CN112812874A - 一种用于航空高温电机轴承的润滑脂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有优异抗磨性能和长使用寿命的,可以用于航空高温电机轴承的润滑脂,也可以用于其它行业的电机润滑。所述润滑脂由基础油、改性剂、稠化剂、抗氧剂、抗磨剂、极压剂和防锈剂构成。根据本发明的用于航空高温电机轴承的润滑脂同目前国内的电机用润滑脂及国外的电机用润滑脂相比较,在高温轴承寿命、抗磨性能,抗氧化性能,抗剪切性能、极压抗磨性能等方面更佳并且其它性能符合相关标准要求,因此,可以更广泛的用于电机润滑领域。
Description
技术领域
本发明涉及润滑脂产品及其制备方法,具体地涉及一种具有优异抗磨性能和长使用寿命的,可以用于航空高温电机轴承的润滑脂,也可以用于其它行业的电机润滑。
背景技术
航空润滑脂对于保证飞机的工作可靠性和维修性有重要的作用。航空润滑脂主要用于航空电机、仪表、发动机附件机轮等部件的轴承、齿轮、链条及操纵机构节点的润滑与防护。
随着航空工业的发展,航空飞行器的飞行速度越来越高,电子设备的用量越来越大,航空机载设备的用电量需求越来越大,对航空电机的要求也越来越高,尤其是对中、大功率电机要求日益苛刻,需要抗磨性优异、使用寿命长的电机润滑脂满足大功率电机的使用需要。俄罗斯的Сэда润滑脂是设计用于中、大功率电机的一种优异抗磨性能的电机润滑脂,适用于-60~180℃的航空电机,相对于俄罗斯其它电机润滑脂使用寿命更长。
俄罗斯的ЦИАТИМ201、ЦИАТИМ201使用了精制矿油基础油,为获得更好的低温性能,ОКБ-122-7、特ОКБ-122-8、特ОКБ-122-12等润滑脂中将基础油改为硅油为主矿油为辅,ЦИАТИМ-221、ЦИАТИМ-22C、ВНИИНП-220都使用了硅油基础油,ВНИИНП-207为提高抗磨性能采用了乙基硅油同MAC-35润滑油混合油,Сэда润滑脂则采用了酯类油基础油。
这些润滑脂主要使用了精制矿油、酯类油、硅油或这些油品的混合油作为基础油。低粘度精制矿油使用范围不宽,使用温度不高;酯类油对材料相容性要求苛刻,且存在水解安定性问题;硅油体系价格昂贵,且其自身抗磨性能、极压性能较差,同添加剂的感受性不好,导致制备的润滑脂产品抗磨损性能不高。目前电机润滑脂尚没有集合了优异抗磨性、极压性、抗水解性、高温性能、长寿命且廉价的电机润滑脂。目前我国用于大功率航空电机的润滑抗磨性能不足,部分大功率电机需要使用进口的СЭДА润滑脂。但是,随着电机工业的发展,对电机装备维护保障提出了更高的要求,需要航空电机的维护周期更长,因此,对电机轴承润滑脂的高低温性能以及抗磨性能提出了更高的要求,特别是为了使我国的航空事业不受制于人,必须研发和生产自己的润滑脂产品。
在之前的本发明人提交的申请中(专利号为ZL201310706860.2)中公开了一种多用途通用航空润滑脂,可以满足MIL-PRF-81322规范要求,所述润滑脂由基础油、稠化剂、抗氧剂和极压抗磨剂构成,其中所述基础油为PAO4和PAO6号基础油的复配油,两种油料的重量比为18:82,并且所述稠化剂为经过硼酸处理的复合锂稠化剂。该航空润滑脂可以在177℃正常工作达到560小时。但该润滑脂主要用于电机的安装花键、伺服机构部位上使用,在大功率电机轴承上表现不够理想,尚未成功使用。在60kVA电机轴承上,试用了某种符合MIL-PRF-81322规范的产品以替代俄罗斯进口润滑脂,出现了堵塞润滑通道的问题,不能满足使用需要。而俄罗斯的进口电机润滑脂在抗磨性和轴承寿命上还有一定不足,在电机的实际使用中,未到维护期的时候,出现了轴承磨损等问题,不得不缩减维护周期,不能满足实际的使用需要。
因此,需要开发在高温工作条件下,具有优异抗磨性能和更长使用寿命的电机润滑脂,以满足中、大功率电机的使用需要。
发明内容
针对上述目前的国内外状况,根据本发明的一个方面,本发明提供了一种以PAO为主的基础油制备的航空高温电机润滑脂,其由以下组分构成:
基础油含量为75%至90%;
稠化剂含量为8%至29%;
抗氧剂含量为1%至8%;
抗磨剂含量为1%至5%
极压剂含量为0.5%至5%;
防锈剂含量为0.5%至1.5%;
各组分总量之和为100%。
优选地,根据本发明的所述用于航空高温电机轴承的润滑脂,其由以下组分构成:
基础油含量为70%至85%;
稠化剂含量为10%至25%;
抗氧剂含量为3%至8%;
抗磨剂含量为1%至3%;
极压剂含量为1%至3%;
防锈剂含量为0.5%至1.0%;
各组分总量之和为100%。
优选地,根据本发明的所述用于航空高温电机轴承的润滑脂,其由以下组分构成:
基础油含量为74.5%;
稠化剂含量为17.9%;
抗氧剂含量为3%;
抗磨剂含量为2.5%;
极压剂含量为1.5%;
防锈剂含量为0.6%;
各组分总量之和为100%。
其中,所述基础油为PAO6基础油、烷基萘基础油和酯类油的复配油,三者的重量比为60-90:5-30:5-10。
优选地,所述基础油为PAO6基础油、烷基萘基础油和酯类油的复配油,三者的重量比为75-90:5-20:5-8。
优选地,所述基础油为PAO6基础油、烷基萘基础油和酯类油的复配油,三者的重量比为86:7:7。
所述酯类油为季戊四醇酯类基础油,选自季戊四醇正己酯基础油、季戊四醇正庚酯基础油和季戊四醇正辛酯基础油。
更优选地,所述酯类油为季戊四醇正庚酯基础油。
所述稠化剂没有特殊限制,可以采用航空润滑脂中常用的稠化剂,包括但不限于复合皂基稠化剂、膨润土稠化剂、有机燃料稠化剂等。例如可以采用中国专利ZL2013107068602中采用的复合锂稠化剂。
所述抗氧剂选自以酚型抗氧剂和胺型抗氧剂为主,辅助以烷基硫代氨基甲酸盐或酯和烷基硫代氨基磷酸盐或酯等,优选为对二异辛基二苯胺、复合胺抗氧剂9317、4,4’亚甲基-双(2,6-二叔丁基苯酚),抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂7723中的一种或其中两种或三种按照任意重量比例的组合。
所述抗磨剂选自磷酸三甲酚酯及其衍生物、二烷基二硫代氨基甲酸锌、二烷基二硫代氨基磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锑、噻二唑中的一种或多种按照任意重量比例的组合。
所述极压剂选自二硫化钼、石墨、CaCO3、巯基苯并噻二唑、噻二唑衍生物、磷酸酯中的一种或两种按照任意重量比例的组合。
所述防锈剂选自苯并三氮唑及其衍生物、噻二唑及其衍生物、高碱性磺酸钡中的一种或两种按照任意重量比例的组合。
根据本发明的另一个方面,本发明提供了一种用于航空高温电机轴承的润滑脂的制备方法,该方法包括以下步骤:
1)向反应釜中加入预定重量的PAO6基础油和烷基萘基础油,并添加预定重量的改性剂,搅拌下升温至100-110℃,加入壬二酸,待壬二酸溶解后加入12-羟基硬脂酸,溶解12-羟基硬脂酸的同时降温,待降温到98℃,缓慢加入氢氧化锂悬浊液,其中氢氧化锂的摩尔总量为12-羟基硬脂酸等摩尔量和壬二酸两倍摩尔量,升温到105℃,皂化2小时,升温到140~150℃,脱水1小时。
2)然后加入90℃的饱和硼酸水溶液和水杨酸溶液,升温到140~150℃,缓慢加入氢氧化锂悬浊液,其中氢氧化锂的摩尔总量为硼酸等摩尔量和水杨酸两倍摩尔量,皂化2小时,脱水1小时,然后升温到180~190℃,保持10分钟,加入季戊四醇正庚酯基础油,自然降温,在100~110℃加入抗氧剂、抗磨剂、极压剂、和防锈剂,保持恒温搅拌30分钟,降温至室温,经均化得到最终产品。
其中,步骤1)中所述LiOH·H2O悬浊液中LiOH·H2O与水的重量比为1:1;
基于100重量份的PAO6基础油、烷基萘基础油和酯类油的复配油,所述壬二酸的加入量为4-6重量份,所述12-羟基硬脂酸的加入量为11-15重量份;
步骤1)中所述改性剂选自正己醇、正庚醇或正辛醇,优选为正庚醇,基于100重量份的PAO6基础油、烷基萘基础油和酯类油的复配油,所述改性剂的加入量为7%。
其中,步骤2)中,基于100重量份的PAO6基础油、烷基萘基础油和酯类油的复配油,所述硼酸的加入量为1-3重量份,所述水杨酸的加入量为1.5-3.5重量份。
其中,步骤2)中,所述水杨酸溶液为将异丁醇溶解水杨酸,形成的水杨酸异丁醇溶液,异丁醇的加入量为溶解水杨酸即可。
有益效果
根据本发明的用于航空高温电机轴承的润滑脂同目前国内的电机用润滑脂及国外的电机用润滑脂相比较,在高温轴承寿命、抗磨性能,抗氧化性能,抗剪切性能、极压抗磨性能等方面更佳并且其它性能符合相关标准要求,因此,可以更广泛的用于电机润滑领域。
具体实施方式
以下,将详细地描述本发明。在进行描述之前,应当理解的是,在本说明书和所附的权利要求书中使用的术语不应解释为限制于一般含义和字典含义,而应当在允许发明人适当定义术语以进行最佳解释的原则的基础上,根据与本发明的技术方面相应的含义和概念进行解释。因此,这里提出的描述仅仅是出于举例说明目的的优选实例,并非意图限制本发明的范围,从而应当理解的是,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以由其获得其他等价方式或改进方式。
现有产品多使用硅油或硅油酯类油混合油做基础油,抗磨性能不佳,对于中、大功率电机,使用寿命受限。本发明使用PAO基础油或PAO为主的基础油(PAO和酯类油混合油或PAO和烷基萘混合油)制备的电机润滑脂,具有优异的抗磨性能、极压性能、抗氧化性能,具有长寿命特征。
我国航空润滑脂基本上都是一种产品一个规范。我国现有电机轴承润滑脂如933、7014、7016、7017等,都主要采用了硅油作为基础油,部分润滑脂为改善润滑性能,添加了部分酯类油。由于基础油的固有缺陷,现有航空电机轴承润滑脂在抗磨性能上存在一定不足。现有航空电机轴承润滑脂对抗磨性能基本没有要求,实测综合磨损指数数据(LWI)不超过35kgf。
目前某些大功率电机如某型60kVA交流发电机每工作600小时、某型40kVA交流发电机每工作300小时,需要对轴承补加润滑脂,使用的是进口的СЭДА润滑脂。并且,随着电机工业的发展,对电机装备维护保障提出了更高的要求,需要航空电机的维护周期更长,因此,对电机轴承润滑脂的高低温性能以及抗磨性能提出了更高的要求。
СЭДА润滑脂是俄罗斯二十世纪末研制的新型电机轴承润滑脂,该润滑脂具有较好的高低温性能、抗磨性能,替代俄罗斯ВНИИНП-220、ВНИИП-242、ЛДC-1、ЦИАТИМ-221、ЭЩ-176等多种润滑脂,是俄罗斯使用的高性能电机轴承润滑脂。СЭДА润滑脂具有优异的长寿命和抗摩擦磨损性能,这是我国目前使用的电机轴承润滑脂所不具备的。新一代飞机载重更高、飞行时间更长,对部件可靠性和长寿命提出了更高的要求,因此需要进行长寿命抗磨轴承润滑脂的研制,满足现有及未来飞机的使用要求。
根据本发明的用于航空电机高温润滑脂由于采用基础油为PAO6基础油、烷基萘基础油和酯类油的复配油,完全不同于我国现有的航空电机轴承润滑脂。
俄罗斯Сэда润滑脂符合ТУ381011242-89规范要求,使用复合钙稠化季戊四醇酯,使用温度范围为-60℃~180℃,使用温度范围宽,由于使用了酯类基础油,具有较好的抗磨性和长寿命特性,用于航空电机和启动电机轴承等。可替代ВНИИНП-207、ВНИИНП-281、ВНИИНП-221、ОКБ-122-7、ВНИИНП-242等多种润滑脂产品。我国多种此温度范围左右的润滑脂产品,如933、kk-3、7112、7104等电机润滑脂,主要使用了硅油做基础油,或硅油为主辅助以少量酯类油混合油基础油,在抗磨性方面同俄罗斯产品还有一定差距,对于中、大功率电机设备,由于润滑脂自身抗磨性的缺陷,也存在使用寿命不足的问题。同时俄罗斯规范产品,使用了酯类油基础油,抗水性能存在问题,限制了其使用。
根据本发明的用于航空高温电机轴承的润滑脂性能优于俄罗斯Сэда润滑脂相当,同时具有优异的极压性能、抗磨性能、抗水性能、抗氧化性能及长使用寿命。
根据本发明的PAO基电机润滑脂中,基础油的选择对润滑脂的最终性能有决定性影响。目标润滑脂需要同时具备优异的高温性能和低温性能,就直接限制了基础油的选择,而现有润滑脂使用酯类油、硅油或酯类油和硅油的混合油做基础油,分别存在抗磨性不足或抗水性不够的固有缺陷。为此,本发明选择使用PAO6基础油、烷基萘基础油和酯类油的复配油为基础油。少量的酯类油基础油可以提高润滑脂低温性能,改善添加剂的感受性,但同时会对抗水性能产生影响,因此需要控制用量;少量的烷基萘可以改善润滑脂对添加剂的感受性,提高抗氧性能,但会降低润滑脂的低温性能,因此也需要控制用量。PAO基础油具有粘度指数高、低温流动性能号、高温粘度保持力较高、倾点低、挥发性低、热氧化安定型号等特点,是本发明使用的核心基础油,其对添加剂的感受性不如酯类油和烷基萘,通过选择合适的添加剂体系,可以克服该缺陷。PAO基础油主要有PAO2、PAO4、PAO6、PAO8、PAO10等油品,如上海FOX、美孚、大连宏成等都有生产。其中PAO4号基础油,可以用于-73℃~121℃的电机润滑脂产品,PAO6号基础油,可用于-54℃~177℃的电机润滑脂产品,本发明技术方案中,发明人采取的PAO基础油在PAO4~PAO10之间,优选PAO6~PAO8,最优选PAO6。根据对低温要求的不同,可以选择更高粘度的PAO基础油。
烷基化芳环化合物早在二次世界大战中就被德国用作润滑油的基础油,但直到近年来才被大量使用。烷基化芳环基础油包括了一类非常广泛的液体,不同烷基化芳环基础油的性质差异非常大,因此可以通过选择不同的芳香环化合物合成具有不同性质的烷基化芳环基础油。特别是烷基化芳环基础油可以分别烷基萘基础油、烷基苯基础油和含有杂原子的烷基芳环基础油。
烷基萘基础油中富电子的萘环可以吸收氧从而中断氧化链的传递,阻止烷烃基的继续氧化,防止氧化的发生。
根据本发明的润滑脂还包括改性剂,所述改性剂选自正己醇、正庚醇或正辛醇,优选为正庚醇。通过加入长链烷基醇,改善了稠化剂皂结构,改进了润滑脂的剪切安定性,同时有利于第二步皂化反应的完成。发明人研究发现如果作为改性剂的烷基醇的烷基链太短,例如正丁醇或正戊醇,则由于挥发性太强,对皂结构的改善作用不理想,导致润滑脂的剪切安定性不足,同时也不利于第二步皂化反应完全,造成润滑脂性能下降;如果烷基醇的烷基链太长,例如超过10个碳原子,则由于该烷基醇本身沸点较高,后期的升温过程中,不利于多余的烷基醇去除,因此,所述改性剂优选为正庚醇。
根据本发明的润滑脂的基础油中包括的酯类油为季戊四醇酯类基础油,选自季戊四醇正己酯基础油、季戊四醇正庚酯基础油和季戊四醇正辛酯基础油,最优选为季戊四醇正辛酯。
相比较而言,1)PAO类基础油很难溶解添加剂,但是酯类基础油可以较为容易地溶解添加剂;2)同时PAO类基础油对橡胶油封有腐蚀导致收缩,而酯对橡胶油封有腐蚀导致膨胀,通过适当调配可以做到平衡;3)酯比PAO更具亲水性,特别是在本发明中采用了硼酸水溶液和水杨酸水溶液作为皂化剂,对基础油的水溶性提出一定要求。
根据俄罗斯Сэда润滑脂实测低温性能,PAO8基础油制备的润滑脂,相似粘度超过1800Pa·s,不能满足要求。使用PAO4基础油,蒸发损失难以接受。
对于稠化剂而言,由于润滑脂产品需要具备长期承受177℃甚至更高的高温使用环境,因此需要使用高温稠化剂。俄罗斯Сэда润滑脂使用了复合钙钙皂稠化剂,本发明稠化剂可以选用复合锂稠化剂、复合钙稠化剂、膨润土稠化剂、有机染料稠化剂等,优选复合锂稠化剂和复合钙稠化剂,最优选符合锂皂稠化剂,复合锂稠化剂具有优异的高、低温性能、抗水性能,对添加剂感受性好等特点。
根据本发明的PAO基电机润滑脂的应用领域,需要具有优异的高低温性能,同时润滑脂还需要具有较好的抗磨性能、极压性能、抗水性能和长使用寿命,因此必须要加入适当的添加剂对润滑脂进行改性,提高其抗磨性能、极压性能、抗水性能和使用寿命等。
对于抗氧剂而言,由于润滑脂产品需要具备优异的高温性能和长的使用寿命,需要使用性能优良的抗氧剂。本发明的抗氧剂选用,以酚型抗氧剂和胺型抗氧剂为主,辅助以烷基硫代氨基甲酸盐或酯和烷基硫代氨基磷酸盐或酯等,优选对对二异辛基二苯胺、复合胺抗氧剂9317、4,4’亚甲基-双(2,6-二叔丁基苯酚),抗氧剂1076、抗氧剂1010、7723或其中两种或三种任意重量比例的组合,最优选复合胺抗氧剂9317、4,4’亚甲基-双(2,6-二叔丁基苯酚)、7723抗氧剂组合。此抗氧剂组合具有较好的协同效果,抗氧化性能优异。
对于抗磨剂而言,由于润滑脂产品抗磨性是一个特性要求,是提高其使用寿命的重要手段之一,因此,需要使用合适的抗磨剂使润滑脂具备良好的抗磨性能。本发明抗磨剂选用二硫化钼、石墨、CaCO3、巯基苯并噻二唑、噻二唑衍生物、磷酸酯中的一种或两种按照任意重量比例的组合。
对于防锈剂而言,润滑脂产品需要具有良好的防护性能,这也是保证其长寿命特征的重要措施之一。本发明使用的防锈剂选自苯并三氮唑及其衍生物、噻二唑及其衍生物、高碱性磺酸钡中的一种或两种按照任意重量比例的组合。
以下实施例仅是作为本发明的实施方案的例子列举,并不对本发明构成任何限制,本领域技术人员可以理解在不偏离本发明的实质和构思的范围内的修改均落入本发明的保护范围。除非特别说明,以下实施例中使用的试剂和仪器均为市售可得产品。
实施例
以下实施例仅是作为本发明的实施方案的例子列举,并不对本发明构成任何限制,本领域技术人员可以理解在不偏离本发明的实质和构思的范围内的修改均落入本发明的保护范围。
实施例1
1)按照PAO6基础油、烷基萘基础油和酯类油三者的重量比为86:7:7分别称取PAO6基础油320.35g,烷基萘基础油(AN5,上海纳克润滑技术有限公司(NACO))26.08g,和酯类油(山东鼎煤智能设备有限公司)26.08g,共计372.5g。
2)向反应釜中加入PAO6基础油和烷基萘基础油,搅拌下升温至100-110℃,加入壬二酸16.2g,待壬二酸溶解后加入12-羟基硬脂酸51.7g,溶解12-羟基硬脂酸的同时降温,待降温到98℃,缓慢加入氢氧化锂悬浊液,其中氢氧化锂的摩尔总量为12-羟基硬脂酸等摩尔量和壬二酸两倍摩尔量(所述LiOH悬浊液为用100℃蒸馏水溶解LiOH·H2O形成,LiOH与水的重量比约为1:1),升温到105℃,皂化2小时,升温到140~150℃,脱水1小时。
3)加入90℃的饱和硼酸水溶液(含硼酸7.5g)和水杨酸的异丁醇溶液(含水杨酸10g),然后缓慢加入氢氧化锂悬浊液,其中氢氧化锂的摩尔总量为硼酸等摩尔量和水杨酸两倍摩尔量,升温到105温度,皂化2小时,升温到140~150℃,脱水1小时,然后升温到180~190℃,保持10分钟,加入季戊四醇正庚酯基础油和正庚醇35g,自然降温,在100~110℃加入抗氧剂、抗磨剂、极压剂、和防锈剂,保持恒温搅拌30分钟,降温至室温,经均化得到最终润滑脂产品500g。
其中,基于100重量份的最终润滑脂产品,基础油含量约74.5%,稠化剂含量为17.9%;抗氧剂含量为3%,抗磨剂含量为2.5%,极压剂含量为1.5%,防锈剂含量为0.6%。
基于100重量份的最终润滑脂产品,
所述抗氧剂为2%的复合胺抗氧剂9317和1%的4,4‘亚甲基-2,4,6二叔丁基苯酚。
所述抗磨剂为:2.5%的噻二唑。
所述极压剂为:1.5%的巯基苯并噻二唑。
所述防锈剂为:0.1%苯并三氮唑,0.25%的防锈剂323(生产商:范德比尔特,为是苯并三氮唑的衍生物)和0.25%的防锈剂424(生产商:范德比尔特,为噻二唑的衍生物)。
对比实施例1
除了不加入改性剂正庚醇以外,按照实施例1相同方法制备润滑脂产品,其中改性剂改为等重量的稠化剂。
对比实施例2
除了在步骤3)中不加入脂类油季戊四醇正庚酯基础油以外,按照实施例1相同的方式制备润滑脂产品。
测试实施例1:抗磨性能测试
按照astm5707标准记载的方法分别对现有的7031A润滑脂、936润滑脂、7014润滑脂、СЭДА润滑脂以及本发明实施例1的润滑脂测试抗磨性能,结果列于下表1中,SRV测试条件:20kg,冲程1mm,50℃,120分钟,50HZ。
表1
润滑脂牌号 | 磨斑直径(mm) |
7031A润滑脂 | 0.648 |
936润滑脂 | 0.620 |
7014润滑脂 | 1.822 |
СЭДА润滑脂 | 0.656 |
实施例1 | 0.400 |
对比实施例1 | 0.510 |
对比实施例2 | 0.580 |
从表1中数据可以看出经过相同方式的检测后,本发明的润滑脂的磨斑直径最小,说明本发明的润滑脂的抗磨润滑效果优异,同时通过对比实施例1的数据来看,不加入改性剂正庚醇,则抗磨性能提高不够明显。
测试实施例2:极压性能测试
按照SH/T 0202-1992、GB/T269、和ASTM5483标准中说明的测试方法对实施例1中制备的润滑脂产品以及СЭДА润滑脂进行测试,结果列于下表2中。
表2
从实施例1和对比实施例1的剪切安定性的数据来看,加入改性剂正庚醇可以显著提高剪切安定性和抗氧化性能。同时从实施例1和对比实施例2的氧化诱导期数据来看,酯类油基础油改进了添加剂感受性,提高了抗氧化能力。
测试实施例3:抗氧化性能测试
按照ASTM5483标准记载的方法分别对现有的СЭДА润滑脂和本发明实施例1的润滑脂测试抗氧化性能,结果列于下表3中。
表3
表3中所述“新脂”是指测试前从未使用过的润滑脂产品,“518h使用后脂”是指测试前待测润滑脂产品已经使用过的518小时。从表3中数据可以看出,本发明的润滑脂的未使用过的产品的氧化诱导期是俄罗斯的СЭДА润滑脂的3倍以上,即使使用518小时后,仍然高于СЭДА润滑脂。
测试实施例4:高温轴承性能测试
按照SH/T 0248-1992中说明的测试方法对实施例1中制备的润滑脂产品进行测试,结果列于下表4中。
表4
测试实施例5:实际使用性能测试
将实施例1润滑脂和俄罗斯СЭДА润滑脂在某60kVA发电机上进行实际使用实验。实际使用试验结束后,对两个发电机的样品进行了取样,取样点分别是发电机传动端保持架、发电机传动端盖和发电机通风端盖,同两个俄罗斯СЭДА样品,进行了PDSC(高压差热扫描)、SRV(高频线性振荡试验)和元素分析,结果列于下表5中,其中PDSC测试按照ASTMD5483中记载的方法进行,SRV测试按照ASTM D5707中记载的方法进行,元素分析按照NB/SH/T0865中记载的方法在润滑油中磨损金属和污染元素测定旋转圆盘电极原子发射光谱法进行。
表5:试验后润滑脂样品分析
可以看到,根据本发明的实施例1的润滑脂即使在实际使用1400+小时以后,仍然具有优异的抗氧化性能和抗磨性能,实际使用性能远远优于俄罗斯СЭДА润滑脂。
Claims (9)
1.一种以PAO为主的基础油制备的航空高温电机润滑脂,其由以下组分构成:
基础油含量为75%至90%;
稠化剂含量为8%至29%;
抗氧剂含量为1%至8%;
抗磨剂含量为1%至5%;
极压剂含量为0.5%至5%;
防锈剂含量为0.5%至1.5%;
各组分总量之和为100%。
2.根据权利要求1所述的润滑脂,其特征在于,所述润滑脂由以下组分构成:
基础油含量为70%至85%;
稠化剂含量为10%至25%;
抗氧剂含量为3%至8%;
抗磨剂含量为1%至3%;
极压剂含量为1%至3%;
防锈剂含量为0.5%至1.0%;
各组分总量之和为100%。
3.根据权利要求1所述的润滑脂,其特征在于,所述润滑脂由以下组分构成:
基础油含量为74.5%;
稠化剂含量为17.9%;
抗氧剂含量为3%;
抗磨剂含量为2.5%;
极压剂含量为1.5%;
防锈剂含量为0.6%
各组分总量之和为100%。
4.根据权利要求1所述的润滑脂,其特征在于,所述基础油为PAO6基础油、烷基萘基础油和酯类油的复配油,三者的重量比为60-90:5-30:5-10,优选为75-90:5-20:5-8,更优选为86:7:7。
5.根据权利要求4所述的润滑脂,其特征在于,所述酯类油为季戊四醇酯类基础油,选自季戊四醇正己酯基础油、季戊四醇正庚酯基础油和季戊四醇正辛酯基础油;优选地,所述酯类油为季戊四醇正庚酯基础油。
6.根据权利要求1所述的润滑脂,其特征在于,所述抗氧剂选自以酚型抗氧剂和胺型抗氧剂为主,辅助以烷基硫代氨基甲酸盐或酯和烷基硫代氨基磷酸盐或酯的混合抗氧剂,优选为对二异辛基二苯胺、复合胺抗氧剂9317、4,4’亚甲基-双(2,6-二叔丁基苯酚),抗氧剂1076、抗氧剂1010、抗氧剂7723中的一种或其中两种或三种按照任意重量比例的组合。
7.根据权利要求1所述的润滑脂,其特征在于,所述抗磨剂选自磷酸三甲酚酯及其衍生物、二烷基二硫代氨基甲酸锌、二烷基二硫代氨基磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锑、噻二唑中的一种或多种按照任意重量比例的组合。
8.根据权利要求1所述的润滑脂,其特征在于,所述极压剂选自二硫化钼、石墨、CaCO3、巯基苯并噻二唑、噻二唑衍生物、磷酸酯中的一种或两种按照任意重量比例的组合。
9.根据权利要求1所述的润滑脂,其特征在于,所述防锈剂选自苯并三氮唑及其衍生物、噻二唑及其衍生物、高碱性磺酸钡中的一种或两种按照任意重量比例的组合。
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---|---|---|---|---|
WO2022241683A1 (zh) * | 2021-05-19 | 2022-11-24 | 安美科技股份有限公司 | 纤维润滑剂及其制备方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102807908A (zh) * | 2012-09-04 | 2012-12-05 | 陕西省石油化工研究设计院 | 一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物 |
CN103666658A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-03-26 | 中国人民解放军空军油料研究所 | 一种多用途通用航空润滑脂 |
US20150315509A1 (en) * | 2012-12-21 | 2015-11-05 | Shell Oil Company | Grease copositions |
CN111718773A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-09-29 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种聚脲稠化剂及其所得的润滑脂和润滑脂的制备方法 |
CN112063434A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-11 | 刘佩仓 | 一种航空用高温润滑脂及生产方法 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102807908A (zh) * | 2012-09-04 | 2012-12-05 | 陕西省石油化工研究设计院 | 一种适用于航空发动机宽温域多元醇酯类润滑油组合物 |
US20150315509A1 (en) * | 2012-12-21 | 2015-11-05 | Shell Oil Company | Grease copositions |
CN103666658A (zh) * | 2013-12-19 | 2014-03-26 | 中国人民解放军空军油料研究所 | 一种多用途通用航空润滑脂 |
CN111718773A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-09-29 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种聚脲稠化剂及其所得的润滑脂和润滑脂的制备方法 |
CN112063434A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-11 | 刘佩仓 | 一种航空用高温润滑脂及生产方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2022241683A1 (zh) * | 2021-05-19 | 2022-11-24 | 安美科技股份有限公司 | 纤维润滑剂及其制备方法 |
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Publication number | Publication date |
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