CN105038925B - 润滑剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了润滑剂及其制备方法，所述润滑剂包含以下组分：(a)基础油；(b)增粘剂；(c)极压抗磨剂；(d)抗氧剂；(e)固体添加剂；(f)分散剂；以润滑剂总质量为100％计算，基础油的加入量为50‑59质量％，增粘剂的加入量为10‑20质量％，极压抗磨剂的加入量为1‑6质量％，抗氧剂的加入量为1‑5质量％，固体添加剂的加入量为20‑35质量％，分散剂的加入量为0.5‑5质量％。本发明的润滑剂具有良好的高温润滑粘附性、抗高温性和极压抗磨性，特别适用于高温轮带的润滑。

Description

润滑剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种润滑剂及其制备方法，具体涉及一种应用于水泥回转窑、冶金化工回转窑的高温轮带的润滑剂及其制备方法。

背景技术

回转窑是水泥、化工、冶金等行业的关键设备，它的特点是温度高、负荷重、粉尘多、潮湿，露天作业，长期处在恶劣环境条件下运转。随着目前回转窑的大型化，生产能力的加大使轮带及相关部件所承受的压力也随之增大，因此对润滑剂的要求也越来越高。现有的针对回转窑轮带及相关部件的专用润滑剂还很少，主要原因是该品种用量小而未能引起油品生产厂家的足够重视。

目前回转窑轮带一般采用齿轮油、汽缸油或含皂基的润滑剂润滑，如中国专利申请CN201110431023.4中描述了一种回转窑轮带润滑油及其制造方法。然而汽缸油、齿轮油在恶劣的润滑环境下易氧化、乳化及变质，难以在高负荷、高温、水淋情况下形成有效的润滑膜来保证轮带的正常运转。含皂基的润滑剂存在抗高温性能和极压性能较差的缺陷，在粉尘较多的工况下，含皂基的润滑剂易结焦，使轮带易处于严重磨损状态，加大了轮带发生网状裂纹、剥落，甚至断裂的概率。因为回转窑轮带处于露天作业，由于沥青基和含皂基润滑剂高温下粘附性较差，并且这类产品大多采用生物可降解性较差的聚α烯烃、矿物基础油等原材料，机器高温运转过程中极易造成润滑剂的甩出，对现场环境造成污染。

回转窑轮带的润滑问题长期以来难以解决，鉴于以上情况，需要一种抗高温、极压抗磨和生物可降解率高的润滑剂满足轮带的润滑，维持回转窑的正常生产。

发明内容

发明要解决的问题

针对现有技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种润滑剂及其制备方法。该润滑剂采用具有低蒸发损失和低残炭的基础油，配合抗氧剂、极压抗磨剂及固体添加剂制备得到，具有良好的高温润滑粘附性、抗高温性和极压抗磨性，特别适用于高温轮带的润滑。

用于解决问题的方案

本发明提供一种润滑剂，包含以下组分：

(a)基础油；

(b)增粘剂；

(c)极压抗磨剂；

(d)抗氧剂；

(e)固体添加剂；

(f)分散剂；

以润滑剂总质量为100％计算，基础油的加入量为50-59质量％，增粘剂的加入量为10-20质量％，极压抗磨剂的加入量为1-6质量％，抗氧剂的加入量为1-5质量％，固体添加剂的加入量为20-35质量％，分散剂的加入量为0.5-5质量％。

本发明所述的润滑剂，基础油的加入量为55-59质量％；增粘剂的加入量为15-20质量％；极压抗磨剂的加入量为1-4质量％；抗氧剂的加入量为1-3质量％；固体添加剂的加入量为20-30质量％；分散剂的加入量为0.5-2质量％。

本发明所述的润滑剂，所述的基础油为双季戊四醇酯、偏苯三酸酯、季戊四醇酯、己二酸双酯、三羟甲基丙烷油酸酯、二异十三醇双酯、邻苯二甲酸双酯中的一种或两种以上。

本发明所述的润滑剂，其特征在于，所述的增粘剂为复酯、聚异丁烯的一种或两种。

本发明所述的润滑剂，所述的极压抗磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸锑，亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯，磷酸胺类化合物，二烷基二硫代氨基甲酸锑，三硼酸钾中性油分散液，氯化联苯，酸性磷酸酯，酸性亚磷酸酯，硫化脂肪油，酸性亚磷酸二丁酯，硫磷酸含氮衍生物，磷酸三甲酚酯，硫代磷酸胺盐，异辛基酸性磷酸酯十八胺盐，硫代磷酸三茜酸，硫化异丁烯，二苄基二硫化物，氨基硫代酯，环烷酸铅，二丁基二硫代氨基甲酸钼，二丁基二硫代氨基甲酸锑，二丁基二硫代氨基甲酸铅，硼酸盐，硼化油酰胺，A-型有机铜化合物，磷酸三(2,3-二氯丙烷)酯的一种或多种。

本发明所述的润滑剂，所述的抗氧剂为对,对辛基二苯胺，氨基甲酸酯，烷基化苯基-α-萘胺，辛基-丁基二苯胺，含酯基酚，含酯基受阻酚，含硫醚基酚的一种或多种。

本发明所述的润滑剂，所述的固体添加剂为胶体石墨，聚四氟乙烯，轻质碳酸钙，纳米金刚石的一种或多种。

本发明所述的润滑剂，所述分散剂为单烯基丁二酰亚胺，双烯基丁二酰亚胺，多烯基丁二酰亚胺，聚异丁烯丁二酰亚胺，烷基琥珀酰亚胺，烷基琥珀酸酯，烷基苯酚胺，曼尼希反应物的一种或多种。

本发明所述的润滑剂的制备方法，包含以下步骤：将各组分混合均匀，经研磨后得到润滑剂。

发明的效果

由本发明提供的高温轮带润滑剂组合物，具有优异的高温抗氧化的能力，可有效抑制润滑剂在高温轮带所处高温工况下的氧化失效，与其他皂基、沥青基高温轮带润滑剂相比，更加环保，能够实现生产过程中的节能降耗。并且本发明的润滑剂可以实现自动喷涂操作，使用自动供油系统即可实现对高温轮带的润滑保护，降低了操作工人的劳动强度，避免了操作工人近距离接触高温设备，消除了安全隐患。

具体实施方式

本发明提供一种润滑剂，包含以下组分：

(a)基础油；

(b)增粘剂；

(c)极压抗磨剂；

(d)抗氧剂；

(e)固体添加剂；

(f)分散剂。

其中，基础油为双季戊四醇酯、偏苯三酸酯、季戊四醇酯、己二酸双酯、三羟甲基丙烷油酸酯、二异十三醇双酯、邻苯二甲酸双酯中的一种或两种以上。与高温轮带润滑剂普遍使用的普通矿物基础油(一类矿物基础油、光亮油)或聚-α烯烃(PAO)基础油相比，本发明采用的合成酯类基础油的润滑性能更好，具有更强的抗磨损性能，并且具有高温蒸发无结焦、无残炭的优点，而普通矿物基础油与聚-α烯烃基础油高温蒸发后会产生较大的残炭和结焦，此外，本发明采用的基础油还具有非常强的高温粘附性，在高温轮带运转过程中可避免润滑剂高温滴落带来的润滑失效。

本发明采用的合成酯类基础油具有较好的生物可降解性能，对现场环境具有很好的保护，降低了环境污染。

以润滑剂总质量为100％计算，基础油的加入量为50-59质量％，优选为55-59质量％，合成酯基础油具有上述加入量，可为润滑剂提供一个优异的润滑性能，并且可以有效抑制润滑剂高温结焦、残炭。

本发明采用的增粘剂为复酯、聚异丁烯的一种或两种。以润滑剂总质量为100％计算，增粘剂的加入量为10-20质量％，优选为15-20质量％，增粘剂具有上述加入量，可有效增强润滑剂的油膜强度，提升润滑剂的润滑效能，并且赋予润滑剂优异的粘附性，有效解决润滑剂高温下容易在金属表面脱落的润滑难题。

本发明采用的极压抗磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸锑，亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯，磷酸胺类化合物，二烷基二硫代氨基甲酸锑，三硼酸钾中性油分散液，氯化联苯，酸性磷酸酯，酸性亚磷酸酯，硫化脂肪油，酸性亚磷酸二丁酯，硫磷酸含氮衍生物，磷酸三甲酚酯，硫代磷酸胺盐，异辛基酸性磷酸酯十八胺盐，硫代磷酸三茜酸，硫化异丁烯，二苄基二硫化物，氨基硫代酯，环烷酸铅，二丁基二硫代氨基甲酸钼，二丁基二硫代氨基甲酸锑，二丁基二硫代氨基甲酸铅，硼酸盐，硼化油酰胺，A-型有机铜化合物，磷酸三(2,3-二氯丙烷)酯的一种或多种。

以润滑剂总质量为100％计算，极压抗磨剂的加入量为1-6质量％，优选为1-4质量％，极压抗磨剂以上述加入量加入润滑剂中，可有效提高润滑剂的极压抗磨性能，使润滑剂在四球实验中的烧结极限负荷达到620～800kg，确保了高温轮带在极压冲击负荷下正常安全的运行。

本发明采用的抗氧剂为对,对辛基二苯胺，氨基甲酸酯，烷基化苯基-α-萘胺，辛基-丁基二苯胺，含酯基酚(例如：含酯基高分子量酚，牌号IRGANOX L135等)，含酯基受阻酚(例如：牌号Naugalube 531等)，含硫醚基酚(例如：含硫醚基高分子量酚，牌号IRGANOXL115)的一种或多种，在本发明所述的润滑剂中添加上述抗氧剂，在长期高温工况下可有效防止润滑剂高温氧化变质，可有效延长润滑剂的润滑保护寿命。以润滑剂总质量为100％计算，抗氧剂的加入量为1-5质量％，优选为1-3质量％，抗氧剂具有上述加入量，可为润滑剂提供高温工况下防止氧化变质、润滑失效的最佳抗氧化性能指标。

本发明采用的固体添加剂为胶体石墨，聚四氟乙烯，轻质碳酸钙，纳米金刚石的一种或多种，在本发明所述的润滑剂中添加上述固体添加剂，可有效提升高温下的极压抗磨性能。以润滑剂总质量为100％计算，固体添加剂的加入量为20-35质量％，优选为20-30质量％，固体添加剂具有上述加入量，可使润滑剂在高温工况下的极压抗磨性能控制在最佳范围值，并且可以使润滑剂高温后的残炭、结焦值为最小值，可有效防止润滑部位残炭、结焦物质的形成。

本发明中采用的分散剂为单烯基丁二酰亚胺，双烯基丁二酰亚胺，多烯基丁二酰亚胺，聚异丁烯丁二酰亚胺，烷基琥珀酰亚胺，烷基琥珀酸酯，烷基苯酚胺，曼尼希反应物的一种或多种，采用上述分散剂可将固体添加剂粉末有效均匀地悬浮在基础油中，提高产品各项性能的稳定性。以润滑剂总质量为100％计算，分散剂的加入量为0.5-5质量％，优选为0.5-2质量％，分散剂具有上述加入量，可实现固体添加剂在润滑剂中的均匀分散，有效保证了润滑剂在高温工况下的极压抗磨性能。

本发明还提供一种根据本发明所述的润滑剂的制备方法，包含以下步骤：将各组分混合均匀，所得物料经研磨后得到润滑剂。

更优选为，包含以下步骤：

(1)将基础油打入清洁的不锈钢调和釜进行加热，加热至80-100℃，加入抗氧剂，在80-100℃恒温搅拌；(2)降温，加入增粘剂、极压抗磨剂、固体添加剂和分散剂，搅拌均匀；

(3)将调和釜中的物料打出，在三辊研磨机研磨后得到润滑剂。

所述加热温度优选为90℃，所述恒温搅拌温度优选为90℃。

实施例

以下提供本发明的实施例，其仅用于解释和说明的目的，并不限制本发明。在实施例中，“份”是指“质量份”。

实施例1

将基础油双季戊四醇酯(美国HATCOL公司，牌号HATCOL 3165，下同)30份、季戊四醇酯(美国HATCOL公司，牌号HATCOL 2999，下同)26份打入清洁的不锈钢调和釜，加热至90℃，加入抗氧剂对,对辛基二苯胺(科宁化工(中国)有限公司，牌号L01，下同)2份，90℃下均匀搅拌30min；降温至60℃，加入增粘剂复酯(英国禾大公司，牌号Priolube 3986，下同)15份，55℃下均匀搅拌30min；加入极压抗磨剂二烷基二硫代氨基甲酸锑(美国范德比尔特公司，牌号Vanlube 73，下同)3份，固体添加剂轻质碳酸钙(上海华谊集团华原化工有限公司，牌号轻质碳酸钙，下同)10份、胶体石墨(上海祁聚化工有限公司，牌号胶体石墨-00#，下同)13份，55℃下均匀搅拌1h；降温至40℃，加入分散剂烷基琥珀酰亚胺(北京市华通瑞弛技工贸公司，牌号SRF-111，下同)1份，均匀搅拌30min；物料出釜使用三辊研磨机研磨一次，即得到高温轮带润滑剂I。

实施例2

将基础油双季戊四醇酯30份、季戊四醇酯28份打入清洁的不锈钢调和釜，加热至90℃，加入抗氧剂对,对辛基二苯胺2份，90℃下均匀搅拌30min；降温至60℃，加入增粘剂复酯15份，55℃下均匀搅拌30min；加入极压抗磨剂二烷基二硫代氨基甲酸锑1份，固体添加剂轻质碳酸钙10份、胶体石墨13份，55℃下均匀搅拌1h；降温至40℃，加入分散剂烷基琥珀酰亚胺1份，均匀搅拌30min；物料出釜使用三辊研磨机研磨一次，即得到成品高温轮带润滑剂II。

对比例1

将基础油双季戊四醇酯30份、季戊四醇酯27份打入清洁的不锈钢调和釜，加热至90℃，加入抗氧剂对,对辛基二苯胺2份，90℃下均匀搅拌30min；降温至60℃，加入增粘剂复酯15份，55℃下均匀搅拌30min；加入极压抗磨剂氯化石蜡(英国BP公司，牌号INEOSCERECLOR S52)2份，固体添加剂轻质碳酸钙10份、胶体石墨13份，55℃下均匀搅拌1h；降温至40℃，加入分散剂烷基琥珀酰亚胺1份，均匀搅拌30min；物料出釜使用三辊研磨机研磨一次，即得到成品高温轮带润滑剂III。

对比例2

将基础油双季戊四醇酯30份、季戊四醇酯26份打入清洁的不锈钢调和釜，加热至90℃，加入抗氧剂对,对辛基二苯胺2份，90℃下均匀搅拌30min；降温至60℃，加入增粘剂复酯15份，55℃下均匀搅拌30min；加入极压抗磨剂二烷基二硫代氨基甲酸锑3份，固体添加剂纳米镍粉(长沙天久金属材料有限公司，牌号：Titd-WNi)10份、纳米铜粉(上海九佳粉体材料有限公司，型号FTD-3)13份，55℃下均匀搅拌1h；降温至40℃，加入分散剂烷基琥珀酰亚胺1份，均匀搅拌30min；物料出釜使用三辊研磨机研磨一次，即得到成品高温轮带润滑剂IV。

对比例3

将基础油双季戊四醇酯40份、季戊四醇酯34.1份打入清洁的不锈钢调和釜，加热至90℃，加入抗氧剂对,对辛基二苯胺0.5份，90℃下均匀搅拌30min；降温至60℃，加入增粘剂复酯8份，55℃下均匀搅拌30min；加入极压抗磨剂二烷基二硫代氨基甲酸锑1份，固体添加剂轻质碳酸钙8份、胶体石墨8份，55℃下均匀搅拌1h；降温至40℃，加入分散剂烷基琥珀酰亚胺0.4份，均匀搅拌30min；物料出釜使用三辊研磨机研磨一次，即得到高温轮带润滑剂V。

对比例4

将基础油矿物油(美国ExxonMobi l公司，牌号：150BS)56份打入清洁的不锈钢调和釜，加热至90℃，加入抗氧剂对,对辛基二苯胺2份，90℃下均匀搅拌30min；降温至60℃，加入增粘剂复酯15份，55℃下均匀搅拌30min；加入极压抗磨剂二烷基二硫代氨基甲酸锑3份，固体添加剂轻质碳酸钙10份、胶体石墨13份，55℃下均匀搅拌1h；降温至40℃，加入分散剂烷基琥珀酰亚胺1份，均匀搅拌30min；物料出釜使用三辊研磨机研磨一次，即得到高温轮带润滑剂VI。

对比例5

将基础油双季戊四醇酯30份、季戊四醇酯26份打入清洁的不锈钢调和釜，加热至90℃，加入抗氧剂对,对辛基二苯胺2份，90℃下均匀搅拌30min；降温至60℃，加入增粘剂复酯15份，55℃下均匀搅拌30min；加入极压抗磨剂二烷基二硫代氨基甲酸锑3份，固体添加剂轻质碳酸钙10份、胶体石墨13份，55℃下均匀搅拌1h；降温至40℃，加入分散剂石油磺酸钙(北京市津同乐泰化工产品有限公司，牌号：石油磺酸钙)1份，均匀搅拌30min；物料出釜使用三辊研磨机研磨一次，即得到高温轮带润滑剂VII。

表1列出了上述高温轮带润滑剂I-VII的性能测试结果。

表1

由表1可以看出，高温轮带润滑剂组合物I、II，氧化安定性能都非常优异，其质量指标都在10以下，表现出了良好的高温抗氧化能力；由表1残炭指标一栏可以看出，高温轮带润滑剂组合物I、II均具有非常好的清净性，高温残炭非常小，从而保证在此工况下不会产生油泥积碳。由表1生物可降解率一栏可以看出，高温轮带润滑剂组合物I、II均具有相当高的生物可降解率，可有效降低使用现场因操作不当、润滑剂泄漏等因素对环境造成的污染。

与实施例1的高温轮带润滑剂I相比，对比例1的高温轮带润滑剂III添加了与本发明不同的其他类型的极压抗磨剂，由表1可以看出，高温轮带润滑剂III的四球抗磨性能以及四球试验数值比较差，这说明本发明所使用的极压抗磨剂与基础油和固体添加剂协同复配，可以获得更为理想的抗磨性能指标，避免了高温轮带在工作过程中因润滑剂磨损性能较差带来的金属表面磨损。

对比例2的高温轮带润滑剂组合物IV，采用了与本发明不同的其他类型的固体添加剂，由表1可以看出，与高温轮带润滑剂I、II相比，高温轮带润滑剂IV的四球试验数值比较差，这说明在本发明所述范围内的固体添加剂配合下，润滑剂获得了非常优异的抗烧结性能，使高温轮带在高冲击负荷下也能正常的工作。

与高温轮带润滑剂I、II相比，对比例3的高温轮带润滑剂V，各组份含量均不在本发明所述的范围内，由表1可以看出，高温轮带润滑剂V的氧化安定性、四球磨斑直径及四球试验均表现出了较差的性能指标，高温轮带润滑剂V的抗氧化指标无法满足高温轮带润滑剂在高温工况下的正常使用要求。由于四球磨斑直径及四球试验的指标检测结果极其不理想，因而在轮带高负荷重载的工况环境下，无法实现所需的正常极压抗磨润滑保护。

与高温轮带润滑剂I、II相比，对比例4的高温轮带润滑剂VI采用了传统的石油提炼的矿物油作为基础油原料，由表1可以看出，高温轮带润滑剂VI在氧化安定性、四球抗磨试验、四球试验、残炭及生物可降解率指标均较差，氧化安定性的降低无法满足高温轮带润滑剂在高温工况下的正常使用要求。四球磨斑直径及四球试验的指标检测结果不理想，在轮带高负荷重载的工况环境下，无法实现所需的正常极压抗磨润滑保护。并且使用传统矿物型基础油无法实现较高的生物可降解性，使用过程中如处理不当很容易造成对环境的破坏。

与高温轮带润滑剂I、II相比，对比例5的高温轮带润滑剂VII，采用了与本发明不同的其他类型的分散剂，由表1可以看出，高温轮带润滑剂VII具有较差的四球试验烧结负荷，这说明本发明所使用的分散剂可很好的将固体添加剂均匀分散在基础油中，保证了润滑剂组合物具备高温工况下优异的极压抗磨性能。

Claims (8)

1.一种润滑剂，其特征在于，包含以下组分：

(a)基础油；

(b)增粘剂；

(c)极压抗磨剂；

(d)抗氧剂；

(e)固体添加剂；

(f)分散剂；

以润滑剂总质量为100％计算，基础油的加入量为50-59质量％，增粘剂的加入量为10-20质量％，极压抗磨剂的加入量为1-6质量％，抗氧剂的加入量为2-5质量％，固体添加剂的加入量为23-35质量％，分散剂的加入量为0.5-2质量％；

所述的基础油为双季戊四醇酯、偏苯三酸酯、季戊四醇酯、己二酸双酯、三羟甲基丙烷油酸酯、二异十三醇双酯、邻苯二甲酸双酯中的一种或两种以上；

所述的极压抗磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸锑，亚甲基双二丁基二硫代氨基甲酸酯，磷酸胺类化合物，三硼酸钾中性油分散液，氯化联苯，酸性磷酸酯，酸性亚磷酸酯，硫化脂肪油，硫磷酸含氮衍生物，磷酸三甲酚酯，硫代磷酸胺盐，异辛基酸性磷酸酯十八胺盐，硫代磷酸三茜酸，硫化异丁烯，二苄基二硫化物，氨基硫代酯，环烷酸铅，二丁基二硫代氨基甲酸钼，二丁基二硫代氨基甲酸铅，硼酸盐，硼化油酰胺，A-型有机铜化合物，磷酸三(2,3-二氯丙烷)酯的一种或多种；

所述的固体添加剂为胶体石墨，聚四氟乙烯，轻质碳酸钙，纳米金刚石的一种或多种；

所述分散剂为单烯基丁二酰亚胺，双烯基丁二酰亚胺，多烯基丁二酰亚胺，聚异丁烯丁二酰亚胺，烷基琥珀酰亚胺，烷基琥珀酸酯，烷基苯酚胺，曼尼希反应物的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的润滑剂，其特征在于，基础油的加入量为55-59质量％；增粘剂的加入量为15-20质量％；极压抗磨剂的加入量为1-4质量％；抗氧剂的加入量为2-3质量％；固体添加剂的加入量为23-30质量％；分散剂的加入量为0.5-2质量％。

3.根据权利要求1或2所述的润滑剂，其特征在于，所述的增粘剂为复酯、聚异丁烯的一种或两种。

4.根据权利要求1或2所述的润滑剂，其特征在于，所述的极压抗磨剂为二丁基二硫代氨基甲酸锑。

5.根据权利要求1或2所述的润滑剂，其特征在于，所述的极压抗磨剂为酸性亚磷酸二丁酯。

6.根据权利要求1或2所述的润滑剂，其特征在于，所述的抗氧剂为对,对辛基二苯胺，氨基甲酸酯，烷基化苯基-α-萘胺，辛基-丁基二苯胺，含酯基酚，含硫醚基酚的一种或多种。

7.根据权利要求1或2所述的润滑剂，其特征在于，所述的抗氧剂为含酯基受阻酚。

8.一种根据权利要求1～7任一项所述的润滑剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：将各组分混合均匀，经研磨后得到润滑剂。