CN115710524B

CN115710524B - 极压抗磨全氟聚醚润滑脂的制法及极压抗磨全氟聚醚润滑脂

Info

Publication number: CN115710524B
Application number: CN202110969438.0A
Authority: CN
Inventors: 曹春兰; 李倩; 辛虎
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp
Priority date: 2021-08-23
Filing date: 2021-08-23
Publication date: 2023-09-19
Anticipated expiration: 2041-08-23
Also published as: CN115710524A

Abstract

一种极压抗磨全氟聚醚润滑脂的制法及极压抗磨全氟聚醚润滑脂。制法包括以下步骤：(1)将极压抗磨添加剂加入至全氟聚醚酰氟中，并在氟气的作用下，进行表面改性，得到改性极压抗磨添加剂；(2)将步骤(1)所得改性极压抗磨添加剂加入至全氟聚醚基础油中，并混合均匀，得到悬浮液；(3)向步骤(2)所得悬浮液中加入聚四氟乙烯稠化剂，并混合均匀，得到混合胶体；(4)将步骤(3)所得混合胶体依次进行均质处理和研磨处理，得到极压抗磨全氟聚醚润滑脂。该制法简单易操作，制得的极压抗磨全氟聚醚润滑脂的极压抗磨性能好。

Description

极压抗磨全氟聚醚润滑脂的制法及极压抗磨全氟聚醚润滑脂

技术领域

本发明属于润滑材料领域，具体涉及极压抗磨全氟聚醚润滑脂的制法及极压抗磨全氟聚醚润滑脂。

背景技术

由于全氟润滑脂的使用周期长，且具有优异的化学稳定性，因此使用全氟润滑脂的范围越来越广阔，导致对全氟润滑脂性能的要求也不断提高。既要保证在温差较大、长周期运转的条件下，能够与各种酸、碱、盐、腐蚀气体、强氧化剂介质接触，又需要全氟润滑脂具备更高的极压抗磨性能。

CN 106108832 A公开了一种长寿命高温轴承润滑脂及其制备方法，但其基础油稳定性与全氟聚醚相比有较大差距。CN 109097163 A公开了一种长寿命全天候的全氟聚醚润滑脂及其制备方法，其以全氟聚醚为基础油，耐高低温和防锈性能较好，但其极压耐磨性能在特种工况下不是十分理想。

目前的全氟润滑脂，已经不能够满足一些工况对极压抗磨性能的使用需求。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种极压抗磨全氟聚醚润滑脂的制法，该制法简单易操作，制得的极压抗磨全氟聚醚润滑脂的极压抗磨性能好。

本发明的第二个目的在于提供一种利用前述制法制得的极压抗磨全氟聚醚润滑脂，该极压抗磨全氟聚醚润滑脂，极压抗磨性能好。

为实现本发明的第一个目的，采用以下的技术方案：

一种极压抗磨全氟聚醚润滑脂的制法，所述制法包括以下步骤：

(1)将极压抗磨添加剂加入至全氟聚醚酰氟中，并在氟气的作用下，进行表面改性，得到改性极压抗磨添加剂；

(2)将步骤(1)所得改性极压抗磨添加剂加入至全氟聚醚基础油中，并混合均匀，得到悬浮液；

(3)向步骤(2)所得悬浮液中加入聚四氟乙烯稠化剂，并混合均匀，得到混合胶体；

(4)将步骤(3)所得混合胶体依次进行均质处理和研磨处理，得到极压抗磨全氟聚醚润滑脂。

本发明的制法，简单易操作，制得的极压抗磨全氟聚醚润滑脂具有优良的极压抗磨性能。

本领域技术人员理解，极压性是指承受载荷而不被挤出摩擦表面，导致摩擦面缺少润滑的能力；抗磨性是指润滑脂对摩擦表面减少摩擦、防止磨损的能力。

在一种实施方式中，所述步骤(1)中，所述极压抗磨添加剂为二硫化钼；优选为1#二硫化钼和4#二硫化钼的混合物；优选1#二硫化钼和4#二硫化钼的质量比为1:(0.5-1.5)，比如1:0.6、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1:1.0、1:1.1、1:1.2、1:1.3和1:1.4。

本申请中，1#二硫化钼为平均粒径D50＝1.0-1.5μm的二硫化钼，4#二硫化钼为平均粒径D50＝16.0-30.0μm的二硫化钼。

在一种实施方式中，所述步骤(1)中，表面改性的条件为：常温常压情况下，改性3-5h，比如3.25h、3.5h、3.75h、4h、4.25h、4.5h和4.75h；优选极压抗磨添加剂与全氟聚醚酰氟的质量比为(0.5-1.5):1，比如0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1.0:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1和1.4:1。

本领域技术人员理解，所述步骤(1)中，所述极压抗磨添加剂经表面改性之后过滤，过滤所得的固体经去酸性处理后，得到改性极压抗磨添加剂。

本领域技术人员理解，所述极压抗磨添加剂经表面改性前后的质量几乎不变。

在一种实施方式中，所述去酸性处理是用碱性溶液对过滤所得固体进行冲洗，至冲洗液的pH为7；优选所述碱性溶液为KOH/NaOH溶液；优选所述去酸性处理还包括在碱性溶液冲洗后，继续用蒸馏水冲洗。其中，所述KOH/NaOH溶液为KOH/NaOH的饱和/不饱和溶液。

本领域技术人员理解，前述冲洗液是指对过滤所得固体进行冲洗后流出的液体。

本发明中，所述步骤(1)中通过对极压抗磨添加剂的改性，能够提高其与全氟聚醚基础油的亲和性，使二者的结合性能更好。

在一种实施方式中，步骤(2)中，所述混合包括超声混合，且超声混合温度为50-70℃，比如55℃、60℃和65℃，超声混合时间为0.5-2h，比如0.75h、1h、1.25h、1.5h和1.75h；优选所述混合还包括搅拌混合，所述搅拌混合在所述超声混合之前进行，且搅拌混合温度为50-70℃，比如55℃、60℃和65℃，搅拌混合时间为0.5-2h，比如0.75h、1h、1.25h、1.5h和1.75h。本领域技术人员理解，超声混合是在水浴超声器中进行。

在一种实施方式中，所述步骤(2)中，所述全氟聚醚基础油的结构式为其中，m、n均为整数，且m＝1-100，比如5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、51、55、60、65、70、75、80、85、90和95，n＝1-50，比如5、10、15、20、25、26、30、35、40和45，R_f1和R_f2分别选自—CF₃、—C₂F₅、—C₃F₇和-CF(CF₃)OCF₃中的任一项；优选所述全氟聚醚基础油的分子量为3000-10000g/mol，优选7000-9000g/mol，比如7500g/mol、8000g/mol和8500g/mol。

本领域技术人员理解，R_f1和R_f2可以相同，也可以不同。

在一种实施方式中，所述步骤(2)中，所述改性极压抗磨添加剂与所述全氟聚醚基础油的质量比为1:(5-35)，比如1:5、1:6.25、1:7.5、1:8.75、1:10、1:12.5、1:15、1:17.5、1:20、1:25、1:30和1:35。

在一种实施方式中，所述步骤(3)中，混合温度为50-70℃，比如55℃、60℃和65℃，混合时间为0.5-2h，比如0.75h、1h、1.25h、1.5h和1.75h；优选混合为搅拌混合。

在一种实施方式中，所述步骤(3)中，所述聚四氟乙烯稠化剂的平均粒径为1-10μm，比如2μm、4μm、6μm和8μm；分子量为1×(10⁴-10⁹)g/mol，比如1×10⁵g/mol、1×10⁶g/mol、1×10⁷g/mol和1×10⁸g/mol。

在一种实施方式中，所述改性极压抗磨添加剂与所述聚四氟乙烯稠化剂的质量比为1:(2-20)，比如1:2、1:2.5、1:3、1:3.75、1:4、1:5、1:6、1:7、1:7.5、1:8、1:9、1:10、1:11、1:12、1:13、1:14、1:15、1:16、1:17、1:18、1:19和1:20。

在一种实施方式中，所述步骤(4)中，所述均质处理是将步骤(3)所得混合胶体在均质机中进行均质处理，得到均质胶体；优选均质处理时间为0.2-1h，比如0.5h，以使混合胶体中各物质混合得更均匀。

在一种实施方式中，所述步骤(4)中，所述研磨处理依次包括第一阶段研磨处理；所述第一阶段研磨处理是将经均质处理所得均质胶体在胶体分散磨中进行研磨处理，得到第一研磨胶体，优选研磨2-4次，比如3次，以使改性极压抗磨添加剂与全氟聚醚基础油更好地结合，进一步使所得极压抗磨全氟聚醚润滑脂的膏体更细腻，润滑性好；优选地，所述研磨处理依次还包括第二阶段研磨处理，所述第二阶段研磨处理是将经第一阶段研磨处理所得第一研磨胶体在研磨机中进行研磨处理，得到极压抗磨全氟聚醚润滑脂，优选研磨时间为1-3h，比如1.5h、2h和2.5h。

本领域技术人员理解，所述研磨机可以为本领域常用研磨机，比如三辊研磨机。

本领域技术人员理解，聚四氟乙烯稠化剂为纳米级小颗粒团聚，里面有很多孔，通过研磨挤压，全氟聚醚基础油会被挤压到聚四氟乙烯稠化剂中的孔内，从而使全氟聚醚基础油与聚四氟乙烯稠化剂结合得更好，使所得极压抗磨全氟聚醚润滑脂的膏体更细腻，润滑性好。

本领域技术人员理解，经步骤(4)得到的极压抗磨全氟聚醚润滑脂依次进行真空脱气后处理和包装，得到极压抗磨全氟聚醚润滑脂产品。

为实现第二个目的，本发明还提供一种利用前述制法制得的极压抗磨全氟聚醚润滑脂。

在一种实施方式中，所述极压抗磨全氟聚醚润滑脂中，包括以下质量百分数的物质：

改性极压抗磨添加剂 2-10wt％，比如4wt％、5wt％、6wt％和8wt％；

全氟聚醚基础油 50-70wt％，比如55wt％、60wt％和65wt％；

聚四氟乙烯稠化剂 20-40wt％，比如25wt％、30wt％和35wt％。

在一种实施方式中，所述极压抗磨全氟聚醚润滑脂中，改性极压抗磨添加剂、全氟聚醚基础油和聚四氟乙烯稠化剂的质量百分数总和为100wt％。

本发明的有益效果在于：

本发明的极压抗磨全氟聚醚润滑脂的制法，简单易操作，制得的极压抗磨全氟聚醚润滑脂，极压抗磨性能好，承受载荷时不容易被挤出摩擦表面，能够长时间作用于摩擦表面，并减少摩擦表面的摩擦和磨损，能够在-40～260℃的环境下使用而起到很好的润滑保护作用；

本发明制得的极压抗磨全氟聚醚润滑脂，极压抗磨性能好，承受载荷时不容易被挤出摩擦表面，能够长时间作用于摩擦表面，并减少摩擦表面的摩擦和磨损，能够在-40～260℃的环境下使用而起到很好的润滑保护作用。

具体实施方式

以下结合具体实施方式/实施例对本发明的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式/实施例仅用于说明本发明的内容，发明并不仅限于下述实施方式或实施例。应用本发明的构思对本发明进行的简单改变都在本发明要求保护的范围内。

原料来源：

1#二硫化钼，纯度99.5％，购自洛阳申雨钼业有限公司；

4#二硫化钼，纯度99.5％，购自洛阳申雨钼业有限公司；

全氟聚醚酰氟，其分子量4000-5000；

全氟聚醚基础油，其结构式为其中，m、n均为整数，且m＝51-100，n＝26-50，R_f1和R_f2分别选自—CF₃、—C₂F₅、—C₃F₇和-CF(CF₃)OCF₃中的任一项；其分子量7000-8000；

聚四氟乙烯稠化剂，购自苏州诺升科技有限公司。

实施例1(S1)

按照以下制法制备极压抗磨全氟聚醚润滑脂，具体包括以下步骤：

(1)将20g的1#二硫化钼和30g的4#二硫化钼加入至100g全氟聚醚酰氟中，并在氟气的作用下，进行表面改性4h，然后过滤，并将过滤所得固体用KOH的饱和溶液进行冲洗至冲洗液的pH为7，然后用蒸馏水冲洗20s，得到改性极压抗磨添加剂；

(2)将步骤(1)所得改性极压抗磨添加剂加入至700g全氟聚醚基础油中，并在水浴超声器中超声混合1h，得到悬浮液；

(3)向步骤(2)所得悬浮液中加入300g聚四氟乙烯稠化剂，并搅拌混合均匀，得到混合胶体；

(4)将步骤(3)所得混合胶体先用均质机进行均质处理，然后用胶体分散磨研磨处理3次，然后在三辊研磨机上研磨处理1h，得到极压抗磨全氟聚醚润滑脂A1。

实施例2(S2)

(1)将50g的1#二硫化钼和50g的4#二硫化钼加入至100g全氟聚醚酰氟中，并在氟气的作用下，进行表面改性4h，然后过滤，并将过滤所得固体用KOH的饱和溶液进行冲洗至冲洗液的pH为7，然后用蒸馏水冲洗10s，得到改性极压抗磨添加剂；

(2)将步骤(1)所得改性极压抗磨添加剂加入至1500g全氟聚醚基础油中，并在水浴超声器中超声混合1.5h，得到悬浮液；

(3)向步骤(2)所得悬浮液中加入500g聚四氟乙烯稠化剂，并搅拌混合均匀，得到混合胶体；

(4)将步骤(3)所得混合胶体先用均质机进行均质处理，然后用胶体分散磨研磨处理3次，然后在三辊研磨机上研磨处理1.5h，得到极压抗磨全氟聚醚润滑脂A2。

实施例3(S3)

(1)将30g的1#二硫化钼和40g的4#二硫化钼加入至100g全氟聚醚酰氟中，并在氟气的作用下，进行表面改性3h，然后过滤，并将过滤所得固体用KOH的饱和溶液进行冲洗至冲洗液的pH为7，然后用蒸馏水冲洗10s，得到改性极压抗磨添加剂；

(2)将步骤(1)所得改性极压抗磨添加剂加入至2200g全氟聚醚基础油中，并在水浴超声器中超声混合0.5h，得到悬浮液；

(3)向步骤(2)所得悬浮液中加入700g聚四氟乙烯稠化剂，并搅拌混合均匀，得到混合胶体；

(4)将步骤(3)所得混合胶体先用均质机进行均质处理，然后用胶体分散磨研磨处理3次，然后在三辊研磨机上研磨处理2h，得到极压抗磨全氟聚醚润滑脂A3。

实施例4(S4)

(1)将100g的1#二硫化钼和50g的4#二硫化钼加入至100g全氟聚醚酰氟中，并在氟气的作用下，进行表面改性5h，然后过滤，并将过滤所得固体用KOH的饱和溶液进行冲洗至冲洗液的pH为7，然后用蒸馏水冲洗10s，得到改性极压抗磨添加剂；

(2)将步骤(1)所得改性极压抗磨添加剂加入至2600g全氟聚醚基础油中，并在水浴超声器中超声混合1.5h，得到悬浮液；

(3)向步骤(2)所得悬浮液中加入900g聚四氟乙烯稠化剂，并搅拌混合均匀，得到混合胶体；

(4)将步骤(3)所得混合胶体先用均质机进行均质处理，然后用胶体分散磨研磨处理3次，然后在三辊研磨机上研磨处理2.5h，得到极压抗磨全氟聚醚润滑脂A4。

对比例1(D1)

按照以下制法制备全氟聚醚润滑脂，具体包括以下步骤：

(1)2100g全氟聚醚基础油中加入900g聚四氟乙烯稠化剂，并搅拌混合均匀，得到混合胶体；

(2)将步骤(1)所得混合胶体先用均质机进行均质处理，然后用胶体分散磨研磨处理3次，然后在三辊研磨机上研磨处理1h，得到全氟聚醚润滑脂B。

测试及结果

对实施例1-4(S1-4)所制得的极压抗磨全氟聚醚润滑脂A1-A4以及对比例1(D1)所制得的全氟聚醚润滑脂B分别进行相关的性能测试，测试结果如表1所示。

表1S1-4所得极压抗磨全氟聚醚润滑脂A1-A4和D1所得全氟聚醚润滑脂B的相关性能测试结果

根据实施例1-4和对比例1及表1可知：

本申请中，极压抗磨添加剂添加与否，对所得润滑脂产品的锥入度、工作温度、压力分油和蒸发度几乎没有影响；但是极压抗磨添加剂的添加，能够有效提高所得极压抗磨全氟聚醚润滑脂产品的烧结负荷，并极大地提高其PB值，从而极大地提高其极压性能；另外，极压抗磨添加剂的添加，还能够有效降低所得极压抗磨全氟聚醚润滑脂产品的摩擦系数，并极大减小所得润滑脂产品的磨斑直径，从而极大地提高其抗磨性能；这说明，本申请在制备润滑脂产品时添加相应的极压抗磨添加剂，能够在不降低润滑脂产品原来性能的基础上，提高其极压抗磨性能。

Claims

1.一种极压抗磨全氟聚醚润滑脂的制法，其特征在于，所述制法包括以下步骤：

(1)将极压抗磨添加剂加入至全氟聚醚酰氟中，并在氟气的作用下，进行表面改性，得到改性极压抗磨添加剂；其中，所述极压抗磨添加剂为二硫化钼；表面改性的条件为：常温常压情况下，改性3-5h；

2.根据权利要求1所述的制法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述极压抗磨添加剂为1#二硫化钼和4#二硫化钼的混合物。

3.根据权利要求2所述的制法，其特征在于，1#二硫化钼和4#二硫化钼的质量比为1:(0.5-1.5)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述极压抗磨添加剂与所述全氟聚醚酰氟的质量比为(0.5-1.5):1。

5.根据权利要求1所述的制法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述全氟聚醚基础油的结构式为其中，m、n均为整数，且m＝1-100，n＝1-50，R_f1和R_f2分别选自—CF₃、—C₂F₅、—C₃F₇和-CF(CF₃)OCF₃中的任一项。

6.根据权利要求5所述的制法，其特征在于，所述全氟聚醚基础油的分子量为3000-10000g/mol。

7.根据权利要求6所述的制法，其特征在于，所述全氟聚醚基础油的分子量为7000-9000g/mol。

8.根据权利要求1-3和5-7中任一项所述的制法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述改性极压抗磨添加剂与所述全氟聚醚基础油的质量比为1:(5-35)。

9.根据权利要求1所述的制法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述聚四氟乙烯稠化剂的平均粒径为1-10μm，分子量为1×(10⁴-10⁹)g/mol。

10.根据权利要求1-3、5-7和9中任一项所述的制法，其特征在于，所述改性极压抗磨添加剂与所述聚四氟乙烯稠化剂的质量比为1:(2-20)。

11.根据权利要求1所述的制法，其特征在于，所述步骤(3)中，混合温度为50-70℃，混合时间为0.5-2h。

12.根据权利要求11所述的制法，其特征在于，所述步骤(3)中，混合为搅拌混合。

13.根据权利要求1-3、5-7、9和11-12中任一项所述的制法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述混合包括超声混合，且超声混合温度为50-70℃，超声混合时间为0.5-2h。

14.根据权利要求13所述的制法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述混合还包括搅拌混合，所述搅拌混合在所述超声混合之前进行，且搅拌混合温度为50-70℃，搅拌混合时间为0.5-2h。

15.一种利用如权利要求1-14中任一项所述制法制得的极压抗磨全氟聚醚润滑脂。

16.根据权利要求15所述极压抗磨全氟聚醚润滑脂，其特征在于，所述极压抗磨全氟聚醚润滑脂中，包括以下质量百分数的物质：

改性极压抗磨添加剂 2-10wt％

全氟聚醚基础油 50-70wt％

聚四氟乙烯稠化剂 20-40wt％。