CN106497661A - 风机主轴润滑脂组分和制备方法 - Google Patents

风机主轴润滑脂组分和制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种风机主轴润滑脂组分和制备方法。稠化剂7‑15％；基础油80‑90％；极压抗磨剂1.5‑3.0％；抗氧剂0.5‑2.0％；防锈防腐剂0.1‑0.5％。稠化剂采用复合锂‑钙皂；将75％‑85％基础油、12‑羟基硬脂酸，升温至80‑90℃，加入10％‑20％氢氧化锂溶液和全部氢氧化钙溶液开始反应；温度控制在90‑100℃加入二元酸；搅拌30‑40分钟后，温度在90‑120℃之间，开始滴加剩余氢氧化锂溶液；反应完成后，搅拌加热到130‑140℃，恒温60‑90min，加入抗氧剂，继续加热至200‑210℃，加入剩余基础油冷却降温，降温至80℃以下加入极压抗磨剂、防锈防腐剂，搅拌均匀后，经过三辊机处理均化后，出成品灌装。其中配伍性能优良的极压剂及特殊的防锈剂是本发明的主要创新点，使主轴润滑脂极压性能得到的很大提高，防锈性能更优异。

Description

风机主轴润滑脂组分和制备方法
技术领域
本发明属于润滑脂技术领域，涉及一种风机主轴润滑脂组分及其制备方法。所制备的润滑脂采用科学设计的基础油，稠化剂采用复合锂-钙皂，并添加了抗氧剂、防锈防腐剂和极压抗磨剂等添加剂。该润滑脂的制备工艺采用直接皂化法。其中配伍性能优良的极压剂及特殊的防锈剂是本发明的主要创新点，使主轴润滑脂极压性能得到的很大提高，防锈性能更优异。
背景技术
中国风能储量很大、分布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53亿千瓦。随着全球经济的发展，风能市场也迅速发展起来。风电设备的主要难度是机组在野外应可靠运行20年，经受住各种极端恶劣天气和非常复杂的风力交变载荷。所以机组设备看起来很简单,实际上技术很复杂，对相关零配件的要求也更高，对润滑脂性能来说，无论从产品设计、研发、到生产及服务，都要考虑得更全面更合理，只有将困难考虑得更多，才能做得更好。
目前风机主轴润滑脂主要为复合锂稠化剂或者聚脲稠化剂，复合锂润滑脂不能满足良好的抗微动磨损性能。而聚脲稠化剂不能表现出良好的极压抗磨性。
本发明所制备的风机主轴轴承润滑脂，具有优良的机械安定性和高低温性能，保证风机在不同气候、不同地区、不同季节的稳定运行，优良的极压抗磨性能和突出的抗微动磨损性能，满足主轴轴承高负荷的条件需求。良好的抗水淋性和防锈性，保护设备不受外界环境的浸蚀。本发明专利可向使用设备提供更可靠全面的防护，具有很好的应用前景。
发明内容
风机主轴的工况特点，主轴轴承受的载荷非常大，而且轴很长，容易变形，因此，要求润滑脂要有优良的极压抗磨性能。风电设备多集中于冬季严寒的东北、西北地区以及夏季炎热、气候潮湿、空气中盐分较多的沿海地区，所以要求润滑脂要具有优良的高、低温性，风电设备在野外运行，经受雨雪的浸蚀，要求润滑脂要有优良的抗水性和防护性，润滑脂本身不能腐蚀风电设备，还要保护设备不受外界环境的浸蚀。同时要求润滑脂在经受剪切后不变稀，保持必要的粘附性能。
针对以上设备特点，本发明的目的在于制备一种风机主轴润滑脂。所制备的润滑脂采用科学设计的基础油，稠化剂采用复合锂-钙皂，并添加了抗氧剂、防锈防腐剂和极压抗磨剂等添加剂。该润滑脂的制备工艺采用直接皂化法。其中配伍性能优良的极压剂及特殊的防锈剂是本发明的主要创新点，使主轴润滑脂极压性能得到的很大提高，防锈性能更优异。
为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
该风机主轴润滑脂组合物，按组合物的总重量百分比计，包括以下组分：
稠化剂采用复合锂-钙皂，是12-羟基硬脂酸与二元酸质量比按照6～2:1的比例，二元酸可为癸二酸、十二碳二元酸、壬二酸等；氢氧化锂与氢氧化钙质量比按照3～20:1的比例反应制得。
基础油为矿物油、多元醇酯类油、PAO合成油的一种或混合。基础油的40℃运动粘度为40-800mm2/s。
抗氧剂为胺类、酚类或两者混合物。胺类抗氧剂为二苯胺。酚类抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚、2-萘酚的其中一种或两种。
极压抗磨剂为有机硫化物、有机磷化物一种或两种。有机硫磷化物为硫代磷酸盐、磷酸酯中的一种或两种。烷基化硫代磷酸锌是丁基辛基伯烷基二硫代磷酸锌或丁基辛基仲烷基二硫代磷酸锌。
防锈防腐剂为防腐剂为苯三唑衍生物、石油磺酸盐类防腐防锈剂。
按照以下方法制备：将75％-85％基础油、12-羟基硬脂酸，升温至80-90℃，加入10％-20％氢氧化锂溶液和全部氢氧化钙溶液开始反应；温度控制在90-100℃加入二元酸；搅拌30-40分钟后，温度在90-120℃之间，开始滴加剩余氢氧化锂溶液；反应完成后，搅拌加热到130-140℃，恒温60-90min，加入抗氧剂，继续加热至200-210℃，加入剩余基础油冷却降温，降温至80℃以下加入极压抗磨剂、防锈防腐剂，搅拌均匀后，经过三辊机处理均化后，出成品灌装。
本发明的风机主轴润滑脂与同类润滑脂产品相比，具有以下的优点：
1)本发明所述的润滑脂，具有很好的极压性能，PD可达到3089N，OK值可达到312N。
2)本发明所述的润滑脂具有优良抗水性能，在79℃，1h水淋试验后，质量损失很小。
3)本发明所制备的润滑脂防锈性能很好，使用SH/T 5018测试，所有轴承无锈。
4)本发明所述的润滑脂具有优良的抗磨减磨性能，极压性能(四球机法)磨痕直径为0.40～0.42mm。
5)本发明所制备的润滑脂具有良好的使用寿命。
6)本发明所述的润滑脂，具有较低的轴承运转温度。
具体实施方式
本发明通过以下具体实施实例更详细的描述本发明。
制备方法步骤如下：
1)将75％-85％基础油、12-羟基硬脂酸，升温至80-90℃，加入10％-20％氢氧化锂溶液和全部氢氧化钙溶液开始反应。温度控制在90-100℃加入二元酸；搅拌30-40分钟后，温度在90-120℃之间，开始滴加剩余氢氧化锂溶液；
2)反应完成后，搅拌加热到130-140℃，恒温60-90min，加入抗氧剂，继续加热至200-210℃，加入剩余基础油冷却降温，降温至80℃以下加入极压抗磨剂、防锈防腐剂，搅拌均匀后，经过三辊机处理均化三遍后，出成品灌装。
以下实施例均按照以上的步骤进行：
实施例1
稠化剂：12.0％
其中，12-羟基硬脂酸比例为85.7％；十二碳二元酸比例为14.3％
氢氧化锂比例为95.2％；氢氧化钙比例为4.8％
基础油：84.4％(低硫石蜡基矿物油：100％，基础油40℃运动粘度：142.5mm2/s)
极压抗磨剂：二烷基二硫代磷酸锌2.0％，磷酸酯0.5％
抗氧剂：2,6-二叔丁基对甲苯酚0.3％，烷基化二苯胺0.7％；
防锈防腐剂：石油磺酸钡0.1％。
实施例2
稠化剂：7.0％
其中，12-羟基硬脂酸比例为75％；十二碳二元酸比例为25％
氢氧化锂比例为75％；氢氧化钙比例为25％
基础油：87.7％(其中低硫石蜡基矿物油：77％，PAO合成油：23％，基础油40℃运动粘度：602.5mm2/s)
极压抗磨剂：氨基硫代脂1.5％；磷酸三甲酚酯1.5％
抗氧剂：烷基化二苯胺1.0％，2-萘酚1.0％
防锈防腐剂：苯并三氮唑0.3％。
实施例3
稠化剂：9.0％
其中，12-羟基硬脂酸比例为66.7％；癸二酸比例为33.3％
氢氧化锂比例为80％；氢氧化钙比例为20％
基础油：87.7％(其中低硫石蜡基矿物油：10％，多元醇酯类油30％，PAO合成油60％，基础油40℃运动粘度：320.8mm2/s)
极压抗磨剂：二烷基二硫代磷酸锌0.5％；氨基硫代脂2.0％；磷酸酯0.1％，
抗氧剂：烷基化二苯胺0.5％；
防锈防腐剂：石油磺酸钡0.2％。
实施例4
稠化剂：15.0％
其中，12-羟基硬脂酸比例为80％；十二碳二元酸比例为20％
氢氧化锂比例为90％；氢氧化钙比例为10％
基础油：80.0％(其中多元醇酯类油50％，PAO合成油50％，基础油40℃运动粘度：460.1mm2/s)
极压抗磨剂：氨基硫代脂2.2％；磷酸盐0.4％；磷酸酯0.4％
抗氧剂：2,6-二叔丁基对甲苯酚1.5％；
防锈防腐剂：苯并三氮唑0.5％。
实施例5
稠化剂：10.5％
其中，12-羟基硬脂酸比例为75％；壬二酸比例为25％
氢氧化锂比例为75％；氢氧化钙比例为25％
基础油：85.3％(PAO合成油100％，基础油40℃运动粘度：220.8mm2/s)
极压抗磨剂：二烷基二硫代磷酸锌1.5％，磷酸酯0.5％，磷酸盐0.2％
抗氧剂：烷基化二苯胺1.5％；
防锈防腐剂：苯并三氮唑0.5％。
实施例6
稠化剂：9.5％
其中，12-羟基硬脂酸比例为80％；癸二酸比例为20％
氢氧化锂比例为92.8％；氢氧化钙比例为7.2％
基础油：87％(PAO合成油100％，基础油40℃运动粘度：40mm2/s)
极压抗磨剂：二烷基二硫代磷酸锌0.5％，磷酸酯0.5％，磷酸盐0.5％
抗氧剂：2,6-二叔丁基对甲苯酚1.5％；
防锈防腐剂：苯并三氮唑0.5％。
实施例7
稠化剂：11％
其中，12-羟基硬脂酸比例为75％；壬二酸比例为25％
氢氧化锂比例为80％；氢氧化钙比例为20％
基础油：85.0％(其中多元醇酯类油30％，PAO合成油70％，基础油40℃运动粘度：800mm2/s)
极压抗磨剂：氨基硫代脂2.0％；磷酸盐0.2％；磷酸酯0.3％
抗氧剂：烷基化二苯胺1.0％；
防锈防腐剂：石油磺酸钡0.5％。
实施例8
稠化剂：10.5％
其中，12-羟基硬脂酸比例为67％；十二碳二元酸比例为33％
氢氧化锂比例为75％；氢氧化钙比例为25％
基础油：85.8％(其中多元醇酯类油60％，PAO合成油40％，基础油40℃运动粘度：420mm2/s)
极压抗磨剂：二烷基二硫代磷酸锌1.5％，磷酸酯0.5％
抗氧剂：烷基化二苯胺1.2％；
防锈防腐剂：苯并三氮唑0.5％。
实施例9
稠化剂：12％
其中，12-羟基硬脂酸比例为80％；癸二酸比例为20％
氢氧化锂比例为90％；氢氧化钙比例为10％
基础油：85.4％(其中低硫石蜡基矿物油：77％，PAO合成油：23％，基础油40℃运动粘度：650.8mm2/s)
极压抗磨剂：二烷基二硫代磷酸锌1.5％
抗氧剂：烷基化二苯胺0.5％，2-萘酚0.5％；
防锈防腐剂：石油磺酸钡0.1％。
实施例10
稠化剂：7.5％
其中，12-羟基硬脂酸比例为83.3％；壬二酸比例为16.7％
氢氧化锂比例为90％；氢氧化钙比例为10％
基础油：90.0％(其中多元醇酯类油20％，PAO合成油80％，基础油40℃运动粘度：110mm2/s)
极压抗磨剂：二烷基二硫代磷酸锌1.0％，磷酸酯0.5％
抗氧剂：2,6-二叔丁基对甲苯酚0.5％，烷基化二苯胺0.3％；
防锈防腐剂：苯并三氮唑0.2％。
实施例1-10的性能测试数据见下表
表3
表中可看出实施例制备的润滑脂均表现出优异的极压抗磨性能，良好的抗水性和防腐蚀性。完全符合风机主轴低速重载、野外运行的工况条件。
以上所述仅为本发明较好的实施例，并非用作限定本发明的实施范围，所以凡依本发明所述范围的特征步骤、特征原料以及配方比例等同的变化，均应包括在本发明的申请专利范围之内。

Claims (8)

1.一种风机主轴润滑脂组合物，按组合物的总重量百分比计，包括以下组分：
2.如权利要求1所述的组合物，其特征是稠化剂采用复合锂-钙皂，由12-羟基硬脂酸、二元酸与氢氧化锂、氢氧化钙反应制备；12-羟基硬脂酸与二元酸质量比按照6～2:1的比例混合；二元酸为癸二酸、十二碳二元酸或壬二酸；氢氧化锂与氢氧化钙质量比为3～20:1。
3.如权利要求1所述的组合物，其特征是基础油为矿物油、多元醇酯类油、PAO合成油的一种或混合；基础油的40℃运动粘度为40-800mm2/s。
4.如权利要求1所述的组合物，其特征是抗氧剂为胺类、酚类或两者混合物；胺类抗氧剂为二苯胺；酚类抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲苯酚、2-萘酚的其中一种或两种。
5.如权利要求1所述的组合物，其特征是极压抗磨剂为有机硫化物、有机磷化物一种或两种；有机硫磷化物为硫代磷酸盐、磷酸酯中的一种或两种；烷基化硫代磷酸锌是丁基辛基伯烷基二硫代磷酸锌或丁基辛基仲烷基二硫代磷酸锌。
6.如权利要求1所述的组合物，其特征是防锈防腐剂为苯三唑衍生物或石油磺酸盐类防腐防锈剂。
7.如权利要求1所述的风机主轴润滑脂制备方法，其特征是将75％-85％基础油、12-羟基硬脂酸，升温至80-90℃，加入10％-20％氢氧化锂溶液和全部氢氧化钙溶液开始反应；温度控制在90-100℃加入二元酸；搅拌30-40分钟后，温度在90-120℃之间，开始滴加剩余氢氧化锂溶液；反应完成后，搅拌加热到130-140℃，恒温60-90min，加入抗氧剂，继续加热至200-210℃，加入剩余基础油冷却降温，降温至80℃以下加入极压抗磨剂、防锈防腐剂，搅拌均匀后，经过三辊机处理均化后，出成品灌装。
8.按照权利要求1所述的润滑脂，其特征是主要应用于双馈型风机、直驱型风机或混合型风机的主轴轴承部位。
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