CN106753690A - 一种提高基础润滑油摩擦学性能的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提高基础润滑油摩擦学性能的方法，首先是将一定量的甲酸钼粉稳定剂A加入至无水乙醇中，混合搅拌均匀，然后离心分离得到固体粉末，清洗、干燥处理得到第一次表面改性的固体粉末A，将上述固体粉末A、基础润滑油、稳定剂B混合加入球磨机中，开始研磨反应，之后收集油液，将上述油液加入到摩擦磨损试验机中来检测油液的摩擦学性能；本发明获得的润滑油添加剂经过实验验证得知，本发明具有可有效的改善基础润滑油的摩擦学性能。

Description

一种提高基础润滑油摩擦学性能的方法
技术领域
本发明涉及精细化工技术领域，具体涉及一种提高基础润滑油摩擦学性能的方法。
背景技术
随着工业技术的进步和经济技术的发展，能源需求不断加大，能源危机变的日益严峻，润滑油作为发动机、车桥等部件的润滑材料，主要起到润滑、减磨的作用，在工作过程中起到至关重要的作用。
近些年来，研究者通过向基础油中加入一定量的抗磨剂作为润滑油添加剂来提高基础油的减摩抗磨性能，但固体抗磨剂在基础润滑油中难以分散，容易产生沉降现象，使得润滑油的利用率较低，浪费能源，因此固体抗磨剂在基础油中的分散稳定性能是影响该润滑油摩擦性能优异的主要因素之一，传统的方法大多采用将纳米粉末进行表面修饰，然后加入到基础润滑油中，起到暂时分散的效果，随时间的积累，容易产生沉降，使得固体抗磨剂不能实现其在润滑油中的稳定悬浮，不易实现其工业应用；因此，有必要研究获得同时具有良好的摩擦学性能和分散性能的润滑油添加剂。
发明内容
针对目前基础润滑油不能满足工业应用的现状，本发明的目的在于提供一种提高基础润滑油摩擦学性能的方法，该方法获得的润滑油能够有效的提高原有基础润滑油的摩擦学性能，同时通过本发明还可以实现大批量的配置，从而实现工业化应用。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种提高基础润滑油摩擦学性能的方法，由以下步骤实现：
步骤一：将甲酸钼粉和稳定剂A加入至无水乙醇中，搅拌反应20-25分钟，获得混合溶液；
步骤二：将上述混合溶液加入离心机中分离出固体粉末，然后清洗2-3次，干燥处理得到第一次表面改性的固体粉末A；
步骤三：将上述固体粉末A、基础润滑油、稳定剂B混合加入球磨机中，开始研磨反应，之后收集油液；
步骤四：将上述油液加入到摩擦磨损试验机中来检测油液的摩擦学性能。
步骤一中，所述甲酸钼粉呈球形结构，平均颗粒大小为3-7微米；所述的稳定剂A是十六烷基三甲基溴化铵、二烷基二硫代磷酸盐、聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸中的一种或两种以上的混合物；所述的稳定剂A与甲酸钼粉的质量比为0.005-0.01g：1g，所述无水乙醇与甲酸钼粉的液固比为20-25ml：1g。
步骤二中，所述离心机：离心转速为1800-2600rpm/min、离心时间为5-10分钟；所述清洗剂为蒸馏水或去离子水；所述干燥方式为真空干燥或自然干燥处理。
所述真空干燥：真空度0.01-0.015mbar、干燥温度为70-75ºC、干燥时间为1-1.5小时。
步骤三中，所述固体粉末A即为一次表面改性甲酸钼粉；所述基础润滑油为白油、CD15W/40或50CC；所述稳定剂B为十二烷基苯磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、双聚异丁烯丁二酰亚胺以及Span80与Tween40的复配；所述固体粉末A与基础润滑油的质量比为0.1-0.5g：100g，所述固体粉末A与稳定剂B的质量比为1g：0.01-0.02g；所述的球磨机：工作时间10-12小时、工作转速650-750r/min。
所述Span80与Tween40的复配质量比为1：1。
步骤四中，所述检测油液的摩擦学性能的方式为上下摩擦副的滑动摩擦，油液位于上下摩擦副的接触点。
所述上下摩擦副为球和盘。
所述球的直径为9.5-10毫米，材料为GCR15轴承钢；所述盘为铁、GCR15轴承钢、高速钢、球墨铸铁其中的一种，所述盘的直径为20-25毫米，厚度为3-4毫米。
步骤四中，所述检测油液的实验参数为滑动频率3HZ，施加载荷为10N或20N，工作时间为0.5小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供了一种提高基础润滑油摩擦学性能的方法，该方法获得的润滑油较原基础润滑油，经实验后的数据得出，摩擦学性能得到了较大的改善，同时该方法能够大批量配置，实现工业化的应用。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例作进一步的说明。
实施例一
本实施例包括以下步骤：
步骤一：称取0.005g十六烷基三甲基溴化铵和1g甲酸钼粉加入至无水乙醇中，搅拌20分钟至充分溶解，制得混合溶液；
步骤二：将上述混合溶液倒入离心管中，加入离心机中，转速设置为1800rpm/min，离心后，倒出离心管内上层清液，然后再向离心管中加入蒸馏水或去离子水，对固体粉末进行清洗处理，清洗2-3后，离心收集上述固体粉末，然后在真空度0.01mbar、温度70ºC下干燥1小时，得到固体粉末A；
步骤三：称取0.1g固定粉末A、白油100克、0.001克十二烷基苯磺酸钠至球磨机的球磨罐中，工作转速650r/min，工作转动10小时后，打开球磨罐盖，收集油液；
步骤四：将上述的油液滴加至摩擦磨损实验机中进行摩擦学性能的测试，同时采用无添加剂的同种基础润滑油进行对比，摩擦实验参数：上下摩擦副分别为GCR15轴承钢和高速钢，GCR15轴承钢的直径为9.5毫米，高速钢的直径为25毫米，厚度为4毫米，施加载荷10N，摩擦时间0.5小时，滑动频率为3hz，实验结束后，统计平均摩擦系数和上摩擦副的磨损半径。
实验结果如下表1和表2所述，结果表明，本发明实施例一所获得的润滑油可有效的提高基础润滑油的摩擦学性能，减摩性能提高37.12%，抗磨性能提高51.72%。
实施例二
本实施例包括以下步骤：
步骤一：称取0.005g二烷基二硫代磷酸盐和1g甲酸钼粉加入至无水乙醇中，搅拌20分钟至充分溶解，制得混合溶液；
步骤二：将上述混合溶液倒入离心管中，加入离心机中，转速设置为1800rpm/min，离心后，倒出离心管内上层清液，然后再向离心管中加入蒸馏水或去离子水，对固体粉末进行清洗处理，清洗2-3后，离心收集上述固体粉末，然后在真空度0.01mbar、温度70ºC下干燥1小时，得到固体粉末A；
步骤三：称取0.1g固定粉末A、白油100克、0.001克甲基丙烯酸甲酯至球磨机的球磨罐中，工作转速650r/min，工作转动10小时后，打开球磨罐盖，收集油液；
步骤四：将上述的油液滴加至摩擦磨损实验机中进行摩擦学性能的测试，同时采用无添加剂的同种基础润滑油进行对比，摩擦实验参数：上下摩擦副分别为GCR15轴承钢和高速钢，GCR15轴承钢的直径为9.5毫米，高速钢的直径为25毫米，厚度为4毫米，施加载荷20N，摩擦时间0.5小时，滑动频率为3hz，实验结束后，统计平均摩擦系数和上摩擦副的磨损半径。
实验结果如下表1和表2所述，结果表明，本发明实施例二所获得的润滑油可有效的提高基础润滑油的摩擦学性能，减摩性能提高48.93%，抗磨性能提高58.41%。
实施例三
本实施例包括以下步骤：
步骤一：称取0.01g聚乙烯吡咯烷酮和1g甲酸钼粉加入至无水乙醇中，搅拌25分钟至充分溶解，制得混合溶液；
步骤二：将上述混合溶液倒入离心管中，加入离心机中，转速设置为2600rpm/min，离心后，倒出离心管内上层清液，然后再向离心管中加入蒸馏水或去离子水，对固体粉末进行清洗处理，清洗2-3后，离心收集上述固体粉末，然后在真空度0.015mbar、温度75ºC下干燥1.5小时，得到固体粉末A；
步骤三：称取0.5g固定粉末A、CD15W/40 100克、0.002克双聚异丁烯丁二酰亚胺至球磨机的球磨罐中，工作转速750r/min，工作转动12小时后，打开球磨罐盖，收集油液；
步骤四：将上述的油液滴加至摩擦磨损实验机中进行摩擦学性能的测试，同时采用无添加剂的同种基础润滑油进行对比，摩擦实验参数：上下摩擦副分别为GCR15轴承钢和高速钢，GCR15轴承钢的直径为9.5毫米，高速钢的直径为25毫米，厚度为4毫米，施加载荷10N，摩擦时间0.5小时，滑动频率为3hz，实验结束后，统计平均摩擦系数和上摩擦副的磨损半径。
实验结果如下表1和表2所述，结果表明，本发明实施例三所获得的润滑油可有效的提高基础润滑油的摩擦学性能，减摩性能提高51.96%，抗磨性能提高58.75%。
实施例四
本实施例包括以下步骤：
步骤一：称取0.01g硬脂酸和1g甲酸钼粉加入至无水乙醇中，搅拌25分钟至充分溶解，制得混合溶液；
步骤二：将上述混合溶液倒入离心管中，加入离心机中，转速设置为2600rpm/min，离心后，倒出离心管内上层清液，然后再向离心管中加入蒸馏水或去离子水，对固体粉末进行清洗处理，清洗2-3后，离心收集上述固体粉末，然后在真空度0.015mbar、温度75ºC下干燥1.5小时，得到固体粉末A；
步骤三：称取0.5g固定粉末A、CD15W/40 100克、0.002克Span80与Tween40的复配至球磨机的球磨罐中，工作转速750r/min，工作转动12小时后，打开球磨罐盖，收集油液；
步骤四：将上述的油液滴加至摩擦磨损实验机中进行摩擦学性能的测试，同时采用无添加剂的同种基础润滑油进行对比，摩擦实验参数：上下摩擦副分别为GCR15轴承钢和高速钢，GCR15轴承钢的直径为9.5毫米，高速钢的直径为25毫米，厚度为4毫米，施加载荷20N，摩擦时间0.5小时，滑动频率为3hz，实验结束后，统计平均摩擦系数和上摩擦副的磨损半径。
实验结果如下表1和表2所述，结果表明，本发明实施例四所获得的润滑油可有效的提高基础润滑油的摩擦学性能，减摩性能提高46.15%，抗磨性能提高57.57%。
本发明所获得的润滑油较原基础油，减摩和抗磨性能都得到了较大的提升。
表1为本发明优选实施例和基础润滑油的平均摩擦系数对照表；表2为本发明优选实施例和基础润滑油的摩擦实验后上摩擦副的磨斑直径对照表。
表1平均摩擦系数对照表。
表2润滑油的磨斑半径（μm）对照表。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，只为说明本发明的方案及效果，不能被认为用于限定本发明的实施范围，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化与改进，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种提高基础润滑油摩擦学性能的方法，其特征在于：由以下步骤实现：
步骤一：将甲酸钼粉和稳定剂A加入至无水乙醇中，搅拌反应20-25分钟，获得混合溶液；
步骤二：将上述混合溶液加入离心机中分离出固体粉末，然后清洗2-3次，干燥处理得到第一次表面改性的固体粉末A；
步骤三：将上述固体粉末A、基础润滑油、稳定剂B混合加入球磨机中，开始研磨反应，之后收集油液；
步骤四：将上述油液加入到摩擦磨损试验机中来检测油液的摩擦学性能。
2.根据权利要求1所述的提高基础润滑油摩擦学性能的方法，其特征在于：步骤一中，所述甲酸钼粉呈球形结构，平均颗粒大小为3-7微米；所述的稳定剂A是十六烷基三甲基溴化铵、二烷基二硫代磷酸盐、聚乙烯吡咯烷酮、硬脂酸中的一种或两种以上的混合物；所述的稳定剂A与甲酸钼粉的质量比为0.005-0.01g：1g，所述无水乙醇与甲酸钼粉的液固比为20-25ml：1g。
3.根据权利要求2所述的提高基础润滑油摩擦学性能的方法，其特征在于：步骤二中，所述离心机：离心转速为1800-2600rpm/min、离心时间为5-10分钟；所述清洗剂为蒸馏水或去离子水；所述干燥方式为真空干燥或自然干燥处理。
4.根据权利要求3所述的提高基础润滑油摩擦学性能的方法，其特征在于：所述真空干燥：真空度0.01-0.015mbar、干燥温度为70-75ºC、干燥时间为1-1.5小时。
5.根据权利要求3所述的提高基础润滑油摩擦学性能的方法，其特征在于：步骤三中，所述固体粉末A即为一次表面改性甲酸钼粉；所述基础润滑油为白油、CD15W/40或50CC；所述稳定剂B为十二烷基苯磺酸钠、甲基丙烯酸甲酯、双聚异丁烯丁二酰亚胺以及Span80与Tween40的复配；所述固体粉末A与基础润滑油的质量比为0.1-0.5g：100g，所述固体粉末A与稳定剂B的质量比为1g：0.01-0.02g；所述的球磨机：工作时间10-12小时、工作转速650-750r/min。
6.根据权利要求5所述的提高基础润滑油摩擦学性能的方法，其特征在于：所述Span80与Tween40的复配质量比为1：1。
7.根据权利要求5所述的提高基础润滑油摩擦学性能的方法，其特征在于：步骤四中，所述检测油液的摩擦学性能的方式为上下摩擦副的滑动摩擦，油液位于上下摩擦副的接触点。
8.根据权利要求7所述的提高基础润滑油摩擦学性能的方法，其特征在于：所述上下摩擦副为球和盘。
9.根据权利要求8所述的提高基础润滑油摩擦学性能的方法，其特征在于：所述球的直径为9.5-10毫米，材料为GCR15轴承钢；所述盘为铁、GCR15轴承钢、高速钢、球墨铸铁其中的一种，所述盘的直径为20-25毫米，厚度为3-4毫米。
10.根据权利要求7-9任一所述的提高基础润滑油摩擦学性能的方法，其特征在于：步骤四中，所述检测油液的实验参数为滑动频率3HZ，施加载荷为10N或20N，工作时间为0.5小时。
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