CN104164289B

CN104164289B - 塔式起重机标准节装配用脂组合物及制备方法

Info

Publication number: CN104164289B
Application number: CN201410380754.4A
Authority: CN
Inventors: 王先会; 王兆坤; 李素; 高艳青; 吴宝杰
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2014-08-05
Filing date: 2014-08-05
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2034-08-05
Also published as: CN104164289A

Abstract

本发明涉及塔式起重机标准节装配用脂组合物及制备方法，其组份和质量和百分含量为：通用锂基脂78.8％～94.8％；抗氧剂0.2％～0.8％；石墨粉0.8％～3.2％；轻质碳酸钙1.0～4.5％；山梨醇单油酸酯0.5％～3.0％；酚醛树脂0.4％～2.2％；磺酸盐2.0％～6.0％；聚异丁烯0.3％～1.5％。本发明采用了通用锂基脂为载体，再通过加入抗氧化、减磨、防卡咬、防锈、增黏等添加剂，而获得了一种塔式起重机标准节装配专用脂组合物。本发明的产品，可以延缓塔机轴销的锈蚀速度，防止轴销与轴套间在建筑施工期间发生锈蚀黏结，能够实现塔机标准节销轴顺畅的装配与拆解。本发明产品使用周期为1～2年。

Description

塔式起重机标准节装配用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，特别涉及一种塔式起重机标准节装配用脂组合物及制备方法。

背景技术

塔式起重机简称塔机，也称塔吊，是建筑工地上最常用的一种起重设备。塔身是塔机的“躯干”，由一节一节的标准节在工地现场靠塔机自身的顶升装置加节安装达到所需的工作高度，主要起到支承上部工作部件的作用。标准节连接要采用专门的高强度紧固件即销轴进行连接，通过销轴可将下支座与标准节连接牢固。塔身主要承受顶部工作部件传来的轴向压力、水平力，以及弯矩和扭矩的作用。销轴是塔身各标准节的接合部,塔机上的各种形式的动载、静载荷都将借助于销轴来传递。在正常工作时，塔机频繁地吊起和放下重物，吊臂反反复复地启动和制动，使塔身承受正负交替频繁变化的弯矩和扭矩，导致标准节连接销轴受力处在反复不断的变化状态。销轴承受的剪刀、弯矩、扭矩、动载等较大,而且塔身弯、扭时变形会导致销轴在销轴套内存在微小的相对位移。另外，在露天建筑施工环境下，塔机标准节销轴处同时还会受到积存的雨水、硅酸盐、氧化物、灰尘等的影响，同时又会带来严重的锈蚀问题。

在腐蚀环境和交变力矩的联合作用下，销轴联接处因防锈及表面承载能力不足,将会出现咬死卡住现象。一般民用建设项目，施工周期为1～2年。而当施工工地转移时,必须将塔机各构件进行拆卸搬运。若销轴因严重锈蚀造成卡死，就会给塔机在高空下的拆卸作业造成极大的困难。

塔机上销轴与销轴套间对于装配用脂的要求，与一般机械设备中轴承、齿轮等装置的滚动或滑动摩擦工况条件完全不同。这种装配用脂必须保证在静态或微动条件下，销轴与销轴套间留存的脂膜要起到防止金属生锈卡死、隔离金属防止发生粘结、确保适宜的动静摩擦系数等作用。要实现这种功能，在化学成分上这种装配用脂应该含有性能优良的防锈剂、可有效改善摩擦的固体润滑剂，以及粒径适宜、机械强度足够的固体填充剂。结合塔机实际使用的工况条件以及对装配用脂的功能要求，在实验室进行模试验拟时，一般采用盐雾、抗水淋及抗微动磨损等试验方法来考察脂的防护寿命周期。通常在抗水淋和抗微动磨损的试验结果保持一致的前提下，脂的防护周期与盐雾试验通过时间成正比例关系。

现有技术是在销轴与销轴套间使用锂基脂、极压锂基脂、二硫化钼锂基脂等普通润滑脂产品。这些产品尽管可以满足一般机械设备中轴承、齿轮等装置的润滑要求，但是防护及抗微动磨损性能却不理想。其突出表现是盐雾试验通过时间短，一般在100h以下；抗水淋试验损失率高，一般要达到或超过2％；抗微动磨损试验质量损失大、一般高于8mg。施工现场发现，使用上述产品的塔机当施工期超过6个月后，就会发生较严重的销轴锈蚀、磨损、以及销轴在受压下产生销轴变形弯曲等问题，造成施工完成时销轴难以正常拆解，有时不得不采用气割等破坏性措施。这样以来，既破坏塔机设备的完好性，同时也加大了造成人身安全事故的风险性。

为了克服现有技术的润滑脂在塔式起重机标准节使用与拆解过程中存在的缺陷，需要开发一种在1～2年建设周期内，可始终保持防锈、抗水、耐腐蚀、减磨、抗黏结等性能的专用脂，以实现塔机销轴能顺畅的装配与拆解。

发明内容

本发明的目的，是在于克服现有技术润滑脂在塔机标准件装配后出现的销轴拆解困难缺陷，而提供一种在1～2年的建设周期内，可始终保持防锈、耐腐蚀、减磨、抗黏结等综合性能的塔机标准节装配专用脂组合物。

本发明提供的塔机标准节装配专用脂组合物，含有特定的通用锂基脂和不同类型的多种添加剂。以组合物总重为基准，各组分含量为：

(1)通用锂基脂 78.8％～94.8％；

(2)抗氧剂 0.2％～0.8％；

(3)石墨粉 0.8％～3.2％；

(4)轻质碳酸钙 1.0～4.5％；

(5)山梨醇单油酸酯 0.5％～3.0％；

(6)酚醛树脂 0.4％～2.2％；

(7)磺酸盐 2.0％～6.0％；

(8)聚异丁烯 0.3％～1.5％。

优选组合物总重为基准，各组分含量为：

(1)通用锂基脂 81.5％～92.9％；

(2)抗氧剂 0.3％～0.7％；

(3)石墨粉 1.0％～3.0％；

(4)轻质碳酸钙 1.3～3.7％；

(5)山梨醇单油酸酯 0.7％～2.6％；

(6)酚醛树脂 0.6％～2.0％；

(7)磺酸盐 2.8％～5.3％；

(8)聚异丁烯 0.4％～1.2％。

本发明提供的润滑脂组合物，所述通用锂基脂是由高级脂肪酸锂皂稠化矿物基础油制成，且符合GB/T 7324-2010标准要求的市售工业品，包括有2号或3号两个牌号。

本发明提供的润滑脂组合物，所述抗氧剂是具有延缓石油产品氧化变质速度的胺类化合物，包括二苯胺或N-苯基-α-萘胺(石油添加剂统一代号T531)，均为市售工业品。

本发明提供的润滑脂组合物，所述石墨粉是天然石墨矿经过加工粉碎等工艺而制成的市售工业品，包括鳞片石墨或胶体石墨。其中鳞片石墨要求颗粒度小于75μm，胶体石墨要求颗粒度小于30μm。

本发明提供的润滑脂组合物，所述轻质碳酸钙是以石灰石为原料，用碳化法制得的市售工业品。要求45μm筛余物小于0.5％，优选小于0.4％。

本发明提供的润滑脂组合物，所述酚醛树脂是外观为不规则透明块状或片状固体状的市售工业品。要求软化点大于75℃。

本发明提供的润滑脂组合物，所述山梨醇单油酸酯(商品名称司苯-80)为市售工业品。

本发明提供的润滑脂组合物，所述磺酸盐包括石油磺酸钡或二壬基萘磺酸钡。石油磺酸钡(石油添加剂同一代号T701)为石油馏分或烷基苯经磺化工艺得到的市售工业品，要求分子量大于1000。二壬基萘磺酸钡(石油添加剂同一代号T705)为二壬基萘经磺化、钡化等工艺得到的市售工业品。

本发明提供的润滑脂组合物，所述聚异丁烯为异丁烯经聚合而成的市售工业品。要求分子量大于4000。

本发明的生产工艺为：首先将通用锂基脂投入釜中，搅拌升温。当温度升到115～135℃时，停止加热。加入酚醛树脂和磺酸盐，保持温度，搅拌20～30min。搅拌冷却物料。当温度达到95～110℃时顺序加入抗氧剂、石墨粉、轻质碳酸钙、司苯-80以及聚异丁烯。再搅拌15～30min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。

本发明得到的塔式起重机标准节专用脂，是以通用锂基脂为载体，通过加入抗氧、防锈、减磨、抗黏结、增黏等多种功能添加剂，而得到一种具有良好的抗氧化、减磨、防腐防锈和抗黏结能力的塔式起重机标准节专用脂。抗氧剂可减缓润滑脂在大气环境下的氧化变质速度。酚醛树脂具有优良的耐热性、耐磨性、耐水性和耐老化性，被广泛用于制造特殊塑料、涂料、粘合剂等，用于生产防腐工业涂料时，在金属表面上酚醛树脂可形成牢固的吸附层，以保护金属免受腐蚀。本发明通过引入酚醛树脂并与山梨醇单油酸酯、磺酸盐等防锈剂复配使用，能形成致密的长效保护膜，可显著改善脂膜在不同化学及电化学介质下的防腐防锈蚀能力。石墨是一种性能优良的固体润滑材料，在润滑脂中加入石墨粉可提高脂的减磨性能。轻质碳酸钙主要用于橡胶、塑料、涂料等领域作为填充剂。在该专用脂中引入的粒径适宜、且具有较高硬度的轻质碳酸钙，同时与石墨粉复配使用，即使在极高的压力下也可实现金属机件的有效隔离，从而可提高专用脂的减磨以及在微动条件下的抗黏结性能。聚异丁烯可提高专用脂对金属的粘附能力，有利于防护性能的改善。通过上述成分的复配组合，最后得到了一种能够充分满足施工现场条件要求的塔式起重机标准节装配专用脂组合物。

本发明的专用脂，具有抗氧、抗水、防腐防锈、减磨、抗黏结等功效，在1～2年施工期内，可以有效延缓销轴的锈蚀和磨损速度，防止生锈卡咬现象的发生，能够实现塔机在标准节销轴顺畅的装配与拆解。

具体实施方式

实施例1：

塔式起重机标准节装配专用脂组合物，组份和质量百分数如下：

(1)2号通用锂基脂 90.6％；

(2)二苯胺 0.4％；

(3)鳞片石墨 1.3％；

(4)轻质碳酸钙 2.7％；

(5)山梨醇单油酸酯 1.2％

(6)酚醛树脂 1.0％

(7)二壬基萘磺酸钡 2.3％

(8)聚异丁烯 0.5％

将2号通用锂基脂(工作锥入度287，单位0.1mm)906g投入炼制釜中，搅拌升温。当温度升到125℃时，停止加热。加入酚醛树脂10g和二壬基萘磺酸钡23g，保持温度搅拌21min。冷却物料。温度达到105℃时顺序加入二苯胺4g、鳞片石墨13g、轻质碳酸钙(45μm筛余物小于0.4％)27g、山梨醇单油酸酯12g以及聚异丁烯5g。搅拌20min后可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。

实施例2：

(1)3号通用锂基脂 85.5％；

(2)N-苯基-α-萘胺 0.3％；

(3)胶体石墨 2.7％；

(4)轻质碳酸钙 3.6％；

(5)山梨醇单油酸酯 1.5％

(6)酚醛树脂 1.9％

(7)二壬基萘磺酸钡 3.7％

(8)聚异丁烯 0.8％

将3号通用锂基脂(工作锥入度245，单位0.1mm)855g投入釜中，搅拌升温。当温度升到130℃时，停止加热。加入酚醛树脂19g和二壬基萘磺酸钡37g，保持温度搅拌22min。冷却物料。温度达到99℃时顺序加入N-苯基-α-萘胺3g、胶体石墨27g、轻质碳酸钙(45μm筛余物小于0.4％)36g、山梨醇单油酸酯15g以及聚异丁烯8g。搅拌24min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。

实施例3：

(1)2号通用锂基脂 78.8％；

(2)N-苯基-α-萘胺 0.8％

(3)胶体石墨 3.2％；

(4)轻质碳酸钙 4.5％；

(5)山梨醇单油酸酯 3.0％

(6)酚醛树脂 2.2％

(7)石油磺酸钡 6.0％

(8)聚异丁烯 1.5％

将2号通用锂基脂(工作锥入度287，单位0.1mm)788g投入釜中，搅拌升温。当温度升到135℃时，停止加热。加入酚醛树脂22g和石油磺酸钡60g，保持温度搅拌30min。冷却物料。温度达到110℃时加入N-苯基-α-萘胺8g、胶体石墨(颗粒度小于30μm)32g、轻质碳酸钙(45μm筛余物小于0.5％)45g、山梨醇单油酸酯30g以及聚异丁烯15g。搅拌30min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。

实施例4：

(1)3号通用锂基脂 94.8％；

(2)二苯胺 0.2％

(3)鳞片石墨 0.8％；

(4)轻质碳酸钙 1.0％；

(5)山梨醇单油酸酯 0.5％

(6)酚醛树脂 0.4％

(7)石油磺酸钡 2.0％

(8)聚异丁烯 0.3％

将3号通用锂基脂(工作锥入度245，单位0.1mm)948g投入釜中，搅拌升温。当温度升到115℃时，停止加热。加入酚醛树脂4g和石油磺酸钡20g，保持温度搅拌20min。冷却物料。温度达到95℃时加入二苯胺2g、鳞片石墨8g、轻质碳酸钙(45μm筛余物小于0.5％)10g、山梨醇单油酸酯5g以及聚异丁烯3g。搅拌15min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。

实施例5：

(1)2号通用锂基脂 81.5％；

(2)N-苯基-α-萘胺 0.7％

(3)胶体石墨 3.0％；

(4)轻质碳酸钙 3.7％；

(5)山梨醇单油酸酯 2.6％

(6)酚醛树脂 2.0％

(7)二壬基萘磺酸钡 5.3％

(8)聚异丁烯 1.2％

首先将2号通用锂基脂(工作锥入度287，单位0.1mm)815g投入釜中，搅拌升温。当温度升到127℃时，停止加热，加入酚醛树脂20g和二壬基萘磺酸钡53g，保持温度，搅拌28min。搅拌冷却物料。当温度达到102℃时顺序加入N-苯基-α-萘胺7g、胶体石墨(颗粒度小于30μm)30g、轻质碳酸钙(45μm筛余物小于0.4％)37g、山梨醇单油酸酯26g以及聚异丁烯12g。再搅拌18min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。

实施例6：

(1)3号通用锂基脂 92.9％；

(2)二苯胺 0.3％

(3)鳞片石墨 1.0％；

(4)轻质碳酸钙 1.3；

(5)山梨醇单油酸酯 0.7％

(6)酚醛树脂 0.6％

(7)石油磺酸钡 2.8％

(8)聚异丁烯 0.4％

首先将3通用锂基脂(工作锥入度247，单位0.1mm)929g投入釜中，搅拌升温。当温度升到130℃时，停止加热。加入酚醛树脂6g和石油磺酸钡28g，保持温度，搅拌27min。搅拌冷却物料。当温度达到105℃时顺序加入二苯胺3g、鳞片石墨10g、轻质碳酸钙(45μm筛余物小于0.4％)13g、山梨醇单油酸酯7g以及聚异丁烯4g。再搅拌23min，即可出釜。用三辊机研磨三遍为成品。

对比例1

为市售2号通用锂基润滑脂。

对比例2

为市售3号二硫化钼锂基润滑脂。

对比例3

为市售1号极压锂基润滑脂。

表1

从表1的结果可以看出：本发明提供的塔式起重机标准节装配专用脂组合物，提高了防锈、抗水、耐腐蚀、减磨、抗黏结等性能。特别是表现为盐雾试验通过时间延长至4倍以上，抗微动磨损试验质量损失减少18.1％以上，抗水淋试验损失率减少1％以上。本发明提供的润滑脂用于塔式起重机标准节轴销的防护与润滑，可避免销轴发生黏结生锈现象，实现塔机标准节销轴顺畅的装配与拆解。本发明产品使用周期为1～2年。

Claims

1.一种塔式起重机标准节装配专用润滑脂组合物，其特征是组分及质量百分含量为：

(1)通用锂基脂78.8％～94.8％；

(2)抗氧剂0.2％～0.8％；

(3)石墨粉0.8％～3.2％；

(4)轻质碳酸钙1.0～4.5％；

(5)山梨醇单油酸酯0.5％～3.0％；

(6)酚醛树脂0.4％～2.2％；

(7)磺酸盐2.0％～6.0％；

(8)聚异丁烯0.3％～1.5％。

2.权利要求1所述的脂组合物，其特征是各组分及质量百分含量为：

(1)通用锂基脂81.5％～92.9％；

(2)抗氧剂0.3％～0.7％；

(3)石墨粉1.0％～3.0％；

(4)轻质碳酸钙1.3～3.7％；

(5)山梨醇单油酸酯0.7％～2.6％；

(6)酚醛树脂0.6％～2.0％；

(7)磺酸盐2.8％～5.3％；

(8)聚异丁烯0.4％～1.2％。

3.如权利要求1或2所述的组合物，其特征是所述通用锂基脂是符合GB/T 7324-2010标准要求。

4.如权利要求1或2所述的组合物，其特征是所述抗氧剂是胺类化合物。

5.如权利要求4所述的组合物，其特征是所述胺类化合物包括二苯胺或N-苯基-α-萘胺。

6.如权利要求1或2所述的组合物，其特征是所述石墨粉包括鳞片石墨或胶体石墨；其中鳞片石墨要求颗粒度小于75μm；胶体石墨要求颗粒度小于30μm。

7.如权利要求1或2所述的组合物，其特征是所述轻质碳酸钙的45μm筛余物小于0.5％。

8.如权利要求1或2所述的组合物，其特征是所述酚醛树脂软化点大于75℃。

9.如权利要求1或2所述的组合物，其特征是所述磺酸盐为分子量大于1000的石油磺酸钡或二壬基萘磺酸钡。

10.如权利要求1或2所述的组合物，其特征是所述聚异丁烯分子量大于4000。