專(zhuān)利名稱(chēng)：以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于潤(rùn)滑技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種以高錸酸鈣Ca (ReO4)2為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油及其制備方法。
背景技術(shù)：
寬溫度范圍的潤(rùn)滑問(wèn)題涉及航天、航空、核能、交通和材料等重要工程領(lǐng)域，極端工況下熱引擎和高溫運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及密封部件對(duì)潤(rùn)滑油品的要求極為苛刻?，F(xiàn)有的潤(rùn)滑油只在較低溫度下服役，300°C以上便會(huì)因揮發(fā)、分解或氧化而失效；常用的固體潤(rùn)滑劑最高使用溫度有限，如二硫化鑰、石墨分別只能工作到400 V、550 V左右，超過(guò)溫度便會(huì)因氧化而失去其潤(rùn)滑功能。堿土和稀土金屬的氟化物雖可以在500°C以上的高溫環(huán)境中發(fā)揮其減摩作用，但在低溫的摩擦表面卻顯示不出其潤(rùn)滑功能。為尋找適于環(huán)境溫度從室溫到高溫的寬溫度潤(rùn)滑材料，國(guó)內(nèi)外研究人員做了大量工作。例如1991年，Sutor解釋了 MoS2晶體結(jié)構(gòu)與其減摩功能的關(guān)系，將硫代鑰酸鋅固體粉末噴到摩擦表面，取得明顯潤(rùn)滑效果，但是受到固體潤(rùn)滑機(jī)理的限制，室溫下摩擦系數(shù)過(guò)大。1997年，高洪光等按無(wú)機(jī)合成慣例以鑰酸鈉(Na2MoO4)為原料，用硫取代部分氧和鎳代替鈉得到硫代鑰酸鎳Ni (MoS2O2)，將這種微米粉末加入基礎(chǔ)油，并測(cè)定氮化硅球與陶瓷或不銹鋼板對(duì)摩時(shí)的摩擦系數(shù)，確認(rèn)它可以用作潤(rùn)滑油品的減摩添加劑，但是在300 400°C間仍然存在摩擦系數(shù)高的現(xiàn)象。2005年公布的發(fā)明專(zhuān)利CN03147353. 9含稀土氟化物自潤(rùn)滑鎳基合金及其制備方法，以稀土氟化物為強(qiáng)化助劑和潤(rùn)滑相，協(xié)同石墨潤(rùn)滑相，期望達(dá)到室溫 600°C的優(yōu)異摩擦磨損性能，但是存在室溫耐磨性差的不足。2009年Aouadi S. M.等設(shè)計(jì)和研究Mo2N/MoS2/Ag涂層的摩擦行為，使摩擦副表面的涂層隨環(huán)境溫度改變而生成具有潤(rùn)滑功能的成分以達(dá)到減摩目的。探索雖取得部分效果，但不僅工藝繁瑣而成本高昂，還存在磨耗后不易及時(shí)恢復(fù)，難以保持其潤(rùn)滑功能的缺點(diǎn)，也限制了在溫度循環(huán)變化過(guò)程的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油及其制備方法，解決室溫到高溫(> 600°C)的寬溫度范圍全程潤(rùn)滑問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油，各組分與質(zhì)量百分含量為減摩添加劑高錸酸鈣0. 2 1.5% ;表面活性劑0. 5 1% ;其中，0P-10占90 98%，十二烷基硫酸鈉占2 10% ；基礎(chǔ)油季戊四醇脂97. 5 99. 3%。
優(yōu)選地，表面活性劑中，0P-10占96%，十二烷基硫酸鈉占4%。優(yōu)選地，高錸酸鈣O. 5 1. 0%。優(yōu)選地,季戊四醇脂98 99%。所述的以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油的制備方法，包括以下步驟(I))將減摩添加劑高錸酸鈣加水制成水溶液，加水量以將添加劑完全溶解為準(zhǔn)；(2))將0P-10和十二烷基硫酸鈉組成的表面活性劑加入基礎(chǔ)油季戊四醇脂中，經(jīng)過(guò)80 100°C水浴條件加熱并超聲波振蕩處理10 30min后，靜置10 30min ;然后，力口入步驟⑴)得到的水溶液，再超聲振蕩處理10 30min ；(3))將步驟⑵)得到的油品在120 150°C油浴加熱條件下，以1000 1500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌進(jìn)行脫水處理，攪拌至無(wú)氣泡達(dá)到脫水目的，獲得寬溫度潤(rùn)滑油。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是⑴本發(fā)明以高錸酸鈣Ca (ReO4) 2為減摩添加劑，具有優(yōu)良的寬溫度潤(rùn)滑效果，保持了基礎(chǔ)油的室溫潤(rùn)滑性能，在高溫下潤(rùn)滑油揮發(fā)分解后，添加劑能在摩擦表面形成有效的固體薄膜達(dá)到高溫潤(rùn)滑功能。⑵本發(fā)明以高錸酸鈣Ca (ReO4)2為減摩添加劑，以聚乙二醇辛基苯基醚(0P-10)和十二烷基硫酸鈉(SDS)組成表面活性劑，以季戊四醇脂(PETE)為基礎(chǔ)油，在基礎(chǔ)油和減摩添加劑共同作用下，具有高 溫固體潤(rùn)滑與低溫油膜潤(rùn)滑協(xié)同作用的油潤(rùn)滑功能，解決特殊工況下的寬溫度范圍全程潤(rùn)滑問(wèn)題，從室溫 高溫(> 6000C )的寬溫度范圍，摩擦系數(shù)僅為O. 2 O. 3，滿足極端工況下熱引擎和高溫運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)及密封部件對(duì)潤(rùn)滑油品的要求。⑶本發(fā)明相比添加MoS2為潤(rùn)滑相的涂層固體潤(rùn)滑，室溫的摩擦系數(shù)可由O. 25降低到O. 15，減小幅度達(dá)到40%，同時(shí)高溫下的摩擦系數(shù)相當(dāng)。⑷本發(fā)明相比基礎(chǔ)油以Ni (MoS2O2)為潤(rùn)滑添加劑的寬溫度范圍的減摩效果，全程平穩(wěn)在 O. 2左右，避免了 300 400°C的過(guò)高現(xiàn)象。(5)本發(fā)明無(wú)需在摩擦副表面制作復(fù)雜的改性層，以潤(rùn)滑油的連續(xù)或間斷潤(rùn)滑方式，就可以滿足多種運(yùn)動(dòng)部件的潤(rùn)滑需要，操作方便，應(yīng)用面廣。(6))本發(fā)明中表面活性劑采用0P-10和十二烷基硫酸鈉組成的復(fù)合表面活性劑，其協(xié)同作用是利用親油親水能力的特性，在基礎(chǔ)油活化后復(fù)配加入有減摩添加劑的水溶液后，適宜進(jìn)行乳化脫水。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1本實(shí)施例中，以高錸酸鈣Ca (ReO4)2為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油各組分與質(zhì)量百分含量為減摩添加劑Ca (ReO4) 2 :0. 5% ;表面活性劑96%0P_10+4%十二烷基硫酸鈉0. 5% ；基礎(chǔ)油PETE (季戊四醇脂)99. 0%。利用高錸酸鈣易溶于水的特點(diǎn)，將其制成水溶液，加水量以將添加劑完全溶解為準(zhǔn)；再將0P-10和十二烷基硫酸鈉組成表面活性劑加入基礎(chǔ)油季戊四醇脂中，通過(guò)表面活性劑的作用對(duì)基礎(chǔ)油活化，具體條件是90°c水浴加熱并超聲波振蕩處理IOmin后，靜置IOmin0加入高錸酸鈣水溶液，再超聲振蕩處理20min。然后在120°C油浴加熱條件下，對(duì)油品進(jìn)行攪拌脫水，攪拌速度為lOOOr/min，攪拌至無(wú)氣泡達(dá)到脫水目的，獲得寬溫度潤(rùn)滑油，對(duì)得到的寬溫度潤(rùn)滑油裝瓶并密封保存。在UMT-2M摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)上測(cè)定摩擦系數(shù)，采用球盤(pán)摩擦方式，摩擦副由Si3N4陶瓷球和GH128高溫合金組成。在名義單位載荷為75. 3MPa和相對(duì)速度為7. 54mm/s時(shí)，潤(rùn)滑油為間斷滴加方式，實(shí)驗(yàn)中測(cè)得不同溫度下添加或未添加高錸酸鈣潤(rùn)滑油的穩(wěn)定摩擦系數(shù)如表I。該潤(rùn)滑油在室溫 60(TC的摩擦系數(shù)顯著改善，可用于相關(guān)工況，適用于高溫密封部件的潤(rùn)滑。表1. Ca (ReO4) 2添加劑對(duì)摩擦系數(shù)的改善效果
權(quán)利要求
1.一種以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油，其特征在于，各組分與質(zhì)量百分含量為減摩添加劑高錸酸鈣O. 2 1. 5% ;表面活性劑0. 5 1% ;其中，0P-10占90 98%，十二烷基硫酸鈉占2 10% ；基礎(chǔ)油季戊四醇脂97. 5 99. 3%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油，其特征在于，優(yōu)選地，表面活性劑中，0P-10占96%，十二烷基硫酸鈉占4%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油，其特征在于，優(yōu)選地，高錸酸鈣O. 5 1.0%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油，其特征在于，優(yōu)選地，季戊四醇脂98 99%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將減摩添加劑高錸酸鈣加水制成水溶液，加水量以將添加劑完全溶解為準(zhǔn)；(2)將0P-10和十二烷基硫酸鈉組成的表面活性劑加入基礎(chǔ)油季戊四醇脂中，經(jīng)過(guò)80 100°C水浴條件加熱并超聲波振蕩處理10 30min后，靜置10 30min ;然后，加入步驟⑴ 得到的水溶液，再超聲振蕩處理10 30min ；⑶將步驟⑵得到的油品在120 150°C油浴加熱條件下，以1000 1500r/min的轉(zhuǎn)速攪拌進(jìn)行脫水處理，攪拌至無(wú)氣泡達(dá)到脫水目的，獲得寬溫度潤(rùn)滑油。
全文摘要
本發(fā)明屬于潤(rùn)滑技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種以高錸酸鈣為減摩添加劑的寬溫度潤(rùn)滑油及其制備方法。按質(zhì)量百分含量計(jì)，減摩添加劑高錸酸鈣0.2～1.5％；表面活性劑0.5～1%；其中，OP-10占90～98%，十二烷基硫酸鈉占2～10%；基礎(chǔ)油季戊四醇脂97.5～99.3%。制備方法⑴)將減摩添加劑高錸酸鈣加水制成水溶液；⑵)將OP-10和十二烷基硫酸鈉組成的表面活性劑加入基礎(chǔ)油季戊四醇脂中，經(jīng)過(guò)水浴條件加熱并超聲波振蕩處理后，加入步驟⑴)得到的水溶液，再超聲振蕩處理；⑶)將步驟⑵)得到的油品在油浴加熱條件下，攪拌進(jìn)行脫水處理，獲得寬溫度潤(rùn)滑油。依據(jù)本發(fā)明制備的潤(rùn)滑油在室溫至＞600℃寬溫度范圍內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)油的油膜潤(rùn)滑平穩(wěn)過(guò)渡到高溫下固體薄膜潤(rùn)滑狀態(tài)。
文檔編號(hào)C10M125/00GK103045332SQ20121056607
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者劉陽(yáng), 劉林林, 王俊海, 李曙, 丁筱筠, 段德莉, 張榮祿 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所