CN109181822A - 一种高温润滑脂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高温润滑脂，属于润滑材料技术领域。本发明将稻壳纤维粉碎，过100目的筛，得稻壳纤维粉；按重量份数计，将20～30份稻壳纤维粉，1～2份二沉池污泥，2～3份葡萄糖溶液，40～60份明胶液混合发酵，滴加氨水调节pH至10.1～10.3，冷冻，球磨，过220目的筛，过滤，洗涤，干燥，逐级升温，保压高温处理，降温，即得改性填料；将基础油，稠化剂，磷脂，改性填料，植物油，脂肪酶，多元醇，钛酸四丁酯低温搅拌混合，即得高温润滑脂。本发明提供的高温润滑脂具有优异的润滑性能和耐磨性能。

Description

一种高温润滑脂
技术领域
本发明公开了一种高温润滑脂，属于润滑材料技术领域。
背景技术
摩擦磨损是机械材料失效的原因之一，所以减少材料的摩擦磨损是保持机械系统高效运转和长久寿命的重要因素。任何机械零件在相对运动的情况下，都会产生摩擦磨损。为减小接触表面的摩擦磨损，研究人员采用材料改性、润滑剂、表面工程技术等方法提高材料的摩擦学特性，而采用润滑剂是最常用且成本最低的一种办法，在摩擦副之间加入润滑剂，生成润滑保护膜，可以把干摩擦转变为润滑剂分子内的摩擦，从而起到降低磨损、减少摩擦和延长机械设备使用时间的效果。常见的润滑剂包括润滑脂、润滑油和固体润滑剂三种。稠化剂、添加剂和基础油是组成润滑脂的三个主要部分。基础油是一种液体润滑剂，主要分为矿物油和合成油两种，是合成润滑脂的主要部分。稠化剂是一种平均分布在基础油里的固体状物质，常常使用的是一些金属皂、有机物、微小无机物等，他们的主要用处是把基础油吸附在一起，从而使流体状的基础油稠化成半固体状的胶体物质，进而合成为基础脂。添加剂是用来改善润滑脂性能的一种物质，能够给予润滑脂更加优异的极压抗磨性、防腐性、抗水性、防锈性、耐热性等性能。润滑脂大量使用在各种场所，包括工业机械、农用机械、交通运输机械、航空航天业、电子信息产品和各种军事上的装备等，而需要使用润滑脂的零件类型则有滚动轴承、滑动轴承、齿轮齿条、链条等。
目前，随着先进装备技术的大量使用和先进设备的大量引进，许多润滑部位工作温度要求越来越高，对润滑脂的耐高温性能也提出了更高的要求。大多常用润滑脂（如单金属皂—钙皂、纳皂、钡皂等）在高温时将软化、熔化或者挥发，从而失去润滑效果，往往导致机器发生磨损、噪音增大、卡咬，从而使生产难以顺利进行。研究高温下工作的润滑脂，进一步提高高温润滑脂的耐高温性能等具有重要意义。目前传统的高温润滑脂润滑性能和耐磨性能不佳，还需对其进行研究。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统高温润滑脂润滑性能和耐磨性能不佳的问题，提供了一种高温润滑脂。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种高温润滑脂，是由以下重量份数的原料组成：
基础油 60～80份
稠化剂 8～10份
磷脂 8～10份
改性填料 8～10份
植物油 5～8份
脂肪酶 0.3～0.5份
多元醇 5～8份
钛酸四丁酯 3～5份
所述高温润滑脂的配制过程为：按原料组成称量各原料，将基础油，稠化剂，磷脂，改性填料，植物油，脂肪酶，多元醇，钛酸四丁酯低温搅拌混合，即得高温润滑脂。
所述基础油是由石蜡油，锭子油和煤油按质量比1：3：5混合配制而成。
所述稠化剂是皂基增稠剂，烃基增稠剂或聚脲稠化剂中的任意一种。
所述磷脂为牛奶磷脂，大豆磷脂或蛋黄磷脂中的任意一种。
所述改性填料的制备过程为：将稻壳纤维粉碎，过100目的筛，得稻壳纤维粉；按重量份数计，将20～30份稻壳纤维粉，1～2份二沉池污泥，2～3份葡萄糖溶液，40～60份明胶液混合发酵，滴加氨水调节pH至10.1～10.3，冷冻，球磨，过220目的筛，过滤，洗涤，干燥，逐级升温，保压高温处理，降温，即得改性填料。
所述植物油为大豆油，菜籽油，花生油或茶籽油中的任意一种。
所述多元醇为乙二醇，一缩二乙二醇，三羟甲基丙烷或季四戊醇中的任意一种。
本发明的有益效果是：
（1）本发明通过添加改性填料，在制备过程中，首先，稻壳纤维经过发酵，利用微生物的分解作用，使得稻壳纤维间的结合力下降，随后利用液氮冷冻，使得纤维细胞间形成冰晶，再经过球磨，使得细胞壁间的冰晶受到压力而破裂，使得稻壳分离成微米级的纤维晶须，在保压高温处理过程中，随着温度的逐渐升高，稻壳纤维内部的有机质逐渐炭化导致内部收缩，同时收缩受到稻壳纤维表面二氧化硅支撑体的阻碍力，导致棒状的稻壳纤维发生螺旋形变，形成螺旋状的纤维，随着温度的升高，稻壳纤维表面的二氧化硅，炭质和氮气反应，生成氮化硅，并构成氮化硅增强骨架，在使用过程中，由于改性填料表面形成的氮化硅增强骨架，可承载更大的破坏力，在受力后有利于成螺旋棒状的改性填料纵向定向排列在金属表面，从而提升了产品的润滑效果，同时，由于螺旋状的结构，使得改性填料具有一定弹性，并减少了改性填料与金属表面的接触面积而使得体系的耐磨性能得到进一步的提升；
（2）本发明通过添加脂肪酶，植物油，多元醇和钛酸四丁酯，在使用过程中，首先，随着使用过程的进行，体系温度升高，随着温度的升高，酶的活性也得到提升，脂肪酶能够催化体系中的植物油分解，生成脂肪酸，随着温度的继续上升，脂肪酸能够与多元醇反应，生成酯类物质和水，生成的酯类物质使得产品的润滑效果得到进一步的提升，生成的水与钛酸四丁酯反应，生成纳米二氧化钛，生成的二氧化钛分散在体系中，使得产品的耐磨性能得到进一步的提升。
具体实施方式
将明胶与水按质量比1：50～1：100置于烧杯中，用玻璃棒搅拌10～20min，静置溶胀3～5h后，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为80～90℃，转速为300～500r/min条件下，加热搅拌溶解40～60min ，即得明胶液；将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得稻壳纤维粉；按重量份数计，将20～30份稻壳纤维粉，1～2份二沉池污泥，2～3份质量分数为0.3～0.5%的葡萄糖溶液，40～60份明胶液置于发酵釜中，于温度为30～35℃，转速为300～500r/min条件下，混合发酵3～5天，随后向发酵釜中滴加氨水调节pH至10.1～10.3，得混合发酵液，接着将混合发酵液置于液氮中冷冻，得冷冻料，再将冷冻料置于球磨机中球磨，过220目的筛，得球磨料，接着将球磨料置于室温条件下融化，得融化混合混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣用冰醋酸洗涤至洗涤液为中性，随后将洗涤后得滤渣置于烘箱中，于温度为105～110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着将滤渣置于管式炉中，并以60～90℃速率向炉内充入氮气，以5～8℃/min速率升温至1300～1600℃，于温度为1300～1600℃，压力为2MPa条件下，保压高温处理2～3h后，随炉降至室温，即得改性填料；按重量份数计，将60～80份基础油，8～10份稠化剂，8～10份磷脂，8～10份改性填料，5～8份植物油，0.3～0.5份脂肪酶，5～8份多元醇和3～5份钛酸四丁酯置于混料机中，于温度为1～5℃，转速为1100～1300r/min条件下，高速搅拌混合40～60min，即得高温润滑脂。所述基础油是由石蜡油，锭子油和煤油按质量比1：3：5混合配制而成。所述稠化剂是皂基增稠剂，烃基增稠剂或聚脲稠化剂中的任意一种。所述磷脂为牛奶磷脂，大豆磷脂或蛋黄磷脂中的任意一种。所述植物油为大豆油，菜籽油，花生油或茶籽油中的任意一种。所述多元醇为乙二醇，一缩二乙二醇，三羟甲基丙烷或季四戊醇中的任意一种。
实例1
将明胶与水按质量比1：100置于烧杯中，用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min ，即得明胶液；将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得稻壳纤维粉；按重量份数计，将30份稻壳纤维粉，2份二沉池污泥，3份质量分数为0.5%的葡萄糖溶液，60份明胶液置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为500r/min条件下，混合发酵5天，随后向发酵釜中滴加氨水调节pH至10.3，得混合发酵液，接着将混合发酵液置于液氮中冷冻，得冷冻料，再将冷冻料置于球磨机中球磨，过220目的筛，得球磨料，接着将球磨料置于室温条件下融化，得融化混合混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣用冰醋酸洗涤至洗涤液为中性，随后将洗涤后得滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着将滤渣置于管式炉中，并以90℃速率向炉内充入氮气，以8℃/min速率升温至1600℃，于温度为1600℃，压力为2MPa条件下，保压高温处理3h后，随炉降至室温，即得改性填料；按重量份数计，将80份基础油，10份稠化剂，10份磷脂，10份改性填料，8份植物油，0.5份脂肪酶，8份多元醇和5份钛酸四丁酯置于混料机中，于温度为5℃，转速为1300r/min条件下，高速搅拌混合60min，即得高温润滑脂。所述基础油是由石蜡油，锭子油和煤油按质量比1：3：5混合配制而成。所述稠化剂是皂基增稠剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述植物油为大豆油。所述多元醇为乙二醇。
实例2
将明胶与水按质量比1：100置于烧杯中，用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min ，即得明胶液；将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得稻壳纤维粉；按重量份数计，将30份稻壳纤维粉，2份二沉池污泥，3份质量分数为0.5%的葡萄糖溶液，60份明胶液置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为500r/min条件下，混合发酵5天，随后向发酵釜中滴加氨水调节pH至10.3，得混合发酵液，接着将混合发酵液置于液氮中冷冻，得冷冻料，再将冷冻料置于球磨机中球磨，过220目的筛，得球磨料，接着将球磨料置于室温条件下融化，得融化混合混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣用冰醋酸洗涤至洗涤液为中性，随后将洗涤后得滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着将滤渣置于管式炉中，并以90℃速率向炉内充入氮气，以8℃/min速率升温至1600℃，于温度为1600℃，压力为2MPa条件下，保压高温处理3h后，随炉降至室温，即得改性填料；按重量份数计，将80份基础油，10份稠化剂，10份改性填料，8份植物油，0.5份脂肪酶，8份多元醇和5份钛酸四丁酯置于混料机中，于温度为5℃，转速为1300r/min条件下，高速搅拌混合60min，即得高温润滑脂。所述基础油是由石蜡油，锭子油和煤油按质量比1：3：5混合配制而成。所述稠化剂是皂基增稠剂。所述植物油为大豆油。所述多元醇为乙二醇。
实例3
将明胶与水按质量比1：100置于烧杯中，用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min ，即得明胶液；将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得稻壳纤维粉；按重量份数计，将80份基础油，10份稠化剂，10份磷脂，8份植物油，0.5份脂肪酶，8份多元醇和5份钛酸四丁酯置于混料机中，于温度为5℃，转速为1300r/min条件下，高速搅拌混合60min，即得高温润滑脂。所述基础油是由石蜡油，锭子油和煤油按质量比1：3：5混合配制而成。所述稠化剂是皂基增稠剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述植物油为大豆油。所述多元醇为乙二醇。
实例4
将明胶与水按质量比1：100置于烧杯中，用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min ，即得明胶液；将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得稻壳纤维粉；按重量份数计，将30份稻壳纤维粉，2份二沉池污泥，3份质量分数为0.5%的葡萄糖溶液，60份明胶液置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为500r/min条件下，混合发酵5天，随后向发酵釜中滴加氨水调节pH至10.3，得混合发酵液，接着将混合发酵液置于液氮中冷冻，得冷冻料，再将冷冻料置于球磨机中球磨，过220目的筛，得球磨料，接着将球磨料置于室温条件下融化，得融化混合混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣用冰醋酸洗涤至洗涤液为中性，随后将洗涤后得滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着将滤渣置于管式炉中，并以90℃速率向炉内充入氮气，以8℃/min速率升温至1600℃，于温度为1600℃，压力为2MPa条件下，保压高温处理3h后，随炉降至室温，即得改性填料；按重量份数计，将80份基础油，10份稠化剂，10份磷脂，10份改性填料，0.5份脂肪酶，8份多元醇和5份钛酸四丁酯置于混料机中，于温度为5℃，转速为1300r/min条件下，高速搅拌混合60min，即得高温润滑脂。所述基础油是由石蜡油，锭子油和煤油按质量比1：3：5混合配制而成。所述稠化剂是皂基增稠剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述多元醇为乙二醇。
实例5
将明胶与水按质量比1：100置于烧杯中，用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min ，即得明胶液；将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得稻壳纤维粉；按重量份数计，将30份稻壳纤维粉，2份二沉池污泥，3份质量分数为0.5%的葡萄糖溶液，60份明胶液置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为500r/min条件下，混合发酵5天，随后向发酵釜中滴加氨水调节pH至10.3，得混合发酵液，接着将混合发酵液置于液氮中冷冻，得冷冻料，再将冷冻料置于球磨机中球磨，过220目的筛，得球磨料，接着将球磨料置于室温条件下融化，得融化混合混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣用冰醋酸洗涤至洗涤液为中性，随后将洗涤后得滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着将滤渣置于管式炉中，并以90℃速率向炉内充入氮气，以8℃/min速率升温至1600℃，于温度为1600℃，压力为2MPa条件下，保压高温处理3h后，随炉降至室温，即得改性填料；按重量份数计，将80份基础油，10份稠化剂，10份磷脂，10份改性填料，8份植物油，8份多元醇和5份钛酸四丁酯置于混料机中，于温度为5℃，转速为1300r/min条件下，高速搅拌混合60min，即得高温润滑脂。所述基础油是由石蜡油，锭子油和煤油按质量比1：3：5混合配制而成。所述稠化剂是皂基增稠剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述植物油为大豆油。所述多元醇为乙二醇。
实例6
将明胶与水按质量比1：100置于烧杯中，用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min ，即得明胶液；将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得稻壳纤维粉；按重量份数计，将30份稻壳纤维粉，2份二沉池污泥，3份质量分数为0.5%的葡萄糖溶液，60份明胶液置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为500r/min条件下，混合发酵5天，随后向发酵釜中滴加氨水调节pH至10.3，得混合发酵液，接着将混合发酵液置于液氮中冷冻，得冷冻料，再将冷冻料置于球磨机中球磨，过220目的筛，得球磨料，接着将球磨料置于室温条件下融化，得融化混合混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣用冰醋酸洗涤至洗涤液为中性，随后将洗涤后得滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着将滤渣置于管式炉中，并以90℃速率向炉内充入氮气，以8℃/min速率升温至1600℃，于温度为1600℃，压力为2MPa条件下，保压高温处理3h后，随炉降至室温，即得改性填料；按重量份数计，将80份基础油，10份稠化剂，10份磷脂，10份改性填料，8份植物油，0.5份脂肪酶和5份钛酸四丁酯置于混料机中，于温度为5℃，转速为1300r/min条件下，高速搅拌混合60min，即得高温润滑脂。所述基础油是由石蜡油，锭子油和煤油按质量比1：3：5混合配制而成。所述稠化剂是皂基增稠剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述植物油为大豆油。
实例7
将明胶与水按质量比1：100置于烧杯中，用玻璃棒搅拌20min，静置溶胀5h后，接着将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为90℃，转速为500r/min条件下，加热搅拌溶解60min ，即得明胶液；将稻壳纤维置于粉碎机中粉碎，过100目的筛，得稻壳纤维粉；按重量份数计，将30份稻壳纤维粉，2份二沉池污泥，3份质量分数为0.5%的葡萄糖溶液，60份明胶液置于发酵釜中，于温度为35℃，转速为500r/min条件下，混合发酵5天，随后向发酵釜中滴加氨水调节pH至10.3，得混合发酵液，接着将混合发酵液置于液氮中冷冻，得冷冻料，再将冷冻料置于球磨机中球磨，过220目的筛，得球磨料，接着将球磨料置于室温条件下融化，得融化混合混合液过滤，得滤渣，接着将滤渣用冰醋酸洗涤至洗涤液为中性，随后将洗涤后得滤渣置于烘箱中，于温度为110℃条件下，干燥至恒重，得干燥滤渣，接着将滤渣置于管式炉中，并以90℃速率向炉内充入氮气，以8℃/min速率升温至1600℃，于温度为1600℃，压力为2MPa条件下，保压高温处理3h后，随炉降至室温，即得改性填料；按重量份数计，将80份基础油，10份稠化剂，10份磷脂，10份改性填料，8份植物油，0.5份脂肪酶，8份多元醇置于混料机中，于温度为5℃，转速为1300r/min条件下，高速搅拌混合60min，即得高温润滑脂。所述基础油是由石蜡油，锭子油和煤油按质量比1：3：5混合配制而成。所述稠化剂是皂基增稠剂。所述磷脂为牛奶磷脂。所述植物油为大豆油。所述多元醇为乙二醇。
对比例：上海某科技有限公司生产的润滑脂。
将实例1至7所得润滑脂和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
在室温条件下，使用高速往复摩擦磨损试验机进行减摩抗磨性能评价，摩擦副为钢-钢球盘接触，频率5Hz，试验时间半小时，试验载荷为50N、75N、100N、125N。钢球材料为AISI52100钢，钢球直径5mm，硬度7.05～7.57GPa，底盘为钢块，尺寸Φ24mm×7.8mm。实验前抛光钢盘，钢盘表面粗糙度为0.05μm。试件实验前后用丙酮超声清洗10min，将含有不同添加剂的润滑脂涂抹在摩擦副之间，每次涂抹0.2g，摩擦因数由计算机自动记录保存。
具体检测结果如表1所示：
表1：性能检测表
检测内容 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 实例6 实例7 对比例
摩擦因数 0.095 0.102 0.106 0.099 0.103 0.105 0.103 0.115
磨痕宽度/mm 0.25 0.31 0.35 0.32 0.32 0.34 0.35 0.42
由表1检测结果可知，本发明所得高温润滑脂具有优异的润滑性能和耐磨性能。

Claims (7)

1.一种高温润滑脂，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：
基础油 60～80份
稠化剂 8～10份
磷脂 8～10份
改性填料 8～10份
植物油 5～8份
脂肪酶 0.3～0.5份
多元醇 5～8份
钛酸四丁酯 3～5份
所述高温润滑脂的配制过程为：按原料组成称量各原料，将基础油，稠化剂，磷脂，改性填料，植物油，脂肪酶，多元醇，钛酸四丁酯低温搅拌混合，即得高温润滑脂。
2.根据权利要求1所述一种高温润滑脂，其特征在于：所述基础油是由石蜡油，锭子油和煤油按质量比1：3：5混合配制而成。
3.根据权利要求1所述一种高温润滑脂，其特征在于：所述稠化剂是皂基增稠剂，烃基增稠剂或聚脲稠化剂中的任意一种。
4.根据权利要求1所述一种高温润滑脂，其特征在于：所述磷脂为牛奶磷脂，大豆磷脂或蛋黄磷脂中的任意一种。
5.根据权利要求1所述一种高温润滑脂，其特征在于：所述改性填料的制备过程为：将稻壳纤维粉碎，过100目的筛，得稻壳纤维粉；按重量份数计，将20～30份稻壳纤维粉，1～2份二沉池污泥，2～3份葡萄糖溶液，40～60份明胶液混合发酵，滴加氨水调节pH至10.1～10.3，冷冻，球磨，过220目的筛，过滤，洗涤，干燥，逐级升温，保压高温处理，降温，即得改性填料。
6.根据权利要求1所述一种高温润滑脂，其特征在于：所述植物油为大豆油，菜籽油，花生油或茶籽油中的任意一种。
7.根据权利要求1所述一种高温润滑脂，其特征在于：所述多元醇为乙二醇，一缩二乙二醇，三羟甲基丙烷或季四戊醇中的任意一种。
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