專利名稱：加環(huán)氧植物油的氯化石蠟復(fù)合抗磨劑制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合采用氯化石蠟和環(huán)氧植物油脂及磺酸鹽防銹劑的高性能防銹極壓抗磨添加劑的制備工藝。
氯化石蠟是一種曾風(fēng)行一時(shí)的廉價(jià)而又有效的極壓抗磨添加劑，曾經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬加工潤(rùn)滑油和汽車齒輪油等油品中。但是，氯化石蠟中一般含有42%以上的氯，遇水或摩擦產(chǎn)生高溫時(shí)極易釋放出帶腐蝕性的游離氯，游離氯對(duì)金屬，尤其是對(duì)鐵的銹蝕十分嚴(yán)重。這種銹蝕過(guò)程連用最典型的最有效的磺酸鋇防銹劑也難以抑制，因?yàn)榛撬猁}類防銹劑只能防止潮溫環(huán)境中二氧化碳和水份等引起的金屬銹蝕，而不能抑制游離氯的銹蝕。所以，自六十年代美國(guó)研制成功了硫磷型極壓抗磨添加劑并在世界范圍內(nèi)推廣應(yīng)用以來(lái)，氯化石蠟作為極壓抗磨添加劑因其易生游離氯銹蝕的致命弱點(diǎn)而逐漸被淘汰。
本發(fā)明的目的就是提供一種加入環(huán)氧植物油吸收游離氯以克服氯化石蠟抗磨添加劑嚴(yán)重銹蝕金屬這一弱點(diǎn)的方法，從而形成制備高性能、防銹蝕、低成本的環(huán)氧植物油氯化石蠟復(fù)合抗磨劑的工藝。
本發(fā)明的基本原理是環(huán)氧大豆油、棉籽油、菜油等環(huán)氧植物油脂在常溫或較高溫度下容易吸收、固定氯化石蠟在邊界潤(rùn)滑中因摩擦而釋放出來(lái)的游離氯，并使之轉(zhuǎn)化成聚醚保護(hù)膜層和氯代羥基脂肪，后者在摩擦條件下又轉(zhuǎn)化為氯化鐵膜層，這些膜層和氯化石蠟直接形成的氯化鐵保護(hù)膜層共存在鐵質(zhì)摩擦面上，發(fā)揮減磨作用并避免了銹蝕，如添名少量的磺酸防銹劑則可同時(shí)防止潮濕環(huán)境的普通銹蝕，增強(qiáng)防銹蝕作用。
在氯化石蠟中名入了環(huán)氧植物油吸收專固定游離氯并生成具有減磨作用的氯代羥基脂肪、聚醚保護(hù)膜層的化學(xué)反應(yīng)式如下
對(duì)吸收游氯前后的環(huán)氧植物油進(jìn)行紅外光譜測(cè)定的結(jié)果見(jiàn)

圖1和圖2。由圖1和圖2對(duì)比可知，吸收了游離氯后如圖2所示，在830至840cm-1處的環(huán)氧特征峰消失在3500cm-1處的羥基峰明顯增大，表明環(huán)氧斷鍵而出現(xiàn)了羥基團(tuán)。同時(shí)在700cm-1處出現(xiàn)了氯特征峰表明氯已變成氯代物和高分子物、即氯代羥基脂肪和聚醚。
對(duì)加入環(huán)氧植物油前后的氯化石蠟?zāi)Σ撩孀鱔PS能譜對(duì)比分析的結(jié)果如圖3、圖4、圖3所示在添加環(huán)氧植物油前呈現(xiàn)出鐵的多種氧化價(jià)態(tài)，其中的FeOOH型體表明產(chǎn)生了鐵銹因子;然而加入環(huán)氧植物油如圖4所示已找不到FeOOH型體，表明游離氯已被環(huán)氧植物油吸收、固定，不再存在鐵銹因子，消除了由游離氯產(chǎn)生鐵銹的隱患，但是，因?yàn)榄h(huán)氧植物油的作用只是吸收與固定游離氯，并不能防止普通銹蝕，所以，再在氯化石蠟中添加少量的防止普通銹蝕的磺酸鹽防銹劑能進(jìn)一步延長(zhǎng)防銹周期，增強(qiáng)防銹效果。
對(duì)吸收了游離氯的環(huán)氧植物油的摩擦表面進(jìn)行俄歇(Auger)能譜測(cè)定的結(jié)果如圖5，可見(jiàn)摩擦表面存在明顯的氯元素，表明在邊界摩擦條件下又轉(zhuǎn)化為氯化鐵保護(hù)膜。
本發(fā)明的實(shí)施方案是按重量百分比將25%至82.5%的氯化石蠟、16.5%至75%的環(huán)氧植物油脂和1%至3%的磺酸鹽防銹劑在0℃至50℃溫度下攪拌混合制成;環(huán)氧植物油脂可采用環(huán)氧大豆油、棉籽油或菜油等油脂及其衍生物，其環(huán)氧值為3%至6%;磺酸鹽防銹劑可采用石油碳酸鋇、壬基萘磺酸鋇、烷基苯磺酸鋇等;氯化石蠟的含氯量一般在42%至65%之間。用上述方法制取的具有防銹功能的復(fù)合抗磨添加劑可以加至各種潤(rùn)滑油品中，可以調(diào)配或極壓齒輪油或者冷擠壓加工潤(rùn)滑油等。
試驗(yàn)結(jié)果表明，在載荷條件下純環(huán)氧植物油的摩擦系數(shù)明顯高于氯化石蠟，但其吸收了游離氯后的摩擦系數(shù)顯著下降到氧化石蠟的摩擦系數(shù)水準(zhǔn)，表1顯示了分別添加了50%的氯化石蠟，純環(huán)氧大豆油、吸收了游離氯后的環(huán)氧大豆油的煤油溶液在若干不同的試驗(yàn)載荷下的摩擦系數(shù)值。
表1表明了環(huán)氧植物油吸收了游離氯后形成新的抗磨劑和氯化石蠟共同發(fā)揮減摩作用。
表2展示了將含氯45%的氯化石蠟，環(huán)氧棉籽油(環(huán)氧值為5%)和壬基萘磺酸鋇進(jìn)行不同組合下的防銹試驗(yàn)結(jié)果。
表2氯化石蠟用環(huán)氧大豆油固定游氯前后的防銹試驗(yàn)
本發(fā)明制備的以氧化石蠟為主，加入一定比例環(huán)氧植物油及磺酸鹽的復(fù)合防銹極壓抗磨添加劑克服了傳統(tǒng)的氯化石蠟極壓抗磨添加劑因釋放游離氯而產(chǎn)生的金屬嚴(yán)重銹蝕問(wèn)題，性能優(yōu)良，使用方便，防銹蝕、低成本，可廣泛應(yīng)用為金屬加工潤(rùn)油及齒輪的抗磨添加劑。
本發(fā)明制備的復(fù)合抗磨添加劑實(shí)施例如下。
實(shí)施例一上海冷撥型鋼廠連續(xù)撥管機(jī)上用本發(fā)明制備的復(fù)合抗磨添加劑調(diào)制N68＃潤(rùn)滑油替代了從日本進(jìn)口的D250K冷撥潤(rùn)滑油，效果良好，該廠使用的復(fù)合抗磨添加劑具體配方按重量百分比為含氯45%的氯化石蠟82.5%，環(huán)氧大豆油16.5%，磺酸鋇1%。加入量占33%，基礎(chǔ)油為67%。
實(shí)施例二上海玩具磁鋼廠生產(chǎn)的微電機(jī)外殼冷擠壓成型潤(rùn)滑油原采用單純氯化石蠟抗磨添加劑，產(chǎn)品易生銹，后改用本發(fā)明提供的抗磨添加劑配方后不再發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品銹蝕情況。該廠使用的復(fù)合抗磨添加劑配方按重量百分比為含氯45%的氯化石蠟82.5%、環(huán)氧棉籽油16.5%、壬基萘磺酸鋇1%;加入量占30%，基礎(chǔ)油占70%。
實(shí)施例三湖南湘陵機(jī)械廠加工鉻鉬合金螺紋鋼政絲工序原用100＃極壓齒輪潤(rùn)滑油，但潤(rùn)滑不良，報(bào)廢率高，后采用本發(fā)明配備的復(fù)合抗磨添加劑調(diào)制的N100＃潤(rùn)滑油，攻絲潤(rùn)滑良好，成品率顯著提高。該廠使用的復(fù)合抗磨添加劑配方為按重量百分比為含氯52%的氯化石蠟82.5%，環(huán)氧大豆油16.5%和磺酸鉬1%;復(fù)合抗磨添加劑的加入量為10%，基礎(chǔ)油占90%。
實(shí)施例四用實(shí)施例一的復(fù)合抗磨劑5%同ZDTP硫磷酸鋅抗磨劑5%配制的氯固定型雙曲線齒輪油，同不含環(huán)氧植物油的典型雙曲線齒輪油(氯型含5%氯化石蠟和5%ZDTP)對(duì)比結(jié)果見(jiàn)下表3。
由表3可見(jiàn)，氯固定型雙曲線齒輪油配方銹性大大高于傳統(tǒng)的氯型雙曲線齒輪油(No.2)，甚致還優(yōu)于一般的統(tǒng)磷型工作齒輪油，且其抗摩極壓性和硫磷油相當(dāng)。
氯固定型極壓工業(yè)齒輪油的實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn)正在進(jìn)行之中。
權(quán)利要求
1.一種氯化石蠟復(fù)合抗磨添加劑的制備工藝，其特征在于按重量百分比將25%至82.5%的氯化石蠟，16.5%至75%的環(huán)氧植物油脂和1%至3%的磺酸鹽防銹劑在50℃溫度下攪拌混合制成；環(huán)氧植植物脂可采用環(huán)氧大豆油、棉籽油、或菜油等油脂及其衍生物，其環(huán)氧值為3%至6%；磺酸鹽防銹劑可采用石油磺酸鋇、壬基萘磺酸鋇、烷基苯磺酸鋇等；氯化石蠟含氯量可為42%至65%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種加環(huán)氧植物油脂及磺酸鹽防銹劑的高性能防銹極壓抗磨添加劑的制備工藝。傳統(tǒng)的氧化蠟極壓抗磨添加劑遇水或摩擦產(chǎn)生高溫時(shí)極易釋放出帶腐蝕性的游離氯，腐蝕金屬，對(duì)鐵的銹蝕尤其嚴(yán)重，即使加水磺酸鹽防銹劑也難以抑制。本發(fā)明在氯化石蠟中加入環(huán)氧植物油脂以吸收游離氯，從而在摩擦表面形成保護(hù)膜層，發(fā)揮減摩作用，減少和抑止其銹蝕。本發(fā)明提供的這種新穎極壓抗磨添加劑可以廣泛應(yīng)用于潤(rùn)滑油和汽車齒輪油中，性能優(yōu)良，使用方便。
文檔編號(hào)C10M129/66GK1077737SQ9210273
公開(kāi)日1993年10月27日 申請(qǐng)日期1992年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月14日
發(fā)明者陶德華 申請(qǐng)人:上海工業(yè)大學(xué)