一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂及其制備方法，重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，以潤滑脂重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括以下組分：基礎(chǔ)油57-80%復(fù)合鋁稠化劑3-6%極壓抗磨劑3-7%油性劑2-5%固體添加劑5-10%防銹劑0.5—1%增粘劑6-13%抗氧劑0.5-1.0%。它在現(xiàn)有開式齒輪脂的基礎(chǔ)之上，針對現(xiàn)有產(chǎn)品動(dòng)力能源消耗偏高、不同程度含有環(huán)保限用物質(zhì)的問題，提供一種具有良好粘附性能和極壓抗磨性能，同時(shí)能夠完全滿足歐盟RoHS2.0限用物質(zhì)要求，摩擦阻力明顯降低、節(jié)約動(dòng)力消耗的重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，以滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對潤滑脂提出的要求。
【專利說明】一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種潤滑脂，尤其是一種用于重負(fù)荷開式齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的潤滑脂。

【背景技術(shù)】
[0002]開式齒輪是制造業(yè)最常見的動(dòng)力傳動(dòng)方式，廣泛應(yīng)用于電力、水泥、礦山、汽車制造、鋼鐵、化工、造紙等行業(yè)的大型設(shè)備，如:回轉(zhuǎn)窖、管磨機(jī)、燒結(jié)窖、棒磨機(jī)、磨煤機(jī)、干燥機(jī)、造粒機(jī)、鼓式碎漿機(jī)、烘干爐等。大型開式齒輪傳動(dòng)裝置的載荷比較大，其有效、安全運(yùn)行不僅取決于齒輪的設(shè)計(jì)及齒輪所用的材料，更多的依賴于正確的裝配、高效的潤滑維護(hù)及優(yōu)質(zhì)的潤滑劑。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì):除了由于設(shè)計(jì)，制造、安裝、操作和維護(hù)不當(dāng)之外，齒輪損壞有近20%甚至更多是由于潤滑不良或潤滑失效造成的。因此開式齒輪的有效潤滑至關(guān)重要。
[0003]開式齒輪的齒面加工精度相對較低，粗糙度大，而且長時(shí)間處于重載和連續(xù)工作狀態(tài)，加之工作環(huán)境較為惡劣，常處于大載荷或有沖擊負(fù)荷的工況條件，齒輪潤滑劑缺少密封防護(hù)，灰塵、雜質(zhì)、水等外部介質(zhì)很容易污染到嚙合齒面。以上這些都給開式齒輪的潤滑帶來了許多不利的影響，也對開式齒輪潤滑劑提出了更高的要求。好的開式齒輪潤滑劑應(yīng)具有優(yōu)異的減摩、抗磨、抗點(diǎn)蝕、抗極壓性能，同時(shí)還應(yīng)具備低毒、無味、環(huán)境友好的特性。
[0004]目前國內(nèi)制造企業(yè)常用的開式齒輪潤滑劑的產(chǎn)品主要有:浙青質(zhì)開式齒輪油、精煉礦物油、潤滑脂、合成型開式齒輪油/脂、膠粘潤滑劑等。含有浙青質(zhì)的齒輪潤滑劑通常含有一定量揮發(fā)性的溶劑，對設(shè)備操作人員及周圍環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重影響，因而其使用正受到越來越多限制。近年來，以高粘度礦物油、合成油等作為基礎(chǔ)油，加入極壓抗磨劑及其它添加劑而制成的開式齒輪油也得到了廣泛的應(yīng)用。這類開式齒輪油的缺點(diǎn)是粘度不夠高，易造成潤滑不良，漏油和嚴(yán)重飛濺，造成環(huán)境污染和浪費(fèi)。而且這類產(chǎn)品為了保證油品的極壓抗磨性，需加入大劑量的含硫磷極壓抗磨劑，這些含硫磷的極壓抗磨劑往往是有毒、有刺激性氣味的化學(xué)品，易造成設(shè)備周圍空間的空氣及環(huán)境的污染。歐盟的RoHS及國內(nèi)的相應(yīng)的限用物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，都對潤滑油的現(xiàn)用物質(zhì)提出了苛刻的要求，今后廢舊潤滑油的處理必將成為制造廠商的負(fù)擔(dān)，是潤滑劑選用必須面對的問題。
[0005]現(xiàn)有的各種開式齒輪潤滑產(chǎn)品，對于減低阻力、降低消耗，還沒有足夠的應(yīng)對。目前市場上流行的各類開式齒輪潤滑脂，其動(dòng)力、能源的消耗比起最初的浙青潤滑劑有了很大改進(jìn),但是仍然有很大的改進(jìn)空間。
[0006]現(xiàn)在市場上的開式齒輪潤滑脂較多地以采用半流體脂形式，該類產(chǎn)品采用高粘度基礎(chǔ)油，二硫化鑰、石墨等固體潤滑劑和極壓抗磨添加劑精制而成，在很寬的溫度范圍內(nèi)都能保持適中的稠度，具有優(yōu)異的黏附性，良好的防銹能力，而且，即使在高壓下也具有較強(qiáng)的耐水能力。如某發(fā)明公開了一種開式齒輪脂組合物，其基礎(chǔ)油為高粘度合成油，稠化劑是復(fù)合磺酸鈣，輔以極壓劑、抗氧劑、稀釋劑等組成。但這些類潤滑脂沒有完全限制使用環(huán)保限用物質(zhì)，并且動(dòng)力損耗仍然有改進(jìn)提高的空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，在現(xiàn)有開式齒輪脂的基礎(chǔ)之上，針對現(xiàn)有產(chǎn)品動(dòng)力能源消耗偏高、不同程度含有環(huán)保限用物質(zhì)的問題，提供一種具有良好粘附性能和極壓抗磨性能，同時(shí)能夠完全滿足歐盟RoHS2.0限用物質(zhì)要求，摩擦阻力明顯降低、節(jié)約動(dòng)力消耗的重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，以滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對潤滑脂提出的要求。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0009]一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，以潤滑脂重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括以下組分:
[0010]基礎(chǔ)油57-80%
[0011]復(fù)合鋁稠化劑3-6%
[0012]極壓抗磨劑3-7%
[0013]油性劑2-5%
[0014]固體添加劑5-10%
[0015]防銹劑0.5—1%
[0016]增粘劑6-13%
[0017]抗氧劑0.5-1.0%;
[0018]其中，基礎(chǔ)油包括42%_55%的礦物油150BS和15%_25%的聚α烯烴。
[0019]優(yōu)選的，所述復(fù)合鋁稠化劑由苯甲酸，C16/C18脂肪酸和異丙醇鋁三聚體制得，苯甲酸同C16/C18脂肪酸一起，與異丙醇鋁三聚體中的鋁的摩爾比例為1.9:1，苯甲酸與脂肪酸的摩爾比例小于I。
[0020]優(yōu)選的，所述極壓抗磨劑由2-4%的硼酸鹽Τ361和1_3%的硫磷丁辛伯烷基鋅鹽Τ202組成
[0021]優(yōu)選的，所述油性劑為硫化烯烴棉籽油Τ405。
[0022]優(yōu)選的，所述固體添加劑由4-7%的粒徑小于5 μ m，純度>99.5%的石墨和1_3%的粒徑小于0.6 μ m的MOS2。
[0023]優(yōu)選的，所述防銹劑為苯駢三氮唑。
[0024]優(yōu)選的，所述增粘劑由0.5-2%的天然乳膠和5.5-11%聚甲基丙稀酸酯組成。
[0025]優(yōu)選的，所述抗氧劑由0.3-0.5%的液態(tài)辛基/ 丁基二苯胺和0.2-0.5%的N-苯基-α萘胺組成。
[0026]本發(fā)明還提供了一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂的制備方法，包括以下步驟:
[0027]I)按配方成分比例先將苯甲酸、C16/C18脂肪酸及礦物油150BS投至皂化釜中進(jìn)行攪拌，并升溫至90°C~95°C ；
[0028]2)當(dāng)兩種酸攪拌至完全溶解澄清時(shí)，加入室溫下的異丙醇鋁三聚體；
[0029]3)溫度升至195°C~200°C，恒溫30分鐘；
[0030]4)將天然乳膠、聚α烯烴、聚甲基丙稀酸酯按順序加入到皂化釜中，攪拌15分鐘；
[0031]5)將皂化釜物料轉(zhuǎn)至調(diào)合釜中，循環(huán)冷卻至125°C時(shí)，加入硼酸鹽Τ361、硫化烯烴棉籽油T405、液態(tài)辛基/ 丁基二苯胺及N-苯基-α萘胺，攪拌15分鐘；
[0032]6)當(dāng)溫度降至70°C時(shí)，向調(diào)和釜中加入硫磷丁辛伯烷基鋅鹽、苯駢三氮唑、石墨及MOS2，攪拌15分鐘；
[0033]7)將調(diào)合釜物料進(jìn)行均質(zhì)、研磨、脫氣、包裝。
[0034]本發(fā)明的有益效果在于:1)良好的粘附性能，防護(hù)性能；2)優(yōu)異的極壓抗磨性，可有效防止齒輪過度磨損、擦傷、點(diǎn)蝕；3)齒輪黏阻損失小，能夠有效降低嚙合中的摩擦損耗與齒輪的油阻損耗，降低動(dòng)力消耗；4)環(huán)境友好，符合歐盟RoHS2.0限用物質(zhì)要求。

【具體實(shí)施方式】
[0035]作為優(yōu)選實(shí)施例，重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂成分組成按重量百分比計(jì)如下:
[0036]

礦物油 15OBS 49.2%
PAO 2000 20%
天然乳膠0.5%
復(fù)合鋁稠化劑 5.8%
聚甲基丙稀酸酯9%
硼酸鹽T361 3%
硫磷丁辛伯烷基鋅鹽T202 1.5%
石墨 5%
[0037]

M0S, 1.5%
硫化烯烴棉籽油T405 3%
苯駢三氮唑 0.5%
液態(tài)辛基/ 丁基二苯胺0.5%
N-苯基-α萘胺 0 .5%
[0038]本發(fā)明是一種節(jié)能、環(huán)保型的重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，該產(chǎn)品是由復(fù)合鋁基稠化劑稠化高粘度精制礦物油和高粘度合成油，并添加多功能添加劑組成。
[0039]本發(fā)明中的基礎(chǔ)油為高粘度礦物油和超高粘度的聚α烯烴。
[0040]本發(fā)明中的稠化劑為復(fù)合鋁皂，由苯甲酸，脂肪酸，異丙醇鋁三聚體反應(yīng)制得，苯甲酸同C16/C18脂肪酸一起，與異丙醇鋁三聚體中的鋁的摩爾比例為1.9:1，苯甲酸與脂肪酸的摩爾比例小于I。。
[0041]本發(fā)明中的極壓抗磨劑是硼酸鹽(Τ361)和硫磷丁辛伯烷基鋅鹽(Τ202)的混合物。硼酸鹽是一種具有優(yōu)異穩(wěn)定性的載荷型的極壓抗磨劑，是在摩擦表面上生成半固體、粘著力很強(qiáng)的沉積膜，特別能承受沖擊負(fù)荷，而且不腐蝕金屬。經(jīng)驗(yàn)證，硼酸鹽與硫磷丁辛伯烷基鋅鹽復(fù)合使用，效果極佳。
[0042]本發(fā)明中的油性劑是硫化烯烴棉籽油(T405)。
[0043]本發(fā)明的固體添加劑是粒徑小于5 μ m，純度>99.5%的石墨和粒徑小于0.6 μ m的MOS2，經(jīng)驗(yàn)證，石墨和MOS2能極大的提高齒輪潤滑脂的極壓，抗磨性能，并且氣味比較小，符合環(huán)保要求。
[0044]本發(fā)明中的防銹劑是苯駢三氮唑。
[0045]本發(fā)明的增粘劑為天然乳膠和聚甲基丙稀酸酯的混合物，天然乳膠作用在于改善復(fù)合鋁基脂的機(jī)械穩(wěn)定性，聚甲基丙稀酸酯作用在于增加潤滑脂在齒輪上的粘附性。
[0046]本產(chǎn)品的制備方法包括以下步驟:
[0047]I)按配方成分比例先將苯甲酸、C16/C18脂肪酸及礦物油150BS投至皂化釜中進(jìn)行攪拌，并升溫至90°C~95°C ；
[0048]2)當(dāng)兩種酸攪拌至完全溶解澄清時(shí)，加入室溫下的異丙醇鋁三聚體；
[0049]3)溫度升至195°C~200°C，恒溫30分鐘；
[0050]4)將天然乳膠、聚α烯烴、聚甲基丙稀酸酯按順序加入到皂化釜中，攪拌15分鐘；
[0051]5)將皂化釜物料轉(zhuǎn)至調(diào)合釜中，循環(huán)冷卻至125°C時(shí)，加入硼酸鹽Τ361、硫化烯烴棉籽油T405、液態(tài)辛基/ 丁基二苯胺及N-苯基-α萘胺，攪拌15分鐘；
[0052]6)當(dāng)溫度降至70°C時(shí)，向調(diào)和釜中加入硫磷丁辛伯烷基鋅鹽、苯駢三氮唑、石墨及MOS2，攪拌15分鐘；
[0053]7)將調(diào)合釜物料進(jìn)行均質(zhì)、研磨、脫氣、包裝。
[0054]本發(fā)明產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)如下表:
[0055]

【權(quán)利要求】
1.一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，以潤滑脂重量百分?jǐn)?shù)計(jì)，包括以下組分: 基礎(chǔ)油57-80% 復(fù)合招稠化劑3_6% 極壓抗磨劑3-7% 油性劑2-5% 固體添加劑5-10% 防銹劑0.5—1% 增粘劑6-13%
抗氧劑0.5-1.0% ； 其中，基礎(chǔ)油包括42%-55%的礦物油150BS和15%_25%的聚α烯烴。
2.如權(quán)利要求1所述的一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于，所述復(fù)合鋁稠化劑由苯甲酸，C16/C18脂 肪酸和異丙醇鋁三聚體反應(yīng)制得，苯甲酸同C16/C18脂肪酸一起，與異丙醇鋁三聚體中鋁的摩爾比例為1.9:1，苯甲酸與脂肪酸的摩爾比例小于I。
3.如權(quán)利要求1所述的一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于，所述極壓抗磨劑由2-4%的硼酸鹽Τ361和1-3%的硫磷丁辛伯烷基鋅鹽Τ202組成。
4.如權(quán)利要求1所述的一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于，所述油性劑為硫化烯烴棉籽油Τ405。
5.如權(quán)利要求1所述的一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于，所述固體添加劑由4-7%的粒徑小于5Mm,純度>99.5%的石墨和1_3%的粒徑小于0.6Mm的MOS2。
6.如權(quán)利要求1所述的一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于，所述防銹劑為苯駢三氮唑。
7.如權(quán)利要求1所述的一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于，所述增粘劑由0.5-2%的天然乳膠和5.5%-11%聚甲基丙稀酸酯組成。
8.如權(quán)利要求1所述的一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂，其特征在于，所述抗氧劑由0.3-0.5%的液態(tài)辛基/ 丁基二苯胺和0.2-0.5%的N-苯基-α萘胺組成。
9.如權(quán)利要求1所述的一種重負(fù)荷開式齒輪潤滑脂的制備方法，包括以下步驟: 1)按配方成分比例先將苯甲酸、C16/C18脂肪酸及礦物油150BS投至皂化釜中進(jìn)行攪拌，并升溫至90°C~95°C ; 2)當(dāng)兩種酸攪拌至完全溶解澄清時(shí)，加入室溫下的異丙醇鋁三聚體； 3)溫度升至195°C~200°C，恒溫30分鐘； 4)將天然乳膠、聚α烯烴、聚甲基丙稀酸酯按順序加入到皂化釜中，攪拌15分鐘； 5)將皂化釜物料轉(zhuǎn)至調(diào)合釜中，循環(huán)冷卻至125°C時(shí)，加入硼酸鹽T361、硫化烯烴棉籽油T405、液態(tài)辛基/ 丁基二苯胺及N-苯基-α萘胺，攪拌15分鐘； 6)當(dāng)溫度降至70°C時(shí)，向調(diào)和釜中加入硫磷丁辛伯烷基鋅鹽、苯駢三氮唑、石墨及MOS2，攪拌15分鐘； 7)將調(diào)合釜物料進(jìn)行均質(zhì)、研磨、脫氣、包裝。
【文檔編號】C10N40/04GK104164277SQ201310187590
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月20日
【發(fā)明者】呂英華, 劉佩倉 申請人:劉佩倉