2天的时间,给生产带来严重影响。
托轮轴承承受着整个回转窑的重量,轴瓦采用的材料一般为巴氏合金。由于回转窑运转过程中的复杂工况变化,三对托轮的承载力不尽相同,有时某挡托轮甚至会承受冲击载荷。
而且托轮轴瓦特别容易发热,托轮轴瓦润滑油粘度降低、或油质乳化、或油内含有粉尘杂质等,都能引起轴瓦发热;因托轮轴密封不好,漏油严重,使油位降低,或润滑油勺脱落,润滑不足而引起轴瓦温度升高。
回转窑窑体的重量超过700t , 整个窑体由四档托轮支承,平均每块托轮轴瓦承重40t以上,再加上冲击负荷, 因此托轮和托轮轴瓦所承受的负荷很大。回转窑的表面温度在190℃左右, 烧结温度在1300℃ 左右, 在这样的高负荷和高温环境下, 对润滑的要求十分苛刻, 因此对润滑油的性能要求很高。托轮轴承润滑一般采用强制润滑,对润滑油的抗挤压性能、抗高温性能要求极高。
现在大部分回转窑的托轮和托轮轴瓦都采用38#或65#汽缸油润滑, 由于汽缸油在这样的情况下润滑油膜变薄, 氧化加快及遇水乳化, 难以在高负荷和高温的情况下形成有效的润滑来保证托轮轴瓦的正常运转, 托轮轴瓦处于严重的磨损状态, 经常发生轴瓦拉丝、发热、抱瓦、甚至翻瓦等现象, 不得不停窑大修, 打乱了正常的生产秩序, 造成重大的人力、物力和财力的损失。托轮轴瓦的润滑问题长期以来难以解决, 但是目前优良的托轮轴瓦的润滑油并不多为了满足多数回转窑托轮轴瓦的润滑,需要一种高性能的润滑油添加剂以满足托轮轴瓦的润滑, 维持回转窑的正常生产。
发明内容
为了满足托轮轴瓦润滑的需求,本发明实施例提供了回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂及其制备方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供了一种回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂,各成分的质量份数比如下:聚丁烯合成油40-60份,纳米二硫化钼20-40份,塑料混合物8-17份,纳米氧化铝8-12份,纳米氧化钛4-6份,纳米铜4-6份,纳米镍2-3份,复合抗氧剂混合物6-8份,聚异丁烯和乙丙橡胶混合物3-8份,所述塑料混合物为纳米聚四氟乙烯、聚苯硫醚粉和聚酰亚胺粉的混合物。
所述塑料混合物中纳米聚四氟乙烯:聚苯硫醚粉:聚酰亚胺粉的质量份数比为4:1:1-2。
所述聚异丁烯: 乙丙橡胶的质量份数比为2-3:1.5。
所述纳米氧化铝与纳米氧化钛质量比为2:1,纳米镍:纳米铜的质量比为1:2,纳米氧化铝和纳米氧化钛总量与纳米镍和纳米铜总量的质量比为2:1。
所述复合抗氧剂混合物为抗氧剂T202:抗氧剂T534:抗氧剂T512为:1.5:1:0.9的混合物。
为了更好地实现发明目的,提供了一种回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂的制备方法,具体包括以下步骤:
步骤一:按比例取聚异丁烯和乙丙橡胶和10%的聚丁烯合成油,将乙丙橡胶粉碎加入到聚异丁烯中再加入聚丁烯合成油,用胶体磨磨3-4次,得混合物1;所述聚异丁烯、乙丙橡胶和聚丁烯合成油质量份数比为2-3:1.5:4;
步骤二:按比例取纳米聚四氟乙烯粉用胶体磨磨10-14次,溶于乙醇:异丁醇10:3的溶液中,加入聚苯硫醚粉继续研磨3-5次,加入聚酰亚胺粉研磨3-5次,干燥得混合物2,其中纳米聚四氟乙烯:聚苯硫醚粉:聚酰亚胺粉为4:1:1-2;
步骤三:按比例称纳米氧化铝和纳米氧化钛加入纳米氧化铝和纳米氧化钛总质量3倍的无水乙醇经球磨机球磨20min,加入纳米氧化铝和纳米氧化钛总质量2倍的含5%PVB(聚乙烯醇缩丁醛)的乙醇溶液;加入纳米铜和纳米镍研磨20min,干燥得混合物3;
步骤四:按比例取剩余的聚丁烯合成油倒入带有搅拌器的密闭反应釜中加热至130℃-150℃,接着加入一半质量的复合抗氧剂混合物,然后加入混合物3强力剪切1-2h,升温至200-210℃,再加入混合物2强力剪切1-2h, 降温至180-190℃,再加入混合物1强力剪切2-3h,降温至110-120℃,最后加入纳米二硫化钼和剩余的复合抗氧剂混合物强力剪切2-3h,降温至室温得所述回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂。
为了更好地实现发明目的,提供了一种回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂的使用方法,其中减摩增效剂在使用时直接添加到回转窑拖辊轴瓦润滑油中混合均匀即可使用,减摩增效剂在回转窑拖辊轴瓦润滑油中的添加量为质量百分数10-20%。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:优异的抗极压抗磨性、低温流动性、耐高温、抗水淋、抗氧化性能和防锈防腐性,能充分起到修复轴瓦磨损、减少轴瓦发热、抱瓦、甚至翻瓦等现象,减小磨损,延长托轮轴瓦的使用周期,实现节能降耗的目的;使用时操作方便。
具体实施方式
针对现有技术中润滑油不能满足回转窑拖辊轴瓦润滑的问题,本发明提供一种回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂,各成分的质量份数比如下:聚丁烯合成油40-60份,纳米二硫化钼20-40份,塑料混合物8-17份,纳米氧化铝8-12份,纳米氧化钛4-6份,纳米铜4-6份,纳米镍2-3份,复合抗氧剂混合物6-8份,聚异丁烯和乙丙橡胶混合物3-8份,所述塑料混合物为纳米聚四氟乙烯、聚苯硫醚粉和聚酰亚胺粉的混合物。
其中,塑料混合物中纳米聚四氟乙烯:聚苯硫醚粉:聚酰亚胺粉的质量份数比为4:1:1-2。
其中,聚异丁烯: 乙丙橡胶的质量份数比为2-3:1.5。
其中,纳米氧化铝与纳米氧化钛质量比为2:1,纳米镍:纳米铜的质量比为1:2,纳米氧化铝和纳米氧化钛总量与纳米镍和纳米铜总量的质量比为2:1。
其中,复合抗氧剂混合物为抗氧剂T202:抗氧剂T534:抗氧剂T512为:1.5:1:0.9的混合物。
为了更好地实现发明目的,提供了一种回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂的制备方法,具体包括以下步骤:
步骤一:按比例取聚异丁烯和乙丙橡胶和10%的聚丁烯合成油,将乙丙橡胶粉碎加入到聚异丁烯中再加入聚丁烯合成油,用胶体磨磨3-4次,得混合物1;所述聚异丁烯、乙丙橡胶和聚丁烯合成油质量份数比为2-3:1.5:4;
步骤二:按比例取纳米聚四氟乙烯粉用胶体磨磨10-14次,溶于乙醇:异丁醇10:3的溶液中,加入聚苯硫醚粉继续研磨3-5次,加入聚酰亚胺粉研磨3-5次,干燥得混合物2,其中纳米聚四氟乙烯:聚苯硫醚粉:聚酰亚胺粉为4:1:1-2;
步骤三:按比例称纳米氧化铝和纳米氧化钛加入纳米氧化铝和纳米氧化钛总质量3倍的无水乙醇经球磨机球磨20min,加入纳米氧化铝和纳米氧化钛总质量2倍的含5%PVB(聚乙烯醇缩丁醛)的乙醇溶液;加入纳米铜和纳米镍研磨20min,干燥得混合物3;
步骤四:按比例取剩余的聚丁烯合成油倒入带有搅拌器的密闭反应釜中加热至130℃-150℃,接着加入一半质量的复合抗氧剂混合物,然后加入混合物3强力剪切1-2h,升温至200-210℃,再加入混合物2强力剪切1-2h, 降温至180-190℃,再加入混合物1强力剪切2-3h,降温至110-120℃,最后加入纳米二硫化钼和剩余的复合抗氧剂混合物强力剪切2-3h,降温至室温得所述回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂。
为了更好地实现发明目的,提供了一种回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂的使用方法,其中减摩增效剂在使用时直接添加到回转窑拖辊轴瓦润滑油中混合均匀即可使用,减摩增效剂在回转窑拖辊轴瓦润滑油中的添加量为质量百分数10-20%。
实施例1
一种回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂,各成分的质量份数比如下:聚丁烯合成油40份,纳米二硫化钼20份,塑料混合物17份,纳米氧化铝12份,纳米氧化钛6份,纳米铜6份,纳米镍3份,复合抗氧剂混合物6份,聚异丁烯和乙丙橡胶混合物3份,所述塑料混合物为纳米聚四氟乙烯、聚苯硫醚粉和聚酰亚胺粉的混合物。
塑料混合物中纳米聚四氟乙烯:聚苯硫醚粉:聚酰亚胺粉的质量份数比为4:1:1。
聚异丁烯: 乙丙橡胶的质量份数比为2:1.5。
纳米氧化铝与纳米氧化钛质量比为2:1,纳米镍:纳米铜的质量比为1:2,纳米氧化铝和纳米氧化钛总量与纳米镍和纳米铜总量的质量比为2:1。
复合抗氧剂混合物为抗氧剂T202:抗氧剂T534:抗氧剂T512为:1.5:1:0.9的混合物。
制备方法具体包括以下步骤:
步骤一:按比例取聚异丁烯和乙丙橡胶和10%的聚丁烯合成油,将乙丙橡胶粉碎加入到聚异丁烯中再加入聚丁烯合成油,用胶体磨磨3-4次,得混合物1;所述聚异丁烯、乙丙橡胶和聚丁烯合成油质量份数比为2:1.5:4;
步骤二:按比例取纳米聚四氟乙烯粉用胶体磨磨10次,溶于乙醇:异丁醇10:3的溶液中,加入聚苯硫醚粉继续研磨4次,加入聚酰亚胺粉研磨5次,干燥得混合物2,其中纳米聚四氟乙烯:聚苯硫醚粉:聚酰亚胺粉为4:1:1;
步骤三:按比例称纳米氧化铝和纳米氧化钛加入纳米氧化铝和纳米氧化钛总质量3倍的无水乙醇经球磨机球磨20min,加入纳米氧化铝和纳米氧化钛总质量2倍的含5%PVB(聚乙烯醇缩丁醛)的乙醇溶液;加入纳米铜和纳米镍研磨20min,干燥得混合物3;
步骤四:按比例取剩余的聚丁烯合成油倒入带有搅拌器的密闭反应釜中加热至130℃,接着加入一半质量的复合抗氧剂混合物,然后加入混合物3强力剪切2h,升温至210℃,再加入混合物2强力剪切2h, 降温至190℃,再加入混合物1强力剪切3h,降温至110℃,最后加入纳米二硫化钼和剩余的复合抗氧剂混合物强力剪切3h,降温至室温得所述回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂1。
实施例2
一种回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂,各成分的质量份数比如下:聚丁烯60份,纳米二硫化钼40份,塑料混合物8份,纳米氧化铝8份,纳米氧化钛4份,纳米铜4份,纳米镍2份,复合抗氧剂混合物8份,聚异丁烯和乙丙橡胶混合物8份,所述塑料混合物为纳米聚四氟乙烯、聚苯硫醚粉和聚酰亚胺粉的混合物。
塑料混合物中纳米聚四氟乙烯:聚苯硫醚粉:聚酰亚胺粉的质量份数比为4:1: 2。
聚异丁烯: 乙丙橡胶的质量份数比为3:1.5。
纳米氧化铝与纳米氧化钛质量比为2:1,纳米镍:纳米铜的质量比为1:2,纳米氧化铝和纳米氧化钛总量与纳米镍和纳米铜总量的质量比为2:1。
所述复合抗氧剂混合物为抗氧剂T202:抗氧剂T534:抗氧剂T512为:1.5:1:0.9的混合物。
制备方法具体包括以下步骤:
步骤一:按比例取聚异丁烯和乙丙橡胶和10%的聚丁烯合成油,将乙丙橡胶粉碎加入到聚异丁烯中再加入聚丁烯合成油,用胶体磨磨3-4次,得混合物1;所述聚异丁烯、乙丙橡胶和聚丁烯合成油质量份数比为3:1.5:4;
步骤二:按比例取纳米聚四氟乙烯粉用胶体磨磨14次,溶于乙醇:异丁醇10:3的溶液中,加入聚苯硫醚粉继续研磨3次,加入聚酰亚胺粉研磨3次,干燥得混合物2,其中纳米聚四氟乙烯:聚苯硫醚粉:聚酰亚胺粉为4:1: 2;
步骤三:按比例称纳米氧化铝和纳米氧化钛加入纳米氧化铝和纳米氧化钛总质量3倍的无水乙醇经球磨机球磨20min,加入纳米氧化铝和纳米氧化钛总质量2倍的含5%PVB(聚乙烯醇缩丁醛)的乙醇溶液;加入纳米铜和纳米镍研磨20min,干燥得混合物3;
步骤四:按比例取剩余的聚丁烯合成油倒入带有搅拌器的密闭反应釜中加热至150℃,接着加入一半质量的复合抗氧剂混合物,然后加入混合物3强力剪切1h,升温至200℃,再加入混合物2强力剪切1h, 降温至180℃,再加入混合物1强力剪切2h,降温至120℃,最后加入纳米二硫化钼和剩余的复合抗氧剂混合物强力剪切2h,降温至室温得所述回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂2。
实施例3
一种回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂,各成分的质量份数比如下:聚丁烯50份,纳米二硫化钼30份,塑料混合物12份,纳米氧化铝10份,纳米氧化钛5份,纳米铜5份,纳米镍2.5份,复合抗氧剂混合物7份,聚异丁烯和乙丙橡胶混合物5份,塑料混合物为纳米聚四氟乙烯、聚苯硫醚粉和聚酰亚胺粉的混合物。
其中,塑料混合物中纳米聚四氟乙烯:聚苯硫醚粉:聚酰亚胺粉的质量份数比为4:1: 2。
其中,聚异丁烯: 乙丙橡胶的质量份数比为2:1.5。
其中,纳米氧化铝与纳米氧化钛质量比为2:1,纳米镍:纳米铜的质量比为1:2,纳米氧化铝和纳米氧化钛总量与纳米镍和纳米铜总量的质量比为2:1。
其中,复合抗氧剂混合物为抗氧剂T202:抗氧剂T534:抗氧剂T512为:1.5:1:0.9的混合物。
制备方法具体包括以下步骤:
步骤一:按比例取聚异丁烯和乙丙橡胶和10%的聚丁烯合成油,将乙丙橡胶粉碎加入到聚异丁烯中再加入聚丁烯合成油,用胶体磨磨3-4次,得混合物1;所述聚异丁烯、乙丙橡胶和聚丁烯合成油质量份数比为2.5:1.5:4;
步骤二:按比例取纳米聚四氟乙烯粉用胶体磨磨12次,溶于乙醇:异丁醇10:3的溶液中,加入聚苯硫醚粉继续研磨5次,加入聚酰亚胺粉研磨5次,干燥得混合物2,其中纳米聚四氟乙烯:聚苯硫醚粉:聚酰亚胺粉为4:1:1.5;
步骤三:按比例称纳米氧化铝和纳米氧化钛加入纳米氧化铝和纳米氧化钛总质量3倍的无水乙醇经球磨机球磨20min,加入纳米氧化铝和纳米氧化钛总质量2倍的含5%PVB(聚乙烯醇缩丁醛)的乙醇溶液;加入纳米铜和纳米镍研磨20min,干燥得混合物3;
步骤四:按比例取剩余的聚丁烯合成油倒入带有搅拌器的密闭反应釜中加热至140℃,接着加入一半质量的复合抗氧剂混合物,然后加入混合物3强力剪切1h,升温至200℃,再加入混合物2强力剪切1h, 降温至180℃,再加入混合物1强力剪切2h,降温至110℃,最后加入纳米二硫化钼和剩余的复合抗氧剂混合物强力剪切2h,降温至室温得所述回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂3。
对比试验
本发明所述的回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂,使用效果通过以下对比试验行说明。
(1)2012年9 月, 在山东某铝厂的回转窑上进行应用试验, 该回转窑原用65#汽缸油润滑, 经检测轴瓦温度高达96℃, 油中的磨损微粒达39颗/cm2, 由于温度高, 一直采用水淋冷却来维持回转窑正常运行。将本实施例1的回转窑托轮轴瓦润滑油的减摩增效剂1以10%的添加量加入65#汽缸油中对轴瓦润滑,每24小时使用量润滑油60克,对轴瓦实施现场监测,2.5h 后温度下降至63 ℃ ,4h后为52℃,温度最后降至30 ℃ , 检测油中的磨损微粒仅3颗/cm2 ,不仅修复轴瓦磨损、减少轴瓦发热、抱瓦、甚至翻瓦等现象,减小磨损,延长托轮轴瓦的使用周期,换油周期是原周期的6倍。
本实施例1的回转窑拖辊轴瓦润滑油的减摩增效剂1以10%的添加量加入65#汽缸油混合后,检测指标如下表所示。
(2)山西某厂原在回转窑大瓦上使用齿轮油, 由于粘度偏小,润滑效果差, 大瓦经常超温, 检测轴瓦温度高达90℃,极端温度可高达140℃左右(大瓦的正常温度为40℃左右),影响了回转窑的正常运转。将本实施例2的回转窑拖辊轴瓦润滑油的减摩增效剂1以20%的添加量加入38#汽缸油中对轴瓦润滑;每24小时使用量58克,对轴瓦实施现场监测,2h后温度下降至70 ℃ ,5h后为48℃,温度最后降至30℃,大瓦极端温度为49℃;修复了轴瓦磨损、减少轴瓦发热、抱瓦、甚至翻瓦等现象,延长托轮轴瓦的使用周期,换油周期是原周期的5.5倍。
本实施例2的回转窑拖辊轴瓦润滑油的减摩增效剂1以20%的添加量加入38#汽缸油混合后,检测指标如下表所示。
从以上对比试验可以看出,本发明的回转窑拖辊轴瓦润滑油的减摩增效剂添加到现有回转窑拖辊轴瓦润滑油中,具有优异的抗极压抗磨性、低温流动性、耐高温、抗水淋、抗氧化性能和防锈防腐性,能充分起到修复轴瓦磨损、减少轴瓦发热、抱瓦、甚至翻瓦等现象,减小磨损,延长托轮轴瓦的使用周期,实现节能降耗的目的;使用时操作方便。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。