CN112175702A - 一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于微型电机减速箱润滑脂组合物，其包括以下质量百分比组分：基础油21～82.4份，增粘剂10～40份，膨润土稠化剂5～20份，活化剂1～5份，极压抗磨剂1～8份，抗氧剂0.5～5份，腐蚀抑制剂0.1～1份。本发明还公开了该微型电机减速箱的润滑脂组合物的制备方法。本发明采用膨润土稠化基础油及高效增粘剂，并配以活化剂、极压抗磨剂、抗氧剂及腐蚀抑制剂制成的微型电机润滑脂组合物，具有优异的高低温性、机械安定性、热氧化稳定性、粘附性、极压抗磨性及防护性。适用于各种环境下微型电机减速箱的长期乃至终生润滑，降噪及防护。

Description

一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及微电机润滑脂技术领域，具体是一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物及其制备方法。

背景技术

微型电机是指直径小于160mm或额定功率小于750W电机，其品种众多(达6000余种)，规格繁杂，市场应用领域十分广泛，涉及国民经济、国防装备、人类生活等各方面。

微型电机所用润滑脂，主要用于与电机相连的齿轮减速箱部位的润滑、降噪和防护，保证微型齿轮电机在使用过程中的良好润滑，减少磨损，同时降低整个系统的运行噪音。目前市面上使用的微型齿轮电机润滑脂普遍存在以下缺点：

(1)润滑脂出现泄露，污染微电机表面；严重时进入电机中，致使电机短路烧坏；

(2)润滑脂运行一段时间后被甩到旁边，致使齿轮表面缺油，齿轮出现磨损，同时噪音变大；

(3)形态胶质化，部分润滑脂在使用一段时间后，齿轮转不动，拆机后发现润滑脂呈胶质状，卡死齿轮；

(4)降噪效果差，部分润滑脂在使用国产中，噪音不断变大；

(5)低温性能不足，不能满足在冬季北方地区和低温环境下的使用。

本申请的发明人在实现本发明的过程中经过研究发现，出现上述缺陷或缺点的原因是：

a、市售的普通微型电机齿轮箱润滑脂是极压锂基润滑脂，其存在滴点低、机械剪切稳定性差，在长时间高温剪切过程中润滑脂明显变稀，流失，从而出现污染微电机表面或造成电机短路烧坏；

b、极压锂基脂采用的普通矿物油普遍存在粘度低、粘附性差，在齿轮表面附着力不强，容易在齿轮运动过程中被甩到旁边，从而造成齿面缺油；

c、部分市售的极压锂基润滑脂采用增粘剂增加润滑脂基础油粘度，在长时间高温运行后，会出现润滑脂呈胶质状现象发生；

d、极压锂基脂采用的普通矿物油普遍存在倾点高、粘度指数小，在低温情况下润滑脂明显变硬，呈现固体状态。

发明内容

针对现有微型电机减速箱润滑脂的技术缺陷，本发明第一个目的提出了微型电机减速箱润滑脂组合物，本发明的微型电机减速箱润滑脂组合物具有极佳的粘附性及润滑性、良好的高温性及机械安定性、优异的降噪性能、良好的防护性能，适用于国民经济、国防装备、人类生活等各方面的微型电机齿轮箱的中传动齿轮部位的降噪和润滑。

本发明的第二个目的是提供上述微型电机减速箱润滑脂的制备方法。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，按照质量百分比包括如下组分：

进一步的，所述的基础油采用加氢异构化的精制矿物油或聚α-烯烃油或多元醇酯类油中的一种或几种的混合，所述加氢异构化的精制矿物油为500SN、250N、150N；所述的聚α-烯烃油为癸烯烃齐聚的多聚体；所述的多元醇酯类油为三羟甲基丙烷脂肪酸脂和季戊四醇脂肪酸中的一种几种的混合。

进一步的，所述的癸烯烃齐聚的多聚体为二聚体、三聚体或多聚体，优选其40℃运动粘度为46-680mm²/s，闪点在215℃以上，倾点在-40℃以下；所述的三羟甲基丙烷脂肪酸脂和季戊四醇脂肪酸酯，优选采用三羟甲基丙烷C4～C12饱和脂肪酸酯和季戊四醇C5～C14饱和脂肪酸酯，优选其40℃运动粘度为32-180mm²/s，闪点在210℃以上，倾点在-35℃以下。

进一步的，所述的增粘剂，采用聚甲基丙烯酸甲酯、低分子聚异丁烯中的一种或两种配合使用，其中

所述的聚甲基丙烯酸甲酯的技术指标应满足以下范围：

检验项目	技术指标	检验方法
			运动粘度(100℃)，mm<sup>2</sup>/s	300～5000	GB/T265
闪点(开口)，℃ 不小于	220	GB/T267
			酸值，mgKOH/g 不大于	0.5	GB/T264

所述的低分子聚异丁烯的技术指标应满足以下范围：

检验项目	技术指标	检验方法
			运动粘度(100℃)，mm<sup>2</sup>/s	800～8000	GB/T265
闪点(开口)，℃ 不小于	250	GB/T267
			酸值，mgKOH/g 不大于	0.01	GB/T264

其具有下列优势：

1)此类增粘剂具有良好的剪切稳定性，保证其长时间运转基础油粘度变化小；

2)其运动粘度大，在摩擦表面粘附性强，密封性好。

进一步的，所述的膨润土稠化剂，采用二甲基氢化牛脂苄基铵阳离子或妥尔油脂肪酸氨基酰胺覆盖剂处理的蒙脱石有机膨润土中的一种或两种配合使用。采用上述膨润土稠化剂的优势：

1)在齿轮表面粘附性强，保证其有效润滑；

2)具有极佳的耐热性，保证其长时间运行时使用效果；

3)稠化形成的润滑脂具有极佳的胶体稳定性；

4)分油量少，可使脂的结构保持长期稳定。

进一步的，所述的活化剂，采用95％乙醇(乙醇/水＝95/5)、96.6％丙酮(丙酮/水＝96.6/3.4)或者95％碳酸丙烯酯(碳酸丙烯酯/水＝95/5)中的一种。活化剂能帮助膨润土晶片分散，并通过氢键形成稳定胶体结构。含有一定量的水份，可加速有机膨润土的分散，如果水分太大，将对金属有腐蚀作用，因此选择含水5％左右的分散剂。将活化剂的用量控制在1-5％的范围，即可满足其助分散作用。

进一步的，所述的抗磨极压剂，采用含磷化合物、硫磷化合物、硫磷氮化合物、和含硼化合物中的一种或两种以上的混合。所述的含磷化合物可采用磷酸三甲酚酯(T306)或亚磷酸二正丁酯(T304)；所述的硫磷化合物可采用硫代磷酸酯(T311)或硫代磷酸三苯酯(T309)；所述的硫磷氮化合物可采用硫代磷酸酯胺盐(T307)或硫磷酸含氮衍生物(T305)；所述的含硼化合物可采用油性硼酸钾(T361)或偏硼酸盐。极压抗磨剂的作用在于提高链条脂的润滑性，减少链条与齿盘的擦伤和磨损，而且含活性硫、磷或氮化合物的极压抗磨剂可与金属表面发生反应，生成剪切强度低的磷化、硫化或氮化金属固体保护膜，把两种金属面隔开，从而防止金属的磨损和烧结。含硼化合物在极压状态下，不与金属表面起化学反应，不靠生成化学膜来起润滑作用，而是在摩擦表面生成弹性的半固体，粘着力很强的“非牺牲性”的膜，从而提供抗冲击负荷和振动负荷的能力。将极压抗磨剂的用量控制在1％-8％的范围，即可满足微型电机减速箱的润滑脂的抗磨极压性要求。

进一步的，所述的抗氧剂，采用胺型抗氧剂中的一种，胺型抗氧剂采用N-苯基-α-苯胺(T531)，辛基/丁基二苯胺(T534)或二异辛基二苯胺中的一种，其作用在于提高微型电机润滑脂的抗氧化安定性，确保油脂在高温下长期使用不变质。将其同量控制在0.5-5％，即可满足微型电机减速箱润滑脂的氧化安定性要求。

进一步的，所述的腐蚀抑制剂，采用苯三唑及其衍生物采用苯骈三氮唑(T706)或苯骈三氮唑衍生物(T551)，其作用在于腐蚀抑制剂可在金属表面形成化学膜，即钝化层，防止金属及金属离子进入润滑脂中，以减弱对油品所产生的催化氧化作用，从而达到延长油品的寿命，同时防止硫、有机酸对有色金属如铜、铅、锡、银等金属造成的腐蚀。将腐蚀抑制剂的用量控制在0.1-1％的范围内，即满足其的防腐蚀性要求。

本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的：

一种如上所述的用于微型电机减速箱润滑脂组合物的制备方法，其特征包括如下步骤：

1)先将基础油、增粘剂、膨润土稠化剂和活化剂一起加入反应釜中，加热升温搅拌至50-60℃，恒温搅拌45±5分钟，使体系分散均匀；

2)搅拌加热升温到115±5℃，恒温搅拌抽真空120±10分钟，真空度小于或等于-0.05Mpa；冷却降温至70±5℃，依次加抗氧剂、腐蚀抑制和极压抗磨剂，搅拌30±5分钟，混合均匀，出料入周转桶中；

3)自然冷却至室温，采用三辊研磨机研磨3次即得所述微型电机减速箱润滑脂组合物。

本发明的技术优势及有益效果如下：

1、本发明提供的微型电机减速箱润滑脂组合物，其具有良好的高温性及机械安定性，长时间的高温使用能保证润滑脂的稠度状态，不会明显变稀，出现大量分油；避免了润滑脂出现泄露，污染微电电机表面，或严重时进入电机中，致使电机短路烧坏的情况发生；

2、本发明提供的微型电机减速箱润滑脂组合物，其具有良好的粘附性和润滑性能，能保证齿轮表面有足够的油脂粘附，避免齿轮表面的之间的磨损；

3、本发明提供的微型电机减速箱润滑脂组合物，其具有良好的防护性能和热氧化安定性，可满足微型电机的长期乃至终生润滑；

4、本发明提供的微型电机减速箱润滑脂组合物，其具有良好的低温性能，可满足在冬季北方地区和低温环境下的使用；

5、本发明提供的微型电机减速箱润滑脂组合物，其具有优异的降噪性能：可要求微型电机运行时声音平稳不嘈杂，无齿轮金属齿轮碰撞声，且降噪效果能持续终生。

具体实施方式

以下结合实例对本发明进行阐述，然而本发明的保护范围并非仅仅局限于以下实施例。

实施例一

一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其制备方法为：

1)取39.7份的精制矿物油500SN、35份的聚甲基丙烯酸甲酯(V100＝1320mm²/s)、18份的有机膨润土A(以二甲基氢化牛脂苄基铵阳离子覆盖处理)和2份95％的碳酸丙烯酯一起加入反应釜中，加热升温搅拌至50～60℃，恒温搅拌45±5分钟，继续搅拌加热升温到115±5℃，恒温搅拌抽真空120±10分钟，真空度小于或等于-0.05Mpa；

2)冷却降温至70±5℃，依次加入3份的T306、3份的T361、1份的二异辛基二苯胺、0.3份的苯骈三氮唑，搅拌30±5分钟，出料入周转桶中；

3)自然冷却至室温，采用三辊研磨机研磨3次即得微型电机减速箱润滑脂。

实施例二

一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其制备方法为：

1)取10份的精制矿物油250N、22.7份的聚α-烯烃油(V40＝66.87mm²/s)，10份聚甲基丙烯酸甲酯(V100＝1670mm²/s)、30份低分子聚异丁烯(V100＝2380mm²/s)、15份有机膨润土A(以二甲基氢化牛脂苄基铵阳离子覆盖处理)和4份95％乙醇一起加入反应釜中，加热升温搅拌至50～60℃，恒温搅拌45±5分钟，继续搅拌加热升温到115±5℃，恒温搅拌抽真空120±10分钟，真空度小于或等于-0.05Mpa；

2)冷却降温至70±5℃，依次加入1份的T304、2份的T307、4份的T361、1的T531、0.3份的T551，搅拌30±5分钟，出料入周转桶中；

3)自然冷却至室温，采用三辊研磨机研磨3次即得微型电机减速箱润滑脂。

实施例三

一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其制备方法为：

1)取12份的精制矿物油500SN、14.8份的聚α-烯烃油(V40＝635mm²/s)，15份三羟甲基丙烷C4～C12饱和脂肪酸酯(V40＝95mm²/s)10份聚甲基丙烯酸甲酯(V100＝3340mm²/s)、21份低分子聚异丁烯(V100＝4450mm²/s)、16份有机膨润土A(以二甲基氢化牛脂苄基铵阳离子覆盖处理)和加入4份95％乙醇一起加入反应釜中，加热升温搅拌至50～60℃，恒温搅拌45±5分钟，继续搅拌加热升温到115±5℃，恒温搅拌抽真空120±10分钟，真空度小于或等于-0.05Mpa；

2)冷却降温至70±5℃，依次加入1份的T306、1.5份的T304、3份的T361、1.5份的T531、0.2份的T551，搅拌30±5分钟，出料入周转桶中；

3)自然冷却至室温，采用三辊研磨机研磨3次即得微型电机减速箱润滑脂。

实施例四

一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其制备方法为：

1)取29.5份的聚α-烯烃油(V40＝130mm²/s)、10份季戊四醇C5～C14饱和脂肪酸酯(V40＝126mm²/s)、38份低分子聚异丁烯(V100＝1050mm²/s)、14.5份有机膨润土B(以妥尔油脂肪酸氨基酰胺覆盖处理)和3.5份96.6％丙酮一起加入反应釜中，加热升温搅拌至50～60℃，恒温搅拌45±5分钟，继续搅拌加热升温到115±5℃，恒温搅拌抽真空120±10分钟，真空度小于或等于-0.05Mpa；

2)冷却降温至70±5℃，依次加入1份的T306、0.5份的T304、2份的T305、0.5份的T534、0.5份的T706，搅拌30±5分钟，出料入周转桶中；

3)自然冷却至室温，采用三辊研磨机研磨3次即得微型电机减速箱润滑脂。

实施例五

一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其制备方法为：

1)取10份的精制矿物油150N、26.8份的聚α-烯烃油(V40＝420mm²/s)、15份三羟甲基丙烷C4～C12饱和脂肪酸酯(V40＝68mm²/s)、10份聚甲基丙烯酸甲酯(V100＝2750mm²/s)、12份低分子聚异丁烯(V100＝6370mm²/s)、13份有机膨润土B(以妥尔油脂肪酸氨基酰胺覆盖处理)和3份95％乙醇一起加入反应釜中，加热升温搅拌至50～60℃，恒温搅拌45±5分钟，继续搅拌加热升温到115±5℃，恒温搅拌抽真空120±10分钟，真空度小于或等于-0.05Mpa；

2)冷却降温至70±5℃，依次加入1.5份的T306、1份的T311、2份的T307、2.5份的偏硼酸盐、2.5份的二异辛基二苯胺、0.3份的T706，搅拌30±5分钟，出料入周转桶中；

3)自然冷却至室温，采用三辊研磨机研磨3次即得微型电机减速箱润滑脂。

实施例六

一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其制备方法为：

1)29.5份的聚α-烯烃油(V40＝216mm²/s)、5份季戊四醇C5～C14饱和脂肪酸酯(V40＝95mm²/s)、8份聚甲基丙烯酸甲酯(V100＝1890mm²/s)、27份低分子聚异丁烯(V100＝2470mm²/s)、20份有机膨润土A(以二甲基氢化牛脂苄基铵阳离子覆盖处理)和5份95％乙醇一起加入反应釜中，加热升温搅拌至50～60℃，恒温搅拌45±5分钟，继续搅拌加热升温到115±5℃，恒温搅拌抽真空120±10分钟，真空度小于或等于-0.05Mpa；

2)冷却降温至70±5℃，依次加入0.5份的T306、1.5份的T309、2份的T305、1.5份的二异辛基二苯胺、0.1份的T551，搅拌30±5分钟，出料入周转桶中；

3)自然冷却至室温，采用三辊研磨机研磨3次即得微型电机减速箱润滑脂。

实施例七

一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其制备方法为：

1)19.35份的精制矿物油500SN，25份的聚α-烯烃油(V40＝97.5mm²/s)、12份聚甲基丙烯酸甲酯(V100＝3350mm²/s)、18份低分子聚异丁烯(V100＝4745mm²/s)、15份有机膨润土A(以二甲基氢化牛脂苄基铵阳离子覆盖处理)和4份95％乙醇一起加入反应釜中，加热升温搅拌至50～60℃，恒温搅拌45±5分钟，继续搅拌加热升温到115±5℃，恒温搅拌抽真空120±10分钟，真空度小于或等于-0.05Mpa；

2)冷却降温至70±5℃，依次加入0.5份的T304、1.5份的T307、3份的偏硼酸盐、1.5份的T531、0.15份的T551，搅拌30±5分钟，出料入周转桶中；

3)自然冷却至室温，采用三辊研磨机研磨3次即得微型电机减速箱润滑脂。

本发明实施例所得微型电机齿轮箱润滑脂的检验数据如下表：

由上表可知，本发明的微型电机减速箱用润滑脂不仅具有优良的极压抗磨性、低的蒸发损失和分油性能，优秀的防护性能，优异的热氧化安定性，还具有宽的使用温度范围和极长的使用寿命，满足微型电机减速箱中转动部位的长期乃至终生润滑，降噪及防护的要求。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其特征在于：按照重量份配比包括如下组分：

2.如权利要求1所述的用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其特征在于：所述基础油采用加氢异构化的精制矿物油或聚α-烯烃油或多元醇酯类油中的一种或几种的混合，所述的加氢异构化的精制矿物油为500SN、250N、150N；所述的聚α-烯烃油为癸烯烃齐聚的多聚体；所述的多元醇酯类油为三羟甲基丙烷脂肪酸脂和季戊四醇脂肪酸酯中的一种或几种的混合。

3.如权利要求2所述的用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其特征在于：所述的癸烯烃齐聚的多聚体为二聚体、三聚体或多聚体，优选其40℃运动粘度为46-680mm²/s，闪点在215℃以上，倾点在-40℃以下；所述的三羟甲基丙烷脂肪酸脂和季戊四醇脂肪酸酯，优选采用三羟甲基丙烷C4～C12饱和脂肪酸酯和季戊四醇C5～C14饱和脂肪酸酯，优选其40℃运动粘度为32-180mm²/s，闪点在210℃以上，倾点在-35℃以下。

4.如权利要求1所述的用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其特征在于：所述的增粘剂采用聚甲基丙烯酸甲酯或低分子聚异丁烯中的一种或两种的混合。

5.如权利要求1所述的用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其特征在于：所述的膨润土稠化剂采用二甲基氢化牛脂苄基铵阳离子或妥尔油脂肪酸氨基酰胺覆盖剂处理的蒙脱石有机膨润土中的一种或两种配合使用。

6.如权利要求1所述的用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其特征在于：所述的活化剂采用95％乙醇(乙醇/水＝95/5)、96.6％丙酮(丙酮/水＝96.6/3.4)或者95％碳酸丙烯酯(碳酸丙烯酯/水＝95/5)中的一种。

7.如权利要求1所述的用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其特征在于：所述的极压抗磨剂采用用含磷化合物、硫磷化合物、硫磷氮化合物、含硼化合物中的一种或几种的混合，所述的含磷化合物采用磷酸酯或亚磷酸酯；所述的硫磷化合物采用硫代磷酸酯或硫代磷酸三苯酯；所述的硫磷氮化合物采用硫代磷酸酯胺盐或硫磷酸含氮衍生物；所述的含硼化合物采用油性硼酸钾或偏硼酸盐。

8.如权利要求1所述的用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其特征在于：所述的抗氧剂为胺型抗氧剂，所述的胺型抗氧剂采用N-苯基-α-苯胺(T531)，辛基/丁基二胺(T534)或二异辛基二苯胺中的一种。

9.如权利要求1所述的用于微型电机减速箱的润滑脂组合物，其特征在于：所述的腐蚀抑制剂采用苯骈三氮唑及其衍生物中的一种，所述的苯三唑及其衍生物分别采用苯骈三氮唑(T706)或苯骈三氮唑衍生物(T551)。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的用于微型电机减速箱的润滑脂组合物的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)先将基础油、增粘剂、膨润土稠化剂和活化剂一起加入反应釜中，加热升温搅拌至50-60℃，恒温搅拌45±5分钟，使体系分散均匀；

2)搅拌加热升温到115±5℃，恒温搅拌抽真空120±10分钟，真空度小于或等于-0.05Mpa；冷却降温至70±5℃，依次加抗氧剂、腐蚀抑制和极压抗磨剂，搅拌30±5分钟，混合均匀，出料入周转桶中；

3)自然冷却至室温，采用三辊研磨机研磨3次即得所述微型电机减速箱润滑脂组合物。