CN108865350A

CN108865350A - 一种开式齿轮半流体润滑脂组合物

Info

Publication number: CN108865350A
Application number: CN201810639773.2A
Authority: CN
Inventors: 姚文钊
Original assignee: Xi'an Petroleum Da Jia Run Industrial Co Ltd
Current assignee: Xi'an Petroleum Da Jia Run Industrial Co Ltd
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2018-11-23

Abstract

本发明涉及一种开式齿轮半流体润滑脂组合物，可满足开式齿轮传动中杂物极易侵入，润滑不良，低速传动，轮齿容易磨损等复杂工况。本发明的组合物除基础油外，还采用特定的复合型多功能抗氧抗磨剂，并复配适合的极压、抗磨添加剂、稠化剂、粘度指数改进剂等，充分发挥添加剂之间的协同效应。该润滑脂组合物具有突出的防漏性能、低温流动性能，良好的极压抗磨性、抗烧结能力、抗氧化安定性，一定的防腐防锈性能、耐水性，从而满足水泥、煤炭等行业开式齿轮在特殊环境下使用的润滑需求。

Description

一种开式齿轮半流体润滑脂组合物

技术领域

本发明涉及一种润滑脂组合物，尤其涉及一种特殊工况及环境下使用的开式齿轮半流体润滑脂组合物。

技术背景

重型开式齿轮是原材料加工业中常见的传动方式，广泛应用于电力、矿山、水泥、钢铁、化工、造纸等行业的大型设备，如：球磨机、管磨机、棒磨机、回转窑、干燥机、造粒机、鼓式碎浆机等。其主要特征为：重载、低速、结构尺寸较大且齿面粗糙度较高，工作条件苛刻(如灰尘、高温、冲击载荷等)，它可以传递很高的力和力矩，因而齿面承受极高的应力作用，而且开式齿轮除在节圆位置为滚动摩擦之外，在其啮合的过程中还存在大量的滑动摩擦，开式齿轮通常处于混合摩擦状态(启动、停机期间、剪切力过大、冲击载荷等)，因此其润滑条件是非常苛刻的，要想得到理想的润滑保护，延长齿轮使用寿命，减少损耗、停机损失，提高设备的作业稳定性，需要采用合适的润滑剂，并要有合理的润滑方式和方法。

开式齿轮的工况特点决定了所使用的润滑剂必须具有良好的黏附性能、极压抗磨性能、抗冲击载荷，并视具体操作条件和环境需要能抗高温、抗水冲蚀、密封性强、降低灰尘影响、喷洒性能、流动性能，不含有重金属和可能对环境和人体有损害的物质等等。

最早的开式齿轮润滑剂选用的是沥青类，其后又发展纯油类、复合油和黏附性脂类产品。沥青类产品形成的油膜比较厚，能耐高温，但是因为环保、人员危害和泄漏难以处理等，逐渐被新型的润滑剂所取代。纯油类产品无论是矿物型还是合成型，通常是加有极压添加剂，基础油为高粘度，因为透明易于观察齿面，但是对密封的要求较高，泄漏不易处理。复合油是在纯油类的基础上，多加了固体润滑剂，以提高抗冲击载荷能力，并增加了紧急润滑功能。

黏附性脂类是由稠化剂稠化高粘度基础油，并加有极压添加剂和固体润滑剂的产品，由于承载力高、油膜厚、耐高温和水，抗磨性能优良，自密封性好，不易泄漏，易于动态观察齿面载荷分布等诸多优点，在市场应用上占有了主导的地位。

专利201010571320.4中介绍了一种开式齿轮脂的复合添加剂，由基础油、抗氧剂、锈蚀抑制剂、金属减活剂、抗磨剂、极压剂、增粘剂、抗水聚合物、磷酸酯玻璃体、氧化铬粉、钛粉等混合、加温、搅拌而成。产品能长久保持润滑脂的抗氧化，耐高温，抗极压，抗摩擦等各种性能并有降低噪音，减少机器设备的震动的功效，同时延长润滑脂的使用寿命，但生产工艺复杂，所需原材料种类繁多，尤其是含有固体润滑材料，实际操作困难，稳定性、低温性能欠佳。

专利201310187590.9公开了一种钢球磨煤机重负荷开式齿轮脂及其制备方法，基础油、齿轮油、稠化剂、氢氧化锂、硼酸、N-苯基-α-萘胺、磷酸三甲酚酯、防腐剂和防锈剂调和而成。该产品具有优良的抗氧化性、抗腐蚀性、极压抗磨性、抗水性和防护性，特别适合恶劣环境条件下工作的钢球磨煤机重负荷开式齿轮的润滑工作，但其中的氢氧化锂呈碱性、硼酸呈酸性，且均为固体，因此其生产过程有较高要求，不纯粹是简单的调和，产品稳定性等不足，不能满足特殊低温条件使用要求。

本发明所述开式齿轮半流体润滑脂组合物，主要针对煤矿、水泥等行业开式齿轮润滑剂泄漏现象十分严重、低温性能差、不能满足露天低温环境下使用要求而开发。该产品极压抗磨、抗氧化抗腐蚀性能良好，尤其是具有极佳的抗烧结负荷能力。同时产品经多次改进，具有良好的低温润滑性(可满足-20℃以上环境的使用要求，且成本低廉)、防漏性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种开式齿轮半流体润滑脂组合物，该组合物具有突出的防漏性能、低温润滑性能、极压抗磨、抗氧防腐、防锈等性能，可满足长时间在露天环境使用的开式齿轮润滑需要。本发明提供的开式齿轮半流体润滑脂组合物，包括以下组分：

A：复合型多功能抗氧抗磨剂，由极压抗磨剂、抗氧抗腐剂及金属减活剂等复配而成，具有良好的极压抗磨、抗氧抗腐及防锈功能。

B：稠化剂为烃基脂、皂基脂、无机或有机脂、聚脲脂以及磺酸钙基脂等其中的一种或其混合物；

C：极压抗磨补强剂，包括硫化异丁烯、硫代磷酸三苯酯、亚磷酸二正丁酯、硫代磷酸酯铵盐、硼酸盐等极压抗磨剂中的一种或其混合物。

D：基础油为矿物类基础油、合成型基础油或其混合物；

在本发明的润滑脂组合物中还需要其它添加剂，如聚a-烯烃、聚甲基丙烯酸酯降凝剂，乙丙共聚物或聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂等。

复合型多功能抗氧抗磨剂：

由多种抗氧、抗磨及金属减活剂组成，具有良好的抗氧化、极压抗磨、抗腐蚀、防锈性能，占润滑油组合物的0.5-10％，优选0.8％-5％，可选用专有技术的JR4308，主要技术指标如下：

复合型多功能抗氧抗磨剂主要质量控制指标

项目	质量指标	典型值	试验方法
				100℃运动黏度，(mm²/s)	不大于10	5.6	GB/T265
酸值，(mgKOH/g)	不大于25	17.55	GB/T4945
				机械杂质，％	不大于0.05	0.01	GB/T511
水分，％	不大于0.10	痕迹	GB/T260
				硫含量，％	不小于7.25	7.65	SH/T0303
磷含量，％	不小于4.2	4.48	SH/T0296
				氮含量，％	不小于2.0	2.98	SH/T0656
闪点(开)，℃	不低于120	165	GB/T3536

稠化剂可以选用烃基脂、皂基脂、无机或有机脂、聚脲脂、超高碱值的磺酸盐、水杨酸盐中的一种或其混合物。该组分占润滑油组合物总质量的15％-45％、优选20％-40％。

极压抗磨补强剂选用硫化异丁烯、硫代磷酸三苯酯、亚磷酸二正丁酯、烷基化硫代磷酸酯、烷基化磷酸酯胺盐、硼酸盐等极压抗磨剂中的一种或其混合物。该组分占润滑油组合物总质量的1％-5％、优选1.5％-4.5％。

润滑脂基础油可以选自矿物油和合成润滑油或它们的混合物。所述矿物油在粘度上可以从轻馏分矿物油到重馏分矿物油，包括液体加氢精制、溶剂处理过的直链烷烃、环烷烃及其他混合型矿物润滑油。合成润滑油包括聚合烃油、烷基苯及其衍生物、酯类油等。

在本发明的润滑脂组合物中还可以存在如下的其它添加剂：

降凝剂或称作低温流动改进剂，可以降低产品的低温流动性能。典型添加剂是烷基为C₈至C₁₈的二烷基富马酸酯/乙酸乙烯酯共聚物、聚烷基甲基丙烯酸酯、聚a-烯烃等，常见的商品牌号有T803等。

适合的粘度指数改进剂是聚异丁烯、乙烯与丙烯和高级a-烯烃的共聚物、聚甲基丙烯酸酯/盐、聚烷基甲基丙烯酸酯、异戊二烯/丁二烯的部分氢化的共聚物等。它们可以构成润滑油组合物总质量的10％-30％。

本发明的润滑脂组合物可采用以下方法制备：按比例将基础油加入调合釜，搅拌加热至65±5℃，依次投入降凝剂、粘指剂等，加热恒温在65～70℃之间，搅拌循环1小时左右。之后加入多功能添加剂JR4308、极压抗磨剂等，循环搅拌2-4小时。取油样检测，合格后开始循环升温，温度控制在80±5℃加入稠化剂，搅拌2-4小时，循环搅拌至稠化剂分散均匀。

本发明选用具有协同作用的抗氧抗磨多功能添加剂优化组合，并复配合适的极压抗磨剂和稠化添加剂，产生了显著的极压抗磨、抗氧化效果，能够满足工业开式齿轮、工业闭式齿轮、减速机齿轮的抗氧、抗磨及其他润滑性能要求，尤其是能够满足露天作业的开式齿轮的特殊润滑。

具体实施方式

下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明进行限制，本发明的精神和保护范围列于权利要求书中。

实施例1

在调和反应釜中依次加入HVIH150基础油9.2份，HVIH220基础油36.3份，开启搅拌，缓慢升温至65±5℃，然后加入T803B降凝剂0.2份，高分子聚异丁烯类粘指剂17.5份，并维持搅拌1小时，然后依次加入0.5份T309极压抗磨剂，2份T321，2.25份JR4308复合剂，维持反应温度70±5℃，搅拌2-4小时。取油样检测，合格后开始循环升温，温度控制在80±5℃加入稠化剂锂基脂32份，搅拌2-4小时，温度控制在65～70℃，循环搅拌至稠化剂分散均匀。所得开式齿轮润滑脂，相似粘度(-15℃)296.5Pa.s，滴点：186℃，锥入度：364(24℃)，

铜片腐蚀合格(SH/0331)，蒸发度1.3％，卡咬负荷PB 71公斤，烧结负荷PD 315公斤，产品具有良好的极压抗磨等使用性能。

实施例2

在调和反应釜中依次加入HVIH150基础油9份，HVIH220基础油36.5份，开启搅拌，缓慢升温至65±5℃，然后加入T803B降凝剂0.2份，高分子聚异丁烯类粘指剂17.5份，并维持搅拌1小时，然后依次加入2份T321极压抗磨剂，0.75份T309，2.25份JR4308复合剂，维持反应温度70±5℃，搅拌2-4小时。取油样检测，合格后开始循环升温，温度控制在80±5℃加入稠化剂锂基脂31.8份，搅拌2-4小时，温度控制在65～70℃，循环搅拌至稠化剂分散均匀。

所得开式齿轮润滑脂，相似粘度(-15℃)298Pa.s，滴点：187℃，锥入度：366(24℃)，

铜片腐蚀合格(SH/0331)，蒸发度1.28％，卡咬负荷PB 80公斤，烧结负荷PD 315公斤，产品具有良好的极压抗磨等使用性能。

实施例3

在调和反应釜中依次加入HVIH150基础油9份，HVIH220基础油36.5份，开启搅拌，缓慢升温至65±5℃，然后加入T803B降凝剂0.2份，高分子聚异丁烯类粘指剂17.25份，并维持搅拌1小时，然后依次加入2份T321极压抗磨剂，1份T309，2.25份JR4308复合剂，维持反应温度70±5℃，搅拌2-4小时。取油样检测，合格后开始循环升温，温度控制在80±5℃加入稠化剂锂基脂31.8份，搅拌2-4小时，温度控制在65～70℃，循环搅拌至稠化剂分散均匀。

铜片腐蚀合格(SH/0331)，蒸发度1.28％，卡咬负荷PB 90公斤，烧结负荷PD 315公斤，产品具有良好的极压抗磨等使用性能。

实施例4

在调和反应釜中依次加入HVIH150基础油9份，HVIH220基础油36.5份，开启搅拌，缓慢升温至65±5℃，然后加入T803B降凝剂0.2份，高分子聚异丁烯类粘指剂17.25份，并维持搅拌1小时，然后依次加入2份T321极压抗磨剂，1份T309，2.45份JR4308复合剂，维持反应温度70±5℃，搅拌2-4小时。取油样检测，合格后开始循环升温，温度控制在80±5℃加入稠化剂锂基脂31.6份，搅拌2-4小时，温度控制在65～70℃，循环搅拌至稠化剂分散均匀。

铜片腐蚀合格(SH/0331)，蒸发度1.28％，卡咬负荷PB 100公斤，烧结负荷PD 315公斤，产品具有良好的极压抗磨等使用性能。

Claims

1.本发明提供的开式齿轮半流体润滑脂组合物，包括以下组分：

B：稠化剂为烃基脂、皂基脂、无机或有机脂、聚脲脂以及磺酸钙基脂等其中的一种或其混合物。

D：基础油为矿物类基础油、合成型基础油或其混合物。

2.按照权利要求1所述的半流体润滑脂组合物，其特征在于该组合物中还需要其它添加剂，如聚a-烯烃或聚甲基丙烯酸酯类降凝剂、乙丙共聚物或聚甲基丙烯酸酯粘度指数改进剂等以改善基础油的粘温性能。

3.按照权利要求1所述的半流体润滑脂组合物，其特征在于复合型多功能抗氧抗磨剂是由多种抗氧、抗磨及金属减活剂组成，具有良好的抗氧化、极压抗磨、抗腐蚀、防锈性能，占润滑脂组合物的0.5-10％，主要技术指标如下：硫含量不小于7.25％，磷含量不小于4.2％，氮含量不小于2.0％。

4.按照权利要求1所述的半流体润滑脂组合物，其特征在于极压抗磨补强剂选用硫化异丁烯、硫代磷酸三苯酯、亚磷酸二正丁酯、烷基化硫代磷酸酯、烷基化磷酸酯胺盐、硼酸盐等极压抗磨剂中的一种或其混合物。该组分占润滑脂组合物总质量的0.5％-10％。

5.按照权利要求1所述的半流体润滑脂组合物，其特征在于稠化剂可以选用烃基脂、皂基脂、无机或有机脂、聚脲脂、磺酸钙基脂、超高碱值的磺酸盐、水杨酸盐中的一种或其混合物。该组分占润滑油组合物总质量的15％-45％。

6.按照权利要求1所述的半流体润滑脂组合物，其特征在于润滑脂基础油可以选自矿物油和合成润滑油或它们的混合物。

7.按照权利要求1所述的半流体润滑脂组合物，其特征在于该产品可满足于开式齿轮的润滑需要，还可以用作重负荷闭式齿轮、减速机等齿轮的润滑剂，以及作为集中润滑脂使用。