CN111704951B - 一种超低温静音轴承润滑脂及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超低温静音轴承润滑脂及工艺，按以下重量份的原料制成：50‑75份的PAO4和PAO6混合油、7‑12份十二羟基硬脂酸、1.2‑1.8份氢氧化锂、5‑15份合成酯、1‑5份添加剂、1‑10份纳米级PTFE粉末。本发明能在轴承低温启动和常温轴承噪音达到很高的水平，轴承低温启动主要反映轴承在低温情况下比如‑50℃下轴承的启动情况和噪音情况；本发明添加低凝高粘度指数的酯类油和纳米级固体润滑剂的目的就是改善润滑脂的稠化剂分布、提高润滑脂油膜强度和降低润滑脂内部摩擦系数从而来稳定轴承常温噪音和改善低温启动。

Description

一种超低温静音轴承润滑脂及其制备工艺
技术领域
本发明涉及润滑脂技术领域，特别涉及一种超低温静音轴承润滑脂及其制备工艺。
背景技术
润滑脂是半固体状态的润滑剂，稠化剂、基础油以及添加剂三部分共同构成润滑脂的化学配方，其与润滑脂的制造工艺条件同为决定和影响润滑脂性能的重要因素。根据不同的使用工况，有针对性的选择和调整润滑脂的配方和制造工艺，可以制备出合适的润滑脂产品。
随着科技的不断进步，现代轴承使用的工况更加苛刻复杂，对润滑脂的要求也不断提高，主要体现在长寿命，适应高低温、高低速使用，低噪音等性能的要求。
轴承润滑脂的低噪音性能是衡量其质量等级极为重要的一个因素。滚动轴承已经在家庭和工业上得到的应用逐渐增多，轴承振动和噪音越来越引起人们更多的关注。在工业设备、精密仪表、家用电器上，轴承往往是关键的机器零件，轴承能否正常和安静的运转，很大程度上决定着机器的稳定运行。轴承润滑脂为轴承的安静稳定的运转提供润滑保护，其基本原理是润滑油膜可以把钢球和套圈滚道分开从而提高轴承的耐磨性。因此根据不同的使用环境选择合适的静音润滑脂是极为关键的。
满足润滑脂的低噪音性能为前提，还需要根据轴承的使用工况考虑润滑脂的高低温性能。对于低温环境下的滚动/滑动轴承，寒冷地区的户外工作的机电、低温液体输送泵电机、高负荷冷冻机械、极低温仪表等情况下使用的轴承，对润滑脂的超低温性能就有了很高的要求。超低温工况下，润滑脂的粘度变化过大，导致轴承的起动力矩较大，长期使用会导致机器电机等部件的损坏，从而影响设备的正常使用。目前市场上也出现了一些相对好的产品，主要是运用低粘度聚α烯烃(PAO)为基础油制备而成的锂基润滑脂，低温性能能达到，但是轴承静音效果不好，杂质音比较多，而且对生产后期加工要求比较高，产品质量的稳定性难以保证。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种超低温静音轴承润滑脂及其制备工艺，在材料上以低粘度聚α烯烃(PAO)为基础，添加提高油脂稠化剂分散能力的酯类油和降低润滑脂自身摩擦系数的纳米级固体PTFE润滑剂，达到同时满足超低温润滑(-50℃)和静音(S608轴承Z4组标准)的双重指标，可以有效解决背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种超低温静音轴承润滑脂，按以下重量份的原料制成：50-75份的PAO4和PAO6混合油、7-12份十二羟基硬脂酸、1.2-1.8份氢氧化锂、5-15份合成酯、1-5份添加剂、1-10份纳米级PTFE粉末。
优选地，所述PAO4和PAO6混合油的混合比例6-7：3-4。
优选地，所述氢氧化锂制备成溶液，配制比例是1份氢氧化锂和8份水。
优选地，所述添加剂由抗氧剂和防锈剂组成，组成比例1-2:2-3，所述抗氧剂为二苯胺、二烷基二硫代氨基甲酸酯或二六二叔丁基对甲酚中的至少一种，所述防锈剂为石油磺酸钡或苯丙三氮唑衍生物中的任一种。
一种超低温静音轴承润滑脂其制备工艺，包括以下步骤：
S1：原料准备
按照比例提前混合好由PAO6和PAO4组成的混合油，置于生产中间罐里备用；
取10-15份的PAO4和PAO6混合油，向其中加入1-10份纳米级PTFE粉末，高速超声分散均匀，形成纳米级PTFE溶液；
称取氢氧化锂1.2-1.8份，向其中加入9.6-14.4份水后混合均匀，制备成氢氧化锂溶液；
S2：取S1制备好的30-40份PAO4和PAO6混合油加入反应釜升温至90-100℃；
S3：8-12份的十二羟基硬脂酸加入反应釜，搅拌溶解均匀，过滤器循环过滤1-2h；
S4：反应釜物料温度升温至95-102℃时，加入10.8-16.2份氢氧化锂水溶液，皂化反应3h；
S5：皂化结束后，升温至205-218℃，加入5-15份的合成酯，搅拌5-15min后转到调和釜，同时再取10-20份PAO4和PAO6混合油通过静态混合器和反应釜的物料一起打入调和釜；
S7：调和釜物料进行循环降温，等物料温度降到140℃时，进行循环剪切；
S8：调和釜物料温度低于120℃时，加入1-5份添加剂以及S1制备好的纳米级PTFE溶液，搅拌20-40min后进行过滤网剪切，过滤网精度800-1000目，过滤1h,过滤器进料压力:0.1-0.2Mpa；
S9：调和釜物料通过高压均质出料到不锈钢周转桶，均质机压力控制在30-50MPa；
S10：不锈钢周转桶的物料上数控三辊机研磨，研磨精度3-10μm。
进一步地，所述S3中过滤器精度1-3μm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
一、采用十二羟基硬脂酸锂和十二羟基硬脂酸锂作为稠化剂，通过控制生产工艺制备的润滑脂皂纤维能够满足低噪音的需求；
二、由于采用低温性能较优的基础油以及运用纳米级PTFE，同时纳米级PTFE提前制备，提前分散，保证后期分散效果更好，使该润滑脂表现出极低的起动/运转力矩和较优的低温流动性能；
三、由于加入了优选的胺类或酚类抗氧剂，使得该润滑脂具有较长的氧化诱导期，能够保证润滑脂和轴承的使用寿命；
四、由于加入了高效的防锈剂，表现出较优的防锈性能；
综上所述，本发明能在轴承低温启动和常温轴承噪音达到很高的水平，轴承低温启动主要反映轴承在低温情况下比如-50℃下轴承的启动情况和噪音情况；本发明添加低凝高粘度指数的酯类油和纳米级固体润滑剂的目的就是改善润滑脂的稠化剂分布、提高润滑脂油膜强度和降低润滑脂内部摩擦系数从而来稳定轴承常温噪音和改善低温启动。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
以下所使用的合成酯从市场上购得，具体为双酯(上海映泰8234)、多元醇酯(上海映泰3970)按照1:1的比例混合制得。
实施例1
以下实施例涉及的原料准备：
取420gPAO6和180gPAO4混合形成混合油，置于生产中间罐里备用；
称取氢氧化锂10g，向其中加入80g水后混合均匀，制备成氢氧化锂溶液；
添加剂：5g二苯胺、5g二六二叔丁基对甲酚和10g石油磺酸钡；
取150g的PAO4和PAO6混合油，向其中加入50g纳米级PTFE粉末，高速超声分散均匀，形成纳米级PTFE溶液；
取350g的PAO4和PAO6混合油加入到反应釜升温至90℃，70g的十二羟基硬脂酸加入反应釜，搅拌溶解均匀，过滤器循环过滤1h，过滤器精度1μm，反应釜物料温度升温至95℃时，加入90g氢氧化锂水溶液，皂化3h后继续升温至205℃，加入100g合成酯，搅拌5min钟后与100gPAO4和PAO6混合油一起打入调和釜，调和釜物料进行循环降温，等物料温度降到140℃时，进行循环剪切，当调和釜温度降至118℃时，加入20g制备好的添加剂以及制备好的200g纳米级PTFE溶液，搅拌20min后进行过滤网剪切，过滤网精度800目，过滤1h后物料在30MPa的压力下均质出料到不锈钢周转桶内，不锈钢周转桶的物料上数控三辊机研磨得成品，研磨精度3μm，检测性能，成品罐装。
实施例2
原料准备：取420gPAO6和180gPAO4混合形成混合油，置于生产中间罐里备用；
称取氢氧化锂10g，向其中加入80g水后混合均匀，制备成氢氧化锂溶液；
添加剂：10g二苯胺和10g石油磺酸钡；
取100g的PAO4和PAO6混合油，向其中加入50g纳米级PTFE粉末，高速超声分散均匀，形成纳米级PTFE溶液；
取300g的PAO4和PAO6混合油加入到反应釜升温至90℃，70g的十二羟基硬脂酸加入反应釜，搅拌溶解均匀，过滤器循环过滤1.5h，过滤器精度2μm，反应釜物料温度升温至100℃时，加入90g氢氧化锂水溶液，皂化3h后继续升温至210℃，加入100g合成酯，搅拌5min钟后与150gPAO4和PAO6混合油一起打入调和釜，调和釜物料进行循环降温，等物料温度降到140℃时，进行循环剪切，当调和釜温度降至118℃时，加入20g制备好的添加剂以及制备好的150g纳米级PTFE溶液，搅拌30min后进行过滤网剪切，过滤网精度900目，过滤1h后物料在40MPa的压力下均质出料到不锈钢周转桶内，不锈钢周转桶的物料上数控三辊机研磨得成品，研磨精度5μm，检测性能，成品罐装。
实施例3
原料准备：取600gPAO6和400gPAO4混合形成混合油，置于生产中间罐里备用；
称取氢氧化锂12g，向其中加入80g水后混合均匀，制备成氢氧化锂溶液；
添加剂：10g二苯胺、10g二六二叔丁基对甲酚和10g石油磺酸钡；
取150g的PAO4和PAO6混合油，向其中加入100g纳米级PTFE粉末，高速超声分散均匀，形成纳米级PTFE溶液；
取400g的PAO4和PAO6混合油加入到反应釜升温至100℃，120g的十二羟基硬脂酸加入反应釜，搅拌溶解均匀，过滤器循环过滤1.5h，过滤器精度2μm，反应釜物料温度升温至102℃时，加入92g氢氧化锂水溶液，皂化3h后继续升温至218℃，加入150g合成酯，搅拌15min钟后与200gPAO4和PAO6混合油一起打入调和釜，调和釜物料进行循环降温，等物料温度降到140℃时，进行循环剪切，当调和釜温度降至118℃时，加入30g制备好的添加剂以及制备好的250g纳米级PTFE溶液，搅拌40min后进行过滤网剪切，过滤网精度1000目，过滤1h后物料在50MPa的压力下均质出料到不锈钢周转桶内，不锈钢周转桶的物料上数控三辊机研磨得成品，研磨精度10μm，检测性能，成品罐装。
Figure BDA0002560647770000081
由实施例和比较例的性能比较可以看出，本发明的超低温轴承润滑脂具有良好的低温流动性和静音效果，该含浸润滑脂较低的起动、运转转矩和良好的抗氧化和防腐蚀性能，保证该润滑脂和轴承在-50℃超低温以及静音环境下的使用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种超低温静音轴承润滑脂，其特征在于：按以下重量份的原料制成：50-75份的PAO4和PAO6混合油、7-12份十二羟基硬脂酸、1.2-1.8份氢氧化锂、5-15份合成酯、1-5份添加剂、1-10份纳米级PTFE粉末；包括以下步骤：
S1：原料准备
按照比例提前混合好由PAO6和PAO4组成的混合油，置于生产中间罐里备用；
取10-15份的PAO4和PAO6混合油，向其中加入1-10份纳米级PTFE粉末，高速超声分散均匀，形成纳米级PTFE溶液；
称取氢氧化锂1.2-1.8份，向其中加入9.6-14.4份水后混合均匀，制备成氢氧化锂溶液；
S2：取S1制备好的30-40份PAO4和PAO6混合油加入反应釜升温至90-100℃；
S3：8-12份的十二羟基硬脂酸加入反应釜，搅拌溶解均匀，过滤器循环过滤1-2h；
S4：反应釜物料温度升温至95-102℃时，加入10.8-16.2份氢氧化锂水溶液，皂化反应3h；
S5：皂化结束后，升温至205-218℃，加入5-15份的合成酯，搅拌5-15min后转到调和釜，同时再取10-20份PAO4和PAO6混合油通过静态混合器和反应釜的物料一起打入调和釜；
S7：调和釜物料进行循环降温，等物料温度降到140℃时，进行循环剪切；
S8：调和釜物料温度低于120℃时，加入1-5份添加剂以及S1制备好的纳米级PTFE溶液，搅拌20-40min后进行过滤网剪切，过滤网精度800-1000目，过滤1h,过滤器进料压力:0.1-0.2Mpa；
S9：调和釜物料通过高压均质出料到不锈钢周转桶，均质机压力控制在30-50MPa；
S10：不锈钢周转桶的物料上数控三辊机研磨，研磨精度3-10μm。
2.根据权利要求1所述的一种超低温静音轴承润滑脂，其特征在于：所述PAO4和PAO6混合油的混合比例6-7：3-4。
3.根据权利要求1所述的一种超低温静音轴承润滑脂，其特征在于：所述氢氧化锂制备成溶液，配制比例是1份氢氧化锂和8份水。
4.根据权利要求1所述的一种超低温静音轴承润滑脂，其特征在于：所述添加剂由抗氧剂和防锈剂组成，组成比例1-2:2-3，所述抗氧剂为二苯胺，二烷基二硫代氨基甲酸酯或二六二叔丁基对甲酚中的至少一种，所述防锈剂为石油磺酸钡或苯丙三氮唑衍生物中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种超低温静音轴承润滑脂，其特征在于：所述S3中过滤器精度1-3μm。
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