CN1212283A - 高低温抗极压特种润滑膏 - Google Patents

高低温抗极压特种润滑膏 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可在－55℃～+130℃较宽温度范围使用,抗极压和粘附性能优异的特种润滑膏。它以钙皂和锂皂为复合稠化剂,石墨、MoS2、PIFE为固体润滑剂,Sb2O3、PbO、TiO2等为辅助固体润滑剂,低分子量聚异丁烯为增粘剂。在矿机、建机、电力机车等多种机械上应用显示出优异的减磨降阻,延长机械寿命的功能,尤其适用于高负荷低速度、高寒、高湿等恶劣条件下摩擦副的润滑。

Description

高低温抗极压特种润滑膏
本发明涉及一种用途广泛的高低温抗极压特种润滑膏，可用于多种苛刻摩擦运行工况下的润滑，如矿山大型球磨机的齿轮，回转窑滑动轴承；钢板轧机平面辊轴承；电力机车高速齿轮等，具有优异的抗极压，对摩擦副表面的良好粘附，较宽的使用温度范围，良好的抗湿性，对金属表面的保护等性能，可满足普通油脂难以达到的润滑要求，有效地延长了设备寿命，应用范围广，适用性强。
近三十年来国内外对润滑脂(膏)的研究和生产十分重视，随着应用面的扩大，产量已有数十倍的增加，新品种、新用途的润滑脂(膏)不断问世，多种产品已被列入美欧地区和国家军事标准。在润滑脂(膏)的应用上趋于专门化，例如现代高级轿车上在不同的摩擦部位严格规定采用不同牌号的产品。但随着产业规模的扩大，要求机械有更高的运载能力，润滑问题已成为其突出的技术关键，例如在高温或重载低速条件下运行的摩擦副往往处于边界润滑状态，其摩擦面的粘着磨损、腐蚀磨损等仍未能很好解决，设备维修量大，严重影响生产的产量和质量。这已成为世界各国摩擦学研究的重要课题。从机械零件的失效机理分析可认为重要原因是在边界润滑条件下摩擦界面上难以形成或保持完整的油膜，引起金属间的直接摩擦。其次油分子对金属表面的粘附通常并不十分牢固，尤其在上述高温或重载低速条件下的动态摩擦使其脱附，引起润滑的短期失效和零件的磨损。根据近年来各类工业生产润滑状况，润滑脂(膏)的研究和专利的调查，能满足上述特殊工况下润滑要求的产品尚不多见。
发明目的是为了解决在冶金、建材、机械、运输等行业重型机械在高温或重载低速等特殊条件下由于润滑不良引起的严重磨损，并由此导致的材料和能源的巨大损失，本发明是一种具有优异抗极压性能，对摩擦表面粘附好，有较宽使用温度范围，抗水性能良好的高低温抗极压特种润滑膏，以期有效地延长机械使用寿命，保证机械正常运行。
本发明以α-烯烃合成油作基础油，钙基脂肪酸皂和锂基脂肪酸皂的混合皂为稠化剂，石墨、聚四氟乙烯和二硫化钼作固体润滑剂，Sb2O3,PbO和TiO2作辅助固体润滑剂，硫磷仲醇锌盐作抗氧抗腐剂，丙三醇作胶溶剂，低分子量聚异丁烯作增粘剂。所采用的物料配比(重量百分比)如下：
α-烯烃合成油                              50-65
12羟基硬脂酸，C17H34(OH)COOH             14-28
Ca(OH)2和LiOH                             2.2-6
石墨                                       6-10
聚四氟乙烯                                 2-6
MoS2                                      3-9
Sb2O3,PbO和TiO2                        4-7
硫磷仲醇锌盐(T202)                         0.5-2
司班80                                     1-4
丙三醇                                     0-0.05
低分子量聚异丁烯                           2-6
其中α-烯烃合成油的凝点在-55℃以下，闪点在200℃以上。辅助固体润滑剂Sb2O3，PbO和TiO2的含量分别为1.5-3％,1.5-2％和1-2％。辅助固体润滑剂的总量为4-7％。Ca(OH)2与LiOH的重量比为1∶0.2-2。聚异丁烯的分子量为7000-9000。
本发明所述的高低温抗极压特种润滑膏的制备过程包括钙基皂及锂基皂的制备，最后混合并加入其它组份即成本发明所述的润滑膏。钙基皂的制备是将配方中的Ca(OH)2总量与α-烯烃合成油的30-70％及中和反应所需量的12羟基硬脂酸相混合，锂基皂的制备是将配方中LiOH总量与α-烯烃合成油的70-30％及中和反应所需量的12羟基硬脂酸相混合，进行反应而制得。
钙基皂的制备：将12羟基硬脂酸和1/3-1/2的α-烯烃合成油加入合成釜中并加热搅拌至全溶。在搅拌下将Ca((OH)2加入，升温至100℃左右进行皂化。继续升温至120-130℃进行脱水，至釜内物成粘稠拉丝状，加入其余合成油，继续搅拌使成均匀粘稠液，然后转入混合釜，进行水化，加水量一般为釜内物料总重量的1-2％，水化温度为110-125℃。继续搅拌，并冷却。
锂基皂的制备：将12羟基硬脂酸，LiOH和1/3-1/2的α-烯烃合成油投入合成釜，连续搅拌，加热升温至105-110℃进行皂化。然后再加温至130-140℃进行脱水。继续升温，加入适量合成油。至温度升至180-200℃时，加入剩余的合成油，充分搅拌并冷却。
润滑膏的冷混和研磨：将制好的钙基皂和锂基皂在均化釜中混合并加入其它组份连续搅拌至均匀。然后在三辊磨上研磨2-3遍，即得成品。
本发明高低温抗极压特种润滑膏的主要性能指标
锥入度mm 滴点℃ 凝点℃ 酸碱度       抗腐蚀NaOH％       钢            四球试验
烧结负荷kg 临界负荷kg     D40 30mm
235～255 ≥130 ≤-50  0.02～0.03 合格 ≥800  70～108  0.30～0.40
技术特征
在机械的摩擦运行中由于聚四氟乙烯和PbO,MoS2与金属表面的摩擦化学效应，能在摩擦面上形成一层均匀而牢固附着的固体转移膜，即改善了润滑膏的抗极压性能，也有利于油分子对摩擦面的粘附(油分子对转移膜的粘附力大于对金属的粘附力)；
采用一定比例构成的MoS2/聚四氟乙烯/石墨复合固体润滑剂有明显的协同润滑效应；
本润滑膏具有较高皂含量，并添加增粘剂，有效增加了润滑膏的粘附强度；
采用钙基和锂基的复合润滑膏，具有良好的抗湿性能。
实施例
实施例1：称取α-烯烃合成油665份(重量)，Ca(OH)231份，LiOH6.4份，12羟基硬脂酸242.6份，石墨85份，MoS243份，聚四氟乙烯28份，PbO20份，Sb2O313份，TiO25份，司班8015份，硫磷仲醇锌盐6份，低分子量聚异丁烯30份，丙三醇0.25份。制备方法，先分别制取钙基皂和锂基皂。(1)钙基皂：将12羟基硬脂酸207份和1/3-1/2的α-烯烃合成油(总量455份)加入合成釜中并加热搅拌至全溶。在搅拌下将Ca(OH)231份加入，升温至100℃进行皂化。继续升温至120-130℃进行脱水使釜内物成拉丝状，加入合成油，搅拌至均匀，然后转入混合釜，加1-2％水进行水化，水化温度110-120℃。然后搅拌下降至室温。(2)锂基皂：将12羟基硬脂酸35.6份，LiOH6.4份和1/3-1/2的α-烯烃合成油(总量210份)投入合成釜，搅拌，升温至105-110℃进行皂化。再升温至130-140℃进行脱水。加入适量合成油，升温至180-200℃，再加入剩余合成油，搅拌、冷却。将上述制好的两种皂和其它物料混合，在均化釜中搅拌至均匀，再在三辊磨上研磨2-3遍，即得成品。制得的润滑膏应用于某大型矿区磨浮球磨机的齿圈上，明显降低了齿圈的磨损和球磨机的动力消耗，改变了过去齿圈磨损经常停产的状况，维修费用节支10万元/年。
实施例2：称取α-烯烃合成油650份，Ca(OH)222.5份，LiOH8.7份，12羟基硬脂酸196份，石墨73份，MoS240份，聚四氟乙烯38份，PbO15份，Sb2O315份，TiO213份，硫磷仲醇锌盐6份，司班80 34份，低分子量聚异丁烯23份，其中制钙基皂的具体数量为：α-烯烃合成油325份，Ca(OH)222.5份，12羟基硬脂酸148份。制锂基皂的具体数量为：α-烯烃合成油325份，LiOH8.7份，12羟基硬脂酸48份。按实施例1中所述方法制得的润滑膏，用于水泥厂卧式回转窑的托轮轴瓦上，显示优异的抗极压性能，延长铜瓦寿命2-3倍，杜绝了原来用油润滑时的漏油现象。
实施例3：称取α-烯烃合成油650份(重量)，Ca(OH)213.3份，LiOH12.2份，12羟基硬脂酸156.7份，石墨72份，MoS254份，聚四氟乙烯24份，PbO17份，Sb2O328份，TiO224份，司班80 36份，硫磷仲醇锌盐10份，聚异丁烯24份。其中制钙基皂的具体数量为：α-烯烃合成油195份，Ca(OH)213.3份，12羟基硬脂酸88.7份。制锂基皂的具体数量为：α-烯烃合成油455份，LiOH12.2份，12羟基硬脂酸68份。按实施例1所述方法制得的润滑膏的抗极压性能优良，烧结负荷≥800kg。
实施例4：称取α-烯烃合成油550份，Ca(OH)220份，LiOH5份，12羟基硬脂酸178份，石墨70份，MoS240份，聚四氟乙烯20份，PbO20份，Sb2O320份，TiO210份，司班80 10份，硫磷仲醇锌盐15份，聚异丁烯25份。其中制钙基皂的具体数量为：α-烯烃台成油350份，Ca(OH)220份，12羟基硬脂酸150份。制锂基皂的具体数量为：α-烯烃台成油200份，LiOH5.1份，12羟基硬脂酸28份。按实施例1所述方法制得的润滑膏应用于沿海地区滑动轴承上，抗极压、抗湿性能良好。
实施例5：称取α-烯烃合成油600份，Ca(OH)213份，LiOH8.5份，12羟基硬脂酸143份，石墨82份，MoS280份，聚四氟乙烯45份，PbO21份，Sb2O320份，TiO212份，司班80 32份，硫磷仲醇锌盐15份，聚异丁烯50份。其中制钙基皂的具体数量为：α-烯烃合成油230份，Ca(OH)213份，12羟基硬脂酸96份。制锂基皂的具体数量为：α-烯烃合成油330份，LiOH8.5份，12羟基硬脂酸47份。按实施例1所述方法制得的润滑膏在5T东风汽车花键轴上应用2年，润滑效果好于锂基MoS2润滑脂。
实施例6：称取α-烯烃合成油550份，Ca(OH)27份，LiOH11份，12羟基硬脂酸113份，石墨80份，MoS235份，聚四氟乙烯20份，PbO15份，Sb2O315份，TiO210份，司班80 20份，硫磷仲醇锌盐15份，聚异丁烯25份。其中制钙基皂的具体数量为：α-烯烃合成油120份，Ca(OH)27份，12羟基硬脂酸51.5份。制锂基皂的具体数量为：α-烯烃合成油430份，LiOH11.1份，12羟基硬脂酸61.5份。按实施例1所述方法制得的润滑膏应用于某加荷水泥性能实验机上，解决了高负载低速度下的润滑问题。

Claims (5)

1、一种抗极压高低温特种润滑膏，以α-烯烃合成油作基础油，钙基脂肪酸皂和锂基脂肪酸皂的混合皂为稠化剂，石墨、聚四氟乙烯和二硫化钼作固体润滑剂，Sb2O3,PbO和TiO2作辅助润滑剂，硫磷仲醇锌盐作抗氧抗腐剂，司班80作防锈剂，丙三醇作胶溶剂，低分子量聚异丁烯作增粘剂，其特征在于具体配方(重量百分比)为：
α-烯烃合成油                              50-65
12羟基硬脂酸，C17H34(OH)COOH             14-28
Ca(OH)2和LiOH                             2.2-6
石墨                                       6-10
聚四氟乙烯                                 2-6
MoS2                                      3-9
Sb2O3,PbO和TiO2                         4-7
硫磷仲醇锌盐(牌号T202)                     0.5-2
司班80                                     1-4
丙三醇                                     0-0.05
低分子量聚异丁烯                           2-6
2、如权利要求1中所述的抗极压高低温特种润滑膏，其特征在于α-烯烃合成油的凝点在-55℃以下，闪点在200℃以上。
3、如权利要求1所述的抗极压高低温特种润滑膏，其特征在于采用了辅助润滑剂Sb2O3,PbO,和TiO2，其中Sb2O3的含量为1.5-3％,PbO的含量为1.5-2％,TiO2的含量为1-2％，辅助润滑剂的总含量为4-7％。
4、如权利要求1中所述的抗极压高低温特种润滑膏，其特征在于Ca(OH)2与LiOH的重量混合比为1∶0.2-2。
5、如权利要求1中所述的抗极压高低温特种润滑膏，其特征在于低分子聚异丁烯的分子量为7000-9000。
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