專利名稱：高低溫抗極壓特種潤滑膏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用途廣泛的高低溫抗極壓特種潤滑膏，可用于多種苛刻摩擦運(yùn)行工況下的潤滑，如礦山大型球磨機(jī)的齒輪，回轉(zhuǎn)窯滑動軸承；鋼板軋機(jī)平面輥軸承；電力機(jī)車高速齒輪等，具有優(yōu)異的抗極壓，對摩擦副表面的良好粘附，較寬的使用溫度范圍，良好的抗?jié)裥?，對金屬表面的保護(hù)等性能，可滿足普通油脂難以達(dá)到的潤滑要求，有效地延長了設(shè)備壽命，應(yīng)用范圍廣，適用性強(qiáng)。
近三十年來國內(nèi)外對潤滑脂(膏)的研究和生產(chǎn)十分重視，隨著應(yīng)用面的擴(kuò)大，產(chǎn)量已有數(shù)十倍的增加，新品種、新用途的潤滑脂(膏)不斷問世，多種產(chǎn)品已被列入美歐地區(qū)和國家軍事標(biāo)準(zhǔn)。在潤滑脂(膏)的應(yīng)用上趨于專門化，例如現(xiàn)代高級轎車上在不同的摩擦部位嚴(yán)格規(guī)定采用不同牌號的產(chǎn)品。但隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，要求機(jī)械有更高的運(yùn)載能力，潤滑問題已成為其突出的技術(shù)關(guān)鍵，例如在高溫或重載低速條件下運(yùn)行的摩擦副往往處于邊界潤滑狀態(tài)，其摩擦面的粘著磨損、腐蝕磨損等仍未能很好解決，設(shè)備維修量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的產(chǎn)量和質(zhì)量。這已成為世界各國摩擦學(xué)研究的重要課題。從機(jī)械零件的失效機(jī)理分析可認(rèn)為重要原因是在邊界潤滑條件下摩擦界面上難以形成或保持完整的油膜，引起金屬間的直接摩擦。其次油分子對金屬表面的粘附通常并不十分牢固，尤其在上述高溫或重載低速條件下的動態(tài)摩擦使其脫附，引起潤滑的短期失效和零件的磨損。根據(jù)近年來各類工業(yè)生產(chǎn)潤滑狀況，潤滑脂(膏)的研究和專利的調(diào)查，能滿足上述特殊工況下潤滑要求的產(chǎn)品尚不多見。
發(fā)明目的是為了解決在冶金、建材、機(jī)械、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)重型機(jī)械在高溫或重載低速等特殊條件下由于潤滑不良引起的嚴(yán)重磨損，并由此導(dǎo)致的材料和能源的巨大損失，本發(fā)明是一種具有優(yōu)異抗極壓性能，對摩擦表面粘附好，有較寬使用溫度范圍，抗水性能良好的高低溫抗極壓特種潤滑膏，以期有效地延長機(jī)械使用壽命，保證機(jī)械正常運(yùn)行。
本發(fā)明以α-烯烴合成油作基礎(chǔ)油，鈣基脂肪酸皂和鋰基脂肪酸皂的混合皂為稠化劑，石墨、聚四氟乙烯和二硫化鉬作固體潤滑劑，Sb2O3,PbO和TiO2作輔助固體潤滑劑，硫磷仲醇鋅鹽作抗氧抗腐劑，丙三醇作膠溶劑，低分子量聚異丁烯作增粘劑。所采用的物料配比(重量百分比)如下α-烯烴合成油 50-6512羥基硬脂酸，C17H34(OH)COOH 14-28Ca(OH)2和LiOH 2.2-6石墨 6-10聚四氟乙烯 2-6MoS23-9Sb2O3,PbO和TiO24-7硫磷仲醇鋅鹽(T202) 0.5-2司班80 1-4丙三醇 0-0.05低分子量聚異丁烯 2-6其中α-烯烴合成油的凝點(diǎn)在-55℃以下，閃點(diǎn)在200℃以上。輔助固體潤滑劑Sb2O3，PbO和TiO2的含量分別為1.5-3％,1.5-2％和1-2％。輔助固體潤滑劑的總量為4-7％。Ca(OH)2與LiOH的重量比為1∶0.2-2。聚異丁烯的分子量為7000-9000。
本發(fā)明所述的高低溫抗極壓特種潤滑膏的制備過程包括鈣基皂及鋰基皂的制備，最后混合并加入其它組份即成本發(fā)明所述的潤滑膏。鈣基皂的制備是將配方中的Ca(OH)2總量與α-烯烴合成油的30-70％及中和反應(yīng)所需量的12羥基硬脂酸相混合，鋰基皂的制備是將配方中LiOH總量與α-烯烴合成油的70-30％及中和反應(yīng)所需量的12羥基硬脂酸相混合，進(jìn)行反應(yīng)而制得。
鈣基皂的制備將12羥基硬脂酸和1/3-1/2的α-烯烴合成油加入合成釜中并加熱攪拌至全溶。在攪拌下將Ca((OH)2加入，升溫至100℃左右進(jìn)行皂化。繼續(xù)升溫至120-130℃進(jìn)行脫水，至釜內(nèi)物成粘稠拉絲狀，加入其余合成油，繼續(xù)攪拌使成均勻粘稠液，然后轉(zhuǎn)入混合釜，進(jìn)行水化，加水量一般為釜內(nèi)物料總重量的1-2％，水化溫度為110-125℃。繼續(xù)攪拌，并冷卻。
鋰基皂的制備將12羥基硬脂酸，LiOH和1/3-1/2的α-烯烴合成油投入合成釜，連續(xù)攪拌，加熱升溫至105-110℃進(jìn)行皂化。然后再加溫至130-140℃進(jìn)行脫水。繼續(xù)升溫，加入適量合成油。至溫度升至180-200℃時，加入剩余的合成油，充分?jǐn)嚢璨⒗鋮s。
潤滑膏的冷混和研磨將制好的鈣基皂和鋰基皂在均化釜中混合并加入其它組份連續(xù)攪拌至均勻。然后在三輥磨上研磨2-3遍，即得成品。
本發(fā)明高低溫抗極壓特種潤滑膏的主要性能指標(biāo)
技術(shù)特征在機(jī)械的摩擦運(yùn)行中由于聚四氟乙烯和PbO,MoS2與金屬表面的摩擦化學(xué)效應(yīng)，能在摩擦面上形成一層均勻而牢固附著的固體轉(zhuǎn)移膜，即改善了潤滑膏的抗極壓性能，也有利于油分子對摩擦面的粘附(油分子對轉(zhuǎn)移膜的粘附力大于對金屬的粘附力)；采用一定比例構(gòu)成的MoS2/聚四氟乙烯/石墨復(fù)合固體潤滑劑有明顯的協(xié)同潤滑效應(yīng)；本潤滑膏具有較高皂含量，并添加增粘劑，有效增加了潤滑膏的粘附強(qiáng)度；采用鈣基和鋰基的復(fù)合潤滑膏，具有良好的抗?jié)裥阅堋?br> 實(shí)施例實(shí)施例1稱取α-烯烴合成油665份(重量)，Ca(OH)231份，LiOH6.4份，12羥基硬脂酸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，硫磷仲醇鋅鹽6份，低分子量聚異丁烯30份，丙三醇0.25份。制備方法，先分別制取鈣基皂和鋰基皂。(1)鈣基皂將12羥基硬脂酸207份和1/3-1/2的α-烯烴合成油(總量455份)加入合成釜中并加熱攪拌至全溶。在攪拌下將Ca(OH)231份加入，升溫至100℃進(jìn)行皂化。繼續(xù)升溫至120-130℃進(jìn)行脫水使釜內(nèi)物成拉絲狀，加入合成油，攪拌至均勻，然后轉(zhuǎn)入混合釜，加1-2％水進(jìn)行水化，水化溫度110-120℃。然后攪拌下降至室溫。(2)鋰基皂將12羥基硬脂酸35.6份，LiOH6.4份和1/3-1/2的α-烯烴合成油(總量210份)投入合成釜，攪拌，升溫至105-110℃進(jìn)行皂化。再升溫至130-140℃進(jìn)行脫水。加入適量合成油，升溫至180-200℃，再加入剩余合成油，攪拌、冷卻。將上述制好的兩種皂和其它物料混合，在均化釜中攪拌至均勻，再在三輥磨上研磨2-3遍，即得成品。制得的潤滑膏應(yīng)用于某大型礦區(qū)磨浮球磨機(jī)的齒圈上，明顯降低了齒圈的磨損和球磨機(jī)的動力消耗，改變了過去齒圈磨損經(jīng)常停產(chǎn)的狀況，維修費(fèi)用節(jié)支10萬元/年。
實(shí)施例2稱取α-烯烴合成油650份，Ca(OH)222.5份，LiOH8.7份，12羥基硬脂酸196份，石墨73份，MoS240份，聚四氟乙烯38份，PbO15份，Sb2O315份，TiO213份，硫磷仲醇鋅鹽6份，司班80 34份，低分子量聚異丁烯23份，其中制鈣基皂的具體數(shù)量為α-烯烴合成油325份，Ca(OH)222.5份，12羥基硬脂酸148份。制鋰基皂的具體數(shù)量為α-烯烴合成油325份，LiOH8.7份，12羥基硬脂酸48份。按實(shí)施例1中所述方法制得的潤滑膏，用于水泥廠臥式回轉(zhuǎn)窯的托輪軸瓦上，顯示優(yōu)異的抗極壓性能，延長銅瓦壽命2-3倍，杜絕了原來用油潤滑時的漏油現(xiàn)象。
實(shí)施例3稱取α-烯烴合成油650份(重量)，Ca(OH)213.3份，LiOH12.2份，12羥基硬脂酸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，硫磷仲醇鋅鹽10份，聚異丁烯24份。其中制鈣基皂的具體數(shù)量為α-烯烴合成油195份，Ca(OH)213.3份，12羥基硬脂酸88.7份。制鋰基皂的具體數(shù)量為α-烯烴合成油455份，LiOH12.2份，12羥基硬脂酸68份。按實(shí)施例1所述方法制得的潤滑膏的抗極壓性能優(yōu)良，燒結(jié)負(fù)荷≥800kg。
實(shí)施例4稱取α-烯烴合成油550份，Ca(OH)220份，LiOH5份，12羥基硬脂酸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，硫磷仲醇鋅鹽15份，聚異丁烯25份。其中制鈣基皂的具體數(shù)量為α-烯烴臺成油350份，Ca(OH)220份，12羥基硬脂酸150份。制鋰基皂的具體數(shù)量為α-烯烴臺成油200份，LiOH5.1份，12羥基硬脂酸28份。按實(shí)施例1所述方法制得的潤滑膏應(yīng)用于沿海地區(qū)滑動軸承上，抗極壓、抗?jié)裥阅芰己谩?br> 實(shí)施例5稱取α-烯烴合成油600份，Ca(OH)213份，LiOH8.5份，12羥基硬脂酸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，硫磷仲醇鋅鹽15份，聚異丁烯50份。其中制鈣基皂的具體數(shù)量為α-烯烴合成油230份，Ca(OH)213份，12羥基硬脂酸96份。制鋰基皂的具體數(shù)量為α-烯烴合成油330份，LiOH8.5份，12羥基硬脂酸47份。按實(shí)施例1所述方法制得的潤滑膏在5T東風(fēng)汽車花鍵軸上應(yīng)用2年，潤滑效果好于鋰基MoS2潤滑脂。
實(shí)施例6稱取α-烯烴合成油550份，Ca(OH)27份，LiOH11份，12羥基硬脂酸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，硫磷仲醇鋅鹽15份，聚異丁烯25份。其中制鈣基皂的具體數(shù)量為α-烯烴合成油120份，Ca(OH)27份，12羥基硬脂酸51.5份。制鋰基皂的具體數(shù)量為α-烯烴合成油430份，LiOH11.1份，12羥基硬脂酸61.5份。按實(shí)施例1所述方法制得的潤滑膏應(yīng)用于某加荷水泥性能實(shí)驗(yàn)機(jī)上，解決了高負(fù)載低速度下的潤滑問題。
權(quán)利要求
1.一種抗極壓高低溫特種潤滑膏，以α-烯烴合成油作基礎(chǔ)油，鈣基脂肪酸皂和鋰基脂肪酸皂的混合皂為稠化劑，石墨、聚四氟乙烯和二硫化鉬作固體潤滑劑，Sb2O3,PbO和TiO2作輔助潤滑劑，硫磷仲醇鋅鹽作抗氧抗腐劑，司班80作防銹劑，丙三醇作膠溶劑，低分子量聚異丁烯作增粘劑，其特征在于具體配方(重量百分比)為α-烯烴合成油 50-6512羥基硬脂酸，C17H34(OH)COOH 14-28Ca(OH)2和LiOH 2.2-6石墨 6-10聚四氟乙烯 2-6MoS23-9Sb2O3,PbO和TiO24-7硫磷仲醇鋅鹽(牌號T202) 0.5-2司班80 1-4丙三醇 0-0.05低分子量聚異丁烯 2-6
2.如權(quán)利要求1中所述的抗極壓高低溫特種潤滑膏，其特征在于α-烯烴合成油的凝點(diǎn)在-55℃以下，閃點(diǎn)在200℃以上。
3.如權(quán)利要求1所述的抗極壓高低溫特種潤滑膏，其特征在于采用了輔助潤滑劑Sb2O3,PbO,和TiO2，其中Sb2O3的含量為1.5-3％,PbO的含量為1.5-2％,TiO2的含量為1-2％，輔助潤滑劑的總含量為4-7％。
4.如權(quán)利要求1中所述的抗極壓高低溫特種潤滑膏，其特征在于Ca(OH)2與LiOH的重量混合比為1∶0.2-2。
5.如權(quán)利要求1中所述的抗極壓高低溫特種潤滑膏，其特征在于低分子聚異丁烯的分子量為7000-9000。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可在－55℃～+130℃較寬溫度范圍使用,抗極壓和粘附性能優(yōu)異的特種潤滑膏。它以鈣皂和鋰皂為復(fù)合稠化劑,石墨、MoS
文檔編號C10M147/00GK1212283SQ9711873
公開日1999年3月31日 申請日期1997年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月25日
發(fā)明者高金堂, 毛紹蘭 申請人:中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所