專利名稱：一種低摩擦系數(shù)的鋰基潤滑脂組合物及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于潤滑脂技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種低摩擦系數(shù)的鋰基潤滑脂組合物及 制備方法。
背景技術(shù)：
低碳生活對機(jī)械設(shè)備提出較高的要求，在許多機(jī)械領(lǐng)域，由于摩擦部位使用潤滑 脂不當(dāng)，會(huì)造成機(jī)械部件過大的噪音、過多的能量消耗和過早的失效，這些部位一般為軸 承、齒輪、渦輪蝸桿和絲桿等，這些機(jī)械部件不正常的運(yùn)轉(zhuǎn)和過短的壽命會(huì)直接影響設(shè)備正 常功能和使用效果。低摩擦的潤滑脂在一定程度上可以延長機(jī)械部件的使用期限，降低設(shè) 備噪音，保證設(shè)備機(jī)械功能的發(fā)揮。通過開發(fā)和制作低摩擦系數(shù)的潤滑脂來滿足機(jī)械行業(yè) 潤滑的需求。潤滑脂通常分為皂基潤滑脂和非皂基潤滑脂，皂類是根據(jù)起增稠作用的金屬化學(xué) 皂中的金屬名稱命名的，每種皂類都有其獨(dú)特的性能，其中鋰基皂基潤滑脂是最常用的潤 滑脂，大約占到我們?nèi)粘Ｊ褂脻櫥?0%左右，廣泛事使用在汽車底盤、鐵路軸承、大型 設(shè)備傳動(dòng)等潤滑部位。低摩擦系數(shù)的鋰基潤滑脂是通過生產(chǎn)過程中合理的添加和控制不同 添加劑類型而制的，其主要機(jī)理是金屬摩擦副運(yùn)動(dòng)中在表面以一定的速度形成低剪切速度 特性的物質(zhì)，這種物質(zhì)可以是化學(xué)的或者物理的。對于低摩擦系數(shù)的潤滑脂的組成，專利文 獻(xiàn)中涉及到低摩擦系數(shù)的潤滑脂主要集中在汽車萬向節(jié)潤滑脂方面。專利號(hào)為CN 1321733A的專利提供了一種用于等速萬向節(jié)的潤滑脂，稠化劑為復(fù) 合鋰、鈣皂，添加劑為二硫化鉬、二烷基二硫代氨基甲酸鹽和磷酸酯，稠化劑為復(fù)合鋰、鈣 皂。具有優(yōu)良的耐熱性、機(jī)械安定性、極壓性、抗磨性和較低的摩擦系數(shù)，可滿足汽車萬向節(jié) 潤滑的要求。專利號(hào)為JP8120289 A的專利提供了一種用于萬向節(jié)特別是三銷節(jié)的潤滑脂，稠 化劑為鋰皂或復(fù)合鋰皂，有機(jī)鉬組分包括二硫代磷酸鉬或二硫代氨基甲酸鉬，二硫代磷酸 鋅，硫_磷極壓劑，非金屬鈣鹽選自氧化蠟鈣鹽，磺酸鈣、烷基磺酸鈣。以上兩個(gè)專利都是針對汽車萬向節(jié)發(fā)明的潤滑脂。CN 1321733A稠化劑為復(fù)合鋰、 鈣皂，JP8120289 A未提及基礎(chǔ)油的種類。本專利發(fā)明的潤滑脂組成物是通過選擇不同添加劑，使其復(fù)配產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，從 而降低運(yùn)動(dòng)過程的摩擦力。驗(yàn)證的試驗(yàn)方法是一種符合國際(ASTM D)和中國石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) (SH/T)的通用儀器進(jìn)行驗(yàn)證，具體方法為ASTM D5707(SH/T0721)，測試項(xiàng)目為摩擦系數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含有復(fù)合添加劑的鋰基潤滑脂，加入特種添加劑的潤滑 脂具有較低的摩擦系數(shù)，測試方法為ASTM標(biāo)準(zhǔn)方法。在保證其它性能的前提下，通過控制在指定鋰基潤滑脂中的添加劑的組分和加入 量和選擇適合的基礎(chǔ)油獲得一種低摩擦系數(shù)的抗磨潤滑脂。
本發(fā)明的技術(shù)如下本發(fā)明提供的鋰基潤滑脂組合物的組分按組合物的總重量計(jì)，包括如下組分(1)稠化劑 5-15%(2)基礎(chǔ)油 70-85%(3)添加劑 2-20%其中，稠化劑是由12-羥基硬脂酸和氫氧化鋰反應(yīng)生成的化合物。基礎(chǔ)油包括酯類油和礦物油，酯類油和礦物油重量比例為1 9-1 1。按組合物的總重量計(jì)，添加劑包括(a) 二烷基二硫代磷酸鉬鹽0. 5% -5%;(b)烷 基化的酰胺氧基鉬鹽0. 5% -5% ； (c) 二烷基二硫代磷酸鋅0. 5% -5% ； (d) 二烷基二硫 代氨基甲酸甲酯0.5% -5%。二烷基二硫代磷酸鉬鹽，烷基可以是2-乙基或2-乙基己基。烷基化的酰胺氧基鉬鹽，烷基可以是戊基或己基。二烷基二硫代磷酸鋅，可以是丁基辛基伯烷基二硫代磷酸鋅或丁基辛基仲烷基二 硫代磷酸鋅。 二烷基二硫代氨基甲酸甲酯，烷基可以是丁基或戊基。本發(fā)明制備方法和步驟如下將全部12-羥基硬脂酸和部分礦物油加入反應(yīng)釜中(礦物油和12-羥基硬脂 酸重量比為4 1)，加熱到80-85°C，加入氫氧化鋰水溶液，加熱到90-100°C開始皂化； 皂化結(jié)束升溫，升到210 220°C后用部分基礎(chǔ)油在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行冷卻，冷卻溫度控制 在140-190°C，用余量基礎(chǔ)油降溫，降溫到80°C以下后加入添加劑組分，當(dāng)溫度降低到 40-60°C經(jīng)過三輥機(jī)壓油三遍后罐裝。由于前部反應(yīng)中需要有水，而酯類油遇水會(huì)水解，所以此制備方法中前部基礎(chǔ)油 不能用酯類油，必須用礦物油。本發(fā)明的潤滑脂通過性能試驗(yàn)表明具有下述優(yōu)點(diǎn)由于選用了合適的原料配 比，使得該潤滑脂具有良好的降低摩擦系數(shù)的性能，使用該專利生產(chǎn)的潤滑脂在符合 ASTMD5707(SH/T0721)的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)SRV試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其摩擦系數(shù)可以達(dá) 到0. 06-0. 09的范圍內(nèi)，而一般的抗磨潤滑脂的摩擦系數(shù)采用相同的方法實(shí)驗(yàn)一般要達(dá)到 0. 11以上。低摩擦系數(shù)的潤滑脂可以降低相對運(yùn)動(dòng)摩擦副的能量，延長被潤滑部位的壽命， 從而保證設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。同時(shí)，低摩擦系數(shù)潤滑脂的使用可以降低設(shè)備運(yùn)行的噪音， 降低能耗，對環(huán)保具有一定的貢獻(xiàn)，特別是在汽車底盤、大型齒輪和軸承上的使用具有一定 的優(yōu)越性。本發(fā)明的摩擦系數(shù)測定采用SRV(高頻、線性、擺動(dòng)摩擦磨損)試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方 法為ASTM D5707或SH/T 0721. ASTM D-5707方法來測定潤滑脂的摩擦磨損性能，測試條件 為溫度50°C，負(fù)荷200N，振幅Imm ；頻率50Hz ；時(shí)間120min。測定試驗(yàn)過程的摩擦系數(shù)和頂 球的磨痕直徑，觀察和記錄摩擦系數(shù)的變化。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。各實(shí)施例和比較例制備方法
將全部12-羥基硬脂酸和部分礦物油加入反應(yīng)釜中(礦物油和12-羥基硬脂 酸重量比為4 1)，加熱到80-85°C，加入氫氧化鋰水溶液，加熱到90-100°C開始皂化； 皂化結(jié)束升溫，升到210 220°C后用部分基礎(chǔ)油在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行冷卻，冷卻溫度控制 在140-190°C，用余量基礎(chǔ)油降溫，降溫到80°C以下后加入添加劑組分，當(dāng)溫度降低到 40-60°C經(jīng)過三輥機(jī)壓油三遍后罐裝。實(shí)施例1-5實(shí)施例1-5是按照上述制備方法制備，各組分含量及摩擦系數(shù)見表1 :由表中數(shù)據(jù)可以看出，按照本發(fā)明制備出的潤滑脂，其摩擦系數(shù)在0. 05 0. 08范 圍。表 1
組分實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5礦物油76. 5%75.15%41. 75%63. 5%50%酷類三羥甲基內(nèi)烷酯8. 5%041. 75%15%10%油季戊四醇酯08. 35%0010%稠化劑5%5%10%10%15%添2-乙基二硫代磷酸鉬鹽0. 5%03%0. 5%0加2-乙基己基二硫代磷酸鉬鹽05%005%劑戊基化的酰胺氧基鉬鹽5%1%02%0己基化的酰胺氧基鉬鹽000. 5%02. 5%丁基辛基伯烷基二硫代磷酸鋅2%02. 5%02. 5%丁基辛基仲烷基二硫代磷酸鋅00. 5%05%0二丁基二硫代氨基甲酸甲酯2. 5%00. 5%4%5%二戊基二硫代氨基甲酸甲酯05%000總重量(g)10001000100010001000比較例1和比較例2:實(shí)施例1-5和比較例1、比較例2性能數(shù)據(jù)見表2表2
試驗(yàn) 項(xiàng)目例1例2例3例4例5比較例1比較例2試驗(yàn)方法摩擦系數(shù)0. 070. 050. 060. 060. 060. 110. 09ASTM D5707(50HZ, (SH/T0721)Imm0. 080. 060. 070. 070. 070. 120. 10200N,2h,50°C)滴點(diǎn)，V198197196197195196197GB/T 4929
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由表2數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明的摩擦系數(shù)明顯低于現(xiàn)有潤滑脂。本發(fā)明提出的一種低摩擦系數(shù)的鋰基潤滑脂組合物及制備方法，已經(jīng)通過較佳的 實(shí)施例子進(jìn)行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所 述的組分和方法進(jìn)行改動(dòng)或適當(dāng)變更與組合，來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明技術(shù)。特別需要指出的是，所有 相類似的替換和改動(dòng)對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精 神、范圍和內(nèi)容中。
權(quán)利要求
一種低摩擦系數(shù)的鋰基潤滑脂組合物，按組合物的總重量計(jì)，包括以下組分(1)稠化劑5 15％，稠化劑是由12 羥基硬脂酸和氫氧化鋰反應(yīng)生成的化合物，其12 羥基硬脂酸和氫氧化鋰摩爾比例為1∶1.05；(2)基礎(chǔ)油70 85％，基礎(chǔ)油包括酯類油和礦物油；(3)添加劑2 20％，包括(a)二烷基二硫代磷酸鉬鹽0.5％ 5％；(b)烷基化的酰胺氧基鉬鹽0.5％ 5％；(c)二烷基二硫代磷酸鋅0.5％ 5％；(d)二烷基二硫代氨基甲酸甲酯0.5％ 5％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的基礎(chǔ)油中酯類油是季戊四醇酯或 三羥甲基丙烷酯中至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于基礎(chǔ)油中酯類油和礦物油比例為 1:9-1:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的二烷基二硫代磷酸鉬鹽中，烷基 是2-乙基或2-乙基己基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的烷基化的酰胺氧基鉬鹽中，烷基 是戊基或己基。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的二烷基二硫代磷酸鋅是丁基辛 基伯烷基二硫代磷酸鋅或丁基辛基仲烷基二硫代磷酸鋅。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述的二烷基二硫代氨基甲酸甲酯中， 烷基是丁基或戊基。
8.低摩擦系數(shù)的鋰基潤滑脂組合物的制備方法，其特征是將全部12-羥基硬脂酸和 部分礦物油加入反應(yīng)釜中，礦物油和12-羥基硬脂酸重量比為4 1，加熱到80-85°C，加入 氫氧化鋰水溶液，加熱到90-100°C開始皂化；皂化結(jié)束升溫，升到210 220°C后用部分基 礎(chǔ)油在反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行冷卻，冷卻溫度控制在140-190°C，用余量基礎(chǔ)油降溫；降溫到80°C以 下后加入添加劑組分，當(dāng)溫度降低到40-60°C經(jīng)過三輥機(jī)壓油三遍后罐裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低摩擦系數(shù)的鋰基潤滑脂組合物及制備方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的潤滑脂摩擦系數(shù)偏高的問題。本發(fā)明通過采用以重量百分計(jì)包括以下組分稠化劑5-15％，基礎(chǔ)油70-85％，添加劑2-20％；二烷基二硫代磷酸鉬鹽0.5％-5％；烷基化的酰胺氧基鉬鹽0.5％-5％；二烷基二硫代磷酸鋅0.5％-5％；二烷基二硫代氨基甲酸甲酯0.5％-5％。使用該發(fā)明生產(chǎn)的潤滑脂在符合ASTM D5707(SH/T0721)的摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，其摩擦系數(shù)可以達(dá)到0.06-0.09的范圍內(nèi)，特別是在汽車底盤、大型齒輪和軸承上的使用具有一定的優(yōu)越性。
文檔編號(hào)C10M169/00GK101955839SQ20101050547
公開日2011年1月26日 申請日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者劉慶廉, 吳寶杰, 張會(huì)情, 張?zhí)m英 申請人:中國石油化工股份有限公司