CN115141674A - 一种极压抗磨润滑油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及润滑剂生产领域,具体为一种极压抗磨润滑油及其制备方法。首先,本发明利用聚多巴胺将Zn‑Al‑LDHs负载在二氧化硅纳米球表面,得到了一种新型极压抗磨剂,其将滚动摩擦和滑动摩擦相结合,形成滚动‑滑动混合摩擦,能够起到极佳的抗磨效果。接着,本发明调控Zn‑Al‑LDHs的插层离子,并控制其脱水状态,再次提升了其抗磨效果。本发明将制得的极压抗磨剂应用于极压抗磨润滑油中,取代了传统的极压抗磨剂,减少了环境污染,并保持了优异的极压抗磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及润滑剂生产领域,具体为一种极压抗磨润滑油及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展,制造业离不开大型机械设备,在机器运转过程中,由于摩擦副表面不光滑,不可避免地发生磨损、刮伤、卡咬,从而增加机器运行过程中能量的消耗,影响机器零部件的正常运行和使用寿命,严重的甚至会危及操作者的生命安全。据统计,在重型车辆中约有33%的能量消耗在摩擦上,54%的机械故障是由润滑问题引起的。极压抗磨添加剂是一种非常重要的润滑添加剂,传统的润滑抗磨剂如果按活性元素分,大致可以分为以下几类,即含磷、硫、氯、铅、铝的化合物以及有机金属盐类。通常,磷类以及有机金属盐类有很好抗磨能力,在中等负荷条件下,可有效减少或防止金属表面的磨损。而硫类和氯类则可以提高润滑脂的耐负荷能力,在很高的负荷条件下,可以防止金属表面发生烧结、卡咬、刮伤。一般在实际应用中,将不同种类的极压抗磨剂按一定的比例混合使用,其性能往往可以达到最佳。利用磷化物很好抗磨性、硫化物与氯化物较好的极压性,混合二者使用从而使添加剂兼具抗磨性和极压性。
现代工业的快速崛起,使人类对健康意识和生态环境要求越来越高,这些单活性元素抗磨剂几乎不能再满足苛刻的工况及时代发展的要求。比如说,氯类抗磨剂因为具有毒性,美国和西欧多数国家早己开始禁用而环烷酸铅同样因为生态和毒性问题逐渐遭受淘汰磷类、硫类抗磨剂以及,这三种添加剂因为含有的和造成对生态环境的毒性并影响氧气传感器测量准确性也已被国际规定作限量使用。
在润滑油中加入石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯等微米级或亚微米级固体颗粒亦可起到抗磨减摩作用,但此类固体颗粒不易在油中以稳定状态分散,析出物易造成油路堵塞、加速油泥生成。由于具有特殊的物理和化学性质,纳米颗粒在各个领域受到了广泛的关注。目前为止,已出现可用于润滑油添加剂的纳米颗粒,可极大提高润滑油的抗磨性能,降低摩擦系数,表现出良好的极压特性,甚至可阻止润滑油的热诱导氧化。且多数润滑油纳米颗粒为环境友好型添加剂,有助于减少生产过程中的能源消耗,润滑过程不产生额外的腐蚀和氧化,减少碳足迹,符合绿色摩擦学要求。
CN 104342269 A公开了一种层状双金属氢氧化物润滑脂及其制备方法。其单纯的将层状双金属氢氧化物添加到润滑脂中,依靠层状双金属氢氧化物其层间范德华力较低,在较大负荷情况下会将摩擦副之间的相对滑动转移为纳米颗粒层间的相对滑动的性质,并不能较好的起到抗磨的作用;另一方面,层状双金属氢氧化物在高速摩擦中易脱水,从而影响润滑油及机器的使用寿命,这是层状双金属氢氧化物在润滑油中的使用受到限制的两个重要因素。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,本发明提供了一种极压抗磨润滑油及其制备方法。
一种极压抗磨润滑油,按质量份计,包括以下原料:85-95份基础油、1-2份清洁剂、4-6份分散剂、1-2份抗氧抗腐剂、2-3份极压抗磨剂、0.1-0.5份消泡剂、1-2份抗乳化剂、1-2份防锈剂。
所述基础油为CKC闭式齿轮油,0℃的运动黏度为222.1mm2/s。
所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌中的至少一种;优选的,所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌。
所述分散剂为无灰磷酸酯、丁二酸酯、苄胺、丁二酰亚胺中的至少一种;优选的,所述分散剂为丁二酰亚胺。
所述清洁剂为烷基水杨酸钠、硫化烷基酚钙中的至少一种;优选的,所述清洁剂为硫化烷基酚钙。
所述消泡剂为二甲基硅油、迪高TEGO Foamex 830消泡剂中的至少一种;优选的,所述消泡剂为二甲基硅油。
所述抗乳化剂为抗乳化剂D114、抗乳化剂T1001中的至少一种;优选的,所述抗乳化剂为抗乳化剂D114。
所述防锈剂为羧酸纳、磺酸钠中的至少一种;优选的,所述防锈剂为磺酸钠。
所述极压抗磨剂的制备方法,包括以下步骤:
S1按质量份计,将3-5份二氧化硅纳米球、1-2份盐酸多巴胺、200-400份水混合,超声分散20-40min,然后用三(羟甲基)氨基甲烷水溶液调节其pH至7-9,最后置于20-40℃下搅拌反应10-20min,得到聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球;
S2按质量份计,将1-2份硝酸锌、3-5份硝酸铝混合,得到双金属盐;将4-5份双金属盐、3-5份步骤S1得到的聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球和20-40份氨水混合,置于0-10℃下搅拌10-30min,经离心取沉淀、洗涤,得到中间体;取4-6份中间体和160-180份水混合,超声分散5-10min,得到分散液;将分散液转移至水热反应釜中,在80-120℃下反应8-16h,经离心取沉淀、洗涤、干燥后,得到Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球;
S3按质量份计,将2-4份步骤S2得到的Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球、0.1-0.5份硼砂和90-100份水混合,在氮气氛围中搅拌10-20h,最后,经离心取沉淀、洗涤,240-260℃下脱水1-2h,得到所述极压抗磨剂。
所述三(羟甲基)氨基甲烷水溶液,按质量份计,由6-8份三(羟甲基)氨基甲烷和92-94份水混合而成。
所述氨水的pH值为9-10。
所述超声的功率为1000-1500W、频率为80-120kHz。
一种极压抗磨润滑油的制备方法,包括以下步骤:按质量份计,将85-95份基础油升温至45-50℃,在连续搅拌状态下,将1-2份清洁剂、4-6份分散剂、1-2份抗氧抗腐剂、2-3份极压抗磨剂、1-2份抗乳化剂、1-2份防锈剂加入上述基础油中,搅拌30min后,冷却至30-35℃,再加入0.1-0.5份消泡剂,继续搅拌30min,经过滤分装,得到所述极压抗磨润滑油。
在润滑油基础油中加入合适的添加剂,可提高其性能,如氧化安定性、抗摩擦磨损性能、极压抗磨性、抗腐蚀性、清净分散性。润滑油添加剂在润滑油中的占比约为10%。传统的硫、磷、氮型极压抗磨剂存在一定的环境问题,而随着表面分析技术、纳米技术的发展,科研工作者将纳米颗粒作为新型润滑油添加剂的突破口,期望能够找到绿色、高效的极压抗磨剂。用做润滑油添加剂的纳米颗粒主要有纳米金属、纳米金属化合物、碳纳米材料、复合纳米颗粒以及其他纳米颗粒。
目前,关于纳米极压抗磨剂的作用机理,对于球状、管状纳米颗粒,在低负荷条件下,纳米颗粒起轴承/滚珠作用,可将滑动摩擦变成部分滚动摩擦,起到类似“滚珠”的作用从而降低摩擦系数。对于层状纳米颗粒,由于其层间范德华力较低,在较大负荷情况下会将摩擦副之间的相对滑动转移为纳米颗粒层间的相对滑动。因此,采用纳米球或者层状纳米颗粒能够很好的起到抗磨的效果。
因此,本发明进一步思考,若是能够将滚动摩擦和滑动摩擦相结合,形成滚动-滑动混合摩擦,是否能够起到更好的抗磨效果。本发明首先以二氧化硅纳米球为基材,在其表面合成具有典型层状结构的双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs,发现其抗磨效果远优于单独采用纳米二氧化硅或者双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs作为极压抗磨剂。这表明滚动-滑动混合摩擦,能够起到更好的抗磨效果。本发明认为,这是由于二氧化硅纳米球在起到滚动摩擦时,其与金属表面接触面积极小,产生了较大的应力,易导致油膜的破裂,从而产生划痕;而在纳米二氧化硅表面生长一层双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs,则使得纳米二氧化硅不直接和金属接触,片层状的双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs能够很好的分散纳米二氧化硅产生的应力,且由于双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs层间范德华力较弱,其能够产生相对滑动,并且在受到压力时产生层与层间的弹力,从而进一步分散纳米二氧化硅和金属间产生的应力。这样能够有效的减少纳米二氧化硅对油膜的破坏,并且还能够一定程度的保护纳米二氧化硅,防止其在较大压力下破碎。
进一步的,本发明发现直接采用水热法以纳米二氧化硅为核生长的双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs分布不均匀,包裹的不够完全。因此,本发明先采用聚多巴胺对纳米二氧化硅进行包覆,然后再以其为核生长的双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs,得到的Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球明显具有更均匀的表面和更好的分散性。其抗磨性能也有了较大的提升。
再进一步的,由于双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs其层间的离子可以进行替换,本发明直接通过水热法制得的双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs其层间离子为硝酸根离子,其对于双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs的层间支撑力较小,且对于抗磨性能没有太大的帮助。而硼酸盐在压力条件下能够在金属摩擦表面上生成弹性的粘着力很强的非牺牲的膜,滑动表面间有电荷产生,硼酸盐带电胶体朝一个金属表面移动并沉积城成硼酸盐膜,该膜厚度是传统极压抗磨添加剂膜的倍,能够承受很强的冲击负荷。因此,本发明采用置换法,用硼酸根将双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs层间的硝酸根置换出来,制得的极压抗磨剂其抗磨性能进一步提升。本发明认为,这是由于随着摩擦压力的增加,双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs部分片层脱落,导致层间的硼酸根游离,在金属摩擦表面上生成弹性的粘着力很强的非牺牲的膜,进一步加强了其抗磨作用。
再进一步的,由于双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs其层内为氢氧化物结构,其吸附水和层间水含量极高,在高速摩擦中易脱水,易造成油膜破裂,而由于双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs在加热到240℃时LDH表面吸附水以及层间水的脱除,该温度下层板结构不受影响;随后在350-550℃发生层板的脱羟基反应和层间阴离子的分解,形成LDO;继续升高温度至600℃后LDO开始部分烧结,同时比表面积和孔体积不断下降,最终得到尖晶石。因此,本发明进一步研究干燥温度对本发明制得的极压抗磨剂的影响。本发明发现,经240-260℃脱水的极压抗磨剂具有最佳的性能,而不脱水和脱羟基处理都会使得其性能下降。本发明认为,这是由于吸附水和层间水会改变油膜张力,从而破坏油膜。而脱羟基后,其层状结构发生改变,使其滑动能力下降。因此,进行脱水处理,得到的极压抗磨剂性能最为优异。
本发明有益效果:
本发明利用聚多巴胺将Zn-Al-LDHs负载在二氧化硅纳米球表面,得到了一种新型极压抗磨剂,其将滚动摩擦和滑动摩擦相结合,形成滚动-滑动混合摩擦,能够起到极佳的抗磨效果。进一步的,本发明调控Zn-Al-LDHs的插层离子,并控制其脱水状态,再次提升了其抗磨效果。
本发明将制得的极压抗磨剂应用于极压抗磨润滑油中,取代了传统的极压抗磨剂,减少了环境污染,并保持了优异的极压抗磨性能。
具体实施方式
所述基础油为CKC闭式齿轮油,0℃的运动黏度为222.1mm2/s。
二烷基二硫代磷酸锌,CAS号:68649-42-3。
硫化烷基酚钙,型号:T115B,河北拓驰润滑油销售有限公司。
二甲基硅油,CAS号:9006-65-9。
二氧化硅纳米球,产品编码:ZMN-147010-10,粒径:50nm,上海甄准生物科技有限公司。
硼砂,CAS号:1303-96-4。
实施例1
一种极压抗磨润滑油,按质量份计,包括以下原料:86.5份基础油、1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、0.3份消泡剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂。
所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌。
所述分散剂为丁二酰亚胺。
所述清洁剂为硫化烷基酚钙。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述抗乳化剂为抗乳化剂D114。
所述防锈剂为磺酸钠。
所述极压抗磨剂的制备方法,包括以下步骤:
S1按质量份计,将1.5份硝酸锌、4份硝酸铝混合,得到双金属盐;将4.5份双金属盐、4份二氧化硅纳米球和30份氨水混合,置于5℃下搅拌20min,经离心取沉淀、洗涤,得到中间体;取5份中间体和180份水混合,超声分散10min,得到分散液;将分散液转移至水热反应釜中,在110℃下反应12h,经离心取沉淀、洗涤、干燥后,得到Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球;
S2按质量份计,将3份步骤S1得到的Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球和100份水混合,在氮气氛围中搅拌12h,最后,经离心取沉淀、洗涤,250℃下脱水1.5h,得到所述极压抗磨剂。
所述氨水的pH值为8。
所述超声的功率为1300W、频率为90kHz。
一种极压抗磨润滑油的制备方法,包括以下步骤:按质量份计,将86.5份基础油升温至50℃,在连续搅拌状态下,将1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂加入上述基础油中,搅拌30min后,冷却至35℃,再加入0.3份消泡剂,继续搅拌30min,经过滤分装,得到所述极压抗磨润滑油。
实施例2
一种极压抗磨润滑油,按质量份计,包括以下原料:86.5份基础油、1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、0.3份消泡剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂。
所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌。
所述分散剂为丁二酰亚胺。
所述清洁剂为硫化烷基酚钙。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述抗乳化剂为抗乳化剂D114。
所述防锈剂为磺酸钠。
所述极压抗磨剂的制备方法,包括以下步骤:
S1按质量份计,将4份二氧化硅纳米球、1.6份盐酸多巴胺、300份水混合,超声分散30min,然后用三(羟甲基)氨基甲烷水溶液调节其pH至8,最后置于30℃下搅拌反应15min,得到聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球;
S2按质量份计,将1.5份硝酸锌、4份硝酸铝混合,得到双金属盐;将4.5份双金属盐、4份步骤S1得到的聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球和30份氨水混合,置于5℃下搅拌20min,经离心取沉淀、洗涤,得到中间体;取5份中间体和180份水混合,超声分散10min,得到分散液;将分散液转移至水热反应釜中,在110℃下反应12h,经离心取沉淀、洗涤、干燥后,得到Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球;
S3按质量份计,将3份步骤S2得到的Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球和100份水混合,在氮气氛围中搅拌12h,最后,经离心取沉淀、洗涤,250℃下脱水1.5h,得到所述极压抗磨剂。
所述三(羟甲基)氨基甲烷水溶液,按质量份计,由7份三(羟甲基)氨基甲烷和93份水混合而成。
所述氨水的pH值为8。
所述超声的功率为1300W、频率为90kHz。
一种极压抗磨润滑油的制备方法,包括以下步骤:按质量份计,将86.5份基础油升温至50℃,在连续搅拌状态下,将1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂加入上述基础油中,搅拌30min后,冷却至35℃,再加入0.3份消泡剂,继续搅拌30min,经过滤分装,得到所述极压抗磨润滑油。
实施例3
一种极压抗磨润滑油,按质量份计,包括以下原料:86.5份基础油、1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、0.3份消泡剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂。
所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌。
所述分散剂为丁二酰亚胺。
所述清洁剂为硫化烷基酚钙。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述抗乳化剂为抗乳化剂D114。
所述防锈剂为磺酸钠。
所述极压抗磨剂的制备方法,包括以下步骤:
S1按质量份计,将4份二氧化硅纳米球、1.6份盐酸多巴胺、300份水混合,超声分散30min,然后用三(羟甲基)氨基甲烷水溶液调节其pH至8,最后置于30℃下搅拌反应15min,得到聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球;
S2按质量份计,将1.5份硝酸锌、4份硝酸铝混合,得到双金属盐;将4.5份双金属盐、4份步骤S1得到的聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球和30份氨水混合,置于5℃下搅拌20min,经离心取沉淀、洗涤,得到中间体;取5份中间体和180份水混合,超声分散10min,得到分散液;将分散液转移至水热反应釜中,在110℃下反应12h,经离心取沉淀、洗涤、干燥后,得到Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球;
S3按质量份计,将3份步骤S2得到的Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球、0.3份硼砂和100份水混合,在氮气氛围中搅拌12h,最后,经离心取沉淀、洗涤,250℃下脱水1.5h,得到所述极压抗磨剂。
所述三(羟甲基)氨基甲烷水溶液,按质量份计,由7份三(羟甲基)氨基甲烷和93份水混合而成。
所述氨水的pH值为8。
所述超声的功率为1300W、频率为90kHz。
一种极压抗磨润滑油的制备方法,包括以下步骤:按质量份计,将86.5份基础油升温至50℃,在连续搅拌状态下,将1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂加入上述基础油中,搅拌30min后,冷却至35℃,再加入0.3份消泡剂,继续搅拌30min,经过滤分装,得到所述极压抗磨润滑油。
实施例4
一种极压抗磨润滑油,按质量份计,包括以下原料:86.5份基础油、1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、0.3份消泡剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂。
所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌。
所述分散剂为丁二酰亚胺。
所述清洁剂为硫化烷基酚钙。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述抗乳化剂为抗乳化剂D114。
所述防锈剂为磺酸钠。
所述极压抗磨剂的制备方法,包括以下步骤:
S1按质量份计,将4份二氧化硅纳米球、1.6份盐酸多巴胺、300份水混合,超声分散30min,然后用三(羟甲基)氨基甲烷水溶液调节其pH至8,最后置于30℃下搅拌反应15min,得到聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球;
S2按质量份计,将1.5份硝酸锌、4份硝酸铝混合,得到双金属盐;将4.5份双金属盐、4份步骤S1得到的聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球和30份氨水混合,置于5℃下搅拌20min,经离心取沉淀、洗涤,得到中间体;取5份中间体和180份水混合,超声分散10min,得到分散液;将分散液转移至水热反应釜中,在110℃下反应12h,经离心取沉淀、洗涤、干燥后,得到Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球;
S3按质量份计,将3份步骤S2得到的Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球、0.3份硼砂和100份水混合,在氮气氛围中搅拌12h,最后,经离心取沉淀、洗涤,100℃下脱水1.5h,得到所述极压抗磨剂。
所述三(羟甲基)氨基甲烷水溶液,按质量份计,由7份三(羟甲基)氨基甲烷和93份水混合而成。
所述氨水的pH值为8。
所述超声的功率为1300W、频率为90kHz。
一种极压抗磨润滑油的制备方法,包括以下步骤:按质量份计,将86.5份基础油升温至50℃,在连续搅拌状态下,将1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂加入上述基础油中,搅拌30min后,冷却至35℃,再加入0.3份消泡剂,继续搅拌30min,经过滤分装,得到所述极压抗磨润滑油。
实施例5
一种极压抗磨润滑油,按质量份计,包括以下原料:86.5份基础油、1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、0.3份消泡剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂。
所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌。
所述分散剂为丁二酰亚胺。
所述清洁剂为硫化烷基酚钙。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述抗乳化剂为抗乳化剂D114。
所述防锈剂为磺酸钠。
所述极压抗磨剂的制备方法,包括以下步骤:
S1按质量份计,将4份二氧化硅纳米球、1.6份盐酸多巴胺、300份水混合,超声分散30min,然后用三(羟甲基)氨基甲烷水溶液调节其pH至8,最后置于30℃下搅拌反应15min,得到聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球;
S2按质量份计,将1.5份硝酸锌、4份硝酸铝混合,得到双金属盐;将4.5份双金属盐、4份步骤S1得到的聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球和30份氨水混合,置于5℃下搅拌20min,经离心取沉淀、洗涤,得到中间体;取5份中间体和180份水混合,超声分散10min,得到分散液;将分散液转移至水热反应釜中,在110℃下反应12h,经离心取沉淀、洗涤、干燥后,得到Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球;
S3按质量份计,将3份步骤S2得到的Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球、0.3份硼砂和100份水混合,在氮气氛围中搅拌12h,最后,经离心取沉淀、洗涤,400℃下脱水1.5h,得到所述极压抗磨剂。
所述三(羟甲基)氨基甲烷水溶液,按质量份计,由7份三(羟甲基)氨基甲烷和93份水混合而成。
所述氨水的pH值为8。
所述超声的功率为1300W、频率为90kHz。
一种极压抗磨润滑油的制备方法,包括以下步骤:按质量份计,将86.5份基础油升温至50℃,在连续搅拌状态下,将1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂加入上述基础油中,搅拌30min后,冷却至35℃,再加入0.3份消泡剂,继续搅拌30min,经过滤分装,得到所述极压抗磨润滑油。
对比例1
一种极压抗磨润滑油,按质量份计,包括以下原料:86.5份基础油、1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、0.3份消泡剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂。
所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌。
所述分散剂为丁二酰亚胺。
所述清洁剂为硫化烷基酚钙。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述抗乳化剂为抗乳化剂D114。
所述防锈剂为磺酸钠。
所述极压抗磨剂为纳米二氧化硅。
一种极压抗磨润滑油的制备方法,包括以下步骤:按质量份计,将86.5份基础油升温至50℃,在连续搅拌状态下,将1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂加入上述基础油中,搅拌30min后,冷却至35℃,再加入0.3份消泡剂,继续搅拌30min,经过滤分装,得到所述极压抗磨润滑油。
对比例2
一种极压抗磨润滑油,按质量份计,包括以下原料:86.5份基础油、1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、0.3份消泡剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂。
所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌。
所述分散剂为丁二酰亚胺。
所述清洁剂为硫化烷基酚钙。
所述消泡剂为二甲基硅油。
所述抗乳化剂为抗乳化剂D114。
所述防锈剂为磺酸钠。
所述极压抗磨剂的制备方法,包括以下步骤:按质量份计,将1.5份硝酸锌、4份硝酸铝混合,得到双金属盐;将4.5份双金属盐和30份氨水混合,置于5℃下搅拌20min,经离心取沉淀、洗涤,得到中间体;取5份中间体和180份水混合,超声分散10min,得到分散液;将分散液转移至水热反应釜中,在110℃下反应12h,经离心取沉淀、洗涤、干燥后,得到所述极压抗磨剂。
所述氨水的pH值为8。
所述超声的功率为1300W、频率为90kHz。
一种极压抗磨润滑油的制备方法,包括以下步骤:按质量份计,将86.5份基础油升温至50℃,在连续搅拌状态下,将1.4份清洁剂、5份分散剂、1.6份抗氧抗腐剂、2.4份极压抗磨剂、1.3份抗乳化剂、1.5份防锈剂加入上述基础油中,搅拌30min后,冷却至35℃,再加入0.3份消泡剂,继续搅拌30min,经过滤分装,得到所述极压抗磨润滑油。
测试例1
参照GB/T 3142-2019《润滑剂承载能力的测定四球法》测定各实施例和对比例制得的极压抗磨润滑油的四球承载能力负荷(N),固定上球转速1450r/min。结果见表1.
表1:四球承载能力负荷
由表1可以看出,实施例3制得的极压抗磨润滑油具有最佳的承载能力。这是由于本发明利用聚多巴胺将Zn-Al-LDHs负载在二氧化硅纳米球表面,得到了一种新型极压抗磨剂,其将滚动摩擦和滑动摩擦相结合,形成滚动-滑动混合摩擦,能够起到极佳的抗磨效果。进一步的,本发明调控Zn-Al-LDHs的插层离子,并控制其脱水状态,再次提升了其抗磨效果。而实施例2其承载力弱于实施例3,这是由于实施例3中添加的极压抗磨剂随着摩擦压力的增加,双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs部分片层脱落,导致层间的硼酸根游离,在金属摩擦表面上生成弹性的粘着力很强的非牺牲的膜,进一步加强了其抗磨作用。实施例1其承载力弱于实施例2,这是由于实施例2先采用聚多巴胺对纳米二氧化硅进行包覆,然后再以其为核生长的双金属氢氧化物Zn-Al-LDHs,得到的Zn-Al-LDHs包裹的二氧化硅纳米球明显具有更均匀的表面和更好的分散性。其抗磨性能也有了较大的提升。实施例4和实施例5其承载力弱于实施例3,这是由于实施例4没有对Zn-Al-LDHs进行脱水处理,实施例5进行了脱羟基处理,Zn-Al-LDHs的吸附水和层间水会改变油膜张力,从而破坏油膜。而脱羟基后,其层状结构发生改变,使其滑动能力下降。因此,进行脱水处理,得到的极压抗磨剂性能最为优异。
测试例2
参照GB/T 3142-2019《润滑剂承载能力的测定四球法》测定各实施例和对比例制得的极压抗磨润滑油的四球抗抗烧结负荷(N),固定上球转速1450r/min。结果见表2.
表2:四球烧结负荷
有表2可以看出,四球烧结负荷的结果和测试例1相符,实施例3制得的极压抗磨润滑油具有最大的烧结负荷,这也归因于实施例3利用聚多巴胺将Zn-Al-LDHs负载在二氧化硅纳米球表面,得到了一种新型极压抗磨剂,其将滚动摩擦和滑动摩擦相结合,形成滚动-滑动混合摩擦,能够起到极佳的抗磨效果。进一步的,本发明调控Zn-Al-LDHs的插层离子,并控制其脱水状态,再次提升了其抗磨效果。实施例2的烧结负荷低于实施例3,是由于没有添加硼酸根。实施例1的烧结负荷低于实施例2,是由于二氧化硅纳米球表面没有进行聚多巴胺包覆。实施例4和实施例5的烧结负荷低于实施例3,是由于最后煅烧的温度不对。
Claims (10)
1.一种极压抗磨润滑油的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:加热基础油,在连续搅拌状态下,将清洁剂、分散剂、抗氧抗腐剂、极压抗磨剂、抗乳化剂、防锈剂加入上述基础油中,搅拌,再加入消泡剂,继续搅拌,经过滤分装,得到所述极压抗磨润滑油。
2.如权利要求1所述极压抗磨润滑油的制备方法,其特征在于,所述基础油为CKC闭式齿轮油,0℃的运动黏度为222.1mm2/s。
3.如权利要求1所述极压抗磨润滑油的制备方法,其特征在于,所述抗氧抗腐剂为二烷基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代氨基甲酸锌中的至少一种。
4.如权利要求1所述极压抗磨润滑油的制备方法,其特征在于,所述分散剂为无灰磷酸酯、丁二酸酯、苄胺、丁二酰亚胺中的至少一种。
5.如权利要求1所述极压抗磨润滑油的制备方法,其特征在于,所述清洁剂为烷基水杨酸钠、硫化烷基酚钙中的至少一种。
6.如权利要求1所述极压抗磨润滑油的制备方法,其特征在于,所述消泡剂为二甲基硅油、迪高TEGO Foamex 830消泡剂中的至少一种。
7.如权利要求1所述极压抗磨润滑油的制备方法,其特征在于,所述抗乳化剂为抗乳化剂D114、抗乳化剂T1001中的至少一种。
8.如权利要求1所述极压抗磨润滑油的制备方法,其特征在于,所述防锈剂为羧酸纳、磺酸钠中的至少一种。
9.如权利要求1所述极压抗磨润滑油的制备方法,其特征在于,所述极压抗磨剂的制备方法,包括以下步骤:
S1将二氧化硅纳米球、盐酸多巴胺、水混合,超声分散,然后调节其pH,搅拌反应,得到聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球;
S2将硝酸锌、硝酸铝混合,得到双金属盐;将双金属盐、步骤S1得到的聚多巴胺包覆的二氧化硅纳米球和氨水混合搅拌,经离心取沉淀、洗涤,得到中间体;取中间体和水混合,得到分散液;将分散液转移至水热反应釜中反应,经离心取沉淀、洗涤、干燥后,得到所述极压抗磨剂。
10.一种极压抗磨润滑油,其特征在于,由权利要求1-9任一项所述极压抗磨润滑油的制备方法制备而成。
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