CN104164277A - 一种重负荷开式齿轮润滑脂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重负荷开式齿轮润滑脂及其制备方法，重负荷开式齿轮润滑脂，以润滑脂重量百分数计，包括以下组分：基础油57-80%复合铝稠化剂3-6%极压抗磨剂3-7%油性剂2-5%固体添加剂5-10%防锈剂0.5—1%增粘剂6-13%抗氧剂0.5-1.0%。它在现有开式齿轮脂的基础之上，针对现有产品动力能源消耗偏高、不同程度含有环保限用物质的问题，提供一种具有良好粘附性能和极压抗磨性能，同时能够完全满足欧盟RoHS2.0限用物质要求，摩擦阻力明显降低、节约动力消耗的重负荷开式齿轮润滑脂，以满足现代工业发展对润滑脂提出的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种润滑脂，尤其是一种用于重负荷开式齿轮传动系统的润滑脂。
背景技术
开式齿轮是制造业最常见的动力传动方式，广泛应用于电力、水泥、矿山、汽车制造、钢铁、化工、造纸等行业的大型设备，如：回转窖、管磨机、烧结窖、棒磨机、磨煤机、干燥机、造粒机、鼓式碎浆机、烘干炉等。大型开式齿轮传动装置的载荷比较大，其有效、安全运行不仅取决于齿轮的设计及齿轮所用的材料，更多的依赖于正确的装配、高效的润滑维护及优质的润滑剂。据行业数据统计：除了由于设计，制造、安装、操作和维护不当之外，齿轮损坏有近20%甚至更多是由于润滑不良或润滑失效造成的。因此开式齿轮的有效润滑至关重要。
开式齿轮的齿面加工精度相对较低，粗糙度大，而且长时间处于重载和连续工作状态，加之工作环境较为恶劣，常处于大载荷或有冲击负荷的工况条件，齿轮润滑剂缺少密封防护，灰尘、杂质、水等外部介质很容易污染到啮合齿面。以上这些都给开式齿轮的润滑带来了许多不利的影响，也对开式齿轮润滑剂提出了更高的要求。好的开式齿轮润滑剂应具有优异的减摩、抗磨、抗点蚀、抗极压性能，同时还应具备低毒、无味、环境友好的特性。
目前国内制造企业常用的开式齿轮润滑剂的产品主要有：沥青质开式齿轮油、精炼矿物油、润滑脂、合成型开式齿轮油/脂、胶粘润滑剂等。含有沥青质的齿轮润滑剂通常含有一定量挥发性的溶剂，对设备操作人员及周围环境会造成严重影响，因而其使用正受到越来越多限制。近年来，以高粘度矿物油、合成油等作为基础油，加入极压抗磨剂及其它添加剂而制成的开式齿轮油也得到了广泛的应用。这类开式齿轮油的缺点是粘度不够高，易造成润滑不良，漏油和严重飞溅，造成环境污染和浪费。而且这类产品为了保证油品的极压抗磨性，需加入大剂量的含硫磷极压抗磨剂，这些含硫磷的极压抗磨剂往往是有毒、有刺激性气味的化学品，易造成设备周围空间的空气及环境的污染。欧盟的RoHS及国内的相应的限用物质标准，都对润滑油的现用物质提出了苛刻的要求，今后废旧润滑油的处理必将成为制造厂商的负担，是润滑剂选用必须面对的问题。
现有的各种开式齿轮润滑产品，对于减低阻力、降低消耗，还没有足够的应对。目前市场上流行的各类开式齿轮润滑脂，其动力、能源的消耗比起最初的沥青润滑剂有了很大改进，但是仍然有很大的改进空间。
现在市场上的开式齿轮润滑脂较多地以采用半流体脂形式，该类产品采用高粘度基础油，二硫化钼、石墨等固体润滑剂和极压抗磨添加剂精制而成，在很宽的温度范围内都能保持适中的稠度，具有优异的黏附性，良好的防锈能力，而且，即使在高压下也具有较强的耐水能力。如某发明公开了一种开式齿轮脂组合物，其基础油为高粘度合成油，稠化剂是复合磺酸钙，辅以极压剂、抗氧剂、稀释剂等组成。但这些类润滑脂没有完全限制使用环保限用物质，并且动力损耗仍然有改进提高的空间。
发明内容
本发明的目的在于，在现有开式齿轮脂的基础之上，针对现有产品动力能源消耗偏高、不同程度含有环保限用物质的问题，提供一种具有良好粘附性能和极压抗磨性能，同时能够完全满足欧盟RoHS2.0限用物质要求，摩擦阻力明显降低、节约动力消耗的重负荷开式齿轮润滑脂，以满足现代工业发展对润滑脂提出的要求。
本发明所采用的技术方案如下：
一种重负荷开式齿轮润滑脂，以润滑脂重量百分数计，包括以下组分：
基础油57-80%
复合铝稠化剂3-6%
极压抗磨剂3-7%
油性剂2-5%
固体添加剂5-10%
防锈剂0.5—1%
增粘剂6-13%
抗氧剂0.5-1.0%；
其中，基础油包括42%-55%的矿物油150BS和15%-25%的聚α烯烃。
优选的，所述复合铝稠化剂由苯甲酸，C16/C18脂肪酸和异丙醇铝三聚体制得，苯甲酸同C16/C18脂肪酸一起，与异丙醇铝三聚体中的铝的摩尔比例为1.9:1，苯甲酸与脂肪酸的摩尔比例小于1。
优选的，所述极压抗磨剂由2-4%的硼酸盐T361和1-3%的硫磷丁辛伯烷基锌盐T202组成
优选的，所述油性剂为硫化烯烃棉籽油T405。
优选的，所述固体添加剂由4-7%的粒径小于5μm,纯度>99.5%的石墨和1-3%的粒径小于0.6μm的MOS2。
优选的，所述防锈剂为苯骈三氮唑。
优选的，所述增粘剂由0.5-2%的天然乳胶和5.5-11%聚甲基丙稀酸酯组成。
优选的，所述抗氧剂由0.3-0.5%的液态辛基/丁基二苯胺和0.2-0.5%的N-苯基-α萘胺组成。
本发明还提供了一种重负荷开式齿轮润滑脂的制备方法，包括以下步骤：
1）按配方成分比例先将苯甲酸、C16/C18脂肪酸及矿物油150BS投至皂化釜中进行搅拌，并升温至90℃～95℃；
2）当两种酸搅拌至完全溶解澄清时，加入室温下的异丙醇铝三聚体；
3）温度升至195℃～200℃，恒温30分钟；
4）将天然乳胶、聚α烯烃、聚甲基丙稀酸酯按顺序加入到皂化釜中，搅拌15分钟；
5）将皂化釜物料转至调合釜中，循环冷却至125℃时，加入硼酸盐T361、硫化烯烃棉籽油T405、液态辛基/丁基二苯胺及N-苯基-α萘胺，搅拌15分钟；
6）当温度降至70℃时，向调和釜中加入硫磷丁辛伯烷基锌盐、苯骈三氮唑、石墨及MOS2，搅拌15分钟；
7）将调合釜物料进行均质、研磨、脱气、包装。
本发明的有益效果在于：1）良好的粘附性能，防护性能；2）优异的极压抗磨性，可有效防止齿轮过度磨损、擦伤、点蚀；3）齿轮黏阻损失小，能够有效降低啮合中的摩擦损耗与齿轮的油阻损耗，降低动力消耗；4）环境友好，符合欧盟RoHS2.0限用物质要求。
具体实施方式
作为优选实施例，重负荷开式齿轮润滑脂成分组成按重量百分比计如下：
本发明是一种节能、环保型的重负荷开式齿轮润滑脂，该产品是由复合铝基稠化剂稠化高粘度精制矿物油和高粘度合成油，并添加多功能添加剂组成。
本发明中的基础油为高粘度矿物油和超高粘度的聚α烯烃。
本发明中的稠化剂为复合铝皂，由苯甲酸，脂肪酸，异丙醇铝三聚体反应制得，苯甲酸同C16/C18脂肪酸一起，与异丙醇铝三聚体中的铝的摩尔比例为1.9:1，苯甲酸与脂肪酸的摩尔比例小于1。。
本发明中的极压抗磨剂是硼酸盐（T361）和硫磷丁辛伯烷基锌盐（T202）的混合物。硼酸盐是一种具有优异稳定性的载荷型的极压抗磨剂，是在摩擦表面上生成半固体、粘着力很强的沉积膜，特别能承受冲击负荷，而且不腐蚀金属。经验证，硼酸盐与硫磷丁辛伯烷基锌盐复合使用，效果极佳。
本发明中的油性剂是硫化烯烃棉籽油（T405）。
本发明的固体添加剂是粒径小于5μm,纯度>99.5%的石墨和粒径小于0.6μm的MOS2，经验证，石墨和MOS2能极大的提高齿轮润滑脂的极压，抗磨性能，并且气味比较小，符合环保要求。
本发明中的防锈剂是苯骈三氮唑。
本发明的增粘剂为天然乳胶和聚甲基丙稀酸酯的混合物，天然乳胶作用在于改善复合铝基脂的机械稳定性，聚甲基丙稀酸酯作用在于增加润滑脂在齿轮上的粘附性。
本产品的制备方法包括以下步骤：
1）按配方成分比例先将苯甲酸、C16/C18脂肪酸及矿物油150BS投至皂化釜中进行搅拌，并升温至90℃～95℃；
2）当两种酸搅拌至完全溶解澄清时，加入室温下的异丙醇铝三聚体；
3）温度升至195℃～200℃，恒温30分钟；
4）将天然乳胶、聚α烯烃、聚甲基丙稀酸酯按顺序加入到皂化釜中，搅拌15分钟；
5）将皂化釜物料转至调合釜中，循环冷却至125℃时，加入硼酸盐T361、硫化烯烃棉籽油T405、液态辛基/丁基二苯胺及N-苯基-α萘胺，搅拌15分钟；
6）当温度降至70℃时，向调和釜中加入硫磷丁辛伯烷基锌盐、苯骈三氮唑、石墨及MOS2，搅拌15分钟；
7）将调合釜物料进行均质、研磨、脱气、包装。
本发明产品的质量指标如下表：
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种重负荷开式齿轮润滑脂，以润滑脂重量百分数计，包括以下组分：
基础油57-80%
复合铝稠化剂3-6%
极压抗磨剂3-7%
油性剂2-5%
固体添加剂5-10%
防锈剂0.5—1%
增粘剂6-13%
抗氧剂0.5-1.0%；
其中，基础油包括42%-55%的矿物油150BS和15%-25%的聚α烯烃。
2.如权利要求1所述的一种重负荷开式齿轮润滑脂，其特征在于，所述复合铝稠化剂由苯甲酸， C16/C18脂肪酸和异丙醇铝三聚体反应制得，苯甲酸同C16/C18脂肪酸一起，与异丙醇铝三聚体中铝的摩尔比例为1.9:1，苯甲酸与脂肪酸的摩尔比例小于1。
3.如权利要求1所述的一种重负荷开式齿轮润滑脂，其特征在于，所述极压抗磨剂由2-4%的硼酸盐T361和1-3%的硫磷丁辛伯烷基锌盐T202组成。
4.如权利要求1所述的一种重负荷开式齿轮润滑脂，其特征在于，所述油性剂为硫化烯烃棉籽油T405。
5.如权利要求1所述的一种重负荷开式齿轮润滑脂，其特征在于，所述固体添加剂由4-7%的粒径小于5μm,纯度>99.5%的石墨和1-3%的粒径小于0.6μm的MOS2。
6.如权利要求1所述的一种重负荷开式齿轮润滑脂，其特征在于，所述防锈剂为苯骈三氮唑。
7.如权利要求1所述的一种重负荷开式齿轮润滑脂，其特征在于，所述增粘剂由0.5-2%的天然乳胶和5.5%-11%聚甲基丙稀酸酯组成。
8.如权利要求1所述的一种重负荷开式齿轮润滑脂，其特征在于，所述抗氧剂由0.3-0.5%的液态辛基/丁基二苯胺和0.2-0.5%的N-苯基-α萘胺组成。
9.如权利要求1所述的一种重负荷开式齿轮润滑脂的制备方法，包括以下步骤：
1）按配方成分比例先将苯甲酸、C16/C18脂肪酸及矿物油150BS投至皂化釜中进行搅拌，并升温至 90℃ ～95℃；
2）当两种酸搅拌至完全溶解澄清时，加入室温下的异丙醇铝三聚体；
3）温度升至 195℃～200℃，恒温30分钟；
4）将天然乳胶、聚α烯烃、聚甲基丙稀酸酯按顺序加入到皂化釜中，搅拌15分钟；
5）将皂化釜物料转至调合釜中，循环冷却至125℃时，加入硼酸盐T361、硫化烯烃棉籽油T405、液态辛基/丁基二苯胺及N-苯基-α萘胺，搅拌15分钟；
6）当温度降至70℃时，向调和釜中加入硫磷丁辛伯烷基锌盐、苯骈三氮唑、石墨及MOS2，搅拌15分钟；
7）将调合釜物料进行均质、研磨、脱气、包装。
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