CN113372981A - 纤维润滑剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纤维润滑剂及其制备方法,该纤维润滑剂包括以下组分:纤维材料、抗氧剂、腐蚀抑制剂、油性剂、摩擦改进剂、消泡剂、PAO基础油。本发明纤维润滑剂将抗氧剂、腐蚀抑制剂、油性剂、摩擦改进剂、消泡剂、PAO基础油等组分混合共同组成油液,利用纤维材料的弹性和孔隙结构,以纤维材料作为载体承载油液,并在被挤压时释放油液,可作为轴承的储油及供油系统,使纤维润滑剂具有优异的极压、抗磨和减摩性能,有效保护电机轴承,有效抑制轴承温升,降低了轴承故障率,延长了设备使用寿命,而且纤维润滑剂的制备工艺简单,条件温和,原料易得,产率高,适合工业推广。
Description
技术领域
本发明涉及润滑材料技术领域,特别是涉及纤维润滑剂及其制备方法。
背景技术
粉末冶金套筒轴承由于其生产成本低、精度高,被广泛应用于风扇、洗衣机、换气扇、汽车电器元件、音视频设备相关部件的电机轴承。应用于该类轴承的润滑剂应能有效减少转轴和轴承之间的摩擦阻力,在轴承连续运转期间能够抑制温升。
纤维润滑剂是一种固体润滑剂,主要由纤维、各种石油产品及其它化工添加剂经特定制作工艺制作而成,传统的纤维润滑剂抑制轴承升温的效果不理想,因而导致轴承故障率较高,设备使用寿命不理想。
发明内容
基于此,本发明提供一种纤维润滑剂,具有优异的润滑性能,有效抑制轴承温升,降低轴承故障率,提高设备使用寿命。
一种纤维润滑剂,包括以下组分:纤维材料、抗氧剂、腐蚀抑制剂、油性剂、摩擦改进剂、消泡剂和PAO(Poly Alpha Olefins,聚α-烯烃)基础油。
在其中一个实施例中,纤维润滑剂包括以下质量百分比的组分:纤维材料5%~15%、抗氧剂0.05%~1%、腐蚀抑制剂0.01%~1%、油性剂5%~20%、摩擦改进剂0.5%~5%、消泡剂0.01%~0.05%、PAO基础油57%~90%。
在其中一个实施例中,纤维材料为纤维素纤维。
在其中一个实施例中,纤维材料的长度为2~20μm。
在其中一个实施例中,抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯、2,6-二叔丁基对甲酚、辛基丁基二苯胺的一种或几种的组合。
在其中一个实施例中,腐蚀抑制剂为苯三唑衍生物、噻二唑衍生物、烯基丁二酸酯的一种或几种的组合。
在其中一个实施例中,油性剂为三羟甲基丙烷三辛基酯、新戊基多元醇高级脂肪酸酯的一种或两种的组合。
在其中一个实施例中,摩擦改进剂为硫化烯烃棉籽油、磷酸三甲酚酯、硫代磷酸三苯酯、二烷基二硫代磷酸氧钼的一种或两种的组合。
在其中一个实施例中,消泡剂为非硅型复合消泡剂。
本发明还提供了上述纤维润滑剂的制备方法,包括以下步骤:
将油性剂、抗氧剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂、消泡剂依次加入反应容器,搅拌,加入PAO基础油,搅拌均匀,获得混合溶液;
将所述混合溶液转入调合设备,搅拌状态下,加入纤维材料,搅拌均匀,得到纤维润滑剂。
本发明纤维润滑剂的有益效果为:
1、本发明纤维润滑剂将抗氧剂、腐蚀抑制剂、油性剂、摩擦改进剂、消泡剂、PAO基础油等组分混合共同组成油液,利用纤维材料的弹性和孔隙结构,以纤维材料作为载体承载油液,并在被挤压时释放油液,可作为轴承的储油及供油系统,使纤维润滑剂具有优异的极压、抗磨和减摩性能,从而有效保护电机轴承,有效抑制轴承温升,降低了轴承故障率,延长了设备使用寿命;
2、本发明纤维润滑剂可以一次装填,长久使用,无需补加油液;
3、采用纤维素纤维,与抗氧剂、腐蚀抑制剂、油性剂、摩擦改进剂、消泡剂、PAO基础油等组分混合组成的油液配合,纤维素纤维的储油和释油效果良好,可以有效润滑轴承及降低轴承的噪音;
4、纤维润滑剂制备工艺简单,条件温和,原料易得,产率高,适合工业推广。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
本发明提供一种纤维润滑剂,包括以下组分:纤维材料、抗氧剂、腐蚀抑制剂、油性剂、摩擦改进剂、消泡剂和PAO基础油。
一个实施例中,纤维润滑剂包括以下质量百分比的组分:纤维材料5%~15%、抗氧剂0.05%~1%、腐蚀抑制剂0.01%~1%、油性剂5%~20%、摩擦改进剂0.5%~5%、消泡剂0.01%~0.05%、PAO基础油57%~90%。
纤维材料为纤维素纤维,较优地,纤维材料的长度为2~20μm,更优地,纤维材料的长度选为3~7μm,呈粉末状,不会给轴承运作带来摩擦阻力。
抗氧剂可延缓或抑制聚合物如油性剂和PAO基础油的氧化,延长油性剂和PAO基础油的使用寿命。抗氧剂可以为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯、2,6-二叔丁基对甲酚、辛基丁基二苯胺的一种或几种的组合。
金属在周围环境介质作用下,发生电化学或化学作用而产生的腐蚀现象,腐蚀抑制剂可抑制这种腐蚀。一个实施例中,腐蚀抑制剂可以选为苯三唑衍生物、噻二唑衍生物、烯基丁二酸酯的一种或几种的组合。
油性剂起增强纤维润滑剂的润滑性和防止磨损及擦伤的作用,可以选为三羟甲基丙烷三辛基酯、新戊基多元醇高级脂肪酸酯的一种或两种的组合。
摩擦改进剂可以选为硫化烯烃棉籽油、磷酸三甲酚酯、硫代磷酸三苯酯、二烷基二硫代磷酸氧钼的一种或两种的组合。
一个实施例中,消泡剂为非硅型复合消泡剂,主要用于防止纤维润滑剂起泡,影响了纤维润滑剂的正常使用。
本发明还提供了上述纤维润滑剂的制备方法,包括以下步骤:
S100:将油性剂、抗氧剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂、消泡剂依次加入反应容器,搅拌,搅拌速度可以选为200~300r/min;加入PAO基础油,搅拌均匀,获得混合溶液,加入PAO基础油后的反应容器内温度控制为55℃~65℃,利于油性剂、抗氧剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂、消泡剂溶解及分散均匀,并有利于于减少气泡的产生。
S200:将所述混合溶液转入调合设备,搅拌状态下,控制搅拌速度为60~100r/min,加入纤维材料,搅拌均匀混合60min,即可得纤维润滑剂。
本发明纤维润滑剂的有益效果为:
1、本发明纤维润滑剂将抗氧剂、腐蚀抑制剂、油性剂、摩擦改进剂、消泡剂、PAO基础油等组分混合共同组成油液,利用纤维材料的弹性和孔隙结构,以纤维材料作为载体承载油液,并在被挤压时释放油液,可作为轴承的储油及供油系统,使纤维润滑剂具有优异的极压、抗磨和减摩性能,从而有效保护电机轴承,有效抑制轴承温升,降低了轴承故障率,延长了设备使用寿命;
2、采用纤维素纤维与抗氧剂、腐蚀抑制剂、油性剂、摩擦改进剂、消泡剂、PAO基础油等组分混合组成的油液配合,纤维素纤维的储油和释油效果良好,可以有效润滑轴承及降低轴承的噪音;
3、纤维润滑剂制备工艺简单,条件温和,原料易得,产率高,适合工业推广。
以下为实施例说明。
实施例1
本实施例的纤维润滑剂,包括以下质量百分比的组分:纤维材料10%、抗氧剂0.4%、腐蚀抑制剂0.01%、油性剂15%、摩擦改进剂3%、消泡剂0.02%、PAO基础油71.57%。
纤维材料为长度为3~5μm的纤维素纤维。
抗氧剂为质量比为1:2:1的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯、2,6-二叔丁基对甲酚、辛基丁基二苯胺的组合。
腐蚀抑制剂为苯三唑衍生物。
油性剂为三羟甲基丙烷三辛基酯。
摩擦改进剂为质量比为1:2的硫化烯烃棉籽油、硫代磷酸三苯酯的组合。
消泡剂为非硅型复合消泡剂。
上述纤维润滑剂的制备方法,包括以下步骤:
S100:将油性剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂、非硅型复合消泡剂依次加入调合釜,开启搅拌,控制搅拌速度为200r/min,加入聚α-烯烃合成基础油,控制调合釜内温度为55℃,搅拌30min,获得混合溶液。
S200:将上述混合溶液转入另一调合设备,控制搅拌速度为100r/min,加入纤维素纤维,搅拌混合60min,得到纤维润滑剂。
实施例2
本实施例的纤维润滑剂,包括以下质量百分比的组分:纤维材料8%、抗氧剂0.06%、腐蚀抑制剂0.05%、油性剂11%、摩擦改进剂4%、消泡剂0.05%、PAO基础油76.84%。
纤维材料为长度为3~8μm的纤维素纤维。
抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯。
腐蚀抑制剂为噻二唑衍生物。
油性剂为质量比为1:1的三羟甲基丙烷三辛基酯和新戊基多元醇高级脂肪酸酯的组合。
摩擦改进剂为质量比为1:1:1的硫化烯烃棉籽油、磷酸三甲酚酯和硫代磷酸三苯酯的组合。
消泡剂为非硅型复合消泡剂。
上述纤维润滑剂的制备方法,包括以下步骤:
S100:将油性剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂、非硅型复合消泡剂依次加入调合釜,开启搅拌,控制搅拌速度为300r/min,加入聚α-烯烃合成基础油,控制调合釜内温度为60℃,搅拌30min,获得混合溶液。
S200:将上述混合溶液转入另一调合设备,控制搅拌速度为80r/min,加入纤维素纤维,搅拌混合60min,得到纤维润滑剂。
实施例3
本实施例的纤维润滑剂,包括以下质量百分比的组分:纤维材料5%、抗氧剂0.1%、腐蚀抑制剂0.03%、油性剂5%、摩擦改进剂0.86%、消泡剂0.01%、PAO基础油89%。
纤维材料为长度为12~20μm的纤维素纤维。
抗氧剂为质量比为1:2的2,6-二叔丁基对甲酚和辛基丁基二苯胺的组合。
腐蚀抑制剂为烯基丁二酸酯。
油性剂为新戊基多元醇高级脂肪酸酯。
摩擦改进剂为质量比为3:2的磷酸三甲酚酯和二烷基二硫代磷酸氧钼的组合。
消泡剂为非硅型复合消泡剂。
上述纤维润滑剂的制备方法,包括以下步骤:
S100:将油性剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂、非硅型复合消泡剂依次加入调合釜,开启搅拌,控制搅拌速度为250r/min,加入聚α-烯烃合成基础油,控制调合釜内温度为65℃,搅拌30min,获得混合溶液。
S200:将上述混合溶液转入另一调合设备,控制搅拌速度为60r/min,加入纤维素纤维,搅拌混合60min,得到纤维润滑剂。
实施例4
本实施例的纤维润滑剂,包括以下质量百分比的组分:纤维材料14%、抗氧剂0.05%、腐蚀抑制剂0.5%、油性剂18%、摩擦改进剂1%、消泡剂0.04%、PAO基础油66.41%。
纤维材料为长度为2~6μm的纤维素纤维。
抗氧剂为质量比为2:1的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯和辛基丁基二苯胺的组合。
腐蚀抑制剂为质量比为3:5:1的苯三唑衍生物、噻二唑衍生物和烯基丁二酸酯的组合。
油性剂为质量比为1:3的三羟甲基丙烷三辛基酯和新戊基多元醇高级脂肪酸酯的组合。
摩擦改进剂为硫化烯烃棉籽油。
消泡剂为非硅型复合消泡剂。
上述纤维润滑剂的制备方法,包括以下步骤:
S100:将油性剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂、非硅型复合消泡剂依次加入调合釜,开启搅拌,控制搅拌速度为300r/min,加入聚α-烯烃合成基础油,控制调合釜内温度为65℃,搅拌30min,获得混合溶液。
S200:将上述混合溶液转入另一调合设备,控制搅拌速度为70r/min,加入纤维素纤维,搅拌混合60min,得到纤维润滑剂。
实施例5
本实施例的纤维润滑剂,包括以下质量百分比的组分:纤维材料15%、抗氧剂0.7%、腐蚀抑制剂1%、油性剂20%、摩擦改进剂5%、消泡剂0.05%、PAO基础油58.25%。
纤维材料为长度为3~7μm的纤维素纤维。
抗氧剂为质量比为2:1:2的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯、2,6-二叔丁基对甲酚和辛基丁基二苯胺的组合。
腐蚀抑制剂为质量比为1:1的噻二唑衍生物、烯基丁二酸酯的组合。
油性剂为三羟甲基丙烷三辛基酯。
摩擦改进剂为二烷基二硫代磷酸氧钼。
消泡剂为非硅型复合消泡剂。
上述纤维润滑剂的制备方法,包括以下步骤:
S100:将油性剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂、非硅型复合消泡剂依次加入调合釜,开启搅拌,控制搅拌速度为270r/min,加入聚α-烯烃合成基础油,控制调合釜内温度为60℃,搅拌35min,获得混合溶液。
S200:将上述混合溶液转入另一调合设备,控制搅拌速度为90r/min,加入纤维素纤维,搅拌混合70min,得到纤维润滑剂。
实施例6
本实施例的纤维润滑剂,包括以下质量百分比的组分:纤维材料12%、抗氧剂1%、腐蚀抑制剂0.7%、油性剂9%、摩擦改进剂0.6%、消泡剂0.03%、PAO基础油76.67%。
纤维材料为长度为5~9μm的纤维素纤维。
抗氧剂为质量比为1:1:1的β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯、2,6-二叔丁基对甲酚和辛基丁基二苯胺的组合。
腐蚀抑制剂为苯三唑衍生物。
油性剂为三羟甲基丙烷三辛基酯。
摩擦改进剂为质量比为2:3的硫化烯烃棉籽油和二烷基二硫代磷酸氧钼的组合。
消泡剂为非硅型复合消泡剂。
上述纤维润滑剂的制备方法,包括以下步骤:
S100:将油性剂、抗氧化剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂、非硅型复合消泡剂依次加入调合釜,开启搅拌,控制搅拌速度为200r/min,加入聚α-烯烃合成基础油,控制调合釜内温度为60℃,搅拌40min,获得混合溶液。
S200:将上述混合溶液转入另一调合设备,控制搅拌速度为60r/min,加入纤维素纤维,搅拌混合70min,得到纤维润滑剂。
取实施例1至6的纤维润滑剂和PAO基础油进行性能测试,按照GB/T-3142-2019的试验方法,采用厦门天机试验机厂生产的MS-10A型四球摩擦试验机评价实施例1至6所制备的纤维润滑剂的最大无卡咬负荷(PB值)和烧结负荷(PD值),试验条件为室温,转速1450r/min,时间10s,试验所用钢球为上海钢球厂生产的标准Ⅱ级GCr15钢球,直径12.7mm,硬度59-61RC。
将实施例1至6制备的纤维润滑剂和PAO基础油在四球摩擦试验机上测定载荷为392N,转速为1450r/min,时间为600min时记钢球磨斑直径(WSD)及相应的平均摩擦系数。
PB值、PD值、钢球磨斑直径(WSD)及相应的平均摩擦系数的测试结果分别列于表1,其中,PAO基础油作为对比例。
表1实施例1-6中纤维润滑剂和PAO基础油的极压、抗磨和减摩性能
油样 | P<sub>B</sub>/N | P<sub>D</sub>/N | WSD/mm | 摩擦系数 |
PAO基础油 | 471 | 1236 | 0.687 | 0.096 |
实施例1 | 804 | 2453 | 0.434 | 0.055 |
实施例2 | 863 | 2453 | 0.427 | 0.065 |
实施例3 | 647 | 1570 | 0.564 | 0.080 |
实施例4 | 697 | 1962 | 0.521 | 0.058 |
实施例5 | 922 | 3090 | 0.402 | 0.044 |
实施例6 | 618 | 1570 | 0.581 | 0.087 |
结果显示,实施例1至6的纤维润滑剂的最大无卡咬负荷(PB值)、烧结负荷(PD值)相较聚α-烯烃合成基础油均有显著提高,实施例1至6所制备的纤维润滑剂具有优异的极压性能,而且实施例1至6制备的纤维润滑剂的磨斑直径和摩擦系数比PAO基础油明显降低,抗磨性能和减摩性能极佳。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种纤维润滑剂,其特征在于,包括以下组分:纤维材料、抗氧剂、腐蚀抑制剂、油性剂、摩擦改进剂、消泡剂和PAO基础油。
2.根据权利要求1所述的纤维润滑剂,其特征在于,所述纤维润滑剂包括以下质量百分比的组分:纤维材料5%~15%、抗氧剂0.05%~1%、腐蚀抑制剂0.01%~1%、油性剂5%~20%、摩擦改进剂0.5%~5%、消泡剂0.01%~0.05%、PAO基础油57%~90%。
3.根据权利要求1或2所述的纤维润滑剂,其特征在于,所述纤维材料为纤维素纤维。
4.根据权利要求3所述的纤维润滑剂,其特征在于,所述纤维材料的长度为2~20μm。
5.根据权利要求1或2所述的纤维润滑剂,其特征在于,所述抗氧剂为β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸异辛酯、2,6-二叔丁基对甲酚、辛基丁基二苯胺的一种或几种的组合。
6.根据权利要求1或2所述的纤维润滑剂,其特征在于,所述腐蚀抑制剂为苯三唑衍生物、噻二唑衍生物、烯基丁二酸酯的一种或几种的组合。
7.根据权利要求1或2所述的纤维润滑剂,其特征在于,所述油性剂为三羟甲基丙烷三辛基酯、新戊基多元醇高级脂肪酸酯的一种或两种的组合。
8.根据权利要求1或2所述的纤维润滑剂,其特征在于,所述摩擦改进剂为硫化烯烃棉籽油、磷酸三甲酚酯、硫代磷酸三苯酯、二烷基二硫代磷酸氧钼的一种或两种的组合。
9.根据权利要求1或2所述的纤维润滑剂,其特征在于,所述消泡剂为非硅型复合消泡剂。
10.一种如权利要求1至9任一项所述的纤维润滑剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将油性剂、抗氧剂、腐蚀抑制剂、摩擦改进剂、消泡剂依次加入反应容器,搅拌,加入PAO基础油,搅拌均匀,获得混合溶液;
将所述混合溶液转入调合设备,搅拌状态下,加入纤维材料,搅拌均匀,得到纤维润滑剂。
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