CN107446654A - 磨损自动修复微量润滑油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种磨损自动修复微量润滑油，其特征在于：由包含有质量百分比为0.1‑0.5％的稀土氧化物的组分制造而成。该磨损自动修复微量润滑油高效、节能，且可自动修复受损工件，并延长此类工件使用寿命，该磨损自动修复微量润滑油配合微量润滑装置使用，达到良好的润滑、磨损修复效果，节能减排、环境保护效果显著。

Description

磨损自动修复微量润滑油及其制备方法

技术领域

本发明属于润滑技术领域，具体涉及一种磨损自动修复微量润滑油及其制备方法。

背景技术

传统的开式齿轮、导轨、轴承等使用稀油润滑的开放环境，由于外界杂质会进入摩擦副，同时机械自身的磨损均可导致齿轮、导轨、轴承的使用寿命大为减短。微量润滑技术是近几年发展起来的新型润滑技术技术，就是在金属摩擦表面使用微量润滑系统将极压抗磨性、润滑性好的微量润滑油摩擦表面进行润滑、冷却，解决传统润滑方式时润滑油使用量大、浪费泄漏量大等问题。

微量润滑技术由于微量润滑装置往往使用压缩空气做为动力，在摩擦副表面可以形成一个短时的负压，吹除外界进入的粉尘杂质，同时由于微量润滑油用量极少，不进行循环使用，所以可以非常有效的解决外界杂质和摩擦产生的杂质对齿轮、导轨、轴承等的损伤，但是对一些已经磨损损伤的开式齿轮、导轨、轴承，现有微量润滑剂没有修复功能，无法对损伤部位进行修复以延长这些部件的使用寿命。

发明内容

本发明旨在克服上述缺陷，提供一种能自动修复受损工件，并延长此类工件使用寿命的磨损自动修复微量润滑油。

本发明提供的一种磨损自动修复微量润滑油，其特征在于：由包含有质量百分比为0.1-0.5％的稀土氧化物的组分制造而成。即、在制造磨损自动修复微量润滑油的过程中，稀土氧化物的使用量为反应物总质量的0.1-0.5％。

上述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈或其混合物。

上述稀土氧化物粒径优选小于100纳米的纳米级稀土氧化物。

本发明还提供了一种磨损自动修复微量润滑油前体，其特征在于，由如下重量百分比的组分制造而成：

多羟基脂肪酸酯 90-93％；

稀土氧化物 3-5％；

磷酸 3-5％。

上述稀土氧化物为氧化镧、氧化铈或其混合物。

上述稀土氧化物粒径优选小于100纳米的纳米级稀土氧化物。

进一步地，本发明提供的一种磨损自动修复微量润滑油前体，还具有这样的特点，即、上述的多羟基脂肪酸酯为多羟基化合物与脂肪酸进行酯化反应的产物，在上述反应体系中，能够参与反应的多羟基化合物中活性-OH的摩尔数大于脂肪酸的-COOH的摩尔数。

上述多羟基化合物优选自甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、失水山梨醇、甘露醇、葡萄糖中的一种或几种混合物。

上述脂肪酸选自碳原子数为10-20的饱和或不饱和脂肪酸中的一种或几种混合物，优选自正癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸醇中的一种或几种。

进一步地，本发明提供的一种磨损自动修复微量润滑油前体，还具有这样的特点，即、上述多羟基脂肪酸酯的制备方法为：依次将多羟基化合物、脂肪酸分别加入反应釜中，搅拌加热至200-220℃，充分反应8-12小时，减压排出水分，即为一种多羟基脂肪酸酯。

进一步地，为了提高反应速度，还可加磷酸进行催化反应，该磷酸的有效成分占反应物总重量的0.5-1％。采用磷酸作为催化剂还有一个好处是，在反应完成后不需去除催化剂，磷酸参与反应生成的磷酸酯是良好的极压抗磨剂。

进一步地，本发明提供的一种磨损自动修复微量润滑油前体，还具有这样的特点，即、上述多羟基脂肪酸酯可选甘油单油酸酯、甘油单月桂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、山梨糖醇酐单月桂酸酯、三羟甲基丙烷单油酸酯、季戊四醇单油酸酸、甘露醇单油酸酯、甘油二油酸酯、甘露醇二油酸酯中的一种或几种混合物。

此外，本发明还提供了上述磨损自动修复微量润滑油前体的制备方法：即、将稀土氧化物加入多羟基脂肪酸酯中充分搅拌至均匀的糊状物，加入磷酸继续搅拌至半透明，在100-120℃下敞口搅拌2-3小时，即为一种磨损自动修复微量润滑油前体。

上述磨损自动修复微量润滑油前体实际上是磷酸稀土盐、磷酸脂肪酸酯等的组合物，具有良好的抗磨性、防锈性，可对金属表面的磨损进行主动修复。

另外，本发明还提供了一种磨损自动修复微量润滑油，其特征在于：由如下重量百分比的组分制造而成：

上述磨损自动修复微量润滑油前体 5-10％；

酰基肌氨酸和/或酰基肌氨酸盐 5-10％；

多元醇酯 80-90％。

进一步地，本发明提供的一种磨损自动修复微量润滑油，还具有如下特点：即、上述脂肪酰肌氨酸选自由羧酸与肌氨酸进行酰化反应制备而成的脂肪酰肌氨酸中一种或几种；

上述脂肪酰肌氨酸选自由羧酸与肌氨酸进行酰化反应制备而成的脂肪酰肌氨酸的碱金属盐中一种或几种；

上述脂肪酰肌氨酸优选自月桂酰肌氨酸、肉豆蔻酰肌氨酸、油酰肌氨酸、硬脂酰肌氨酸中的一种或几种；

上述脂肪酰肌氨酸盐优选自月桂酰肌氨酸钠、肉豆蔻酰肌氨酸钠、油酰肌氨酸钠、硬脂酰肌氨酸钠中的一种或几种。

进一步地，本发明提供的一种磨损自动修复微量润滑油，还具有如下特点：即、上述多元醇酯是由多元醇与一元脂肪酸进行酯化反应人工合成所得的合成酯中的一种或几种；

优选地，上述多元醇酯选自三异辛酸甘油酯、三羟甲基丙烷三异辛酸酯、季戊四醇四异辛酸酯，三月桂酸甘油酯、三羟甲基丙烷三月桂酸酯、季戊四醇四月桂酸酯、三油酸甘油酯、三羟甲基丙烷三油酸酯、季戊四醇四油酸酯、三棕榈酸甘油酯、三羟甲基丙烷三棕榈酸酯、季戊四醇四棕榈酸酯的一种或几种混合物。

进一步地，本发明还提供了上述磨损自动修复微量润滑油的制备方法，即、将液磨损自动修复微量润滑油前体、酰基肌氨酸或酰基肌氨酸盐、多元醇酯在40-60℃中混合搅拌至完全透明即可。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种高效、节能的，可自动修复受损工件，并延长此类工件使用寿命的磨损自动修复微量润滑油，该润滑油配合微量润滑装置使用，使用量可以减少至原来的5％以下，达到良好的润滑、冷却效果，节能减排、环境保护效果显著。

在本发明的配方方案中，稀土氧化物和磷酸反应生成的磷酸稀土盐，可以在金属表面的微小裂痕和蚀点上进行主动填充修复，并在摩擦副瞬间产生的高温和高压下迅速和金属表面形成牢固的修复层。

在本发明的配方方案中，多羟基脂肪酸酯是比较好的非离子表面活性剂，可以将稀土氧化物及与磷酸进行反应的磷酸稀土盐进行充分的吸附和扩散，使之不产生集聚和沉降。

在本发明的优选配方方案中，磷酸和多羟基脂肪酸酯反应生成的磷酸酯具有良好的极压抗磨性，可有效延缓金属的腐蚀，和稀土氧化物反应生成的磷酸稀土盐对金属表面具有自修复功能。

在本发明的配方方案中，酰基肌氨酸或酰基肌氨酸盐本身生物降解性优良，还能促进其他有机成分的生物降解，同时是良好的的含N型极压抗磨剂，还有良好的防锈性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明：

实施例1：

称取30g氧化镧加入930g甘露醇二油酸酯中充分搅拌至均匀的糊状物，加入40g磷酸继续搅拌至半透明，在120℃下敞口搅拌2小时，即为一种磨损自动修复微量润滑油前体。

上述甘露醇二油酸酯的制备方法为：按比例称取甘露醇1821.7g(10mol)、油酸5649.4g(20mol)分别加入反应釜中，加入80g(85％)磷酸搅拌加热至210℃，充分反应10小时，减压排出水分，即为甘露醇二油酸酯。

取上述制备的磨损自动修复微量润滑油前体100g，油酰肌氨酸50g，三羟甲基丙烷三异辛酸酯850g，在50℃左右温度下搅拌30分钟，即为一种磨损自动修复微量润滑油。

上述制备的磨损自动修复微量润滑油，经试验理化指标如下：

项目	基本数据	实验方法
			外观	黄色透明	目测
运动粘度@40℃mm2/s	35	GB/T265
			倾点℃	-23	GB/T3535
开口闪点℃	197	GB/T3536
			密度@20℃kg/m3	922	GB/T1884

上述智能修复微量润滑油应用于TIMKEN实验机进行修复实验：

在TIMKEN实验机的油槽内加入32#机械油，装好新滚柱，开动电机开关，不断添加砝码，并砝码加至50英磅时，电机发出尖锐的噪声，关开关后观察滚柱已经有直径约6.5mm(纵向)的磨损，并且磨损面粗糙。更换油槽内的机械油为上述一种磨损自动修复微量润滑油，并重新启动开关，不断缓慢添加砝码，同时加至50英磅，TIMKEN机正常运转，无尖锐噪声，运转5分钟后观察滚柱磨损面并无明显加大，同时原来粗糙的磨损面变光滑。

本公司自有数控车床(型号：CJK-0620)的导轨加工工件一段时间后，出现了比较严重的抖动现象，将原来的导轨油清理后，改为KS-2106微量润滑装置(3喷嘴)和上述智能修复微量润滑油，3分钟后导轨的抖动现象基本消失。

实施例2：

称取50g氧化镧加入900g甘油单油酸酯中充分搅拌至均匀的糊状物，加入50g磷酸(85％)继续搅拌至半透明，在110℃下敞口搅拌2.5小时，即为一种磨损自动修复微量润滑油前体。

取上述制备的磨损自动修复微量润滑油前体50g，月桂酰肌氨酸100g，甘油三油酸酯850g，在40℃左右温度下搅拌至透明，即为一种磨损自动修复微量润滑油。

实施例3：

称取40g氧化铈加入920g失水山梨醇单油酸酯中充分搅拌至均匀的糊状物，加入40g磷酸继续搅拌至半透明，在100℃下敞口搅拌3小时，即为一种磨损自动修复微量润滑油前体。

取上述制备的磨损自动修复微量润滑油前体50g，肉豆蔻酰肌氨酸50g，三羟甲基丙烷三油酸酯900g，在60℃温度下搅拌至基本透明，即为一种磨损自动修复微量润滑油。

实施例4：

称取45g稀土氧化物加入910g三羟甲基丙烷单油酸酯中充分搅拌至均匀的糊状物，加入45g磷酸继续搅拌至半透明，在110℃下敞口搅拌2.5小时，即为一种磨损自动修复微量润滑油前体。

取上述制备的磨损自动修复微量润滑油前体70g，油酰肌氨酸钠90g，季戊四醇四油酸酯840g，在50℃左右温度下搅拌至透明，即为一种磨损自动修复微量润滑油。

实施例5：

称取50g氧化镧加入910g失水山梨醇单油酸酯中充分搅拌至均匀的糊状物，加入40g磷酸继续搅拌至半透明，在120℃下敞口搅拌2小时，即为一种磨损自动修复微量润滑油前体。

取上述制备的磨损自动修复微量润滑油前体80g，月桂酰肌氨酸钠60g，三棕榈酸甘油酯860g，在50℃左右温度下搅拌至透明，即为一种磨损自动修复微量润滑油。

Claims (10)

1.一种磨损自动修复微量润滑油，其特征在于：由包含有质量百分比为0.1-0.5％的稀土氧化物的组分制造而成。

2.如权利要求1所述的一种磨损自动修复微量润滑油，其特征在于：所述稀土氧化物选自氧化镧、氧化铈或其混合物；

所述稀土氧化物选自粒径小于100纳米的纳米级稀土氧化物。

3.一种磨损自动修复微量润滑油前体，其特征在于，由如下重量百分比的组分制造而成：

多羟基脂肪酸酯 90-93％；

稀土氧化物 3-5％；

磷酸 3-5％。

4.如权利要求3所述的一种磨损自动修复微量润滑油前体，其特征在于：

所述多羟基脂肪酸酯选自多羟基化合物与脂肪酸进行酯化反应的产物中的一种或几种；

所述多羟基脂肪酸酯优选自甘油单油酸酯、甘油单月桂酸酯、失水山梨醇单油酸酯、山梨糖醇酐单月桂酸酯、三羟甲基丙烷单油酸酯、季戊四醇单油酸酸、甘露醇单油酸酯、甘油二油酸酯、甘露醇二油酸酯中的一种或几种混合物。

5.如权利要求3所述的一种磨损自动修复微量润滑油前体，其特征在于：

所述多羟基脂肪酸酯的制备方法：依次将多羟基化合物与脂肪酸加入反应釜中，搅拌加热至200-220℃，充分反应8-12小时，减压排出水分，即为多羟基脂肪酸酯；

其中，反应体系中，多羟基化合物中活性-OH的摩尔数大于脂肪酸的-COOH的摩尔数。

6.如权利要求5所述的一种磨损自动修复微量润滑油前体，其特征在于：

还可添加催化剂，催化该酯化反应；

所述催化剂优选自磷酸；

所述磷酸的有效成分占反应物总重量的0.5-1％。

7.如权利要求5所述的一种磨损自动修复微量润滑油前体，其特征在于：

所述的多羟基化合物选自甘油、季戊四醇、三羟甲基丙烷、失水山梨醇、甘露醇、葡萄糖中的一种或几种混合物；

所述脂肪酸选自碳原子数为10-20的饱和或不饱和脂肪酸中的一种或几种；

所述脂肪酸优选自正癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸醇中的一种或几种。

8.如权利要求2所述的一种磨损自动修复微量润滑油前体的制备方法，其特征在于：

将稀土氧化物加入多羟基脂肪酸酯中，充分搅拌至均匀后，加入磷酸继续搅拌至半透明，在100-120℃下敞口搅拌2-3小时，即为一种磨损自动修复微量润滑油前体。

9.一种磨损自动修复微量润滑油，其特征在于：由如下重量百分比的组分在40-60℃中混合搅拌至完全透明而成：

如权利要求2-8任一所述的磨损自动修复微量润滑油前体 5-10％；

酰基肌氨酸和/或酰基肌氨酸盐 5-10％；

多元醇酯 80-90％。

10.如权利要求9所述的一种磨损自动修复微量润滑油，其特征在于：

所述脂肪酰肌氨酸选自由羧酸与肌氨酸进行酰化反应的产物中的一种或几种；

所述脂肪酰肌氨酸盐选自由羧酸与肌氨酸进行酰化反应制备而成的脂肪酰肌氨酸的碱金属盐中一种或几种；

所述脂肪酰肌氨酸优选自月桂酰肌氨酸、肉豆蔻酰肌氨酸、油酰肌氨酸、硬脂酰肌氨酸中的一种或几种；

所述脂肪酰肌氨酸盐优选自月桂酰肌氨酸钠、肉豆蔻酰肌氨酸钠、油酰肌氨酸钠、硬脂酰肌氨酸钠中的一种或几种；

所述多元醇酯选自由多元醇与一元脂肪酸进行酯化反应人工合成所得的合成酯中一种或几种；

所述多元醇酯优选自三异辛酸甘油酯、三羟甲基丙烷三异辛酸酯、季戊四醇四异辛酸酯，三月桂酸甘油酯、三羟甲基丙烷三月桂酸酯、季戊四醇四月桂酸酯、三油酸甘油酯、三羟甲基丙烷三油酸酯、季戊四醇四油酸酯、三棕榈酸甘油酯、三羟甲基丙烷三棕榈酸酯、季戊四醇四棕榈酸酯中的一种或几种混合物。