CN115558537A - 一种转轴润滑脂及其制备方法 - Google Patents

一种转轴润滑脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及润滑脂技术领域，具体涉及一种转轴润滑脂及其制备方法。一种转轴润滑脂，包括如下重量份的原料：链烷烃基基础油50‑80份、脂肪酸3‑10份、氢氧化锂0.3‑1.0份、氢氧化钙0.05‑0.5份、抗氧剂0.1‑1.0份、防腐剂0.01‑1.0份、防锈剂0.01‑1.0份、油性剂1‑3份、固体填充剂15‑30份。转轴润滑脂使用时可提高转轴工作扭矩的平稳性，其具有长效润滑性，有助于减少摩擦磨损；本发明改善了润滑脂本身的机械安定性，解决了转轴工作的扭矩变化大、扭矩衰减快、转轴工作寿命短的问题。该转轴润滑脂制备方法操作简便，易于控制，生产成本低，产品质量稳定，利于工业化大生产。

Description

一种转轴润滑脂及其制备方法
技术领域
本发明涉及润滑脂技术领域，具体涉及一种转轴润滑脂及其制备方法。
背景技术
润滑脂是一种将稠化剂均匀分散于润滑油中所形成的粘稠状半固体，其主要性能有润滑、密封和防护。安防设备、医疗设备、机器人无人机VR/AR、笔记本电脑等的转轴工作时，需要在其旋转部件表面形成隔离防护膜，达到减少摩擦、磨损的效果，并保证在转轴寿命期内扭矩平稳。因此，一般会把润滑剂涂覆在上述运动部件表面，以达到此目的。
但是，市面上现有的转轴润滑脂在维持转轴工作的平稳性、使用寿命和转轴长期或间歇工作时间中的扭矩衰减率过大，无法满足要求。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种转轴润滑脂，该转轴润滑脂使用时可提高转轴工作扭矩的平稳性，其具有长效润滑性，有助于减少摩擦磨损；解决了转轴工作的扭矩变化大、扭矩衰减快、转轴工作寿命短的问题。
本发明的另一目的在于提供一种转轴润滑脂的制备方法，该制备方法操作简便，易于控制，生产成本低，利于工业化大生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种转轴润滑脂，包括如下重量份的原料：链烷烃基基础油50-80份、脂肪酸3-10份、氢氧化锂0.3-1.0份、氢氧化钙0.05-0.5份、抗氧剂0.1-1.0份、防腐剂0.01-1.0份、防锈剂0.01-1.0份、油性剂1-3份、固体填充剂15-30份。
本发明的转轴润滑脂利用锂钙混合皂作为稠化剂，并加入抗氧剂、防锈剂、防腐剂、油性剂和固体填充剂等，各原料实现良好的配合，制得的转轴润滑脂使用时可提高转轴工作扭矩的平稳性，其具有长效润滑性，有助于减少摩擦磨损。
进一步的，所述链烷烃基基础油为75-125CST链烷烃基基础油。
进一步的，所述抗氧剂为酚类抗氧剂和胺类抗氧剂中的至少一种。本发明通过采用上述抗氧化添加于润滑脂体系中，与其他原料相配合，有助于提高润滑脂抗氧化能力例如在高温下的抗氧化能力。
进一步的，所述防腐剂为苯并三唑衍生物、甲基苯基三唑衍生物、噻二唑衍生物或咪唑衍生物中的至少一种。通过采用上述防腐剂，可在润滑脂与其他原料实现良好的配合，提高转轴润滑脂的防腐性能，延长其使用寿命。
进一步的，所述脂肪酸为硬脂酸和12-羟基硬脂酸中的至少一种。
进一步的，所述固体填充剂为聚四氟乙烯粉、三聚氰胺氰尿酸盐、碳酸钙或氧化锌中的至少一种。本发明通过采用固体填充剂与其他原料相互配合，有助于提高润滑脂的极压抗磨性，使制得的转轴润滑脂使用时可提高转轴工作扭矩的平稳性，其具有长效润滑性，有助于减少摩擦磨损。
进一步的，所述防锈剂为脂肪酸、脂肪酸盐、脂肪酸铵盐、烷基磺酸盐或烯基烷基酸中的至少一种。通过采用上述防锈剂，可与其他原料实现良好的配合，有助于降低润滑脂对金属元件的锈蚀。
进一步的，所述油性剂为脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇酯、硫化动物油脂中的至少一种。
本发明的转轴润滑脂用锂钙混合皂作稠化剂，稠化75～125CST链烷烃基基础油，加入抗氧剂、防腐剂、防锈剂、油性剂和固体填充剂，改善了润滑脂本身的机械安定性，解决了转轴工作的扭矩变化大、扭矩衰减快、转轴工作寿命短的问题。
本发明的另一目的通过下述技术方案实现：一种上述转轴润滑脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应容器中加入部分链烷烃基基础油和部分脂肪酸，搅拌升温至80-90℃；
(2)在80-90℃温度下，加入预先用水溶解的氢氧化锂，在该温度下反应60-120min；
(3)待步骤(2)反应完全后，升温至95-105℃，再加入部分脂肪酸，恒温搅拌8-12min；
(4)加入预先用水溶解的氢氧化钙，在该温度下反应90-150min；
(5)继续搅拌升温至150-170℃，再加入部分的链烷烃基基础油；
(6)继续搅拌升温至200-220℃至反应容器内的物料成真溶液，恒温处理8-12min；
(7)加入剩余的链烷烃基基础油进行冷却，冷却至温度175-185℃，保持恒温处理；
(8)将步骤(7)得到的混合物转入调和釜进行正常冷却，在55-65℃时加入抗氧剂、防腐剂、防锈剂、油性剂和固体填充剂，经过高压均质过滤脱气，得到转轴润滑脂。
进一步的，所述步骤(1)、步骤(5)和步骤(7)中，加入的链烷烃基基础油的重量比为1:0.9-1.1:0.9-1.1。更进一步的，所述步骤(1)、步骤(5)和步骤(7)中，加入的链烷烃基基础油的重量比为1:1:1。
进一步的，所述步骤(1)和步骤(3)中，加入的脂肪酸的重量比为10-15:1。
进一步的，所述步骤(7)中，加入剩余的链烷烃基基础油进行急冷，急冷至温度175-185℃，恒温处理25-35min。
进一步的，所述步骤(8)中，加入抗氧剂、防腐剂、防锈剂、油性剂和固体填充剂后，恒温搅拌25-35min，然后采用均质机在25-35MPa压力下均质过滤脱气。
进一步的，所述转轴润滑脂的制备方法还包括步骤(9)，所述步骤(9)为取样送检，合格后包装入库。
本发明转轴润滑脂的制备方法操作简便，易于控制，通过控制各原料配比，并控制具体步骤及工艺参数，制得综合性能优越的转轴润滑脂，有助于解决转轴工作扭矩的平稳性和长效润滑性等问题，并减少了摩擦磨损；所述制备方法生产成本低，产品质量稳定，利于工业化大生产。
本发明的有益效果在于：本发明的转轴润滑脂利用锂钙混合皂作为稠化剂，并加入抗氧剂、防锈剂、防腐剂、油性剂和固体填充剂等，各原料实现良好的配合，制得的转轴润滑脂使用时可提高转轴工作扭矩的平稳性，其具有长效润滑性，有助于减少摩擦磨损；本发明制备润滑脂，改善了润滑脂本身的机械安定性，解决了转轴工作的扭矩变化大、扭矩衰减快、转轴工作寿命短的问题。该转轴润滑脂制备方法操作简便，易于控制，生产成本低，产品质量稳定，利于工业化大生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
在本发明的实施方式中，一种转轴润滑脂，包括如下重量份的原料：链烷烃基基础油50％-80份、脂肪酸3％-10份、氢氧化锂0.3-1.0份、氢氧化钙0.05-0.5份、抗氧剂0.1-1.0份、防腐剂0.01-1.0份、防锈剂0.01-1.0份、油性剂1-3份、固体填充剂15-30份。
在本发明的一种实施方式中，所述链烷烃基基础油为75-125CST链烷烃基基础油。本发明采用锂钙混合皂稠化链烷烃基基础油、防腐剂、防锈剂、油性剂及固体填充剂等，在保证转轴在高频或低频运转平稳的前提下，减少了转轴运转的摩擦力和磨损。
在本发明的一种实施方式中，所述抗氧剂为酚类抗氧剂和胺类抗氧剂中的至少一种。
在本发明的一种实施方式中，所述防腐剂为苯并三唑衍生物、甲基苯基三唑衍生物、噻二唑衍生物或咪唑衍生物中的至少一种。
在本发明的一种实施方式中，所述脂肪酸为硬脂酸和12-羟基硬脂酸中的至少一种。
在本发明的一种实施方式中，所述固体填充剂为聚四氟乙烯粉、三聚氰胺氰尿酸盐、碳酸钙或氧化锌中的至少一种。
在本发明的一种实施方式中，所述防锈剂为脂肪酸、脂肪酸盐、脂肪酸铵盐、烷基磺酸盐或烯基烷基酸中的至少一种。
在本发明的一种实施方式中，所述油性剂为脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪醇酯、硫化动物油脂中的至少一种。
在本发明的一种实施方式中，一种转轴润滑脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应容器中加入部分链烷烃基基础油和部分脂肪酸，搅拌升温至80-90℃；
(2)在80-90℃温度下，加入预先用水溶解的氢氧化锂，在该温度下反应60-120min；
(3)待步骤(2)反应完全后，升温至95-105℃，再加入部分脂肪酸，恒温搅拌8-12min；
(4)加入预先用水溶解的氢氧化钙，在该温度下反应90-150min；
(5)继续搅拌升温至150-170℃，再加入部分的链烷烃基基础油；
(6)继续搅拌升温至200-220℃至反应容器内的物料成真溶液，恒温处理8-12min；
(7)加入剩余的链烷烃基基础油进行急冷，急冷至温度175-185℃，恒温处理25-35min；
(8)将步骤(7)得到的混合物转入调和釜进行正常冷却，在55-65℃时加入抗氧剂、防腐剂、防锈剂、油性剂和固体填充剂，恒温搅拌25-35min，然后采用均质机在25-35MPa压力下均质过滤脱气；
(9)取样送检，合格后包装入库。
进一步的，所述步骤(1)、步骤(5)和步骤(7)中，加入的链烷烃基基础油的重量比为1:0.9-1.1:0.9-1.1。
进一步的，所述步骤(1)和步骤(3)中，加入的链烷烃基基础油的重量比为10-15:1。
实施例1
本实施例中，一种转轴润滑脂，包括如下重量份的原料：链烷烃基基础油72.85份、脂肪酸3.55份、氢氧化锂0.5份、氢氧化钙0.10份、抗氧剂0.55份、防腐剂0.25份、防锈剂0.35份、油性剂1.45份、固体填充剂21.55份。
本实施例中的链烷烃基基础油按GB/T 265在40℃条件下的运动粘度为96.13mm2/s；氢氧化钙的目数为2500目，且纯度为97％以上；抗氧剂为巴斯夫IRGANOX L135；防腐剂为巴斯夫IRGAMET 39；防锈剂为二壬基萘磺酸钡；油性剂为硫化烯烃棉籽油；固体填充剂为氰尿酸三聚氰胺。
本实施例还提供一种转轴润滑脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应釜中加入三分之一的烷烃基基础油、加入部分脂肪酸，搅拌升温至85℃；
(2)在85℃温度下，加入预先用水溶解的氢氧化锂，在该温度下反应2h；
(3)待步骤(2)反应完全后，升温至100℃，再加入部分脂肪酸，恒温搅拌10min；
(4)缓慢加入预先用多倍水溶解的氢氧化钙，在该温度下反应2h；
(5)继续搅拌升温至160℃，再加入三分之一的链烷烃基基础油；
(6)继续搅拌升温至210℃至釜内的物料成真溶液，恒温处理10min；
(7)加入剩余的链烷烃基基础油进行急冷，急冷至温度180℃，恒温处理30min；
(8)将步骤(7)得到的混合物转入调和釜进行正常冷却，在60℃时加入抗氧剂、防腐剂、防锈剂、油性剂和固体填充剂，恒温搅拌30min，然后经过均质机在30MPa压力下均质过滤脱气；
(9)取样送检，合格后包装入库。
进一步的，所述步骤(1)和步骤(3)中，加入的脂肪酸的重量比为12.4:1。
对本实施例制成的转轴润滑脂进行性能和转轴模拟测试数据如下表1所示：
Figure BDA0003872132960000051
备注：扭矩衰减率＝(结束扭矩-起始扭矩)÷起始扭矩×100％
扭矩平均衰减率＝(合扭矩衰减率+开扭矩衰减率)÷2。
由表1可知，本实施例制成的转轴润滑脂进行转轴模拟测试，翻转3万次后，扭矩衰减为10％；翻转5万次后，扭矩衰减13％。
其中，VN/T 030-2019的润滑脂转轴测试操作方法主要是将称量好的样品置于软转轴内，在转轴寿命测试仪上进行开合实验，记录2000次(或者其他次数)开合扭矩和实验结束后的开合扭矩，通过扭矩平均衰减率评价油脂润滑效果优劣。
(一)检测设备包括软转轴测试工件、微电脑翻合旋转试验机、HP-20扭力测试仪、电子分析天平、软转轴拆卸工具等。
(二)润滑脂转轴实验操作规程的准备工作及实验测定步骤如下：
1.将软轴、转轴螺母、垫片拆卸清洗干净并做好标识；
2.按照标识好的软轴和螺母，垫片依次装配好为一个组合件并涂上油脂.组合件之间的涂油量精确至1g±0.1g；
3.将组合件置于HP-20扭力试验机上，扭紧螺帽将扭力值设置在5.5-6.5kgf.cm范围内；
4.涂油、螺帽扭紧完毕后，然后装上试验机；
5.打开试验机器总电源，开关灯亮.进入彩屏全屏触摸电脑式操控；
6.设置好次数2000，角度130°，速度7次/min，运行开始；
7.在规定运行次数内记录开合的扭力值数据，直至试验结束。
测试有如下注意事项：
1.在运行前应将机器调速旋钮调至低速端，方可启动；
2.角度指示灯应与接近开关尽可能接近，角度应小于180°；
3.螺母垫片应按顺序装配好，装配之前应清洗干净油污等物；
4.注意环境噪音，以及环境温湿度。
(三)扭矩平均衰减率的计算
1.先单独计算开/合扭矩衰减率：
开/合扭矩衰减率＝(结束扭矩-起始扭矩)÷起始扭矩×100％；
2.再求开/合扭矩平均衰减率：
扭矩平均衰减率＝(合扭矩衰减率+开扭矩衰减率)÷2；
由下述规定判断结果数据的可靠性：同一测试者重复测定两个结果之差不大于0.5％。
实施例2
本实施例中，一种转轴润滑脂，包括如下重量份的原料：链烷烃基基础油73.15份、脂肪酸3.35份、氢氧化锂0.45份、氢氧化钙0.05份、抗氧剂0.65份、防腐剂0.25份、防锈剂0.45份、油性剂1.05份、固体填充剂20.6份。
本实施例中的链烷烃基基础油按GB/T 265在40℃条件下的运动粘度为96.13mm2/s；氢氧化钙的目数为2500目，且纯度为97％以上；抗氧剂为巴斯夫IRGANOX L135；防腐剂为巴斯夫IRGAMET 39；防锈剂为二壬基萘磺酸钡；油性剂为硫化烯烃棉籽油；固体填充剂为氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯微粉按重量比1：1组成。
本实施例还提供一种转轴润滑脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应釜中加入三分之一的烷烃基基础油、加入部分脂肪酸，搅拌升温至85℃；
(2)在85℃温度下，加入预先用水溶解的氢氧化锂，在该温度下反应2h；
(3)待步骤(2)反应完全后，升温至100℃，再加入部分脂肪酸，恒温搅拌10min；
(4)缓慢加入预先用多倍水溶解的氢氧化钙，在该温度下反应2h；
(5)继续搅拌升温至160℃，再加入三分之一的链烷烃基基础油；
(6)继续搅拌升温至210℃至釜内的物料成真溶液，恒温处理10min；
(7)加入剩余的链烷烃基基础油进行急冷，急冷至温度180℃，恒温处理30min；
(8)将步骤(7)得到的混合物转入调和釜进行正常冷却，在60℃时加入抗氧剂、防腐剂、防锈剂、油性剂和固体填充剂，恒温搅拌30min，然后经过均质机在30MPa压力下均质过滤脱气；
(9)取样送检，合格后包装入库。
进一步的，所述步骤(1)和步骤(3)中，加入的脂肪酸的重量比为12.4:1。
对本实施例制成的转轴润滑脂进行性能和转轴模拟测试数据如下表2所示：
Figure BDA0003872132960000071
Figure BDA0003872132960000081
由表2可知，本实施例制成的转轴润滑脂进行转轴模拟测试，翻转3万次后，扭矩衰减7％；翻转5万次后，扭矩衰减10％。
实施例3
本实施例中，一种转轴润滑脂，包括如下重量份的原料：链烷烃基基础油73.85份、脂肪酸3.45份、氢氧化锂0.50份、氢氧化钙0.10份、抗氧剂0.65份、防腐剂0.30份、防锈剂0.45份、油性剂1.05份、固体填充剂19.65份。
本实施例中的链烷烃基基础油按GB/T 265在40℃条件下的运动粘度为96.13mm2/s；氢氧化钙的目数为2500目，且纯度为97％以上；抗氧剂为巴斯夫IRGANOX L135；防腐剂为巴斯夫IRGAMET 39；防锈剂为二壬基萘磺酸钡；油性剂为硫化烯烃棉籽油；固体填充剂为氰尿酸三聚氰胺和聚四氟乙烯微粉按重量比2：1组成。
本实施例还提供一种转轴润滑脂的制备方法，包括如下步骤：
(1)在反应釜中加入三分之一的烷烃基基础油、加入部分脂肪酸，搅拌升温至85℃；
(2)在85℃温度下，加入预先用水溶解的氢氧化锂，在该温度下反应2h；
(3)待步骤(2)反应完全后，升温至100℃，再加入部分脂肪酸，恒温搅拌10min；
(4)缓慢加入预先用多倍水溶解的氢氧化钙，在该温度下反应2h；
(5)继续搅拌升温至160℃，再加入三分之一的链烷烃基基础油；
(6)继续搅拌升温至210℃至釜内的物料成真溶液，恒温处理10min；
(7)加入剩余的链烷烃基基础油进行急冷，急冷至温度180℃，恒温处理30min；
(8)将步骤(7)得到的混合物转入调和釜进行正常冷却，在60℃时加入抗氧剂、防腐剂、防锈剂、油性剂和固体填充剂，恒温搅拌30min，然后经过均质机在30MPa压力下均质过滤脱气；
(9)取样送检，合格后包装入库。
进一步的，所述步骤(1)和步骤(3)中，加入的脂肪酸的重量比为12.4:1。
对本实施例制成的转轴润滑脂进行性能和转轴模拟测试数据如下表3所示：
Figure BDA0003872132960000082
Figure BDA0003872132960000091
由表3可知，对本实施例制成的转轴润滑脂进行转轴模拟测试，翻转3万次后，扭矩衰减9％；翻转5万次后，扭矩衰减12％。
本发明的转轴润滑脂利用锂钙混合皂作为稠化剂，稠化链烷烃基基础油，并加入抗氧剂、防锈剂、防腐剂、油性剂和固体填充剂等，各原料实现良好的配合，改善了润滑脂本身的机械安定性，解决了转轴工作的扭矩变化大、扭矩衰减快、转轴工作寿命短的问题，综合性能优越。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转轴润滑脂，其特征在于：包括如下重量份的原料：链烷烃基基础油50-80份、脂肪酸3-10份、氢氧化锂0.3-1.0份、氢氧化钙0.05-0.5份、抗氧剂0.1-1.0份、防腐剂0.01-1.0份、防锈剂0.01-1.0份、油性剂1-3份、固体填充剂15-30份。
2.根据权利要求1所述的一种转轴润滑脂，其特征在于：所述链烷烃基基础油为75-125CST链烷烃基基础油。
3.根据权利要求1所述的一种转轴润滑脂，其特征在于：所述抗氧剂为酚类抗氧剂和胺类抗氧剂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种转轴润滑脂，其特征在于：所述防腐剂为苯并三唑衍生物、甲基苯基三唑衍生物、噻二唑衍生物或咪唑衍生物中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种转轴润滑脂，其特征在于：所述脂肪酸为硬脂酸和12-羟基硬脂酸中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种转轴润滑脂，其特征在于：所述固体填充剂为聚四氟乙烯粉、三聚氰胺氰尿酸盐、碳酸钙或氧化锌中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的一种转轴润滑脂，其特征在于：所述防锈剂为脂肪酸、脂肪酸盐、脂肪酸铵盐、烷基磺酸盐或烯基烷基酸中的至少一种。
8.一种权利要求1-7任意一项所述转轴润滑脂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)在反应容器中加入部分链烷烃基基础油和部分脂肪酸，搅拌升温至80-90℃；
(2)在80-90℃温度下，加入预先用水溶解的氢氧化锂，在该温度下反应60-120min；
(3)待步骤(2)反应完全后，升温至95-105℃，再加入部分脂肪酸，恒温搅拌8-12min；
(4)加入预先用水溶解的氢氧化钙，在该温度下反应90-150min；
(5)继续搅拌升温至150-170℃，再加入部分的链烷烃基基础油；
(6)继续搅拌升温至200-220℃至反应容器内的物料成真溶液，保持恒温处理；
(7)加入剩余的链烷烃基基础油进行冷却至温度175-185℃，保持恒温处理；
(8)将步骤(7)得到的混合物进行继续冷却，在55-65℃时加入抗氧剂、防腐剂、防锈剂、油性剂和固体填充剂，进行高压均质过滤脱气，得到转轴润滑脂。
9.根据权利要求8所述的转轴润滑脂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)、步骤(5)和步骤(7)中，加入的链烷烃基基础油的重量比为1:0.9-1.1:0.9-1.1。
10.根据权利要求8所述的转轴润滑脂的制备方法，其特征在于：所述步骤(8)中，加入抗氧剂、防腐剂、防锈剂、油性剂和固体填充剂后，恒温搅拌25-35min，然后采用均质机在25-35MPa压力下均质过滤脱气。
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