CN102965178B - 一种高速链条润滑脂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高速链条润滑脂，包括以下质量百分比的组分：基础油28.8～90.1％，稠化剂5～25％，抗氧剂0.1～1.0％，极压抗磨剂0.5～5％，防锈剂0.3～3％，金属钝化剂0.02～0.2％，固体润滑剂2～20％，增粘剂2～20％。本发明还提供一种上述高速链条润滑脂的制备方法。本发明提供的高速链条润滑脂，适用于高速摩托车链条、汽车发动机链条及工业链条。本发明采用抗磨极压剂和固体润滑剂复配，具有优秀的防锈性、高温性、减摩性、抗水性和抗磨极压性并且能长期保持其抗磨效果，使用在极端苛刻的高速赛车(摩托车和汽车发动机)链条上，链条拉伸量小于2mm，链条使用寿命达到1万公里以上。

Description

一种高速链条润滑脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种链条润滑脂组合物及其制备方法，具体是一种高速链条润滑脂及其制备方法。

背景技术

目前，高速赛车用链条润滑，采用浸涂普通链条防锈润滑脂，其组成为矿物型的基础油和地蜡稠化剂，并添加防锈剂、抗氧剂复配而成。这些常用的链条防锈润滑脂用在高速赛车链条上时，主要存在以下缺点：1)、链条出现大量的擦伤和磨斑，2)、链条被过度拉长而脱落，3)、链条瞬间断裂，4)、链条寿命短。

出现这些问题主要是由于以下原因造成：1)链条防锈润滑脂采用的基础油为普通矿物油，存在以下不足：a、粘度指数低，高温粘度小，使用在高速运行的链条上，由于摩擦温度升高，不能形成连续油膜来保护链条。b、在高温下，蒸发损失大，易被氧化变质，使其自身寿命变短。2)链条防锈润滑脂采用的稠化剂为石蜡或地蜡等低滴落点的稠化剂，使用在高温链条上，很容易变稀流失或被甩掉，从而造成链条与齿圈干摩擦。3)链条防锈润滑脂采用的基础油粘度低，使其在链条上的粘附力差，易被高速运行的链条的离心力甩掉同时还容易被雨水冲失。4)链条防锈润滑脂的减摩性差，链条运行过程中摩擦力大，造成链条自身发热厉害。5)链条防锈润滑脂的抗磨极压性差，链条防锈润滑脂一般不加抗磨极压剂，或者加剂量很少，使用在普通链条上，出现一定的擦伤和磨损后，链条还可以继续使用。但是使用在高速链条上，链条很短时间内即被过度拉长，从而造成链条脱落或断裂。6)链条防锈润滑脂由于其配伍的各组分仅为满足普通的摩托车或自行车链条润滑，使用在高速运行的赛车链条上，造成链条更换周期短，一般1000多公里就得更换，有的甚至几百公里就出现脱落，造成赛车使用成本上升，综合经济性差同时亦将影响车手的成绩。

发明内容

本发明的一个目的旨在提供一种高速链条润滑脂，该润滑脂具有极佳的减摩性、抗磨极压性、防锈性和高低温性、抗水性，使用在高速赛车包括摩托车链条和汽车发动机链条上，当赛车转速达到5000转/分钟，行驶10000公里，拉长度小于2mm，满足目前最为苛刻链条的润滑要求。

本发明的另外一个目的是提供上述高速链条润滑脂的制备方法。

本发明的第一个目的是通过以下技术方案来实现的：一种高速链条润滑脂，其特征在于，包括以下质量百分比的组分：

如上所述的高速链条润滑脂，所述基础油采用加氢异构化500SN、光亮油150BS、聚α-烯烃油和酯类油基础油中的一种或两种以上的混合。其中，聚α-烯烃油为癸烯齐聚的多聚体，酯类油为癸二酸二异辛脂、己二酸二异辛脂、三羟甲基丙烷脂肪酸脂和季戊四醇脂肪酸中的一种或两种以上的混合。所采用的加氢异构化500SN、光亮油150BS，其粘度指数在90-100，饱和烃含量大于98％，硫含量小于0.03％；聚α-烯烃油可采用Mobil公司的PA040、PA010或Ineis公司的PAO170、PAO180R。所采用的癸二酸二异辛脂和己二酸二异辛脂，其40℃的运动粘度为8～20mm2/s，酸值小于0.1mgKOH/g，三羟甲基丙烷脂肪酸酯和季戊四醇脂肪酸酯其40℃的运动粘度为15～68mm2/s，酸值小于0.1mgKOH/g。本发明实施例优先采用II、III类基础油(即光亮油150BS、加氢异构化500SN)为主要基础油，其作用是在链条表面提供足够的油膜，起润滑作用。采用合成酯类基础油为辅助基础油，其作用是降低摩擦表面的摩擦系数和改善添加剂与稠化剂在基础油中溶解能力。本发明所选用基础油为加氢异构化矿物油和合成油，其自身抗氧化安定性好，蒸发损失低，可满足高速链条润滑脂的长寿命要求。

如上所述的高速链条润滑脂，所述的稠化剂为微晶蜡和聚乙烯蜡中的一种或两种的混合。聚乙烯蜡的平均分子量为2000～5000，熔点为90～95，微晶蜡为75～90号，所选稠化剂的作用是保持润滑脂的胶体结构和稠度等级，并且方便加热涂抹与浸脂。

如上所述的高速链条润滑脂，所述的抗氧剂采用酚型或芳胺型抗氧剂中的一种或两种的混合。所述的酚型抗氧剂采用2，6-二叔丁基对甲酚(T501)或4，4-亚甲基双酚；所述的胺型抗氧剂采用苯基-α-萘胺(T531)、烷基二胺(T534)或二异辛基二苯胺。其主要作用：a、提高高速链条润滑脂的抗氧化安定性，b、延长链条的使用寿命，将其用量控制在0.1～1.0％范围，即可满足高速链条润滑脂的氧化安定性要求。

如上所述的高速链条润滑脂，所述的极压抗磨剂采用含磷化合物、硫磷化合物、硫磷氮化合物、和含硼化合物中的一种或两种以上的混合。所述的含磷化合物可采用磷酸三甲酚酯(T306)或亚磷酸二正丁酯(T304)；所述的硫磷化合物可采用硫代磷酸酯(T311)或硫代磷酸三苯酯(T309)；所述的硫磷氮化合物可采用硫代磷酸酯胺盐(T307)或硫磷酸含氮衍生物(T305)；所述的含硼化合物可采用油性硼酸钾(T361)或偏硼酸盐。极压抗磨剂的作用在于提高链条脂的润滑性，减少链条与齿盘的擦伤和磨损，而且含活性硫、磷或氮化合物的极压抗磨剂可与金属表面发生反应，生成剪切强度低的磷化、硫化或氮化金属固体保护膜，把两种金属面隔开，从而防止金属的磨损和烧结。含硼化合物在极压状态下，不与金属表面起化学反应，不靠生成化学膜来起润滑作用，而是在摩擦表面生成弹性的半固体，粘着力很强的“非牺牲性”的膜，从而提供抗冲击负荷和振动负荷的能力。将极压抗磨剂的用量控制在0.5％-5％的范围，即可满足高速链条润滑脂的抗磨极压性要求。

如上所述的高速链条润滑脂，所述的防锈剂采用磺酸盐、羧酸及羧酸盐中的一种或两种以上的混合。所述的磺酸盐采用二壬基萘磺酸钡(T705)；所述的羧酸及羧酸盐采用二聚酸、十二烯基丁二酸(T746)或氧化石油脂钡盐(T743)。其作用在于提高高速链条润滑脂的防锈性，其具体表现是：防锈剂分子中的极性基团对金属表面有很强的吸附力，在金属表面形成紧密的单分子或多分子保护层，阻止氧等腐蚀介质与金属接触，起防锈作用。同时防锈剂还对水及一些腐蚀性物质有增溶、分散或减活作用，从而消除腐蚀性物质对金属的侵蚀。将其用量控制在0.3～3％的范围，即可满足高速链条润滑脂的防锈性要求。

如上所述的高速链条润滑脂，所述的金属钝化剂采用苯***及其衍生物或噻二唑衍生物中的一种或两种的混合；所述苯***及其衍生物采用苯骈三氮唑(T706)或苯***衍生物(T551)；所述噻二唑衍生物采用噻二唑衍生物或2，5-二硫基-1，3，4-噻二唑衍生物，其作用在于金属钝化剂可在金属表面生成化学膜，防止金属或金属离子进入油中，以减弱对油品所产生的催化氧化作用，防止硫、有机酸对有色金属如铜、银等金属表面的腐蚀，而且不会跟极压抗磨剂竞争吸附金属表面，也不影响油品的极压抗磨性。将金属钝化剂的用量控制在0.02～0.2％的范围内，即满足其抑制活性硫、有机酸对有色金属表面的腐蚀。

如上所述的高速链条润滑脂，所述的固体润滑剂采用聚四氟乙烯超微粉(PTFE)和氰尿酸三聚氰胺盐(MCA)中的一种或两种的混合，固体润滑剂可降低摩擦系数，降低链条的温升，减少链条的磨损，将其用量控制在2～20％范围内。

如上所述的高速链条润滑脂，所述的增粘剂采用聚酯、聚异丁烯、乙烯丙烯共聚合物中的一种或两种以上的混合；所述的聚酯采用聚甲基丙烯酸酯VISCOPLEX8-450；所述聚异丁烯采用低分子聚异丁烯PB1300或PB2400；所述的乙丙共聚物采用乙烯丙烯共聚物T612或T614。其作用为：1)提高高速链条润滑脂的基础油粘度；2)提高高速链条润滑脂在金属表面的粘附能力；3)改善高速链条润滑脂的低温性。

本发明的第二个目的是通过以下技术措施来实现的：一种高速链条润滑脂的制备方法，包括如下步骤：

1)先将基础油、稠化剂和增粘剂一起加入反应釜中，加热搅拌升温至100±5℃，恒温搅拌30-60分钟，使稠化剂熔化，再升温至120±5℃，抽真空至-0.08MPa，保持恒温恒真空脱水1.5-3小时；

2)再依次加入固体添加剂和固体润滑剂，搅拌混合10-30分钟，使固体添加剂溶解，再加入液体添加剂，搅拌混合30-60分钟，出料入桶中；所述固体添加剂和液体添加剂是指抗氧剂、极压抗磨剂、防锈剂和金属钝化剂。

3)自然冷却至40±10℃，通过三辊研磨机研磨3次，即得高速链条润滑脂。

本发明所述的高速链条润滑脂其浸油方法为：将高速链条润滑脂加热到120～140℃，将新链条放入油中浸泡5秒钟左右，再取出晾干或甩干即可交付使用。每只链条浸油量为4±0.5克。

行车试验

1、试验链条及车型：试验链条采用重庆长江链条有限公司生产TD160链条，试验车型采用重庆隆鑫通用动力股份公司生产的赛车摩托GP150CC(LX150CC-56)。

2、试验方法：时间2个月，里程20000公里，平均车速80±10公里/小时，台数10台。链条浸油品种和浸油量：浸油品种为本发明的高速链条润滑脂，浸油量为4±0.5克/条。

3、试验结果：1)链条外观无磨损、无断裂、无锈蚀。2)链条拉伸量：平均拉长量1.8mm。3)链条更换情况：出现1台车链条脱落1次，未更换，其余9台未出现脱落更换情况。其中链条脱落的一台车经检查，属于齿盘损坏所造成，更换齿盘后，重新装上原链条继续试验。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

1、本发明提供的高速链条润滑脂由深度精制的加氢异构化矿物油和合成油为基础油，与稠化剂、抗氧化剂、抗磨极压剂、防锈剂、金属钝化剂、固体润滑剂、增粘剂精制而成，具有优秀的高低温性、减摩性、抗磨极压性、粘附性、防锈性和抗水性。

2、本发明提供的高速链条润滑脂，经过平均速度80±10公里/小时，2万公里的行车实验，其结果为：链条无磨损、无断裂、无锈蚀现象，链条拉伸量平均为1.8mm。

3、本发明提供的高速链条润滑脂，采用抗磨极压剂和固体润滑剂复配，并加入有降低摩擦系数和改善抗氧化安定性的合成酯类油以及改进粘附性的增粘剂。使高速运行的链条能够长久持续得到抗磨减摩保护，并且能够抵抗冲击负荷和振动负荷，具有明显的技术优势和技术创新性。

4、本发明提供的高速链条润滑脂，使用在高速赛车链条上，链条更换周期可达1万公里以上，是目前使用的链条防锈润滑脂链条寿命的5倍以上。使用在普通摩托车、汽车发动机及工业链条上，更换周期可达2万公里以上，是目前使用的链条防锈润滑脂链条寿命的3倍以上。因此，降低了链条的使用成本，具有较好的经济性和市场价值。

具体实施方式

下面将结合具体实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，然而本发明的保护范围非仅仅局限于以下实施例。

实施例一

1)先将577千克加氢异构化500SN、50千克癸二酸二异辛脂(V40＝8.52mm²/s)、100千克聚异丁烯PB1300(增粘剂)、20千克聚甲基丙烯酸酯8-450(增粘剂)、100千克85号微晶蜡(稠化剂)、50千克聚乙烯蜡(稠化剂)一起加入反应釜中，加热搅拌升温至100℃，恒温搅拌45分钟，使微晶蜡和聚乙烯蜡熔化，再升温至120℃，抽真空至-0.08MPA，保持恒温恒真空脱水2小时。

2)依次加入3千克苯基-α-萘胺(T531)、2千克2，6-二叔丁基对甲酚(T501)、1千克苯骈三氮唑(T706)、20千克油性硼酸钾(T361)、50千克聚四氟乙烯超微粉、搅拌混合20分钟，使固体添加剂熔化，再加入20千克壬基萘磺酸钡(T705)、7.5千克二聚酸、10千克磷酸三甲酚酯磷酸三甲酚酯T306、搅拌混合20分钟，出料入桶中。

3)自然冷却至40℃，通过三辊研磨机研磨3次，即得高速链条润滑脂。

实施例二

1)将300千克加氢异构化500SN，225千克光亮油150BS、50千克三羟甲基丙烷脂肪酸酯(V40＝67.2mm²/s)、50千克聚甲基丙烯酸酯8-450(增粘剂)、100千克乙烯丙烯共聚物油剂(T612C)(增粘剂)、160千克80号微晶蜡(稠化剂)一起加入反应釜中，加热搅拌升温至95℃，恒温搅拌30分钟，使微晶蜡熔化，再升温至115℃，抽真空至-0.08MPa，保持恒温恒真空脱水1.5小时。

2)依次加入3千克苯基-α-萘胺(T531)、2千克2，6-二叔丁基对甲酚(T501)、20千克油性硼酸钾(T361)、30千克氰尿酸三聚氰胺盐、20千克聚四氟乙烯超微粉，搅拌混合15分钟，使固体添加剂熔化，再加入0.5千克苯***衍生物(T551)、30千克二壬基萘磺酸钡(T705)、10千克亚磷酸正丁酯(T304)，搅拌混合30分钟，出料入桶中。

3)自然冷却至30℃，通过三辊研磨机研磨3次，即得高速链条润滑脂。

实施例三

1)先将120千克加氢异构化500SN、455千克光亮油150BS、50千克三羟甲基丙烷脂肪酸酯(V40＝19.4mm²/s)、20千克聚甲基丙烯酸酯8-450(增粘剂)、60千克聚异丁烯PB2400(增粘剂)、90千克90号微晶蜡(稠化剂)、60千克聚乙烯蜡(稠化剂)一起加入反应釜中，加热搅拌升温至105℃，恒温搅拌60分钟，使微晶蜡和聚乙烯蜡熔化，再升温至125℃，抽真空至-0.08MPa，保持恒温恒真空脱水3小时。

2)依次加入5千克烷基二苯胺(T534)、30千克油性硼酸钾(T361)、50千克氰尿酸三聚氰胺盐、30千克聚四氟乙烯超微粉，搅拌混合15分钟，使固体添加剂熔化，再加入0.5千克噻二唑衍生物(T561)、5千克十二烯基丁二酸(T746)、20千克二壬基萘磺酸钡(705)、5千克硫代磷酸三苯酯(T309)，搅拌混合60分钟，出料入桶中。

3)自然冷却至50℃，通过三辊研磨机研磨3次，即得高速链条润滑脂。

实施例四

1)先将229千克加氢异构化500SN、300千克光亮油150BS、50千克季戊四醇脂肪酸酯(V40＝67.2mm²/s)、50千克聚甲基丙烯酸酯8-450、80千克乙烯丙烯共聚物(T614)(增粘剂)、80千克85号微晶蜡(稠化剂)、80千克聚乙烯蜡(稠化剂)一起加入反应釜中，加热搅拌升温至100℃，恒温搅拌60分钟，使微晶蜡和聚乙烯蜡熔化，再升温至120℃，抽真空至-0.08MPa，保持恒温恒真空脱水3小时。

2)依次加入5千克苯基-α-萘胺(T531)、1千克苯骈三氮唑(T706)、30千克油性硼酸钾(T361)、50千克氰尿酸三聚氰胺盐、30千克聚四氟乙烯超微粉，再搅拌混合15分钟，使固体添加剂熔化，再加入10千克磷酸三甲酚酯(T306)、20千克二壬基萘磺酸钡(T705)、5千克氧化石油脂钡盐(T743)，搅拌混合60分钟，出料入桶中。

3)自然冷却至40℃，通过三辊研磨机研磨3次，即得高速链条润滑脂。

实施例五

1)先将232千克聚α-烯烃油(PAO170)、350千克聚α-烯烃油(PAO180R)、50千克三羟甲基丙烷脂肪酸酯(V40＝19.4mm²/s)、50千克聚甲基丙烯酸酯8-450(增粘剂)、55千克乙烯丙烯共聚物油剂(T612C)(增粘剂)、78千克85号微晶蜡(稠化剂)、62千克聚乙烯蜡(稠化剂)一起加入反应釜中，加热搅拌升温至100℃，恒温搅拌50分钟，使微晶蜡和聚乙烯蜡熔化，再升温至120℃，抽真空至-0.08MPa，保持恒温恒真空脱水1.5小时。

2)依次加入5千克苯基-α-萘胺(T531)、2千克2，6-二叔丁基对甲酚(T501)、1千克苯***衍生物(T551)、30千克油性硼酸盐(T361)、50千克聚四氟乙烯超微粉，搅拌混合10分钟，使固体添加剂熔化，再加入20千克二壬基萘磺酸钡(T705)、5千克十二烯基丁二酸(T746)、50千克硫代磷酸酯胺盐(T307)，搅拌混合30分钟，出料入桶中。

3)自然冷却至40℃，通过三辊研磨机研磨3次，即得高速链条润滑脂。

以下表列出本发明实施例一、三和市售两种链条防锈脂的对比分析结果。由表1可见，本发明的高速链条润滑脂与市售的链条防锈脂对比，本发明的高速链条润滑脂高温(100℃)粘度大、滴点高、蒸发损失小，盐雾和潮湿箱实验时间长，抗水淋损失小，四球卡咬负荷高，磨斑直径小，旋转氧弹时间长，表明本发明的高速链条润滑脂具有优秀的防锈性、高温性、抗磨极压性、抗水性和长的使用寿命。特别适合使用在高速行驶的赛车链条和工业链条上。

表1 本发明实施例一、三和市售两种链条防锈脂的对比分析结果

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种高速链条润滑脂，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：

上述各组分百分含量之和为100％；所述基础油采用加氢异构化500SN、光亮油150BS和酯类油基础油的混合，酯类油为癸二酸二异辛脂、己二酸二异辛脂、三羟甲基丙烷脂肪酸脂和季戊四醇脂肪酸中的一种或两种以上的混合；所述稠化剂为微晶蜡和聚乙烯蜡的混合；所述的防锈剂采用磺酸盐、羧酸及羧酸盐中的一种或两种以上的混合，所述磺酸盐采用二壬基萘磺酸钡，所述的羧酸及羧酸盐采用二聚酸、十二烯基丁二酸或氧化石油脂钡盐；所述的抗氧剂采用酚型或芳胺型抗氧剂中的一种或两种的混合；所述的极压抗磨剂采用含磷化合物、硫磷化合物、硫磷氮化合物和含硼化合物的混合；所述的金属钝化剂采用苯***及其衍生物或噻二唑衍生物中的一种或两种的混合；所述的固体润滑剂采用聚四氟乙烯超微粉和氰尿酸三聚氰胺盐(MCA)的混合；所述的增粘剂采用聚酯、聚异丁烯、乙烯丙烯共聚合物中的一种或两种以上的混合。

2.如权利要求1所述的高速链条润滑脂，其特征在于：所述的酚型抗氧剂采用2，6-二叔丁基对甲酚或4，4-亚甲基双酚；所述的胺型抗氧剂采用苯基-α-萘胺、烷基二胺。

3.如权利要求1所述的高速链条润滑脂，其特征在于：所述的含磷化合物采用磷酸酯或亚磷酸酯；所述的硫磷化合物采用硫代磷酸酯或硫代磷酸三苯酯；所述的硫磷氮化合物采用硫代磷酸酯胺盐或硫磷酸含氮衍生物；所述的含硼化合物采用油性硼酸钾或偏硼酸盐。

4.如权利要求1所述的高速链条润滑脂，其特征在于：所述的苯***及其衍生物采用苯骈三氮唑或苯***衍生物；所述噻二唑衍生物采用噻二唑衍生物或2，5-二硫基-1，3，4-噻二唑衍生物。

5.如权利要求1所述的高速链条润滑脂，其特征在于：所述的聚酯采用聚甲基丙烷酸酯；所述聚异丁烯采用低分子聚异丁烯。

6.一种如权利要求1～5中任一权利要求所述的高速链条润滑脂的制备方法，其特征是包括如下步骤：

1)先将基础油、稠化剂和增粘剂一起加入反应釜中，加热搅拌升温至100±5℃，恒温搅拌30-60分钟，使稠化剂熔化，再升温至120±5℃，抽真空至-0.08MPa，保持恒温恒真空脱水1.5-3小时；

2)再依次加入固体添加剂和固体润滑剂，搅拌混合10-30分钟，使固体添加剂溶解，再加入液体添加剂，搅拌混合30-60分钟，出料入桶中；

3)自然冷却至40±10℃，通过三辊研磨机研磨3次，即得高速链条润滑脂。