CN117448066A - 一种十字轴万向节的润滑脂组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及润滑技术领域，尤其涉及一种十字轴万向节的润滑脂组合物及其制备方法。该润滑脂组合物包含以下组分：基础油、异氰酸酯、有机胺、减磨剂、极压剂、防锈剂。该润滑脂组合物具有优异的极压性能及耐久性能，同时具有优异的耐高温性能，使用温度可达‑30至180℃，可满足中重型商用车十字轴万向节的润滑要求。
Description
技术领域
本发明涉及润滑技术领域，尤其涉及一种十字轴万向节的润滑脂组合物及其制备方法。
背景技术
十字万向轴，也叫十字万向节，是车辆或其他机械设备中非常重要的传动装置之一，主要用于衔接由车辆发动机传递的动力和车轮或其他工作机构的动力，使其能够以不同的角度和方向旋转。在现代交通工具和机械设备中，十字万向轴具有至关重要的作用，可大大提高机械传动效率和安全性
十字万向轴主要用于车辆等机械设备的传动机构中，可以将来自发动机的动力传送到车轮等工作机构上。在车辆行驶过程中，车轮和车身之间的角度和位置通常会发生变化，这就需要十字万向轴可以跨越这些角度和方向的变化，保证车轮和车身之间稳定的动力传输。因此，十字万向轴在车辆传动机构中的作用非常重要，可以大大提高车辆在不同路况下的行驶效率和安全性。
中重型商用车使用的万向节主要为十字轴式万向节。十字轴式万向节主要由主动叉、从动叉、十字轴、滚针轴承及其轴向定位件和橡胶密封件等组成。汽车传动轴由万向节、轴管及其伸缩花键等组成，其中万向节为传动轴的核心部件。十字轴万向节的损坏主要是十字轴轴颈和滚针轴承的磨损，十字轴轴颈和滚针轴承碗工作表面的压痕与剥落，良好的润滑可降低万向节的磨损，防止十字轴和滚针的早期损坏。滚针轴承的润滑效果直接影响万向节的使用寿命。中重型商用车十字轴式万向节在高转速下内部温升较高，因此需要润滑脂具有良好的高温性能。同时商用车十字轴式万向节承受着较大的扭矩和冲击负荷，万向节的因此需要润滑脂具有良好的极压抗磨性能。同时十字轴一般都处于汽车底盘下方，很容易收到水汽的侵蚀，因此需要一定的防腐蚀性能。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
本发明提供一种十字轴万向节的润滑脂组合物及其制备方法，适用于中重型商用车。本发明提供的十字轴万向节的润滑脂组合物具有优异的高温及极压抗磨性，同时其具有良好的防腐蚀性，并可以明显改善中重型商用车十字轴式万向节的润滑性能，提高其使用寿命。
一种润滑脂组合物，按重量百分含量计，包含以下组分：
根据本发明一些优选实施方式，所述润滑脂组合物按重量百分含量计，包含以下组分：
根据本发明一些实施方式，所述润滑脂组合物以基础油补足至总量100％。
根据本发明一些实施方式，所述润滑脂组合物以上述组分组成或制成。
根据本发明一些优选实施方式，所述基础油为矿物油和聚α-烯烃合成油中至少一种；所述基础油40℃运动粘度为200～450mm2/s，黏度指数不低于90，倾点不高于-10℃。
根据本发明一些优选实施方式，所述基础油的黏度指数为90～110。
根据本发明一些优选实施方式，所述基础油的倾点为-20至-10℃。
根据本发明一些优选实施方式，所述异氰酸酯为二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯。
根据本发明一些优选实施方式，所述有机胺为正辛胺、十二伯胺、十八伯胺、环己胺、苯胺、对甲苯胺中的至少一种。
研究发现，选用上述异氰酸酯和有机胺合成反应产物作为脲基稠化剂，具有优异的高温性能，能够显著提高润滑脂组合物的高温及极压抗磨性，以及防腐蚀性。
根据本发明一些具体实施方式，所述有机胺为十八伯胺和环己胺的组合，例如二者重量比为32:108。
根据本发明一些具体实施方式，所述有机胺为十八伯胺和正辛胺的组合，例如二者重量比为109:52。
根据本发明一些具体实施方式，所述有机胺为环己胺和苯胺的组合，例如二者重量比为103:97。
根据本发明一些具体实施方式，所述有机胺为十八伯胺和十二伯胺的组合，例如二者重量比为26:89。
根据本发明一些优选实施方式，基于所述润滑脂组合物的总重量，异氰酸酯和有机胺的重量之和为7.5-15.5％，可选为7.8-15.3％。
根据本发明一些优选实施方式，所述减磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼和二烷基二硫代磷酸钼中至少一种与有机钼胺络合物的组合。
根据本发明一些具体实施方式，所述减磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼与有机钼胺络合物的组合，例如二者重量比为1:1。
根据本发明一些具体实施方式，所述减磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸钼与有机钼胺络合物的组合，例如三者重量比为1:1:1或1:1:2。
根据本发明一些优选实施方式，所述极压剂选自硼酸盐、三聚氰胺氰尿酸络合物中至少一种。
根据本发明具体优选实施方式，所述极压剂为硼酸盐、三聚氰胺氰尿酸络合物的组合，例如二者重量比为1:1。
根据本发明的一些优选实施方式，所述防锈剂选自苯骈三氮唑、二壬基萘磺酸钡、磺酸钙中至少一种。
研究发现，选用上述基础油、稠化剂和极压剂相互配合，可以显著提高润滑脂组合物的高温及极压抗磨性，以及防腐蚀性，尤其适用作十字轴万向节的润滑脂。
本发明还提供上述润滑脂组合物的制备方法，包括：将有机胺、异氰酸酯与部分基础油混合，然后将该混合物料进行升温皂化，升温温度为145～185℃，之后加入剩余的基础油调稠，降温至110℃以下，加入减磨剂、极压剂和防锈剂，经拌匀、后处理，即得。
本发明润滑脂组合物采用的二异氰酸酯与有机胺反应制备的稠化剂具有优异的高温性能，使用温度可达-30至180℃；采用硼酸盐、三聚氰胺氰尿酸络合物中至少一种与机钼盐类减磨剂复配使用可以达到良好的极压抗磨性能，特别适合中重型商用车十字轴式万向节的润滑，延长十字轴万向节的使用使用。防锈剂选自苯骈三氮唑、二壬基萘磺酸钡、磺酸钙中至少一种，可以具有良好的防腐蚀性，保证中重型商用车十字轴式万向节在潮湿、涉水等条件下的良好使用。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。
本发明中，所用仪器等未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。本发明中所用的原料均可在国内产品市场方便买到。
实施例1
本实施例润滑脂组合物的原料配方：
基础油2500g；
二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯150g；
十八伯胺32g；
环己胺108g；
二烷基二硫代氨基甲酸钼30g；
有机钼胺络合物30g；
硼酸盐90g；
二壬基萘磺酸钡60g。
本实施例基础油为矿物油，40℃运动粘度为430mm2/s，黏度指数为95，倾点-15℃。
本实施例润滑脂组合物的制备方法：
在一个反应容器中加入二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯，同时加入1530矿物油；在另一个容器中加入十八伯胺和环己胺，同时加入470g矿物油；两容器各升温至70℃，恒温10min后将两容器物料投入至反应釜，恒温计时反应40±5min，之后在1.5h～2h之间缓慢升温到最高炼制温度150℃。升温至最高炼制温度后，加入500g矿物油，进行冷却，之后反应釜切换导热油进行冷却降温，降温至80℃以下后，加入减磨剂二烷基二硫代氨基甲酸钼、有机钼胺络合物，加入极压剂硼酸盐，之后加入防锈剂二壬基萘磺酸钡，搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理，稠度合格后罐装成品。
实施例2
本实施例润滑脂组合物的原料配方：
基础油2493g；
二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯100g；
十八伯胺109g；
正辛胺52g；
二烷基二硫代氨基甲酸钼30g；
有机钼胺络合物30g；
三聚氰胺尿酸络合物60g；
硼酸盐60g；
苯骈三氮唑6g；
磺酸钙60g。
本实施例基础油为矿物油和聚α-烯烃合成油，40℃运动粘度为220mm2/s，黏度指数105，倾点-18℃。
本实施例润滑脂组合物的制备方法：
在一个反应容器中加入二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯，同时加入1600g矿物油；在另一个容器加入将十八伯胺和正辛胺，同时加入400g聚α-烯烃合成基础油，两容器各升温至75℃，恒温10min后将两容器物料投入至反应釜，恒温计时反应45±5min，之后在1.5h～2h之间缓慢升温到最高炼制温度165℃，升温至最高炼制温度后，加入493g矿物油进行冷却，之后反应釜切换导热油进行冷却降温，降温至80℃以下后，加入减磨剂二烷基二硫代氨基甲酸钼，有机钼胺络合物，加入极压剂三聚氰胺尿酸络合物、硼酸盐，最后加入防锈剂苯骈三氮唑、磺酸钙，搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理，稠度合格后罐装成品。
实施例3
本实施例润滑脂组合物的原料配方：
基础油2265g；
二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯260g；
环己胺103g；
苯胺97g；
二烷基二硫代氨基甲酸钼30g；
二烷基二硫代磷酸钼30g；
有机钼胺络合物30g；
硼酸盐60g；
三聚氰胺氰尿酸络合物60g；
苯骈三氮唑6g；
二壬基萘磺酸钡30g；
磺酸钙30g。
本实施例基础油为矿物油，40℃运动粘度为300mm2/s，黏度指数110，倾点-20℃。
本实施例润滑脂组合物的制备方法：
在一个反应容器中加入二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯，同时加入1500g矿物油；在另一个容器中将环己胺和苯胺，同时加入500g矿物油；两容器各升温至75℃，恒温10min后将两容器物料投入至反应釜，恒温计时反应45±5min之后在1.5h～2h之间缓慢升温到最高炼制温度163℃，升温至最高炼制温度后，加入265g矿物油进行冷却，之后反应釜切换导热油进行冷却降温，降温至80℃以下后，加入减磨剂二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸钼、有机钼胺络合物，加入极压剂硼酸盐和三聚氰胺氰尿酸络合物，最后加入防锈剂苯骈三氮唑、二壬基萘磺酸钡、磺酸钙，搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理，稠度合格后罐装成品。
实施例4
本实施例润滑脂组合物的原料配方：
基础油2555g；
二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯120g；
十八伯胺26g；
十二伯胺89g；
二烷基二硫代氨基甲酸钼15g；
二烷基二硫代磷酸钼15g
有机钼胺络合物30g；
三聚氰胺氰尿酸络合物120g；
二壬基萘磺酸钡30g。
本实施例基础油为矿物油和聚α-烯烃合成油，40℃运动粘度为450mm2/s，黏度指数为105，倾点-17℃。
本实施例润滑脂组合物的制备方法：
在一个反应容器中加入二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯，同时加入1500g矿物油；在另一个容器中将十八伯胺和十二伯，同时加入555g矿物油，两容器各升温至85℃，恒温10min后将两容器物料投入至反应釜，恒温计时反应45±5min，之后在1.5h之间缓慢升温到最高炼制温度175℃，升温至最高炼制温度后，加入500g聚α-烯烃合成油进行冷却，之后反应釜切换导热油进行冷却降温，降温至80℃以下后，加入减磨剂二烷基二硫代氨基甲酸钼、二烷基二硫代磷酸钼、有机钼胺络合物，加入极压剂三聚氰胺氰尿酸络合物，最后加入防锈剂二壬基萘磺酸钡，搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理，稠度合格后罐装成品。
对比例1
本对比例提供一种润滑脂组合物，使用的矿物油40℃运动粘度为90mm2/s，黏度指数80，倾点-5℃，具体制备方法如下：
将12-羟基硬脂酸257g，2000g矿物油一并投入到反应釜中进行升温；当反应釜升温至80℃时，将一水合氢氧化锂43g的水溶液加入到反应釜中进行皂化反应；皂化结束后继续升温，升温至200℃后，恒温7分钟，将535g矿物油加入到反应釜中对物料进行冷却，之后进行自然降温，降温到80℃以下时，加入减磨剂二烷基二硫代磷酸钼30g、二烷基二硫代磷酸钼30g，加入极压剂硫代异丁烯15g、三聚氰胺氰尿酸络合物60g，最后加入二壬基萘磺酸钡30g，搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理，稠度合格后罐装成品。
对比例2
本对比例提供一种润滑脂组合物，使用的矿物油40℃运动粘度为50mm2/s，黏度指数70，倾点-5℃，具体制备方法如下：
将12-羟基硬脂酸257g，2000g矿物油一并投入到反应釜中进行升温；当反应釜升温至80℃时，将一水合氢氧化锂43g的水溶液加入到反应釜中进行皂化反应；皂化结束后继续升温，升温至200℃后，恒温7分钟，将200g聚α-烯烃合成油和434g矿物油加入到反应釜中对物料进行冷却，之后进行自然降温，降温到80℃以下时，加入极压剂硫化异丁烯30g，最后加入防锈剂苯骈三氮唑6g、磺酸钙30g，搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理，稠度合格后罐装成品。
对比例3
本对比例提供一种润滑脂组合物，使用的矿物油40℃运动粘度为430mm2/s，黏度指数95，倾点-15℃，具体制备方法如下：
在一个反应容器中加入二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯150g，同时加入1530g矿物油；在另一个容器中加入十八伯胺32g和环己胺108g，同时加入470g矿物油；两容器各升温至70℃，恒温10min后将两容器物料投入至反应釜，恒温计时反应40±5min，之后在1.5h～2h之间缓慢升温到最高炼制温度150℃。升温至最高炼制温度后，加入500g矿物油，进行冷却，之后反应釜切换导热油进行冷却降温，降温至80℃以下后，加入减磨剂二烷基二硫代氨基甲酸钼30g、有机钼胺络合物30g，加入极压剂硫化异丁烯90g，之后加入防锈剂二壬基萘磺酸钡60g，搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理，稠度合格后罐装成品。
对比例4
本对比例提供一种润滑脂组合物，使用的矿物油40℃运动粘度为430mm2/s，黏度指数95，倾点-15℃，具体制备方法如下：
在一个反应容器中加入二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯150g，同时加入1590g矿物油；在另一个容器中加入十八伯胺32g和环己胺108g，同时加入470g矿物油；两容器各升温至70℃，恒温10min后将两容器物料投入至反应釜，恒温计时反应40±5min，之后在1.5h～2h之间缓慢升温到最高炼制温度150℃。升温至最高炼制温度后，加入500g矿物油，进行冷却，之后反应釜切换导热油进行冷却降温，降温至80℃以下后，加入减磨剂硫化棉籽油60g，加入极压剂硫化异丁烯30g，之后加入防锈剂磺酸锌60g，搅拌均匀后进行分散、脱气等后处理，稠度合格后罐装成品。
表1实施例1-4与对比例1-4润滑脂组成
由于润滑脂的滴点可以反应润滑脂的高温性能；四球极压性能反应了润滑脂的极压性能；四球抗磨性能反应了润滑脂的抗磨性能；防腐蚀性反应润滑脂的防锈性能。因此对本发明实施例及对比例分别进行了滴点、四球极压、四球抗磨、防腐蚀性等测试对比。对实施例1-4与对比例1-4得到的润滑脂性能测试结果见表2。
表2实施例与对比例性能测试结果
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种润滑脂组合物，其特征在于，按重量百分含量计，包含以下组分：
2.根据权利要求1所述润滑脂组合物，其特征在于，按重量百分含量计，包含以下组分：
3.根据权利要求1或2所述润滑脂组合物，其特征在于，所述润滑脂组合物以所述组分组成或制成。
4.根据权利要求1-3任一项所述润滑脂组合物，其特征在于，所述基础油为矿物油和聚α-烯烃合成油中至少一种；所述基础油40℃运动粘度为200～450mm2/s，黏度指数不低于90，倾点不高于-10℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述润滑脂组合物，其特征在于，所述基础油的黏度指数为90～110；和/或，所述基础油的倾点为-20至-10℃。
6.根据权利要求1-5任一项所述润滑脂组合物，其特征在于，所述异氰酸酯为二苯甲烷-4,4-二异氰酸酯。
7.根据权利要求1-6任一项所述润滑脂组合物，其特征在于，所述有机胺为正辛胺、十二伯胺、十八伯胺、环己胺、苯胺、对甲苯胺中的至少一种。
8.根据权利要求1-7任一项所述润滑脂组合物，其特征在于，所述减磨剂为二烷基二硫代氨基甲酸钼和二烷基二硫代磷酸钼中至少一种与有机钼胺络合物的组合。
9.根据权利要求1-8任一项所述润滑脂组合物，其特征在于，所述极压剂选自硼酸盐、三聚氰胺氰尿酸络合物中至少一种；和/或，
所述防锈剂选自苯骈三氮唑、二壬基萘磺酸钡、磺酸钙中至少一种。
10.权利要求1-9任一项所述润滑脂组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将有机胺、异氰酸酯与部分基础油混合，然后将该混合物料进行升温皂化，升温温度为145～185℃，之后加入剩余的基础油调稠，降温至110℃以下，加入减磨剂、极压剂和防锈剂，经拌匀、后处理，即得。
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